高層裝配式斜支撐鋼框架結構設計研究

張榜志 戴春華

摘要：高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系在我國高層建筑項目的建設過程中發揮著越來越重要的作用，為了能夠最大程度地提升其應用價值，本文通過簡要分析高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的概念與類別，重點闡述了幾點高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的設計要點。

關鍵詞：高層裝配;斜支撐鋼框架;設計研究

引言

結合當前階段我國高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的具體應用現狀來看，盡管看似其中涉及到的內容相對較多，并且相關的結構體系也十分復雜，需要設計人員在設計過程綜合關注多方面的設計要素。

一、高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系概述

通過分析其實際的組成結構不難發現，目前的高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系主要涉及到了兩個方面的內容，其中分別是主板結構以及斜支撐柱。這兩個部分作為組成高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的主要組成內容，需要進行有效連接才能夠發揮出高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的最大應用價值。在具體的項目中，主板結構與斜支撐柱主要采取高強螺栓的形式進行連接處理，這樣能夠相對比較好地提升這兩個部分之間連接的可靠性與牢固性，能夠避免兩個模塊之間出現難以控制的問題。

二、高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的分類

對于高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系來說，按照主板模塊和斜支撐模塊之間的連接形式不同，也存在不同的分類。當前比較常見且應用比較廣泛的類型就包含單撐柱、雙撐柱以及三撐柱和四撐柱等幾種不同的形式，這些類型的存在主要就是為了能夠使其滿足不同工程項目的實際使用需求。

三、高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的具體設計要點

（一）高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的模型計算分析

相較于普通的斜支撐鋼框架結構體系來說，高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的設計難度系數相對更大，因為在實際的應用過程中，高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系需要更強的穩定性、安全性以及可靠性，這就需要相關的設計人員在具體的設計過程中更加全面與綜合地考慮各方面有可能會影響到其實際應用效果的因素，并通過專業的模擬計算來設計出最合理與科學的設計方案。與此同時，在進行高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系設計的過程中，通過對支撐柱、衍架梁等結構進行全面與系統地計算也將直接關系到高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的最終設計水平。

比如，為了能夠提升高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的應用效果，在進行具體的設計的時候需要針對相應的模型進行專業且精準的計算。在整個過程中，相關設計人員可以使用有限元軟件etars來進行具體的計算，通過利用有限元軟件這種應用能夠有效提升傳統模型計算的效率和質量，尤其是針對于高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系中所涉及到的各個模型計算要點來說，有限元軟件能夠通過靜力分析、反應譜分析以及相關的線性時程分析等模式針對于具體的結構模型進行合理地構建。此外，設計人員還可以利用DECK模塊來代替傳統的樓板結構，一方面能夠實現更加精準的主結構和衍架梁結構的模擬演算，另一方面也能夠切實保障最終計算的可靠性。與此同時，針對于高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的各個連接位置的計算，設計人員可以利用相關的剛性力學理論來計算來相關連接點的數值，從而提升后續應用的安全性和穩定性。

（二）高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的抗震性設計

對于高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的設計工作來說，與其實際應用需求所對應的抗震性設計也是其中一個十分重要的方面，必要的抗震性設計不僅僅能夠在一定程度上使其有效避免各種意外災害事故發生時出現危險性問題;還能夠在日常應用過程中提升高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的穩定性與安全性。在具體的高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系設計過程中，相關工作人員需要同時關注不同結構組成部分的受力特點，從而掌握其具體的傳力路徑，進而提升最終設計的可靠性。

比如，在進行高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的設計過程中，為了能夠保障整個結構體系的穩定性與安全性，從而最大程度地避免在地震等意外災害發生過程中出現較大的安全隱患和問題，相關設計人員需要重點考慮高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的抗震性設計。在整個過程中，設計人員首先需要重點掌控好所處地區以及目標高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的抗震等級、抗震設防烈度以及具體的抗震設防類別等信息，在充分掌握這些信息的基礎上才能夠更好地集合這些基本標準與規范來開展相關的設計工作，從而確保設計出來的高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系能夠符合相關抗震等級的具體需求。與此同時，設計人員還需要重點關注高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系各個結構的受力特點，通過進行專業的受力分析掌握具體的傳力路徑以及不同組成結構的承載力水平，這在一定程度上能夠更好地保障整個高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系得到更好地運用，從而提升整個設計方案的可靠性。更關鍵的是，設計人員在這個過程中還需要通過采取自震模態以及層間位移角等試驗來對其進行更加系統化與多元化的分析與判定，這也是確保最終設計出來的高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的抗震效果的關鍵所在。

（三）高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的節點連接設計

對于高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系來說，主要包含兩個大的結構分層，其中分別是主板模塊和斜支撐模塊，這兩個部分的鏈接水平將直接影響到高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的最終應用效果。因此，在進行高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系設計的過程中，相關工作人員需要充分關注與重視相關節點的連接設計。

比如，為了能夠更好地保障高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的穩定性和可靠性效果，相關設計人員在進行具體的結構體系設計的時候應該通過采取合適的節點連接方式來提升整體結構體系的穩定性。在整個過程中，設計人員首先需要結合具體的項目設計要求和設計標準，對高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系中的主板模塊和斜撐柱進行全面和詳盡的分析，從而確定出能夠兼顧主板模塊與斜撐柱性能發揮的鏈接方案。與此同時，還應該關注和控制衍架梁柱節點的鏈接，一方面需要從衍架梁柱節點鏈接的計算層面對其進行周密的分析，通過相關的試驗數據來保障節點之間的鏈接能夠具備相對比較突出的穩定性效果;另一方面在焊接的過程中，也要通過嚴格遵循相關的焊接原則與焊接要點來避免一些由于操作不合理等原因而導致的鏈接不牢固問題。通過采取科學專業的節點連接設計，能夠在有效保障高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的穩定性與可靠性的同時，在一定程度上延長高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的使用壽命，對于節約經濟成本也具有積極作用。

總結：

為了能夠提升高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的設計水平，相關設計人員必須先從相關模型的計算分析入手，通過進行抗震性能設計以及節點連接的設計等關鍵設計，切實保障高層裝配式斜支撐鋼框架結構體系的最終設計效果。

參考文獻：

[1]劉學春，徐阿新，孫超，張愛林.高層裝配式斜 支撐鋼框架結構設計 研究 [J].建筑結構學報，2017，05：54—62.

[2]劉學春，張愛林，黃歡，葉全喜，周湘江，譚永強 .模 塊化裝配式斜支撐節點鋼框架試驗研究[J].北京工業大學學報，2017，06：880— 889.

[3]舒興平，劉澤龍，盧倍嶸，姚堯.裝配式斜 支撐節點 鋼框架彈 塑性動 力時程分析[J].工業建筑，2017，10：1—6+175.

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