PKPM中鋼結(jié)構(gòu)的特點及分析控制PPT課件

1、1。鋼結(jié)構(gòu)的特點。鋼結(jié)構(gòu)的特點2。分析模型。分析模型3。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制4?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計控制?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計控制5?？偨Y(jié)?？偨Y(jié)第1頁/共69頁1.1。一般鋼結(jié)構(gòu)的特點。一般鋼結(jié)構(gòu)的特點F結(jié)構(gòu)方案的隨意性：結(jié)構(gòu)沒有明顯的樓層概念，它只根結(jié)構(gòu)方案的隨意性：結(jié)構(gòu)沒有明顯的樓層概念，它只根據(jù)需要而設(shè)置鋼梁、支撐、樓板等。據(jù)需要而設(shè)置鋼梁、支撐、樓板等。F建模時，采用大量的特殊手段：如層間梁、修改節(jié)點高建模時，采用大量的特殊手段：如層間梁、修改節(jié)點高度、錯層梁、坡梁、斜柱、樓板開大洞，等等。度、錯層梁、坡梁、斜柱、樓板開大洞，等等。F建筑設(shè)計只滿足功能的需要：不考慮結(jié)構(gòu)的要求，如層建

2、筑設(shè)計只滿足功能的需要：不考慮結(jié)構(gòu)的要求，如層、層剛度、薄弱層、位移比、側(cè)移剛度，等等的概念。、層剛度、薄弱層、位移比、側(cè)移剛度，等等的概念。所以結(jié)構(gòu)布置大多為空曠的、不規(guī)則的、剛度不均勻的所以結(jié)構(gòu)布置大多為空曠的、不規(guī)則的、剛度不均勻的空間結(jié)構(gòu)。給分析帶來一定的難度?？臻g結(jié)構(gòu)。給分析帶來一定的難度。F結(jié)構(gòu)薄弱點：由于結(jié)構(gòu)存在較多的不規(guī)則、不連續(xù)性，結(jié)構(gòu)薄弱點：由于結(jié)構(gòu)存在較多的不規(guī)則、不連續(xù)性，多層鋼結(jié)構(gòu)大多都會產(chǎn)生多處局部振動，造成多處薄弱多層鋼結(jié)構(gòu)大多都會產(chǎn)生多處局部振動，造成多處薄弱部位。給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。部位。給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。第2頁/共69頁水平支撐加變截面柱水平支撐加變截面柱

3、第3頁/共69頁變截面梁柱變截面梁柱第4頁/共69頁多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房房第5頁/共69頁空間塔圍結(jié)構(gòu)空間塔圍結(jié)構(gòu)第6頁/共69頁普通多層鋼結(jié)構(gòu)普通多層鋼結(jié)構(gòu)第7頁/共69頁普通多層鋼結(jié)構(gòu)普通多層鋼結(jié)構(gòu)第8頁/共69頁特殊工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)特殊工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)第9頁/共69頁1.2。高層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點。高層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點F高層鋼結(jié)構(gòu)往往帶有，型鋼構(gòu)件、鋼管構(gòu)件、鋼板剪力墻高層鋼結(jié)構(gòu)往往帶有，型鋼構(gòu)件、鋼管構(gòu)件、鋼板剪力墻等等特殊的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計時，應(yīng)分別滿足相應(yīng)的設(shè)計規(guī)等等特殊的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計時，應(yīng)分別滿足相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范、規(guī)程。對一些特殊工程，還應(yīng)作模型試驗。范、規(guī)程。對一些特殊工程，還應(yīng)

4、作模型試驗。F高層鋼結(jié)構(gòu)的建模，與高層混凝土結(jié)構(gòu)的要求基本上符合高層鋼結(jié)構(gòu)的建模，與高層混凝土結(jié)構(gòu)的要求基本上符合，盡量避免錯層、樓板不連續(xù)、平立面不規(guī)則、扭轉(zhuǎn)不規(guī)，盡量避免錯層、樓板不連續(xù)、平立面不規(guī)則、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。則。F高層鋼結(jié)構(gòu)往往采用大量的支撐，超高層鋼結(jié)構(gòu)大量采用高層鋼結(jié)構(gòu)往往采用大量的支撐，超高層鋼結(jié)構(gòu)大量采用支撐轉(zhuǎn)換層、剛性層。建模時應(yīng)盡量避免越層支撐。支撐轉(zhuǎn)換層、剛性層。建模時應(yīng)盡量避免越層支撐。F在高層混凝土結(jié)構(gòu)的頂部加有鋼塔時，建模要根據(jù)這類結(jié)在高層混凝土結(jié)構(gòu)的頂部加有鋼塔時，建模要根據(jù)這類結(jié)構(gòu)合理分析的需要。如：整體建模分析、分開建模分析等構(gòu)合理分析的需要。如：整體建模分

5、析、分開建模分析等等。更要考慮等效質(zhì)量、荷載的合理作用。等。更要考慮等效質(zhì)量、荷載的合理作用。F應(yīng)特別注意混合結(jié)構(gòu)的建模方法。如剪立墻與鋼梁的連接應(yīng)特別注意混合結(jié)構(gòu)的建模方法。如剪立墻與鋼梁的連接。第10頁/共69頁高層鋼結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu)支撐為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)支撐為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)第11頁/共69頁第12頁/共69頁2.1。鋼結(jié)構(gòu)的局部振動。鋼結(jié)構(gòu)的局部振動F結(jié)構(gòu)分析應(yīng)滿足相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范、規(guī)程。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)滿足相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范、規(guī)程。F結(jié)構(gòu)分析一般可以選擇：彈性樓板、結(jié)構(gòu)分析一般可以選擇：彈性樓板、P-效應(yīng)、總剛模效應(yīng)、總剛模型計算結(jié)構(gòu)的振型、振型數(shù)應(yīng)取得足夠多滿足有效質(zhì)量系型計算結(jié)構(gòu)的振型、振型數(shù)應(yīng)取

6、得足夠多滿足有效質(zhì)量系數(shù)，等等。數(shù)，等等。F結(jié)構(gòu)的振型分析，可以觀察到結(jié)構(gòu)的薄弱部位，應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)的振型分析，可以觀察到結(jié)構(gòu)的薄弱部位，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的面外振動、局部振動。減少結(jié)構(gòu)的面外振動、局部振動。F采用面外加強(qiáng)的方式，減少局部振動和薄弱部位。采用面外加強(qiáng)的方式，減少局部振動和薄弱部位。F當(dāng)梁的高差較?。ㄔ诹焊叻秶鷥?nèi)）時，應(yīng)簡化成同一標(biāo)當(dāng)梁的高差較?。ㄔ诹焊叻秶鷥?nèi)）時，應(yīng)簡化成同一標(biāo)高，這樣可避免短柱的應(yīng)力突變，造成設(shè)計超限。高，這樣可避免短柱的應(yīng)力突變，造成設(shè)計超限。F當(dāng)結(jié)構(gòu)為抗震控制，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的剛度突變，減少當(dāng)結(jié)構(gòu)為抗震控制，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的剛度突變，減少薄弱層。薄弱層。第13頁/

7、共69頁板厚為板厚為0，產(chǎn)生大量的空曠結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生大量的空曠結(jié)構(gòu)第14頁/共69頁第15頁/共69頁振型數(shù)要多取振型數(shù)要多取第16頁/共69頁第17頁/共69頁第18頁/共69頁第19頁/共69頁第20頁/共69頁第21頁/共69頁第22頁/共69頁第23頁/共69頁第24頁/共69頁第25頁/共69頁振型需要取到振型需要取到6060個才能滿足要求個才能滿足要求第26頁/共69頁振型需要取到振型需要取到6060個才能滿足要求個才能滿足要求第27頁/共69頁局部振動的處理局部振動的處理v當(dāng)局部振型靠前，說明在此處形成薄弱部位的可能性越當(dāng)局部振型靠前，說明在此處形成薄弱部位的可能性越大。當(dāng)?shù)诖蟆．?dāng)?shù)?/p>

8、1 1振型就是局部振動時，可以肯定該部位是薄振型就是局部振動時，可以肯定該部位是薄弱部位，在地震作用下，將首當(dāng)其沖遭到破壞。弱部位，在地震作用下，將首當(dāng)其沖遭到破壞。v局部振動產(chǎn)生的薄弱部位，往往是局部的剛度失卻。如：局部振動產(chǎn)生的薄弱部位，往往是局部的剛度失卻。如：樓板開洞太多；只有平面內(nèi)支撐，沒有平面外支撐；或樓板開洞太多；只有平面內(nèi)支撐，沒有平面外支撐；或兩個方向的剛度差異太大造成。等等。兩個方向的剛度差異太大造成。等等。v改善結(jié)構(gòu)的剛度，使之均衡，以避免局部振動。如：增改善結(jié)構(gòu)的剛度，使之均衡，以避免局部振動。如：增加平面外的剛度等。加平面外的剛度等。v建模的不當(dāng)或計算模型的不合理，也

9、會造成局部振動。建模的不當(dāng)或計算模型的不合理，也會造成局部振動。v通過增大振型數(shù)、保證有效質(zhì)量系數(shù)等，產(chǎn)生局部振動通過增大振型數(shù)、保證有效質(zhì)量系數(shù)等，產(chǎn)生局部振動的結(jié)構(gòu)雖然是可以分析的，但是在設(shè)計時，還是應(yīng)該盡的結(jié)構(gòu)雖然是可以分析的，但是在設(shè)計時，還是應(yīng)該盡量避免。量避免。第28頁/共69頁2.2。鋼結(jié)構(gòu)的非線性分析。鋼結(jié)構(gòu)的非線性分析v在鋼結(jié)構(gòu)分析時，應(yīng)考慮在鋼結(jié)構(gòu)分析時，應(yīng)考慮P-效應(yīng)，即簡化的幾何非線效應(yīng)，即簡化的幾何非線性。性。v當(dāng)結(jié)構(gòu)受力特殊時，還應(yīng)考慮材料非線性，即彈塑性分當(dāng)結(jié)構(gòu)受力特殊時，還應(yīng)考慮材料非線性，即彈塑性分析。析。v鋼結(jié)構(gòu)由于其材料的一致性、各向同性性、均勻性等，鋼結(jié)

10、構(gòu)由于其材料的一致性、各向同性性、均勻性等，其材料非線性性能是比較容易模擬的，分析結(jié)果的真實其材料非線性性能是比較容易模擬的，分析結(jié)果的真實性較高。所以，一些特殊鋼結(jié)構(gòu)工程（如：體育場館、性較高。所以，一些特殊鋼結(jié)構(gòu)工程（如：體育場館、重要的構(gòu)筑物等）都應(yīng)考慮彈塑性分析。重要的構(gòu)筑物等）都應(yīng)考慮彈塑性分析。v非線性分析也可以找到結(jié)構(gòu)的薄弱部位?？梢源_定結(jié)構(gòu)非線性分析也可以找到結(jié)構(gòu)的薄弱部位。可以確定結(jié)構(gòu)在大震下的承載能力。是目前普遍采用的方法。在大震下的承載能力。是目前普遍采用的方法。第29頁/共69頁P-效應(yīng)的計算選擇效應(yīng)的計算選擇第30頁/共69頁軟件采用的計算方法軟件采用的計算方法v軟件

11、采用軟件采用等效幾何剛度的有限元法等效幾何剛度的有限元法 來考慮來考慮P-P-效應(yīng)。效應(yīng)。vP-P-效應(yīng)是一種簡化的幾何非線性計算方法。一般結(jié)構(gòu)效應(yīng)是一種簡化的幾何非線性計算方法。一般結(jié)構(gòu)還是還是屬于小變形屬于小變形，所以，所以P-P-效應(yīng)是可以滿足設(shè)計需要的。效應(yīng)是可以滿足設(shè)計需要的。v當(dāng)需要考慮材料非線性時，應(yīng)采用當(dāng)需要考慮材料非線性時，應(yīng)采用彈塑性分析彈塑性分析，即彈，即彈塑性靜力分析（塑性靜力分析（PUSHPUSH）或彈塑性動力分析（）或彈塑性動力分析（EPDAEPDA）。）。以得到結(jié)構(gòu)大震下的承載能力。以得到結(jié)構(gòu)大震下的承載能力。P第31頁/共69頁第32頁/共69頁不考慮不考慮P-

12、效應(yīng)效應(yīng)第33頁/共69頁不考慮不考慮P-效應(yīng)效應(yīng)第34頁/共69頁考慮考慮P-效應(yīng)效應(yīng)第35頁/共69頁考慮考慮P-效應(yīng)效應(yīng)第36頁/共69頁2.3。鋼結(jié)構(gòu)分析模型的簡化。鋼結(jié)構(gòu)分析模型的簡化v屋架的模型簡化屋架的模型簡化。剛性桿或采用剛性桿或采用剛性樓板假定剛性樓板假定柱頂鉸接柱頂鉸接屋蓋計算屋蓋計算模型簡化模型簡化第37頁/共69頁v平板網(wǎng)架的模型簡化平板網(wǎng)架的模型簡化。定義超大房間按剛性定義超大房間按剛性樓板假定分析樓板假定分析網(wǎng)架荷載按集中網(wǎng)架荷載按集中力作用到四周力作用到四周第38頁/共69頁v網(wǎng)殼的模型簡化網(wǎng)殼的模型簡化。網(wǎng)殼荷載按集中網(wǎng)殼荷載按集中力作用到四周力作用到四周超大房

13、間按板超大房間按板厚為厚為0 0考慮考慮注意網(wǎng)殼傳給四注意網(wǎng)殼傳給四周的水平推力周的水平推力第39頁/共69頁v柱腳連接剛度的簡化。柱腳連接剛度的簡化。v一般上面兩種柱腳連接，都按剛接處理。但是，實際情一般上面兩種柱腳連接，都按剛接處理。但是，實際情況卻有出入。因為高強(qiáng)螺栓不能完全約束柱腳的位移，況卻有出入。因為高強(qiáng)螺栓不能完全約束柱腳的位移，計算時按剛接處理，柱底約束偏剛，結(jié)構(gòu)位移計算偏小，計算時按剛接處理，柱底約束偏剛，結(jié)構(gòu)位移計算偏小，柱底內(nèi)力偏大、柱頂內(nèi)力偏小。柱底內(nèi)力偏大、柱頂內(nèi)力偏小。箱形剛接柱腳連接箱形剛接柱腳連接H H形剛接柱腳連接形剛接柱腳連接第40頁/共69頁v梁腹板高強(qiáng)螺

14、栓連接剛度的簡化。梁腹板高強(qiáng)螺栓連接剛度的簡化。v梁柱剛接的連接方式：翼緣焊接、腹板用高強(qiáng)螺栓連接。梁柱剛接的連接方式：翼緣焊接、腹板用高強(qiáng)螺栓連接。在計算時按剛接處理是合理的。在計算時按剛接處理是合理的。v柱梁鉸接的連接方式：腹板用高強(qiáng)螺栓連接。這種連接實柱梁鉸接的連接方式：腹板用高強(qiáng)螺栓連接。這種連接實際上腹板還是有承載能力的（約是剛接的際上腹板還是有承載能力的（約是剛接的40%），按鉸接），按鉸接處理梁的跨中彎矩將偏大，梁支座處截面（腹板）沒有進(jìn)處理梁的跨中彎矩將偏大，梁支座處截面（腹板）沒有進(jìn)行強(qiáng)度驗算，存在隱患。行強(qiáng)度驗算，存在隱患。梁柱剛接梁柱剛接梁柱鉸接梁柱鉸接第41頁/共69頁

15、第42頁/共69頁主次梁的連接同梁柱的鉸接類似，也有剛度模擬問題。主次梁的連接同梁柱的鉸接類似，也有剛度模擬問題。嚴(yán)格地說，鋼結(jié)構(gòu)的鉸接是一種半剛接，如何合理的模嚴(yán)格地說，鋼結(jié)構(gòu)的鉸接是一種半剛接，如何合理的模擬這種半剛接，是需要研究的課題。擬這種半剛接，是需要研究的課題。第43頁/共69頁3。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制F在分析高層鋼結(jié)構(gòu)時，在分析高層鋼結(jié)構(gòu)時， P-效應(yīng)一般總是要考慮的，其效應(yīng)一般總是要考慮的，其它的設(shè)計選擇應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程而定。它的設(shè)計選擇應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程而定。F梁柱節(jié)點域的變形問題：目前程序沒有考慮梁柱節(jié)點域的梁柱節(jié)點域的變形問題：目前程序沒有考慮梁柱

16、節(jié)點域的剪切變形，這也是一個復(fù)雜問題。如考慮節(jié)點域變形，而剪切變形，這也是一個復(fù)雜問題。如考慮節(jié)點域變形，而梁柱采用節(jié)點以外的長度，與不考慮節(jié)點變形，而梁柱采梁柱采用節(jié)點以外的長度，與不考慮節(jié)點變形，而梁柱采用形心長度。這兩種分析模型，對結(jié)構(gòu)影響變化有多大，用形心長度。這兩種分析模型，對結(jié)構(gòu)影響變化有多大，目前研究較少。節(jié)點剪切變形與節(jié)點域的加固程度有關(guān)，目前研究較少。節(jié)點剪切變形與節(jié)點域的加固程度有關(guān)，所以也不容易合理地估計?？傊?，只要對節(jié)點域加固，一所以也不容易合理地估計?？傊灰獙?jié)點域加固，一般可以不考慮節(jié)點域的剪切變形。般可以不考慮節(jié)點域的剪切變形。F偏心支撐：在高層鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置偏

17、心支撐，可以提高結(jié)構(gòu)偏心支撐：在高層鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置偏心支撐，可以提高結(jié)構(gòu)的整體延性，避免支撐附近構(gòu)件內(nèi)力突變，通過耗能梁吸的整體延性，避免支撐附近構(gòu)件內(nèi)力突變，通過耗能梁吸收地震作用，從而達(dá)到抗震的目的。收地震作用，從而達(dá)到抗震的目的。第44頁/共69頁F強(qiáng)柱弱梁的要求：根據(jù)強(qiáng)柱弱梁的要求：根據(jù)抗震規(guī)范抗震規(guī)范對鋼柱作對鋼柱作“強(qiáng)柱弱強(qiáng)柱弱梁梁”的驗算。但是可以有三個放松條件。所以用戶可以對的驗算。但是可以有三個放松條件。所以用戶可以對驗算結(jié)果酌情參考、調(diào)整。驗算結(jié)果酌情參考、調(diào)整。F長細(xì)比驗算：當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是抗震設(shè)計控制，則長度系數(shù)長細(xì)比驗算：當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是抗震設(shè)計控制，則長度系數(shù)可以取可以取1.

18、0。F層間位移：抗震規(guī)范規(guī)定，當(dāng)?shù)卣鹆ψ饔孟碌奈灰茟?yīng)小層間位移：抗震規(guī)范規(guī)定，當(dāng)?shù)卣鹆ψ饔孟碌奈灰茟?yīng)小于于1/300，當(dāng)為高層鋼結(jié)構(gòu)時，可以放松到，當(dāng)為高層鋼結(jié)構(gòu)時，可以放松到1/250。同。同時還應(yīng)考慮時還應(yīng)考慮舒適度的要求，控制頂點的加速度值。舒適度的要求，控制頂點的加速度值。F有側(cè)移無側(cè)移：有側(cè)移無側(cè)移：1。當(dāng)樓層最大桿間位移小于。當(dāng)樓層最大桿間位移小于1/1000時時，可以按無側(cè)移設(shè)計；，可以按無側(cè)移設(shè)計；2。當(dāng)樓層最大桿間位移大于。當(dāng)樓層最大桿間位移大于1/1000但小于但小于1/300時，柱長度系數(shù)可以按時，柱長度系數(shù)可以按1.0設(shè)計；設(shè)計；3。當(dāng)樓層最大桿間位移大于。當(dāng)樓層最大桿

19、間位移大于1/300時，應(yīng)按有側(cè)移設(shè)計時，應(yīng)按有側(cè)移設(shè)計。第45頁/共69頁結(jié)構(gòu)有側(cè)移無側(cè)移的判定結(jié)構(gòu)有側(cè)移無側(cè)移的判定v有側(cè)移有側(cè)移、無側(cè)移無側(cè)移實際上與荷載作用有關(guān)。實際上與荷載作用有關(guān)。v荷載組合基本按以下四類：（荷載組合基本按以下四類：（1）恒恒+活活；（；（2）恒恒+活活+風(fēng)風(fēng)；v（3）恒恒+活活+地震地震；（；（4）恒恒+活活+風(fēng)風(fēng)+地震地震。v其中，其中，2、3、4類組合有可能是有側(cè)移的，而第類組合有可能是有側(cè)移的，而第1類組類組合一般認(rèn)為是無側(cè)移。合一般認(rèn)為是無側(cè)移。v從抗震規(guī)范第條（包含第條）中的要求，并參考相應(yīng)的從抗震規(guī)范第條（包含第條）中的要求，并參考相應(yīng)的（第條）條文說

20、明，在某種荷載組合作用下，可以通過（第條）條文說明，在某種荷載組合作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定系數(shù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定系數(shù)來判定，公式如下：來判定，公式如下：結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定系數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定系數(shù)iinijijiHVP第46頁/共69頁vP第第i層以上的全部重力荷載設(shè)計值層以上的全部重力荷載設(shè)計值vV由水平荷載在第由水平荷載在第i層產(chǎn)生的樓層剪力設(shè)計值層產(chǎn)生的樓層剪力設(shè)計值v由樓層剪力引起的第由樓層剪力引起的第i層質(zhì)心處的一階彈性層間位移層質(zhì)心處的一階彈性層間位移vH第第i層的樓層高度層的樓層高度v上述公式適用于剛性樓板假定情況。也可以推廣到一般上述公式適用于剛性樓板假定情況。也可以推廣到一般情況。情況

21、。v在不同的荷載組合作用下，水平荷載在第在不同的荷載組合作用下，水平荷載在第i層產(chǎn)生的樓層層產(chǎn)生的樓層剪力是不同的，計算的樓層穩(wěn)定系數(shù)也各有差異。剪力是不同的，計算的樓層穩(wěn)定系數(shù)也各有差異。 v當(dāng)樓層穩(wěn)定系數(shù)不超過當(dāng)樓層穩(wěn)定系數(shù)不超過0.05時，則可以把該樓層看作是時，則可以把該樓層看作是無側(cè)移的。無側(cè)移的。 v根據(jù)這種方法，軟件將進(jìn)一步的改進(jìn)。可以對每一組荷根據(jù)這種方法，軟件將進(jìn)一步的改進(jìn)。可以對每一組荷載組合時，判斷有無側(cè)移的情況，取用不同的長度系數(shù)。載組合時，判斷有無側(cè)移的情況，取用不同的長度系數(shù)。第47頁/共69頁考慮考慮P-效應(yīng)效應(yīng)第48頁/共69頁高層鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇高層鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)選

22、擇支撐體系結(jié)構(gòu)可以選擇支撐體系結(jié)構(gòu)可以選擇“框剪結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)”第49頁/共69頁0.25Qo的調(diào)整的調(diào)整第50頁/共69頁第51頁/共69頁中心支撐和偏心支撐中心支撐和偏心支撐中心支撐可以提供較大的剛中心支撐可以提供較大的剛度，但是會造成度，但是會造成柱內(nèi)力的突柱內(nèi)力的突變變，尤其高層鋼結(jié)構(gòu)支撐軸，尤其高層鋼結(jié)構(gòu)支撐軸力很大，柱將承擔(dān)很大的剪力很大，柱將承擔(dān)很大的剪力。所以中心支撐多用于多力。所以中心支撐多用于多層鋼結(jié)構(gòu)。層鋼結(jié)構(gòu)。偏心支撐及其產(chǎn)生的耗能梁偏心支撐及其產(chǎn)生的耗能梁結(jié)構(gòu)體系，可以提供結(jié)構(gòu)體系，可以提供較大的較大的延性延性，在大震下耗能梁首先，在大震下耗能梁首先進(jìn)入塑性，以吸收地震

23、能量進(jìn)入塑性，以吸收地震能量，從而減少震害。其多用于，從而減少震害。其多用于高層鋼結(jié)構(gòu)。高層鋼結(jié)構(gòu)。第52頁/共69頁耗能梁的設(shè)置和設(shè)計耗能梁的設(shè)置和設(shè)計v耗能梁應(yīng)設(shè)置在柱端部受力集中部位，另一端與偏心支耗能梁應(yīng)設(shè)置在柱端部受力集中部位，另一端與偏心支撐相連。撐相連。v耗能梁可以理解為偏心支撐結(jié)構(gòu)的耗能梁可以理解為偏心支撐結(jié)構(gòu)的“保險絲保險絲”，在大震，在大震作用下通過耗能梁的非彈性變形來消耗地震能量，而使作用下通過耗能梁的非彈性變形來消耗地震能量，而使偏心支撐不屈曲（保證其承載能力），以保證結(jié)構(gòu)在大偏心支撐不屈曲（保證其承載能力），以保證結(jié)構(gòu)在大震下的穩(wěn)定性。震下的穩(wěn)定性。v為使偏心支撐能夠

24、承擔(dān)耗能梁段的端部彎矩，支撐與梁為使偏心支撐能夠承擔(dān)耗能梁段的端部彎矩，支撐與梁應(yīng)設(shè)計成剛接。應(yīng)設(shè)計成剛接。v耗能梁與偏心支撐結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系具有：（耗能梁與偏心支撐結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系具有：（ 1）彈性階）彈性階段的剛度接近中心支撐體系；（段的剛度接近中心支撐體系；（2）彈塑性階段的延性）彈塑性階段的延性和消能能力接近于延性框架體系。和消能能力接近于延性框架體系。v偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計原則：強(qiáng)柱、強(qiáng)支撐、弱耗能偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計原則：強(qiáng)柱、強(qiáng)支撐、弱耗能梁。梁。第53頁/共69頁偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的種類偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的種類梁、支撐連接梁、支撐連接處按剛接設(shè)計處按剛接設(shè)計第54頁/共69頁4。混

25、合結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計控制F混合結(jié)構(gòu)主要是指：（混合結(jié)構(gòu)主要是指：（1）型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)；（；（2）圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；（；（3）矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；（；（4）鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)。F型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)：型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)：F型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，常常伴有鋼結(jié)構(gòu)，以保證構(gòu)件連接的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，常常伴有鋼結(jié)構(gòu)，以保證構(gòu)件連接的順暢。這種體系具有型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和鋼結(jié)構(gòu)的延順暢。這種體系具有型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和鋼結(jié)構(gòu)的延性。結(jié)構(gòu)一般按區(qū)域布置，下部為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，上部性。結(jié)構(gòu)一般按區(qū)域布置，下

26、部為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼結(jié)構(gòu)。上下部應(yīng)按各自的結(jié)構(gòu)性能要求來控制。為鋼結(jié)構(gòu)。上下部應(yīng)按各自的結(jié)構(gòu)性能要求來控制。F當(dāng)上部鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)較多層，結(jié)構(gòu)整體分析宜按鋼結(jié)構(gòu)，地當(dāng)上部鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)較多層，結(jié)構(gòu)整體分析宜按鋼結(jié)構(gòu)，地震分析時，結(jié)構(gòu)阻尼比宜按震分析時，結(jié)構(gòu)阻尼比宜按0.03（可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大些（可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大些）。）。第55頁/共69頁圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：圓鋼管能有效約束其中的混凝土，圓鋼管能有效約束其中的混凝土，使混凝土受到三向約使混凝土受到三向約束，混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力顯著提高束，混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力顯著提高（矩形鋼管（矩形鋼管則不具備這個效能）。則不具備

27、這個效能）。圓鋼管混凝土一般用在大軸壓力（或伴有大彎矩）的柱圓鋼管混凝土一般用在大軸壓力（或伴有大彎矩）的柱（大跨度柱）中，可以起到很好的效果。（大跨度柱）中，可以起到很好的效果。矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：矩形鋼管對管內(nèi)混凝土的約束作用遠(yuǎn)不如圓形鋼管，但矩形鋼管對管內(nèi)混凝土的約束作用遠(yuǎn)不如圓形鋼管，但是它與空的箱形鋼管比，承載力大大提高，而且容易與是它與空的箱形鋼管比，承載力大大提高，而且容易與其它構(gòu)件連接。其它構(gòu)件連接。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以按鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以按“鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)”來設(shè)計控制。材料的來設(shè)計控制。材料的阻尼比可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大。阻尼比可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大。第56頁/共69

28、頁鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)：鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)：組合梁結(jié)構(gòu)在分析時，需要分組合梁結(jié)構(gòu)在分析時，需要分施工階段施工階段和和使用階段使用階段。施工階段時，樓面只有鋼梁，并要承擔(dān)混凝土板的荷載；施工階段時，樓面只有鋼梁，并要承擔(dān)混凝土板的荷載；使用階段時，可以考慮混凝土板與鋼梁的共同工作。使用階段時，可以考慮混凝土板與鋼梁的共同工作?；旌辖Y(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，需遵循以下設(shè)計規(guī)程：混合結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，需遵循以下設(shè)計規(guī)程：型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，需遵循型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，需遵循型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程術(shù)規(guī)程JGJ 138-2001圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，需遵循圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，需遵循鋼管混凝

29、土結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程與施工規(guī)程CECS 28:90矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，需遵循矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，需遵循矩形鋼管混凝土結(jié)矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS 159:2004鋼與混凝土組合梁設(shè)計，需遵循鋼與混凝土組合梁設(shè)計，需遵循鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003第57頁/共69頁第58頁/共69頁第59頁/共69頁第60頁/共69頁第61頁/共69頁第62頁/共69頁第63頁/共69頁5?？偨Y(jié)?？偨Y(jié)設(shè)計技術(shù)要點設(shè)計技術(shù)要點F（1）在軟件編制中按照）在軟件編制中按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、建筑建筑抗震設(shè)計規(guī)范抗震設(shè)計規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

30、規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及及高層民用建筑高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程對鋼構(gòu)件進(jìn)行截面相應(yīng)的截面強(qiáng)度、整對鋼構(gòu)件進(jìn)行截面相應(yīng)的截面強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定等的驗算。體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定等的驗算。F（2）按）按高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程計算地震力和計算地震力和地震參數(shù)，可對鋼柱進(jìn)行地震參數(shù)，可對鋼柱進(jìn)行0.25Qo的基底剪力調(diào)整。的基底剪力調(diào)整。F（3）在抗震規(guī)范的第八章中，對鋼柱、鋼梁和鋼支撐以）在抗震規(guī)范的第八章中，對鋼柱、鋼梁和鋼支撐以強(qiáng)制條文的方式，規(guī)定了桿件的寬厚比、高厚比和長細(xì)比強(qiáng)制條文的方式，規(guī)定了桿件的寬厚比、高厚比和長細(xì)比，所以當(dāng)遇到不滿足強(qiáng)制性條文的

31、規(guī)定時，軟件將嚴(yán)格報，所以當(dāng)遇到不滿足強(qiáng)制性條文的規(guī)定時，軟件將嚴(yán)格報錯，以提示用戶注意。錯，以提示用戶注意。第64頁/共69頁鋼結(jié)構(gòu)的整體分析鋼結(jié)構(gòu)的整體分析F（1）鋼結(jié)構(gòu)的整體分析與混凝土結(jié)構(gòu)一樣，不但要滿足）鋼結(jié)構(gòu)的整體分析與混凝土結(jié)構(gòu)一樣，不但要滿足抗震規(guī)范的相應(yīng)條文，如：抗震規(guī)范的相應(yīng)條文，如：最小基底剪力、薄弱層、層剛最小基底剪力、薄弱層、層剛度比、位移比、周期比、最大位移角等等控制度比、位移比、周期比、最大位移角等等控制，還應(yīng)該根，還應(yīng)該根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)變形較大的特點，考慮據(jù)鋼結(jié)構(gòu)變形較大的特點，考慮偶然偏心、雙向地震、二偶然偏心、雙向地震、二階變形效應(yīng)階變形效應(yīng)，如：，如：P-效應(yīng)效

32、應(yīng)。對重要的結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮彈塑。對重要的結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮彈塑性變形分析，如：性變形分析，如：彈塑性動力時程分析、彈塑性靜力推覆彈塑性動力時程分析、彈塑性靜力推覆分析分析。F（2）當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)是由空間桿件組成，帶有大量的空洞、交）當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)是由空間桿件組成，帶有大量的空洞、交錯結(jié)構(gòu)、空間斜交結(jié)構(gòu)，空間弧形構(gòu)件、支架、塔架、桁錯結(jié)構(gòu)、空間斜交結(jié)構(gòu)，空間弧形構(gòu)件、支架、塔架、桁架、屋架等等，在分析時會產(chǎn)生大量的獨立的架、屋架等等，在分析時會產(chǎn)生大量的獨立的“彈性節(jié)點彈性節(jié)點”，這就要求在建模、分析時注意：復(fù)雜構(gòu)件連接應(yīng)盡量，這就要求在建模、分析時注意：復(fù)雜構(gòu)件連接應(yīng)盡量選擇空間整體建模，如選擇空間整體建模，如S

33、PASCAD；整體分析時振型數(shù)應(yīng)；整體分析時振型數(shù)應(yīng)取得足夠的多，應(yīng)以取得足夠的多，應(yīng)以“有效質(zhì)量系數(shù)有效質(zhì)量系數(shù)”大于大于90%為滿足為滿足依據(jù)。依據(jù)。第65頁/共69頁F（3）鋼的彈性模量比混凝土大的多，對鋼結(jié)構(gòu)可以按）鋼的彈性模量比混凝土大的多，對鋼結(jié)構(gòu)可以按“一次性加載一次性加載”計算恒載。鋼結(jié)構(gòu)允許變形大，分析應(yīng)計算恒載。鋼結(jié)構(gòu)允許變形大，分析應(yīng)考慮考慮P-效應(yīng)?？紤]效應(yīng)?？紤]P-效應(yīng)后，效應(yīng)后，水平位移增大約水平位移增大約5%10%。一般當(dāng)桿間位移大于。一般當(dāng)桿間位移大于1/250時應(yīng)該考慮時應(yīng)該考慮P-效應(yīng)效應(yīng)。F（4）鋼柱的）鋼柱的“有側(cè)移有側(cè)移”、或、或“無側(cè)移無側(cè)移”選擇，可以按選擇，可以按以下原則考慮：以下原則考慮：（A）當(dāng)樓層最大桿間位移小于）當(dāng)樓層最大桿間位移小于1/1000時，可以按無側(cè)移設(shè)計；（時，可以按無側(cè)移設(shè)計；（B