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钢框架梁下翼缘的侧向支撑问题

发布于:2023-03-15 15:07:15 来自:建筑结构/钢结构工程 [复制转发]
一、问题1——如果满足《钢标》6.2.7条1或2款,是否不用设置隅撑或者加劲肋?

《钢标》6.2.7条规定的是钢框架梁端畸变屈曲验算(《钢标》新引入的概念和术语,在本公众号前面文章中谈过,具体可参阅童根树老师专著),是钢梁下翼缘面外变形一种整体失稳模式。

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1)正则化长细比小于或等于0.45时,弹塑性畸变屈曲应力基本达到钢材的屈服强度。因此,满足新钢标6.2.7条的1款,则不会发生弹性屈曲,自然不用再考虑下翼缘的畸变屈曲。

2)正则化长细比大于0.45时,根据公式验算是否满足畸变屈曲的稳定要求。

3)1、2款均不满足,可设隅撑或横向加劲肋(其实调整侧面次梁与柱的间距也是增强侧向支撑的办法,在正则化长细比计算时能体现)。

也就是说,满足《钢标》6.2.7条1、2款,不用设置隅撑或加劲肋。但千万注意,这是梁的整体稳定问题。

钢框架抗震的相关规范也对钢梁的侧向支撑提出要求:

1)《抗规》8.3.3条2款:梁柱构件在出现塑性铰的截面,上下翼缘均应设置侧向支承。有楼板可靠连接,则可在下翼缘设置隅撑。

2)根据《高钢规》7.1.4条,在罕遇地震下可能出现塑性铰处,梁的上下翼缘均应设置侧向支撑点(隅撑)。梁上翼缘整体稳定有保证,则可仅在下翼缘设支撑。

上述要求基本一致。注意是支撑梁端塑性铰处。结构专业说要,其他人都不想要,不受待见的隅撑,就是这么来的。

需要注意的是,这都是抗震构造,和宽厚比、长细比、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”等抗震措施一样,是保证钢框架中大震下梁端进入弹塑性,实现梁端塑性铰延性耗能模式正常工作的要求。如果没有可靠的侧向支撑,塑性铰转动过程中会侧向变形,脆性破坏,无法实现稳定的耗能。所以,从本质上说,这不是一般意义上的稳定问题,更不可能采用梁端截面全塑性受弯承载力进行稳定验算来保证抗震构造要求。

应该发现了吧,问题1的问题本身其实就有点歧义。《钢标》6.2.7条是梁的整体稳定校核,和抗震构造是两码事,虽然看着都是侧向支撑的事,都说加劲肋。如果满足《钢标》6.2.7条1、2款,静力设计稳定要求是可以不用设置隅撑或者加劲肋了,但抗震构造还是需要考虑侧向支撑。


二、问题2——框架梁的侧向支撑到底应该怎么考虑?

首先考虑,即便静力计算满足《钢标》6.2.7条1、2款,但因为有《抗规》和《高钢规》的抗震构造要求,则必须设置侧向支撑吗?答案是否定的,还是有解决办法。

1)按《抗规》处理

《抗规》条文说明表示,钢梁受压区长细比如满足下式可不设置侧向支撑。

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如果不满足,则可参考李国强著《多高层建筑钢结构设计》的侧向约束方法(下图,其中之一是设置横向加劲肋)。
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这儿需要注意的是,采用加劲肋替代隅撑提供侧向支撑实现抗震构造,依据的是《抗规》,明确要求是设置在梁端0.15倍梁跨附近(塑性铰位置,是针对一个点的精准帮扶),与《钢标》规定的受压翼缘区段内沿梁长设置横向加劲肋(可能不止一个)可不是一码事。当然,你可以质疑这个措施的侧向支撑是不是足够强,但这是规范的事,毕竟畸变屈曲是《钢标》才有的新概念,《钢标》颁布前就已经在执行。

2)按《钢标》处理

《钢标》第17章的性能化抗震设计其实对于保证梁端塑性铰区的侧向支撑有规定。

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如果按《钢标》第17章进行抗震设计,那么只要满足正则化长细比的构造要求、按1)设置加劲肋、按3)设置隅撑任选其一即可。

如果按《抗规》进行抗震设计,由于抗震等级与延性等级无法直接对应,建议可按正则化长细比0.25的最高要求控制(对照塑性设计时正则化长细比控制要求0.3,你品,你细品,你细细品......)。

再考虑一种情况,不满足《钢标》6.2.7条1或2款,侧向支撑如何设置?那就只能按满足静力要求和抗震构造同时考虑,可以统一设置隅撑或者加劲肋,当然也可以稳定要求按6.2.7条3款处理,抗震要求按《抗规》设置加劲肋或者隅撑(甚至按《抗规》满足长细比要求有无需设置的可能)。

总之,稳定和抗震这是两码事,你可以用一个措施管俩事,也可以用不同的措施管不同的事;隅撑和加劲肋的构造做法也不等同侧向支撑,侧向支撑有更广泛的内容。

另外,注意梁上没有楼板的情况。此时静力工况下框架梁需要考虑稳定问题(不是畸变屈曲,是常规的梁弯扭失稳),抗震构造则要求上下翼缘均需要支撑。如果不能满足,有可能需要采用箱型梁。


知识点:钢框架梁下翼缘的侧向支撑问题

砼框架柱侧向支撑问题

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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