巨型框架结构体系最显著的特点和优点是主次结构明确,给建筑设计带来很大的灵活性,可产生一些特殊形式的巨型框架结构,包括特殊的主结构和特殊的次结构。
特殊的主结构主要是利用主结构即巨型梁和巨型柱的灵活布置产生的一些巨型框架演变体。主结构的灵活布置表现在巨型梁的高度、布置位置及道数的选择和巨型柱倾斜坡度及倾斜层数的选择上。
特殊的次结构主要指依附于主结构的各种灵活布置的梁、柱体系。次结构的灵活性主要表现在次结构可方便地构成空洞层或次结构在水平及竖向上可具有不连续性,如高雄银行大楼等。
本章分析了巨型框架的静力性能,研究了结构在竖向荷载和风荷载作用下的传力机理、力学特性和变形特点;以结构的内力、变形、效率和经济性为指标探讨了巨型梁的布置、巨型柱的倾斜坡度和次框架的开洞位置对巨型框架侧向刚度的影响。
对考虑不同主次结构布置形式的计算模型进行了自振特性分析,并采用振型分解反应谱法分析了这些模型在多遇地震下的抗震性能。
对这些巨型钢框架模型进行了多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,并讨论了地震波输入维数、二阶效应和阻尼比对时程分析的影响。
3.1 巨型框架结构的设计原则
巨型框架结构的平面布置宜规则、对称。在材料用量相同的情况下,应尽量满足平面两个主轴方向等效惯性矩最大的原则。
应尽量减轻结构自身重量,因此应优先采用钢结构,也可采用型钢混凝土结构等。
巨型梁和巨型柱应形成具有较大刚度的空间框架。巨型柱宜放置在结构的角部,巨型梁的位置宜为:布置1道巨型梁时,最佳位置在O.6 H附近,H为结构总高度;布置2道巨型梁时,最佳位置在顶层和O.5 H附近;布置3道或3道以上巨型梁时,宜沿竖向从顶层向下均匀布置。
巨型梁和巨型柱宜采用空间桁架。桁架中的腹杆即巨型梁、柱中的支撑,宜采用交叉支撑,也可采用人字形支撑。支撑宜采用宽翼缘H形钢或箱形截面。
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