鋼結(jié)構(gòu)抗震課件

7鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)7.1震害現(xiàn)象及其分析7.2鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)7.3多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)7.4多層鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震設(shè)計(jì)7.5網(wǎng)架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)7鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)7.1震害現(xiàn)象及其分析7.1震害現(xiàn)象及其分析多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震中的破壞形式有三種：1)節(jié)點(diǎn)連接破壞；2)構(gòu)件破壞；3)結(jié)構(gòu)倒塌。1、節(jié)點(diǎn)破壞圓鋼支撐連接的破壞7.1震害現(xiàn)象及其分析多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震中的破壞形式有三2、構(gòu)件破壞支撐的壓曲柱的局部失穩(wěn)鋼柱地震脆斷實(shí)例（圖下中間所示為硬幣，以示斷縫大?。?、結(jié)構(gòu)倒塌2、構(gòu)件破壞支撐的壓曲柱的局部失穩(wěn)鋼柱地震脆斷實(shí)例3、結(jié)7.3多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)7.3.1鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)類型1、框架體系(節(jié)點(diǎn)剛接)2、框架-支撐體系中心支撐體系偏心支撐體系－延性更好易壓曲首先屈服7.3多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)7.3.1鋼結(jié)3、框架-抗震墻板體系帶豎縫的鋼筋混凝土抗震墻板3、框架-抗震墻板體系帶豎縫的鋼筋混凝土抗震墻板4、筒體體系筒體體系密柱深梁－外筒內(nèi)框架-梁柱鉸接外框筒上增設(shè)交叉支撐-受剪剪力滯后4、筒體體系筒體體系密柱深梁－外筒內(nèi)框架-梁柱鉸接外框筒5、巨型框架體系巨型框架結(jié)構(gòu)型式(a)桁架型；(b)斜格型；(c)框筒型5、巨型框架體系巨型框架結(jié)構(gòu)型式7.3.2多高層鋼結(jié)構(gòu)的布置原則結(jié)構(gòu)平面布置：簡單、規(guī)則、對稱；結(jié)構(gòu)豎向布置：規(guī)則、質(zhì)量與剛度沿豎向分布均勻連續(xù)；7.3.2多高層鋼結(jié)構(gòu)的布置原則結(jié)構(gòu)平面布置：簡單鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋：1宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板或鋼筋混凝土樓板，并應(yīng)與鋼梁有可靠連接。

2對6、7度時(shí)不超過50m的鋼結(jié)構(gòu)，尚可采用裝配整體式鋼筋混凝土樓板，也可采用裝配式樓板或其他輕型樓蓋；但應(yīng)將樓板預(yù)埋件與鋼梁焊接，或采取其他保證樓蓋整體性的措施。

3對轉(zhuǎn)換層樓蓋或樓板有大洞口等情況，必要時(shí)可設(shè)置水平支撐。鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋：1宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板或鋼筋7.3.3地震作用計(jì)算1、計(jì)算模型一般可假定樓板在自身平面內(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，宜采用樓板平面內(nèi)的實(shí)際剛度進(jìn)行計(jì)算。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。2、阻尼比的取值鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的阻尼比宜符合下列規(guī)定：

1多遇地震下的計(jì)算，高度不大于50m時(shí)可取0.04；高度大于50m且小于200m時(shí)，可取0.03；高度不小于200m時(shí)，宜取0.02。

2當(dāng)偏心支撐框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50％時(shí)，其阻尼比可比本條1款相應(yīng)增加0.005。

3在罕遇地震下的彈塑性分析，阻尼比可取0.05。7.3.3地震作用計(jì)算1、計(jì)算模型一般可假定樓板在自身平3、地震作用的計(jì)算方法在低于12層高層鋼結(jié)構(gòu)初步估算中，采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用的計(jì)算公式其中，T1可按下式之一估算：高于12層的用振型分解反應(yīng)譜法。3、地震作用的計(jì)算方法在低于12層高層鋼結(jié)構(gòu)初步估算中，采用《抗震規(guī)范》規(guī)定：在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，應(yīng)考慮P-⊿效應(yīng)：－多遇地震作用下樓層層間位移；－樓層層高；－計(jì)算樓層以上全部豎向荷載之和；－計(jì)算樓層以上全部多遇水平地震作用之和。

4、結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析中的二階效應(yīng)P－△效應(yīng)：重力荷載與側(cè)向變形的乘積形成重力附加彎矩。進(jìn)行二階效應(yīng)的彈性分析時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的有關(guān)規(guī)定，在每層柱頂附加假想水平力?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定：在水平地震作用下，如果樓層側(cè)移滿足下式，應(yīng)《高鋼規(guī)》JGJ99-98《高鋼規(guī)》JGJ99-98滿足“強(qiáng)柱弱梁”的抗震設(shè)計(jì)原則滿足“強(qiáng)柱弱梁”的抗震設(shè)計(jì)原則鋼結(jié)構(gòu)抗震課件鋼結(jié)構(gòu)抗震課件鋼結(jié)構(gòu)抗震課件鋼結(jié)構(gòu)抗震課件7.3.4地震作用下內(nèi)力和變形驗(yàn)算1、多遇地震作用下的彈性分析內(nèi)力和位移計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮梁、柱彎曲變形和柱的軸向變形。宜考慮梁柱的剪切變形。還應(yīng)考慮梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪切變形對側(cè)移的影響。一般高層鋼結(jié)構(gòu)房屋可不考慮風(fēng)荷載及豎向地震作用，高度大于60m須考慮風(fēng)荷載，9度區(qū)尚須考慮地震作用。2、罕遇地震作用下的彈塑性分析應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析，計(jì)算薄弱樓層的彈塑性變形。驗(yàn)算方法：對規(guī)則結(jié)構(gòu)，可采用彎剪層間模型或平面桿系模型，對不規(guī)則結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)的空間結(jié)構(gòu)模型。7.3.4地震作用下內(nèi)力和變形驗(yàn)算1、多遇地震作用下3、側(cè)移控制在多遇地震下，鋼結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移標(biāo)難值應(yīng)不超過層高的1/250。結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件的最大側(cè)移不得超過質(zhì)心側(cè)移的1.3倍。在罕遇地震下，鋼結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移不應(yīng)超過層高的1/50。同時(shí)結(jié)構(gòu)層間側(cè)移的延性比對于純框架、偏心支撐框架、中心支撐框架、有混凝土抗震墻的鋼框架應(yīng)分別大于3.5，3.0，2.5和2.0。3、側(cè)移控制在多遇地震下，鋼結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移標(biāo)難值應(yīng)不超過層延性比：延性比即為彈塑性位移增大系數(shù)。延性是指材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)在初始強(qiáng)度沒有明顯退化的情況下的非彈性變形能力。延性比主要分為三個(gè)層面，即截面的延性比、構(gòu)件的延性比和結(jié)構(gòu)的延性比。結(jié)構(gòu)的延性比通常是指達(dá)到極限時(shí)頂點(diǎn)位移與屈服時(shí)頂點(diǎn)位移的比值?？梢酝ㄟ^繪制水平荷載-頂層水平位移（P-DELTA）、水平荷載-層間位移等曲線求出。

延性比：延性比即為彈塑性位移增大系數(shù)。延性是指材料、構(gòu)件、7.4.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)抗震承載力驗(yàn)算7.4.5.1框架柱抗震驗(yàn)算包括截面強(qiáng)度驗(yàn)算、平面內(nèi)外的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。截面強(qiáng)度平面內(nèi)整體穩(wěn)定性平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算7.4.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)抗震承載力驗(yàn)算7.4.5.17.4.3.2框架梁抗震驗(yàn)算包括截面強(qiáng)度驗(yàn)算、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。受彎承載力驗(yàn)算抗剪承載力驗(yàn)算框架梁端部截面的抗剪承載力整體穩(wěn)定性驗(yàn)算7.4.3.2框架梁抗震驗(yàn)算受彎承載力驗(yàn)算抗剪承載力6.4.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接抗震承載力驗(yàn)算強(qiáng)連接，弱構(gòu)件1.梁、柱連接的極限承載力驗(yàn)算2.支撐與框架的連接及支撐拼接的極限承載力驗(yàn)算3.梁、柱構(gòu)件拼接處的極限承載力驗(yàn)算4.梁柱構(gòu)件有軸力時(shí)的全截面受彎承載力計(jì)算5.焊縫的極限承載力