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關(guān)于剛性鋼框架存在的特殊問題?
2021-04-16 08:52 鋼結(jié)構(gòu)建筑 陜西鋼結(jié)構(gòu)
如果在一空間框架體系內(nèi)采用平面框架，可能會(huì)出其不意地出現(xiàn)以下問題：
一、非對(duì)稱柱
常用的鋼柱類型是W型鋼。W型鋼柱有一個(gè)強(qiáng)軸(x軸)和一個(gè)弱軸(y軸)。當(dāng)規(guī)劃框架布置圖時(shí)，必須確定柱子的方向。對(duì)于剛性框架作用，框架梁需要伸入柱翼緣內(nèi)，而不是柱腹板內(nèi)。然而，包括是否采用雙柱作為垂直框架構(gòu)件等其他考慮也很重要。
二、鉸接與剛接
在一個(gè)基本鋼結(jié)構(gòu)中梁和柱之間的節(jié)點(diǎn)不需形成顯著的彎矩抗力，因此剛性框架需要特殊的節(jié)點(diǎn)。然而，這需要設(shè)計(jì)人員能夠控制哪榀框架構(gòu)件參與了框架作用。實(shí)際上，大多數(shù)采用剛性鋼框架的鋼結(jié)構(gòu)建筑僅有所選的構(gòu)件起到框架作用，其余構(gòu)件僅用作支托。
三、工廠制造與現(xiàn)場(chǎng)制造
當(dāng)大部分制造在工廠里完成，且在工作地點(diǎn)制造完成的節(jié)點(diǎn)又簡(jiǎn)單又少時(shí)，建造鋼框架最經(jīng)濟(jì)。此外，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)不僅可能耽誤安裝，而且質(zhì)量通常也沒有工廠制造好。但是，形成大的剛性框架通常需要大量的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。
四、被約束框架
部分柱或梁被約束住，插入結(jié)構(gòu)改變了框架變形的形式，被約束柱就是一個(gè)例子。例如，在下圖中，墻部分高度位于柱之間，如果此墻有足夠的剛度和強(qiáng)度，且堅(jiān)固地楔入柱之間，則柱的側(cè)向無支撐長(zhǎng)度徹底地被改變了，結(jié)構(gòu)柱中的剪力和彎矩與柱兩端自由計(jì)算的剪力和彎矩有相當(dāng)大的區(qū)別。此外，包含被約束柱的框架中的力分布可能改變。最終，如果此框架明顯較剛，則此框架承擔(dān)的荷載大于其他平行框架承擔(dān)的荷載。
五、單個(gè)平面框架的剛度
一榀框架的特性和一個(gè)框架構(gòu)件內(nèi)的力受構(gòu)件的剛度影響很大，且如果鋼結(jié)構(gòu)建筑高度變化或梁跨度變化，可能會(huì)遇到一些非常復(fù)雜、不同尋常的特性。
一個(gè)特殊的關(guān)注點(diǎn)是框架某一層中所有柱的相對(duì)剛度，許多情況下側(cè)向剪力以此為基礎(chǔ)進(jìn)行分配，即剛度越大的柱承擔(dān)的側(cè)向力越大。另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是柱與梁的相對(duì)剛度。
六、總造價(jià)
剛性框架很流行，但昂貴。剛性框架需要特殊的設(shè)計(jì)工作、特殊的節(jié)點(diǎn)和大量的現(xiàn)場(chǎng)焊接。此外，被設(shè)計(jì)成壓彎共同作用的柱必須更大且鋼并不便宜。
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