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框架结构设计在钢结构设计中的要点

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2016-09-02 13:31  来源:

常用钢结构框架可分为纯框架体系和框架—支撑体系两大类。体系的选择与建筑物的高度、使用功能密切相关。这就要求结构工程师应与建筑师密切配合,当由于建筑功能限制无法设置支撑时,则应采用纯框架体系。

框架结构设计

纯框架体系由于无抗侧移支撑,纵横两个方向要满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (以下简称《抗规》)第5.5节弹性层间位移角小于等于1 /300的要求,梁与柱在纵横两个方向均应刚接;又因《抗规》第8. 3. 4 条规定:“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱型截面”,所以采用纯框架体系时,柱往往设计成箱型柱,但箱型柱内部防锈及使用过程中的维护相当困难,这是钢结构设计中的一大难题。

本人也试图在设计中采用柱内浇筑混凝土的方法,但由于箱型柱在节点区设置加劲隔板,浇筑混凝土很困难;另一方面,钢管混凝土在国内仍处于研究阶段,常用设计软件无法计算,计算理论在各学报中不尽相同。基于以上原因,在设计纯钢结构框架时,大部分仍采用不灌混凝土的箱型截面柱。

本人在试算过程中采用工字柱强、弱轴均刚性连接的算法,依据是《抗规》第8.3.4 条采用的文字是“宜”,参考内地大设计院图纸亦有采用上述设计方法的,但计算结果并不理想,弱轴方向的弹性层间位移角仍然无法满足《抗规》第8. 3. 4的要求。由于箱型柱在构造上的一些困难,故建议在设计多层钢结构房屋时尽量采用工字型柱,设计成框架—支撑体系。

结构工程师与建筑师尽量协调,通过在需要布置支撑位置布置楼、电梯间等不开大洞口墙体来实现支撑的隐形。北京钢结构公司提示您实际工程计算结果表明,支撑对框架的位移控制效果非常好,加之采用工字形柱使得材料节省、防锈,使用中维护方便,弱轴方向的连接简单易行,实在是一个有效的方法。

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