建筑結(jié)構(gòu)(多高層)抗震設(shè)計(jì) 第六章.

1、第六章多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)o6.1 多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征o6.2 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o6.3 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)o6.4 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算要求多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算要求o6.5 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)造要求主要內(nèi)容6 6. .1 1 多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征多高層鋼結(jié)構(gòu)的主要震害特征強(qiáng)度高、延性好、重量輕、抗震性能好強(qiáng)度高、延性好、重量輕、抗震性能好 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，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

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害要小鋼結(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 震害舉例及比較震害舉例及比較 19851985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(yán)重嚴(yán)重破壞破壞倒塌倒塌嚴(yán)重嚴(yán)重破壞破壞1957年以前年以前71271619571976年年3151231976年以后年以后0046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(diǎn)連接破壞節(jié)點(diǎn)連接破壞；構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞；結(jié)構(gòu)倒塌結(jié)構(gòu)倒塌 一、一、節(jié)點(diǎn)連接破壞節(jié)點(diǎn)連接破壞1.1.支撐連接

3、破壞支撐連接破壞 圖圖 圓鋼支撐連接的破壞圓鋼支撐連接的破壞 圖圖 角鋼支撐連接的破壞角鋼支撐連接的破壞 2.2.梁柱連接破壞梁柱連接破壞 圖圖 美國美國NorthridgeNorthridge地震地震 日本阪神地震日本阪神地震 19781978年日本宮城縣遠(yuǎn)海地震（里氏年日本宮城縣遠(yuǎn)海地震（里氏7.47.4級）級） 19781978年日本宮城縣遠(yuǎn)海地震年日本宮城縣遠(yuǎn)海地震鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑破壞類型統(tǒng)計(jì)破壞類型統(tǒng)計(jì) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 數(shù)數(shù) 量量 破破 壞壞 類類 型型破破 壞壞 等等 級級*統(tǒng)統(tǒng) 計(jì)計(jì)總數(shù)總數(shù)百分比百分比(%)過度彎曲過度彎曲柱柱22117.4梁梁1梁、柱局部梁、柱局部屈曲屈曲21

4、12連接破壞連接破壞支撐連接支撐連接613256311980.4梁柱連接梁柱連接21柱腳連接柱腳連接421其它連接其它連接11基礎(chǔ)失效基礎(chǔ)失效不均勻沉降不均勻沉降24121812.2總計(jì)總計(jì)8233483148100支撐連接更易遭受地震破壞支撐連接更易遭受地震破壞級：支撐連接出現(xiàn)裂級：支撐連接出現(xiàn)裂 紋，但沒有不可紋，但沒有不可 恢復(fù)的屈曲變形恢復(fù)的屈曲變形級：出現(xiàn)小于級：出現(xiàn)小于1/301/30 層高的永久層高的永久 層間變形層間變形級：出現(xiàn)大于級：出現(xiàn)大于1/301/30 層高的永久層高的永久 層間變形層間變形級：倒塌或無法級：倒塌或無法 繼續(xù)使用繼續(xù)使用 震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，梁柱連接的破壞大多

5、數(shù)發(fā)生在梁的震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，梁柱連接的破壞大多數(shù)發(fā)生在梁的下翼緣下翼緣處，處，而上翼緣的破壞要少得多而上翼緣的破壞要少得多 可能的原因：可能的原因： 1.1.樓板與梁共同變形導(dǎo)致下翼緣應(yīng)力增大樓板與梁共同變形導(dǎo)致下翼緣應(yīng)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缺陷的來源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 震后觀察到的在梁柱焊縫連接處的失效模式震后觀察到的在梁柱焊縫連接處的失效模式 1.1.美國美國NorthridgeNorthridge地震地震2.2.日本阪神地震日本阪神地震 模式模式11翼緣斷裂翼緣斷裂模式模式2 2，3 3 熱影響區(qū)斷裂熱影響區(qū)斷裂模式模

6、式44橫膈板斷裂橫膈板斷裂 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(diǎn)）：點(diǎn)）： 1. 1. 焊縫缺陷焊縫缺陷2. 2. 三軸應(yīng)力三軸應(yīng)力這些缺陷將成為裂縫開展直至斷裂的起源這些缺陷將成為裂縫開展直至斷裂的起源 梁柱連接的焊縫變形由于受到梁和柱約束，梁柱連接的焊縫變形由于受到梁和柱約束，施焊后焊縫殘存三軸拉應(yīng)力，使材料變脆施焊后焊縫殘存三軸拉應(yīng)力，使材料變脆 如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等3. 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(shè)有襯板，實(shí)際出于焊接工藝的要求，梁翼緣與柱連接處設(shè)有襯板，實(shí)際工程中襯板在焊接后就留

7、在結(jié)構(gòu)上，這樣襯板與柱翼緣之間就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形成一條“人工人工”裂縫，成為連接裂縫發(fā)展的起源。裂縫，成為連接裂縫發(fā)展的起源。 4. 4. 焊縫金屬沖擊韌性焊縫金屬沖擊韌性 低的沖擊韌性使低的沖擊韌性使得連接很易產(chǎn)生脆性得連接很易產(chǎn)生脆性破壞，成為引發(fā)節(jié)點(diǎn)破壞，成為引發(fā)節(jié)點(diǎn)破壞的重要因素破壞的重要因素 圖圖 “人工人工”裂縫裂縫 二、二、構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的主要形式有多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的主要形式有 1. 1. 支撐壓屈支撐壓屈 支撐在地震中所受的壓力超過其屈支撐在地震中所受的壓力超過其屈曲臨界力時，即曲臨界力時，即壓屈

8、破壞壓屈破壞 梁或柱在地震作用下反復(fù)受彎，梁或柱在地震作用下反復(fù)受彎，在彎矩最大截面處附近由于過度彎曲在彎矩最大截面處附近由于過度彎曲可能發(fā)生翼緣局部失穩(wěn)破壞可能發(fā)生翼緣局部失穩(wěn)破壞 2.2.梁柱局部失梁柱局部失穩(wěn)穩(wěn)支撐壓曲支撐壓曲梁柱局部失穩(wěn)梁柱局部失穩(wěn)母材的斷裂母材的斷裂 支撐處的斷裂支撐處的斷裂 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根鋼柱在拼接焊縫處斷裂根鋼柱在拼接焊縫處斷裂 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)住其中其中1313根鋼柱為母材斷裂，根鋼柱為母材斷裂，3. 3. 柱水平裂縫或斷裂破壞柱水平裂

9、縫或斷裂破壞 19951995年日本阪神地震年日本阪神地震 宅，有宅，有5757根鋼柱發(fā)生斷裂，根鋼柱發(fā)生斷裂，建造建造年份年份嚴(yán)重破嚴(yán)重破壞或倒壞或倒塌塌中等中等破壞破壞輕微輕微破壞破壞完完 好好19711971年年以前以前5 50 02 20 01971-1971-19821982年年0 00 03 35 519821982年年以后以后0 00 01 17 719951995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(yán)重破壞或倒塌嚴(yán)重破壞或倒塌與與結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平 關(guān)

10、系很大關(guān)系很大19711971年，日本鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范修訂；年，日本鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范修訂； 19821982年，日本建筑標(biāo)準(zhǔn)法實(shí)施年，日本建筑標(biāo)準(zhǔn)法實(shí)施返回目錄返回目錄三、結(jié)構(gòu)倒塌三、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)破壞是地震中結(jié)構(gòu)破壞最嚴(yán)重最嚴(yán)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例發(fā)生。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。 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)布置一、結(jié)構(gòu)選型一、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(yán)格界限在結(jié)構(gòu)選型上，多層和高層鋼結(jié)構(gòu)無嚴(yán)格界限 將超過將超過1212層的建筑歸為層的建筑歸

11、為 高層高層鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑為區(qū)分結(jié)構(gòu)的重要性對結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的要求不同為區(qū)分結(jié)構(gòu)的重要性對結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的要求不同我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011GB5001120012001）規(guī)定：規(guī)定：將不超過將不超過1212層的建筑歸為層的建筑歸為 多層多層鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑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

12、度，但支撐受壓會屈曲，支撐屈曲將導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)承載力降低支撐屈曲將導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)承載力降低 3. 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，使結(jié)構(gòu)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，抗側(cè)力剛度介于具有穩(wěn)定的承載能力和良好的耗能性能，抗側(cè)力剛度介于純框架和中心支撐框架之間純框架和中心支撐框架之間 4. 4. 框筒結(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(diǎn)宜采用剛接框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)宜采用剛接 （1 1）實(shí)際上是密柱框架結(jié)構(gòu)）實(shí)際上是密柱框架結(jié)構(gòu)（3 3）由于梁跨小，剛度大，使周圈柱）由于梁跨小，剛度大，使

13、周圈柱 近似構(gòu)成一個整體受彎的薄壁筒體近似構(gòu)成一個整體受彎的薄壁筒體（4 4）具有較大的抗側(cè)剛度和承載力）具有較大的抗側(cè)剛度和承載力因而框筒結(jié)構(gòu)多用于因而框筒結(jié)構(gòu)多用于高層建筑高層建筑 各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高度各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高度 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 體體 系系設(shè)設(shè) 防防 烈烈 度度6 6、7 78 89 9框框 架架11011090905050框架框架支撐（剪力墻板）支撐（剪力墻板）220220200200140140筒體（框筒、筒中筒、束筒體（框筒、筒中筒、束筒）和巨型框架筒）和巨型框架300300260260180180適用的鋼結(jié)構(gòu)房屋最大高度（適用的鋼結(jié)構(gòu)房屋最大高度（m m） 各

14、種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用各種鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高寬比高寬比 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6.56.56.06.05.55.5二、結(jié)構(gòu)平面布置二、結(jié)構(gòu)平面布置多高層鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)盡量滿足下列要求：多高層鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)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)力剛度中心建筑平面宜簡單規(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，同時各層剛心與質(zhì)心接近在同與質(zhì)量中心接近或重合，同時各層剛心與質(zhì)心接近在同 一豎直線上一豎直線上L L，l l，l l，BB的限值的限值 L/BL/

15、Bmaxl l/bl l/ BmaxB/ Bmax541.510.52. 2. 建筑的開間、進(jìn)深宜統(tǒng)一，其常用平面的尺寸關(guān)系應(yīng)建筑的開間、進(jìn)深宜統(tǒng)一，其常用平面的尺寸關(guān)系應(yīng) 符合下表和圖的要求符合下表和圖的要求3. 3. 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) 1) 任意層的偏心率大于任意層的偏心率大于0.150.15應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響 e偏心距xy偏心率可按下列公式計(jì)算：偏心率可按下列公式計(jì)算：所計(jì)算樓層在所計(jì)算樓層在x x和和y y方向的偏心率方向的偏心率

16、: : exyxre結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)x 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 y方向的彈性半徑方向的彈性半徑 yTeyKKrxeye、分別為分別為x和和y方向樓層方向樓層 質(zhì)心到結(jié)構(gòu)剛心的距離質(zhì)心到結(jié)構(gòu)剛心的距離 xKyK、分別為所計(jì)算樓層各分別為所計(jì)算樓層各 抗側(cè)力構(gòu)件在抗側(cè)力構(gòu)件在x和和y方向方向 的側(cè)向剛度之和的側(cè)向剛度之和 其中：其中：其中：其中：2) 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)力體系的抗水平力構(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

17、軸兩個互相垂直的主軸 應(yīng)在凹角出采用加強(qiáng)措施應(yīng)在凹角出采用加強(qiáng)措施 應(yīng)采用相應(yīng)的計(jì)算模型應(yīng)采用相應(yīng)的計(jì)算模型 應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響 凹角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的伸出部分在一個方向的長度，超過該方向建筑總尺寸的25%25% 包括開洞面積超過該層樓面面積的包括開洞面積超過該層樓面面積的50%50%4. 4. 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置防震縫，但薄弱部位應(yīng)注意采高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置防震縫，但薄弱部位應(yīng)注意采取措施提高抗震能力。取措施提高抗震能力。 如結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，可設(shè)置防震縫，將平面不規(guī)則的結(jié)如結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，可設(shè)置防震縫，將平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，分解為幾

18、個結(jié)構(gòu)平面較規(guī)則的部分。構(gòu)，分解為幾個結(jié)構(gòu)平面較規(guī)則的部分。三、結(jié)構(gòu)豎向布置三、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(yīng)盡量滿足下列要求：應(yīng)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)三層總的剛度降低不超過，且連續(xù)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） 3. 3. 立面收進(jìn)立面收進(jìn)尺寸的比例尺寸的比例L1/LL1/L0.750.75 圖圖 立面收進(jìn)立面收進(jìn) 4. 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

19、層的任意樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總受剪承載力大于其相鄰上層的80%80% 5. 5. 框架框架支撐結(jié)構(gòu)中，支撐（或剪力墻板）宜豎向連續(xù)布置，支撐結(jié)構(gòu)中，支撐（或剪力墻板）宜豎向連續(xù)布置， 除底部樓層和外伸剛臂所在樓層外，支撐的形式和布置在除底部樓層和外伸剛臂所在樓層外，支撐的形式和布置在 豎向宜一致豎向宜一致 四、結(jié)構(gòu)布置的其他要求四、結(jié)構(gòu)布置的其他要求 1. 1. 高層鋼結(jié)構(gòu)宜設(shè)置地下室高層鋼結(jié)構(gòu)宜設(shè)置地下室 在框架在框架- -支撐（剪力墻板）體系中，豎向連續(xù)布置支撐（剪力墻板）體系中，豎向連續(xù)布置 的支撐（剪力墻板）應(yīng)延伸至基礎(chǔ)；設(shè)置地下室時，的支撐（剪力墻板）應(yīng)延伸至基礎(chǔ)；設(shè)置地下室時， 框架柱

20、應(yīng)至少延伸到地下一層框架柱應(yīng)至少延伸到地下一層 2. 82. 8、9 9度時，宜采用度時，宜采用 偏心支撐、帶縫鋼筋混凝土剪力墻板、偏心支撐、帶縫鋼筋混凝土剪力墻板、 內(nèi)藏鋼板支撐、內(nèi)藏鋼板支撐、外伸臂框架外伸臂框架或其它消能支撐或其它消能支撐 3. 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 4. 4. 樓板宜采用壓型鋼板（或預(yù)應(yīng)力混凝土薄板）加現(xiàn)澆樓板宜采用壓型鋼板（或預(yù)應(yīng)力混凝土薄板）加現(xiàn)澆 混凝土混凝土疊合層組成的樓板疊合層組成的樓板；樓板與鋼梁應(yīng)采用栓釘或樓板與鋼梁應(yīng)采用栓釘或其它元件連接（如右圖）其它元件連接（如右圖）當(dāng)樓板有較大或較多的開孔時，

21、當(dāng)樓板有較大或較多的開孔時，可增設(shè)水平鋼支撐以加強(qiáng)樓板可增設(shè)水平鋼支撐以加強(qiáng)樓板的水平剛度。的水平剛度。圖圖 樓板與鋼梁的連接樓板與鋼梁的連接返回目錄返回目錄6.3 6.3 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)完整的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)包括三個方面的內(nèi)容與要求：完整的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)包括三個方面的內(nèi)容與要求：1.1.概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)2.2.抗震計(jì)算抗震計(jì)算 在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的主要原則，彌補(bǔ)由于地震作用及在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的主要原則，彌補(bǔ)由于地震作用及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的復(fù)雜性而造成抗震計(jì)算不準(zhǔn)確的不足結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的復(fù)雜性而造成抗震計(jì)算不準(zhǔn)確的不足 3.3.構(gòu)造措施構(gòu)造措施為建筑抗震

22、設(shè)計(jì)提供定量保證為建筑抗震設(shè)計(jì)提供定量保證 為保證抗震概念與抗震計(jì)算的有效提供保障為保證抗震概念與抗震計(jì)算的有效提供保障 上述三個方面的內(nèi)容是一個不可割裂的整體，忽略任何上述三個方面的內(nèi)容是一個不可割裂的整體，忽略任何一部分，都可能使抗震設(shè)計(jì)失效一部分，都可能使抗震設(shè)計(jì)失效 多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在總體概念上需把握的主要原則：多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在總體概念上需把握的主要原則： 保證結(jié)構(gòu)的完整性保證結(jié)構(gòu)的完整性，提高結(jié)構(gòu)延性提高結(jié)構(gòu)延性，設(shè)置多道結(jié)構(gòu)防線設(shè)置多道結(jié)構(gòu)防線 一、優(yōu)先采用延性好的結(jié)構(gòu)方案一、優(yōu)先采用延性好的結(jié)構(gòu)方案剛接框架、偏心支撐框架、框筒結(jié)構(gòu)：延性較好剛接框架、偏心支撐框架、框筒結(jié)

23、構(gòu)：延性較好在地震區(qū)應(yīng)在地震區(qū)應(yīng)優(yōu)先優(yōu)先采用采用鉸接框架鉸接框架 ：施工方便：施工方便在地震區(qū)也可采用在地震區(qū)也可采用在具體選擇結(jié)構(gòu)形式時應(yīng)注意：在具體選擇結(jié)構(gòu)形式時應(yīng)注意： 1.1. 多層多層鋼結(jié)構(gòu)可采用全剛接框架及部分剛接框架鋼結(jié)構(gòu)可采用全剛接框架及部分剛接框架 不允許采用全鉸接框架及全鉸接框架加支撐的結(jié)構(gòu)形式。不允許采用全鉸接框架及全鉸接框架加支撐的結(jié)構(gòu)形式。 當(dāng)采用部分剛架框架時，結(jié)構(gòu)外圍周邊框架應(yīng)采用剛接框架當(dāng)采用部分剛架框架時，結(jié)構(gòu)外圍周邊框架應(yīng)采用剛接框架 中心支撐框架：剛度大、承載力高中心支撐框架：剛度大、承載力高2.2. 高層高層鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用全剛接框架鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用全剛接框架當(dāng)

24、結(jié)構(gòu)剛度不夠時，可采用中心支撐框架、鋼框架混凝土芯筒或鋼當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度不夠時，可采用中心支撐框架、鋼框架混凝土芯筒或鋼框筒結(jié)構(gòu)形式；但在高烈度區(qū)（框筒結(jié)構(gòu)形式；但在高烈度區(qū)（8 8度和度和9 9度區(qū)），宜采用偏心支撐框架度區(qū)），宜采用偏心支撐框架和鋼框筒結(jié)構(gòu)和鋼框筒結(jié)構(gòu) 二、多道結(jié)構(gòu)防線要求二、多道結(jié)構(gòu)防線要求 鋼框架支撐結(jié)構(gòu)鋼框架支撐結(jié)構(gòu) 鋼支撐鋼支撐部分的剛度大部分的剛度大 剛度大部分可能承擔(dān)整體結(jié)構(gòu)絕大部分地震作用力剛度大部分可能承擔(dān)整體結(jié)構(gòu)絕大部分地震作用力 鋼框架混凝土芯筒鋼框架混凝土芯筒（剪力墻）結(jié)構(gòu)（剪力墻）結(jié)構(gòu) 混凝土芯筒（剪力墻）混凝土芯筒（剪力墻）部分的剛度大部分的剛度大 為發(fā)

25、揮為發(fā)揮鋼框架鋼框架部分延性好的作用，承擔(dān)起第二道結(jié)構(gòu)抗震部分延性好的作用，承擔(dān)起第二道結(jié)構(gòu)抗震防線的責(zé)任，要求鋼框架的抗震承載力不能太小防線的責(zé)任，要求鋼框架的抗震承載力不能太小但鋼支撐或混凝土芯筒（剪力墻）的延性較差但鋼支撐或混凝土芯筒（剪力墻）的延性較差min min 結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的2525 ；框架部分地震剪；框架部分地震剪力最大值力最大值1.81.8倍倍 框架部分按計(jì)算得到的地震剪力應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)框架部分按計(jì)算得到的地震剪力應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)達(dá)到不小于達(dá)到不小于三、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件要求三、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件要求 要求結(jié)構(gòu)所有要求結(jié)構(gòu)所有節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的極限承載力大于的極限承載力大

26、于構(gòu)件構(gòu)件在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的極限承載力在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的極限承載力 保證節(jié)點(diǎn)不先于構(gòu)件破壞，防止構(gòu)件不能充分發(fā)揮作用保證節(jié)點(diǎn)不先于構(gòu)件破壞，防止構(gòu)件不能充分發(fā)揮作用 對于多高層鋼結(jié)構(gòu)的所有節(jié)點(diǎn)連接：對于多高層鋼結(jié)構(gòu)的所有節(jié)點(diǎn)連接： 應(yīng)按地震組合內(nèi)力進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算應(yīng)按地震組合內(nèi)力進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算且應(yīng)進(jìn)行且應(yīng)進(jìn)行“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”原則下的極限承載力驗(yàn)算原則下的極限承載力驗(yàn)算1. 1. 梁與柱的連接要求梁與柱的連接要求 梁與柱連接的極限受彎、受剪承載力，應(yīng)符合下列要求：梁與柱連接的極限受彎、受剪承載力，應(yīng)符合下列要求： puMM2 . 1021.3()puhMVVlywwufthV58. 0且且（1

27、 1）梁上下翼緣全熔透坡口焊縫的極限受彎承載力：梁上下翼緣全熔透坡口焊縫的極限受彎承載力： pM梁（梁貫通時為柱）的全塑性受彎承載力梁（梁貫通時為柱）的全塑性受彎承載力 （2 2）梁腹板連接的極限受剪承載力）梁腹板連接的極限受剪承載力: : 0V豎向荷載作用下梁端剪力設(shè)計(jì)值豎向荷載作用下梁端剪力設(shè)計(jì)值 nl 梁的凈跨（梁貫通時取該樓層柱的凈高）梁的凈跨（梁貫通時取該樓層柱的凈高） whwt、梁腹板的高度和厚度梁腹板的高度和厚度 yf鋼材屈服強(qiáng)度鋼材屈服強(qiáng)度 2. 2. 支撐連接支撐連接要求要求 螺栓連接和節(jié)點(diǎn)板連接在支撐軸線方向的極限承載力：螺栓連接和節(jié)點(diǎn)板連接在支撐軸線方向的極限承載力： 1

28、.2ubryNAfA 支撐截面的毛面積支撐截面的毛面積 yf支撐鋼材的屈服強(qiáng)度支撐鋼材的屈服強(qiáng)度 3. 3. 梁、柱構(gòu)件的拼接梁、柱構(gòu)件的拼接要求要求構(gòu)件拼接的極限受剪承載力：構(gòu)件拼接的極限受剪承載力：ywwfth58. 0Vuwhwt、拼接構(gòu)件截面腹板的高度和厚度拼接構(gòu)件截面腹板的高度和厚度 構(gòu)件拼接的極限受彎承載力構(gòu)件拼接的極限受彎承載力: : 無軸力時無軸力時 puMM2 . 1有軸力時有軸力時 pcuMM2 . 1pM無軸力時構(gòu)件截面塑性彎矩?zé)o軸力時構(gòu)件截面塑性彎矩 pcM有軸力時構(gòu)件截面塑性彎矩有軸力時構(gòu)件截面塑性彎矩 螺栓連接板的極限承壓強(qiáng)度螺栓連接板的極限承壓強(qiáng)度4 4、連接極限

29、承載力的計(jì)算、連接極限承載力的計(jì)算焊縫連接的極限承載力可按下列公式計(jì)算焊縫連接的極限承載力可按下列公式計(jì)算 對接焊縫受拉對接焊縫受拉 uwfufAN 角焊縫受剪角焊縫受剪 uwfufAV58. 0 wfA焊縫的有效受力面積焊縫的有效受力面積 uf構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值 高強(qiáng)度螺栓連接的極限受剪承載力，應(yīng)取下列二式計(jì)算的較小者高強(qiáng)度螺栓連接的極限受剪承載力，應(yīng)取下列二式計(jì)算的較小者 bubefbvufAnN58. 0bcubcuf tdNbvuNbcuN、分別為一個高強(qiáng)度螺栓的極限受剪承載力和對應(yīng)的板件極限承壓力分別為一個高強(qiáng)度螺栓的極限受剪承載力和對應(yīng)的板件極限承壓力

30、 fn螺栓連接的剪切面數(shù)量螺栓連接的剪切面數(shù)量 beA螺栓螺紋處的有效截面面積螺栓螺紋處的有效截面面積 buf螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度最小值螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度最小值 d螺栓桿直徑螺栓桿直徑 t同一受力方向的鋼板厚度之和同一受力方向的鋼板厚度之和 bcuf四、強(qiáng)柱弱梁要求四、強(qiáng)柱弱梁要求 塑性鉸分布圖塑性鉸分布圖 強(qiáng)柱弱梁型框架屈服時產(chǎn)生塑性變形而耗能的構(gòu)件比強(qiáng)梁弱柱強(qiáng)柱弱梁型框架屈服時產(chǎn)生塑性變形而耗能的構(gòu)件比強(qiáng)梁弱柱型框架多型框架多 在同樣的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移條件下，強(qiáng)柱弱梁型框架的最大層間變在同樣的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移條件下，強(qiáng)柱弱梁型框架的最大層間變形比強(qiáng)梁弱柱型框架小形比強(qiáng)梁弱柱型框架小 強(qiáng)柱弱梁型框架的

31、抗震性能較強(qiáng)梁弱柱型框架優(yōu)越強(qiáng)柱弱梁型框架的抗震性能較強(qiáng)梁弱柱型框架優(yōu)越 （a a）強(qiáng)柱弱梁型框架）強(qiáng)柱弱梁型框架（b b）強(qiáng)梁弱柱型框架）強(qiáng)梁弱柱型框架nnnn為保證鋼框架為強(qiáng)柱弱梁型，框架的任一梁柱節(jié)點(diǎn)處為保證鋼框架為強(qiáng)柱弱梁型，框架的任一梁柱節(jié)點(diǎn)處需滿足下列要求：需滿足下列要求： ybpbcycpcfWANfW/pcWpbW、分別為柱和梁的塑性截面模量分別為柱和梁的塑性截面模量 N柱軸向壓力設(shè)計(jì)值；柱軸向壓力設(shè)計(jì)值； cA柱截面面積柱截面面積 ycfybf、分別為柱和梁的鋼材屈服強(qiáng)度分別為柱和梁的鋼材屈服強(qiáng)度 強(qiáng)柱系數(shù)，強(qiáng)柱系數(shù)， 超過超過6 6度的鋼框架，度的鋼框架，6 6度度IVIV

32、類場地和類場地和7 7度時可取度時可取1.01.0，8 8度時可取度時可取1.051.05，9 9度時可取度時可取1.151.15 當(dāng)柱所在樓層的受剪承載力比上一層的受剪承載力高出當(dāng)柱所在樓層的受剪承載力比上一層的受剪承載力高出25%25%，或柱軸向力設(shè)計(jì)值與柱全截面面積和鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，或柱軸向力設(shè)計(jì)值與柱全截面面積和鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積的比值不超過乘積的比值不超過0.40.4，或作為軸心受壓構(gòu)件在，或作為軸心受壓構(gòu)件在2 2倍地震力下穩(wěn)倍地震力下穩(wěn)定性得到保證時定性得到保證時無需滿足上式的強(qiáng)柱弱梁要求的情況：無需滿足上式的強(qiáng)柱弱梁要求的情況：2. 2. 位于消能梁段同一跨的框架梁內(nèi)力

33、設(shè)計(jì)值，位于消能梁段同一跨的框架梁內(nèi)力設(shè)計(jì)值， 應(yīng)取消能梁段達(dá)到受剪承載力時框架梁內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積應(yīng)取消能梁段達(dá)到受剪承載力時框架梁內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積3. 3. 框架柱的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取消能梁段達(dá)到受剪承載力時柱內(nèi)力與框架柱的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取消能梁段達(dá)到受剪承載力時柱內(nèi)力與 增大系數(shù)的乘積增大系數(shù)的乘積其值在其值在8 8度以下時不應(yīng)小于度以下時不應(yīng)小于1.51.5，9 9度時不應(yīng)小于度時不應(yīng)小于1.6 1.6 其值在其值在8 8度及以下時不應(yīng)小于度及以下時不應(yīng)小于1.51.5，9 9度時不應(yīng)小于度時不應(yīng)小于1.61.6 對多遇地震作用下偏心支撐框架構(gòu)件的組合內(nèi)力設(shè)計(jì)對多遇地震作用下偏心支

34、撐框架構(gòu)件的組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，值應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整要求調(diào)整要求如下：如下： 1.1. 支撐斜桿的軸力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取與支撐斜桿相連接的消能梁段達(dá)到支撐斜桿的軸力設(shè)計(jì)值，應(yīng)取與支撐斜桿相連接的消能梁段達(dá)到 受剪承載力時支撐斜桿軸力與增大系數(shù)的乘積受剪承載力時支撐斜桿軸力與增大系數(shù)的乘積其值在其值在8 8度以下時不應(yīng)小于度以下時不應(yīng)小于1.41.4，9 9度時不應(yīng)小于度時不應(yīng)小于1.51.5五、五、 偏心支撐框架弱消能梁段要求偏心支撐框架弱消能梁段要求 六、其他抗震特殊要求六、其他抗震特殊要求1. 1. 節(jié)點(diǎn)域的屈服承載力要求節(jié)點(diǎn)域的屈服承載力要求 鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)域具有很好的滯回耗能性能，地震下

35、鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)域具有很好的滯回耗能性能，地震下讓其屈服對結(jié)構(gòu)抗震有利讓其屈服對結(jié)構(gòu)抗震有利圖圖 試件試件 圖圖 滯回曲線滯回曲線 、對于工字形截面柱和箱形截面柱的節(jié)點(diǎn)域應(yīng)按下列公式驗(yàn)算對于工字形截面柱和箱形截面柱的節(jié)點(diǎn)域應(yīng)按下列公式驗(yàn)算 90)(cbwhhtREvpbbfVMM)34()(21bhch分別為梁腹板高度和柱腹板高度分別為梁腹板高度和柱腹板高度wt柱在節(jié)點(diǎn)域的腹板厚度柱在節(jié)點(diǎn)域的腹板厚度 1bM2bM、分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的彎矩設(shè)計(jì)值分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的彎矩設(shè)計(jì)值 pV節(jié)點(diǎn)域的體積節(jié)點(diǎn)域的體積 RE節(jié)點(diǎn)域承載力抗震調(diào)整系數(shù)，可采用節(jié)點(diǎn)域承載力抗震調(diào)整系數(shù)，可采用0.85 地震作用地震

36、作用2. 2. 支撐斜桿的抗震承載力支撐斜桿的抗震承載力 中心支撐框架的支撐斜桿中心支撐框架的支撐斜桿反復(fù)的軸力作用反復(fù)的軸力作用支撐支撐受拉受拉受壓受壓支撐斜桿的抗震應(yīng)按支撐斜桿的抗震應(yīng)按 受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件 進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì) 抗壓承載力要小于抗拉承載力抗壓承載力要小于抗拉承載力試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，支撐在反復(fù)軸力作用下有下列現(xiàn)象：試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，支撐在反復(fù)軸力作用下有下列現(xiàn)象： 1.1. 支撐首次受壓屈曲后，第二次屈曲荷載明顯下降，且以后每次的支撐首次受壓屈曲后，第二次屈曲荷載明顯下降，且以后每次的 屈曲荷載還逐漸下降，但下降幅度趨于收斂屈曲荷載還逐漸下降，但下降幅度趨于收斂 2. 2. 支撐受壓屈曲后的抗壓

37、承載力的下降幅與支撐受壓屈曲后的抗壓承載力的下降幅與 支撐長細(xì)比支撐長細(xì)比 有關(guān)：有關(guān)： 支撐長細(xì)比越大，下降幅度越大，支撐長細(xì)比越小，下降幅度越小支撐長細(xì)比越大，下降幅度越大，支撐長細(xì)比越小，下降幅度越小 支撐承載力抗震調(diào)整系數(shù)，支撐承載力抗震調(diào)整系數(shù)，中心支撐框架支撐斜桿抗震承載力驗(yàn)算：中心支撐框架支撐斜桿抗震承載力驗(yàn)算： REbrfAN/n35. 011其中，其中，Efyn/受循環(huán)荷載時的強(qiáng)度降低系數(shù)：受循環(huán)荷載時的強(qiáng)度降低系數(shù)： 支撐斜桿的正則化長細(xì)比：支撐斜桿的正則化長細(xì)比： brA支撐斜桿的截面面積；支撐斜桿的截面面積； 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； E支撐斜桿

38、材料的彈性模量；支撐斜桿材料的彈性模量； RE0.8RE 3. 3. 人字形和人字形和V V形支撐框架設(shè)計(jì)要求形支撐框架設(shè)計(jì)要求 支撐斜桿受壓屈服后產(chǎn)生的特殊問題：支撐斜桿受壓屈服后產(chǎn)生的特殊問題： 人字形支撐在受壓斜桿屈曲人字形支撐在受壓斜桿屈曲V V形支撐在受壓斜桿屈形支撐在受壓斜桿屈曲曲樓板下陷樓板下陷樓板上隆樓板上隆措施：措施：橫梁設(shè)計(jì)橫梁設(shè)計(jì)除應(yīng)考慮設(shè)計(jì)內(nèi)力外，除應(yīng)考慮設(shè)計(jì)內(nèi)力外， 還應(yīng)按中間無支座的還應(yīng)按中間無支座的簡支梁簡支梁驗(yàn)算樓面荷載作用下的承載力驗(yàn)算樓面荷載作用下的承載力考慮彈塑性階段考慮彈塑性階段梁端出現(xiàn)塑性鉸梁端出現(xiàn)塑性鉸橫梁支撐處橫梁支撐處可考慮支撐受壓屈曲提供的一定

39、的與樓面荷載方向相反的反力作用，可考慮支撐受壓屈曲提供的一定的與樓面荷載方向相反的反力作用， 該反力可取為受壓支撐屈曲壓力豎向分量的該反力可取為受壓支撐屈曲壓力豎向分量的30% 30% 人字形和人字形和V V形支撐形支撐抗震設(shè)計(jì)時：抗震設(shè)計(jì)時： 斜桿地震內(nèi)力應(yīng)乘增大系數(shù)斜桿地震內(nèi)力應(yīng)乘增大系數(shù)1.51.5，以減小樓板下陷或上隆現(xiàn)象的發(fā)生，以減小樓板下陷或上隆現(xiàn)象的發(fā)生 返回目錄返回目錄6 6. .4 4 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算要求多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算要求一、計(jì)算模型一、計(jì)算模型 確定多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型時，應(yīng)注意：確定多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型時，應(yīng)注意：1.1. 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)地震作用

40、下的進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)地震作用下的內(nèi)力與位移內(nèi)力與位移分析時，一般可假定樓板分析時，一般可假定樓板 在自身平面內(nèi)為絕對剛性。在自身平面內(nèi)為絕對剛性。 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，宜采用樓板平面內(nèi)的實(shí)際剛度進(jìn)行計(jì)算平面內(nèi)的實(shí)際剛度進(jìn)行計(jì)算2. 2. 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)多遇地震多遇地震作用下的作用下的反應(yīng)反應(yīng)分析時，可考慮分析時，可考慮 現(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用?，F(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用。 在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓板與鋼梁間有可靠的連接措施，在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓板與鋼梁間有可靠的連接措施，此時此時樓板可作為梁

41、翼緣的一部分樓板可作為梁翼緣的一部分計(jì)算梁的彈性截面特性計(jì)算梁的彈性截面特性 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)罕遇地震反應(yīng)罕遇地震反應(yīng)分析時，考慮到此時分析時，考慮到此時樓板與梁的連接可能遭到破壞，則不應(yīng)考慮樓板與梁的共樓板與梁的連接可能遭到破壞，則不應(yīng)考慮樓板與梁的共同工作同工作3. 3. 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算可采用：多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算可采用： 平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計(jì)算模型平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計(jì)算模型結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、不計(jì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、不計(jì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可采用可采用平面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型平面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復(fù)雜，

42、無法劃分平面抗側(cè)力單元結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復(fù)雜，無法劃分平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)以及筒體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以及筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型4. 4. 多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力與位移計(jì)算，應(yīng)考慮多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力與位移計(jì)算，應(yīng)考慮梁柱梁柱 的彎曲變形和剪切變形，尚應(yīng)考慮的彎曲變形和剪切變形，尚應(yīng)考慮柱柱的軸向變形的軸向變形 一般可不考慮一般可不考慮梁梁的軸向變形，但當(dāng)梁同時作為腰桁架或桁架的弦的軸向變形，但當(dāng)梁同時作為腰桁架或桁架的弦桿時，則應(yīng)考慮軸力的影響桿時，則應(yīng)考慮軸力的影響6. 6. 應(yīng)計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形（如圖）對多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪

43、切變形（如圖）對多高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 位移的影響位移的影響 可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作一個單獨(dú)的單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，也可按可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作一個單獨(dú)的單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，也可按下列規(guī)定作近似計(jì)算：下列規(guī)定作近似計(jì)算：1 1）箱形截面柱框架）箱形截面柱框架可將節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作剛域，可將節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作剛域，剛域的尺寸取節(jié)點(diǎn)域尺寸的一半剛域的尺寸取節(jié)點(diǎn)域尺寸的一半2 2）工字形截面柱框架）工字形截面柱框架可不考慮節(jié)點(diǎn)域，梁柱長度按軸線間距離確定可不考慮節(jié)點(diǎn)域，梁柱長度按軸線間距離確定5. 5. 柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接，但可按兩端鉸接計(jì)算。偏心支撐柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接，但可按兩端鉸接計(jì)算。偏心支撐 中的耗能梁段應(yīng)取為單獨(dú)

44、單元中的耗能梁段應(yīng)取為單獨(dú)單元 二、地震作用二、地震作用 阻尼比取值阻尼比取值：多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比較小，多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比較小， 按按 反應(yīng)譜法反應(yīng)譜法 計(jì)算時的取值：計(jì)算時的取值：多遇地震多遇地震下的地震作用下的地震作用高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.020.02 多層（不超過多層（不超過1212層）鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為層）鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.0350.035 罕遇地震罕遇地震下的地震作用下的地震作用 考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性，考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性，多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比均可取為多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比均可取為0.050.05 三、三、 計(jì)算有關(guān)要求計(jì)算有關(guān)要求進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)

45、抗震計(jì)算時，應(yīng)注意滿足下列設(shè)計(jì)要求：進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算時，應(yīng)注意滿足下列設(shè)計(jì)要求： 1 1、進(jìn)行多遇地震下抗震設(shè)計(jì)時，框架、進(jìn)行多遇地震下抗震設(shè)計(jì)時，框架- -支撐（剪力墻板）結(jié)構(gòu)體系中總框架支撐（剪力墻板）結(jié)構(gòu)體系中總框架 任意樓層所承擔(dān)的地震剪力，不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的任意樓層所承擔(dān)的地震剪力，不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25% 25% 2 2、在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，則應(yīng)考慮、在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，則應(yīng)考慮PP效應(yīng)效應(yīng) PVh1 . 0 多遇地震作用下樓層層間位移多遇地震作用下樓層層間位移 h 樓層層高樓層層高 P計(jì)算樓層以上全部豎向荷載之和計(jì)算樓層

46、以上全部豎向荷載之和 V計(jì)算樓層以上全部多遇水平地震作用之和計(jì)算樓層以上全部多遇水平地震作用之和 此時該樓層的位移和所有構(gòu)件的內(nèi)力均應(yīng)乘以下式放大系數(shù)此時該樓層的位移和所有構(gòu)件的內(nèi)力均應(yīng)乘以下式放大系數(shù)VPh113. 3. 驗(yàn)算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)（筏形基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)）對驗(yàn)算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)（筏形基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)）對地基的作用時，可采用底部剪力法計(jì)算作用于地基的地基的作用時，可采用底部剪力法計(jì)算作用于地基的傾覆力矩傾覆力矩，但宜取但宜取0.80.8的折減系數(shù)的折減系數(shù) 4. 4. 當(dāng)在多遇地震作用下進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算時，當(dāng)在多遇地震作用下進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算時，托柱梁及承托托柱梁及承托

47、鋼筋混凝土抗震墻鋼筋混凝土抗震墻 的鋼框架柱的內(nèi)力應(yīng)乘以不小于的鋼框架柱的內(nèi)力應(yīng)乘以不小于1.51.5的增大的增大系數(shù)。系數(shù)。返回目錄返回目錄6.5 6.5 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)造要求一、純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施一、純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施1. 1. 框架柱的長細(xì)比框架柱的長細(xì)比 在一定的軸力作用下，在一定的軸力作用下，柱的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系柱的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系: : 由于幾何非線性（由于幾何非線性（P P-效應(yīng)）的影響，柱的效應(yīng)）的影響，柱的彎曲變形能力彎曲變形能力與柱的與柱的軸壓比軸壓比及柱的及柱的長細(xì)比長細(xì)比有關(guān)有關(guān)柱的軸壓比越大柱的軸壓比越大柱的變形能力與軸壓比的關(guān)系柱的變形能

48、力與軸壓比的關(guān)系 彎曲變形能力越小彎曲變形能力越小 柱的變形能力與長細(xì)比的關(guān)系柱的變形能力與長細(xì)比的關(guān)系 柱的長細(xì)比越大柱的長細(xì)比越大彎曲變形能力越小彎曲變形能力越小 2. 2. 梁、柱板件寬厚比梁、柱板件寬厚比 日本所做的一組梁柱試件，研究其在反復(fù)加載下的受力變形情況日本所做的一組梁柱試件，研究其在反復(fù)加載下的受力變形情況 b/t=8 b/t=8 b/t=11b/t=11 b/t=16 b/t=16 隨著構(gòu)件板件寬厚比的增大隨著構(gòu)件板件寬厚比的增大構(gòu)件反復(fù)受載的承載能力與耗能能力將降低構(gòu)件反復(fù)受載的承載能力與耗能能力將降低 板件寬厚比越大，板件越易發(fā)生局部屈曲，從而影響后繼承載性能板件寬厚比

49、越大，板件越易發(fā)生局部屈曲，從而影響后繼承載性能 原因：原因：梁柱試件在反復(fù)加載下的受力變形情況：梁柱試件在反復(fù)加載下的受力變形情況：框架柱的轉(zhuǎn)動變形能力要求比框架柱的轉(zhuǎn)動變形能力要求比框架梁的的轉(zhuǎn)動變形能力框架梁的的轉(zhuǎn)動變形能力要求低要求低框架框架柱柱的板件寬厚比限值可比框架的板件寬厚比限值可比框架梁梁的板件寬厚比限值大的板件寬厚比限值大寬厚比限值要求：寬厚比限值要求： 不超過不超過1212層框架的梁柱板件寬厚比限值層框架的梁柱板件寬厚比限值 板件名稱板件名稱6度度7度度8度度9度度柱柱工字形截面翼緣外工字形截面翼緣外伸部分伸部分工字型截面腹板工字型截面腹板箱型截面壁板箱型截面壁板13433

50、911433710433594333梁梁工字型截面和工字型截面和箱型截面翼緣外伸箱型截面翼緣外伸部分部分箱型截面翼緣箱型截面翼緣在兩腹板間的部分在兩腹板間的部分工字型截面和工字型截面和箱型截面腹板箱型截面腹板1136103293093072 100/bN Af72 100/bN AfAfNb/11080AfNb/12085超過超過1212層框架的梁柱板件寬厚比限值層框架的梁柱板件寬厚比限值 板件名稱板件名稱6度度7度度8度度9度度柱柱工字形截面翼緣外工字形截面翼緣外伸部分伸部分工字型截面腹板工字型截面腹板箱型截面壁板箱型截面壁板13433911433710433594333梁梁工字型截面和工字

51、型截面和箱型截面翼緣外伸箱型截面翼緣外伸部分部分箱型截面翼緣箱型截面翼緣在兩腹板間的部分在兩腹板間的部分工字型截面和工字型截面和箱型截面腹板箱型截面腹板1136103293093072 100/bNAf72 100/bNAfAfNb/11080AfNb/12085注：注：1.1. 表列數(shù)值適用于表列數(shù)值適用于Q235，當(dāng)材料為其他牌號鋼材時，應(yīng)乘以，當(dāng)材料為其他牌號鋼材時，應(yīng)乘以yf235 2. 2. 表中表中N Nb b為梁的軸向力，為梁的軸向力，A A為梁的截面積，為梁的截面積，f f 為梁的鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為梁的鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 3. 3. 梁與柱的連接構(gòu)造梁與柱的連接構(gòu)造 梁柱的連

52、接構(gòu)造，應(yīng)符合下列要求：梁柱的連接構(gòu)造，應(yīng)符合下列要求： （1 1）梁與柱的連宜采用）梁與柱的連宜采用柱貫通型柱貫通型 （2 2）柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時，宜采用箱形截面；，宜采用箱形截面； 當(dāng)僅在一方向剛接時當(dāng)僅在一方向剛接時，宜采用工字型截面，并將柱腹板置，宜采用工字型截面，并將柱腹板置 于剛接框架平面內(nèi)于剛接框架平面內(nèi) （3 3）梁翼緣與柱翼緣應(yīng)采用全熔透坡口焊縫）梁翼緣與柱翼緣應(yīng)采用全熔透坡口焊縫 （5 5）當(dāng)梁翼緣的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的）當(dāng)梁翼緣的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70%70%時，時， 梁腹板與柱的連接

53、螺栓不得小于梁腹板與柱的連接螺栓不得小于二列二列；當(dāng)計(jì)算僅需一列時，；當(dāng)計(jì)算僅需一列時， 仍應(yīng)布置二列，且此時螺栓總數(shù)不得小于計(jì)算值的仍應(yīng)布置二列，且此時螺栓總數(shù)不得小于計(jì)算值的1.51.5倍倍 （4 4）柱在梁翼緣對應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置）柱在梁翼緣對應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋橫向加勁肋， 且加勁肋厚度不應(yīng)小于梁翼緣厚度且加勁肋厚度不應(yīng)小于梁翼緣厚度 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：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： 1 1）嚴(yán)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）嚴(yán)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

54、梁柱連接中的焊接缺陷 2 2）8 8度乙類建筑和度乙類建筑和9 9度時，應(yīng)檢驗(yàn)梁翼緣處全焊透坡口焊縫度時，應(yīng)檢驗(yàn)梁翼緣處全焊透坡口焊縫V V形切口的沖擊形切口的沖擊 韌性，其沖擊韌性在韌性，其沖擊韌性在20C20C時不低于時不低于27J 27J 3 3）補(bǔ)充梁腹板與抗剪連接板之間的）補(bǔ)充梁腹板與抗剪連接板之間的 焊縫焊縫 圖圖 梁腹板補(bǔ)焊梁腹板補(bǔ)焊 4 4）采用梁端加蓋板和加腋，或梁柱采用全焊接方式來加強(qiáng)連接的強(qiáng)度）采用梁端加蓋板和加腋，或梁柱采用全焊接方式來加強(qiáng)連接的強(qiáng)度 圖圖 梁柱連接的加強(qiáng)梁柱連接的加強(qiáng) 5 5）利用節(jié)點(diǎn)域的塑性變形能力，為此節(jié)點(diǎn)域可先設(shè)計(jì)成先于梁端屈服，）利用節(jié)點(diǎn)域的塑

55、性變形能力，為此節(jié)點(diǎn)域可先設(shè)計(jì)成先于梁端屈服， 但仍需滿足有關(guān)公式的要求但仍需滿足有關(guān)公式的要求 6 6）利用）利用“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震概念，將梁端附近截面局部削弱的抗震概念，將梁端附近截面局部削弱 梁端狗骨式設(shè)計(jì)梁端狗骨式設(shè)計(jì) 具有優(yōu)越的抗震性能，可將框架的屈服控制具有優(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個圓形切個圓形切口，切口與圓形平行并磨光口，切口與圓形平行并磨光設(shè)計(jì)制作時：設(shè)計(jì)制作時：a. a. 月牙形切削的切削面應(yīng)刨光月牙形切削的切削面應(yīng)刨光b. b. 起點(diǎn)可距梁端約起點(diǎn)可距梁端約150150mmmmc.

56、 c. 切削后梁翼緣最小截面積切削后梁翼緣最小截面積不宜大于原截面積的不宜大于原截面積的90%90%應(yīng)能承受按彈性設(shè)計(jì)的多遇地震下的組合內(nèi)力應(yīng)能承受按彈性設(shè)計(jì)的多遇地震下的組合內(nèi)力150150 為進(jìn)一步提高梁端的變形延性，根據(jù)梁端附近的彎矩分布，對梁端為進(jìn)一步提高梁端的變形延性，根據(jù)梁端附近的彎矩分布，對梁端截面削弱進(jìn)行更細(xì)致的設(shè)計(jì)截面削弱進(jìn)行更細(xì)致的設(shè)計(jì)使得梁在一個較長的區(qū)段（同步塑性區(qū)）使得梁在一個較長的區(qū)段（同步塑性區(qū)）能同步地進(jìn)行塑性耗能能同步地進(jìn)行塑性耗能 同步塑性設(shè)計(jì)：同步塑性設(shè)計(jì)：建議梁的同步塑性區(qū)建議梁的同步塑性區(qū)L L3 3的長度取為梁高的一半的長度取為梁高的一半使梁的同步塑

57、性區(qū)各截面的塑性抗彎承載力比彎矩設(shè)計(jì)值同等地低使梁的同步塑性區(qū)各截面的塑性抗彎承載力比彎矩設(shè)計(jì)值同等地低5%-10%5%-10%在同步塑性區(qū)兩端各有一個在同步塑性區(qū)兩端各有一個L L2 2L L4 4100mm100mm左右光滑左右光滑 過渡區(qū)，過渡區(qū)離柱表面過渡區(qū)，過渡區(qū)離柱表面L L1 150-100mm50-100mm以避開熱影響區(qū)以避開熱影響區(qū)二、中心支撐框架抗震構(gòu)造措施二、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 地震作用方向是任意的，且為反復(fù)作用地震作用方向是任意的，且為反復(fù)作用 中心支撐采用只能受拉的斜桿體系時中心支撐采用只能受拉的斜桿體系時兩組

58、斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不得大于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10%10% 應(yīng)同時設(shè)置應(yīng)同時設(shè)置兩組不同傾斜方向的斜桿兩組不同傾斜方向的斜桿2. 2. 受壓支撐桿件的要求受壓支撐桿件的要求 地震作用下，支撐桿件可能會經(jīng)歷反復(fù)的壓曲拉直作用地震作用下，支撐桿件可能會經(jīng)歷反復(fù)的壓曲拉直作用支撐桿件不宜采用焊接截面，應(yīng)盡量采用支撐桿件不宜采用焊接截面，應(yīng)盡量采用軋制型鋼軋制型鋼 若采用焊接若采用焊接H H型截面作支撐構(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 為限值為限值支撐

59、壓曲支撐壓曲造成的支撐板件的局部屈曲對支撐承載力及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，對支撐板件的耗能能力的影響，對支撐板件的寬厚比寬厚比需限值更嚴(yán)，應(yīng)不大于下需限值更嚴(yán)，應(yīng)不大于下表規(guī)定的限值：表規(guī)定的限值： 鋼結(jié)構(gòu)中心支撐板件寬厚比限值鋼結(jié)構(gòu)中心支撐板件寬厚比限值 板件名稱板件名稱不超過不超過12層層超過超過12層層7度度8度度9度度6度度7度度8度度9度度翼緣外伸部分翼緣外伸部分工字型截面腹板工字型截面腹板箱型截面腹板箱型截面腹板1333311130289272592523823218232172119圓管外徑與壁厚比圓管外徑與壁厚比42404038注：表列數(shù)值適用于注

60、：表列數(shù)值適用于Q235Q235鋼，采用其他牌號鋼材應(yīng)乘以鋼，采用其他牌號鋼材應(yīng)乘以yf235 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件的桿件的長細(xì)比長細(xì)比不宜大于下表的限值：不宜大于下表的限值： 鋼結(jié)構(gòu)中心支撐板件長細(xì)比限值鋼結(jié)構(gòu)中心支撐板件長細(xì)比限值 類型類型6、7度度8度度9度度不超過不超過12層層按壓桿設(shè)計(jì)按壓桿設(shè)計(jì)150120120按拉桿設(shè)計(jì)按拉桿設(shè)計(jì)200150150超過超過12層層1209060 此外，當(dāng)支撐為填板連接的雙肢組合構(gòu)件時，肢件在填板間此外，當(dāng)支撐為填板連接的雙肢組合構(gòu)件時，肢件在填板間的長細(xì)比不應(yīng)大于構(gòu)件最大長細(xì)比