科研训练开题报告-框架

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1、111111毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:钢框架—中心支撑结构体系设计要点研究学生姓名：1111学号：111111系（部）：建筑工程学院专业：工业与民用建筑指导教师：112010年1月11日18钢框架—中心支撑结构体系设计要点研究1、前言1.1钢框架的发展纯框架结构体系指的是无支撑架，是钢结构建筑常用的形式。但当建筑达到一定高度时，在地震作用下结构侧移大，影响正常使用，且纯框架是单一抗侧力体系，钢框架一旦破坏，其后果相当严重。中心支撑框架是常用的双重抗侧力体系，它是指有支撑斜杆连接于框架梁柱节点上。中心支撑框架体系具有较大的抗侧刚度，保证了正常使用极限状态要求，在常遇

2、地震作用下能有效防止非结构构件的破坏。1.2纯钢框架体系阶段钢框架体系结构体系不设置柱间竖向支撑，可以采用较大的柱距和获得较大的使用空间，建筑平面布置灵活，有很好的延性。但是由于纯钢框架结构体系抗侧力刚度较小，因此应用受到一定限制。1.3支撑钢框架体系阶段[2,4]对于多层及中高层建筑，由于侧向作用力的增大，使得梁柱等构件尺寸也相对较大，失去其经济合理性，这时宜在框架体系中部分框架柱之间设置支撑，形成支撑框架体系。这种结构在水平荷载作用下，通过刚性楼板或弹性楼板的变形协调与刚接框架共同土作，形成双重抗侧力结构体系。支撑是第一道防线，框架是第二道防线，该体系具有较大的抗侧力刚度。对

3、于支撑的设置，根据不同设计要求，可选择中心支撑框架、偏心支撑框架或消能支撑框架结构。1.3.1中心支撑框架结构中心支撑的特征是支撑的每个节点及各杆件的轴心线交汇于一点，它包括十字交叉支撑、单斜杆支撑、K形支撑、人字形支撑，以及V形支撑等类型(依次见图1—1)。中心支撑具有较大的侧向刚度，构造相对简单，能减小结构的水平位移，改善结构的内力分布。但在水平地震荷载作用下，中心支撑容易产生压曲，造成其受压承载力和抗侧刚度急剧下降，直接影响结构的整体性能，因此，在地震区应用时应当慎重。18图1—1中心支撑钢框架体系1.3.2偏心支撑框架结构偏心支撑框架的支撑斜杆与梁、柱的轴线不交汇于一点，

4、而是偏心连接，以形成一个先于支撑斜杆屈服的“耗能梁段”。在中小地震时，结构处于弹性阶段，在强震时耗能梁段进入塑性，利用梁的塑性变形来吸收能量，而支撑始终保持为弹性。偏心支撑框架较好地解决了中心支撑所存在的强度、刚度和耗能这三种性能不匹配问题，兼有中心支撑框架强度与刚度好、纯框架耗能大的优点，抗侧移刚度大、延性好。图1—2为常见的几种偏心支撑的类型和耗能梁段的构成。图1—2偏心支撑钢框架体系1.3.3消能支撑框架结构消能支撑框架结构是将框架一支撑结构中的支撑杆设计成消能杆件，以吸收和耗散地震能量来减小结构地震反应的一种新型抗震结构。在风和小震作用下消能支撑能增加结构的水平刚度，减小

5、结构的侧移;在中震和大震下其刚度变小，能减小结构的水平地震作用，同时消耗大量输入结构的地震能量，使结构的地震反应大大衰减。消能支撑可以做成方框支撑、圆框支撑、交叉杆支撑、斜杆支撑、Y型支撑以及K型和节点屈服型支撑等。见图1—3。18图1—3消能支撑几种形式2、国内外应用情况2.1国内钢框架应用情况20世纪90年代以来，随着我国国民经济实力的增强与钢结构产业的发展，北京、上海等地相继开始兴建高层钢结构建筑。目前，我国已建成的高层钢结构建筑已经超过一百幢，并在高层建筑领域呈现出快速发展的趋势。已建成的上海金茂大厦(88层，高421m)及正在施工中的环球金融中心(95层，高460m)使

6、我国的高层建筑进入世界前列。2.2国外钢框架应用情况在国外，高层建筑钢结构的发展已有100多年的历史，1886年在美国建成的11层家庭保险大楼，是近代高层建筑钢结构的开端。建于70年代高443m的西尔斯大厦是当今世界上最高的建筑。3、国内外研究现状3.1理论研究方面3.1.1钢支撑的研究现状钢支撑的滞回性能与支撑杆件的长细比、板件宽厚比、支撑端支撑初始缺陷、钢材材性及循环加载历史等都有关系。（1）支撑杆件的长细比支撑长细比是影响其滞回性能的重要因素。长细比兄较小的钢支撑滞回环及单循环耗能较好，但容易在局部屈曲处因循环塑性应变发生低周疲劳破坏。在弹性阶段或塑性阶段，均可采用等效长细

7、比方法近似考虑钢支撑端部约束的影响。因此在框架一中心支撑结构整体分析中，可采用两端铰支钢支撑等效不同端部约束的钢支撑。18各国规范在支撑杆件长细比限值上持有不同的观点。我国的《高层民用建筑钢结构技术规程》[7]（以下简称《高钢规》）认为:在地震作用下钢支撑的滞回性能主要取决于其受压行为，钢支撑长细比大者，滞回环较小，吸收能量的能力较弱，只有采用较小长细比的钢支撑才能避免在反复拉压作用下承载力显著降低。而AISC341、UBC97及EC8规范认为支撑杆件长细比过小，有可能引来过大的