高层装配式斜支撑钢框架结构设计研究

张榜志 戴春华

摘要：高层装配式斜支撑钢框架结构体系在我国高层建筑项目的建设过程中发挥着越来越重要的作用，为了能够最大程度地提升其应用价值，本文通过简要分析高层装配式斜支撑钢框架结构体系的概念与类别，重点阐述了几点高层装配式斜支撑钢框架结构体系的设计要点。

关键词：高层装配;斜支撑钢框架;设计研究

引言

结合当前阶段我国高层装配式斜支撑钢框架结构体系的具体应用现状来看，尽管看似其中涉及到的内容相对较多，并且相关的结构体系也十分复杂，需要设计人员在设计过程综合关注多方面的设计要素。

一、高层装配式斜支撑钢框架结构体系概述

通过分析其实际的组成结构不难发现，目前的高层装配式斜支撑钢框架结构体系主要涉及到了两个方面的内容，其中分别是主板结构以及斜支撑柱。这两个部分作为组成高层装配式斜支撑钢框架结构体系的主要组成内容，需要进行有效连接才能够发挥出高层装配式斜支撑钢框架结构体系的最大应用价值。在具体的项目中，主板结构与斜支撑柱主要采取高强螺栓的形式进行连接处理，这样能够相对比较好地提升这两个部分之间连接的可靠性与牢固性，能够避免两个模块之间出现难以控制的问题。

二、高层装配式斜支撑钢框架结构体系的分类

对于高层装配式斜支撑钢框架结构体系来说，按照主板模块和斜支撑模块之间的连接形式不同，也存在不同的分类。当前比较常见且应用比较广泛的类型就包含单撑柱、双撑柱以及三撑柱和四撑柱等几种不同的形式，这些类型的存在主要就是为了能够使其满足不同工程项目的实际使用需求。

三、高层装配式斜支撑钢框架结构体系的具体设计要点

（一）高层装配式斜支撑钢框架结构体系的模型计算分析

相较于普通的斜支撑钢框架结构体系来说，高层装配式斜支撑钢框架结构体系的设计难度系数相对更大，因为在实际的应用过程中，高层装配式斜支撑钢框架结构体系需要更强的稳定性、安全性以及可靠性，这就需要相关的设计人员在具体的设计过程中更加全面与综合地考虑各方面有可能会影响到其实际应用效果的因素，并通过专业的模拟计算来设计出最合理与科学的设计方案。与此同时，在进行高层装配式斜支撑钢框架结构体系设计的过程中，通过对支撑柱、衍架梁等结构进行全面与系统地计算也将直接关系到高层装配式斜支撑钢框架结构体系的最终设计水平。

比如，为了能够提升高层装配式斜支撑钢框架结构体系的应用效果，在进行具体的设计的时候需要针对相应的模型进行专业且精准的计算。在整个过程中，相关设计人员可以使用有限元软件etars来进行具体的计算，通过利用有限元软件这种应用能够有效提升传统模型计算的效率和质量，尤其是针对于高层装配式斜支撑钢框架结构体系中所涉及到的各个模型计算要点来说，有限元软件能够通过静力分析、反应谱分析以及相关的线性时程分析等模式针对于具体的结构模型进行合理地构建。此外，设计人员还可以利用DECK模块来代替传统的楼板结构，一方面能够实现更加精准的主结构和衍架梁结构的模拟演算，另一方面也能够切实保障最终计算的可靠性。与此同时，针对于高层装配式斜支撑钢框架结构体系的各个连接位置的计算，设计人员可以利用相关的刚性力学理论来计算来相关连接点的数值，从而提升后续应用的安全性和稳定性。

（二）高层装配式斜支撑钢框架结构体系的抗震性设计

对于高层装配式斜支撑钢框架结构体系的设计工作来说，与其实际应用需求所对应的抗震性设计也是其中一个十分重要的方面，必要的抗震性设计不仅仅能够在一定程度上使其有效避免各种意外灾害事故发生时出现危险性问题;还能够在日常应用过程中提升高层装配式斜支撑钢框架结构体系的稳定性与安全性。在具体的高层装配式斜支撑钢框架结构体系设计过程中，相关工作人员需要同时关注不同结构组成部分的受力特点，从而掌握其具体的传力路径，进而提升最终设计的可靠性。

比如，在进行高层装配式斜支撑钢框架结构体系的设计过程中，为了能够保障整个结构体系的稳定性与安全性，从而最大程度地避免在地震等意外灾害发生过程中出现较大的安全隐患和问题，相关设计人员需要重点考虑高层装配式斜支撑钢框架结构体系的抗震性设计。在整个过程中，设计人员首先需要重点掌控好所处地区以及目标高层装配式斜支撑钢框架结构体系的抗震等级、抗震设防烈度以及具体的抗震设防类别等信息，在充分掌握这些信息的基础上才能够更好地集合这些基本标准与规范来开展相关的设计工作，从而确保设计出来的高层装配式斜支撑钢框架结构体系能够符合相关抗震等级的具体需求。与此同时，设计人员还需要重点关注高层装配式斜支撑钢框架结构体系各个结构的受力特点，通过进行专业的受力分析掌握具体的传力路径以及不同组成结构的承载力水平，这在一定程度上能够更好地保障整个高层装配式斜支撑钢框架结构体系得到更好地运用，从而提升整个设计方案的可靠性。更关键的是，设计人员在这个过程中还需要通过采取自震模态以及层间位移角等试验来对其进行更加系统化与多元化的分析与判定，这也是确保最终设计出来的高层装配式斜支撑钢框架结构体系的抗震效果的关键所在。

（三）高层装配式斜支撑钢框架结构体系的节点连接设计

對于高层装配式斜支撑钢框架结构体系来说，主要包含两个大的结构分层，其中分别是主板模块和斜支撑模块，这两个部分的链接水平将直接影响到高层装配式斜支撑钢框架结构体系的最终应用效果。因此，在进行高层装配式斜支撑钢框架结构体系设计的过程中，相关工作人员需要充分关注与重视相关节点的连接设计。

比如，为了能够更好地保障高层装配式斜支撑钢框架结构体系的稳定性和可靠性效果，相关设计人员在进行具体的结构体系设计的时候应该通过采取合适的节点连接方式来提升整体结构体系的稳定性。在整个过程中，设计人员首先需要结合具体的项目设计要求和设计标准，对高层装配式斜支撑钢框架结构体系中的主板模块和斜撑柱进行全面和详尽的分析，从而确定出能够兼顾主板模块与斜撑柱性能发挥的链接方案。与此同时，还应该关注和控制衍架梁柱节点的链接，一方面需要从衍架梁柱节点链接的计算层面对其进行周密的分析，通过相关的试验数据来保障节点之间的链接能够具备相对比较突出的稳定性效果;另一方面在焊接的过程中，也要通过严格遵循相关的焊接原则与焊接要点来避免一些由于操作不合理等原因而导致的链接不牢固问题。通过采取科学专业的节点连接设计，能够在有效保障高层装配式斜支撑钢框架结构体系的稳定性与可靠性的同时，在一定程度上延长高层装配式斜支撑钢框架结构体系的使用寿命，对于节约经济成本也具有积极作用。

总结：

为了能够提升高层装配式斜支撑钢框架结构体系的设计水平，相关设计人员必须先从相关模型的计算分析入手，通过进行抗震性能设计以及节点连接的设计等关键设计，切实保障高层装配式斜支撑钢框架结构体系的最终设计效果。

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