由于钢构高层框架结构体系不设置柱间竖向支撑,因此建筑平面设计有较大的灵活性,并且可以采用较大的柱距和提供较大的使用空间。对于20层以下的公共建筑框架结构具有良好的适应性。
钢构高层中的框架体系是基本体系,由此可演变成各类体系。因此,下述有关框架体系中的某些问题也是各类体系中共有的问题。
一、正交及非正交相连而成的框架结构
当建筑平面为规则的矩形平面时,框架结构常由纵横方向各自平行的多榀正交相连的框架构成,因此可简化连接构造,并采用柱贯通型的节点做法。当建筑平面为非矩形时,如弧形、圆形、八角形及三角形等平面,则由多个方向的非正交相连的框架构成,而在汇交点处的梁柱节点构造较为复杂,形成异形节点,甚至不得不采用梁贯通型的节点做法。
二、刚接框架及铰接的梁柱结构
刚接框架的梁柱连接可以采用刚接节点,以便形成能抵抗风荷载及水平地震作用的抗侧力结构,如局部的平台及楼梯间等的梁柱节点,也可以采用铰接连接而不形成抗侧力结构,这既可筒化连接构造和灵活布置,也因仅承担竖向荷载,使构件截面尺寸相应减少。
三、楼梯间及电梯间
如楼样间不突出屋面,一般无需在楼梯间的四角均设柱子,否则可以在四角设置柱子,并形成刚接框架。楼梯可以采用钢楼梯或钢筋混凝土楼梯。
电梯井道周边可以设置次梁或主梁,此时除在并联的成组式井道的两端设置柱子外,中间部位不宜设置柱子。
四、框架的梁柱截面
1、抗震建筑的框架柱可以采用由四块钢板焊接而成的箱形截面,由于柱子的内力在两个方向的水平地震作用下基本相等,故常采用方形的箱形截面柱。箱形截面柱也便于涂刷防火涂料和柱子的外包装修。
框架柱也可以采用热轧的H型钢或焊接的H型钢。由于H型钢在截面性能上有对强轴的惯性矩和对弱轴的惯性矩之分,因此H型钢的设置方位,宜使其强轴的惯性矩对应于柱弯矩较大的方向,或对应于柱的计算长度较大的方向。对于抗震的框架柱H型钢设置方位,还可以考虑轴方向部分对应于X方向、部分对应于Y方向设置,以使两个方向的侧向刚度的大小有所调整。
2、框架梁一般采用热轧的窄翼缘H型钢或焊接H型钢。但不宜采用热轧的工字钢,因其翼缘厚度可变,不适应焊接坡口的加工要求和设置引弧板。
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