解析高层钢结构支撑框筒体系

2020-08-24 09:17 高层钢结构 华邦建设

　　一、高层钢结构支撑框筒的产生

　　1、框筒体系虽然是用于高层钢结构的一种经济有效的抗侧力体系，然而，它的空间工作性能要求其柱距不大于4.5米，与一些建筑的使用功能和立面效果相矛盾。

　　2、一些高层钢结构为了提供开阔的视野和明朗的外观，要求外圈结构采用较大柱距和较矮的窗裙梁。为使这类稀柱浅梁框筒也能充分发挥抗侧力立体构件空间工作的效能，借鉴桁架的力学概念，增设大型支撑，形成支撑框筒，简单而巧妙地克服了剪力滞后效应。

　　二、高层钢结构支撑框筒的构成

　　1、高层钢结构支撑框筒是框筒体系的一个分支，它是由高层钢结构周边的支撑框筒与内部的承重框架所组成。它的结构平面布置正好与框架—支撑芯筒的平面布置内外相反。

　　2、高层钢结构支撑框筒是在稀柱浅梁框筒的几个立面上增设大型支撑，支撑斜杆轴线与水平面的夹角，一般为45度左右。相邻立面的支撑斜杆在转角相交于一点，使整个结构成为空间几何不变体系，并保证支撑传力路线的连续性。

　　三、高层钢结构支撑框筒受力特点

　　1、水平荷载引起的水平剪力和倾覆力矩，全部由高层钢结构周边的支撑框筒承担;高层钢结构的重力荷载由内部的承重框架和周边的支撑框筒按各构件的荷载面积比例分担。

　　2、支撑框筒在水平荷载作用下发生整体弯曲时，本来应该由框筒各层窗裙梁承担的竖向剪力，绝大部分改由支撑斜杆来承担。

　　3、因为框筒的各层窗裙梁不再因受剪而发生竖向剪弯变形，支撑又具有几何不变性，基本上消除了一般框筒的剪力滞后现象，从而能更加充分地发挥抗侧力立体构件的空间工作效能。

　　4、水平荷载作用下结构体系所产生的侧移中，支撑框筒整体弯曲变性引起的侧移，约占80%以上;支撑框筒整体剪切变形引起的侧移，仅占20%以下。

　　四、高层钢结构支撑框筒束体系

　　1、支撑框筒的抗推刚度大，用钢量少，具有良好的经济指标，而且对柱距又无严格限制，是用于高层钢结构的一种经济有效的结构体系。

　　2、当高层钢结构的层数很多，平面尺寸较大，需要采用框筒束之类结构时，可以优先考虑支撑框筒束体系。

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