為什麼門式剛架的縱向僅靠構造措施即能滿足抗側力要求?

縱向水平力的荷載傳遞路徑為?

門式剛架與框架相比,異同有哪些?


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《建築抗震設計規範》第9.2.2條是這麼說的:

廠房的橫向抗側力體系,可採用剛接框架、鉸接框架、門式鋼架或其他結構體系。廠房的縱向抗側力體系,8、9度應採用柱間支撐;6、7度宜採用柱間支撐,也可採用剛接框架。

縱向抗側力主要是依靠柱間支撐,柱間支撐的計算按照第9.2.10條,並不是說只採取構造措施就能保證縱向的水平承載力。

框架結構縱橫兩個方向的主要樑柱均為剛性連接,形成一個雙向抗側力體系。與框架結構相比,單榀的門式鋼架只是橫向抗側力體系。一榀榀門式鋼架之間需要設置剛性系桿、柱間支撐或者剛性框架梁,來承擔縱向的水平力。

如上面的簡圖所示,左上方是框架,右下方是帶柱間支撐的門式鋼架。對於門式鋼架來說,橫向的水平力主要由各榀門式鋼架分別承擔,縱向的水平力則由兩側的柱列來承擔。如果採用剛接框架,則基本類似框架體系,兩側的柱列為框架;如果採用柱間支撐,則兩側的柱列為帶支撐的鉸接排架。柱間支撐作為第一道防線,承擔縱向水平力;柱列在縱向的承載力則作為第二道防線。


門式鋼架基本上是靜定結構,柱腳為鉸接,鋼架是主結構,剪刀撐,檁條是次結構,水平力通過抗風柱,樑柱,剪刀撐,檁條傳到下一品鋼架。框架結構節點為剛接,是超靜定結構。


柱間支撐為柱列平面外失穩提供側向支撐,支撐剛度是有門檻值的。一般的支撐,比如最常用的張緊圓鋼交叉支撐,抗側剛度是遠大於門檻值的,支撐的抗側剛度越大,柱列失穩時支撐的內力就越小,比如支撐剛度是門檻剛度的兩倍,支撐中的內力僅為柱子歐拉臨界力的幾百分之一,因此一般對支撐的內力要求並不高。只有支撐剛度不能保證時才要考慮支撐的強度問題

參考:童根樹《鋼結構的平面內穩定》


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