首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之一四一——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(15)

海外工程十五年之一四一——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(15)

子曰:工欲善其事,必先利其器。居是邦也,事其大夫之贤者,友其士之仁者。

  曰:欲做海外,必先悉其标。知其理,明其事,则得其利。


美标钢结构特殊抗弯框架之设计(15)

5.3立柱设计

5.3.1限制

与梁一样,AISC 341§3.5a要求柱截面符合高延性构件的宽厚比要求。AISC358§2.3还要求轧制宽翼缘和组合柱符合适用于特定连接类型的横截面形状限制。这些限制包括对深度、重量和翼缘厚度的限制。

AISC 358§2.3.2b对许多组合柱形状进行了资格预验,包括(1)在横截面形状和轮廓上类似于标准轧制宽翼缘形状的I形焊接柱;(2箱形宽翼缘柱,通过在I形横截面的侧面添加侧板制造;(3组合箱形柱,通过将四块板焊接在一起形成封闭的箱形横截面制成;和(4)十字形柱。十字形柱的制造方法是将宽翼缘段一分为二,并在中间深度处焊接未切割I形截面腹板任一侧的腹板,以形成十字形,其每个突出腹板终止于矩形翼缘。此外,混凝土填充的HSS截面可采用ConXL™连接和未填充的HSS部分可采用Sideplate连接。

5.3.2稳定

在大多数情况下,需要在梁柱连接处支撑钢结构特殊抗弯框架柱,以防止弯框架平面外弯矩扭转,尤其是在梁柱连接处或其附近预期出现非弹性行为的情况下。在某些特殊情况下,例如当柱跨越两层或两层以上且无支撑楼板时,必须将无支撑连接处平面外屈曲的可能性降至最低。如果此类包含连接件的立柱未进行横向支撑,AISC 341§3.4c2要求立柱符合AISC360§H1的要求,但有许多附加要求。例如,无支撑柱段的设计必须使用相邻横向支撑之间的距离作为横向于框架平面屈曲的柱高度,并且柱必须针对ASCE 7荷载组合进行设计,包括考虑超强。

当柱由楼盖或屋顶框架横向支撑时,柱和梁腹板共面,且柱在节点域外保持弹性,AISC 341§E3.4c仅要求在梁顶翼缘处支撑。否则,梁翼缘的顶部和底部均需要柱翼缘支撑。假定当梁柱弯矩比大于2.0时,柱在节点域外保持弹性。翼缘横向支撑可以是直接的,也可以是间接的。直接横向支撑(支撑)可通过使用支撑或其他构件、楼承板和楼板来实现,连接到所需支撑点处或附近的柱翼缘。间接横向支撑可通过构件和连接的刚度实现,这些构件和连接件不直接连接到柱翼缘,而是通过柱腹板或加强板起作用。

AISC 341§E3.4c1b)规定了柱翼缘支撑所需的支撑强度,等于可用梁翼缘强度的2%

ASCE 7§2.3或§2.4的荷载组合设计外,AISC 341§D1.4a要求立柱具有足够的轴向强度,以避免荷载组合(包括超强地震荷载)下的整体屈曲或拉伸断裂。可通过使用Ωo根据ASCE7§12.2.1或通过执行塑性机理分析并确定AISC 341§B2允许的能力限制载荷得出的系数。当满足AISC 341§D1.4a的要求时,允许忽略同时弯矩的考虑。


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作者: ganggouren

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