关于高层钢结构框架结构的受力特性和内力分布

2021-09-08 09:30 高层钢结构 华邦建设

　　一、平衡倾覆力矩的主要部分是柱脚轴向力产生的力偶

　　在水平荷载作用下，梁柱铰接的排架结构和梁柱刚接的框架结构的重要差别，在于框架梁和框架柱刚接后形成如同一整体的空腹桁架结构，不再如排架结构中横梁仅起传递水平力的作用，致使排架柱处于悬臂柱受力状态。

　　刚接框架在水平荷载作用下，结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力，结构另一侧部分柱脚产生轴向压力，其中边柱柱脚的轴向力大于中柱。这些柱脚轴向力将形一边偶，平衡外部荷载产生的倾覆力矩，平衡力矩和倾覆力矩的表达式如下图：

（受力特性和内力分布）

　　一般情况下，柱脚轴向力产生的平衡力矩远大于柱脚弯矩之和。当高层钢结构的高宽比越小或框架边柱之间的距离越大，柱脚轴向力产生的平衡力矩也越大，梁柱内力也会减小。

　　二、梁柱内力自上而下逐层增加

　　高层钢结构的框架结构在竖向荷载作用下，框架柱的轴向压力自上而下逐层增加外，而框架梁和框架柱的弯矩和剪力自上而下无明显变化。在水平荷载作用下，框架梁和框架柱的内力M、N、V的分布，不仅对框架梁是自上而下逐层增加，对框架柱也是一样，上小下大，而且第二层边跨的框架梁梁端内力常为最大。