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钢结构构件和节点抗震设计一般规定
浏览:2276 发布日期:2018-05-10
我国是一个多地震国家,必须重视钢结构的抗震设计。本章的抗震设计原则遵照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011,适用于抗震设防烈度为6度-9度地区的钢结构抗震设计。
 
抗震设计包括钢结构各种体系的框架梁、框架柱、中心支撑、偏心支撑、屈曲约束支撑、梁柱节点、各种连接以及大跨度屋盖等构件的承载力验算和相应的构造要求。
 
这些构件实际会承担竖向荷载,但是地震作用下这些抗侧力构件将首先达到极限状态,随着地震的往复作用,这些构件承载力会出现退化,原先承受的竖向力会重新转移到相邻柱子,因此横梁及其抗侧力构件两侧的柱子,应按照承受全部的竖向荷载设计。
 
本条为保证结构延性的重要规定,确保结构按照设计预定的破坏路径进行。本条规定适用于基本体系及包括此类基本体系的双重抗侧力体系。当不符合本条规定时,结构延性类别采用Ⅴ类。
 
免除条款的第1)条是因为,顶层柱顶不会随着侧移的增加而出现二阶弯矩,外弯矩不会增大,而按照塑性屈服面的规则,弯矩不增大,轴力就无需减小,因此在顶层的柱顶形成塑性铰,没有不利影响;第2)条是为了保证柱子有足够的抗弯能力用以抵抗弹塑性地震响应过程中随侧移增加而出现的二阶弯矩;进一步,如果柱子抗弯能力不足,则因为柱子的轴力不可能卸载,柱子承担的竖向荷载产生的弯矩是可以卸载的。因此框架梁应按照简支梁计算承担竖向荷载的能力,可按照组合梁计算截面的承载力;满足第3)条表示本层不是薄弱层,因此层间侧移发展有限,无需满足强柱弱梁要求;第4)条是因为,非耗能梁端-柱子和斜撑形成了一个几何不变的三角形,梁柱节点不会发生相对的塑性转动,因此无需满足强柱弱梁的要求;第5)条弹性承载力已经提高至基本满足中震弹性要求,因此无需满足强柱弱梁的要求。
 
对于大跨屋盖结构自身,由于其自重轻、刚度好,所受震害一般要小于其它类型的结构。但震害情况也表明,支座及其邻近构件发生破坏的情况较多,是薄弱部位。研究和工程经验表明,通过放大地震作用效应来提高该区域杆件和节点的承载力,是有效的抗震措施。
 
对于空间传力体系,关键杆件指临支座杆件,即:临支座2个区(网)格内的弦、腹杆;临支座1/10跨度范围内的弦、腹杆,两者取较小的范围。对于单向传力体系,关键构件指与支座直接相临节间的弦杆和腹杆。关键节点为与关键构件连接的节点。
 
按照钢结构房屋连接焊缝的重要性,并参照AISC341-05规范,首次提出了关键性焊缝的概念,本次修订列出了4条关键性焊缝。
 
主要是保证焊缝和构件具有足够的塑性变形能力,真正做到“强连接弱构件”和实现设计确定的屈服机制。

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