第 卷 第 期
年 月
武 汉 理 工 大 学 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＷＵＨＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ Ｎｏ
Ｍａｙ
ＤＯＩ
ｊ
ｉｓｓｎ
钢 框 架 结 构 中 的 绑 定 约 束 力 分 析
夏冬桃
ＷＡＮＧ Ｙ Ｃ
夏广政
湖北工业大学土木工程与建筑学院 武汉 曼彻斯特大学机械 航天与土木工程学院 曼彻斯特 Ｍ ＱＤ
摘 要 为探讨钢框架结构中柱子移除后 框架节点对梁的绑定约束力计算方法 分析了英国结构设计规范 ＢＲ
和 ＢＳＩ 中的钢结构抗连续倒塌设计要求及名义值 并对若干 Ｈ型柱以及钢管柱节点的计算绑定约束力和实测节
点断裂强度以及规范名义值进行对比 计算时考虑梁柱线刚度相互影响 并考虑钢框架结构中柱子移除后梁的悬臂作
用 以防止结构的连续倒塌 研究表明 当内柱拆除后新的绑定约束力要求 可能远远高于目前英国结构设计规范 ＢＳＩ
中的名义值 因此需完善绑定约束力方法中的相关量之间的关系 以使其应用于柱子拆除后的抗连续倒塌设计
关键词 绑定约束 框架结构 节点刚度 悬臂作用
中图分类号 ＴＵ 文献标识码 Ａ 文章编号
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｙｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ ｉｎ Ｓｔｅｅｌ Ｆｒａｍｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
Ｘ ＩＡ Ｄｏｎｇ
ｔａｏ
Ｗ Ａ ＮＧ Ｙ Ｃ
ＸＩＡ Ｇｕａｎｇ
ｚ ｈｅｎｇ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｗｕｈａｎ Ｃｈｉｎａ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｍ ＱＤ ＵＫ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｙｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕ
Ｋ ｂｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｃａｔｅｎａｒｉｅｓ ａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｂｅａｍｓ ａｆｔｅｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ａ ｃｏｌｕｍｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｌ
ｕｍｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｙｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｃａｎ ｂｅ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ａｎｄ ｉｎ ｍａｎｙ ｃａｓｅｓ ｍｕｃｈ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ
ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ Ｕ Ｋ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｄｅ ｗ ｈｉｃｈ ｉｓ ｅｑｕａｌ ｔｏ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｙｉｎｇ
ｆｏｒｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｓ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｏ ｒｅｓｉｓｔ ｃａｔｅｎａｒｉｅｓ ａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ
ｂｅａｍｓ Ｔ ｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｐｅｃｉｆｙｉｎｇ ａ ｎｏｍｉｎａｌ ｔｙｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅｄ ｓｔｒｕｃ
ｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕ Ｋ ｉｓ ｎｏｔ ｌｏｇｉｃ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｇｉｖｅｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｙｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ
ｔｙｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃａｔｅｎａｒｉｅｓ ａｃｔｉｏｎ
收稿日期
作者简介 夏冬桃 女 副教授 Ｅｍａｉｌ ｘｄｔｘｙ ｃｏｍ
目前英国的建筑规范ＢＲ和钢结构设计条例ＢＳＩ 中有 种方法来控制连续倒塌 绑定约束
力方法 关键构件法和对第 类建筑物的风险评估方法
在实践中 由于概念简单绑定约束力方法通常
是首选 ＢＳＩ 中规定 绑定约束力方法要求结构构件应在 个主要的方向绑在一起 节点应能抵抗的绑
定约束力等于全部设计荷载作用下的梁端反力 且不小于 ｋＮ 这一规定相当于柱子损失后 梁的作用是
纯悬臂作用 梁端最大旋转角为 但由于偶然荷载的不确定性 绑定约束力如何计算及处理 规范中并
未说明 该文探讨假设结构局部承受意外爆炸等偶然荷载导致边柱和角柱损失后 将如何计算绑定约束力
以便采取相关设计措施来控制结构的连续倒塌
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