鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)控制課件

1、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分析控制鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分析控制1。鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2。分析模型。分析模型3。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制4?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制5?？偨Y(jié)?？偨Y(jié)1.1。一般鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。一般鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)F結(jié)構(gòu)方案的隨意性：結(jié)構(gòu)方案的隨意性：結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯的樓層概念，它只根據(jù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯的樓層概念，它只根據(jù)需要而設(shè)置鋼梁、支撐、樓板等。需要而設(shè)置鋼梁、支撐、樓板等。F建模時(shí)，采用大量的特殊手段：建模時(shí)，采用大量的特殊手段：如層間梁、修改節(jié)點(diǎn)高度如層間梁、修改節(jié)點(diǎn)高度、錯(cuò)層梁、坡梁、斜柱、樓板開大洞，等等。、錯(cuò)層梁、坡梁、斜柱、樓板開大洞，等等。F建筑設(shè)計(jì)只滿足功能的需

2、要：建筑設(shè)計(jì)只滿足功能的需要：不考慮結(jié)構(gòu)的要求，如層、不考慮結(jié)構(gòu)的要求，如層、層剛度、薄弱層、位移比、側(cè)移剛度，等等的概念。所以層剛度、薄弱層、位移比、側(cè)移剛度，等等的概念。所以結(jié)構(gòu)布置大多為空曠的、不規(guī)則的、剛度不均勻的空間結(jié)結(jié)構(gòu)布置大多為空曠的、不規(guī)則的、剛度不均勻的空間結(jié)構(gòu)。給分析帶來(lái)一定的難度。構(gòu)。給分析帶來(lái)一定的難度。F結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)：結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)：由于結(jié)構(gòu)存在較多的不規(guī)則、不連續(xù)性，多由于結(jié)構(gòu)存在較多的不規(guī)則、不連續(xù)性，多層鋼結(jié)構(gòu)大多都會(huì)產(chǎn)生多處局部振動(dòng)，造成多處薄弱部位層鋼結(jié)構(gòu)大多都會(huì)產(chǎn)生多處局部振動(dòng)，造成多處薄弱部位。給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。水平支撐加變截面柱水平支撐

3、加變截面柱NoImage變截面梁柱變截面梁柱NoImage多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房NoImage空間塔圍結(jié)構(gòu)空間塔圍結(jié)構(gòu)NoImage普通多層鋼結(jié)構(gòu)普通多層鋼結(jié)構(gòu)NoImage普通多層鋼結(jié)構(gòu)普通多層鋼結(jié)構(gòu)NoImage特殊工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)特殊工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)NoImage1.2。高層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點(diǎn)。高層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點(diǎn)F高層鋼結(jié)構(gòu)往往帶有，型鋼構(gòu)件、鋼管構(gòu)件、鋼板剪力墻等高層鋼結(jié)構(gòu)往往帶有，型鋼構(gòu)件、鋼管構(gòu)件、鋼板剪力墻等等特殊的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分別滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范、等特殊的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分別滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。對(duì)一些特殊工程，還應(yīng)作規(guī)程。對(duì)一些特殊工程，還應(yīng)作模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

4、試驗(yàn)。F高層鋼結(jié)構(gòu)的建模，與高層混凝土結(jié)構(gòu)的要求基本上符合，高層鋼結(jié)構(gòu)的建模，與高層混凝土結(jié)構(gòu)的要求基本上符合，盡量盡量避免錯(cuò)層、樓板不連續(xù)、平立面不規(guī)則、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則避免錯(cuò)層、樓板不連續(xù)、平立面不規(guī)則、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。F高層鋼結(jié)構(gòu)往往采用大量的支撐，超高層鋼結(jié)構(gòu)大量采用支高層鋼結(jié)構(gòu)往往采用大量的支撐，超高層鋼結(jié)構(gòu)大量采用支撐轉(zhuǎn)換層、剛性層。建模時(shí)應(yīng)盡量撐轉(zhuǎn)換層、剛性層。建模時(shí)應(yīng)盡量避免越層支撐避免越層支撐。F在高層混凝土結(jié)構(gòu)的頂部加有鋼塔時(shí)，建模要根據(jù)這類結(jié)構(gòu)在高層混凝土結(jié)構(gòu)的頂部加有鋼塔時(shí)，建模要根據(jù)這類結(jié)構(gòu)合理分析的需要。如：整體建模分析、分開建模分析等等。合理分析的需要。如：整體建模分析、分

5、開建模分析等等。更要考慮等效質(zhì)量、荷載的合理作用。更要考慮等效質(zhì)量、荷載的合理作用。F應(yīng)應(yīng)特別注意特別注意混合結(jié)構(gòu)的建模方法。如剪立墻與鋼梁的連接?；旌辖Y(jié)構(gòu)的建模方法。如剪立墻與鋼梁的連接。高層鋼結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu)支撐為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)支撐為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)NoImageNoImage2.1。鋼結(jié)構(gòu)的局部振動(dòng)。鋼結(jié)構(gòu)的局部振動(dòng)F結(jié)構(gòu)分析應(yīng)滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。F結(jié)構(gòu)分析一般可以選擇：結(jié)構(gòu)分析一般可以選擇：彈性樓板、彈性樓板、P-效應(yīng)、總剛模型計(jì)效應(yīng)、總剛模型計(jì)算結(jié)構(gòu)的振型、振型數(shù)應(yīng)取得足夠多滿足有效質(zhì)量系數(shù)，算結(jié)構(gòu)的振型、振型數(shù)應(yīng)取得足夠多滿足有效質(zhì)量系數(shù)，等等

6、等。等。F結(jié)構(gòu)的振型分析，可以觀察到結(jié)構(gòu)的薄弱部位，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的振型分析，可以觀察到結(jié)構(gòu)的薄弱部位，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的面外振動(dòng)、局部振動(dòng)。結(jié)構(gòu)的面外振動(dòng)、局部振動(dòng)。F采用面外加強(qiáng)的方式，減少局部振動(dòng)和薄弱部位。采用面外加強(qiáng)的方式，減少局部振動(dòng)和薄弱部位。F當(dāng)梁的高差較?。ㄔ诹焊叻秶鷥?nèi)）時(shí)，應(yīng)簡(jiǎn)化成同一標(biāo)高，當(dāng)梁的高差較?。ㄔ诹焊叻秶鷥?nèi)）時(shí)，應(yīng)簡(jiǎn)化成同一標(biāo)高，這樣可避免短柱的應(yīng)力突變，造成設(shè)計(jì)超限。這樣可避免短柱的應(yīng)力突變，造成設(shè)計(jì)超限。F當(dāng)結(jié)構(gòu)為抗震控制，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的剛度突變，減少薄弱當(dāng)結(jié)構(gòu)為抗震控制，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)的剛度突變，減少薄弱層。層。板厚為板厚為0，產(chǎn)生大量的空曠結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生大量

7、的空曠結(jié)構(gòu)振型數(shù)要多取振型數(shù)要多取NoImage振型需要取到振型需要取到6060個(gè)才能滿足要求個(gè)才能滿足要求振型需要取到振型需要取到6060個(gè)才能滿足要求個(gè)才能滿足要求局部振動(dòng)的處理局部振動(dòng)的處理v 當(dāng)局部振型靠前，說(shuō)明在此處形成薄弱部位的可能性越大。當(dāng)局部振型靠前，說(shuō)明在此處形成薄弱部位的可能性越大。當(dāng)?shù)诋?dāng)?shù)? 1振型就是局部振動(dòng)時(shí)，可以肯定該部位是薄弱部位，振型就是局部振動(dòng)時(shí)，可以肯定該部位是薄弱部位，在地震作用下，將首當(dāng)其沖遭到破壞。在地震作用下，將首當(dāng)其沖遭到破壞。v 局部振動(dòng)產(chǎn)生的薄弱部位，往往是局部的剛度失卻。如：局部振動(dòng)產(chǎn)生的薄弱部位，往往是局部的剛度失卻。如：樓板開洞太多；只有

8、平面內(nèi)支撐，沒(méi)有平面外支撐；或兩樓板開洞太多；只有平面內(nèi)支撐，沒(méi)有平面外支撐；或兩個(gè)方向的剛度差異太大造成。等等。個(gè)方向的剛度差異太大造成。等等。v 改善結(jié)構(gòu)的剛度，使之均衡，以避免局部振動(dòng)。如：增加改善結(jié)構(gòu)的剛度，使之均衡，以避免局部振動(dòng)。如：增加平面外的剛度等。平面外的剛度等。v 建模的不當(dāng)或計(jì)算模型的不合理，也會(huì)造成局部振動(dòng)。建模的不當(dāng)或計(jì)算模型的不合理，也會(huì)造成局部振動(dòng)。v 通過(guò)增大振型數(shù)、保證有效質(zhì)量系數(shù)等，產(chǎn)生局部振動(dòng)的通過(guò)增大振型數(shù)、保證有效質(zhì)量系數(shù)等，產(chǎn)生局部振動(dòng)的結(jié)構(gòu)雖然是可以分析的，但是在設(shè)計(jì)時(shí)，還是應(yīng)該盡量避結(jié)構(gòu)雖然是可以分析的，但是在設(shè)計(jì)時(shí)，還是應(yīng)該盡量避免。免。2.2

9、。鋼結(jié)構(gòu)的非線性分析。鋼結(jié)構(gòu)的非線性分析v 在鋼結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)考慮在鋼結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)考慮P-效應(yīng)，即簡(jiǎn)化的幾何非線性。效應(yīng)，即簡(jiǎn)化的幾何非線性。v 當(dāng)結(jié)構(gòu)受力特殊時(shí)，還應(yīng)考慮材料非線性，即彈塑性分析。當(dāng)結(jié)構(gòu)受力特殊時(shí)，還應(yīng)考慮材料非線性，即彈塑性分析。v 鋼結(jié)構(gòu)由于其材料的一致性、各向同性性、均勻性等，其鋼結(jié)構(gòu)由于其材料的一致性、各向同性性、均勻性等，其材料非線性性能是比較容易模擬的，分析結(jié)果的真實(shí)性較材料非線性性能是比較容易模擬的，分析結(jié)果的真實(shí)性較高。所以，一些特殊鋼結(jié)構(gòu)工程（如：體育場(chǎng)館、重要的高。所以，一些特殊鋼結(jié)構(gòu)工程（如：體育場(chǎng)館、重要的構(gòu)筑物等）都應(yīng)考慮彈塑性分析。構(gòu)筑物等）都應(yīng)

10、考慮彈塑性分析。v 非線性分析也可以找到結(jié)構(gòu)的薄弱部位?？梢源_定結(jié)構(gòu)在非線性分析也可以找到結(jié)構(gòu)的薄弱部位。可以確定結(jié)構(gòu)在大震下的承載能力。是目前普遍采用的方法。大震下的承載能力。是目前普遍采用的方法。P-效應(yīng)的計(jì)算選擇效應(yīng)的計(jì)算選擇軟件采用的計(jì)算方法軟件采用的計(jì)算方法v 軟件采用軟件采用等效幾何剛度的有限元法等效幾何剛度的有限元法 來(lái)考慮來(lái)考慮P-P-效應(yīng)。效應(yīng)。v P-P-效應(yīng)是一種簡(jiǎn)化的幾何非線性計(jì)算方法。一般結(jié)構(gòu)還效應(yīng)是一種簡(jiǎn)化的幾何非線性計(jì)算方法。一般結(jié)構(gòu)還是是屬于小變形屬于小變形，所以，所以P-P-效應(yīng)是可以滿足設(shè)計(jì)需要的。效應(yīng)是可以滿足設(shè)計(jì)需要的。v 當(dāng)需要考慮材料非線性時(shí)，應(yīng)采用

11、當(dāng)需要考慮材料非線性時(shí)，應(yīng)采用彈塑性分析彈塑性分析，即彈塑，即彈塑性靜力分析（性靜力分析（PUSHPUSH）或彈塑性動(dòng)力分析（）或彈塑性動(dòng)力分析（EPDAEPDA）。以）。以得到結(jié)構(gòu)大震下的承載能力。得到結(jié)構(gòu)大震下的承載能力。P不考慮不考慮P-效應(yīng)效應(yīng)不考慮不考慮P-效應(yīng)效應(yīng)考慮考慮P-效應(yīng)效應(yīng)考慮考慮P-效應(yīng)效應(yīng)2.3。鋼結(jié)構(gòu)分析模型的簡(jiǎn)化。鋼結(jié)構(gòu)分析模型的簡(jiǎn)化v 屋架的模型簡(jiǎn)化屋架的模型簡(jiǎn)化。剛性桿或采用剛性桿或采用剛性樓板假定剛性樓板假定柱頂鉸接柱頂鉸接屋蓋計(jì)算屋蓋計(jì)算模型簡(jiǎn)化模型簡(jiǎn)化v 平板網(wǎng)架的模型簡(jiǎn)化平板網(wǎng)架的模型簡(jiǎn)化。定義超大房間按剛性定義超大房間按剛性樓板假定分析樓板假定分析網(wǎng)

12、架荷載按集中網(wǎng)架荷載按集中力作用到四周力作用到四周v 網(wǎng)殼的模型簡(jiǎn)化網(wǎng)殼的模型簡(jiǎn)化。網(wǎng)殼荷載按集中網(wǎng)殼荷載按集中力作用到四周力作用到四周超大房間按板超大房間按板厚為厚為0 0考慮考慮注意網(wǎng)殼傳給四注意網(wǎng)殼傳給四周的水平推力周的水平推力v 柱腳連接剛度的簡(jiǎn)化柱腳連接剛度的簡(jiǎn)化。v 一般上面兩種柱腳連接，都按剛接處理。但是，實(shí)際情況一般上面兩種柱腳連接，都按剛接處理。但是，實(shí)際情況卻有出入。因?yàn)楦邚?qiáng)螺栓不能完全約束柱腳的位移，計(jì)算卻有出入。因?yàn)楦邚?qiáng)螺栓不能完全約束柱腳的位移，計(jì)算時(shí)按剛接處理，柱底約束偏剛，時(shí)按剛接處理，柱底約束偏剛，結(jié)構(gòu)位移計(jì)算偏小，柱底結(jié)構(gòu)位移計(jì)算偏小，柱底內(nèi)力偏大、柱頂內(nèi)力偏

13、小內(nèi)力偏大、柱頂內(nèi)力偏小。箱形剛接柱腳連接箱形剛接柱腳連接H H形剛接柱腳連接形剛接柱腳連接v 梁腹板高強(qiáng)螺栓連接剛度的簡(jiǎn)化梁腹板高強(qiáng)螺栓連接剛度的簡(jiǎn)化。v 梁柱剛接的連接方式梁柱剛接的連接方式：翼緣焊接、腹板用高強(qiáng)螺栓連接。在：翼緣焊接、腹板用高強(qiáng)螺栓連接。在計(jì)算時(shí)按剛接處理是合理的。計(jì)算時(shí)按剛接處理是合理的。v 柱梁鉸接的連接方式柱梁鉸接的連接方式：腹板用高強(qiáng)螺栓連接。這種連接實(shí)際：腹板用高強(qiáng)螺栓連接。這種連接實(shí)際上腹板還是有承載能力的（約是剛接的上腹板還是有承載能力的（約是剛接的40%），按鉸接處理），按鉸接處理梁的跨中彎矩將偏大，梁支座處截面（腹板）沒(méi)有進(jìn)行強(qiáng)度梁的跨中彎矩將偏大，梁支

14、座處截面（腹板）沒(méi)有進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，存在隱患。驗(yàn)算，存在隱患。梁柱剛接梁柱剛接梁柱鉸接梁柱鉸接主次梁的連接同梁柱的鉸接類似，也有剛度模擬問(wèn)題。主次梁的連接同梁柱的鉸接類似，也有剛度模擬問(wèn)題。嚴(yán)格地說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)的鉸接是一種半剛接，如何合理的模嚴(yán)格地說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)的鉸接是一種半剛接，如何合理的模擬這種半剛接，是需要研究的課題。擬這種半剛接，是需要研究的課題。3。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制F在分析高層鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，在分析高層鋼結(jié)構(gòu)時(shí)， P-效應(yīng)效應(yīng)一般總是要考慮的，其它的一般總是要考慮的，其它的設(shè)計(jì)選擇應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程而定。設(shè)計(jì)選擇應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程而定。F梁柱節(jié)點(diǎn)域的變形問(wèn)題：梁柱節(jié)點(diǎn)域的變

15、形問(wèn)題：目前程序沒(méi)有考慮梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪目前程序沒(méi)有考慮梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪切變形，這也是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題。如考慮節(jié)點(diǎn)域變形，而梁柱切變形，這也是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題。如考慮節(jié)點(diǎn)域變形，而梁柱采用節(jié)點(diǎn)以外的長(zhǎng)度，與不考慮節(jié)點(diǎn)變形，而梁柱采用形心采用節(jié)點(diǎn)以外的長(zhǎng)度，與不考慮節(jié)點(diǎn)變形，而梁柱采用形心長(zhǎng)度。這兩種分析模型，對(duì)結(jié)構(gòu)影響變化有多大，目前研究長(zhǎng)度。這兩種分析模型，對(duì)結(jié)構(gòu)影響變化有多大，目前研究較少。節(jié)點(diǎn)剪切變形與節(jié)點(diǎn)域的加固程度有關(guān)，所以也不容較少。節(jié)點(diǎn)剪切變形與節(jié)點(diǎn)域的加固程度有關(guān)，所以也不容易合理地估計(jì)。總之，只要對(duì)節(jié)點(diǎn)域加固，一般可以不考慮易合理地估計(jì)。總之，只要對(duì)節(jié)點(diǎn)域加固，一般可以不考慮節(jié)點(diǎn)域的剪切

16、變形。節(jié)點(diǎn)域的剪切變形。F偏心支撐：偏心支撐：在高層鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置偏心支撐，可以提高結(jié)構(gòu)的在高層鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置偏心支撐，可以提高結(jié)構(gòu)的整體延性，避免支撐附近構(gòu)件內(nèi)力突變，通過(guò)耗能梁吸收地整體延性，避免支撐附近構(gòu)件內(nèi)力突變，通過(guò)耗能梁吸收地震作用，從而達(dá)到抗震的目的。震作用，從而達(dá)到抗震的目的。F強(qiáng)柱弱梁的要求：強(qiáng)柱弱梁的要求：根據(jù)根據(jù)抗震規(guī)范抗震規(guī)范對(duì)鋼柱作對(duì)鋼柱作“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁”的驗(yàn)算。但是可以有三個(gè)放松條件。所以用戶可以對(duì)驗(yàn)算結(jié)的驗(yàn)算。但是可以有三個(gè)放松條件。所以用戶可以對(duì)驗(yàn)算結(jié)果酌情參考、調(diào)整。果酌情參考、調(diào)整。F長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算：長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算：當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是抗震設(shè)計(jì)控制，則長(zhǎng)度系數(shù)可以當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

17、是抗震設(shè)計(jì)控制，則長(zhǎng)度系數(shù)可以取取1.0。F層間位移：層間位移：抗震規(guī)范規(guī)定，當(dāng)?shù)卣鹆ψ饔孟碌奈灰茟?yīng)小于抗震規(guī)范規(guī)定，當(dāng)?shù)卣鹆ψ饔孟碌奈灰茟?yīng)小于1/300，當(dāng)為高層鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，可以放松到，當(dāng)為高層鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，可以放松到1/250。同時(shí)還應(yīng)考。同時(shí)還應(yīng)考慮慮舒適度的要求，控制頂點(diǎn)的加速度值。舒適度的要求，控制頂點(diǎn)的加速度值。F有側(cè)移無(wú)側(cè)移：有側(cè)移無(wú)側(cè)移：1。當(dāng)樓層最大桿間位移小于當(dāng)樓層最大桿間位移小于1/1000時(shí)，可時(shí)，可以按無(wú)側(cè)移設(shè)計(jì)；以按無(wú)側(cè)移設(shè)計(jì)；2。當(dāng)樓層最大桿間位移大于當(dāng)樓層最大桿間位移大于1/1000但小但小于于1/300時(shí)，柱長(zhǎng)度系數(shù)可以按時(shí)，柱長(zhǎng)度系數(shù)可以按1.0設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)；3。當(dāng)

18、樓層最大桿當(dāng)樓層最大桿間位移大于間位移大于1/300時(shí)，應(yīng)按有側(cè)移設(shè)計(jì)。時(shí)，應(yīng)按有側(cè)移設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)有側(cè)移無(wú)側(cè)移的判定結(jié)構(gòu)有側(cè)移無(wú)側(cè)移的判定v 有側(cè)移有側(cè)移、無(wú)側(cè)移無(wú)側(cè)移實(shí)際上與荷載作用有關(guān)。實(shí)際上與荷載作用有關(guān)。v 荷載組合基本按以下四類：（荷載組合基本按以下四類：（1）恒恒+活活；（；（2）恒恒+活活+風(fēng)風(fēng)；v （3）恒恒+活活+地震地震；（；（4）恒恒+活活+風(fēng)風(fēng)+地震地震。v 其中，其中，2、3、4類組合有可能是有側(cè)移的，而第類組合有可能是有側(cè)移的，而第1類組合一類組合一般認(rèn)為是無(wú)側(cè)移。般認(rèn)為是無(wú)側(cè)移。v 從抗震規(guī)范第從抗震規(guī)范第8.2.3條（包含第條（包含第3.6.3條）中的要求，并參考

19、條）中的要求，并參考相應(yīng)的（第相應(yīng)的（第3.6.3條）條文說(shuō)明，在某種荷載組合作用下，條）條文說(shuō)明，在某種荷載組合作用下，可以通過(guò)可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定系數(shù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定系數(shù)來(lái)判定，公式如下：來(lái)判定，公式如下：結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定系數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定系數(shù)iinijijiHVPv P第第i層以上的全部重力荷載設(shè)計(jì)值層以上的全部重力荷載設(shè)計(jì)值v V由水平荷載在第由水平荷載在第i層產(chǎn)生的樓層剪力設(shè)計(jì)值層產(chǎn)生的樓層剪力設(shè)計(jì)值v 由樓層剪力引起的第由樓層剪力引起的第i層質(zhì)心處的一階彈性層間位移層質(zhì)心處的一階彈性層間位移v H第第i層的樓層高度層的樓層高度v 上述公式上述公式適用于剛性樓板假定適用于剛性樓板假定情況。

20、也可以推廣到一般情情況。也可以推廣到一般情況。況。v 在不同的荷載組合作用下，水平荷載在第在不同的荷載組合作用下，水平荷載在第i層產(chǎn)生的樓層剪層產(chǎn)生的樓層剪力是不同的，計(jì)算的樓層穩(wěn)定系數(shù)也各有差異。力是不同的，計(jì)算的樓層穩(wěn)定系數(shù)也各有差異。 v 當(dāng)樓層穩(wěn)定系數(shù)不超過(guò)當(dāng)樓層穩(wěn)定系數(shù)不超過(guò)0.05時(shí)，則可以把該樓層看作是時(shí)，則可以把該樓層看作是無(wú)側(cè)無(wú)側(cè)移移的。的。 v 根據(jù)這種方法，軟件將進(jìn)一步的改進(jìn)。根據(jù)這種方法，軟件將進(jìn)一步的改進(jìn)?？梢詫?duì)每一組荷載可以對(duì)每一組荷載組合時(shí)，判斷有無(wú)側(cè)移的情況，取用不同的長(zhǎng)度系數(shù)組合時(shí)，判斷有無(wú)側(cè)移的情況，取用不同的長(zhǎng)度系數(shù)?？紤]考慮P-效應(yīng)效應(yīng)NoImage高層

21、鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇高層鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇NoImage支撐體系結(jié)構(gòu)可以選擇支撐體系結(jié)構(gòu)可以選擇“框剪結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)”0.25Qo的調(diào)整的調(diào)整NoImageNoImage中心支撐和偏心支撐中心支撐和偏心支撐中心支撐可以提供較大的剛中心支撐可以提供較大的剛度，但是會(huì)造成度，但是會(huì)造成柱內(nèi)力的突柱內(nèi)力的突變變，尤其高層鋼結(jié)構(gòu)支撐軸，尤其高層鋼結(jié)構(gòu)支撐軸力很大，柱將承擔(dān)很大的剪力很大，柱將承擔(dān)很大的剪力。所以中心支撐多用于多力。所以中心支撐多用于多層鋼結(jié)構(gòu)。層鋼結(jié)構(gòu)。偏心支撐及其產(chǎn)生的耗能梁偏心支撐及其產(chǎn)生的耗能梁結(jié)構(gòu)體系，可以提供結(jié)構(gòu)體系，可以提供較大的較大的延性延性，在大震下耗能梁首先，在大震下耗能梁首先進(jìn)

22、入塑性，以吸收地震能量進(jìn)入塑性，以吸收地震能量，從而減少震害。其多用于，從而減少震害。其多用于高層鋼結(jié)構(gòu)。高層鋼結(jié)構(gòu)。耗能梁的設(shè)置和設(shè)計(jì)耗能梁的設(shè)置和設(shè)計(jì)v 耗能梁應(yīng)設(shè)置在柱端部受力集中部位，另一端與偏心支撐耗能梁應(yīng)設(shè)置在柱端部受力集中部位，另一端與偏心支撐相連。相連。v 耗能梁可以理解為偏心支撐結(jié)構(gòu)的耗能梁可以理解為偏心支撐結(jié)構(gòu)的“保險(xiǎn)絲保險(xiǎn)絲”，在大震作，在大震作用下通過(guò)耗能梁的非彈性變形來(lái)消耗地震能量，而使用下通過(guò)耗能梁的非彈性變形來(lái)消耗地震能量，而使偏心偏心支撐不屈曲支撐不屈曲（保證其承載能力），以保證結(jié)構(gòu)在大震下的（保證其承載能力），以保證結(jié)構(gòu)在大震下的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。v 為使偏心支

23、撐能夠承擔(dān)耗能梁段的端部彎矩，支撐與梁應(yīng)為使偏心支撐能夠承擔(dān)耗能梁段的端部彎矩，支撐與梁應(yīng)設(shè)計(jì)成剛接。設(shè)計(jì)成剛接。v 耗能梁與偏心支撐結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系具有：（耗能梁與偏心支撐結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系具有：（ 1）彈性階段彈性階段的剛度接近中心支撐體系的剛度接近中心支撐體系；（；（2）彈塑性階段的延性和消能彈塑性階段的延性和消能能力接近于延性框架體系能力接近于延性框架體系。v 偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則：偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則：強(qiáng)柱、強(qiáng)支撐、弱耗能梁強(qiáng)柱、強(qiáng)支撐、弱耗能梁。偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的種類偏心支撐結(jié)構(gòu)體系的種類梁、支撐連接梁、支撐連接處按剛接設(shè)計(jì)處按剛接設(shè)計(jì)4?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制?；旌辖Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控

24、制F混合結(jié)構(gòu)主要是指：（混合結(jié)構(gòu)主要是指：（1）型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)；（；（2）圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；（；（3）矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；（；（4）鋼與鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)混凝土組合梁結(jié)構(gòu)。F型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)：型鋼混凝土、鋼組合結(jié)構(gòu)：F型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，常常伴有鋼結(jié)構(gòu)，以保證構(gòu)件連接的順型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，常常伴有鋼結(jié)構(gòu)，以保證構(gòu)件連接的順暢。這種體系具有型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和鋼結(jié)構(gòu)的延性。暢。這種體系具有型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和鋼結(jié)構(gòu)的延性。結(jié)構(gòu)一般按區(qū)域布置，下部為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼結(jié)結(jié)構(gòu)一般按區(qū)域布置，下部為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼

25、結(jié)構(gòu)。上下部應(yīng)按各自的結(jié)構(gòu)性能要求來(lái)控制。構(gòu)。上下部應(yīng)按各自的結(jié)構(gòu)性能要求來(lái)控制。F當(dāng)上部鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)較多層，結(jié)構(gòu)整體分析宜按鋼結(jié)構(gòu)，地震當(dāng)上部鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)較多層，結(jié)構(gòu)整體分析宜按鋼結(jié)構(gòu)，地震分析時(shí)，結(jié)構(gòu)阻尼比宜按分析時(shí)，結(jié)構(gòu)阻尼比宜按0.03（可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大些）。（可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大些）。 圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)： 圓鋼管能有效約束其中的混凝土，圓鋼管能有效約束其中的混凝土，使混凝土受到三向約束，使混凝土受到三向約束，混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力顯著提高（矩形鋼管則不具（矩形鋼管則不具備這個(gè)效能）。備這個(gè)效能）。 圓鋼管混凝土一般用在大軸壓力（或伴

26、有大彎矩）的柱圓鋼管混凝土一般用在大軸壓力（或伴有大彎矩）的柱（大跨度柱）中，可以起到很好的效果。（大跨度柱）中，可以起到很好的效果。 矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)： 矩形鋼管對(duì)管內(nèi)混凝土的約束作用遠(yuǎn)不如圓形鋼管，但是矩形鋼管對(duì)管內(nèi)混凝土的約束作用遠(yuǎn)不如圓形鋼管，但是它與空的箱形鋼管比，承載力大大提高，而且容易與其它它與空的箱形鋼管比，承載力大大提高，而且容易與其它構(gòu)件連接。構(gòu)件連接。 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以按鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以按“鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)”來(lái)設(shè)計(jì)控制。材料的阻來(lái)設(shè)計(jì)控制。材料的阻尼比可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大。尼比可以比純鋼結(jié)構(gòu)略大。 鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)：鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)： 組合梁結(jié)

27、構(gòu)在分析時(shí)，需要分組合梁結(jié)構(gòu)在分析時(shí)，需要分施工階段施工階段和和使用階段使用階段。 施工階段時(shí)，樓面只有鋼梁，并要承擔(dān)混凝土板的荷載；施工階段時(shí)，樓面只有鋼梁，并要承擔(dān)混凝土板的荷載； 使用階段時(shí)，可以考慮混凝土板與鋼梁的共同工作。使用階段時(shí)，可以考慮混凝土板與鋼梁的共同工作。 混合結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循以下設(shè)計(jì)規(guī)程：混合結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循以下設(shè)計(jì)規(guī)程： 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需遵循型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需遵循型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)程JGJ 138-2001 圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需遵循圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需遵循鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程施工

28、規(guī)程CECS 28:90 矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需遵循矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需遵循矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程技術(shù)規(guī)程CECS 159:2004 鋼與混凝土組合梁設(shè)計(jì)，需遵循鋼與混凝土組合梁設(shè)計(jì)，需遵循鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-20035?？偨Y(jié)?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)F（1）在軟件編制中按照）在軟件編制中按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、建筑抗建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范震設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及及高層民用建筑鋼結(jié)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程構(gòu)技術(shù)規(guī)程對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行截面相應(yīng)的截面強(qiáng)度、整體穩(wěn)定對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行截面相應(yīng)的截面強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定等

29、的驗(yàn)算。、局部穩(wěn)定等的驗(yàn)算。F（2）按）按高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程計(jì)算地震力和地計(jì)算地震力和地震參數(shù)，可對(duì)鋼柱進(jìn)行震參數(shù)，可對(duì)鋼柱進(jìn)行0.25Qo的基底剪力調(diào)整。的基底剪力調(diào)整。F（3）在抗震規(guī)范的第八章中，對(duì)鋼柱、鋼梁和鋼支撐以強(qiáng)）在抗震規(guī)范的第八章中，對(duì)鋼柱、鋼梁和鋼支撐以強(qiáng)制條文的方式，規(guī)定了桿件的寬厚比、高厚比和長(zhǎng)細(xì)比，所制條文的方式，規(guī)定了桿件的寬厚比、高厚比和長(zhǎng)細(xì)比，所以當(dāng)遇到不滿足強(qiáng)制性條文的規(guī)定時(shí)，軟件將嚴(yán)格報(bào)錯(cuò)，以以當(dāng)遇到不滿足強(qiáng)制性條文的規(guī)定時(shí)，軟件將嚴(yán)格報(bào)錯(cuò)，以提示用戶注意。提示用戶注意。鋼結(jié)構(gòu)的整體分析鋼結(jié)構(gòu)的整體分析F（1）鋼結(jié)構(gòu)的整體分析

30、與混凝土結(jié)構(gòu)一樣，不但要滿足抗）鋼結(jié)構(gòu)的整體分析與混凝土結(jié)構(gòu)一樣，不但要滿足抗震規(guī)范的相應(yīng)條文，如：震規(guī)范的相應(yīng)條文，如：最小基底剪力、薄弱層、層剛度比最小基底剪力、薄弱層、層剛度比、位移比、周期比、最大位移角等等控制、位移比、周期比、最大位移角等等控制，還應(yīng)該根據(jù)鋼結(jié)，還應(yīng)該根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)變形較大的特點(diǎn)，考慮構(gòu)變形較大的特點(diǎn)，考慮偶然偏心、雙向地震、二階變形效偶然偏心、雙向地震、二階變形效應(yīng)應(yīng)，如：，如：P-效應(yīng)效應(yīng)。對(duì)重要的結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮彈塑性變形分析。對(duì)重要的結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮彈塑性變形分析，如：，如：彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析、彈塑性靜力推覆分析彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析、彈塑性靜力推覆分析。F（2）當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)是由

31、空間桿件組成，帶有大量的空洞、交錯(cuò)）當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)是由空間桿件組成，帶有大量的空洞、交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、空間斜交結(jié)構(gòu)，空間弧形構(gòu)件、支架、塔架、桁架、結(jié)構(gòu)、空間斜交結(jié)構(gòu)，空間弧形構(gòu)件、支架、塔架、桁架、屋架等等，在分析時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的獨(dú)立的屋架等等，在分析時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的獨(dú)立的“彈性節(jié)點(diǎn)彈性節(jié)點(diǎn)”，這，這就要求在建模、分析時(shí)注意：復(fù)雜構(gòu)件連接應(yīng)盡量選擇空間就要求在建模、分析時(shí)注意：復(fù)雜構(gòu)件連接應(yīng)盡量選擇空間整體建模，如整體建模，如SPASCAD；整體分析時(shí)振型數(shù)應(yīng)取得足夠的；整體分析時(shí)振型數(shù)應(yīng)取得足夠的多，應(yīng)以多，應(yīng)以“有效質(zhì)量系數(shù)有效質(zhì)量系數(shù)”大于大于90%為滿足依據(jù)。為滿足依據(jù)。F（3）鋼的彈性模量比混凝土大的多，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)可以按）鋼的彈性模量比混凝土大的多，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)可以按“一一次性加載次性加載”計(jì)算恒載。鋼結(jié)構(gòu)允許變形大，分析應(yīng)考慮計(jì)算恒載。鋼結(jié)構(gòu)允許變形大，分析應(yīng)考慮P-效應(yīng)?？紤]效應(yīng)。考慮P-效應(yīng)后，效應(yīng)后，水平位移增大約水平位移增大約5%10%。一般。一般當(dāng)桿間位移大于當(dāng)桿間位移大于1/250時(shí)應(yīng)該考慮時(shí)應(yīng)該考慮P-效應(yīng)。效應(yīng)。F（4）鋼柱的）鋼柱的“有側(cè)移有側(cè)移”、或、或“無(wú)側(cè)移無(wú)側(cè)移”選擇，可以按以下選擇，可以按以下原則考慮：原則考慮：（A）當(dāng)樓層最大桿間位移小于）當(dāng)樓層最大桿間位移小于1/1000時(shí)，可以時(shí)，可以按無(wú)側(cè)移設(shè)計(jì)；（按無(wú)側(cè)移設(shè)計(jì)；（B）當(dāng)樓