鋼結構簡體結構體系
鋼結構框筒結構建筑平面的外圍由密柱和深梁組成的框架圍成封閉式簡體,如圖8-11 (α)所示。鋼結構框筒結構的平面形狀應為正方形、矩形、圓形或多邊形等規則平面。框架柱的截面可采用箱形截面或焊接H型鋼截面,框架梁的截面高度可按窗臺高度構成截面高度很大的窗裙梁。外圍框筒的梁與柱采用剛性連接,形成剛性框架,框筒是框筒結構主要的抗側力構件;內部的框架僅承受垂直荷載,所以內部柱網可以按照建筑平面使用功能要求靈活布置,不要求規則和正交。通過各層樓板的聯系,外圍框筒與內部框架柱的側移趨于協調。當建筑的高度較高時,可采用多片密柱深梁框架圍成外圍框筒。
在水平力作用下,框筒結構中的深梁以剪切變形為主,而柱子主要產生與框筒整體彎曲相適應的軸向變形。由于深梁的剪切變形,使得框筒結構中柱子的軸力分布與實體的筒體結構的應力分布不完全一致,而呈非線性分布,這種現象稱為剪力滯后效應,如圖8-12所示。剪力捕后效應使框筒結構的角柱要承受比中柱更大的軸力,
并且框筒結構的側向撓度呈現明顯的彎剪型變形。
鋼結構框筒結構的剪力滯后效應越明顯,則對筒體效能的影響越嚴重。
少影響框筒結構剪力滯后效應的主要因素是梁與柱的線剛度比和結構平面的長寬比。當平面形狀一定時,梁柱線剛度比越小,剪力滯后圖8-12框筒結構的效應越嚴重,表明框筒結構的整體性越差。結構的平面形狀對框筒剪力滯后效應結構的空間剛度影響很大,正方形、圓形和正三角形等結構平面形式,能使框筒結構的空間作用較充分地利用。矩形結構平面的長寬比對剪力滯后效應有很大的影響,長寬比越大,剪力滯后效應越大,則框筒結構的整體性越差。因此,矩形平面框筒結構的長寬比不宜大于1.5,否則長邊中間部分的柱子不能充分發揮作用。