2023-建筑講解課件講解

2023建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)抗震CONTENTS目錄01鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能02鋼結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)03鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能任務(wù)

一

：（一）概述鋼結(jié)構(gòu)建筑具有建設(shè)速度快、工業(yè)化程度比較高、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好、抗震性能相比較其他建筑材料比較優(yōu)越，所以能夠廣泛地應(yīng)用于建筑的各個(gè)領(lǐng)域，有著得天獨(dú)厚的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。（二）特點(diǎn)1、相同規(guī)模情況下，鋼結(jié)構(gòu)的自重更輕，在地震瞬間，接收到的地震能量更?。?、鋼結(jié)構(gòu)有很好的延性，各桿件瞬間變形容易自行協(xié)調(diào)；3、鋼桿件材質(zhì)各向同性、勻質(zhì)，柔韌，能承受地震瞬間反復(fù)作用而不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞；喪失穩(wěn)定有較明顯的時(shí)間段，有利于逃生；4、鋼材塑性變形能強(qiáng)，能消耗地震能量，鋼材出現(xiàn)塑性變形時(shí)仍有較好的抗力。（三）提高抗震性能的措施為了提升鋼結(jié)構(gòu)延性，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析和選擇，尋找到適合屈服水準(zhǔn)和延性要求的指標(biāo)之后，才是不斷完善抗震措施的有效手段，只要能夠保證鋼結(jié)構(gòu)確實(shí)具有，建筑所需的延性能力，才能保證鋼結(jié)構(gòu)在不同的震級(jí)中可能實(shí)現(xiàn)的抗震設(shè)防目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的抗震措施，可以通過以兩個(gè)方面內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)：通過強(qiáng)柱弱梁，來(lái)提升抗震能力通過強(qiáng)剪弱彎，來(lái)提升抗震能力鋼結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)任務(wù)

二：（一）抗震設(shè)計(jì)基本要求1、確定抗震等級(jí)（抗震設(shè)防類列、設(shè)計(jì)地震分組、場(chǎng)地類別；地震作用計(jì)算（重力荷載代表值、地震影響系數(shù)）；進(jìn)行各工況下內(nèi)力組合。結(jié)構(gòu)整體計(jì)算主要控制的六個(gè)比值：周期比、軸壓比、剪重比、剛度比、位移比、剛重比。2、地震基本要求：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)剪弱彎。3、框架梁柱構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)符合抗震規(guī)定。另外還需滿足結(jié)構(gòu)的剛度變形及舒適度要求。4、驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)域的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和屈服條件。（二）構(gòu)件設(shè)計(jì)基本要求構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇。比較常用的是Q235和Q345。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。經(jīng)濟(jì)考慮也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí)可選擇Q345；穩(wěn)定控制時(shí)宜使用Q235。（三）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)基本要求1、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)符合強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的原則。2、多層框架常用節(jié)點(diǎn)形式：剛接節(jié)點(diǎn)(栓焊連接、焊接連接)、鉸接節(jié)(高強(qiáng)螺栓摩擦型連接)。3、高強(qiáng)螺栓常用8.8s和10.9s級(jí)螺栓。（四）概念設(shè)計(jì)完整的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、構(gòu)造措施。三方面缺一不可，忽略任何一部分，都可能使抗震設(shè)計(jì)失效。主要原則有：保證結(jié)構(gòu)的完整性，提高結(jié)構(gòu)延性，設(shè)置多道結(jié)構(gòu)防線。（四）概念設(shè)計(jì)1優(yōu)先采用延性好的結(jié)構(gòu)方案多層鋼結(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。當(dāng)采用部分剛架框架時(shí)，結(jié)構(gòu)外圍周邊框架應(yīng)采用剛接框架。高層鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用全剛接框架。當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度不夠時(shí)，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)（8度和9度區(qū)），宜采用偏心支撐框架和鋼框筒結(jié)構(gòu)（四）概念設(shè)計(jì)2多道防線要求芯筒（剪力墻）第一道防線；鋼框架為第二道防線。3強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件要求保證節(jié)點(diǎn)不先于構(gòu)件破壞應(yīng)進(jìn)行“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”原則下的極限承載力驗(yàn)算。鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算任務(wù)

三：（一）計(jì)算模型確定多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型時(shí)，應(yīng)注意:1)進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)地震作用下的內(nèi)力與位移分析時(shí)，一般可假定樓板在自身平面內(nèi)為絕對(duì)剛性。對(duì)整體性較差、開孔面積大、有較長(zhǎng)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。2)進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)多遇地震作用下的反應(yīng)分析時(shí)，可考慮現(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。此時(shí)樓板可作為梁翼緣的一部來(lái)計(jì)算梁的彈性截面特性。（一）計(jì)算模型3)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。當(dāng)結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、且不計(jì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，可采用平面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型;當(dāng)結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復(fù)雜，無(wú)法劃分平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)，以及為筒體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。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)考慮梁柱的彎曲變形和剪切變形，尚應(yīng)考慮柱的軸向變形。一般可不考慮梁的軸向變形，但當(dāng)梁同時(shí)作為腰桁架或桁架的弦桿時(shí)，則應(yīng)考慮軸力的影響。（一）計(jì)算模型5)柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接，但可按兩端鉸接計(jì)算。偏心支撐中的偏心梁段應(yīng)取為單獨(dú)單元。6)應(yīng)計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形對(duì)多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)位移的影響。

（二）地震作用多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比較小，按反應(yīng)譜法計(jì)算多遇地震下的地震作用時(shí)，高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.02，多層(不超過9層)鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.035。但計(jì)算罕遇地震下的地震作用時(shí)，應(yīng)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0.05。（三）計(jì)算有關(guān)要求進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意滿足下列設(shè)計(jì)要求:1)進(jìn)行多遇地震下抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架一支撐(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25%。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P-△效應(yīng)。式中：δ—多遇地震作用下樓層層間位移;h—樓層層高;∑P—計(jì)算樓層以上全部豎向荷載之和;∑V一計(jì)算樓層以上全部多遇水平地震作用之和。（三）計(jì)算有關(guān)要求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(duì)地基的作用時(shí)，可采用底部剪力法計(jì)算作用于