钢结构抗震设计考虑的一些问题

发布时间:2012-10-12 12:58:47 论文编辑:withyou3931
1.式刚性构架(EBF)需要具有强大能量耗散能力的横向刚性构架系统来适应巨大的地震冲击力。典型的EBF由一个横梁,一个或两个拉杆及立柱构成,其构造与传统刚性构架很相似,除了每个拉杆至少有一端必须离心地连接到框架上。代写代发职称论文离心连接在连接到拉杆的横梁中引起了弯曲力和剪切力。在框架结构中较短的部分,这些力集中的地方,就是关节部分。EBF横向刚度主要是关节长度和横梁长度比的公式。关节越短,框架越不易弯曲,接近同心刚性构架的刚度。当关节越长,框架越有柔韧性,接近弯矩构架。抗弯矩构架当用抗弯矩构架得到抗震性时,主要由立柱和横梁间的接点抵抗横向力。这些接点处的应力很高,其建造的细节非常重要。弯矩构架,作为最后才借助的抗震策略,通过在最终破坏前结构发生永久变形来吸收能量。因为这个原因,抗弯矩构架一般都是钢结构的,其螺栓或焊接接头采用的都是本身就塑性很好的材料。然而,钢筋混凝土构架,里面有大量钢筋加固,也是有效的塑性构架。它们在破坏前能扭曲并保持抵抗能力,并且不会以脆性断裂方式破坏。抗弯矩构架,在建筑上,抗弯矩构架比剪力墙或刚性建筑更具有特定的优势,因为它们易于构成比剪力墙结构开旷得多的结构,设计也很方便,就是把一些建筑元素合到一起,比如外墙、分隔墙、天花板、建筑物里物品的位置职称论文代写代发表等。然而,抗弯矩构架需要专业的建造和详细的设计,因此要比剪力墙和刚性构架的造价更高。连接接合有很多种类型各异的连接接合,每一种都有不同的转动特征,影响框架结构的行为。对焊、粘角焊、螺栓连接、铆接都可能用作抗震接合,或者单独使用或者联合使用。完全采用螺栓连接或铆接,就会职称论文发表价格尺寸很大并且造价昂贵,完全焊接连接或联合使用焊接和螺栓连接是最常使用的方法。螺栓具有比焊接提供更多阻尼的优势。设计连接接合应该使得构架工程的装配和架设尽可能地简单和快捷。焊接连接建筑结构焊接是一个部件受热、熔融后连接到一起的过程,并且在接头位置使用补充的熔融金属。材料在相对小深度上熔融,然后通过冷却,结构用钢和焊接金属就会变成连续的部件,这样就连接到了一起。考虑到焊接连接的地震行为,两个主要的准则需要考虑:如果刚性构件增加到一个要求具备柔性连接的部件上,那么吸收能就会减少,但荷载水平增加。如果构件增加到没有充分改变变形机制但增加结构件局部长度的接头上,如果假设倒塌是塑性的,那么将会增加能量的吸收和荷载水平。对于抗弯曲焊接连职称论文代写发表费用接,横梁的塑性转动主要靠接合面附近的塑性变形的延伸。一般来说,为了控制接合面附近部件的塑性区的伸长,梁柱接头必须有一个极限弯矩,要比所连接构件的完全抗弯曲性更大。

2.连接有不同的螺栓连接类型,可以基于荷载的类型分类。受拉构件的连接和拼接,使螺栓受易于剪切支柱的力;梁端简单连接,使螺栓受易于剪切支柱的力;

3.建筑的结构设计系统  随着轧制钢材产品种类的日益丰富,可用的钢材类型和尺寸具有很大的选择性,能够用来制造范围很广的结构部件和结构接头。各种结构部件和结构接头,如图1所示。  钢结构部件具有容易建成大构件的优势,被认为是确保大结构抗震的最合适的建筑材料,结构部件和接头的性能和塑性受很多因素影响。建筑钢部件由于其高强度性能,经常有很高的细长度和纤细的横截面,因此可能会发生不同类型的弯曲,比如整个构件的挠性弯曲、横向扭转弯曲、板形构件的局部弯曲。一般来说,建筑结构通过它的非弹性水平载荷分散能力,耗散大量的地震能量,故可以承受相当大的变形而不破坏。本质上用来抵抗地震活动的结构系统有2种:1)结构框架(BSF)或桁架支撑架;2)抗弯矩框架(MRF)或简单框架。横隔层是水平抗震部件,一般指地板和屋顶。它们能够转移垂直抗震部件(剪力墙或框架)的横向力。基本上横隔层扮演着水平工字梁的角色,也就是说,横隔层本身担当梁腹的作用,它的边缘担当梁翼的作用。剪力墙是水平墙,被设计用来接受来自横隔层的水平力并把它们转移到地面上去。在这些墙中的主要都是剪切力,墙里的力从中相互交叉。一般来讲,建筑的抗震性能十分依赖于连接建筑物大型结构件的接头,比如墙、横梁、立柱和楼板连接的接头。特别是剪力墙,本身必须牢固,也要相互之间以及与水平横隔墙之间牢固地连接。在一个每一个末端都带有剪力墙的简单建筑里,地面运动进入建筑物,产生惯性力移动楼层横隔墙,剪力墙会抵制这种移动,力被向下传输回到地面。刚性结构框架刚性构架通过斜构件的联结作用发挥它们对横向力的抵抗作用。拉杆在联结的横梁和立柱中产生力的作用,使得它们协同工作就像一个桁架,所有构件受轴向应力的作用。同心式刚性构架(CBF)在设计中就要说明框架接合处有轻微的偏心。同心式刚性结构框架,离心式刚性构架(EBF)具有严格控制的部件,通过能在连接横梁中屈服的对角拉杆,形成强化效应,离心刚性构架只存在于均匀建筑中。离心式刚性结构框架,钢骨的同心式刚性构架(CBF)牢固、坚硬且富有延展性,是理想的抗震构架系统。CBF对地震响应的质量由拉杆的性能决定。为了从CBF中获得最好的性能,拉杆必须在任何其他部件损坏前破坏。根据当前的设计规范,这些接头可以非常的大,减少拉杆屈服的长度,以满足其需求,因为长度太大会引起CBF的失效98连接,使螺栓处在拉伸状态。在大多数螺栓连接中,螺栓受剪切力。螺栓可能会在剪切和拉伸中破坏。横梁一个影响钢框架结构整体性能的最重要的因素是横梁和桁架的弯曲性能。

4.件的破坏通常由不稳定性引起,为了在大地震中表现令人满意,力矩转动曲线必须具备长的平稳段。最终破坏通常不是由横向弯曲而是局部弯曲引起的。对在重复往返载荷作用下的悬臂梁的实验室研究表明,增强翼缘中的局部弯曲并不会显示弯矩抗力的立刻损失。横梁能够支撑比引起翼缘最初弯曲的足够高的载荷。该行为归因于板材构件相当高的后抗弯强度。然而,在随后负荷循环中的最大载荷出现之后,弯矩抗力就会恶化。作为翼缘构件中先发生的局部不稳定性的结果,弯矩抗力恶化程度随着翼缘宽厚比(b/t)的增加而加剧。翼缘的严重变形容易导致断面的扭转变位,与纯挠性弯曲产生的低载荷有关。