第六章多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設計

1、1 建筑結(jié)構(gòu)抗震第六章 多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設計26.1 多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征6.2 多高層鋼結(jié)構(gòu)的選型與結(jié)構(gòu)布置6.3 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計算要求6.4 多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造要求本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容3強度高、延性好、重量輕、抗震性能好強度高、延性好、重量輕、抗震性能好 p 鋼結(jié)構(gòu)特性：鋼結(jié)構(gòu)特性：總體來說，在同等場地、烈度條件下，鋼結(jié)構(gòu)房屋的總體來說，在同等場地、烈度條件下，鋼結(jié)構(gòu)房屋的震害較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害要小震害較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害要小 p 震害舉例及比較：震害舉例及比較： 1985 1985年墨西哥城地震中鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞情況年墨西哥城地震中鋼結(jié)構(gòu)和

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞情況 建造年份建造年份鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)倒塌倒塌嚴重破壞嚴重破壞倒塌倒塌嚴重破壞嚴重破壞19571957年以前年以前7 71 1272716161957195719761976年年3 31 15151232319761976年以后年以后0 00 04 46 66.1 多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征4多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震中的破壞形式有三種：多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震中的破壞形式有三種： 節(jié)點連接破壞；構(gòu)件破壞；結(jié)構(gòu)倒塌節(jié)點連接破壞；構(gòu)件破壞；結(jié)構(gòu)倒塌 6.1.1 6.1.1 節(jié)點連接破壞節(jié)點連接破壞1.1.支撐連接破壞支撐連接破壞 圓鋼支撐連接的破壞圓鋼支撐連接的破壞

3、 角鋼支撐連接的破壞角鋼支撐連接的破壞 5支撐連接破壞62.2.梁柱連接破壞梁柱連接破壞 美國美國NorthridgeNorthridge地震地震 日本阪神地震日本阪神地震 7 震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，梁柱連接破壞大多數(shù)發(fā)生在梁震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，梁柱連接破壞大多數(shù)發(fā)生在梁的的下翼緣下翼緣處，而上翼緣的破壞要少得多。處，而上翼緣的破壞要少得多。 p 可能的原因：可能的原因： 1.1.樓板與梁共同變形導致下翼緣應力增大樓板與梁共同變形導致下翼緣應力增大 2. 2.下翼緣在腹板位置焊接的中斷是一個顯著的焊縫下翼緣在腹板位置焊接的中斷是一個顯著的焊縫缺陷的來源缺陷的來源 震后觀察到的在梁柱焊縫連接處的失效模式：震后

4、觀察到的在梁柱焊縫連接處的失效模式： 美國美國NorthridgeNorthridge地震地震8p 梁柱剛性連接裂縫或斷裂破壞的原因（梁柱剛性連接裂縫或斷裂破壞的原因（4 4點）：點）： 1. 1. 焊縫缺陷焊縫缺陷如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等，這些缺陷將如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等，這些缺陷將成為裂縫開展直至斷裂的起源。成為裂縫開展直至斷裂的起源。焊 縫裂 紋鋼 板裂紋9焊縫鋼板根部未焊透鋼板焊縫焊縫中間未焊透鋼 板焊 縫邊 緣 未 焊 透欠焊10熔渣焊縫鋼板氣孔焊縫鋼板112. 2. 三軸應力三軸應力 梁柱連接的焊縫變形由于梁柱連接的焊縫變形由于受到梁和柱約束，施焊后受到梁和柱約束，施焊后焊縫

5、殘存三軸拉應力，使焊縫殘存三軸拉應力，使材料變脆。材料變脆。 123. 3. 構(gòu)造缺陷構(gòu)造缺陷出于焊接工藝的要求，梁翼緣與柱連接處設有襯板，出于焊接工藝的要求，梁翼緣與柱連接處設有襯板，實際工程中襯板在焊接后就留在結(jié)構(gòu)上，這樣襯板實際工程中襯板在焊接后就留在結(jié)構(gòu)上，這樣襯板與柱翼緣之間就形成一條與柱翼緣之間就形成一條“人工人工”裂縫，成為連接裂縫，成為連接裂縫發(fā)展的起源。裂縫發(fā)展的起源。 “人工人工”裂縫裂縫134. 4. 焊縫金屬沖擊韌性低焊縫金屬沖擊韌性低低的沖擊韌性使得連接很易產(chǎn)生脆性破壞，成為引發(fā)低的沖擊韌性使得連接很易產(chǎn)生脆性破壞，成為引發(fā)節(jié)點破壞的重要因素。節(jié)點破壞的重要因素。14

6、6.1.2 6.1.2 構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的主要多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的主要形式：形式： 1.1.支撐壓屈支撐壓屈 支撐在地震中所受的壓力超過支撐在地震中所受的壓力超過其屈曲臨界力時，即其屈曲臨界力時，即壓屈破壞壓屈破壞。 梁或柱在地震作用下反復受梁或柱在地震作用下反復受彎，在彎矩最大截面處附近彎，在彎矩最大截面處附近由于過度彎曲可能發(fā)生翼緣由于過度彎曲可能發(fā)生翼緣局部失穩(wěn)破壞。局部失穩(wěn)破壞。 2.2.梁柱局部失穩(wěn)梁柱局部失穩(wěn)支撐壓屈支撐壓屈梁柱局部失穩(wěn)梁柱局部失穩(wěn)15支撐屈曲支撐屈曲16梁柱局部失穩(wěn)梁柱局部失穩(wěn)柱腳的局部屈曲與拉壞柱腳的局部屈曲與拉壞節(jié)點板的屈曲節(jié)點板

7、的屈曲17位于阪神地震區(qū)蘆屋市海濱城的位于阪神地震區(qū)蘆屋市海濱城的5252棟高層鋼結(jié)構(gòu)住棟高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，有宅，有5757根鋼柱發(fā)生斷裂，其中根鋼柱發(fā)生斷裂，其中1313根鋼柱為母材斷根鋼柱為母材斷裂，裂，7 7根鋼柱在與支撐連接處斷裂，根鋼柱在與支撐連接處斷裂，3737根鋼柱在拼根鋼柱在拼接焊縫處斷裂。接焊縫處斷裂。3. 3. 柱水平裂縫或斷裂破壞柱水平裂縫或斷裂破壞 18母材的斷裂母材的斷裂 支撐處的斷裂支撐處的斷裂 19951995年日本阪神地震年日本阪神地震 19建造年份嚴重破壞或倒塌中等破壞輕微破壞完好1971年以前50201971-1982年00351982年以后001719951

8、995年日本阪神地震中年日本阪神地震中Chou WardChou Ward地震鋼結(jié)構(gòu)房屋震害情況地震鋼結(jié)構(gòu)房屋震害情況 鋼結(jié)構(gòu)房屋在地震中鋼結(jié)構(gòu)房屋在地震中嚴重破壞或倒塌嚴重破壞或倒塌與與結(jié)構(gòu)抗震設計水平結(jié)構(gòu)抗震設計水平 關(guān)系很大關(guān)系很大19711971年，日本鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范修訂；年，日本鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范修訂；19821982年，日本建筑標準法實施年，日本建筑標準法實施6.1.3 6.1.3 結(jié)構(gòu)倒塌結(jié)構(gòu)倒塌 結(jié)構(gòu)倒塌是地震中結(jié)構(gòu)破壞結(jié)構(gòu)倒塌是地震中結(jié)構(gòu)破壞最嚴重最嚴重的形式。的形式。 鋼結(jié)構(gòu)建筑盡管抗震性能好，但在地震中也有倒塌事鋼結(jié)構(gòu)建筑盡管抗震性能好，但在地震中也有倒塌事例發(fā)生。例發(fā)生。

9、20單層廠房倒塌216.2.1 6.2.1 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型 在結(jié)構(gòu)選型上，多層和高層鋼結(jié)構(gòu)無嚴格界限在結(jié)構(gòu)選型上，多層和高層鋼結(jié)構(gòu)無嚴格界限 6 6. .2 2 多高層鋼結(jié)構(gòu)的選型與結(jié)構(gòu)布置多高層鋼結(jié)構(gòu)的選型與結(jié)構(gòu)布置22有抗震要求的多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)可采用以下結(jié)構(gòu)體系：有抗震要求的多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)可采用以下結(jié)構(gòu)體系： 1.1.純框架結(jié)構(gòu)純框架結(jié)構(gòu) 延性好，但抗側(cè)力剛度較差延性好，但抗側(cè)力剛度較差 2.2.框架框架中心支撐結(jié)構(gòu)體系中心支撐結(jié)構(gòu)體系通過支撐提高框架的剛度，但支撐受壓會屈曲，通過支撐提高框架的剛度，但支撐受壓會屈曲，支撐屈曲將導致原結(jié)構(gòu)承載力降低。支撐屈曲將導致原結(jié)構(gòu)承載力降低。2

10、33.3.框架框架偏心支撐結(jié)構(gòu)體系偏心支撐結(jié)構(gòu)體系 可通過偏心梁段剪切屈服限制支撐受壓屈曲，使可通過偏心梁段剪切屈服限制支撐受壓屈曲，使結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的承載能力和良好的耗能性能，抗結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的承載能力和良好的耗能性能，抗側(cè)剛度介于純框架和中心支撐框架之間。側(cè)剛度介于純框架和中心支撐框架之間。 244.4.框架框架剪力墻板剪力墻板體系體系 框架框架剪力墻板體系是以鋼框架為主體，并配置一定數(shù)剪力墻板體系是以鋼框架為主體，并配置一定數(shù)量的剪力墻板的結(jié)構(gòu)。量的剪力墻板的結(jié)構(gòu)。剪力墻板有以下三種類型：剪力墻板有以下三種類型：1 1）鋼板剪力墻板）鋼板剪力墻板采用厚鋼板，上下兩邊和左右兩邊分別與框架梁和框

11、架采用厚鋼板，上下兩邊和左右兩邊分別與框架梁和框架柱連接，一般采用高強螺栓連接。柱連接，一般采用高強螺栓連接。252 2）內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻板）內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻板以鋼板為基本支撐，外包鋼筋混凝土墻板的預制構(gòu)件。以鋼板為基本支撐，外包鋼筋混凝土墻板的預制構(gòu)件。內(nèi)藏鋼板支撐可以做成中心支撐和偏心支撐，但在地震內(nèi)藏鋼板支撐可以做成中心支撐和偏心支撐，但在地震高烈度區(qū)，宜采用偏心支撐。高烈度區(qū)，宜采用偏心支撐。263 3）帶豎縫鋼筋混凝土剪力墻板）帶豎縫鋼筋混凝土剪力墻板在墻板中設有若干條豎縫，將墻板劃分為一系列延性較在墻板中設有若干條豎縫，將墻板劃分為一系列延性較好的壁柱。好的壁柱。271 1）框

12、筒結(jié)構(gòu)體系）框筒結(jié)構(gòu)體系 (2)(2)框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點宜采框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點宜采用剛接用剛接 (1)(1)實際上是密柱框架結(jié)構(gòu)實際上是密柱框架結(jié)構(gòu)(3)(3)由于梁跨小，剛度大，由于梁跨小，剛度大，使周圈柱近似構(gòu)成一個整使周圈柱近似構(gòu)成一個整體受彎的薄壁筒體體受彎的薄壁筒體(4)(4)具有較大的抗側(cè)剛度和具有較大的抗側(cè)剛度和承載力承載力多用于多用于高層建筑高層建筑 5. 5. 筒體結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系 282 2）桁架筒體系）桁架筒體系 (2)(2)提高結(jié)構(gòu)的空間剛度和整體性提高結(jié)構(gòu)的空間剛度和整體性(1)(1)在框筒體系中沿外框筒的四個面設置在框筒體系中沿外框筒的四個面設置大型桁架（支撐）

13、。大型桁架（支撐）。(3)(3)剪力主要由桁架（支撐）斜桿承擔，剪力主要由桁架（支撐）斜桿承擔，避免了橫梁受剪變形，基本上消除了避免了橫梁受剪變形，基本上消除了剪力滯后現(xiàn)象。剪力滯后現(xiàn)象。293 3）筒中筒體系）筒中筒體系 4 4）成束筒體系）成束筒體系 305 5）巨型框架體系）巨型框架體系 31各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高度高度 各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高寬比各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高寬比 適用的鋼結(jié)構(gòu)房屋最大高寬比適用的鋼結(jié)構(gòu)房屋最大高寬比 烈烈 度度6 6、7 78 89 9最大高寬比最大高寬比6.56.56.06.05.55.5鋼結(jié)構(gòu)房屋應根據(jù)設防分類、烈度和房

14、屋高度采用不同鋼結(jié)構(gòu)房屋應根據(jù)設防分類、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級，并應符合相應的計算和構(gòu)造措施要求，丙的抗震等級，并應符合相應的計算和構(gòu)造措施要求，丙類建筑的抗震等級按下表確定。類建筑的抗震等級按下表確定。32336.2.2 6.2.2 結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置多高層鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應盡量滿足下列要求：多高層鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應盡量滿足下列要求： (1) (1) 建筑平面宜簡單規(guī)則，并使結(jié)構(gòu)各層的抗側(cè)建筑平面宜簡單規(guī)則，并使結(jié)構(gòu)各層的抗側(cè)力剛度中心與質(zhì)量中心接近或重合，同時各力剛度中心與質(zhì)量中心接近或重合，同時各層剛心與質(zhì)心接近在同一豎直線上。層剛心與質(zhì)心接近在同一豎直線上。34L L，

15、l l，l l，BB的限值的限值 L/BL/Bmaxl l/bl l/ BmaxB/ Bmax541.510.5(2) (2) 建筑的開間、進深宜統(tǒng)一，其常用平面的尺寸建筑的開間、進深宜統(tǒng)一，其常用平面的尺寸關(guān)系應符合下表和圖的要求。關(guān)系應符合下表和圖的要求。35(3)(3) 鋼結(jié)構(gòu)房屋需要設置防震縫時，縫寬應不小于鋼結(jié)構(gòu)房屋需要設置防震縫時，縫寬應不小于相應鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的相應鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的1.51.5倍。倍。36(4) (4) 宜避免結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則布置宜避免結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則布置如在平面布置上具有下列情況之一者，為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：如在平面布置上具有下列情況之一者，為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：1

16、) 1) 任意層的偏心率大于任意層的偏心率大于0.150.15e偏心距xy應計算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響應計算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響MKM質(zhì)心質(zhì)心K剛心剛心37所計算樓層在所計算樓層在x和和y方向的偏心率方向的偏心率: : exyxre結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)x方向的彈性半徑方向的彈性半徑 eyxyrexTexKKr結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)y方向的彈性半徑方向的彈性半徑 yTeyKKrxKyK、 分別為所計算樓層各抗側(cè)力構(gòu)分別為所計算樓層各抗側(cè)力構(gòu)件在件在x x和和y y方向的側(cè)向剛度之和；方向的側(cè)向剛度之和； xeye、 分別為分別為x x和和y y方向樓層質(zhì)心到結(jié)構(gòu)剛心方向樓層質(zhì)心到結(jié)構(gòu)剛心的距離；的距離；其中：其中：TK 結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。結(jié)

17、構(gòu)的抗扭剛度。 382) 2) 結(jié)構(gòu)平面形狀有凹角結(jié)構(gòu)平面形狀有凹角3) 3) 樓面不連續(xù)或剛度突變樓面不連續(xù)或剛度突變4) 4) 抗水平力構(gòu)件既不平行于又不對稱于抗側(cè)力體系抗水平力構(gòu)件既不平行于又不對稱于抗側(cè)力體系的兩個互相垂直的主軸的兩個互相垂直的主軸 應在凹角處采用加強措施應在凹角處采用加強措施 應采用相應的計算模型應采用相應的計算模型應計算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響應計算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響凹角的伸出部分在一個方向的長度，超過該方向建凹角的伸出部分在一個方向的長度，超過該方向建筑總尺寸的筑總尺寸的25%25% 開洞面積超過該層樓面面積的開洞面積超過該層樓面面積的50%50%396.2.3 6.2.3 結(jié)構(gòu)豎

18、向布置結(jié)構(gòu)豎向布置 多高層鋼結(jié)構(gòu)的多高層鋼結(jié)構(gòu)的 豎向布置豎向布置 應盡量滿足下列要求：應盡量滿足下列要求： 1. 1. 樓層剛度大于其相鄰上層剛度的樓層剛度大于其相鄰上層剛度的70%70%，且連續(xù)，且連續(xù)三層總的剛度降低不超過三層總的剛度降低不超過50%50%。2. 2. 相鄰樓層質(zhì)量之比不超過相鄰樓層質(zhì)量之比不超過1.51.5（屋頂層除外）。（屋頂層除外）。 404. 4. 任意樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總受剪承載力大于其相鄰上任意樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總受剪承載力大于其相鄰上層的層的80%80%。 5. 5. 框架框架支撐結(jié)構(gòu)中，支撐（或剪力墻板）宜支撐結(jié)構(gòu)中，支撐（或剪力墻板）宜豎向連續(xù)布置，除底部樓

19、層和外伸剛臂所在豎向連續(xù)布置，除底部樓層和外伸剛臂所在樓層外，支撐的形式和布置在豎向宜一致。樓層外，支撐的形式和布置在豎向宜一致。3. 3. 立面收進立面收進尺寸的比例尺寸的比例L L1 1/L/L0.750.75。 413.3. 采用偏心支撐框架時，頂層可為中心支撐；采用偏心支撐框架時，頂層可為中心支撐； 6.2.4 6.2.4 結(jié)構(gòu)布置的其他要求結(jié)構(gòu)布置的其他要求 1.1. 高層鋼結(jié)構(gòu)宜設置地下室；高層鋼結(jié)構(gòu)宜設置地下室；在框架在框架- -支撐（剪力墻板）體系中，豎向連續(xù)布置的支支撐（剪力墻板）體系中，豎向連續(xù)布置的支撐（剪力墻板）應延伸至基礎；設置地下室時，框架撐（剪力墻板）應延伸至基礎

20、；設置地下室時，框架柱應至少延伸到地下一層柱應至少延伸到地下一層；2. 2. 8 8、9 9度時，宜采用偏心支撐、帶縫鋼筋混凝土剪度時，宜采用偏心支撐、帶縫鋼筋混凝土剪力墻板、內(nèi)藏鋼板支撐、外伸臂框架或其它消能支力墻板、內(nèi)藏鋼板支撐、外伸臂框架或其它消能支撐；撐； 424.4. 樓板宜采用壓型鋼板（或預應力混凝土薄板）樓板宜采用壓型鋼板（或預應力混凝土薄板）加現(xiàn)澆混凝土疊合層組成的樓板；加現(xiàn)澆混凝土疊合層組成的樓板；l 樓板與鋼梁應采用栓釘或其它元件連接（如下圖）；樓板與鋼梁應采用栓釘或其它元件連接（如下圖）；l當樓板有較大或較多的開孔時，可增設水平當樓板有較大或較多的開孔時，可增設水平鋼支撐

21、以加強樓板的水平剛度。鋼支撐以加強樓板的水平剛度。樓板與鋼梁的連接樓板與鋼梁的連接436.3 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計算要求多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計算要求6.3.1 計算模型計算模型1.樓板在自身平面內(nèi)剛度無窮大。對整體性較差、開樓板在自身平面內(nèi)剛度無窮大。對整體性較差、開孔面積大、有較長的外伸段的樓板，宜采用樓板平面孔面積大、有較長的外伸段的樓板，宜采用樓板平面內(nèi)實際剛度進行計算。內(nèi)實際剛度進行計算。2.多遇地震作用下的反應分析時，可考慮現(xiàn)澆混凝土多遇地震作用下的反應分析時，可考慮現(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用。樓板與鋼梁的共同作用。罕遇地震作用分析時，考慮到樓板與梁的連接可能遭罕遇地震作用分析時，

22、考慮到樓板與梁的連接可能遭到破壞，則不應考慮樓板與梁的共同作用。到破壞，則不應考慮樓板與梁的共同作用。44在設計中應保證樓板與鋼梁有可靠的連接措施。樓板在設計中應保證樓板與鋼梁有可靠的連接措施。樓板作為梁翼緣的一部分計算梁的彈性截面特性，樓板的作為梁翼緣的一部分計算梁的彈性截面特性，樓板的有效寬度有效寬度be按下式計算：按下式計算：453.抗震計算時可采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計算抗震計算時可采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計算模型。模型。當結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分別均勻、且不當結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分別均勻、且不計扭轉(zhuǎn)效應時，可采用平面結(jié)構(gòu)計算模型；計扭轉(zhuǎn)效應時，可采用平面結(jié)構(gòu)

23、計算模型；當結(jié)構(gòu)平面或立面布置不規(guī)則、體型復雜，無法劃分當結(jié)構(gòu)平面或立面布置不規(guī)則、體型復雜，無法劃分為平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)，以及為筒體結(jié)構(gòu)時，應采為平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)，以及為筒體結(jié)構(gòu)時，應采用空間結(jié)構(gòu)計算模型。用空間結(jié)構(gòu)計算模型。464.地震作用下內(nèi)力和位移的計算，應考慮梁柱的彎曲地震作用下內(nèi)力和位移的計算，應考慮梁柱的彎曲變形和剪切變形，尚應考慮柱的軸向變形。一般可不變形和剪切變形，尚應考慮柱的軸向變形。一般可不考慮梁的軸向變形，但當梁同時作為腰桁架或桁架的考慮梁的軸向變形，但當梁同時作為腰桁架或桁架的弦桿時，則應考慮軸力的影響。弦桿時，則應考慮軸力的影響。5.柱間支撐兩端應為剛性連接，

24、但可按兩端鉸接計算。柱間支撐兩端應為剛性連接，但可按兩端鉸接計算。偏心支撐中的偏心梁段應取為單獨單元。偏心支撐中的偏心梁段應取為單獨單元。476.應計入梁柱節(jié)點域的剪切變形?？蓪⒘褐?jié)點域當應計入梁柱節(jié)點域的剪切變形?？蓪⒘褐?jié)點域當作一個單獨的單元進行結(jié)構(gòu)分析，也可按下列規(guī)定做作一個單獨的單元進行結(jié)構(gòu)分析，也可按下列規(guī)定做近似計算。近似計算。1）對應箱型截面柱框架，可將）對應箱型截面柱框架，可將節(jié)點域當作剛域，剛域的尺寸節(jié)點域當作剛域，剛域的尺寸取節(jié)點域尺寸的一半。取節(jié)點域尺寸的一半。2）對于工字型截面柱框架，可）對于工字型截面柱框架，可按結(jié)構(gòu)軸線尺寸進行分析。對按結(jié)構(gòu)軸線尺寸進行分析。對結(jié)

25、構(gòu)樓層處的水平位移進行修結(jié)構(gòu)樓層處的水平位移進行修正。正。486.3.2地震作用地震作用1.計算方法計算方法陣型分解反應譜法；基底剪力法陣型分解反應譜法；基底剪力法2.結(jié)構(gòu)自振周期結(jié)構(gòu)自振周期對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的高層鋼結(jié)構(gòu)，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的高層鋼結(jié)構(gòu)，基本自振周期可用基本自振周期可用頂點位移法頂點位移法計算?？紤]非結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算?？紤]非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，修正系數(shù)取的影響，修正系數(shù)取0.9。在初步設計時，在初步設計時，基本周期可按經(jīng)驗公式估算；基本周期可按經(jīng)驗公式估算；.TuT7 . 11493.阻尼比阻尼比多遇地震下的地震作用計算時：多遇地震下的地震作用計算時：高度

26、不大于高度不大于50m時取時取0.04大于大于50m且小于且小于200m時取時取0.03高度不小于高度不小于200m時取時取0.02.罕遇地震下的彈塑性分析時：罕遇地震下的彈塑性分析時：多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.05。506.3.6.3.計算有關(guān)要求計算有關(guān)要求.進行多遇地震下抗震設計時，框架支撐（剪力墻進行多遇地震下抗震設計時，框架支撐（剪力墻板）結(jié)構(gòu)體系中總框架任意樓層所承擔的地震剪力，板）結(jié)構(gòu)體系中總框架任意樓層所承擔的地震剪力，不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的。不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的。.在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，則應在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿

27、足下式，則應考慮效應?？紤]效應。51 效應效應 P52.在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，則應在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，則應考慮效應?？紤]效應。53.驗算在多遇地震作用下整體基礎（筏形基礎或箱型驗算在多遇地震作用下整體基礎（筏形基礎或箱型基礎）對地基的作用時，可采用底部剪力法計算作用基礎）對地基的作用時，可采用底部剪力法計算作用于地基的傾覆力矩，但宜取于地基的傾覆力矩，但宜取.的折減系數(shù)。的折減系數(shù)。.當在多遇地震作用下進行構(gòu)件承載力驗算時，托柱當在多遇地震作用下進行構(gòu)件承載力驗算時，托柱梁及承托鋼筋混凝土抗震墻的框架柱的內(nèi)力應乘以不梁及承托鋼筋混凝土抗震墻的框架柱的內(nèi)力應

28、乘以不小于小于.的增大系數(shù)。的增大系數(shù)。5.在多遇地震作用效應組合下，支撐斜桿的受壓驗算在多遇地震作用效應組合下，支撐斜桿的受壓驗算應按下列公式進行：應按下列公式進行：545.在多遇地震作用效應組合下，支撐斜桿的受壓驗算在多遇地震作用效應組合下，支撐斜桿的受壓驗算應按下列公式進行：應按下列公式進行：55.鋼構(gòu)件的設計鋼構(gòu)件的設計鋼構(gòu)件的設計包含以下內(nèi)容：鋼構(gòu)件的設計包含以下內(nèi)容：.構(gòu)件的強度驗算；構(gòu)件的強度驗算；.構(gòu)件的穩(wěn)定承載力驗算；構(gòu)件的穩(wěn)定承載力驗算；.構(gòu)件的寬厚比驗算；構(gòu)件的寬厚比驗算；保證構(gòu)件塑性變形能力充分開展，同時滿足構(gòu)件的局保證構(gòu)件塑性變形能力充分開展，同時滿足構(gòu)件的局部失穩(wěn)不

29、先于構(gòu)件的整體失穩(wěn)。部失穩(wěn)不先于構(gòu)件的整體失穩(wěn)。56.構(gòu)件長細比驗算構(gòu)件長細比驗算兩部分內(nèi)容：兩部分內(nèi)容：）受壓構(gòu)件的長細比）受壓構(gòu)件的長細比）受彎構(gòu)件塑性鉸處側(cè)向支承點與相鄰側(cè)向支承間）受彎構(gòu)件塑性鉸處側(cè)向支承點與相鄰側(cè)向支承間構(gòu)件最大側(cè)向長細比構(gòu)件最大側(cè)向長細比576.4.1 6.4.1 純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施1. 1. 純框架宜設計成強柱弱梁型。純框架宜設計成強柱弱梁型。 框架柱在框架的任一節(jié)點處需滿足下式要求：框架柱在框架的任一節(jié)點處需滿足下式要求： 6.4 6.4 多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造要求多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造要求58強柱系數(shù)，一級取強柱系數(shù)，一級取1.15，二級

30、取，二級取1.10，三級取，三級取1.05；折減系數(shù)，三、四級取折減系數(shù)，三、四級取0.6，一、二級取，一、二級取0.7。2.工字型截面柱和箱型截面柱的節(jié)點柱應按下列公式驗工字型截面柱和箱型截面柱的節(jié)點柱應按下列公式驗算算59RE-節(jié)點域承載力抗震調(diào)整系數(shù)，節(jié)點域承載力抗震調(diào)整系數(shù)，可取可取0.85.3.為保證框架梁柱在罕遇地震下有較大的塑性變形能為保證框架梁柱在罕遇地震下有較大的塑性變形能力，多高層鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱板件寬厚比限值不超過下力，多高層鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱板件寬厚比限值不超過下表規(guī)定表規(guī)定6061ay235/f604.框架柱的長細比限值：框架柱的長細比限值： 一級不應大于一級不應大于 二級

31、不應大于二級不應大于 三級不應大于三級不應大于 四級不應大于四級不應大于fay鋼材的屈服強度。鋼材的屈服強度。ay235/f80ay235/f100ay235/f120625. 5. 梁與柱的連接構(gòu)造梁與柱的連接構(gòu)造 梁柱的連接構(gòu)造，應符合下列要求：梁柱的連接構(gòu)造，應符合下列要求： （1 1）梁與柱的連接宜采用柱貫通型）梁與柱的連接宜采用柱貫通型； 柱貫通型梁柱連接梁貫通型梁柱連接63（2 2）柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時，宜采）柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時，宜采用箱形截面，并在梁翼緣連接處設置隔板；當僅用箱形截面，并在梁翼緣連接處設置隔板；當僅在一方向剛接時，宜采用工字型截面，并

32、將柱腹在一方向剛接時，宜采用工字型截面，并將柱腹板置于剛接框架平面內(nèi)；板置于剛接框架平面內(nèi)； （3 3）梁翼緣與柱翼緣應采用全熔透坡口焊縫；）梁翼緣與柱翼緣應采用全熔透坡口焊縫； （4 4）柱在梁翼緣對應位置應設置橫向加勁肋，）柱在梁翼緣對應位置應設置橫向加勁肋，且加勁肋厚度不應小于梁翼緣厚度；且加勁肋厚度不應小于梁翼緣厚度； 646.6.為防止框架梁柱連接處發(fā)生脆性斷裂，可以采用如為防止框架梁柱連接處發(fā)生脆性斷裂，可以采用如下措施：下措施： 1 1）嚴格控制焊接工藝操作，重要的部位由技術(shù)等）嚴格控制焊接工藝操作，重要的部位由技術(shù)等級高的工人施焊，減少梁柱連接中的焊接缺陷；級高的工人施焊，減少

33、梁柱連接中的焊接缺陷； 2 2）補充梁腹板與抗剪連）補充梁腹板與抗剪連接板之間的焊縫；接板之間的焊縫；梁腹板補焊梁腹板補焊 65 3 3）采用梁端加蓋板和加腋，或梁柱采用全焊接方）采用梁端加蓋板和加腋，或梁柱采用全焊接方式來加強連接的強度；式來加強連接的強度； 梁柱連接的加強梁柱連接的加強 4 4）利用節(jié)點域的塑性變形能力，為此節(jié)點域可先）利用節(jié)點域的塑性變形能力，為此節(jié)點域可先設計成先于梁端屈服，但仍需滿足有關(guān)公式的設計成先于梁端屈服，但仍需滿足有關(guān)公式的要求。要求。 66 5 5）利用）利用“強節(jié)點弱桿件強節(jié)點弱桿件”的抗震概念，將梁端附近的抗震概念，將梁端附近截面局部削弱。截面局部削弱。

34、 梁端狗骨式設計梁端狗骨式設計 具有優(yōu)越的抗震性能，可具有優(yōu)越的抗震性能，可將框架的屈服控制在削弱的梁端截面處將框架的屈服控制在削弱的梁端截面處上下翼緣兩側(cè)開上下翼緣兩側(cè)開4 4個個圓形切口，切口與圓圓形切口，切口與圓形平行并磨光形平行并磨光150150676.4.2 6.4.2 中心支撐框架抗震構(gòu)造措施中心支撐框架抗震構(gòu)造措施 1.1.受拉支撐的布置要求受拉支撐的布置要求 抗震設防的中心支撐框架宜采用十字交叉斜桿、單抗震設防的中心支撐框架宜采用十字交叉斜桿、單斜桿、人字型斜桿、或斜桿、人字型斜桿、或V V型斜桿體系，不得采用型斜桿體系，不得采用K K型型斜桿體系。斜桿體系。68地震作用方向是

35、任意的，且為反復作用地震作用方向是任意的，且為反復作用 中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時兩組斜桿的截面面積在水平方向的投影兩組斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不得大于面積之差不得大于10%10% 應同時設置兩組不同傾斜方向的斜桿應同時設置兩組不同傾斜方向的斜桿受拉支撐布置P受力受力P受力受力702.2.支撐桿件的要求支撐桿件的要求 l 地震作用下，支撐桿件可能會經(jīng)歷反復的壓曲拉地震作用下，支撐桿件可能會經(jīng)歷反復的壓曲拉直作用直作用支撐桿件不宜采用焊接截面，應盡量采用支撐桿件不宜采用焊接截面，應盡量采用軋制型鋼軋制型鋼 l 若采用焊接若采用焊接H H型截

36、面作支撐構(gòu)件時，在型截面作支撐構(gòu)件時，在8 8、9 9度區(qū)，度區(qū)，其翼緣與腹板的連接宜采用全焊透連接焊縫其翼緣與腹板的連接宜采用全焊透連接焊縫 71. .寬厚比限值寬厚比限值為限制為限制支撐壓曲支撐壓曲造成的支撐板件的局部屈曲對支撐造成的支撐板件的局部屈曲對支撐承載力及耗能能力的影響，對支撐板件的承載力及耗能能力的影響，對支撐板件的寬厚比寬厚比需需限值更嚴，應不大于下表規(guī)定的限值：限值更嚴，應不大于下表規(guī)定的限值： 72. .長細比限值長細比限值為使支撐桿件最低具有一定的耗能性能，為使支撐桿件最低具有一定的耗能性能，中心支撐中心支撐桿桿件的件的長細比：長細比：按抗壓設計時不應大于按抗壓設計時不

37、應大于一、二、三級中心支撐不得采用拉桿設計，四級采用一、二、三級中心支撐不得采用拉桿設計，四級采用拉桿時，其長細比不應大于拉桿時，其長細比不應大于180.180.ay235/f12073. .承載力計算承載力計算多遇地震作用效應組合下，支撐斜桿受壓承載力驗算多遇地震作用效應組合下，支撐斜桿受壓承載力驗算. .746. 6. 支撐節(jié)點要求支撐節(jié)點要求 ）一、二、三級，支撐宜采用型鋼制作，兩端）一、二、三級，支撐宜采用型鋼制作，兩端與框架可采用與框架可采用剛接剛接構(gòu)造，梁柱與支撐連接處應設置構(gòu)造，梁柱與支撐連接處應設置加勁肋；一、二級采用焊接工字型截面的支撐時，加勁肋；一、二級采用焊接工字型截面的

38、支撐時，其翼緣與腹板的連接宜采用全融透連續(xù)焊縫。其翼緣與腹板的連接宜采用全融透連續(xù)焊縫。）支撐與框架連接處，支撐桿端宜做成圓弧狀）支撐與框架連接處，支撐桿端宜做成圓弧狀756. 6. 支撐節(jié)點要求支撐節(jié)點要求 H H型型鋼鋼支支撐撐連連接接節(jié)節(jié)點點示示例例76 ）若支撐與框架采用）若支撐與框架采用節(jié)點板節(jié)點板連接，支撐端部至連接，支撐端部至節(jié)點板嵌固點在支撐桿件方向的距離，不應小于節(jié)點板嵌固點在支撐桿件方向的距離，不應小于節(jié)節(jié)點板厚度的點板厚度的2 2倍倍 支撐端部節(jié)點板構(gòu)造示意圖支撐端部節(jié)點板構(gòu)造示意圖試驗表明：試驗表明：這個不大的間隙允許節(jié)這個不大的間隙允許節(jié)點板在強震時有少許屈點板在強震

39、時有少許屈曲，能顯著減少支撐連曲，能顯著減少支撐連接的破壞，有積極作用接的破壞，有積極作用 774. 4. 框架部分要求框架部分要求 中心支撐框架中心支撐框架結(jié)構(gòu)的框架部分的抗震構(gòu)造措施結(jié)構(gòu)的框架部分的抗震構(gòu)造措施要求可與要求可與純框架結(jié)構(gòu)純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施要求一致?？拐饦?gòu)造措施要求一致。當房屋高度不高于當房屋高度不高于100m100m且框架部分承擔的地震作用且框架部分承擔的地震作用不大于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的不大于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的25%25%時，一、二、三時，一、二、三級的抗震構(gòu)造措施可按框架結(jié)構(gòu)降低一度的相應要級的抗震構(gòu)造措施可按框架結(jié)構(gòu)降低一度的相應要求采用。求采用。 786.4.

40、3 6.4.3 偏心支撐框架抗震構(gòu)造措施偏心支撐框架抗震構(gòu)造措施 1. 1. 消能梁段的長度消能梁段的長度偏心支撐框架的抗震設計應保證罕遇地震下結(jié)構(gòu)屈偏心支撐框架的抗震設計應保證罕遇地震下結(jié)構(gòu)屈服發(fā)生消能梁段上。服發(fā)生消能梁段上。消能梁的屈服形式消能梁的屈服形式剪切屈服型剪切屈服型彎曲屈服型彎曲屈服型抗震設計時，消能梁段宜設計成抗震設計時，消能梁段宜設計成 剪切屈服型剪切屈服型 這種消能梁段的這種消能梁段的偏心支撐框架的偏心支撐框架的剛度和承載力較剛度和承載力較大，延性和耗能大，延性和耗能性能較好性能較好79bfccbfa80消能梁段塑性受剪承載力消能梁段塑性受剪承載力 消能梁段塑性受彎承載力

41、消能梁段塑性受彎承載力 oh消能梁段腹板高度消能梁段腹板高度 wt消能梁段腹板厚度消能梁段腹板厚度 pW消能梁段截面塑性抵抗矩消能梁段截面塑性抵抗矩 A消能梁段截面面積消能梁段截面面積 wA消能梁段腹板截面面積消能梁段腹板截面面積 wylfhfV058. 0yplpfWM lVlpM812. 2. 消能梁段的材料及板件寬厚比要求消能梁段的材料及板件寬厚比要求 偏心支撐框架偏心支撐框架主要依靠消能梁段的主要依靠消能梁段的 塑性變形塑性變形 消耗消耗地震能量，故對消能梁段的塑性變形能力要求較高。地震能量，故對消能梁段的塑性變形能力要求較高。 一般鋼材的塑性變形能力與其屈服強度成反比一般鋼材的塑性變

42、形能力與其屈服強度成反比消能梁段所采用的鋼材的屈服強度不能太高，應不消能梁段所采用的鋼材的屈服強度不能太高，應不大于大于345345MPaMPa。82為保障消能梁段具有穩(wěn)定的反復受力的塑性變形能力：為保障消能梁段具有穩(wěn)定的反復受力的塑性變形能力：1 1）消能梁段腹板不得加焊貼板提高其承載力；）消能梁段腹板不得加焊貼板提高其承載力；2 2）不得在腹板上開洞；）不得在腹板上開洞；3 3）消能梁段及與消能梁段同一跨內(nèi)的非消能梁段，）消能梁段及與消能梁段同一跨內(nèi)的非消能梁段，其板件的寬厚比不應大于下表的限值其板件的寬厚比不應大于下表的限值。833 3）消能梁段及與消能梁段同一跨內(nèi)的非消能梁段，）消能梁段及與消能梁段同一跨內(nèi)的非消能梁段，其板件的寬厚比不應大于下表的限值其板件的寬厚比不應大于下表的限值。板件名稱寬厚比限值翼緣外伸部分8腹 板當 時當 時注：注：1. 1. 表列數(shù)值適用