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住宅科技
! 前言
变革传统的建筑理念，使建筑具备“环保、节
能、工业化”即“绿色建筑”的特征，是社会生产力发
展和建筑科技进步的必然趋势，也是人类的共同理
想。与传统的住宅建筑结构形式相比，钢结构是一
种最符合“绿色建筑”特征的结构形式，已在许多发
达国家广泛应用。钢结构住宅建筑的发展，为提高
我国住宅建筑的体系化深度和产业化水平，提供了
很大的发展空间和难得的发展契机。
多层钢结构住宅的结构体系的基本形式有纯
框架和支撑框架两种形式，而纯钢框架体系可分为
半刚接框架和全刚接框架两种。这种结构体系不设
置柱间竖向支撑，可以采用较大的柱距和获得较大
的使用空间，建筑平面布置灵活，有很好的延性。但
是由于纯钢框架结构体系抗侧力刚度较小，因此应
用层数受到一定限制。
对于多层及中高层建筑，由于侧向作用力的增
大，使得梁柱等构件尺寸也相对较大，失去其经济
合理性，这时宜在框架体系中部分框架柱之间设置
支撑，形成框架—支撑体系。这种结构在水平荷载
作用下，通过刚性楼板或弹性楼板的变形协调与刚
接框架共同工作，形成双重抗侧力结构体系。支撑是
第一道防线，框架是第二道防线，该体系具有良好的
抗震性能和较大的抗侧刚度。
对于支撑的设置，根据不同的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
要求，可选择
中心支撑框架"#$%&’、偏心支撑框架"($%&)或消能支
撑框架结构。
* 中心支撑框架结构
中心支撑的特征是支撑的每个节点及各杆件的
轴心线交汇于一点，它包括十字交叉支撑、单斜杆支
撑、人字形支撑或 +形支撑，以及 ,形支撑等类型
（依次见图 !-./）。
中心支撑具有较大的侧向刚度，构造相对简单，
几种钢框架—支撑结构体系的特点和性能
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哈敏强 0- 12342-35
（同济大学建筑工程系 上海 *6667*）
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摘要 钢框架—支撑体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度。介绍了中心支撑、偏心支撑
及消能支撑等钢框架—支撑体系的构造和性能，通过比较，指出偏心支撑框架具有良好的耗能能
力，消能支撑框架具有较强的抗侧钢度，是理想的抗侧力体系。
关键词 钢框架—支撑结构 中心支撑 偏心支撑 消能支撑
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哈敏强，同济大学硕士研究生。
图 ! 中心支撑的常见类型
规划·设计
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住宅科技
能减小结构的水平位移，改善结构的内力分布。但
在水平地震荷载作用下，中心支撑容易产生屈曲，
造成其受压承载力和抗侧刚度急剧下降，直接影响
结构的整体性能，因此，在地震区应用时应当慎重。
! 偏心支撑框架结构
偏心支撑框架"#$%&’是近 ()年来发展起来的
抗震结构，其支撑斜杆与梁、柱的轴线不是交汇于
一点，而是偏心连接，以形成一个先于支撑斜杆屈
服的“耗能梁段”。
在中小地震时，结构处于弹性阶段，在强震时
耗能梁段进入塑性，利用梁的塑性变形来吸收能
量，而支撑始终保持为弹性。偏心支撑框架较好地
解决了中心支撑所存在的强度、刚度和耗能这三种
性能不匹配问题，兼有中心支撑框架强度与刚度好
以及纯框架耗能大的优点。图 (所示为常见的几种
偏心支撑的类型和耗能梁段的构成。
对于偏心支撑来讲，耗能梁段的设计最为关
键，它直接关系到偏心支撑框架整体的承载能力和
延性。因此，偏心支撑框架的设计首先应当合理地
选择耗能梁段的几何尺寸，并对耗能梁段进行细部
设计，以保证偏心支撑框架的整体延性水平，然后，
进行柱的设计、支撑设计、连接以及加劲肋的设计。
设计时必须保证在耗能梁段完全屈服和应变硬化
后，其他构件在此荷载作用下仍具有一定的弹性。
首先应确定耗能梁段的长度。我国高层钢结构
规范规定：当耗能梁段净长 !符合 !!*+,"- .#-时，
为剪切屈服型，不符合者为弯曲屈服型耗能梁段
（"- 为梁段塑性抗弯强度，$- 为梁段塑性抗剪强
度）。由于一方面剪切屈服型的耗能梁段能使偏心
支撑钢框架的弹性刚度增大，另一方面其耗能能力、
延性和滞回性能均优于弯曲屈服型/ 因此耗能梁段
宜设计为剪切屈服。当其与柱连接时，不应设计成弯
曲屈服型。
其次是确定耗能梁段的截面尺寸。为确保截面
是腹板受剪屈服，耗能梁段最有效的截面通常是0①
满足最小受剪面积1②满足腹板高厚比的要求1③耗
能梁段剪力简化计算满足翼缘宽厚比的要求。耗能
梁段须根据偏心支撑框架抗剪需要的腹板面积最小
来选择截面。
2 消能支撑框架结构
消能支撑框架结构是将框架—支撑结构中的支
撑杆设计成消能杆件，以吸收和耗散地震能量来减
小结构地震反应的一种新型抗震结构。在风和小地
震作用下消能支撑能增加结构的水平刚度，减小结
构的侧移；在中震和大震下其刚度变小，能减小结构
的水平地震作用，同时消耗大量输入结构的地震能
量，使结构的地震反应大大衰减。消能支撑（如图 !
所示）可以做成方框支撑、圆框支撑、交叉杆支撑、斜
杆支撑、3型支撑以及 4型和节点屈服型支撑等。
按消能装置的消能形式，消能支撑可分为以下
几种类型：
2+* 钢材屈服型支撑
图 !所示的方框支撑、圆框支撑利用软钢阻尼
器原理在支撑交叉处做成一个由受弯钢构件组成的
“内方框”。内方框的杆件在地震作用下发生弯曲塑
性变形，这样就提供了较大的阻尼来吸收和耗散地
震能量。这种消能支撑不仅具有较高的消能减震作
用，而且在多次反复荷载作用下不失稳、不断裂，能
够保持稳定的承载力和消能能力。
4形支撑能够依据受剪部分的长度 !及截面大
小的变化，调整支撑杆件的刚度及承载力/以取得较
图 ( 偏心支撑的常见类型5* 框架柱；( 支撑；
! 耗能梁段；2 框架梁’
图 ! 消能支撑
规划·设计
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住宅科技
（上接第 !"页）在 "#世纪八九十年代，中国人
普遍的住房条件还十分困难，各地方自然、人文情
况不同，琥珀山庄在设计中，尊重传统，充分地研究
徽派建筑对地形和山、水的利用，对城市安居模式
进行探索，并结合现代人的生活要求，建成了深受
广大居民喜爱的新徽派居住小区，这无疑是在建设
大型现代住宅小区中探索民族性、地方性和现代性
相结合的、有个性差异的一个成功尝试。充分体现：
造价不高水平高，
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
不高质量好，面积不大功能
全，占地不多环境美的特点。为此，开展了 $项专题
研究：山坡地规划设计的研究；复杂地形地基的评
价和基础的研究；承重空心砖多层住宅的研究；异
型柱框架轻板的研究；坡屋面的利用和构造研究；
厨房和卫生间的应用研究；节能、节电、低造价，推
广新技术、新材料、新工艺等项目。总之，琥珀山庄
堪称是近年来中国大规模安居 %商品化& 住宅代
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
作，产生了极强的建设示范效应。
（收稿日期："##’(#)(#"）
理想的恢复力特性。
节点屈服型支撑使连接处的屈服先于支撑杆
件的屈曲，从而保证结构使用功能的继续维持。
’*" 摩擦消能支撑
这种消能支撑将摩擦消能器用于支撑构件，通
过支撑的滑动来消耗和吸收地震能量。由于这种摩
擦装置能量消耗明显，可提供较大的附加阻尼，且
构造简单，取材容易，因而具有广泛的应用前景。
’*) 铅阻尼消能支撑
在支撑交叉处利用铅阻尼器做成各种形式的
消能支撑。铅消能器利用铅良好的塑性性能，通过
活塞杆挤压铅合金以获得较大的消能能力。该消能
器构造简单、消能量大、性能稳定。
’*’ 粘弹性阻尼消能支撑
这种消能支撑的消能装置为粘弹性阻尼器。
粘弹性阻尼器是由粘弹性材料与约束钢板交替叠
合而成的，是一种主要与速度相关的减震装置。它
通过粘弹性材料的剪切滞回变形来增加结构的阻
尼，耗散输入的地震能量，从而减小结构的振动反
应。
’*+ 复合型消能支撑
在消能支撑中安装复合型消能器装置，即成为
复合型消能支撑。复合型消能器是利用两种以上的
消能元件或消能机制设计而成的新型消能减震装
置。
近年来，国外学者提出了一种新颖的消能支撑
体系—无粘结支撑%,-./-010 .2341&。它在内核钢支
撑和外包钢管混凝土之间涂无粘结漆形成滑移界
面，而且只有内核钢支撑与框架结构连接，以保证
压力和拉力都只由内核钢支撑承受。滑移界面允许
内核钢和外包层之间相对滑动，同时约束内核钢支
撑的横向变形，防止内核钢支撑在压力作用下发生
整体屈曲和局部屈曲。无粘结支撑在拉压作用下可
以达到充分屈服，滞回曲线稳定饱满，在地震反复
荷载下具有良好的滞回耗能性能。
无粘结钢支撑体系在实际工程中应用的前景
极为广阔，不仅可以用于新建建筑物中，还可用于
已建建筑物的抗震加固改造中。目前无粘结钢支撑
体系已经在日本 "## 多栋新建建筑和已建建筑抗
震加固改造工程中得到了广泛的应用，并且这一技
术已推广到美国和台湾等国家和地区。
+ 结语
钢结构住宅是一种符合住宅产业化发展要求
的环保型住宅结构形式，而钢框架—支撑结构体系
作为理想的抗侧力体系在多层和中高层钢结构住
宅中占有相当的比例。偏心支撑框架结构采用耗能
梁段，兼顾了抗弯框架和中心支撑框架的优点，具
有极好的耗能能力。而消能支撑框架结构在风荷载
和中小地震作用下，具有较强的抗侧刚度；在大震
作用下，其消能装置可以有效地耗散地震能量。消
能支撑框架结构不仅可以用于新建建筑，还可以用
于现有建筑的抗震加固，是一种新颖且经济有效的
结构体系。
（收稿日期："##)(!"("’）
图 ’ 无粘结支撑
规划·设计
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浙公网安备 33021202002483