多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、1 多層鋼結(jié)構(gòu)多層鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計設(shè)計 2 第三章 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一節(jié)第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系多層鋼結(jié)構(gòu)體系 第二節(jié)第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 第三節(jié)第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 第四節(jié)第四節(jié) 鋼與混凝土組合板和組合梁鋼與混凝土組合板和組合梁 * * 第五節(jié)第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 第六節(jié)第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計實例多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 3 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 4 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 5 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 6 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 7 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 8 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 9 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系

2、10 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 11 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 12 第一節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)體系 13 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 14 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 風(fēng)振系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)；基本風(fēng)壓； zs z zszk w ww 0 0 2 . 1 15 對于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根 據(jù)地面粗糙度類別按荷載規(guī)范中表7.2.1中確定。 地面粗糙度可分為a、b、c、d 四類： a 類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠 地區(qū)； b 類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比 較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； c 類指有密集建筑群的城市市區(qū)； d 類指有密集建筑群且房屋

3、較高的城市市區(qū)。 16 風(fēng)壓高度變化系數(shù)還應(yīng)考慮地形條件的修正：風(fēng)壓高度變化系數(shù)還應(yīng)考慮地形條件的修正： 對于山峰和山坡對于山峰和山坡 對于遠離海面和海島對于遠離海面和海島 17 18 對于基本自振周期t1 大于0.25s 的工程結(jié)構(gòu)， 如房屋、屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu),以及對于高度大于大于 30m 且高寬比大于大于1.5 的高柔房屋，均應(yīng)考慮風(fēng) 壓脈動對結(jié)構(gòu)發(fā) 生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。風(fēng)振計算 應(yīng)按隨機振動理論進行，結(jié)構(gòu)的自振周期應(yīng)按結(jié) 構(gòu)動力學(xué)計算。 一般情況一般情況 1、鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu) t1=（0.100.15）n 2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) t1=（0.050.10）n 19 例題：例題

4、： 一幢矩形平面的一幢矩形平面的8層辦公樓，其平面尺寸為層辦公樓，其平面尺寸為22m50m，房屋，房屋 高度高度h=28m?；撅L(fēng)壓?；撅L(fēng)壓 w0=0.60kn/m2。地面粗糙度屬。地面粗糙度屬d類。類。 求風(fēng)荷載標(biāo)準值。求風(fēng)荷載標(biāo)準值。 （1）風(fēng)壓高度變化系數(shù)）風(fēng)壓高度變化系數(shù) 地面粗糙度屬地面粗糙度屬d類類 房高房高h=28m， （2）荷載體型系數(shù)）荷載體型系數(shù) 迎風(fēng)面迎風(fēng)面 ，背風(fēng)面，背風(fēng)面 （3）型振系數(shù)）型振系數(shù) h=28m30m，h/b=28/22-1.271.5， （4）荷載標(biāo)準值）荷載標(biāo)準值 風(fēng)振系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)；基本風(fēng)壓； zs z zszk w ww

5、0 0 2 . 1 62. 0 z z 8 . 0 s 8 . 0 s 3 . 15 . 08 . 0 s z 0 . 1 z 6 . 062. 03 . 10 . 12 . 12 . 1 0zszk ww 20 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 21 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 ijijjji gxf15. 1 m1 m2 mi 11 f 12 f i f1 n f1 21 f 22 f i f2 n f2 1 j f 2j f ji f jn f 1n f 2n f ni f nn f 1振型地震 作用標(biāo)準值 2振型j振型n振型 j j 振型時，振型時，i i 質(zhì)點水平質(zhì)點水平

6、地震作用標(biāo)準值地震作用標(biāo)準值 22 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 ijijjji gxf15. 1 j 相應(yīng)于相應(yīng)于j j振型自振周期的水平地震影響系振型自振周期的水平地震影響系 數(shù)，應(yīng)以抗震規(guī)范中以數(shù)，應(yīng)以抗震規(guī)范中以max、特征周特征周 期期tg、結(jié)構(gòu)自振周期結(jié)構(gòu)自振周期t等來確定；等來確定； ji xj j振型質(zhì)點振型質(zhì)點i i的水平相對位移；的水平相對位移； i g i i質(zhì)點的重力荷載代表值；質(zhì)點的重力荷載代表值； 23 mhi hi fi fek fn 1 (1) ii ieknn ii i g h ff g h 1.高度不超過40且平面和豎向較規(guī)則的以剪切變形為 主的建筑，

7、可采用底部剪力法計算； 2.對于高度不超過60m的建筑預(yù)估截面時，可采用底部 剪力法計算。 1111 111 111 1 nnn ekiiii iii n iieq i fffa g mh gg eknn ff 1 1 0.05 8 n t 24 表表4.4 表表4.5 n g t nt ut7 . 1 1 25 建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整和形狀參 數(shù)應(yīng)符合下列要求： 1 除有專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取除有專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05， 地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按1.0采用，形采用，形 狀數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：狀數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：

8、 1)直線上升段，周期小于直線上升段，周期小于0.1s的區(qū)段。的區(qū)段。 2)水平段，自水平段，自0.1s至特征周期區(qū)段，應(yīng)取最大值至特征周期區(qū)段，應(yīng)取最大值 (max)。 3)曲線下降段，自特征周期至5倍特征周期區(qū)段，衰 減指數(shù)應(yīng)取0.9。 4)直線下降段，自5倍特征周期至6s區(qū)段，下降斜率 調(diào)整系數(shù)應(yīng)取0.02。 26 表表4.3 27 2 當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定不等于當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定不等于0.05時，時， 地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù)應(yīng)符合地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù)應(yīng)符合 下列規(guī)定：下列規(guī)定： 1)曲線下降段的衰減指數(shù)應(yīng)按下式確定： 2)直線下降

9、段的下降斜率調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定： 3)阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定： 28 框架梁柱線剛度計算框架梁柱線剛度計算 0 5 . 1 ii 0 i 0 0 . 2ii 0 0 . 2ii 橫梁線剛度橫梁線剛度 在框架結(jié)構(gòu)中，通?，F(xiàn)澆層的樓板，可以作為梁的有效翼緣，增 大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移，為考慮這一有利作用，在計算梁截 面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取 ( 為梁的截面慣性矩)，對中框架梁取本設(shè)計取中框架，則 ，梁線剛度見表2.1 表表2.1 2.1 梁線剛度梁線剛度 0 i 的計算表的計算表 29 30 31 32 33 34 35 36 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 37 第二節(jié)

10、多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 eovvo gf v vo eo f g 大跨或懸臂構(gòu)件的豎向地震作用 豎向地震作用系數(shù)，8度設(shè)防時取0.1， 9度設(shè)防時取0.2 大跨或懸臂構(gòu)件上相應(yīng)的重力 38 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 39 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 ()() ()()() ggkl lll ssaaww sc gc q c qc qc q 恒樓層活 雪灰風(fēng) 40 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 () 0.5() 0.5() ()() eksa lkt ggqq kqg 恒雪灰 活吊車荷載 41 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 荷載標(biāo)準值是荷載的基本代表值荷載標(biāo)準值

11、是荷載的基本代表值 其他代表值均在標(biāo)準值的基礎(chǔ)上乘以相應(yīng)的系數(shù)后得出其他代表值均在標(biāo)準值的基礎(chǔ)上乘以相應(yīng)的系數(shù)后得出 42 第二節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和組合 () () () () egge ehehhk evehvk wwww sc g c e c e c q 重力荷載代表值 水平地震作用 豎向地震作用 風(fēng) 43 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 44 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 45 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 46 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 47 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 48 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算方法豎向荷載作用下的內(nèi)力計算方法分層法分層法 按照疊加原理， 多層框架在豎向

12、 荷載作用下的內(nèi) 力，可看成是各 層豎向荷載單獨 作用下內(nèi)力的疊 加 (a)； 各層梁上單獨作 用豎向荷載時，僅 在圖(b)所示結(jié)構(gòu)的 實線部分產(chǎn)生內(nèi)力， 虛線部分中所產(chǎn)生 的內(nèi)力可忽略不計 獨立剛架單元，柱的遠端簡化為固定支承。 用彎矩分配法進行計算，節(jié)點的不平衡彎矩 只在本單元內(nèi)進行分配傳遞 ，圖（，圖（c） 49 c 在d值法中，橫梁不再是無 變形的剛性梁，即考慮了節(jié)點 轉(zhuǎn)角的影響 節(jié)點轉(zhuǎn)動影響系數(shù)， 反映了由于節(jié)點轉(zhuǎn)動而使柱 抗側(cè)剛度降低的程度 由 的表達式可見，相對轉(zhuǎn)動 越大， 越小，表明約束作用 越小，柱的抗側(cè)剛度降低越多。 而轉(zhuǎn)動的大小與梁柱線剛度有 關(guān) 50 修正后柱的反彎點高

13、度 影響柱反彎點高度的主要因素是該柱上下端的約束 條件，如果約束條件相同，柱上下端的轉(zhuǎn)角相同，反 彎點就在柱的中點。如兩端約束能力不同，則桿端轉(zhuǎn) 角就不一樣，反彎點會向約束剛度小轉(zhuǎn)角大的一端移 動。 柱兩端的約束剛度與結(jié)構(gòu)總層數(shù)、該層所在位置、 梁柱線剛度比、上下兩層梁的線剛度比以及上下層層 高的變化等因素有關(guān) 51 反彎點高度 式中 反彎點到下柱的距離； 標(biāo)準反彎點高度比； 上下層橫梁剛度變化時反彎點高度比 的修正值； 、 上下層層高變化時反彎點高度比 的修正值。 y y y 0 y 1 y 2 y 3 y 52 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 /500h /400h 53 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)

14、的內(nèi)力分析 2 s ii 1.5 s ii s i 1 0.1t 全部風(fēng)荷載集中作用在框架 頂部所產(chǎn)生的頂部水平位移 54 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 55 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 56 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 57 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 58 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 59 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 60 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 61 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 62 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 63 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 64 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 65 第三節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 1 85235 y f vaf 66 第三節(jié) 多層

15、鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 2 12 12 cos 2 , cc b cc b na a 左 右 柱 在 垂 直 荷 載 作 用 下 產(chǎn) 生 的 壓 應(yīng) 力 斜 桿 的 截 面 面 積 ； 斜 桿 與 柱 之 間 的 交 角 67 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 68 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 69 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 70 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 71 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 72 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 73 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 74 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 75 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 76 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 77 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 1）梁要加工）梁要加工 準確；準

16、確； 2）有仰焊）有仰焊 78 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 1）t型加勁板型加勁板 的高度要大于的高度要大于 橫梁高度橫梁高度； 2）與柱翼緣）與柱翼緣 連接剛度稍大連接剛度稍大 79 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 肋板肋板 下部板下部板 80 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 81 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 82 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 83 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 84 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 85 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 86 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 87 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 88 第五節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)的連接 89 第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 90 第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 91 第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 1.5/5 1.29/kn mkn m 3 25/0.04 5 1.26/kn mkn m 2 1/1.21.2/kn mkn m 92 第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 0.4/5 1.42.8/kn mkn m 2 7/5 1.449/kn mkn m 93 第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 0.35 1.16 0.8 5 1.42.28/kn m 0.35 1.16 0.5 5 1.41.425/kn m 94 第六節(jié) 多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 55eaec gg (1.5