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半刚性连接钢框架结构抗震的时程计算及实例分析

半刚性连接钢框架结构抗震的时程计算及实例分析
半刚性连接钢框架结构抗震的时程计算及实例分析

钢结构工程优点

钢结构工程优点 抗震性:低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后,形成了非常坚固的"板肋结构体系",这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力,适用于抗震烈度为8度以上的地区。 抗风性:型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、防变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒70米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。 耐久性:轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成,钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造,有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。保温性:采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板,有效的避免墙体的“冷桥”现象,达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。隔音性:隔音效果是评估住宅的一个重要指标,轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音达40分贝以上;由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体,其隔音效果可高达60分贝。 健康性:干作业施工,减少废弃物对环境造成的污染,房屋钢结构材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合当前环保意识;所有材料为绿色建材,满足生态环境要求,有利于健康。

舒适性:轻钢墙体采用高效节能体系,具有呼吸功能,可调节室内空气干湿度;屋顶具有通风功能,可以使屋内部上空形成流动的空气间,保证屋顶内部的通风及散热需求。 快捷:全部干作业施工,不受环境季节影响。一栋300平方米左右的建筑,只需5个工人30个工作日可以完成从地基到装修的全过程。环保:材料可100%回收,真正做到绿色无污染。 节能:全部采用高效节能墙体,保温、隔热、隔音效果好,可达到50%的节能标准。

浅析半刚性连接对钢框架稳定性的影响

浅析半刚性连接对钢框架稳定性的影响 摘要:简要介绍几种典型半刚性连接方式,给出相应的弯矩—转角曲线,分析半刚性连接的受力和变形特性,总结半刚性连接对钢框架稳定性的影响因素。 关键词:半刚性连接、弯矩—转角、稳定、刚度 在现行钢结构的分析和设计中,为了简化计算,通常将钢框架梁柱节点简化为理想铰接或完全刚接。事实上,钢框架梁柱之间的连接既非完全刚性,也非理想铰接,在荷载作用下连接通常表现出一定的柔性,因此连接就本质而言应属于半刚性。考虑设计的简单和便捷,如果荷载作用下,连接的变形可以忽略时,则把连接简化为完全刚接,不会对框架的真实受力和变形带来较大的误差;同理,当连接的抗弯能力可以忽略,采用理想铰接模型则比较合理。但当连接的刚度处于完全刚接和理想铰接之间时,就应采用能够明确计入连接柔性影响的更为实际的分析方法[1]。连接的半刚性不仅改变钢框架梁-柱之间的弯矩分布,而且还会增加结构的水平位移,对结构的总体强度和稳定性造成较大的影响,因此对半刚性连接的特性需做深入的研究,以便在钢框架设计中按照实际的半刚性连接来考虑。 1 半刚性连接类型 见下图[2] (1)顶底角钢连接(2)双腹板顶底角钢连接(3)双/单腹板角钢连接 (4)短T型钢连接(5)外伸端板连接(6)平齐端板连接 矮端板连接 图一半刚性连接类型 2 半刚性连接的受力性能及特性 2.1 半刚性连接的受力性能 以单跨梁作为分析对象分析半刚性链接的受力性能。在均布荷载q的作用下,梁两端的连接分别是刚接、铰接和半刚性连接,梁的跨度为L。按照结构力学的方法,刚接时梁端弯矩为qL2/12,跨中弯矩为qL2/24,跨中最大挠度为

钢框架梁柱连接节点构造

钢框架梁柱连接节点构造,图文并茂 2015-11-27 09:41 专业分类:建筑结构浏览数:23759 1. 梁与柱的连接 梁与柱刚性连接的构造,形式有三种。 (1)梁翼缘、腹板与柱均为全熔透焊接,即全焊接节点; (2)梁翼缘与柱全熔透焊接,梁腹板与柱螺栓连接,即栓焊混合节点; (3)梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接,即全栓接节点; 上图为三种梁柱刚性连接节点 梁与柱刚性连接的构造

(1)工字形梁与工字形柱或箱形柱刚性连接的细部构造: 上图为梁与柱刚性连接细部构造 (2)工字形柱和箱形柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时,构造措施有两种:a、悬臂梁与梁栓焊混合节点;b、悬臂梁与梁全栓接节点。 上图为柱带悬臂梁段与梁连接

钢结构抗震性能分析

钢结构抗震性能分析 摘要:钢结构建筑具有建设速度快、工业化程度比较高、技术经济指标好、抗震性能相比较其他建筑材料比较优越,所以能够广泛地应用于建筑的各个领域,有着得天独厚的发展优势。本文对钢结构建筑的抗震性能进行分析,总结出钢结构抗震的特点及在建设中的应用,分析了几种钢结构所具有的抗震性能,为建筑中明确钢结构的抗震性能找到了依据。 关键词:建筑;钢结构;发展;抗震;分析 引言 近几年,随着我国建筑产业高速发展,钢铁材料和结构体逐渐呈现多元化的发展趋势,建筑行业的发展也更是各具特色。作为现代建筑领域新兴的钢结构建筑,也越来越被建筑界所重视,这对地震多发的地区,建筑在地震中由于倒坍所造成的灾害,将会成为地震灾害中,对于生命和财产安全中,最具破坏力和杀伤力的直接因素,这就需要不断加强钢结构的抗震性能,提升钢结构建筑抗震的能力 1 钢结构的特点 优质的钢结构具有良好的延伸性,能够将震动时发生的波动抵消掉。对于钢结构在抗拉、抗压、抗剪的强度要求上都很高,特别是钢结构需要凭着工艺制造,利用其所具有的高延性,提升其在地震中的抗震能力[1]。钢结构通过自身的塑性变形特点,达到吸收和消耗震动过程中,抵抗强烈地震的能力。 2 建筑中的钢结构体系 在钢结构建筑中,用的较多钢结构框架体系有纯框架结构、中心支撑结构、偏心支撑结构等。纯框架结构延性和抗震性能比较好,但是由于抗侧刚度比较差,一般不太适合用于层数比较高的建筑。以中心支撑的钢结构框架结构抗侧刚度大,适用于层数较高的建筑。由于一些钢结构支撑构件,具有的滞回性能较差,对于耗散的震动的能量有限,抗震性能没有钢结构纯框架的性能好。钢结构的框架偏心支撑结构,还可以通过偏心连梁进行剪切,达到耗散地震的能量,保证通过钢结构框架的支撑不丧失稳定,这种抗震性能的效果,优于中心支撑的钢结构框架[2],并且其弹性阶段的刚度也接近中心支撑框架。如果采用能与钢结构框架抗侧刚度相匹配含有钢板的剪力墙,还有带竖缝剪力墙的钢结构代替支撑,可以构成具有钢结构框架的抗震墙板结构,其抗震的性能强于由钢结构框架构成的中心支撑结构。当房屋建筑的刚度要求更高时,一般都可以采用沿着建筑周边,有秩序地进行设置一些密柱深梁框架,来构成钢结构的框筒结构。这样设计安装的框筒结构抗侧刚度大,能够起到具有良好抗震性能的效果。 3 建筑中钢结构的抗震性能分析

半刚性连接的一些概念

半刚性连接的一些概念 由于钢结构的特殊性,在处理有些铰接节点时,如果单纯按照铰接,则整个体系可能会是几何可变体系,但是按照刚接处理,又由于节点复杂在一些具体工程中很难做到.在GB 50017中提出了半刚接的可行性,但是并没给出范例.下面讲一些关于半刚接的相关概念. 以往我们对于节点模型的定义有两种:铰接和刚接。不能承受和传递弯矩作用的为铰接,能够承受和传递弯矩作用的是刚接。实际上这是为了便于就算分析,是对节点的理想化,在工程实际不可能存在理想的铰接和刚接节点。后来又提出了弹簧支座的概念,弹簧支座是介于铰接和刚接之间的一种过渡节点模型,但是它也是建立在弯矩与转角位移成线性关系假定基础上的,与工程实际贴近了一大步。半刚性节点是最近几年刚刚提出来的一种新的概念,它也是介于刚接和铰接之间的一种节点模型,但不同于弹簧支座,它考虑了弯矩与转角位移之间的非线性关系,目前这种节点模型还正处于研究阶段,工程也已一定的应用。半刚性节点连接目前尚处于研究阶段,需要大量的试验数据和理论分析。一般来说当梁采用端板与柱翼缘通过高强螺栓连接时、或梁的上下翼缘与柱通过角钢或T型钢连接时都属于半刚性连接。 设计和计算半刚性连接需要知道节点的弯矩-转角关系曲线,即节点的转动刚度.欧洲规范EC4规定当节点的转动刚度小于梁的线刚度的0.5倍时,可视为铰接;当节点转动刚度大于梁的线刚度的25倍时,可视为刚接;两者之间为半刚接;我国也有相关的研究成果,不过比较复杂。半刚性节点具有以下优点: 1)因考虑了节点区域的相对变形,可缓解杆件内应力集中; 2)地震荷载作用下,节点部位能量耗散作用可以降低位移反应; 3)灾后结构加固设计较容易处理; 4)半刚性节点引入结构分析,推动对结构设计过程的重视; 5)设计能够更接近结构的真实情况。 看看下面这个代表性的半刚接节点图:

钢框架梁柱连接节点构造

钢框架梁柱连接节点构造,图文并茂 2015-11-27 09:41专业分类:建筑结构浏览数:23759 1、梁与柱得连接 1.1 梁与柱刚性连接得构造,形式有三种。 (1)梁翼缘、腹板与柱均为全熔透焊接,即全焊接节点; (2)梁翼缘与柱全熔透焊接,梁腹板与柱螺栓连接,即栓焊混合节点; (3)梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接,即全栓接节点; <img data—s="300,640"data—ratio="0.3426124197002141" data-w="467" width="auto” _width="auto"src="” st yle=”padding:5px 0px; border: 0px; max—width:600px; vertical—align:middle; font—family: 微软雅黑;font-weight: bold; line—height: 1。75em;width:auto !important; visibili ty:visible !important;”/〉 上图为三种梁柱刚性连接节点 1、2梁与柱刚性连接得构造 (1)工字形梁与工字形柱或箱形柱刚性连接得细部构造: <img data-s="300,640" data-ratio="0、39863325740318906” data—w=”439"width=”auto"_width=”auto” src=”” style=”padding:5px 0px;border: 0px; max-width: 600px; v

ertical-align: middle; width:auto !important; visibility: visible!important;"/〉 上图为梁与柱刚性连接细部构造 (2)工字形柱与箱形柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时,构造措施有两种:a、悬臂梁与梁栓焊混合节点;b、悬臂梁与梁全栓接节点。 <img d ata-s="300,640”data-ratio=”0。35523" data-w=”451"width="au to" _width=”auto”src="” style="padding: 5px0px; border: 0px; max-width: 600px; vertical—align: middle; width: auto !important; visibility: visible!important;"/> 上图为柱带悬臂梁段与梁连接 梁与柱刚性连接时,按抗震设防得结构,柱在梁翼缘上下各500mm得节点范围内,柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间得组合焊缝,应采用全熔透坡口焊缝。 1。3 改进梁与柱刚性连接抗震性能得构造措施

从结构抗震的角度论述钢结构的性能

题目: 从结构抗震的角度论述钢结构的性能,优缺点及发展前景 学院:土木工程学院 专业:建筑工程技术专业 班级:建工一班 姓名:杨星星 指导教师:盛朝晖 2014年04月10日从结构抗震的角度论述钢结构的性能,优缺点及发展前景 论文摘要: 本文简要分析了钢结构建筑的结构体系及性能特点,优缺点,抗震性能以及日后良好的发展前景。 关键词: 钢结构,抗震性能好,施工方便,耐火性差,质量轻,强度大,发展前景好。 目录: 一、摘要 二、绪论 三1.1钢结构的性能及特点。 1.1.1钢结构的特点: 1.1.2钢结构的性能 四、1.2钢结构的优缺点 1.2.1钢结构的优点

1.2.2钢结构的缺点 五、1.3钢结构的发展前景 1.3.1钢结构的应用范围 1.3.2钢结构的发展前景 1.3.3发展方向 六、 1.4结论 七、参考文献 二、绪论 三 1.1钢结构的性能及特点。 近年来,全世界地震频频发生,对人们是生命财产安全造成了很大的威胁。在地震中造成人员财产损失的因素之一是建筑物的倒塌,如 何提高建筑物的抗震性能就显得尤为重要。目前建筑使用较多的轻钢结构建筑其抗震的能力有明显成果。 1.1.1钢结构的特点 1.钢材的材质均匀,质量稳定,可靠度高;自重轻,变形大,可以吸收很大能量,而且可以通过构造实现强梁弱柱、强剪弱弯。 2.钢材的强度高,塑性和韧性好,抗冲击和抗振动能力强; 3.钢结构工业化程度高,工厂制造,工地安装,加工精度高,制造周期短,生产效率高,建造速度快; 4.钢结构抗震性能好; 5.耐腐蚀和耐火性差,单价较高。 1.1.2钢结构的性能

钢结构轻质高强,所以地震时受地震作用小。而钢结构具有良好的延展性,可以将地震波的能耗抵消掉。钢材基本上属各向同性材料,扛拉、抗压、扛剪强度均很高,而且具有良好的延展性,特别是钢结构凭着自己特有的高延展性减轻了地震反应。钢结构还可以看作比较理想的弹塑性结构,可以通过结构的塑性变形吸收和消耗地震输入能量,从而具有较高的抵抗强烈地震的能力。钢结构相对于其他结构自重轻,这也大大减轻了地震作用的影响。不同的结构形式,抗震性能明显不同。混凝土结构的房屋受压较好,但不抗拉力,两种力的差距达10倍。当地震来临时,房屋在地震波循环荷载情况下,极易发生整体垮塌。钢结构除了抗震性能高,施工周期短、工业化程度高、环保性能好的特点也显著优于混凝土结构。 三1.2 钢结构的优缺点 1.2.1钢结构工程优点 钢结构住宅建筑是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架,同时配以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构建造而成,其中主要承重骨架是由钢构件或钢管(圆管或矩形管)混凝土构件所组成。在建筑中应用钢结构的优势主要体现在以下几个方面: .1 强度高、自重轻、抗震性能好 钢结构体系轻质高强,可减轻建筑结构自重的30%,大大降低基础的造价;钢结构是柔性结构,有很好的抗震,同时结构安全度高,受损轻,而且由于钢材便于加工,灾后容易修复。型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力好。低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后,形成了非常坚固的“板肋结构体系”,这种结构体系有很明显的抗震及抵抗水平荷载的能力,用于抗震烈度为八度以上的地区。 .2 功能区分割灵活 传统的砖混、钢筋混凝土的结构自重大,进深和开间相对较小,梁、柱粗大,空间利用

钢框架半刚性连接与分析论文

钢框架半刚性连接研究与分析 【摘要】在钢结构设计与分析中,都将框架的梁柱连接节点设计成理想的铰接和刚接。一般来说,连接对转动的约束达到理想刚接的80%时,就被视为刚接;但当梁柱轴线夹角的改变量在外力作用下达到理想铰接的90%时,即可被视为铰接。然而,在实际工程中,大部分节点都是处于刚接和铰接之间的,即我们所说的半刚性连接。半刚性连接,将理想刚接和铰接这两者的特点结合起来,在承受一定弯矩的同时,也产生一定的转角。所以,半刚性连接钢框架具有其自身的特点,不能简单地将其简化为理想刚接或铰接。 【关键词】钢框架半刚性连接研究性能 abstract: in the steel structure design and analysis of the frame beam-column connection will be joint design ideal of a hinged and just answer. generally speaking, the connection to the constraints of turning to achieve the ideal just answer 80%, will be seen as just answer; but when the beam axis angle of change under external force to achieve the ideal of hinged 90% when, can be regarded as hinged. however, in the actual engineering, most of the node is the just answer and between hinged, that what we call semi-rigid connection. semi-rigid connection, ideal to just answer and the characteristics of the two hinged combination, under certain bending moment, but also produce a certain corner. so,

钢结构抗震性能设计

第四章抗震性能设计 4.2b 综述适用于钢构件、钢节点、钢连接的几种滞回模型和损伤指数。(重点阐述有关钢结构的内容) 答: 1、滞回模型 (1)钢构件的滞回模型: a、轴心受力构件 反复荷载作用下轴心受力钢构件滞回模型 b、受弯构件

反复荷载作用下受弯钢构件的滞回模型 c、钢板 反复荷载作用下受弯钢构件板的滞回模型 (2)钢连接的几种滞回模型 线性模型非线性模型

(3)钢节点的滞回性能模型 反复荷载作用下受弯钢节点的几种滞回模型 2、损伤指数综述 为了定量描述结构防止在地震中倒塌的安全度,提出了损伤指数的概念。对结构在其寿命周期内所能承受的地震破坏总量的预测由损伤指数(Damage Index)控制,而损伤指数由刚度、强度和延性确定。对于其中的延性而言,损伤指数分别从构件级别、楼层级别和整体结构级别代表了塑性铰的塑性转动能力。 (1)构件损伤指数 可以由所需塑性转动能力和可提供的塑性主动能力之间的比值计算得出。 a dm I θθ/r (2)楼层损伤指数 代表了楼层抵御地震破坏的能力: (3)整体损伤指数 描述整个结构的损伤指数,包括地震作用下的结构整体性能。

4.3c综述屈曲约束支撑(无粘结支撑、防屈曲支撑)的特点、类型、设计要点以及国内外最新研究进展和工程应用现状。答: 1、特点 在普通支撑外部设置套管,约束支撑的受压屈曲,构成屈曲约束支撑。屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接,所受的荷载全部由芯板承担,外套筒和填充材料仅约束芯板受压屈曲,使芯板在受拉和受压下均能进入屈服,因而,屈曲约束支撑的滞回性能优良。 .屈曲约束支撑与普通支撑滞回性能对比 优点: (1)承载力与刚度分离 普通支撑因需要考虑其自身的稳定性,使截面和支撑刚度过大,从而导致结构的刚度过大,这就间接地造成地震力过大,形成了不可避免的恶性循环。选用防屈曲支撑,即可避免此类现象,在不增加结构刚度的情况下满足结构对于承载力的要求。 (2)承载力高 抗震设计中,普通支撑和屈曲约束支撑的轴向承载力设计值为:

半刚性连接的一些概念

半刚性连接的一些概念 (2007-07-10 20:51:28) 转载 分类:不懂装懂 从中华钢结构论坛中整理出来的相关东西. 由于钢结构的特殊性,在处理有些铰接节点时,如果单纯按照铰接,则整个体系可能会是几何可变体系,但是按照 刚接处理,又由于节点复杂在一些具体工程中很难做到.在GB 50017中提出了半刚接的可行性,但是并没给出范例.下面讲一些关于半刚接的相关概念. 以往我们对于节点模型的定义有两种:铰接和刚接。不能承受和传递弯矩作用的为铰接,能够承受和传递弯矩作用的是刚接。实际上这是为了便于就算分析,是对节点的理想化,在工程实际不可能存在理想的铰接和刚接节点。后来又提出了弹簧支座的概念,弹簧支座是介于铰接和刚接之间的一种过渡节点模型,但是它也是建立在弯矩与转角位移成线性关系假定基础上的,与工程实际贴近了一大步。半刚性节点是最近几年刚刚提出来的一种新的概念,它也是介于刚接和铰接之间的一种节点模型,但不同于弹簧支座,它考虑了弯矩与转角位移之间的非线性关系,目前这种节点模型还正处于研究阶段,工程也已一定的应用。半刚性节点连接目前尚处于研究阶段,需要大量的试验数据和理论分析。一般来说当梁采用端板与柱翼缘通过高强螺栓连接时、或梁的上下翼缘与柱通过角钢或T型钢连接时都属于半刚性连接。 设计和计算半刚性连接需要知道节点的弯矩-转角关系曲线,即节点的转动刚度.欧洲规范EC4规定当节点的转动刚度小于梁的线刚度的0.5倍时,可视为铰接;当节点转动刚度大于梁的线刚度的25倍时,可视为刚接;两者之间为半刚接;我国也有相关的研究成果,不过比较复杂。半刚性节点具有以下优点: 1)因考虑了节点区域的相对变形,可缓解杆件内应力集中; 2)地震荷载作用下,节点部位能量耗散作用可以降低位移反应; 3)灾后结构加固设计较容易处理; 4)半刚性节点引入结构分析,推动对结构设计过程的重视; 5)设计能够更接近结构的真实情况。 看看下面这个代表性的半刚接节点图:

钢结构抗震优缺点

钢结构工程学习小节 钢结构就是指用钢板与热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受与传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构 相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势,在全球范围内,特别就是发 达国家与地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通 常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构与桥梁结构五大子类, 钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型 管道容器、高层建筑与塔轨机构等。根据每平米用钢量及主要构件钢板厚度,钢 结构有轻钢与重钢之分,轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、 墙体支撑、墙板与连接件组成。钢结构与其它建设相比,在使用中、设计、施工 及综合经济方面都具有优势,造价低,可随时移动,钢结构与普通钢筋混凝土结构 相比,其匀质、高强、施工速度快、抗震性好与回收率高等优越性,钢比砖石与砼 的强度与弹性模量要高出很多倍,因此在荷载相同的条件下,钢构件的质量轻。从 被破坏方面瞧,钢结构就是在事先有较大变形预兆,属于延性破坏结构,能够预先 发现危险,从而避免。 钢结构工程优点 抗震性:低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的就是由冷 弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后,形 成了非常坚固的“板肋结构体系”,这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷 载的能力,适用于抗震烈度为八度以上的地区。 抗风性:型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物 自重仅就是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒七十米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。

框架结构真的抗震吗

框架结构真的抗震吗?真的。当然了,前提是设计、施工质量有保证的框架结构。就像牛奶肯定对身体有好处,但是含三聚氰胺的不算。 为什么框架结构能够抗震呢?建筑结构的尺度一般都很大,而且绝大多数建成之后都被掩盖在装修材料之下,可能很少有机会能够一览全貌。那我们就用身边的小例子来说明吧。 抗震能力,可以简单理解成承担水平荷载的能力。你站在公交车里,没抓扶手,公交车突然启动或者刹车,你的感觉就像是有人突然推了你一把。地震来了,建筑物的反应也是如此,就像是整个建筑被推来推去一样。 我们都知道,与三角形相比,矩形不 是一个稳定的结构,很容易在外力作用下变成平行四边形。比如上面图片中,用四根木条做成一个画框,在水平外力作用下,这个画框很容易就变形成平行四边形。而三角形的画框就没有这个问题。但是,我们很少见到三角形的画框,我们也很少见到三角形剖面的房子。由于我们对建筑空间的需求,普遍意义上,矩形是最合适的形式,三角形剖面的房子无论是空间观感还是使用体验都比不上我们早已习惯了的矩形小房间。如何才能让这个四边形画框具有抵抗水平外力的能力呢?如何能够让这个四边形画框不会变成平行四边形呢? 方法有很多种,最常见的可能是我上图中所示意的这三种。 1.在画框的角部钉加固小木条,让木条与木条之间的夹角保持90度,这样 一来,画框就不会变成平行四边形了。 2.在这个画框的背面钉一个X 形的木条,变四边形为多个三角形的组合, 这样画框也很难再变形了。

3.在画框的四根木条之间镶进去一块木板,因为木板很难变形,所以,画 框被里面的这块木板撑住,也不会变形了。 在实际的结构工程中,第一种叫做“框架moment frame”,第二种叫做“带支撑的框架braced frame”,第三种叫做“带边框的框架-剪力墙”。中文所称的狭义的“框架”特指的是第一种。第三种属于框架-剪力墙体系,不在我们这里的讨论范围之内。第二种带支撑的框架,以及带偏心支撑的框架,跟我们狭义所指的这种“框架”有很多不同,也不在讨论之列。我们重点讨论的还是狭义的“框架”,也就是第一种moment frame。 四边形的框架画框之所以能够不再轻易变成平行四边形,关键就在于四角加钉的加固小木条让木条和木条之间始终保持90度。框架结构的要害也是如此,关键就在于梁柱节点是否能够形成足够的框架效应。所以,框架结构很重要的一个设计原则就是“强节点弱杆件”。节点一定要有足够的承载力,如果节点先于杆件破坏,丧失了节点的四边形框架会一下子变成平行四边形,即使构成四条边的杆件再结实也无济于事了。 如何保证框架的梁柱节点足够结实呢?拿最常见的钢筋混凝土框架来说吧,钢筋混凝土结构的优点之一就是能够通过内部钢筋的布设来控制结构性能。两个看起来完全一样的混凝土结构,很可能因为内部钢筋布置的不同而具有差异很大的结构性能。对于钢筋混凝土框架结构来说,梁柱节点处的钢筋锚固非常重要。锚固的形式要合理、锚固的长度要足够、节点核芯区的箍筋要足够。

刚性连接与铰性连接

刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接合刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的 连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5% 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性 (转动能力)。抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要 求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上 只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动, 连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理

浅析钢结构抗震性能的设计

浅析钢结构抗震性能的设计 摘要:钢结构在建筑行业得到了迅速发展,随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,钢结构的抗震性能也不断的受到设计、施工等各方面的检验,文章通过对钢结构的特点、抗震性能等方面进行阐述,总结了目前建筑行业钢结构抗震设计的方法。 关键词:钢结构;建筑抗震;设计 引言 随着国民经济的快速发展以及人民生活水平的日益提高,钢结构已经广泛的应用在建筑行业,包括工业厂房、大跨度公共建筑、民用住宅等。钢结构在我国已经得到初步的发展,因其材料和结构形式的特点,钢结构具有建筑功能分区的可变性强、房屋自重轻、抗震性能优越、生产自动化施工装配化程度高和造价低综合经济效益好等优点。但推广和应用钢结构还需解决一系列的问题,实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决,以利于钢结构在我国健康快速持续发展。 一、钢结构的种类和特点 1、钢结构的种类 钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势,在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类。 钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。 2、钢结构的特点 2.1、钢结构自重较轻 2.2、钢结构工作的可靠性较高 2.3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好 2.4、钢结构制造的工业化程度较高

MIDAS GEN 钢筋混凝土框架结构抗震分析及设计

例题 钢筋混凝土结构 抗震分析及设计 1

例题钢筋混凝土结构抗震分析及设计 例题. 钢筋混凝土结构抗震分析及设计 概要 本例题介绍使用MIDAS/Gen 的反应谱分析功能来进行抗震设计的方法。 此例题的步骤如下: 1.简要 2.设定操作环境及定义材料和截面 3.利用建模助手建立梁框架 4.建立框架柱及剪力墙 5.楼层复制及生成层数据文件 6.定义边界条件 7.输入楼面及梁单元荷载 8.输入反应谱分析数据 9.定义结构类型 10.定义质量 11.运行分析 12.荷载组合 13.查看结果 14.配筋设计 2

例题钢筋混凝土结构抗震分析及设计 1.简要 本例题介绍使用MIDAS/Gen 的反应谱分析功能来进行抗震设计的方法。(该例题数据仅供参考) 例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。 基本数据如下: ?轴网尺寸:见平面图 ?主梁: 250x450,250x500 ?次梁: 250x400 ?连梁: 250x1000 ?混凝土: C30 ?剪力墙: 250 ?层高:一层:4.5m 二~六层:3.0m ?设防烈度:7o(0.10g) ?场地:Ⅱ类 3

例题 钢筋混凝土结构抗震分析及设计 2.设定操作环境及定义材料和截面 在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面 1:主菜单选择 文件>新项目 文件>保存: 输入文件名并保存 2:主菜单选择 工具>单位体系: 长度 m, 力 kN 注:也可以通过程序右下 角 随时更改单位。 定义单位体系 3:主菜单选择 模型>材料和截面特性>材料:添加:定义C30混凝土 材料号:1 名称:C30 规范:GB(RC) 混凝土:C30 材料类型:各向同性 定义材料 4

钢结构抗震优缺点

钢结构工程学习小节 钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势,在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁结构五大子类,钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。根据每平米用钢量及主要构件钢板厚度,钢结构有轻钢和重钢之分,轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件组成。钢结构与其它建设相比,在使用中、设计、施工及综合经济方面都具有优势,造价低,可随时移动,钢结构与普通钢筋混凝土结构相比,其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性,钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍,因此在荷载相同的条件下,钢构件的质量轻。从被破坏方面看,钢结构是在事先有较大变形预兆,属于延性破坏结构,能够预先发现危险,从而避免。 钢结构工程优点 抗震性:低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后,形成了非常坚固的“板肋结构体系”,这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力,适用于抗震烈度为八度以上的地区。 抗风性:型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物

自重仅是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒七十米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。 耐久性:轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成,钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造,有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达一百年。 保温性:采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板,有效的避免墙体的“冷桥”现象,达到了更好的保温效果。 隔音性:隔音效果是评估住宅的一个重要指标,轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音达四十分贝以上;由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体,其隔音效果可高达六十分贝。 健康性:干作业施工,减少废弃物对环境造成的污染,房屋钢结构材料可完全回收,其他配套材料也可大部分回收,符合当前环保意识;所有材料为绿色建材,满足生态环境要求,有利于健康。 舒适性:轻钢墙体采用高效节能体系,具有呼吸功能,可调节室内空气干湿度;屋顶具有通风功能,可以使屋内部上空形成流动的空气间,保证屋顶内部的通风及散热需求。 快捷:全部干作业施工,不受环境季节影响。 环保:材料可回收,真正做到绿色无污染。 节能:全部采用高效节能墙体,保温、隔热、隔音效果好,可达到50%的节能标准。 钢结构工程的缺点 (一)复杂性:钢结构工程项目施工质量问题的复杂性,主要表现在引发质

框架结构也可以抗震

我们常见的房屋建筑结构形式有:砌体,框架,框剪,剪力墙,框筒等等。根据相关规范规定,这些结构形式的建筑高度限值依次递增,从这个角度来看,框架结构的抗震性能仅优于砌体结构(砖混),而低于其他结构形式。 框架结构真的抗震吗?真的。当然了,前提是设计、施工质量有保证的框架结构。就像牛奶肯定对身体有好处,但是含三聚氰胺的不算。 为什么框架结构能够抗震呢?建筑结构的尺度一般都很大,而且绝大多数建成之后都被掩盖在装修材料之下,可能很少有机会能够一览全貌。那我们就用身边的小例子来说明吧。 抗震能力,可以简单理解成承担水平荷载的能力。你站在公交车里,没抓扶手,公交车突然启动或者刹车,你的感觉就像是有人突然推了你一把。地震来了,建筑物的反应也是如此,就像是整个建筑被推来推去一样。 我们都知道,与三角形相比,矩形不是一 个稳定的结构,很容易在外力作用下变成平行四边形。比如上面图片中,用四根木条做成一个画框,在水平外力作用下,这个画框很容易就变形成平行四边形。而三角形的画框就没有这个问题。但是,我们很少见到三角形的画框,我们也很少见到三角形剖面的房子。由于我们对建筑空间的需求,普遍意义上,矩形是最合适的形式,三角形剖面的房子无论是空间观感还是使用体验都比不上我们早已习惯了的矩形小房间。 我们都知道,与三角形相比,矩形不是一个稳定的结构,很容易在外力作用下变成平行四边形。比如上面图片中,用四根木条做成一个画框,在水平外力作用下,这个画框很容易就变形成平行四边形。而三角形的画框就没有这个问题。但是,我们很少见到三角形的画框,我们也很少见到三角形剖面的房子。由于我们对建筑空间的需求,普遍意义上,矩形是最合适的形式,三角形剖面的房子无论是空间观感还是使用体验都比不上我们早已习惯了的矩形小房间。如何才能让这个四边形画框具有抵抗水平外力的能力呢?如何能够让这个四边形画框不会变成平行四边形呢?

钢结构的刚接和铰接

关于钢的刚接和铰接 2009-09-25 15:13 刚性连接与铰性连接 钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度,刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。

某工程框架结构抗震设计

目录 一、工程概况 (2) 1.结构方案 (2) 2.结构布置及梁柱截面 (2) 3.梁柱的截面尺寸 (2) 二、重力荷载代表值的计算 (3) 1.屋面荷载标准值: (3) 2.楼面荷载标准值 (3) 3.梁柱自重: (3) 4.墙体 (4) 4.1第一层 (4) 4.2第二至五层 (4) 4.3第六层 (5) 三、结构自震周期计算 (5) 1.横梁线刚度i b的计算: (5) 2.柱线刚度i c的计算: (5) 3.各层横向侧移刚度计算: (D值法) (6) 3.1第一层 (6) 3.2第二至六层 (7) 四、水平地震作用计算 (9) 1.结构等效总重力荷载代表值Geq (9) 2.计算水平地震影响系数а1 (10) 3.结构总的水平地震作用标准值FEk (10) 五、多遇水平地震作用下的位移验算: (11) 六、水平地震作用下框架内力计算: (12) 1.框架柱端剪力及弯矩 (12) 2.梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算: (14) 七、设计体会及今后的改进意见 (15) 八、参考文献 (16)

一、工程概况 1.结构方案 该全现浇框架结构处于8度(0.2g)设防区,建筑为六层,底层柱高4.2m,其他柱高为3.6m;场地为II类场地,地震分组为第二组。根据“抗震规范”第6.1.2条,确定结构抗震等级。该建筑开间进深层高较大,根据“抗震规范”第6.1.1条,全现浇框架结构体系选择大柱网布置方案。 考虑本工程楼面荷载较大,对于防渗、抗震要求较高,为了符合适用、经济、美观的原则和增加结构的整体性及施工方便,采用整体现浇梁板式楼盖。 根据工程地质条件,考虑地基有较好的土质,地耐力高,采用柱下独立基础,并按“抗震规范”第6.1.14条设置基础系梁。 2.结构布置及梁柱截面 1、结构布置见图1 2、各梁柱截面尺寸: 框架梁,柱截面尺寸见下表 3.梁柱的截面尺寸

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