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刚性钢框架的特殊问题
如果在一空间框架体系内采用平面框架,可能会出其不意地出
现以下问题:
(1)非对称柱。常用的钢柱类型是w型钢,w型钢柱有一个强轴(
z轴)和一个弱轴(y轴)。当规划框架布置图时,必须确定柱子的方
向。对于刚性框架作用,框架梁应该伸入柱翼缘内,而不是柱腹板
内。然而,包括是否采用双柱作为垂直框架构件等其他考虑也很重
要。
(2)铰接与刚接。在一个基本钢结构中梁
和柱之间的节点不需形成显著的弯矩抗力,因此刚性框架需要特殊
的节点。然而,这需要设计人员能够控制哪榀框架构件参与了框架
作用。实际上,大多数采用刚性钢框架的建筑物仅有所选的构件起
到框架作用,其余构件仅用作支托。
(3)工厂制造与现场制造。当大部分制造在工厂(车间)里完成
,且在工作地点(现场)制造完成的节点又简单又少时,建造钢框架
最经济。此外,现场作业不仅可能耽误安装,而且质量通常也没有
工厂制造好。但是,形成大的刚性框架通常需要大量的现场作业。
(4)总造价。刚性框架很流行,但昂贵。刚性框架需要特殊的
设计工作、特殊的节点和大量的现场
焊接。此外,被设计成压弯共
同作用的柱必须更大——且钢并不便宜。
(5)单个平面框架的刚度。一榀框架的特性和一个框架构件内
的力受构件的刚度影响很大,且如果楼层高度变化或梁跨度变化,
可能会遇到一些非常复杂、不同寻常的特性。
一个特殊的关注点是框架某一层中所有柱的相对刚度,许多情
况下侧向剪力以此为基础进行分配,即刚度越大的柱承担的侧向力
越大。
另一个关注点是柱与梁的相对刚度。大多数框架分析假定柱刚
度与梁刚度约相等,
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