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17,3,基本抗震措施,本節(jié)各條文的目的是保證節(jié)點破壞不先于構(gòu)件破壞、同時根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)延性要求相應(yīng)的構(gòu)造來保證設(shè)計的經(jīng)濟性,一般規(guī)定17,3、1.由于地震作用為強烈的動力作用,因此節(jié)點連接應(yīng)滿足承受動力荷載的構(gòu)造要求 另外,由于地震作用的不確定性 而截面板件寬厚比為S5級的構(gòu)件延性較差、因此對其使用范圍作了一定的限制 17.3.2,本條是為保證塑性耗能區(qū)性能所作的規(guī)定,17、3、3。在支撐系統(tǒng)之間直接與支撐系統(tǒng)構(gòu)件相連的剛接鋼梁可視為連梁 連梁可設(shè)計為塑性耗能區(qū).此時連梁類似偏心支撐的消能梁段,當(dāng)構(gòu)造滿足消能梁段的規(guī)定時??砂聪芰憾未_定承載力.否則按框架梁要求設(shè)計??蚣芙Y(jié)構(gòu)17.3 4.本條為保證框架結(jié)構(gòu)抗震性能的重要規(guī)定,通過控制梁內(nèi)軸力和剪力來保證潛在耗能區(qū)的塑性耗能能力,本條第2款與歐洲抗震設(shè)計規(guī)范EC8第6 6,2條的規(guī)定類似但不相同 寶鋼在本標(biāo)準(zhǔn)課題,腹板加肋框架梁柱剛性節(jié)點抗震性能研究,中,根據(jù)5個框架H形截面子結(jié)構(gòu)試件的反復(fù)加載試驗.并通過有限元分析發(fā)現(xiàn).無加勁的平腹板梁。塑性機構(gòu)轉(zhuǎn)動點會偏離截面中心軸.而腹板中央的屈服和屈曲由剪應(yīng)力控制,而且剪應(yīng)力集中于腹板中央?yún)^(qū)、而設(shè)置縱向加勁肋可均化塑性鉸區(qū)腹板中央集中的剪應(yīng)力,使整個加勁區(qū)域的腹板應(yīng)力場均勻分布、因此當(dāng)塑性耗能區(qū)位于梁端時 梁端無縱向加勁肋的腹板剪力不大于截面受剪承載力50,的規(guī)定是恰當(dāng)?shù)?而只要縱向加勁肋設(shè)置合理,剪力可由腹板全截面承受,17 3.5、一般情況下 柱長細比越大,軸壓比越大,則結(jié)構(gòu)承載能力和塑性變形能力越小.側(cè)向剛度降低.易引起整體失穩(wěn).遭遇強烈地震時 框架柱有可能進入塑性。因此有抗震設(shè)防要求的鋼結(jié)構(gòu)需要控制的框架柱長細比與軸壓比相關(guān).考慮壓彎柱的結(jié)構(gòu)整體彈塑性穩(wěn)定性和柱塑性鉸形成時的變形能力、控制長細比和軸壓比的結(jié)構(gòu)彈塑性失穩(wěn)限界、可由彈塑性穩(wěn)定分析求得。日本AIJ,鋼結(jié)構(gòu)塑性設(shè)計指針、采用解析并少量試驗 提出滿足N,NE.0,25.NE。結(jié)構(gòu)彈性屈曲對應(yīng)的軸壓力.即可避免結(jié)構(gòu)整體屈曲引起的承載力顯著降低.為方便結(jié)構(gòu)設(shè)計.引入軸壓比N、Ny和長細比λ表示的控制條件。得.式中.E 鋼材的彈性模量 fy 鋼材的屈服強度,軸壓比N。Ny,0。15時。軸壓力較小.對結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響也較小,最大長細比取150,可不考慮軸壓比和長細比耦合 表17 3.5與上述AIJ的要求基本等價,17,3.6,比較美國 日本及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范EC3、Design。of,steel,structures關(guān)于H形和箱形截面柱的節(jié)點域計算和寬厚比限值的規(guī)定,并總結(jié)試驗數(shù)據(jù)提出本條要求,本條為低彈性承載力。高延性構(gòu)造,高彈性承載力。低延性構(gòu)造的具體體現(xiàn)。17、3.7,本條改進型過焊孔及常規(guī)型過焊孔具體規(guī)定見現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程,JGJ,99。17、3、9,在采用梁端加腋 梁端換厚板、梁翼緣楔形加寬和上下翼緣加蓋板等方法.如果能夠做到加強后的柱表面處的梁截面的塑性鉸彎矩等于。Wpbfyb,Vpbs。Vpb,梁內(nèi)塑性鉸截面的剪力、s、塑性鉸至柱面的距離,也即梁開始變截面或開始加強的位置到柱表面的距離.可以預(yù)計梁加強段及其等截面部分長度內(nèi)均能夠產(chǎn)生一定的塑性變形,能夠?qū)α憾怂苄糟q的轉(zhuǎn)動需求分散在更長的長度上、從而改善結(jié)構(gòu)的延性,或減小對節(jié)點的轉(zhuǎn)動需求、17,3,10,抗彎框架上覆混凝土樓板時,在地震作用下.梁端的塑性鉸區(qū)受拉,因此鋼柱周邊的樓板鋼筋應(yīng)可靠錨固,鋼筋可按圖50設(shè)置,圖50 鋼柱周邊鋼筋錨固示意圖 支撐結(jié)構(gòu)及框架.支撐結(jié)構(gòu)17 3 12、中心支撐在各類結(jié)構(gòu)中應(yīng)用非常廣泛.在地震往復(fù)荷載作用下、支撐必然經(jīng)歷失穩(wěn),拉直的過程、滯回曲線隨長細比的不同變化很大、當(dāng)長細比小時滯回曲線豐滿而對稱,當(dāng)長細比大時 滯回曲線形狀復(fù)雜、不對稱。受壓承載力不斷退化,存在一個拉直的不受力的滑移階段。因此支撐的長細比與結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性等級相關(guān),在美國,中心支撐體系分為特殊中心支撐體系.SCB、和普通中心支撐體系.OCB.前者的抗震性能更好 地震力可以取得更小,但是在對支撐桿的長細比的限值上。前者放得更寬.歐洲抗震設(shè)計規(guī)范EC8則規(guī)定、中心交叉支撐的長細比、對Q235。應(yīng)該在120,196之間。日本也將長細比大于130的支撐桿與長細比為32、59之間的劃為同一類、反而比長細比為59.130之間的更好,這是由于延性決定了結(jié)構(gòu)的抗震能力.因此支撐設(shè)計時。長細比不是最關(guān)鍵的,關(guān)鍵的是防止局部屈曲部位過大的 集中的塑性變形而導(dǎo)致的開裂,長細比較大的支撐桿.因為傳遞的力較小。在節(jié)點部位更加容易設(shè)計成延性好的節(jié)點。長細比大的構(gòu)件 結(jié)構(gòu)的剛度小,更容易處在長周期范圍、地震力更小、雖然歐美同行認(rèn)為長細比大的支撐,抗震性能更好,但配套的設(shè)計規(guī)定使得其應(yīng)用是有條件的。美國AISC的SPSSB指出。每一列支撐、由受拉的支撐提供的抗力不得大于70,也不得小于30。如果水平力全由支撐承擔(dān)。這意味著支撐桿的長細比對Q235不超過120。如果是框架.中心支撐體系 支撐長細比很大、受壓承載力很小。則框架部分應(yīng)能夠承擔(dān)30、70 的水平地震作用。本標(biāo)準(zhǔn)參照日本的規(guī)定、除普通鋼結(jié)構(gòu)外,將支撐分為3個等級。長細比大的放在第2個等級,并且規(guī)定了使用條件,同樣的支撐 框架 中心支撐結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)相比較具有更好的延性,延性等級更高。17,3.13,本條第1款的規(guī)定使得結(jié)構(gòu)在任意方向荷載作用下表現(xiàn)出相似的荷載變形特征,從而具有更好的延性,17 3.14,本條第1款的規(guī)定是為了盡量減小應(yīng)力集中 使節(jié)點板在支撐桿平面外屈曲時不至于產(chǎn)生過大的計算中未能考慮的應(yīng)力而導(dǎo)致焊縫的過早破壞.17、3 15 偏心支撐的設(shè)計基本上與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計規(guī)范。GB.50011的規(guī)定一致。
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