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海外工程十五年之一三四——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(12)

4.2模型

4.2.1连接模型

大多数设计师使用梁和柱的线表示法对具有完全约束连接的抗弯框架进行建模,线在无量纲节点处相交。这大致说明了节点域固有的灵活性。也可以使用多个4节点剪刀形或8节点四边形单元中的任意一个来显式模拟节点域。完成后,AISC 360§J10.6允许考虑增加节点域的强度。但当采用完全约束连接时,这样做的好处通常很小;因此通常不是这样模拟。

某些分析软件允许指定刚性端偏移,以模拟节点域的刚度,并简化柱面处的力计算。这不是表示节点域的适当方法,通常会导致框架刚度的非保守估计和设计侧移的低估。

当使用部分约束连接时,必须对连接进行明确建模,以取得此类连接引入的附加框架灵活性。AISC 358§12.9规定了Simpson连接的要求。

4.2.2梁刚度折减。对于削弱的梁截面连接,梁翼缘宽度在梁端附近减小,在横向框架荷载下,曲率效应最大。在分析模型中考虑梁刚度的减少是很重要的。一些结构分析软件包含显式元素,这些元素可以模拟具有缩减梁截面切口的梁的缩减刚度。或当使用翼缘宽度减少50%时,使用90%的梁截面特性通常是该效应的合理近似表示,当使用较小的梁截面减少时,是保守近似。

4.3柱脚刚度

基础约束对框架的抗弯性能有显著影响。ASCE7§12.7.1允许考虑柱脚处刚接或铰接,以适应施工条件。因此,设计师需要确定柱脚的适当分析约束条件。

由于大多数柱脚和基础都会提供一定的旋转限制,柱脚铰接的假设往往会高估柱的柔度、建筑周期和地面层的侧移,所有这些都是框架的保守设计假设,其设计受侧移因素控制。当假定铰接柱脚时,柱底锚固必须设计成具有足够的能力以将剪力和轴力传递给基础,同时容纳将发生在柱脚上的旋转。一些旋转可以在基础本身中发生。

类似地,除非柱延伸穿过地下室标高并嵌入地下室墙内,否则很少有柱脚为真正的固接。除柱嵌入地下室墙的情况外,固接基础假设往往会低估柱的柔度、建筑周期和地面层位移,这可能是不保守的,因为该模型不会提供适当的位移需求预测。柱基不应被建模为固定的,除非基底本身和它们所附的基础构件能够有效地提供足够的约束以提供这种固接。柱底固接的程度可以通过基础和基础条件的明确建模来确定。


 

 


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作者: ganggouren

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