第十章高層鋼框架設(shè)計(jì)14課件講解

第十章高層鋼框架設(shè)計(jì)主要內(nèi)容第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置一、高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)（1）自重輕以中等高度的高層結(jié)構(gòu)為例，采用鋼結(jié)構(gòu)承重骨架，可比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)減輕自重1/3以上，因而可顯著減輕結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的豎向荷載與地震作用。（2）抗震性能良好由于鋼材良好的彈塑性性能，可使承重骨架及節(jié)點(diǎn)等在地震作用下具有良好的延性及耐震效果。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（3）能更充分地利用建筑空間與同類鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)相比，由于柱網(wǎng)尺寸可適當(dāng)加大及承重柱截面尺寸較小，因而可相應(yīng)增加建筑使用面積2％～4％。此外，由于可采用組合樓蓋并利用鋼梁腹板穿孔設(shè)置管線，還可適當(dāng)降低建筑層高。由于設(shè)計(jì)柱網(wǎng)尺寸的選擇幅度較大，更有利于滿足建筑功能的空間劃分。（4）建造速度快由于可以在工廠制造構(gòu)件，并采用高強(qiáng)度螺栓與焊接連接以及組合樓板等配套技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工，與同類鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)相比，一般可縮短建設(shè)用期1/4～1/3。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置表10-1鋼與混凝土和組合結(jié)構(gòu)體系的比較指標(biāo)鋼框支撐體系混凝土剪力墻－框筒體系鋼混組合框筒體系結(jié)構(gòu)鋼材（kg/m2）102.620.0053.75樓板混凝土（m3/m2）0.10.260.1混凝土柱和墻（m3/m2）0.000.150.09鋼筋（kg/m2）2.9351.3119.54模板（m2/m2）1.02.00.50鋼樓板（m2/m2）1.00.001.0防火（m2/m2）0.90.000.6工期（a）121.25墻皮金屬/玻璃混凝土或石混凝土或石第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（5）防火性能差不加耐火防護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其平均耐火時(shí)限約為15min，明顯低于鋼筋混凝土構(gòu)件。故當(dāng)有防火要求時(shí)，鋼構(gòu)件表面必須用專門的耐火涂層防護(hù)，以滿足《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045－95）的要求。2、結(jié)構(gòu)荷載的特點(diǎn)（1）水平荷載是設(shè)計(jì)控制荷載。與其他高層結(jié)構(gòu)一樣，由于建筑高度顯著增加，風(fēng)荷載或地震作用等水平荷載成為設(shè)計(jì)高層鋼結(jié)構(gòu)的控制性荷載，從而對(duì)結(jié)構(gòu)材料用量也有著極大的影響。隨建筑高度增加，結(jié)構(gòu)材料用量增加幅度變化可參見(jiàn)圖10-1。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（2）風(fēng)荷載和地震作用雖然都是控制水平荷載，但由于兩者性質(zhì)不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意其各自的特性與計(jì)算要求：①風(fēng)荷載是直接施加于建筑物表面的風(fēng)壓，其值和建筑物的體型、高度以及地形地貌有關(guān)。而地震作用卻是地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng)迫使上部結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生并作用于自身的慣性力，故其作用力與建筑物的質(zhì)量、自振特性、場(chǎng)地土條件等有關(guān)。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置②高層鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性建筑，自振周期較長(zhǎng)，易與風(fēng)載波動(dòng)中的短周期成分產(chǎn)生共振，因而風(fēng)載對(duì)高層建筑有一定的動(dòng)力作用。但可僅在風(fēng)載中引入風(fēng)振系數(shù)后，仍按靜載處理來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。而地震作用的波動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)影響很大，必須按考慮動(dòng)力效應(yīng)的方法計(jì)算。③風(fēng)載作用時(shí)間長(zhǎng)、頻率高，因此，在風(fēng)載作用下，要求結(jié)構(gòu)處于彈性階段，不允許出現(xiàn)較大的變形。而地震作用發(fā)生的幾率很小，持續(xù)時(shí)間很短。因此，對(duì)抗震設(shè)計(jì)允許結(jié)構(gòu)有較大的變形，允許某些結(jié)構(gòu)部位進(jìn)入塑性狀態(tài)，從而使周期加長(zhǎng)，阻尼加大，以吸收能量，達(dá)到“小震不壞，大震不倒。”第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）要求更加注意對(duì)變形的控制，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度往往是主要的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。除了滿足強(qiáng)度可靠的要求外，還應(yīng)更加注意按使用（如舒適度）要求的頂點(diǎn)位移限值及按保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)不致嚴(yán)重?fù)p壞的層間位移限值；必要時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)物在局部變形狀態(tài)下的位移限值。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（2）要求采用更加準(zhǔn)確與完善的設(shè)計(jì)方法。由于高層建筑的重要性及力學(xué)特征，為了較準(zhǔn)確地判明其承載能力及適應(yīng)變形能力，需采用較完善的設(shè)計(jì)方法。如其體型較特殊時(shí)，需進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)以確定其風(fēng)荷載值。對(duì)抗震設(shè)防要求較高的高層結(jié)構(gòu)需采用直接動(dòng)力分析方法進(jìn)行抗震計(jì)算分析，以便從強(qiáng)度、剛度和延性等3個(gè)方面來(lái)判別高層結(jié)構(gòu)的各部位是否安全。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置4、結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)根據(jù)高層結(jié)構(gòu)的荷載特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)體系必須包括兩個(gè)抗力系統(tǒng)，即抗重力系統(tǒng)和抗水平側(cè)力系統(tǒng)。后者可按結(jié)構(gòu)高度、建筑形式及水平荷載大小等分別選用框架、框架－抗剪結(jié)構(gòu)(支撐、抗剪墻、筒體等)各類結(jié)構(gòu)體系。其中剪力墻或筒體亦可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)．其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果更為良好。為了可靠地協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體工作，在構(gòu)造上需設(shè)置各樓層的水平剛性樓板（一般為壓型鋼板與現(xiàn)澆混凝土的組合樓板）以及帽帶、腰帶水平桁架。在柱的下段需將其可靠且方便地嵌固于地下室或箱基墻中，通常將地下部分及地上若干層做成型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（也稱SRC結(jié)構(gòu)）。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置二、高層鋼結(jié)構(gòu)種類高層鋼結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)體系、框架一抗剪桁架結(jié)構(gòu)體系、半筒體結(jié)構(gòu)體系、外框筒結(jié)構(gòu)體系、成束筒結(jié)構(gòu)體系和巨型桁架外筒結(jié)構(gòu)體系等。1、框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系是由梁、柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)的剛性構(gòu)造連接而成的多個(gè)平面剛接框架結(jié)構(gòu)組成的建筑結(jié)構(gòu)體系。它包括各層樓蓋平面內(nèi)的梁格系統(tǒng)和各豎直平面內(nèi)的粱、柱組成的平面剛接框架體系。結(jié)構(gòu)體系的整體性取決于各柱和梁的剛度、強(qiáng)度以及節(jié)點(diǎn)剛接構(gòu)造的可靠性。層數(shù)、層高和柱距是決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置下圖表示剛接框架體系的幾種平面形式。剛接框架結(jié)構(gòu)體系對(duì)于30層左右的樓房是較為合適的。超過(guò)30層后，這種體系的剛度不易滿足要求。在風(fēng)荷載和地震荷載等水平力作用下，暴露明顯的缺陷，常需采用剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)來(lái)加強(qiáng)剛接框架而另成別的體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的最大優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能適用于各類性質(zhì)的建筑；其缺點(diǎn)是側(cè)向剛度較差，在大風(fēng)或中等地震荷載作用下，層間位移較大，會(huì)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)部件破壞。我國(guó)上海新建的金山港飯店和金沙江大酒店，均采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置框架結(jié)構(gòu)體系的平面形式（a）雙向十字交叉框架；（b）踏步式平行內(nèi)柱的平行框架；（c）平行的橫向框架；（d）曲線網(wǎng)格上的橫向框架；（e）圓弧包絡(luò)的徑向框架；（f）雙軸平行雙向框架；（g）徑向網(wǎng)格上的橫向框架第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置剛接框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的承載能力決定于梁、柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在這方面的受力情況與其他結(jié)構(gòu)體系的情況基本相同。水平荷載的作用是剛接框架結(jié)構(gòu)不能用于層數(shù)過(guò)高的樓房的決定件因素。下圖表示平面框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的水平位移，它包括兩部分，一部分是豎向構(gòu)件（柱）承受軸向壓力或拉力引起的水平位移，另一部分為各層梁、柱在剪力作用下引起的水平位移，后者可能占總水平位移的80％左右。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置框架結(jié)構(gòu)的水平位移（a）平面框架在水平荷載作用下的位移（虛線）；（b）豎向構(gòu)件（柱）承受軸向力引起的位移；（c）各層梁、柱在水平剪力作用下引起的位移第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置2、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系高樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一是控制樓房頂點(diǎn)的側(cè)移（水平位移）在一定的限度以內(nèi)，而剛接框架結(jié)構(gòu)到達(dá)一定高度后，難以承受在水平荷載作用下的水平剪力。采用剪力墻來(lái)承受水平剪力是行之有效的結(jié)構(gòu)措施。所謂剪力墻，不—定都是指鋼筋混凝土墻體，在鋼結(jié)構(gòu)中也常用鋼支撐（交叉支撐或斜型腹桿)把部分框架組成堅(jiān)強(qiáng)的豎直桁架以代替笨重的鋼筋混凝土墻體。如圖所示的幾種型式，即能有效地提高結(jié)構(gòu)體系的抗剪剛度而大大減少水平位移。這種結(jié)構(gòu)型式一般稱之為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置圖10-4框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系（a）實(shí)體式剪力墻；（b）、（c）由交叉支撐組成的桁架式剪力墻第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置剛接框架在水平荷載作用下的自由位移見(jiàn)下圖所示，而剪力墻結(jié)構(gòu)的自由位移見(jiàn)下圖所示，兩者的基點(diǎn)位移畫(huà)在同一坐標(biāo)圖上，并將兩者共同工作時(shí)的位移曲線也表示出來(lái)則可見(jiàn)下圖。當(dāng)剛接框架和剪力墻共同工作而成為框架－剪力墻體系時(shí)，框架主要作為承受豎向荷載的結(jié)構(gòu)，也承受一部分水平荷載（一般占15％～20％）。大部分水平荷載由剪力墻承受。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置圖10-5框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系（a）剛接框架的自由位移；（b）剪力墻結(jié)構(gòu)的自由位移；（c）兩種自由位移的合成；（d）框架－剪力墻體系的共同位移；（e）剛接框架與剪力墻之間的內(nèi)部作用力分布第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置除典型的框架－剪力墻體系外，把整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中的某幾榀框架完全做成剪力墻而具有很大的側(cè)向抗剪剛度，其他大部分仍保持剛接框架的形式，兩者雖不在同一豎直平面內(nèi)，由于各層樓蓋都具有巨大的水平平面剛度（用預(yù)制樓板而剛度不足時(shí)，可采用一些構(gòu)造措施），把所有的框架和剪力墻聯(lián)結(jié)在一起共同抵抗水平荷載。這樣可以多功能地靈活地進(jìn)行建筑布置，在某些地點(diǎn)設(shè)置強(qiáng)大的剪力墻不影響建筑使用，但對(duì)增加結(jié)構(gòu)體系的剛度和承載能力卻有顯著的效果。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系用于40層左右的高樓比較合適，高于40層的建筑物在采用這一體系時(shí)，應(yīng)采用一些加強(qiáng)和改進(jìn)的措施。在樓高度適當(dāng)位置上加設(shè)一道或幾道水平的層桁架（即將上下兩層的樓面大梁用交叉支撐或斜腹桿和柱組成一道水平桁架）。由于層桁架有較大的剛度，當(dāng)剪力墻產(chǎn)生側(cè)移而旋轉(zhuǎn)時(shí)能起阻止和約束作用。樓層頂端設(shè)置的水平層桁架第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置

3、外筒式結(jié)構(gòu)體系當(dāng)樓房高度超過(guò)60層后，水平荷載作用的影響愈來(lái)愈嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)體系必須具有更強(qiáng)有力的承受水平荷載的有效部分。為此，宜把具有很大的平面幾何尺寸的外圈柱網(wǎng)組成能夠承受水平荷載的外筒體。在結(jié)構(gòu)平面上，除了外筒體以外，還有各層梁格和內(nèi)部承重柱，它們也常以框架的形式出現(xiàn)，但相比之下，它們的側(cè)向剛度很差，水平荷載不再由它們來(lái)承受。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置最簡(jiǎn)單的外筒體是采用密排的柱和各層樓蓋處的橫梁（或以窗下墻作為橫梁）剛接而成的密間距矩形網(wǎng)絡(luò)，四周成圈，形成一個(gè)懸臂筒（豎直方向）以承受水平荷載，豎直荷載則主要由內(nèi)部柱來(lái)承受。這種體系的建筑平面具有很大的多功能靈活性，外圈密排式空腹格網(wǎng)可直接作為安裝玻璃的窗框。這種結(jié)構(gòu)的外筒是由空腹格網(wǎng)組成的框架式結(jié)構(gòu)，故稱框架筒，其合適高度為80層左右。外筒式結(jié)構(gòu)體系第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置框架筒結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，仍存在一定的缺點(diǎn)，最簡(jiǎn)單而有效的方法是把剛性框架結(jié)構(gòu)（外筒）改為桁架式結(jié)構(gòu)，成為桁架式外筒結(jié)構(gòu)。這一改進(jìn)使外筒式結(jié)構(gòu)體系對(duì)很高的建筑物仍然有效（可達(dá)100層以上）。美國(guó)芝加哥的約翰.漢考克中心的桁架式外筒結(jié)構(gòu)，強(qiáng)大的交叉支撐外露于建筑物的立面上，該樓共100層，總高335m。桁架式外筒結(jié)構(gòu)第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置4、筒中筒結(jié)構(gòu)體系加強(qiáng)外筒式結(jié)構(gòu)體系的另一方法是在內(nèi)部設(shè)置強(qiáng)勁的剪力墻式的內(nèi)筒（核心筒），從而發(fā)展成筒中筒結(jié)構(gòu)體系。樓蓋結(jié)構(gòu)把外筒和內(nèi)筒聯(lián)合在一起而成一整體，共同承受水平荷載和豎直荷載（常不設(shè)其他內(nèi)柱）。筒中筒結(jié)構(gòu)體系的合適高度也可用到100層左右。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置5、筒束結(jié)構(gòu)體系筒式結(jié)構(gòu)的發(fā)展，從單筒到筒中筒，又進(jìn)而把許多個(gè)筒體排列成筒束結(jié)構(gòu)體系。筒束結(jié)構(gòu)在承受水平荷載引起的彎矩時(shí)，改善了剪力滯后現(xiàn)象引起的外筒式結(jié)構(gòu)中各柱內(nèi)力分布的不均勻性。美國(guó)芝加哥的西爾茲大樓是目前國(guó)際上采用筒束結(jié)構(gòu)的典型實(shí)例。筒束結(jié)構(gòu)體系的合適高度約為110～120層。如采用桁架式筒束結(jié)構(gòu)體系，有可能把有效高度提高到140層以上。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置6、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)體系高層組合結(jié)構(gòu)體系主要有以下兩種。（1）鋼外框架－鋼筋混凝土核心筒體系

此體系由鋼筋混凝土核心筒承受全部側(cè)向荷載，而鋼外框架只承受豎向荷載。因?yàn)殇摽蚣懿怀惺軅?cè)向荷載，所以既能更好地發(fā)揮高強(qiáng)鋼的效應(yīng)，又能簡(jiǎn)化鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造，一般只需作簡(jiǎn)單的連接即可。此外，鋼梁的跨度大，使建筑有較多的空間和使用面積。它的缺點(diǎn)是：核心筒布置不夠靈活，側(cè)向剛度不夠大，而且筒身墻也占據(jù)了一定空間。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置圖10-11鋼－鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)1-鋼筋混凝土核心筒；2-鋼外框架第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置這種結(jié)構(gòu)體系適合于20～40層的高層建筑，它在東歐和西歐采用較多；我國(guó)上海新建的靜安希爾頓飯店和瑞金賓館，都是屬于這一類體系。（2）鋼筋混凝土外框筒－鋼內(nèi)框架體系如圖所示，這種結(jié)構(gòu)體系內(nèi)鋼筋混疑土框筒承受全部側(cè)向荷載，而鋼內(nèi)框架僅承受豎向荷載，因此能更好地發(fā)揮高強(qiáng)鋼的效能，同時(shí)梁與柱可采用簡(jiǎn)單的連接。此外，混凝土的隔熱性能好，可降低冷熱負(fù)荷而節(jié)約能源。內(nèi)框架對(duì)電梯間等公用設(shè)施的布置也十分靈活，不像混凝土核心筒那樣，在設(shè)計(jì)中將受到某些條件的限制而較難處理。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置圖10-12鋼筋混凝土外筒組合結(jié)構(gòu)1-鋼內(nèi)框架；2-鋼筋混凝土外筒第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置此外，這種結(jié)構(gòu)體系的平面形狀可以變化，因?yàn)橥饪蛲灿休^大的抗扭剛度，故對(duì)其外形不要求完全對(duì)稱，如圖10-13所示。同時(shí)，內(nèi)框架系統(tǒng)因不承受側(cè)力，故其平面可以任意布置，這些將是建筑師所歡迎的。鋼筋混凝土外筒組合結(jié)構(gòu)不同平面第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置這種結(jié)構(gòu)體系適用于50～80層的高層建筑。除上述兩種組合結(jié)構(gòu)體系外，最后在此值得一提的還有日本高層建筑中頗具特色的一種結(jié)構(gòu)體系，它將地面以上1～3層采用勁性鋼筋混凝土梁和柱（即在鋼筋混凝土梁和柱內(nèi)埋入型鋼）作為過(guò)渡段，以增加結(jié)構(gòu)的剛度；3層以上則全是鋼結(jié)構(gòu)，以減輕自重和縮短施工周期。日本東京47層的京王廣場(chǎng)旅館和30層的太平洋東京旅館等均采用這種結(jié)構(gòu)體系。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置三、高層鋼結(jié)構(gòu)的布置1、結(jié)構(gòu)平面布置（1）建筑平面及體型宜簡(jiǎn)單規(guī)則。平面布置應(yīng)力求使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力中心與水平荷載合力中心重合，以減小結(jié)構(gòu)受扭轉(zhuǎn)的影響。建筑的開(kāi)間、進(jìn)深應(yīng)盡量統(tǒng)一，以減少構(gòu)件規(guī)格，利于制作和安裝。結(jié)構(gòu)平面布置不宜使鋼柱截面尺寸過(guò)大，鋼板厚度不宜超過(guò)100mm。（2）抗震設(shè)計(jì)的高層建筑，在結(jié)構(gòu)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)。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置①任一層的偏心率大于0.15。②結(jié)構(gòu)平面形狀有凹角，凹角缺少部分在兩個(gè)方向的長(zhǎng)度，都超過(guò)各自方向建筑物尺寸的25％。③樓面不連續(xù)或剛度突變，包括開(kāi)洞面積超過(guò)該層總面積的50％。④抗側(cè)力構(gòu)件既不平行于又不對(duì)稱于抗側(cè)力體系的兩個(gè)互相垂直的主軸。（3）高層建筑宜選用風(fēng)壓較小的平面形狀，并應(yīng)考慮鄰近高層房屋對(duì)該房屋風(fēng)壓的影響，在體型上應(yīng)力求避免在風(fēng)作用下的橫向振動(dòng)。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（4）建筑物平面宜優(yōu)先采用方形、圓形、矩形及其他對(duì)稱平面?？拐鹪O(shè)計(jì)的常用建筑平面和尺寸關(guān)系見(jiàn)圖所示。筒體結(jié)構(gòu)多采用正方形、圓形、正多邊形，當(dāng)框筒結(jié)構(gòu)采用矩形平面時(shí)，其長(zhǎng)寬比不宜大于1.5：1。抗震建筑平面第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（5）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置防震縫。體型復(fù)雜的建筑應(yīng)符合實(shí)際結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，進(jìn)行較精確的抗震分析，估計(jì)其局部的應(yīng)力和變形集中及扭轉(zhuǎn)影響，判明其易損部位，采取措施提高抗震能力。

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)可不設(shè)伸縮縫。當(dāng)高層部分與裙房間不設(shè)沉降縫時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)整體沉降驗(yàn)算，并采取必要措施減輕差異沉降造成的影響，在施工中宜預(yù)留后澆帶，連接部位還應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（6）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的平面布置宜設(shè)置中心結(jié)構(gòu)核心，將樓梯、電梯、管道等設(shè)置其中。對(duì)于抗震設(shè)防烈度7度和7度以上地區(qū)的建筑，在結(jié)構(gòu)單元的端部角區(qū)或凹角部位，不宜設(shè)置樓梯、電梯間，必須設(shè)置時(shí)應(yīng)采取加強(qiáng)措施。2、結(jié)構(gòu)豎向布置（1）抗震設(shè)計(jì)的高層建筑，在結(jié)構(gòu)的豎向布置上具有下列情況之一者，為豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)。①樓層剛度小于其相鄰上層剛度的70％，且連續(xù)三層總的剛度降低超過(guò)50％。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置②相鄰樓層有效質(zhì)量之比超過(guò)1.5，但輕屋蓋與相鄰樓層的有效質(zhì)量之比除外。③立面收進(jìn)部分的尺寸比值為下列情況者：A.第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置B.當(dāng)收進(jìn)位于0.15H范圍內(nèi)時(shí)，④豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)。⑤任一樓層抗側(cè)力構(gòu)件總抗剪承載力，小于其相鄰上層的80％。（2）抗震設(shè)計(jì)的框架－支撐結(jié)構(gòu)中．支撐宜在豎向連續(xù)布置。除底部較高樓層、水平帽狀桁架和帶狀桁架所在樓層及頂部不規(guī)則樓層外，支撐的形式和布置在豎向宜一致。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置抗震高層建筑底層在布置大空間時(shí)，應(yīng)使核心筒上下連續(xù)，根據(jù)分析保留必要數(shù)量的支撐、剪力墻和柱，避免剛度突變。在設(shè)防烈度9度地區(qū)不應(yīng)采用大梁托柱的結(jié)構(gòu)形式。3、結(jié)構(gòu)布置的其他要求（1）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的樓板，必須有足夠的承載力、剛度和整體性。樓板宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力混凝土薄板加混凝土現(xiàn)澆層或一般現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板時(shí)，應(yīng)保證樓板與鋼梁的可靠連接。預(yù)制鋼筋混凝土樓板不得在設(shè)防烈度9度地區(qū)的建筑、高度超過(guò)50m的建筑以及轉(zhuǎn)換層樓蓋中采用。在其余情況采用時(shí)，必須保證樓板與鋼梁以及樓板之間的可靠連接，并加鋪鋼筋混凝土現(xiàn)澆層。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（2）對(duì)轉(zhuǎn)換層或設(shè)備、管道洞口較多的樓層，應(yīng)采用現(xiàn)澆多筋混凝土樓板，必要時(shí)可設(shè)水平剛性支撐。建筑物上部有較大天井時(shí)，可在井口的上下兩端樓層用水平桁架將天井開(kāi)口連接起來(lái)，或采取其他有效措施，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。（3）在設(shè)防烈度7度及7度以上地區(qū)的建筑中，各種幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)充分考慮主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反向位移時(shí)幕墻的隨動(dòng)性，使幕墻不增加主體結(jié)構(gòu)的剛度。（4）暴露在室外的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件．應(yīng)采取隔熱和防火措施，以減少溫度應(yīng)力的影響。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置四、高層鋼結(jié)構(gòu)的材料選用以《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98）（以下簡(jiǎn)稱《高鋼規(guī)程》)和《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(YB9082-97)(以下簡(jiǎn)稱《鋼骨規(guī)程》)的規(guī)定為例來(lái)說(shuō)明高層鋼結(jié)構(gòu)中的材料選用方法。（一）《高鋼規(guī)程》對(duì)鋼材材質(zhì)的要求1、鋼號(hào)的選用（1）宜用的鋼號(hào)Q235等級(jí)B、C、D的碳素結(jié)構(gòu)鋼，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700-88）；第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置Q345等級(jí)B、C、D、E的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB／T159l-94)。（2）不宜采用的鋼號(hào)

Q235的A級(jí)鋼不能用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，因A級(jí)鋼不要求任何沖擊試驗(yàn)值，并只在用戶有要求時(shí)才進(jìn)行冷彎試驗(yàn)，且不保證焊接要求的含碳量；

Q345的A級(jí)鋼不宜用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，因A級(jí)鋼不保證沖擊韌性要求；第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置

Q390(原15MnV)鋼及橋梁鋼(15MnVq)不宜于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，因15MnV及15MnVq的伸長(zhǎng)率為18％，不符合伸長(zhǎng)率應(yīng)大于20％的規(guī)定；

16Mnq鋼不能用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，因其伸長(zhǎng)率為19％，且在現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)難《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB／T1591-94)中未列入。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置2、主要承重結(jié)構(gòu)鋼材的力學(xué)性能保證項(xiàng)目（1）基本保證項(xiàng)目應(yīng)保證抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率、冷彎試驗(yàn)、沖擊韌性等5項(xiàng)力學(xué)性能。采用焊接連接的節(jié)點(diǎn)，鋼板厚度等于或大于50mm，并承受板厚方向的拉力時(shí)，應(yīng)附加板厚方向斷面收縮率的保證項(xiàng)目，并不得小于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《Z向性能鋼板》（GB/T5313-85）中Z15級(jí)規(guī)定的允許值。（2）抗震結(jié)構(gòu)鋼材的附加規(guī)定①?gòu)?qiáng)屈比，以便結(jié)構(gòu)在罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形后，構(gòu)件仍具有一定的強(qiáng)度儲(chǔ)備。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置②應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階，以使結(jié)構(gòu)在罕遇地震時(shí)，具有良好的塑性性能。③伸長(zhǎng)率，它反映鋼材能承受殘余變形量的程度及塑性變形的能力。④應(yīng)有良好的焊接性。焊接性是指能順利進(jìn)行焊接．不產(chǎn)生因鋼材原因引起的焊接缺陷，焊后保持材料的彈性性能。上述要求，對(duì)于符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的Q235的B、C、D級(jí)鋼，以及Q345的B、C、D、E級(jí)鋼均能符合要求。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置3、鋼材的化學(xué)成分保證項(xiàng)目在保證鋼材的力學(xué)性能的同時(shí)，還應(yīng)將碳、硫、磷等3項(xiàng)化學(xué)成分也作為保證項(xiàng)目，以使有良好的焊接性和使力學(xué)性能符合要求。4、外露結(jié)構(gòu)及低溫環(huán)境的鋼材外露承重結(jié)構(gòu)鋼材應(yīng)符合耐大氣腐蝕的要求。低溫環(huán)境下的承重結(jié)構(gòu)鋼材應(yīng)符合避免低溫冷脆的要求，根據(jù)計(jì)算溫度選用Q235的C、D級(jí)鋼和Q345的C、D、E級(jí)鋼。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（二）《鋼骨規(guī)程》對(duì)鋼材材質(zhì)的要求鋼骨規(guī)程對(duì)鋼材材質(zhì)要求基本上同《高鋼規(guī)程》的規(guī)定，但也有如下的補(bǔ)充規(guī)定和有差別的規(guī)定：1、采用國(guó)外鋼材時(shí)，鋼材的化學(xué)成分及其含量限值、力學(xué)性能、強(qiáng)屈比及焊接性等均應(yīng)符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；2、構(gòu)件上的鋼板厚度等于或大于36mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí)，附加板厚方向的斷面收縮率要求，其值不得小于Z15級(jí)規(guī)定的容許值。這一規(guī)定與《高鋼規(guī)程》的不同處在于后者的板厚下限為50mm，而上海市標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（DBJ08-32-92）為40mm，三者宜協(xié)調(diào)一致。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置（三）設(shè)計(jì)時(shí)考慮的其他因素高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材選用，除要考慮鋼材材質(zhì)符合《高鋼規(guī)程》及《鋼骨規(guī)程》規(guī)定的力學(xué)性能和化學(xué)成分外，還宜考慮下列情況。1、關(guān)于高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)用現(xiàn)行的《高鋼規(guī)程》推薦采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235和低合金鋼Q345。Q345鋼與日本廣泛應(yīng)用的SM490鋼及美國(guó)的ASTMA79／50級(jí)鋼的屈服強(qiáng)度值基本相同。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中的鋼柱和豎向支撐用鋼量很大，但這些構(gòu)件受長(zhǎng)細(xì)比影響，采用更高強(qiáng)度的鋼材經(jīng)濟(jì)效益不明顯。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，但由于各種鋼號(hào)的鋼材彈性模量幾乎相等，如采用更高強(qiáng)度的鋼材，有些構(gòu)件的截面尺寸要減小，使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度也相應(yīng)減小，而且鋼材的延性也會(huì)降低。美國(guó)加州規(guī)范規(guī)定屈服強(qiáng)度超過(guò)50ksi（350MPa)的鋼材，要經(jīng)過(guò)充分研究證明其性能符合要求后才能采用。因此，高強(qiáng)度鋼材在抗震高層鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，應(yīng)持慎重態(tài)度。2、對(duì)低溫環(huán)境和外露結(jié)構(gòu)要選用適宜的鋼材對(duì)于冬季計(jì)算溫度低于0℃的情況，應(yīng)考慮適應(yīng)負(fù)溫的鋼材等級(jí)。對(duì)外露結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜選用耐候鋼。第一節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的體系和布置3、慎用特厚鋼板對(duì)于大于100mm的特厚鋼板，由于國(guó)內(nèi)尚無(wú)鋼材材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，廠家也未生產(chǎn)，即使采用進(jìn)口鋼板，也仍需采用嚴(yán)格的焊接工藝措施。因此，現(xiàn)階段宜慎用這類特厚鋼板，也可采用調(diào)整柱距、結(jié)構(gòu)布置或改變結(jié)構(gòu)體系等方法，以使采用小于100mm的鋼板。4、對(duì)鋼梁宜優(yōu)先采用熱軋H型鋼目前國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)較多規(guī)格的熱軋H型鋼。在地震區(qū)的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，柱子常宜采用箱型截面柱，但鋼梁常采用H型截面和相應(yīng)的熱軋H型鋼，其質(zhì)量?jī)?yōu)于焊接H型鋼，價(jià)格也略低些。因此，對(duì)占用鋼量比例很大的鋼梁宜優(yōu)先采用熱軋H型鋼。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合一、豎向荷載1、高層鋼結(jié)構(gòu)的豎向荷載除按荷載規(guī)范有關(guān)條文選取外，特殊的使用空間應(yīng)考慮不同活荷載，如屋頂花園可取為4.0KN/m2。直升飛機(jī)平臺(tái)活荷載應(yīng)根據(jù)《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》以及其他有關(guān)規(guī)定采用。2、高層建筑中，活荷載值與永久荷載值相比是不大的，因此計(jì)算時(shí)，對(duì)樓層和屋面活荷載一般可不作最不利布置工況的選擇，而均采取滿布活荷載的計(jì)算圖形，以簡(jiǎn)化計(jì)算。但活荷載較大時(shí)，需將簡(jiǎn)化算得的框架梁的跨中彎矩計(jì)算值乘以系數(shù)1.1～1.2；梁端彎矩乘以系數(shù)1.05～1.1予以提高。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合3、當(dāng)計(jì)算側(cè)向水平荷載與豎向荷載共同作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，豎向荷載應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）的規(guī)定折減，但在抗震計(jì)算時(shí)另行考慮。4、施工中采用附墻塔、爬塔等對(duì)結(jié)構(gòu)受力有影響的起重機(jī)械或其他施工設(shè)備時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用根據(jù)具體情況驗(yàn)算施工荷載的影響。二、風(fēng)荷載1.作用在高層建筑任意高度處的風(fēng)荷載（KN/m2）應(yīng)按下式計(jì)算：第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合式中—任意高度處的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）；—高層建筑基本風(fēng)壓（KN/m2）；—風(fēng)載體型系數(shù)；—風(fēng)壓高度變化系數(shù)；—順風(fēng)向高度z處的風(fēng)振系數(shù)。2、用于高層建筑的基本風(fēng)壓值應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)規(guī)定的基本風(fēng)壓值乘以系數(shù)1.1采用。對(duì)于特別重要和有特殊要求的高層建筑則乘以系數(shù)1.2。

第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合3、風(fēng)壓高度變化系數(shù)的取值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用。4、高層建筑風(fēng)載體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用。①單個(gè)高層建筑的風(fēng)載體型系數(shù)可按特殊規(guī)定采用。②在城市新建高層建筑(其高度為H)，當(dāng)鄰近已有—些高層建筑(其高度為)且時(shí)，應(yīng)根據(jù)新舊高層建筑距離d的大小，考慮對(duì)高層建筑體型系數(shù)的增大影響即當(dāng)時(shí)增大系數(shù)取1.3；當(dāng)時(shí)增大系數(shù)取1.0；d為中間值時(shí)，增大系數(shù)按線性內(nèi)插法計(jì)算。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合對(duì)待別重要或不規(guī)則的高層建筑，增大系數(shù)宜按建筑群模擬風(fēng)洞試驗(yàn)確定。③周圍環(huán)境復(fù)雜、外形極不規(guī)則的高層建筑體型系數(shù)，亦應(yīng)按風(fēng)洞試驗(yàn)確定。④進(jìn)行墻面、墻面構(gòu)件、玻璃幕墻及其連接的局部驗(yàn)算時(shí)，對(duì)負(fù)壓區(qū)應(yīng)采用局部體型系數(shù)，此時(shí)不再采用上述②項(xiàng)的增大系數(shù)。5、沿高度為等截面的高層鋼結(jié)構(gòu)，順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)可按相關(guān)規(guī)定采用。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合6、當(dāng)高層建筑頂部有小體型的突出部分(如電梯井伸出屋頂，屋頂瞭望塔建筑等)時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮鞭梢效應(yīng)（在地震作用下，高層建筑或其他建筑物頂部細(xì)長(zhǎng)突出部分振幅劇烈增大的現(xiàn)象）。一般可根據(jù)上部小體型建筑作為獨(dú)立體時(shí)的自振周期Tu與下部主體建筑的自振周期T1的比例，分別按下列規(guī)定處理：①當(dāng)時(shí)，可簡(jiǎn)化假定主體建筑為等截面沿高度延伸至小體型建筑的頂部，風(fēng)振系數(shù)仍按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001（以下簡(jiǎn)稱《荷載規(guī)范》）的規(guī)定采用。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合②當(dāng)時(shí)，風(fēng)振系數(shù)應(yīng)按風(fēng)振理論參考《結(jié)構(gòu)風(fēng)壓和風(fēng)振計(jì)算》或《工程結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載理論及抗風(fēng)計(jì)算手冊(cè)》等計(jì)算。鞭梢效應(yīng)一般與上、下部質(zhì)量比，自振周期比以及承風(fēng)面積有關(guān)。研究表明在約大于1.5范圍內(nèi)，盲目增大上部結(jié)構(gòu)剛度反而起著相反效果，這一特點(diǎn)特別應(yīng)引起注意。另外，盲目減小上部承風(fēng)面積，在范圍內(nèi)其作用也不明顯。7、在風(fēng)荷載作用下圓筒形高層建筑鋼結(jié)構(gòu)有時(shí)會(huì)發(fā)生橫風(fēng)向的渦流共振現(xiàn)象，為了避免發(fā)生橫風(fēng)向共振，設(shè)計(jì)圓筒形高層建筑鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足下列控制條件：第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合式中：—高層建筑頂部風(fēng)速，；—臨界風(fēng)速；—高層建筑的直徑；—高層建筑的基本周期。當(dāng)不能滿足這一控制條件時(shí)，一般可增加剛度，使自振周期減小來(lái)提高臨界風(fēng)速活進(jìn)行橫風(fēng)向渦流脫落共振試驗(yàn)。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合三、地震作用1、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，第一階段按多遇烈度地震計(jì)算地震作用，第二階段按罕遇烈度地震計(jì)算地震作用。2、第一階段設(shè)計(jì)時(shí)的地震作用應(yīng)考慮下列原則：（1）沿結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別考慮水平地震作用并進(jìn)行抗震計(jì)算，各方向的水平地震作用全部由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。（2）當(dāng)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)，宜分別考慮各側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合（3）應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)偏心引起的水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響。（4）對(duì)按8度和8度以上抗震設(shè)防的、平面特別不規(guī)則的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，宜按雙向水平地震同時(shí)作用進(jìn)行抗震計(jì)算。計(jì)算時(shí)，可在主要方向按所規(guī)定地震作用的100％計(jì)算，在與其垂直的方向按所規(guī)定地震作用30％計(jì)算。先各自按彈性振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行計(jì)算，然后再將兩個(gè)方向求得的內(nèi)力分別疊加：（5）對(duì)按9度抗震設(shè)防的高層鋼結(jié)構(gòu)以及按8度和9度抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)中的大跨度和長(zhǎng)懸臂構(gòu)件，應(yīng)考慮豎向地震作用。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合3、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜用下圖所示地震影響系數(shù)曲線表示。值應(yīng)根據(jù)近震、遠(yuǎn)震、場(chǎng)地類別及結(jié)構(gòu)自振周期T計(jì)算，其下限不應(yīng)小于值的20％。及場(chǎng)地特征周期，分別按相關(guān)規(guī)定采用。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)曲線第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合4、采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)總水平地震作用等效底部剪力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式確定：在質(zhì)量沿高度分布基本均勻、剛度沿高度分布基本均勻或向上均勻減小的結(jié)構(gòu)中，各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值頂部附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合式中：—結(jié)構(gòu)總水平地震作用等效底部剪力標(biāo)準(zhǔn)值；—相當(dāng)于結(jié)構(gòu)基本周期的地震影響系數(shù)，按上面第3條的規(guī)定計(jì)算；—結(jié)構(gòu)的等效重力荷載代表值，取（重力荷載代表值按相關(guān)規(guī)定計(jì)算）；、—第i、j層重力荷載代表值；、—第i、j層樓蓋距底部固定端的高度；—第i層的等效地震作用；—第n層（頂層）附加集中力系數(shù)，當(dāng)時(shí)，取；第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合—第n層（頂層）附加水平集中力。采用底部剪力法時(shí)，突出屋面的塔屋的地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)3，此增大影響宜向下考慮1～2層，但不再往下傳遞。5、抗震計(jì)算中重力荷載代表值為恒載和活載之和，按下列規(guī)定取值。（1）恒載：結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件及裝修材料等的自重，取標(biāo)淮值。（2）雪荷載：取荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值的50％。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合（3）樓面活荷載：一般民用建筑取《荷載規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)值再乘以《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GJB50011-2001)表4.1.3規(guī)定的組合值系數(shù)。其他如書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)或類似具有特殊用途的建筑，其荷載可取規(guī)定值的80％或按實(shí)際情況取值，計(jì)算時(shí)不再按《荷載規(guī)范》的規(guī)定折減，且不應(yīng)考慮屋面活荷載。6、由于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件及計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際情況存在差別，因此，高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)周期應(yīng)按主體結(jié)構(gòu)彈性計(jì)算周期乘以修正系數(shù)后采用，。用彈性方法計(jì)算高層鋼結(jié)構(gòu)周期及振型時(shí)，應(yīng)符合內(nèi)力和位移的彈性計(jì)算的規(guī)定。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合7、對(duì)于質(zhì)量及剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，基本周期可用下式作近似計(jì)算：式中—結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移（即假想將結(jié)構(gòu)各層的重力荷載作為樓層集中水平力，按彈性靜力方法計(jì)算所得的頂點(diǎn)側(cè)移值）（m）；—計(jì)算周期修正系數(shù)，取。上式適用于具有彎曲型、剪切型或彎剪變形的一般結(jié)構(gòu)。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合8、在初步設(shè)計(jì)時(shí)，高層鋼結(jié)構(gòu)的基本周期可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算（s）式中n—建筑物層數(shù)（不包括地下部分及屋頂塔樓）。9、由于高層建筑功能復(fù)雜，體型趨于多樣化。在復(fù)雜體型或在不能按平面結(jié)構(gòu)假定進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其采用空間協(xié)同計(jì)算(二維)或空間計(jì)算(三維)時(shí)，此時(shí)，應(yīng)考慮空間振型及其耦聯(lián)作用（抗震中，作用在給定側(cè)移的某一質(zhì)點(diǎn)上的彈性回復(fù)力不僅取決于該點(diǎn)側(cè)移，還取決于其他各質(zhì)點(diǎn)的位移）。當(dāng)采用空間協(xié)同工作或空間結(jié)構(gòu)計(jì)算空間振型時(shí)．振型分解反應(yīng)譜法要求按下式計(jì)算j振型i質(zhì)點(diǎn)的等效水平地震作用力，然后進(jìn)行地震效應(yīng)振型組合。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合10、在完全對(duì)稱且可不考慮扭轉(zhuǎn)影響的結(jié)構(gòu)中，振型分解反應(yīng)譜法僅考慮平動(dòng)作用下的地震效應(yīng)組合；11、組合方法如下：（1）采用空間振型時(shí)，可取9～15個(gè)振型，當(dāng)基本周期時(shí)，振型數(shù)應(yīng)取較大者；在剛度及質(zhì)量沿高度分布很不均勻的情況下，應(yīng)取更多的振型（18或更多）。地震效應(yīng)振型組合采用完全二次方根法。（2）采用平面振型時(shí)，至少取3個(gè)振型，當(dāng)基本周期時(shí)，在質(zhì)量及剛度沿高度分布很不均勻時(shí)振型數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。地震效應(yīng)組合可采用方和平方根方法。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合（3）突出屋面的塔屋應(yīng)按每個(gè)樓層一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的方法進(jìn)行地震作用計(jì)算和振型效應(yīng)組合。當(dāng)采用3個(gè)振型時(shí)，所得地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以增大系數(shù)1.5；當(dāng)采用6個(gè)振型時(shí)，所得地震作用效應(yīng)可不再增大。（4）為防止有時(shí)在高柔度結(jié)構(gòu)中由于振型數(shù)取得不夠，振型分析法所得到的等效地震力過(guò)小而不安全，由振型分解反應(yīng)譜法所得的底部總剪力，不應(yīng)小于按式計(jì)算所得底部剪力的80％。如果小于此值，則按底部剪力調(diào)整放大計(jì)算內(nèi)力。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合12、高層建筑中考慮豎向地震作用時(shí)，各層的豎向地震效應(yīng)按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值比例分配，應(yīng)考慮向上、向下作用產(chǎn)生的不利組合。長(zhǎng)懸臂和大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，按8度和9度抗震設(shè)防的建筑可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的10％和20％。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合13.采用時(shí)程分析法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)時(shí)，應(yīng)輸入典型的地震波進(jìn)行計(jì)算，典型地震波應(yīng)按下列原則選用。（1）至少應(yīng)采用4條能反映當(dāng)?shù)貓?chǎng)地特性的地震加速度波，其中宜包括一條本地區(qū)歷史上發(fā)生地震時(shí)的實(shí)測(cè)記錄波。如當(dāng)?shù)貨](méi)有地震記錄，可根據(jù)當(dāng)?shù)貓?chǎng)地條件選用合適的其他地區(qū)的地震記錄。如沒(méi)有合適的地震記錄，可采用根據(jù)當(dāng)?shù)氐卣鹞ｋU(xiǎn)性分析結(jié)果獲得的人工模擬地震波。但4條波不得全部用人工模擬地震波。（2）波的持續(xù)時(shí)間不宜過(guò)短，可取10～20s或更長(zhǎng)。第二節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及效應(yīng)組合14、輸入地震波的峰值加速度值按表10-2采用。表10-2中給出的第一階段彈性分析及第二階段彈塑性分析兩個(gè)水準(zhǔn)的加速度峰值，分別相應(yīng)于小震及罕遇地震下地震波加速度峰值。

在有條件時(shí)，所輸入地震波宜按《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》要求輸入地震波采用加速度標(biāo)準(zhǔn)化處理，在有條件時(shí)，也可采用速度標(biāo)準(zhǔn)化處理。表10-2地震加速度峰值（gal）設(shè)防烈度789第一階段彈性分析第二階段彈塑性分析3522070400140620第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析一、一般原則及基本假定1、高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移一般采用彈性方法計(jì)算，并考慮各種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作。當(dāng)有抗震設(shè)防要求時(shí)，應(yīng)考慮在罕遇烈度地震作用下結(jié)構(gòu)可能進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)采用彈塑性方法計(jì)算。2、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)通常采用現(xiàn)澆組合樓蓋，一般可假定樓面在自身平面內(nèi)為絕對(duì)剛性。相應(yīng)地在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取構(gòu)造措施（加板梁抗剪件、非剛性樓面加設(shè)現(xiàn)澆層等）保證樓面的整體剛度。當(dāng)樓面整體性較差、樓面有大開(kāi)孔、樓面外伸段較長(zhǎng)或相鄰層剛度有突變時(shí)，應(yīng)采用樓板在自身平面內(nèi)的實(shí)際剛度，或?qū)Π磩傂詷敲嫠糜?jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析3、由于樓板與鋼梁連接在一起，進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)彈性分析時(shí)，宜考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作，此時(shí)在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓板與鋼梁間有抗剪件等可靠的連接。當(dāng)按彈塑性分析時(shí)，樓板可能嚴(yán)重開(kāi)裂，故此時(shí)不宜考慮樓板與粱的共同工作。在框架彈性分析時(shí)，壓型鋼板組合樓蓋組合梁的慣性矩可取為：對(duì)樓板的主要支撐梁；對(duì)其他情況（為鋼梁慣性矩）。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析4、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型．應(yīng)視具體結(jié)構(gòu)形式和計(jì)算內(nèi)容確定。（1）一般情況下，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）結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、可以忽略扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，允許采用平面結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型；（3）結(jié)構(gòu)平面或立面布置不規(guī)則、體型復(fù)雜、無(wú)法劃分成平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)以及空間筒體結(jié)構(gòu)等，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析5、高層鋼結(jié)構(gòu)梁柱構(gòu)件的長(zhǎng)度—般較小，因此，在內(nèi)力與位移計(jì)算中，除考慮梁、柱的彎曲變形和柱的軸向變形外，尚應(yīng)考慮梁、柱剪切變形。由于梁的軸力很小，一般可不考慮梁的軸向變形。此外，還應(yīng)考慮梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形對(duì)側(cè)移的影響。6、高層鋼結(jié)構(gòu)梁、柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響較小，一般在10％以內(nèi)，因而不需對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行修正。但此剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)水平位移的影響較大，必須考慮其影響。影響程度主要取決于梁的彎曲剛度、節(jié)點(diǎn)域的剪切剛度、粱腹板高度以及梁與柱的剛度之比。在設(shè)計(jì)中，可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)做一個(gè)單獨(dú)的剪切單元進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，并用下述方法作近似考慮。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析7、一般情況下，柱間支撐構(gòu)件可按兩端鉸接考慮，偏心支撐中的耗能梁段應(yīng)取為單獨(dú)單元。8、對(duì)鋼框架－剪力墻體系，現(xiàn)澆豎向連續(xù)鋼筋混凝土剪力墻的計(jì)算，宜考慮墻的彎曲變形、剪切變形和軸向變形，剪力墻可作為獨(dú)立豎向懸臂彎曲構(gòu)件考慮。當(dāng)鋼筋混凝土剪力墻具有比較規(guī)則的開(kāi)孔時(shí)，可按帶剛域的框架計(jì)算；當(dāng)具有復(fù)雜開(kāi)孔時(shí)，宜采用平面有限元法計(jì)算。對(duì)于嵌入式剪力墻，可按相同水平力作用下產(chǎn)生相同側(cè)移的原則，將其折算成等效支撐或等效剪切板考慮。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析9、除應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)外，結(jié)構(gòu)計(jì)算中不考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)承載力和剛度的有利作用。10、如有條件時(shí)，計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時(shí)可考慮結(jié)構(gòu)與地基的相互作用。11、進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)，應(yīng)考慮重力荷載引起的豎向構(gòu)件差異縮短所產(chǎn)生的影響。12、荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式確定：（1）無(wú)地震作用時(shí)第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（2）有地震作用的第一階段設(shè)計(jì)時(shí)非地震作用組合式中，考慮高層建筑荷載特點(diǎn)（高層鋼結(jié)構(gòu)主要用于辦公室、公寓、飯店），只列入了永久荷載、樓面使用荷載及雪荷載3項(xiàng)豎向荷載，水平荷裁只有風(fēng)荷載。如果建筑物上還有其他活荷載，可參照荷載規(guī)范要求進(jìn)行組合。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析13、表10-3給出了高層鋼結(jié)構(gòu)的各種可能的荷載效應(yīng)組合情況，在高度很大的高層鋼結(jié)構(gòu)中，只有豎向荷載的組合不可能成為最不利組合，因此未包括無(wú)風(fēng)荷載的組合情況。第一階段抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)由表10-3中選擇出可能出現(xiàn)的組合情況及相應(yīng)的荷載和作用分項(xiàng)系數(shù)，分別進(jìn)行內(nèi)力設(shè)計(jì)值組合，取各構(gòu)件的最不利組合進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。14、第一階段抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)位移計(jì)算時(shí)，應(yīng)取與內(nèi)力組合相同的情況進(jìn)行組合；但各荷載和作用的分項(xiàng)系數(shù)均取1.0，取結(jié)構(gòu)最不利位移標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行位移限值驗(yàn)算。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析15、第二階段采用時(shí)程分析進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)，不考慮風(fēng)荷載，豎向荷載取重力荷載代表值。同時(shí)考慮的荷載和作用均取標(biāo)準(zhǔn)值。此時(shí)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)處于彈塑性階段，疊加原理已不適用，故應(yīng)將考慮的荷載和作用事先施加到結(jié)構(gòu)模型上，再進(jìn)行時(shí)程分析。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析二、內(nèi)力與位移的計(jì)算方法1、一般規(guī)定（1）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)由于其功能復(fù)雜、體型多樣，且高度較大，桿件較多，受力也比較復(fù)雜，因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力分析時(shí)，一般都應(yīng)借助于電子計(jì)算機(jī)來(lái)完成。目前，冶金工業(yè)部建筑研究總院、建設(shè)部建筑科學(xué)研究院等單位已編制了符合國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范要求的專用計(jì)算軟件，并開(kāi)始應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（2）結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則、體型復(fù)雜以及空間作用明顯的結(jié)構(gòu)，宜采用空間分析方法。梁柱構(gòu)件按空間桿件考慮，每端有6個(gè)自由度；剪力墻按薄壁空間桿件考慮，每端有7個(gè)自由度?？臻g分析按如下步驟進(jìn)行：①形成梁、柱、墻的單元?jiǎng)偠染仃?；②進(jìn)行坐標(biāo)變換，用整體坐標(biāo)位移代換局部坐標(biāo)位移；③引入樓板剛性條件，用樓層的公共位移代換桿端相應(yīng)位移；④求解方程，得桿端位移，從而計(jì)算桿件內(nèi)力。這種方法國(guó)內(nèi)也有計(jì)算機(jī)軟件可以采用。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（3）結(jié)構(gòu)分析中一些技術(shù)問(wèn)題按以下原則處理。①形狀復(fù)雜的剪力墻可采用平面有限元法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，所采用的平面單元應(yīng)具有較高的精度，例如采用完全二次式位移函數(shù)的單元。②沿豎向基本均勻的結(jié)構(gòu)，可采用有限條法進(jìn)行內(nèi)力與位移分析。有限條的類型可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型決定。③有必要并有條件時(shí)，可以將更復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)劃分為各種單元的組合，采用更詳細(xì)的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行三維空間分析。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析④在計(jì)算機(jī)彈性分析程序編制中宜采用子結(jié)構(gòu)方法以節(jié)省內(nèi)存。首先消去子結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部自由度后再形成總剛度矩陣，然后解方程，求得總體未知量再代回求出其他位移和相應(yīng)的內(nèi)力。2、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的近似分析法在實(shí)際工程中，對(duì)于高度小于60m的建筑或在方案設(shè)計(jì)階段預(yù)估截面時(shí)，為了迅速有效地評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)體系的性能及確定結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的主要尺寸指標(biāo)，也可以采用—些簡(jiǎn)化的計(jì)算模型進(jìn)行分析計(jì)算。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（1）框架結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化計(jì)算①純框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下框架內(nèi)力可采用分層法進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。此時(shí)框架梁與上、下層柱組成基本計(jì)算單元，不考慮橫梁的側(cè)移，豎向荷載產(chǎn)生的梁固端彎矩只在本單元內(nèi)進(jìn)行彎矩分配，單元之間不傳遞。計(jì)算所得的梁彎矩作為最終彎矩，柱端彎矩取相鄰單元對(duì)應(yīng)柱端彎矩（即上、下兩層計(jì)算所得彎矩）之和。柱中軸力可通過(guò)粱端剪力和逐層疊加柱內(nèi)的豎向荷載而求出。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析②在水平荷載作用下框架的內(nèi)力相位移可采用D值法進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。層數(shù)少于20層，斜撐或剪力墻較少的帶斜撐或帶嵌入剪力墻的鋼框架結(jié)構(gòu)，也可作為剪切型體系近似采用D值法計(jì)算。③節(jié)點(diǎn)半剛性對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移—般應(yīng)作修正。在鋼框架設(shè)計(jì)中，通常假定梁柱節(jié)點(diǎn)完全剛接或完全鉸接。但研究表明，一般構(gòu)造的剛節(jié)點(diǎn)或鉸節(jié)點(diǎn)，其彎矩和相對(duì)轉(zhuǎn)角的關(guān)系既非完全剛接，也非完全鉸接，這種剛接節(jié)點(diǎn)的半剛性特征將明顯影響到結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果。研究同時(shí)表明，當(dāng)滿足下述條件時(shí)，可以忽略節(jié)點(diǎn)半剛性的影響。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析A.對(duì)于滿焊節(jié)點(diǎn)，其性能基本上符合節(jié)點(diǎn)剛性的假定，可不考慮節(jié)點(diǎn)半剛性對(duì)內(nèi)力和位移的影響。B.當(dāng)結(jié)構(gòu)中梁的線剛度和節(jié)點(diǎn)初始剛度之比平均值時(shí)，可不考慮節(jié)點(diǎn)半剛性對(duì)結(jié)構(gòu)水平位移的影響。時(shí)（n為結(jié)構(gòu)層數(shù)），可不考慮節(jié)點(diǎn)半剛性對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。當(dāng)不滿足上述條件時(shí)，須按下述情況將按節(jié)點(diǎn)剛性假定所得的結(jié)果作適當(dāng)修正；修正前后所得值的變化范圍一般約5％。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（2）框架－抗剪結(jié)構(gòu)體系空間分析的近似方法平面布置規(guī)則的框架－抗剪結(jié)構(gòu)體系（框－支體系和框－剪體系），在水平荷載作用下，可以簡(jiǎn)化為平面抗側(cè)力體系進(jìn)行分析，其基本方法如下：①將高層建筑鋼結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸劃分為若干平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。每一個(gè)方向上作用的水平荷載由該方向上的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承受，垂直于荷載方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不參加工作，并由同一樓層上水平位移相等的條件進(jìn)行水平力分配。如抗側(cè)力結(jié)構(gòu)與主軸方向斜交，可由轉(zhuǎn)軸公式計(jì)算該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向上的作用。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析②將所有豎向支撐(或剪力墻)并聯(lián)為總支撐(或總剪力墻)，所有框架也并聯(lián)為總框架，總框架和總支撐(或總剪力墻)之間用一剛性水平鉸接連桿串聯(lián)起來(lái)，形成最終計(jì)算模型以后進(jìn)行協(xié)同工作分析。③總支撐可當(dāng)做一個(gè)彎曲桿，其等效彎曲剛度④總剪力墻的等效抗彎剛度可由下式計(jì)算第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析⑤框架與抗剪結(jié)構(gòu)體系協(xié)同工作的計(jì)算，宜采用矩陣位移法等用電子計(jì)算機(jī)求解的精確計(jì)算力法。國(guó)內(nèi)已有許多這種方法的計(jì)算機(jī)軟件，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)情況選用。⑥對(duì)規(guī)則但有偏心的結(jié)構(gòu)作近似分析時(shí)，可先按無(wú)偏心結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，然后將內(nèi)力乘以如下修正系數(shù)：當(dāng)扭矩對(duì)計(jì)算構(gòu)件的內(nèi)力起有利作用時(shí)，應(yīng)忽略扭矩的作用。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（3）高層鋼框架的底部剪力法用底部剪力法估算高層鋼框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面時(shí)，水平地震作用下傾覆力矩引起的柱軸力，對(duì)體型較規(guī)則的丙類建筑可考慮折減。折減系數(shù)k的取值，根據(jù)所考慮截面的位置。對(duì)體型不規(guī)則或體型規(guī)則但基本周期的結(jié)構(gòu)，傾覆力矩不折減。（4）筒體結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算法①筒體結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法應(yīng)反映其空間工作特點(diǎn)，并考慮所有抗側(cè)力構(gòu)件的共同工作。平面為矩形或其他規(guī)則的筒體結(jié)構(gòu)可采用等效角柱法、展開(kāi)平面框架法、等效截面法等方法，轉(zhuǎn)化為平面框架進(jìn)行近似計(jì)算。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析②展開(kāi)平面框架法。如果框筒結(jié)構(gòu)是雙軸對(duì)稱的，則可以取1/4結(jié)構(gòu)來(lái)分析。與側(cè)向力作用方向垂直的框架稱為翼緣框架，而與側(cè)向力作用方向平行的框架稱為腹板框架。由于側(cè)向力主要由腹板框架承受，腹板框架又通過(guò)豎向剪力將荷載傳遞到翼緣框架上，因此，可以設(shè)想將這1／4的空間框架展開(kāi)成一個(gè)平面框架，腹板框架與翼緣框架之間通過(guò)能傳遞豎向剪力的虛擬構(gòu)件來(lái)連接。虛擬構(gòu)件只能傳遞剪力而不能傳遞彎矩和軸力，即虛擬構(gòu)件的剪切剛度無(wú)限大而彎曲和軸向剛度為零。在展開(kāi)的等效平面框架的邊界上，則代之以相應(yīng)的約束條件。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析由于角柱分別為翼緣框架和腹板框架所共有，計(jì)算時(shí)，將角柱分為兩個(gè)，計(jì)算角柱的軸向剛度時(shí)，所用截面面積取為實(shí)際角柱截面積的一半；在計(jì)算彎曲剛度時(shí)，慣性矩可取角柱各自方向上的慣性矩。內(nèi)力計(jì)算完成后，將翼緣框架和腹板框架角柱的軸力相疊加，作為原角柱的軸力。根據(jù)計(jì)算模型，即可按平面框架用矩陣位移法計(jì)算框筒在側(cè)向力作用下的側(cè)移和內(nèi)力。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析③等效截面法。對(duì)于框架筒體系，在側(cè)向力作用下，由于剪力滯后效應(yīng)，使得與側(cè)向力作用方向垂直的翼緣框架中部的柱子軸向應(yīng)力減少，因此，可假設(shè)這部分框架對(duì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力影響不大，此時(shí)，可將外框筒簡(jiǎn)化為平行于荷載方向的兩個(gè)等效槽形截面構(gòu)件，其翼緣有效寬度b按下列二者的最小值采用：這樣，可將此雙槽形截面作為懸臂構(gòu)件來(lái)抵抗側(cè)向力的作用。等效槽形截面中的密排柱產(chǎn)牛軸向力，連接密排柱的橫梁則產(chǎn)生剪力，柱內(nèi)軸力和梁內(nèi)剪力可通過(guò)懸臂梁的計(jì)算方法分別求得。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析梁的剪力求出后，假定梁的反彎點(diǎn)在梁凈跨度的中點(diǎn)上，則可求得梁端處的彎矩。④框筒結(jié)構(gòu)(無(wú)論是平面或空間框架)簡(jiǎn)化計(jì)算的另一種方法是按位移等效的原則將實(shí)際的桿系折合為等效的連續(xù)體，然后用計(jì)算連續(xù)體的有效方法——有限元法、有限條法或其他方法進(jìn)行計(jì)算。⑤筒體－框架結(jié)構(gòu)可作為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)近似計(jì)算，內(nèi)筒體作為剪力墻考慮，外框架只考慮平行于外荷載方向的框架。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析3、地震作用下內(nèi)力及位移的計(jì)算（1）高層鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力及位移計(jì)算，除符合本節(jié)規(guī)定外，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》及以上第二節(jié)中的有關(guān)條文進(jìn)行。（2）高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用兩階段設(shè)計(jì)法。第一階段進(jìn)行多遇地震作用下的彈性分析，驗(yàn)算構(gòu)件的承載力和穩(wěn)定以及結(jié)構(gòu)的層間位移；第二階段進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性分析，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間彈塑性位移和層間位移延性比。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（3）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的第一階段抗震設(shè)計(jì)可分別采用下列方法：①高度不超過(guò)60m且平面和豎向布置較規(guī)則的結(jié)構(gòu)以及預(yù)估截面時(shí)，可采用底部剪力法。②高度超過(guò)60m的建筑，應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法。③豎向特別不規(guī)則的建筑，宜采用時(shí)程分析法作補(bǔ)充計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取按該法求得的層剪力分布和按振型分解反應(yīng)譜法求得的層剪力分布之外包線，作為計(jì)算采用的層剪力分布。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（4）在第一階段抗震設(shè)計(jì)中，確定框架－支撐(剪力墻)結(jié)構(gòu)體系中總框架承擔(dān)的地震剪力時(shí)，應(yīng)考慮支撐(剪力墻)剛度退化的影響，總框架任—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％。（5）在結(jié)構(gòu)平面的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震效應(yīng)時(shí)，角柱和兩個(gè)方向的支撐或剪力墻所共有的柱構(gòu)件，其水平地震作用效應(yīng)應(yīng)在上條的規(guī)定調(diào)整的基礎(chǔ)上提高30％。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（6）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)算傾覆力矩對(duì)地基的作用：①核算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)(箱形或筏式基礎(chǔ))對(duì)地基的作用時(shí)，可用底部剪力法求作用于地基的傾覆力矩，考慮折減系數(shù)0.8；②計(jì)算傾覆力矩對(duì)地基的作用時(shí)，不考慮基礎(chǔ)側(cè)面回填土的約束作用。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（7）高層鋼結(jié)構(gòu)的第二階段抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)采用時(shí)程分析法。采用時(shí)程分析法時(shí)，時(shí)間步長(zhǎng)不宜超過(guò)輸入地震波卓越周期的1/10，也不宜大于0.02s。必要時(shí)，可以按步長(zhǎng)減半計(jì)算后結(jié)構(gòu)反應(yīng)無(wú)明顯變化的原則確定。第二階段設(shè)計(jì)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)阻尼比可取0.05。（8）在第二階段設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析時(shí)，可采用桿系模型．也可采用剪切型層間模型，或剪－彎協(xié)同工作層間模型?；謴?fù)力模型一般可參考已有資料確定，對(duì)新型、特殊的桿件和結(jié)構(gòu)，則宜進(jìn)行恢復(fù)力特性的試驗(yàn)。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析鋼柱及梁的恢復(fù)力模型可采用二折線型，其滯回模型可不考慮剛度退化。鋼支撐和耗能連梁等構(gòu)件的恢復(fù)力模型，則應(yīng)按桿件特性確定。鋼筋混凝土剪力墻、剪力墻板和核心筒，則應(yīng)選用考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的二折線或三折線模型，并考慮剛度退化。（9）采用層間模型進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析時(shí)，應(yīng)綜合有關(guān)構(gòu)件的彎曲、軸向、剪切變形的等效剪切剛度，恢復(fù)力模型的骨架線可近似地用靜力彈塑性法計(jì)算。此時(shí)作用于結(jié)構(gòu)的水平荷載沿結(jié)構(gòu)高度的分布，應(yīng)與水平地震力沿高度的分布一致或接近，并應(yīng)同時(shí)作用重力荷載。計(jì)算中材料的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度按標(biāo)準(zhǔn)值采用。骨架線可簡(jiǎn)化為二折線或三折線，但盡量與計(jì)算所得的骨架線接近。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析（10）進(jìn)行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程反應(yīng)分析時(shí)，應(yīng)考慮效應(yīng)對(duì)側(cè)移的影響。（11）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震設(shè)計(jì)，各層的抗剪承載力均應(yīng)滿足式中—結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下由時(shí)程分析求得層剪力；—結(jié)構(gòu)的層極限剪力標(biāo)準(zhǔn)值，取下列兩種情況下結(jié)構(gòu)層剪力的最小值：結(jié)構(gòu)整體或某層（頂層屋蓋除外）中出現(xiàn)足夠多的塑性鉸并形成倒塌機(jī)構(gòu)時(shí)；結(jié)構(gòu)層間位移達(dá)到層高1/70時(shí)。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析三、整體穩(wěn)定的驗(yàn)算1.高層鋼結(jié)構(gòu)同時(shí)符合以下兩個(gè)條件時(shí)，可不進(jìn)行結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算（1）結(jié)構(gòu)各樓層的柱子平均長(zhǎng)細(xì)比和平均軸壓比滿足下式（2）結(jié)構(gòu)按一階線性彈性計(jì)算所得的各樓層層間相對(duì)位移值應(yīng)滿足下式要求第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析2.整體穩(wěn)定的驗(yàn)算方法（1）對(duì)于有支撐且的結(jié)構(gòu)，可按有效長(zhǎng)度法驗(yàn)算。柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可按無(wú)側(cè)移柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)采用。支撐體系可以是鋼支撐、剪力墻和核心筒體等。（2）對(duì)于無(wú)支撐的結(jié)構(gòu)和的有支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)按能反映效應(yīng)的二階分析方法驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析四、位移限制和舒適感驗(yàn)算1、位移限值（1）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不考慮地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的頂點(diǎn)質(zhì)心位置的側(cè)移不宜超過(guò)建筑高度的1/500，質(zhì)心層間側(cè)移不宜超過(guò)樓層高度的1/400。結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移不得超過(guò)質(zhì)心側(cè)移的1.2倍；（2）在常遇地震烈度作用下，高層鋼結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)超過(guò)層高的1/250。以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主要抗側(cè)力構(gòu)件的高層鋼－混凝土混合結(jié)構(gòu)的側(cè)移限值，應(yīng)按鋼筋混凝土高層建筑的設(shè)計(jì)規(guī)定采用。第三節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移不得超過(guò)質(zhì)心側(cè)移1.5倍。（3）罕遇地震作用下，高層鋼結(jié)構(gòu)的最大層間側(cè)移不得超過(guò)該層層高的1/70；結(jié)構(gòu)層間側(cè)移延件比不應(yīng)超過(guò)表10-4規(guī)定的限值。2、舒適感驗(yàn)算高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在水平脈動(dòng)風(fēng)作用下，其水平運(yùn)動(dòng)加速度應(yīng)滿足居住者舒適感的要求。即在風(fēng)荷載作用下的順風(fēng)向與橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度應(yīng)不大于下列加速度限值：公寓建筑0.20m/s2公共建筑0.30m/s2第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一、梁1、梁的抗彎強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)—截面塑性發(fā)展系數(shù)，非抗震設(shè)計(jì)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）的規(guī)定采用，抗震設(shè)計(jì)??；第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2、除設(shè)置剛性鋪板情況外，應(yīng)按下式計(jì)算梁的穩(wěn)定性：非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)—整體穩(wěn)定系數(shù)，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）的規(guī)定采用，當(dāng)梁在端部?jī)H以腹板與柱（或主梁）相連時(shí)，（或當(dāng)時(shí)的）應(yīng)乘以降低系數(shù)0.85；第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3、當(dāng)梁上設(shè)有符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第4.2.1條規(guī)定的整體剛性鋪板時(shí)，可不計(jì)算整體穩(wěn)定性。4、梁設(shè)有側(cè)向支撐體系并符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第4.2.1條規(guī)定的限值時(shí)，一般可不計(jì)算整體穩(wěn)定。但處于地震設(shè)防烈度7度及以上地區(qū)的高層建筑，梁在支撐連接點(diǎn)間的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第9.3.2條的要求。在罕遇地震作用下可能出現(xiàn)塑性鉸區(qū)，梁上下翼緣均應(yīng)有支撐點(diǎn)。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5、梁的板件寬厚比在一般情況下應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第四章的有關(guān)規(guī)定，但處于地震設(shè)防烈度大于、等于7度地區(qū)的抗側(cè)力框架的梁可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)段，以及非地震區(qū)和設(shè)防烈度為6度的地區(qū)，當(dāng)側(cè)力框架的梁中可能出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，板件寬厚比不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的限值。6、在進(jìn)行多遇地震作用下的構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)，托柱梁的內(nèi)力應(yīng)乘以不小于1.5的增大系數(shù)。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)二、軸心受壓柱1、軸心受壓穩(wěn)定性按下列公式計(jì)算非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)—軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，當(dāng)柱的板件厚度不超過(guò)40mm時(shí)按規(guī)范《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）采用，板件厚度超過(guò)40mm者，按下條采用。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2、軸心受壓柱板件厚度超過(guò)40mm者，穩(wěn)定系數(shù)按相應(yīng)的類別取值。3、軸心受壓柱的板件寬厚比應(yīng)符合規(guī)范《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第五章第四節(jié)的規(guī)定。4、軸心受壓柱的長(zhǎng)細(xì)比不宜大于120。三、框架柱1、與梁剛性連接并參與承受水平荷載作用的框架柱，依本章算得的內(nèi)力按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第五章有關(guān)規(guī)定及本節(jié)的各項(xiàng)規(guī)定計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2、框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度視其荷載組合和結(jié)構(gòu)組成的具體情況按下列規(guī)定計(jì)算。（1）當(dāng)計(jì)算框架柱在重力荷載作用下的穩(wěn)定性時(shí)，純框架體系柱的計(jì)算長(zhǎng)度按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附表D-2(有側(cè)移)的系數(shù)確定；有支撐和(或)剪力墻的體系，符合的條件時(shí)（為—階線性彈性計(jì)算所得的層間位移，h為樓層層高)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附表D-1（無(wú)側(cè)移)的系數(shù)確定。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)上述計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)也可用下列近似公式計(jì)算：有側(cè)移時(shí)無(wú)側(cè)移時(shí)在上面兩式中，、分別為交于柱上端、下端橫梁柱線剛度之和的比值。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（2）當(dāng)框架或框筒體系和兩端鉸接柱共同使用時(shí)，框架（筒）柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)應(yīng)按第一各公式算得的值乘以下列放大系數(shù)：式中—計(jì)算層框架（筒）柱所承軸力之和；—計(jì)算層鉸接柱所承軸力之和?？蚣芡矆D第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（3）當(dāng)計(jì)算在重力和風(fēng)力或常遇烈度地震力組合作用下的穩(wěn)定時(shí)，有支撐和（或）剪力墻的體系在層間位移不超過(guò)層高的1/25(包括必要時(shí)計(jì)入效應(yīng))，柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可取。如純框架體系層間位移小于0.001h(h為層間高度)，也可考慮按式無(wú)側(cè)移時(shí)公式確定值。3、抗震設(shè)計(jì)的框架柱在框架的任一節(jié)點(diǎn)處，柱截面的塑性抵抗矩和梁截面塑性抵抗矩應(yīng)滿足下列關(guān)系：當(dāng)上式不能滿足時(shí)，該處框架柱的軸力不得超過(guò)，其中，為柱截面的凈面積，為柱材料的屈服強(qiáng)度。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)4、處于抗震設(shè)防烈度度地區(qū)的框架柱板件寬厚比，應(yīng)不超過(guò)表10-5所列限值。設(shè)防烈度7度8、9度所用鋼材Q23516MnQ23516MnH型柱翼緣懸伸部分119108H型柱腹板43374337箱形柱壁板37303327表10-5框架柱板件寬厚比注：表列數(shù)值適用于的Q235，當(dāng)材料為其他鋼的牌號(hào)時(shí)，應(yīng)乘以。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)非地震區(qū)及設(shè)防烈度為6度的地震區(qū)，柱板件寬厚比按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。5、柱梁連接處應(yīng)設(shè)置與和梁上下翼緣相銜接的加勁肋。處于地震設(shè)防烈度7度及以上地區(qū)的H形截面柱和箱形截面柱的腹板在和梁相連的范圍，其厚度應(yīng)滿足下列要求：式中—柱在連接區(qū)的腹板厚度，不包括焊于其上的補(bǔ)強(qiáng)板厚度（如補(bǔ)強(qiáng)板和腹板用塞焊緊密連接，則可以包括在內(nèi)）；、—分別為梁腹板高度和柱腹板高度。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)6、設(shè)防烈度度的地震區(qū)，柱長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)60～80，非地震區(qū)和設(shè)防烈度為6度的地區(qū)，柱長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)120。7、在進(jìn)行多遇地震作用下的構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)，承載抗震墻的框架柱內(nèi)力應(yīng)乘以不小于1.5的增大系數(shù)。四、中心支撐1、中心支撐構(gòu)件可用單斜桿、十字交叉斜桿、人字形或V形斜桿體系。當(dāng)采用只能受拉的單斜桿體系時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置不同傾斜方向的兩組，且每層中不同方向斜桿的截面積在水平方向的投影面積相差不應(yīng)超過(guò)10％。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)單斜桿中心支撐布置2、非抗震設(shè)計(jì)的中心支撐，當(dāng)采用交叉斜桿或兩組不同方向的單斜桿體系時(shí)，可近似為拉桿設(shè)計(jì)，也可按既能抗拉又能抗壓設(shè)計(jì)，這兩種情況的支撐斜桿長(zhǎng)細(xì)比分別不超過(guò)300利150。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3、設(shè)防烈度度的地震區(qū)，支撐斜桿一邊簡(jiǎn)支一邊自由板件的寬厚比應(yīng)不超過(guò)，兩邊簡(jiǎn)支板件的寬厚比應(yīng)不超過(guò)。支撐斜桿宜采用雙軸對(duì)稱截面，當(dāng)采用單軸對(duì)稱截面時(shí)，宜防止出現(xiàn)繞截面對(duì)稱軸屈曲。4、支撐斜桿所受的內(nèi)力，應(yīng)按本章第二節(jié)的有關(guān)要求通過(guò)計(jì)算確定。計(jì)算中應(yīng)計(jì)及施工過(guò)程逐層加載，各受力構(gòu)件的變形對(duì)支撐內(nèi)力的影響。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5、在初步設(shè)計(jì)階段，支撐斜桿所受的內(nèi)力可按下述近似方法確定。（1）重力和水平力(風(fēng)荷載或常遇地震)作用下，支撐除作為豎向桁架的斜桿承受水平荷載引起的剪力外，還應(yīng)承受水平位移和重力荷載產(chǎn)生的附加彎曲效應(yīng)。樓層附加剪力按下式計(jì)算：式中—計(jì)算樓層的高度；—計(jì)算樓層以上的全部重力荷載；第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)—計(jì)算樓層的層間位移。人字形和V形支撐尚應(yīng)考慮支撐跨梁所傳下的樓面荷載的作用。（2）對(duì)于十字交叉支撐，人字形和V形支撐的斜桿，除按（1）條計(jì)算外，尚應(yīng)計(jì)入柱在重力荷載作用下的壓縮變形在斜桿中引起的附加壓應(yīng)力。對(duì)十字交叉支撐的斜桿第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)于人字形和V形支撐的斜桿為了減少斜桿的附加壓應(yīng)力，應(yīng)在大部分永久荷載加上后，再固定斜撐端部的連接。有條件時(shí)，還可考慮對(duì)斜撐施加預(yù)拉力以抵消附加應(yīng)力的不利影響。6、在計(jì)算中心支撐斜桿內(nèi)力時(shí)，地震力應(yīng)乘以增大系數(shù)，單斜桿支撐和交叉支撐乘1.3，人字支撐和V形支撐乘1.5。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)7、在多遇烈度地震作用效應(yīng)組合下，支撐斜桿的抗壓驗(yàn)算按下式進(jìn)行：8、與支撐一起組成支撐系統(tǒng)的橫梁和柱及其連接應(yīng)具有承受支撐斜桿傳來(lái)的內(nèi)力的能力。與人字形和V形支撐相交的橫梁，在柱間的支撐連接處應(yīng)保持連續(xù)。在確定人字形支撐體系中的橫梁截面時(shí)，不考慮重力荷載作用下支撐的支點(diǎn)作用。9、設(shè)防烈度大于等于7度的地區(qū)，當(dāng)支撐為填板式雙肢組合構(gòu)件時(shí)，肢件的長(zhǎng)細(xì)比，不應(yīng)大于構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比的一半，且不大于40。第四節(jié)高層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)10、對(duì)于8度和8度以上地震區(qū)，可以采用帶有消能裝置的中