PKPM中钢结构的特点及分析控制教案.pptx

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1、会计学1PKPM中钢结构的特点及分析控制中钢结构的特点及分析控制1。钢结构的特点。钢结构的特点2。分析模型。分析模型3。钢结构的设计控。钢结构的设计控制制4。混合结构的设计。混合结构的设计控制控制5。总结。总结第1页/共69页1.11.1。一般钢结构的特点。一般钢结构的特点。一般钢结构的特点。一般钢结构的特点FF结结结结构构构构方方方方案案案案的的的的随随随随意意意意性性性性：结结结结构构构构没没没没有有有有明明明明显显显显的的的的楼楼楼楼层层层层概概概概念念念念，它它它它只只只只根根根根据据据据需要而设置钢梁、支撑、楼板等。需要而设置钢梁、支撑、楼板等。需要而设置钢梁、支撑、楼板等。需要而设

2、置钢梁、支撑、楼板等。FF建建建建模模模模时时时时，采采采采用用用用大大大大量量量量的的的的特特特特殊殊殊殊手手手手段段段段：如如如如层层层层间间间间梁梁梁梁、修修修修改改改改节节节节点点点点高高高高度度度度、错层梁、坡梁、斜柱、楼板开大洞，等等。错层梁、坡梁、斜柱、楼板开大洞，等等。错层梁、坡梁、斜柱、楼板开大洞，等等。错层梁、坡梁、斜柱、楼板开大洞，等等。FF建建建建筑筑筑筑设设设设计计计计只只只只满满满满足足足足功功功功能能能能的的的的需需需需要要要要：不不不不考考考考虑虑虑虑结结结结构构构构的的的的要要要要求求求求，如如如如层层层层、层层层层刚刚刚刚度度度度、薄薄薄薄弱弱弱弱层层层层、

3、位位位位移移移移比比比比、侧侧侧侧移移移移刚刚刚刚度度度度，等等等等等等等等的的的的概概概概念念念念。所所所所以以以以结结结结构构构构布布布布置置置置大大大大多多多多为为为为空空空空旷旷旷旷的的的的、不不不不规规规规则则则则的的的的、刚刚刚刚度度度度不不不不均均均均匀匀匀匀的的的的空空空空间间间间结结结结构。给分析带来一定的难度。构。给分析带来一定的难度。构。给分析带来一定的难度。构。给分析带来一定的难度。FF结结结结构构构构薄薄薄薄弱弱弱弱点点点点：由由由由于于于于结结结结构构构构存存存存在在在在较较较较多多多多的的的的不不不不规规规规则则则则、不不不不连连连连续续续续性性性性，多多多多层层

4、层层钢钢钢钢结结结结构构构构大大大大多多多多都都都都会会会会产产产产生生生生多多多多处处处处局局局局部部部部振振振振动动动动，造造造造成成成成多多多多处处处处薄薄薄薄弱弱弱弱部部部部位位位位。给结构设计带来难度。给结构设计带来难度。给结构设计带来难度。给结构设计带来难度。第2页/共69页水平支撑加变截面柱水平支撑加变截面柱水平支撑加变截面柱水平支撑加变截面柱第3页/共69页变截面梁柱变截面梁柱变截面梁柱变截面梁柱第4页/共69页多层钢结构工业厂房多层钢结构工业厂房多层钢结构工业厂房多层钢结构工业厂房第5页/共69页空间塔围结构空间塔围结构空间塔围结构空间塔围结构第6页/共69页普通多层钢结构普

5、通多层钢结构普通多层钢结构普通多层钢结构第7页/共69页普通多层钢结构普通多层钢结构普通多层钢结构普通多层钢结构第8页/共69页特殊工业钢结构特殊工业钢结构特殊工业钢结构特殊工业钢结构第9页/共69页1.21.2。高层钢结构的建模特点。高层钢结构的建模特点。高层钢结构的建模特点。高层钢结构的建模特点FF高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构往往往往往往往往带带带带有有有有，型型型型钢钢钢钢构构构构件件件件、钢钢钢钢管管管管构构构构件件件件、钢钢钢钢板板板板剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙等等等等等等等等特特特特殊殊殊殊的的的的结结结结构构构构形形形形式式式式，设设设设计计计计时时时时，应应应应分分分

6、分别别别别满满满满足足足足相相相相应应应应的的的的设设设设计计计计规规规规范、规程。对一些特殊工程，还应作模型试验。范、规程。对一些特殊工程，还应作模型试验。范、规程。对一些特殊工程，还应作模型试验。范、规程。对一些特殊工程，还应作模型试验。FF高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构的的的的建建建建模模模模，与与与与高高高高层层层层混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构的的的的要要要要求求求求基基基基本本本本上上上上符符符符合合合合，尽量避免错层、楼板不连续、平立面不规则、扭转不规则。尽量避免错层、楼板不连续、平立面不规则、扭转不规则。尽量避免错层、楼板不连续、平立面不规则、扭转不规则。尽

7、量避免错层、楼板不连续、平立面不规则、扭转不规则。FF高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构往往往往往往往往采采采采用用用用大大大大量量量量的的的的支支支支撑撑撑撑，超超超超高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构大大大大量量量量采采采采用用用用支撑转换层、刚性层。建模时应尽量避免越层支撑。支撑转换层、刚性层。建模时应尽量避免越层支撑。支撑转换层、刚性层。建模时应尽量避免越层支撑。支撑转换层、刚性层。建模时应尽量避免越层支撑。FF在在在在高高高高层层层层混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构的的的的顶顶顶顶部部部部加加加加有有有有钢钢钢钢塔塔塔塔时时时时，建建建建模模模模要要要要根根根根据

8、据据据这这这这类类类类结结结结构构构构合合合合理理理理分分分分析析析析的的的的需需需需要要要要。如如如如：整整整整体体体体建建建建模模模模分分分分析析析析、分分分分开开开开建建建建模模模模分分分分析析析析等等等等等。更要考虑等效质量、荷载的合理作用。等。更要考虑等效质量、荷载的合理作用。等。更要考虑等效质量、荷载的合理作用。等。更要考虑等效质量、荷载的合理作用。FF应特别注意混合结构的建模方法。如剪立墙与钢梁的连接。应特别注意混合结构的建模方法。如剪立墙与钢梁的连接。应特别注意混合结构的建模方法。如剪立墙与钢梁的连接。应特别注意混合结构的建模方法。如剪立墙与钢梁的连接。第10页/共69页高层钢

9、结构高层钢结构高层钢结构高层钢结构支撑为主要抗侧力结构支撑为主要抗侧力结构支撑为主要抗侧力结构支撑为主要抗侧力结构第11页/共69页第12页/共69页2.12.1。钢结构的局部振动。钢结构的局部振动。钢结构的局部振动。钢结构的局部振动FF结构分析应满足相应的设计规范、规程。结构分析应满足相应的设计规范、规程。结构分析应满足相应的设计规范、规程。结构分析应满足相应的设计规范、规程。FF结结结结构构构构分分分分析析析析一一一一般般般般可可可可以以以以选选选选择择择择：弹弹弹弹性性性性楼楼楼楼板板板板、P-P-效效效效应应应应、总总总总刚刚刚刚模模模模型型型型计计计计算算算算结结结结构构构构的的的的

10、振振振振型型型型、振振振振型型型型数数数数应应应应取取取取得得得得足足足足够够够够多多多多满满满满足足足足有有有有效效效效质质质质量量量量系系系系数数数数，等等。等等。等等。等等。FF结结结结构构构构的的的的振振振振型型型型分分分分析析析析，可可可可以以以以观观观观察察察察到到到到结结结结构构构构的的的的薄薄薄薄弱弱弱弱部部部部位位位位，应应应应尽尽尽尽量量量量减减减减少结构的面外振动、局部振动。少结构的面外振动、局部振动。少结构的面外振动、局部振动。少结构的面外振动、局部振动。FF采用面外加强的方式，减少局部振动和薄弱部位。采用面外加强的方式，减少局部振动和薄弱部位。采用面外加强的方式，减少

11、局部振动和薄弱部位。采用面外加强的方式，减少局部振动和薄弱部位。FF当当当当梁梁梁梁的的的的高高高高差差差差较较较较小小小小（在在在在梁梁梁梁高高高高范范范范围围围围内内内内）时时时时，应应应应简简简简化化化化成成成成同同同同一一一一标标标标高高高高，这样可避免短柱的应力突变，造成设计超限。这样可避免短柱的应力突变，造成设计超限。这样可避免短柱的应力突变，造成设计超限。这样可避免短柱的应力突变，造成设计超限。FF当当当当结结结结构构构构为为为为抗抗抗抗震震震震控控控控制制制制，应应应应尽尽尽尽量量量量减减减减少少少少结结结结构构构构的的的的刚刚刚刚度度度度突突突突变变变变，减减减减少少少少薄薄

12、薄薄弱层。弱层。弱层。弱层。第13页/共69页板厚为板厚为板厚为板厚为0 0，产生大量的空旷结构，产生大量的空旷结构，产生大量的空旷结构，产生大量的空旷结构第14页/共69页第15页/共69页振型数要多取振型数要多取振型数要多取振型数要多取第16页/共69页第17页/共69页第18页/共69页第19页/共69页第20页/共69页第21页/共69页第22页/共69页第23页/共69页第24页/共69页第25页/共69页振型需要取到振型需要取到6060个才能满足要求个才能满足要求第26页/共69页振型需要取到振型需要取到6060个才能满足要求个才能满足要求第27页/共69页局部振动的处理局部振动的

13、处理局部振动的处理局部振动的处理vv当局部振型靠前，说明在此处形成薄弱部位的可能性越当局部振型靠前，说明在此处形成薄弱部位的可能性越当局部振型靠前，说明在此处形成薄弱部位的可能性越当局部振型靠前，说明在此处形成薄弱部位的可能性越大。当第大。当第大。当第大。当第1 1 1 1振型就是局部振动时，可以肯定该部位是薄弱振型就是局部振动时，可以肯定该部位是薄弱振型就是局部振动时，可以肯定该部位是薄弱振型就是局部振动时，可以肯定该部位是薄弱部位，在地震作用下，将首当其冲遭到破坏。部位，在地震作用下，将首当其冲遭到破坏。部位，在地震作用下，将首当其冲遭到破坏。部位，在地震作用下，将首当其冲遭到破坏。vv局

14、部振动产生的薄弱部位，往往是局部的刚度失却。如：局部振动产生的薄弱部位，往往是局部的刚度失却。如：局部振动产生的薄弱部位，往往是局部的刚度失却。如：局部振动产生的薄弱部位，往往是局部的刚度失却。如：楼板开洞太多；只有平面内支撑，没有平面外支撑；或楼板开洞太多；只有平面内支撑，没有平面外支撑；或楼板开洞太多；只有平面内支撑，没有平面外支撑；或楼板开洞太多；只有平面内支撑，没有平面外支撑；或两个方向的刚度差异太大造成。等等。两个方向的刚度差异太大造成。等等。两个方向的刚度差异太大造成。等等。两个方向的刚度差异太大造成。等等。vv改善结构的刚度，使之均衡，以避免局部振动。如：增改善结构的刚度，使之均

15、衡，以避免局部振动。如：增改善结构的刚度，使之均衡，以避免局部振动。如：增改善结构的刚度，使之均衡，以避免局部振动。如：增加平面外的刚度等。加平面外的刚度等。加平面外的刚度等。加平面外的刚度等。vv建模的不当或计算模型的不合理，也会造成局部振动。建模的不当或计算模型的不合理，也会造成局部振动。建模的不当或计算模型的不合理，也会造成局部振动。建模的不当或计算模型的不合理，也会造成局部振动。vv通过增大振型数、保证有效质量系数等，产生局部振动通过增大振型数、保证有效质量系数等，产生局部振动通过增大振型数、保证有效质量系数等，产生局部振动通过增大振型数、保证有效质量系数等，产生局部振动的结构虽然是可

16、以分析的，但是在设计时，还是应该尽的结构虽然是可以分析的，但是在设计时，还是应该尽的结构虽然是可以分析的，但是在设计时，还是应该尽的结构虽然是可以分析的，但是在设计时，还是应该尽量避免。量避免。量避免。量避免。第28页/共69页2.22.2。钢结构的非线性分析。钢结构的非线性分析。钢结构的非线性分析。钢结构的非线性分析vv在钢结构分析时，应考虑在钢结构分析时，应考虑在钢结构分析时，应考虑在钢结构分析时，应考虑P-P-效应，即简化的几何非线性。效应，即简化的几何非线性。效应，即简化的几何非线性。效应，即简化的几何非线性。vv当结构受力特殊时，还应考虑材料非线性，即弹塑性分当结构受力特殊时，还应考

17、虑材料非线性，即弹塑性分当结构受力特殊时，还应考虑材料非线性，即弹塑性分当结构受力特殊时，还应考虑材料非线性，即弹塑性分析。析。析。析。vv钢结构由于其材料的一致性、各向同性性、均匀性等，钢结构由于其材料的一致性、各向同性性、均匀性等，钢结构由于其材料的一致性、各向同性性、均匀性等，钢结构由于其材料的一致性、各向同性性、均匀性等，其材料非线性性能是比较容易模拟的，分析结果的真实其材料非线性性能是比较容易模拟的，分析结果的真实其材料非线性性能是比较容易模拟的，分析结果的真实其材料非线性性能是比较容易模拟的，分析结果的真实性较高。所以，一些特殊钢结构工程（如：体育场馆、性较高。所以，一些特殊钢结构

18、工程（如：体育场馆、性较高。所以，一些特殊钢结构工程（如：体育场馆、性较高。所以，一些特殊钢结构工程（如：体育场馆、重要的构筑物等）都应考虑弹塑性分析。重要的构筑物等）都应考虑弹塑性分析。重要的构筑物等）都应考虑弹塑性分析。重要的构筑物等）都应考虑弹塑性分析。vv非线性分析也可以找到结构的薄弱部位。可以确定结构非线性分析也可以找到结构的薄弱部位。可以确定结构非线性分析也可以找到结构的薄弱部位。可以确定结构非线性分析也可以找到结构的薄弱部位。可以确定结构在大震下的承载能力。是目前普遍采用的方法。在大震下的承载能力。是目前普遍采用的方法。在大震下的承载能力。是目前普遍采用的方法。在大震下的承载能力

19、。是目前普遍采用的方法。第29页/共69页P-P-效应的计算选择效应的计算选择效应的计算选择效应的计算选择第30页/共69页软件采用的计算方法软件采用的计算方法软件采用的计算方法软件采用的计算方法vv软件采用软件采用软件采用软件采用等效几何刚度的有限元法等效几何刚度的有限元法等效几何刚度的有限元法等效几何刚度的有限元法 来考虑来考虑来考虑来考虑P-P-P-P-效应。效应。效应。效应。vvP-P-P-P-效应是一种简化的几何非线性计算方法。一般结构效应是一种简化的几何非线性计算方法。一般结构效应是一种简化的几何非线性计算方法。一般结构效应是一种简化的几何非线性计算方法。一般结构还是还是还是还是属

20、于小变形属于小变形属于小变形属于小变形，所以，所以，所以，所以P-P-P-P-效应是可以满足设计需要的。效应是可以满足设计需要的。效应是可以满足设计需要的。效应是可以满足设计需要的。vv当需要考虑材料非线性时，应采用当需要考虑材料非线性时，应采用当需要考虑材料非线性时，应采用当需要考虑材料非线性时，应采用弹塑性分析弹塑性分析弹塑性分析弹塑性分析，即弹塑，即弹塑，即弹塑，即弹塑性静力分析（性静力分析（性静力分析（性静力分析（PUSHPUSHPUSHPUSH）或弹塑性动力分析（）或弹塑性动力分析（）或弹塑性动力分析（）或弹塑性动力分析（EPDAEPDAEPDAEPDA）。以）。以）。以）。以得到结

21、构大震下的承载能力。得到结构大震下的承载能力。得到结构大震下的承载能力。得到结构大震下的承载能力。第31页/共69页第32页/共69页不考虑不考虑P-效应效应第33页/共69页不考虑不考虑P-效应效应第34页/共69页考虑考虑P-效应效应第35页/共69页考虑考虑P-效应效应第36页/共69页2.32.3。钢结构分析模型的简化。钢结构分析模型的简化。钢结构分析模型的简化。钢结构分析模型的简化vv屋架的模型简化屋架的模型简化屋架的模型简化屋架的模型简化。刚性杆或采用刚性杆或采用刚性楼板假定刚性楼板假定柱顶铰接柱顶铰接屋盖计算模屋盖计算模型简化型简化第37页/共69页vv平板网架的模型简化平板网架

22、的模型简化平板网架的模型简化平板网架的模型简化。定义超大房间按刚性楼板假定分析定义超大房间按刚性楼板假定分析网架荷载按集中网架荷载按集中力作用到四周力作用到四周第38页/共69页vv网壳的模型简化网壳的模型简化网壳的模型简化网壳的模型简化。网壳荷载按集中网壳荷载按集中力作用到四周力作用到四周超大房间按板厚为超大房间按板厚为0 0考虑考虑注意网壳传给四注意网壳传给四周的水平推力周的水平推力第39页/共69页vv柱脚连接刚度的简化。柱脚连接刚度的简化。柱脚连接刚度的简化。柱脚连接刚度的简化。vv一般上面两种柱脚连接，都按刚接处理。但是，实际情一般上面两种柱脚连接，都按刚接处理。但是，实际情一般上面

23、两种柱脚连接，都按刚接处理。但是，实际情一般上面两种柱脚连接，都按刚接处理。但是，实际情况却有出入。因为高强螺栓不能完全约束柱脚的位移，况却有出入。因为高强螺栓不能完全约束柱脚的位移，况却有出入。因为高强螺栓不能完全约束柱脚的位移，况却有出入。因为高强螺栓不能完全约束柱脚的位移，计算时按刚接处理，柱底约束偏刚，结构位移计算偏小，计算时按刚接处理，柱底约束偏刚，结构位移计算偏小，计算时按刚接处理，柱底约束偏刚，结构位移计算偏小，计算时按刚接处理，柱底约束偏刚，结构位移计算偏小，柱底内力偏大、柱顶内力偏小。柱底内力偏大、柱顶内力偏小。柱底内力偏大、柱顶内力偏小。柱底内力偏大、柱顶内力偏小。箱形刚接

24、柱脚连接箱形刚接柱脚连接H H形刚接柱脚连接形刚接柱脚连接第40页/共69页vv梁腹板高强螺栓连接刚度的简化。梁腹板高强螺栓连接刚度的简化。梁腹板高强螺栓连接刚度的简化。梁腹板高强螺栓连接刚度的简化。vv梁柱刚接的连接方式：翼缘焊接、腹板用高强螺栓连接。在梁柱刚接的连接方式：翼缘焊接、腹板用高强螺栓连接。在梁柱刚接的连接方式：翼缘焊接、腹板用高强螺栓连接。在梁柱刚接的连接方式：翼缘焊接、腹板用高强螺栓连接。在计算时按刚接处理是合理的。计算时按刚接处理是合理的。计算时按刚接处理是合理的。计算时按刚接处理是合理的。vv柱梁铰接的连接方式：腹板用高强螺栓连接。这种连接实际柱梁铰接的连接方式：腹板用高

25、强螺栓连接。这种连接实际柱梁铰接的连接方式：腹板用高强螺栓连接。这种连接实际柱梁铰接的连接方式：腹板用高强螺栓连接。这种连接实际上腹板还是有承载能力的（约是刚接的上腹板还是有承载能力的（约是刚接的上腹板还是有承载能力的（约是刚接的上腹板还是有承载能力的（约是刚接的40%40%），按铰接处理），按铰接处理），按铰接处理），按铰接处理梁的跨中弯矩将偏大，梁支座处截面（腹板）没有进行强度梁的跨中弯矩将偏大，梁支座处截面（腹板）没有进行强度梁的跨中弯矩将偏大，梁支座处截面（腹板）没有进行强度梁的跨中弯矩将偏大，梁支座处截面（腹板）没有进行强度验算，存在隐患。验算，存在隐患。验算，存在隐患。验算，存在隐

26、患。梁柱刚接梁柱刚接梁柱铰接梁柱铰接第41页/共69页第42页/共69页主次梁的连接同梁柱的铰接类似，也有刚度模拟问题。主次梁的连接同梁柱的铰接类似，也有刚度模拟问题。严格地说，钢结构的铰接是一种半刚接，如何合理的模严格地说，钢结构的铰接是一种半刚接，如何合理的模拟这种半刚接，是需要研究的课题。拟这种半刚接，是需要研究的课题。第43页/共69页3 3。钢结构的设计控制。钢结构的设计控制。钢结构的设计控制。钢结构的设计控制FF在在在在分分分分析析析析高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构时时时时，P-P-效效效效应应应应一一一一般般般般总总总总是是是是要要要要考考考考虑虑虑虑的的的的，其其其其

27、它它它它的的的的设计选择应根据相应的规范、规程而定。设计选择应根据相应的规范、规程而定。设计选择应根据相应的规范、规程而定。设计选择应根据相应的规范、规程而定。FF梁梁梁梁柱柱柱柱节节节节点点点点域域域域的的的的变变变变形形形形问问问问题题题题：目目目目前前前前程程程程序序序序没没没没有有有有考考考考虑虑虑虑梁梁梁梁柱柱柱柱节节节节点点点点域域域域的的的的剪剪剪剪切切切切变变变变形形形形，这这这这也也也也是是是是一一一一个个个个复复复复杂杂杂杂问问问问题题题题。如如如如考考考考虑虑虑虑节节节节点点点点域域域域变变变变形形形形，而而而而梁梁梁梁柱柱柱柱采采采采用用用用节节节节点点点点以以以以外外

28、外外的的的的长长长长度度度度，与与与与不不不不考考考考虑虑虑虑节节节节点点点点变变变变形形形形，而而而而梁梁梁梁柱柱柱柱采采采采用用用用形形形形心心心心长长长长度度度度。这这这这两两两两种种种种分分分分析析析析模模模模型型型型，对对对对结结结结构构构构影影影影响响响响变变变变化化化化有有有有多多多多大大大大，目目目目前前前前研研研研究究究究较较较较少少少少。节节节节点点点点剪剪剪剪切切切切变变变变形形形形与与与与节节节节点点点点域域域域的的的的加加加加固固固固程程程程度度度度有有有有关关关关，所所所所以以以以也也也也不不不不容容容容易易易易合合合合理理理理地地地地估估估估计计计计。总总总总之之

29、之之，只只只只要要要要对对对对节节节节点点点点域域域域加加加加固固固固，一一一一般可以不考虑节点域的剪切变形。般可以不考虑节点域的剪切变形。般可以不考虑节点域的剪切变形。般可以不考虑节点域的剪切变形。FF偏偏偏偏心心心心支支支支撑撑撑撑：在在在在高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构中中中中设设设设置置置置偏偏偏偏心心心心支支支支撑撑撑撑，可可可可以以以以提提提提高高高高结结结结构构构构的的的的整整整整体体体体延延延延性性性性，避避避避免免免免支支支支撑撑撑撑附附附附近近近近构构构构件件件件内内内内力力力力突突突突变变变变，通通通通过过过过耗耗耗耗能能能能梁梁梁梁吸吸吸吸收地震作用，从而达到

30、抗震的目的。收地震作用，从而达到抗震的目的。收地震作用，从而达到抗震的目的。收地震作用，从而达到抗震的目的。第44页/共69页FF强强强强柱柱柱柱弱弱弱弱梁梁梁梁的的的的要要要要求求求求：根根根根据据据据抗抗抗抗震震震震规规规规范范范范对对对对钢钢钢钢柱柱柱柱作作作作“强强强强柱柱柱柱弱弱弱弱梁梁梁梁”的的的的验验验验算算算算。但但但但是是是是可可可可以以以以有有有有三三三三个个个个放放放放松松松松条条条条件件件件。所所所所以以以以用用用用户户户户可可可可以以以以对对对对验验验验算结果酌情参考、调整。算结果酌情参考、调整。算结果酌情参考、调整。算结果酌情参考、调整。FF长长长长细细细细比比比比

31、验验验验算算算算：当当当当结结结结构构构构设设设设计计计计是是是是抗抗抗抗震震震震设设设设计计计计控控控控制制制制，则则则则长长长长度度度度系系系系数数数数可可可可以取以取以取以取1.01.0。FF层层层层间间间间位位位位移移移移：抗抗抗抗震震震震规规规规范范范范规规规规定定定定，当当当当地地地地震震震震力力力力作作作作用用用用下下下下的的的的位位位位移移移移应应应应小小小小于于于于1/3001/300，当当当当为为为为高高高高层层层层钢钢钢钢结结结结构构构构时时时时，可可可可以以以以放放放放松松松松到到到到1/2501/250。同同同同时时时时还还还还应应应应考虑考虑考虑考虑舒适度的要求，控

32、制顶点的加速度值。舒适度的要求，控制顶点的加速度值。舒适度的要求，控制顶点的加速度值。舒适度的要求，控制顶点的加速度值。FF有有有有侧侧侧侧移移移移无无无无侧侧侧侧移移移移：1 1。当当当当楼楼楼楼层层层层最最最最大大大大杆杆杆杆间间间间位位位位移移移移小小小小于于于于1/10001/1000时时时时，可可可可以以以以按按按按无无无无侧侧侧侧移移移移设设设设计计计计；2 2。当当当当楼楼楼楼层层层层最最最最大大大大杆杆杆杆间间间间位位位位移移移移大大大大于于于于1/10001/1000但但但但小小小小于于于于1/3001/300时时时时，柱柱柱柱长长长长度度度度系系系系数数数数可可可可以以以以

33、按按按按1.01.0设设设设计计计计；3 3。当当当当楼楼楼楼层层层层最最最最大大大大杆杆杆杆间位移大于间位移大于间位移大于间位移大于1/3001/300时，应按有侧移设计。时，应按有侧移设计。时，应按有侧移设计。时，应按有侧移设计。第45页/共69页结构有侧移无侧移的判定结构有侧移无侧移的判定结构有侧移无侧移的判定结构有侧移无侧移的判定vv有侧移有侧移有侧移有侧移、无侧移无侧移无侧移无侧移实际上与荷载作用有关。实际上与荷载作用有关。实际上与荷载作用有关。实际上与荷载作用有关。vv荷载组合基本按以下四类：（荷载组合基本按以下四类：（荷载组合基本按以下四类：（荷载组合基本按以下四类：（1 1）恒

34、恒恒恒+活活活活；（；（；（；（2 2）恒恒恒恒+活活活活+风风风风；vv（3 3）恒恒恒恒+活活活活+地震地震地震地震；（；（；（；（4 4）恒恒恒恒+活活活活+风风风风+地震地震地震地震。vv其中，其中，其中，其中，2 2、3 3、4 4类组合有可能是有侧移的，而第类组合有可能是有侧移的，而第类组合有可能是有侧移的，而第类组合有可能是有侧移的，而第1 1类组合一类组合一类组合一类组合一般认为是无侧移。般认为是无侧移。般认为是无侧移。般认为是无侧移。vv从抗震规范第条（包含第条）中的要求，并参考相应的从抗震规范第条（包含第条）中的要求，并参考相应的从抗震规范第条（包含第条）中的要求，并参考相

35、应的从抗震规范第条（包含第条）中的要求，并参考相应的（第条）条文说明，在某种荷载组合作用下，可以通过（第条）条文说明，在某种荷载组合作用下，可以通过（第条）条文说明，在某种荷载组合作用下，可以通过（第条）条文说明，在某种荷载组合作用下，可以通过结结结结构的整体稳定系数构的整体稳定系数构的整体稳定系数构的整体稳定系数来判定，公式如下：来判定，公式如下：来判定，公式如下：来判定，公式如下：结构整体稳定系数结构整体稳定系数第46页/共69页vvPP第第第第i i层以上的全部重力荷载设计值层以上的全部重力荷载设计值层以上的全部重力荷载设计值层以上的全部重力荷载设计值vvVV由水平荷载在第由水平荷载在第

36、由水平荷载在第由水平荷载在第i i层产生的楼层剪力设计值层产生的楼层剪力设计值层产生的楼层剪力设计值层产生的楼层剪力设计值vv由楼层剪力引起的第由楼层剪力引起的第由楼层剪力引起的第由楼层剪力引起的第i i层质心处的一阶弹性层间位移层质心处的一阶弹性层间位移层质心处的一阶弹性层间位移层质心处的一阶弹性层间位移vvHH第第第第i i层的楼层高度层的楼层高度层的楼层高度层的楼层高度vv上上上上述述述述公公公公式式式式适适适适用用用用于于于于刚刚刚刚性性性性楼楼楼楼板板板板假假假假定定定定情情情情况况况况。也也也也可可可可以以以以推推推推广广广广到到到到一一一一般般般般情情情情况。况。况。况。vv在在

37、在在不不不不同同同同的的的的荷荷荷荷载载载载组组组组合合合合作作作作用用用用下下下下，水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载在在在在第第第第i i层层层层产产产产生生生生的的的的楼楼楼楼层层层层剪剪剪剪力是不同的，计算的楼层稳定系数也各有差异。力是不同的，计算的楼层稳定系数也各有差异。力是不同的，计算的楼层稳定系数也各有差异。力是不同的，计算的楼层稳定系数也各有差异。vv当当当当楼楼楼楼层层层层稳稳稳稳定定定定系系系系数数数数不不不不超超超超过过过过0.050.05时时时时，则则则则可可可可以以以以把把把把该该该该楼楼楼楼层层层层看看看看作作作作是是是是无无无无侧移的。侧移的。侧移的。侧移的。vv根

38、根根根据据据据这这这这种种种种方方方方法法法法，软软软软件件件件将将将将进进进进一一一一步步步步的的的的改改改改进进进进。可可可可以以以以对对对对每每每每一一一一组组组组荷荷荷荷载载载载组合时，判断有无侧移的情况，取用不同的长度系数。组合时，判断有无侧移的情况，取用不同的长度系数。组合时，判断有无侧移的情况，取用不同的长度系数。组合时，判断有无侧移的情况，取用不同的长度系数。第47页/共69页考虑考虑考虑考虑P-P-效应效应效应效应第48页/共69页高层钢结构参数选择高层钢结构参数选择高层钢结构参数选择高层钢结构参数选择支撑体系结构可以选择支撑体系结构可以选择“框剪结构框剪结构”第49页/共6

39、9页0.25Qo0.25Qo的调整的调整的调整的调整第50页/共69页第51页/共69页中心支撑和偏心支撑中心支撑和偏心支撑中心支撑和偏心支撑中心支撑和偏心支撑中心支撑可以提供较大的刚中心支撑可以提供较大的刚度，但是会造成度，但是会造成柱内力的突柱内力的突变变，尤其高层钢结构支撑轴，尤其高层钢结构支撑轴力很大，柱将承担很大的剪力很大，柱将承担很大的剪力。所以中心支撑多用于多力。所以中心支撑多用于多层钢结构。层钢结构。偏心支撑及其产生的耗能梁偏心支撑及其产生的耗能梁结构体系，可以提供结构体系，可以提供较大的较大的延性延性，在大震下耗能梁首先，在大震下耗能梁首先进入塑性，以吸收地震能量，进入塑性，

40、以吸收地震能量，从而减少震害。其多用于高从而减少震害。其多用于高层钢结构。层钢结构。第52页/共69页耗能梁的设置和设计耗能梁的设置和设计耗能梁的设置和设计耗能梁的设置和设计vv耗能梁应设置在柱端部受力集中部位，另一端与偏心支撑耗能梁应设置在柱端部受力集中部位，另一端与偏心支撑耗能梁应设置在柱端部受力集中部位，另一端与偏心支撑耗能梁应设置在柱端部受力集中部位，另一端与偏心支撑相连。相连。相连。相连。vv耗能梁可以理解为偏心支撑结构的耗能梁可以理解为偏心支撑结构的耗能梁可以理解为偏心支撑结构的耗能梁可以理解为偏心支撑结构的“保险丝保险丝保险丝保险丝”，在大震作，在大震作，在大震作，在大震作用下通

41、过耗能梁的非弹性变形来消耗地震能量，而使偏心用下通过耗能梁的非弹性变形来消耗地震能量，而使偏心用下通过耗能梁的非弹性变形来消耗地震能量，而使偏心用下通过耗能梁的非弹性变形来消耗地震能量，而使偏心支撑不屈曲（保证其承载能力），以保证结构在大震下的支撑不屈曲（保证其承载能力），以保证结构在大震下的支撑不屈曲（保证其承载能力），以保证结构在大震下的支撑不屈曲（保证其承载能力），以保证结构在大震下的稳定性。稳定性。稳定性。稳定性。vv为使偏心支撑能够承担耗能梁段的端部弯矩，支撑与梁应为使偏心支撑能够承担耗能梁段的端部弯矩，支撑与梁应为使偏心支撑能够承担耗能梁段的端部弯矩，支撑与梁应为使偏心支撑能够承担

42、耗能梁段的端部弯矩，支撑与梁应设计成刚接。设计成刚接。设计成刚接。设计成刚接。vv耗能梁与偏心支撑结合的结构体系具有：（耗能梁与偏心支撑结合的结构体系具有：（耗能梁与偏心支撑结合的结构体系具有：（耗能梁与偏心支撑结合的结构体系具有：（1 1）弹性阶段）弹性阶段）弹性阶段）弹性阶段的刚度接近中心支撑体系；（的刚度接近中心支撑体系；（的刚度接近中心支撑体系；（的刚度接近中心支撑体系；（2 2）弹塑性阶段的延性和消）弹塑性阶段的延性和消）弹塑性阶段的延性和消）弹塑性阶段的延性和消能能力接近于延性框架体系。能能力接近于延性框架体系。能能力接近于延性框架体系。能能力接近于延性框架体系。vv偏心支撑结构体

43、系的设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁。偏心支撑结构体系的设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁。偏心支撑结构体系的设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁。偏心支撑结构体系的设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁。第53页/共69页偏心支撑结构体系的种类偏心支撑结构体系的种类梁、支撑连接梁、支撑连接处按刚接设计处按刚接设计第54页/共69页4 4。混合结构的设计控制。混合结构的设计控制。混合结构的设计控制。混合结构的设计控制FF混混混混合合合合结结结结构构构构主主主主要要要要是是是是指指指指：（1 1）型型型型钢钢钢钢混混混混凝凝凝凝土土土土、钢钢钢钢组组组组合合合合结结结结构构构构；（2 2）圆圆圆圆钢钢钢钢管

44、管管管混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构；（3 3）矩矩矩矩形形形形钢钢钢钢管管管管混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构；（4 4）钢钢钢钢与与与与混凝土组合梁结构混凝土组合梁结构混凝土组合梁结构混凝土组合梁结构。FF型钢混凝土、钢组合结构：型钢混凝土、钢组合结构：型钢混凝土、钢组合结构：型钢混凝土、钢组合结构：FF型型型型钢钢钢钢混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构中中中中，常常常常常常常常伴伴伴伴有有有有钢钢钢钢结结结结构构构构，以以以以保保保保证证证证构构构构件件件件连连连连接接接接的的的的顺顺顺顺畅畅畅畅。这这这这种种种种体体体体系系系系具具具具有有有有型型型型钢钢钢钢混

45、混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构的的的的刚刚刚刚度度度度和和和和钢钢钢钢结结结结构构构构的的的的延延延延性性性性。结结结结构构构构一一一一般般般般按按按按区区区区域域域域布布布布置置置置，下下下下部部部部为为为为型型型型钢钢钢钢混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构，上上上上部部部部为钢结构。上下部应按各自的结构性能要求来控制。为钢结构。上下部应按各自的结构性能要求来控制。为钢结构。上下部应按各自的结构性能要求来控制。为钢结构。上下部应按各自的结构性能要求来控制。FF当当当当上上上上部部部部钢钢钢钢结结结结构构构构占占占占据据据据较较较较多多多多层层层层，结结结结构构构构整整整整体体体

46、体分分分分析析析析宜宜宜宜按按按按钢钢钢钢结结结结构构构构，地地地地震分析时，结构阻尼比宜按震分析时，结构阻尼比宜按震分析时，结构阻尼比宜按震分析时，结构阻尼比宜按0.030.03（可以比纯钢结构略大些）。（可以比纯钢结构略大些）。（可以比纯钢结构略大些）。（可以比纯钢结构略大些）。第55页/共69页圆钢管混凝土结构：圆钢管混凝土结构：圆钢管混凝土结构：圆钢管混凝土结构：圆钢管能有效约束其中的混凝土，圆钢管能有效约束其中的混凝土，圆钢管能有效约束其中的混凝土，圆钢管能有效约束其中的混凝土，使混凝土受到三向约束，使混凝土受到三向约束，使混凝土受到三向约束，使混凝土受到三向约束，混凝土的抗压强度和

47、变形能力显著提高混凝土的抗压强度和变形能力显著提高混凝土的抗压强度和变形能力显著提高混凝土的抗压强度和变形能力显著提高（矩形钢管则不具（矩形钢管则不具（矩形钢管则不具（矩形钢管则不具备这个效能）。备这个效能）。备这个效能）。备这个效能）。圆钢管混凝土一般用在大轴压力（或伴有大弯矩）的柱圆钢管混凝土一般用在大轴压力（或伴有大弯矩）的柱圆钢管混凝土一般用在大轴压力（或伴有大弯矩）的柱圆钢管混凝土一般用在大轴压力（或伴有大弯矩）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。（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。矩形钢管混凝土结构：矩形钢

48、管混凝土结构：矩形钢管混凝土结构：矩形钢管混凝土结构：矩形钢管对管内混凝土的约束作用远不如圆形钢管，但是矩形钢管对管内混凝土的约束作用远不如圆形钢管，但是矩形钢管对管内混凝土的约束作用远不如圆形钢管，但是矩形钢管对管内混凝土的约束作用远不如圆形钢管，但是它与空的箱形钢管比，承载力大大提高，而且容易与其它它与空的箱形钢管比，承载力大大提高，而且容易与其它它与空的箱形钢管比，承载力大大提高，而且容易与其它它与空的箱形钢管比，承载力大大提高，而且容易与其它构件连接。构件连接。构件连接。构件连接。钢管混凝土结构可以按钢管混凝土结构可以按钢管混凝土结构可以按钢管混凝土结构可以按“钢结构钢结构钢结构钢结构

49、”来设计控制。材料的阻来设计控制。材料的阻来设计控制。材料的阻来设计控制。材料的阻尼比可以比纯钢结构略大。尼比可以比纯钢结构略大。尼比可以比纯钢结构略大。尼比可以比纯钢结构略大。第56页/共69页钢与混凝土组合梁结构：钢与混凝土组合梁结构：钢与混凝土组合梁结构：钢与混凝土组合梁结构：组合梁结构在分析时，需要分组合梁结构在分析时，需要分组合梁结构在分析时，需要分组合梁结构在分析时，需要分施工阶段施工阶段施工阶段施工阶段和和和和使用阶段使用阶段使用阶段使用阶段。施工阶段时，楼面只有钢梁，并要承担混凝土板的荷载；施工阶段时，楼面只有钢梁，并要承担混凝土板的荷载；施工阶段时，楼面只有钢梁，并要承担混凝

50、土板的荷载；施工阶段时，楼面只有钢梁，并要承担混凝土板的荷载；使用阶段时，可以考虑混凝土板与钢梁的共同工作。使用阶段时，可以考虑混凝土板与钢梁的共同工作。使用阶段时，可以考虑混凝土板与钢梁的共同工作。使用阶段时，可以考虑混凝土板与钢梁的共同工作。混合结构构件设计时，需遵循以下设计规程：混合结构构件设计时，需遵循以下设计规程：混合结构构件设计时，需遵循以下设计规程：混合结构构件设计时，需遵循以下设计规程：型钢混凝土结构设计，需遵循型钢混凝土结构设计，需遵循型钢混凝土结构设计，需遵循型钢混凝土结构设计，需遵循型钢混凝土组合结构技术型钢混凝土组合结构技术型钢混凝土组合结构技术型钢混凝土组合结构技术规