钢结构柱和支撑的设计

建筑钢结构设计唐山学院土木工程系14.3柱和支撑的设计框架柱设计

梁与柱的连接水平支撑布置竖向支撑设计24.3.1框架柱设计常用的柱截面形式3钢结构房屋的抗震等级房屋高度烈度6789≤50m四三二>50m四三二一4现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级结构类型设防烈度6789框架结构高度≤24＞24≤24＞24≤24＞24≤24框架四三三二二一一大跨度框架三二一一5（1）节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力，除下列情况之一外，应符合下式要求：1）柱所在楼层的受剪承载力比相邻上一层的受剪承载力高出25%；2）柱轴压比不超过0.4，或N2≤φAcf（N2为2倍地震作用下的组合轴力设计值）；3）与支撑斜杆相连的节点。1.强柱弱梁的节点要求框架柱的设计方法6Wpc，Wpb—于节狱点的粪柱和乖梁的热截面塑性抵抗填矩；fyc，fyb—柱和母梁钢质材的屈服男强度；N—按多源遇地锁震作旋用组裹合得挖出的留柱轴碌力；AC—柱的申截面婚面积风；η—强柱趋系数（一级1.删15，二级可取1.蜜10，三级1.翅05等截庆面梁7端部愁翼缘蜜变截子面的葬梁—梁塑趟性铰突剪力触；—塑性稻铰至柱翅面的电距离厚，塑北性铰坦可取纺梁端手部变爆截面映翼缘辞的最芦小处辽。8注意资稳肝定系浙数舞取迅值3.整体命稳定4.局部涉稳定2.强度强轴田平面欧内弱轴斜平面惩内满足兆宽厚孝比限盯值9框架周梁、沫柱板游件宽读厚比冠限值板件名称一级二级三级四级柱工字形截面翼缘外伸部分10111213工字形截面腹板43454852箱形截面壁板33363840梁工字形截面和箱形截面翼缘外伸部分991011箱形截面翼缘在两腹板之间部分30303236工字形截面和箱形截面腹板72-120Nb/(Af)≤6072-100Nb/(Af)≤6580-110Nb/(Af)≤7085-120Nb/(Af)≤75注：1表列孝数值宁适用低于Q2我35钢，延采用激其他类牌号聋钢材春时，改应乘富以2Nb/(科Af)为梁仪轴压道比。105.长细贸比限泥值一级二级三级四级11在重滑力荷张载作赵用下：对惭于纯购框架勒柱应徐按有侧膝移情贱形确定垦。哲（上惜册附扣表18悠-2）满足蒸规范GB暖5矛00始17规定款的强支酱撑(或剪睬力墙)框架：应近按无侧跑移情哀形确定场。（挨上册被附表18蚀-1）计算滴长度宰的确透定强支酒撑框神架侧礼移刚随度——第i层层四间所初有框作架用无侧吨移框匆架和有侧蚁移框驻架柱计算傲长度拢系数算得泳的轴压违杆稳辽定承朵载力之和12K1，K2：交于朝柱上菌下端丹的横枯梁线蔬刚度鼻之和站与柱凤线刚汉度之喇和的角比值亦可膏分别问按下纳列近钉似公才式确输定：13柱节腊点域倍设计141.节点挑域厚窗度要绩求2.节点像域抗线剪强迁度节点脂域的逮抗剪亚强度弱按下往式计抄算（GB条50磁01拼1-没20点10）：工字爪形截志面柱箱形秩截面划柱Vp——节点矮域体旺积15式中Mb1、Mb2一节才点域梢两侧沾梁端弯矩茂设计蜓值；Mc1、Mc2——节点吹域两说侧柱丈端弯诱矩设本计值鹊；hb1——梁翼眉缘厚晚度中尽点间渠的距碍离；hc1——柱翼冷缘厚泥度中爷点间很的距纸离；tw——柱在贱节点狭板域柳的腹陵板厚压度；fv——钢材撕的抗拢剪强棋度设圈计值策。γRE——节点航域抗恒震承费载力嘉调整陈系数拘，取0.岩75。16承载旦力抗菌震调连整系伞数材料结构构件受力状态γRE钢柱，梁，支撑，节点板件，螺栓，焊缝强度0.75柱，支撑稳定0.80砌体两端均有构造柱、芯柱的抗震墙受剪0.9其他抗震墙受剪1.0混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比不小于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.85173.节点坑域的治屈服善承载铺力验拘算Mpb炕1、Mpb森2一节湾点域甚两侧悉梁端拔截面全塑肉性受丑弯承缝载力；节点筛域的兽厚度打不满谁足要验求，光应将捏节点此域的变柱腹与板局部木加厚或加六焊贴板。—系数里，三曲级、增四级幸取0.可6，一面级、挡二级殿取0.痰7。184.歼3.员2梁与比柱的脉连接梁与角柱的渗连接彻形式通常乐采用争的是柱贯域通的连相接形史式；按连驳接转拳动刚犯度的叛不同馅可分际为：柔性难连接半刚系性连秘接刚性汇连接191.完全亭焊接4.鲜3.叨2.絮1刚性母连接20常用懒计算员法精确狭计算录法梁翼叶缘梁端语全部张弯矩梁腹肿板梁端诸全部千剪力梁翼剥缘梁腹偷板承担Mf同时臣承担Mw和梁圾端全结部剪拘力V21梁－符柱全酱焊接商刚接对节点22梁翼窑缘与取柱翼交缘对接循焊缝的抗愈拉强渐度：梁腹忘板角焊完缝的抗坟剪强宫度：232.栓焊糕混合宅连接24栓－新焊混治合连既接刚歪性节兔点25梁翼掩缘与妙柱翼查缘对接亿焊缝的抗革拉强画度：梁腹药板高它强螺右栓的协抗剪虎承载潜力：263.完全粱栓接适用惕于单肠侧有芹梁相咸连的融柱274.产生晕裂缝水的原告因裂敬缝28强：梁与新柱刚稿性连积接时猜，柱蝴在梁主翼缘除上下缴各50杏0m残m的范索围内凑，柱矿翼缘带与柱帖腹板布间或朗箱形窜柱壁壁板间温的连静接焊御缝应纯采用伶全熔犁透坡太口焊悔缝。5.其他29Do津gb绿on赔eMo叠me河nt公C盖on宏ne盐ct纽奉io减n梁翼卷缘局部急削弱，形成敏骨形副连接贤；塑性短铰自梁急端外移。塑性铰所在截面改进煮的节欣点构废造-1父(骨形骆连接)6.改进灯节点30改进超的节闹点构捉造-2萄(加焊铜楔形悟板)31塑性铰所在截面改进贤的节迫点构出造-蔽3可(梁端初部加将腋)3220益10抗规秘做法3320祸10抗规莲做法34实例梁与陈柱的造刚接普连接高强侦螺栓垫板对接成焊缝带短精梁段毙节点扎工程燥图片35带短瓶梁段减节点善工程立图片——唐山加供电然局高吹层建陡筑节题点364.室3.醒2.尾2柔性蒸连接多层炼框架漆中可写由部短分梁敬和柱游刚性片连接抛组成悲抗侧缴力结坡构，烟而另歌一部掩分梁坛铰接鲁于柱脂，这些森柱只僵承受皱竖向睡荷载；设有艘足够谷支撑惧的非往地震爬区多层滤框架嗓原则罚上可蒙全部丹采用借柔性埋连接桶。37柔性填连接（a）（c）（b）38柔性舒连接承托牛腿39实例梁与著柱铰舱接连当接梁腹纳板传速递竖稍向剪奖力40RM4.劳3.砌2.篇3半刚柱性连咬接RMRM端板-高强璃螺栓为连接41实例梁与惕柱的垄半刚健接连意接梁腹芒板与品翼缘栽传递恩剪力宇和部烈分弯哨矩42横向做水平殃支撑纵向汽水平雨支撑水平甚支撑牵（设赠置于测同一正水平敲面内概的支胖撑）临时冲水平怀支撑：为了泉建造浆和安止装的拘安全器而设腔置；永久畜水平阵支撑：通常托在水书平构误件不泪能构零成水辉平刚度大垮的隔感板时举设置未。分类4.等3.蹲3水平孙支撑山布置43节点孝板表劝面高潮出梁炎上翼往缘有骂构造哀处理趣上的堡不便楼盖要水平离刚度添不足彩时布判置水煎平支仓撑水平削支撑恋布置444.躁3.伤4竖向乎支撑滨设计三、爬四级锄，高阳度≯50斥m宜用晌中心红支撑:斜腹习杆都耐连接常于梁盾柱节报点一、飞二级御宜采德用偏近心支籍撑:斜腹翠杆不绒都连洽接于掌梁柱评节点两根控柱构陈件间呜设置虚一系庆列斜讯腹杆竖向钩支撑45可在翅建筑橡物纵父向的一部念分柱充间布形置，也刷可在串横向肝或纵控横两向洋布置；在平酬面上可沿宵外墙布置哥，也可乒沿内熊墙布置斥。竖向疾支撑拳的布枯置4647抗震限设防只的结狮构不看得采宝用K形斜熟杆体词系；所有牙形式偏的支雾撑体妈系都出可以时跨层蹈跨柱捏设置践。人字庸形斜龙杆单斜岛杆十字捉交叉第斜杆K形斜公杆跨层跨柱设锄置4.吓3.秘4.钳1中心麻支撑1.支撑就形式48只能标受拉欺的单缘瑞斜杆好体系母，应秆同时丝式设置宽不同读倾斜疲方向的两组异单斜六杆；且每免层中利不同家方向扁单斜隶杆的截面钩面积在水篮平方姿向的投影面积南之差不耕得大律于10％。斜杆册体系492.中心松支撑折的设压计（1）斜店杆截段面选凑用一、闸二、瞧三级拌宜采讯用轧徒制H型钢轰，两饶端与续框架勾可采席用刚性碍连接。50（2）截面蚂设计1）整体耻稳定饭承载坟力——循环刻荷载音下强俯度降构低系京数——正则遍化长肚细比——支撑才稳定狗破坏怀的承咏载力宣抗震愚调整渠系数51一、二、三级四级压杆拉杆禁用2）长哪细比够限值523）局砍部稳抬定钢结费构中挑心支妖撑板哲件宽旺厚比扁限值板件名称一级二级三级四级翼缘外伸部分891013工字形截面腹板25262733箱形截面壁板18202530圆管外径与壁厚比38404042注：浊表列馅数值久适用汁于Q2社35钢，费采用颗其他称牌号伶钢材震应乘前以，圆宿管应概乘以23坏5/fay。533.节点耽构造倾形式重型把支撑轻型歪支撑（双苏节点袄板）54地震洲区的挡工字黑形截芹面中掀心支纠撑宜丘采用业轧制划宽翼染缘H型钢河；如果档采用劲焊接逮工字肆形截螺面，武则其驾腹板研和翼裂缘的遇连接论焊缝境应设浅计成浙焊透役的对条接焊乡丰缝；与支晴撑相攻连接抱的柱哥通常卵加工淹成带赵悬臂受梁段右的形粥式，棒以避勉免梁荣柱节绩点处爱的工朽地焊溪缝。55(a遮)门架及式(b哥)单斜杆临式(d寻)石V形(c鼓)人字描形1.偏心痛支撑僻的性悼能与问特点4.搬3.抛4.怎2偏心剑支撑56偏心锯支撑宫框架委设计歉原则痛：强柱爬、强威支撑简、弱白耗能婶梁段，使暖其在染大震昏时耗能普梁段屈服龙形成档塑性潜铰，率柱、筑支撑梯和其门他梁右段保寨持弹倾性。偏心辫支撑：指倍支撑达斜杆您一端萄与梁相连锤，支胁撑轴浪线偏洲离梁柱筹轴线镇交点，在宾支撑令与柱垄之间慈或支附撑与芽支撑考之间站形成寄一段诉称为浊消能客梁段西的短梁。572.耗能悔梁段裤截面1）耗冤能梁阁段截炸面尺赌寸宜某与同厕一跨股内框夺架梁它的截球面尺望寸相也同2）耗底能梁柱段不得妥贴焊补强敲板以燃提高趁强度季，也槐不得许在腹械板上约开洞怕。3）耗碎能梁详段所擦用钢竹材3.耗能葱梁段跌的屈携服类武型剪切际屈服民型——耗能椅梁段茂的塑性常（屈冒服）纤受剪中承载锐力、塑性饮（屈麦服）受弯孝承载组力。弯曲哪屈服绩型584.耗能废梁段锁板件扬宽厚裁比板件名称宽厚比限值翼缘外伸部分8腹板其他怠钢号振乘以，N/(Af)为梁够轴压桥比。偏心卫支撑框架舱梁的板率件宽房诚厚比材限值595.耗能绝梁段妻的净疲长为保毒证偏歌心支跌撑框庄架具羞有较支大的抗推君刚度，并陵使耗认能梁播段能冶承受回较大装剪力枯，一暗般用看较短斤的耗悄能梁检段。N、V——耗能涨梁段百的轴捆力、着剪力耽设计校值Aw——耗能膀梁段登腹板俭面积60为简曾化计耗算并毒保证喜耗能上梁在全截寨面剪澡切屈匀服时具有丝式足够蓬的抗税弯能略力，耗腹能梁危段宜果设计完成“腹板渠受剪愁、翼止缘承术担弯诞矩和渡轴力”6.耗能饱梁段杂强度艇验算1）抗棉剪承橡载力首验算拐（腹洪板强闻度）不计义轴力翻对受炮剪承腰载力若影响梁（阅腹板鹊）的螺抗剪络屈服宴承载鲁力61—消能复梁段蛙的轴娱力设挤计值第和剪英力设纳计值骂。—消能析梁段贺受剪横承载岭力和灭计入握轴力胡影响遍的受蜓剪承桶载力拖。—修正境系数万，0.哥9—消能肺梁段节的全储塑性摩受弯尚承载登力。—消能垂梁段阶的截孝面面煤积和盈腹板美截面箩面积左。—消能愉梁段编的塑倡性截阻面模哪量。—消能抱梁段博的净士长和尤截面帖高度总。—消能秩梁段翁钢材侮的抗若压强遇度设谱计值庆和屈幻玉服强糖度。—