第6章_钢结构建筑抗震与设防1.ppt

第6章 多高层建筑结构抗震设计;6.1 多高层钢结构的主要震害特征;概述 钢结构强度高、延性好、重量轻、抗震性能好。总体来说，在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小。例如，在墨西哥城的高烈度区内有102幢钢结构房屋，其中59幢为1957年以后所建，在1985年9月的墨西哥大地震(里氏8.1级)中，1957年以后建造的钢结构房屋倒塌或严重破坏的不多(见表6-1)，而钢筋混凝土结构房屋的破坏就要严重得多。;建造年份;6.1.1 节点连接破坏;梁柱刚性连接的典型震害现象 ;梁柱焊接连接处的失效模式;6.1.2 构件破坏;6.1.3 结构倒塌;柱的水平断裂;6.2.1 结构选型 6.2.2 结构平面布置 6.2.3 结构竖向布置 6.2.4 结构布置的其他要求; 我国《建筑抗震设计规范》( GB50011-2001)将超过12层的建筑归为高层钢结构建筑，将不超过12层的建筑归为多层钢结构建筑。 高层钢结构的结构体系主要有框架体系、框架一支撑（剪力墙板）体系、筒体体系（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒等）或巨型框架体系。;;Ｂ. 偏心支撑 　　偏心支撑是指支撑斜杆的两端，至少有一端与梁相交（不在柱节点处），另一端可在梁与柱交点处连接，或偏离另一根支撑斜杆一段长度与梁连接，并在支撑斜杆杆端与柱子之间构成一耗能梁段，或在两根支撑与杆之间构成一耗能梁段的支撑。 （a）门架式 1；（b）门架式 2 ；（c）单斜杆式；（d）人字形式；（e）V 字形式;（ 3）框架－剪力墙板体系 　　框架－剪力墙板体系是以钢框架为主体，并配置一定数量的剪力墙板。剪力墙板主要类型：① 钢板剪力墙板；② 内藏钢板支撑剪力墙墙板；③ 带竖缝钢筋混凝土剪力墙板。 内藏钢板支撑剪力墙板 　 带竖缝剪力墙板;（4）筒体体系 　　框筒实际上是密柱框架结构，由于梁跨小、刚度大，使周圈柱近似构成一个整体受弯的薄壁筒体，具有较大的抗侧刚度和承载力，因而框筒结构多用于高层建筑。筒体结构体系可分为框架筒、桁架筒、筒中筒及束筒等体系。 如右图： ( a ）框架筒； ( b ）桁架筒； ( c ）筒中筒； ( d ）束筒 ;（5）巨型框架体系 　　巨型框架体系是由柱距较大的立体桁架梁柱及立体桁架梁构成。 ( a ）桁架型； ( b ）斜格型； ( c ）框筒型;钢结构房屋适用的最大高度(m) ;6.2.2 结构平面布置; 3)高层建筑钢结构不宜设置防震缝，但薄弱部位应注意采取措施提高抗震能力。如必须设置伸缩缝，则应同时满足防震缝的要求。 4)宜避免结构平面不规则布置。如在平面布置上具有下列清况之一者，为平面不规则结构: ①任意层的偏心率大于0.15。 ②结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向的长度，超过该方向建筑总尺寸的25 % 。 ③楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层楼面面积的50 % 。 ④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的两个互相垂直的主轴。;6.2.3 结构竖向布置;6.2.4 结构布置的其他要求;6.3 多高层钢结构的抗震概念设计;6.3.1 优先采用延性好的结构方案;6.3.2多道防线要求 芯筒（剪力墙）第一道防线；钢框架为第二道防线。 6.3.3 强节点弱构件要求 保证节点不先于构件破坏 应进行“强节点弱构件”原则下的极限承载力验算。 1 梁与柱的连接要求;;;;;;多高层钢结构的抗震计算要求;6.3.1 计算模型; 进行多高层钢结构罕遇地震反应分析时，考虑到此时楼板与梁的连接可能遭到破坏，则不应考虑楼板与梁的共同工作。 ;3)多高层钢结构的抗震计算可采用平面抗侧力结构的空间协同计算模型。当结构布置规则、质量及刚度沿高度分布均匀、且不计扭转效应时，可采用平面结构计算模型;当结构平面或立面不规则、体型复杂，无法划分平面抗侧力单元的结构，以及为筒体结构时，应采用空间结构计算模型。;5)柱间支撑两端应为刚性连接，但可按两端铰接计算。偏心支撑中的偏心梁段应取为单独单元。 ;6.3.2 地震作用; 6.3.3 计算有关要求 ;3)验算在多遇地震作用下整体基础(筏形基础或箱形基础)对地基的作用时，可采用底部剪力法计算作用于地基的倾覆力矩，但宜取0.8的折减系数。 4)当在多遇地震作用下进行构件承载力验算时，托柱梁及承托钢筋混凝土抗震墙的钢框架柱的内力应乘以不小于1.5的增大系数。 5)在多遇地震作用效应组合下，支撑斜杆的受压验算应按下列公式进行:;6.4 多高层钢结构抗震构造要求;6.4.1 纯框架结构;高层(超过12层)钢结构框