高层钢结构的偏心支撑

2020-08-11 09:08 高层钢结构 华邦建设

　　一、高层钢结构偏心支撑框架的类型和耗能梁段的构成

　　高层钢结构偏心支撑框架是近期发展起来的，并在地震区中得到较多的应用。在支撑框架中对支撑斜杆与梁进行偏心连接的设计意图，是要构成耗能梁段。因此，高层钢结构偏心支撑框架中每一根支撑斜杆的两端，至少有一端与梁相交，另一端可以在梁与柱交点处进行连接，或偏离另一根支撑斜杆一段长度与梁连接，并在支撑斜杆端与柱子之间构成一耗能梁段，或在两根支撑斜杆的杆端之间构成一耗能梁段。下图是各种偏心支撑框架的类型和耗能梁段的构成。

　　在偏心支撑框架的顶层常可不构成耗能梁段，因为符合承载力要求的支撑斜杆不致于会屈曲，而且顶层的地震剪力也较小。

　　支撑斜杆可以采用焊接H型钢或轧制H型钢。对偏心支撑框架作内力分析时，支撑斜杆可假定为两端铰接的图形，但在构造上则应形成刚接与耗能梁段及柱子相连。

　　二、采用偏心支撑和构成耗能梁段的目的

　　中心支撑在水平地震作用下的主要缺点，是在重复屈曲后承载力急剧下降，这在强余震下对结构是很不利的。采用偏心支撑的主要目的是改变支撑斜杆与梁的先后屈服顺序，即在罕遇地震时，一方面通过耗能梁段的非弹性变形进行耗能，另一方面使耗能梁段的剪切屈服在先，从而保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后。

　　三、实现耗能梁段保护支撑不屈曲的思路

　　实现耗能梁段保护支撑不屈曲的要求，可以从两方面调整这两种构件的承载力。一是为实现耗能梁段先行剪切屈服，要适当控制梁段的长度，且使耗能梁段的受弯承载力略大于受剪承载力，即设计成剪切屈服型，而且由腹板承担剪力，其设计剪力不超过受剪承载力的80%，使其在多遇地震作用下保持弹性状态;另一方面是提高支撑斜杆的受压承载力，使其至少应为耗能梁段达到屈服强度时相应支撑轴力的1.6倍。此外，为使塑性铰出现在框架梁上而不是在柱上，可以将柱的设计内力适当增大，这是因为强柱弱梁的设计原则同样适用于偏心支撑框架，而且对应耗能梁段的承载力，也应增大柱子的内力设计值。

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