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剛性鋼框架的特殊問題
如果在一空間框架體系內采用平面框架,可能會出其不意地出
現以下問題:
(1)非對稱柱。常用的鋼柱類型是w型鋼,w型鋼柱有一個強軸(
z軸)和一個弱軸(y軸)。當規劃框架布置圖時,必須確定柱子的方
向。對于剛性框架作用,框架梁應該伸入柱翼緣內,而不是柱腹板
內。然而,包括是否采用雙柱作為垂直框架構件等其他考慮也很重
要。
(2)鉸接與剛接。在一個基本鋼結構中梁
和柱之間的節點不需形成顯著的彎矩抗力,因此剛性框架需要特殊
的節點。然而,這需要設計人員能夠控制哪榀框架構件參與了框架
作用。實際上,大多數采用剛性鋼框架的建筑物僅有所選的構件起
到框架作用,其余構件僅用作支托。
(3)工廠制造與現場制造。當大部分制造在工廠(車間)里完成
,且在工作地點(現場)制造完成的節點又簡單又少時,建造鋼框架
最經濟。此外,現場作業不僅可能耽誤安裝,而且質量通常也沒有
工廠制造好。但是,形成大的剛性框架通常需要大量的現場作業。
(4)總造價。剛性框架很流行,但昂貴。剛性框架需要特殊的
設計工作、特殊的節點和大量的現場
焊接。此外,被設計成壓彎共
同作用的柱必須更大——且鋼并不便宜。
(5)單個平面框架的剛度。一榀框架的特性和一個框架構件內
的力受構件的剛度影響很大,且如果樓層高度變化或梁跨度變化,
可能會遇到一些非常復雜、不同尋常的特性。
一個特殊的關注點是框架某一層中所有柱的相對剛度,許多情
況下側向剪力以此為基礎進行分配,即剛度越大的柱承擔的側向力
越大。
另一個關注點是柱與梁的相對剛度。大多數框架分析假定柱剛
度與梁剛度約相等,
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