第六章多高层建筑钢结构抗震设计

1、1 建筑结构抗震第六章 多高层建筑钢结构抗震设计26.1 多高层钢结构的主要震害特征6.2 多高层钢结构的选型与结构布置6.3 多高层钢结构的抗震计算要求6.4 多高层钢结构抗震构造要求本章主要内容本章主要内容3强度高、延性好、重量轻、抗震性能好强度高、延性好、重量轻、抗震性能好 p 钢结构特性：钢结构特性：总体来说，在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的总体来说，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震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小 p 震害举例及比较：震害举例及比较： 1985 1985年墨西哥城地震中钢结构和钢筋混凝土结构的破坏情况年墨西哥城地震中钢结构和

2、钢筋混凝土结构的破坏情况 建造年份建造年份钢结构钢结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构倒塌倒塌严重破坏严重破坏倒塌倒塌严重破坏严重破坏19571957年以前年以前7 71 1272716161957195719761976年年3 31 15151232319761976年以后年以后0 00 04 46 66.1 多高层钢结构的主要震害特征4多高层钢结构在地震中的破坏形式有三种：多高层钢结构在地震中的破坏形式有三种： 节点连接破坏；构件破坏；结构倒塌节点连接破坏；构件破坏；结构倒塌 6.1.1 6.1.1 节点连接破坏节点连接破坏1.1.支撑连接破坏支撑连接破坏 圆钢支撑连接的破坏圆钢支撑连接的破坏

3、 角钢支撑连接的破坏角钢支撑连接的破坏 5支撑连接破坏62.2.梁柱连接破坏梁柱连接破坏 美国美国NorthridgeNorthridge地震地震 日本阪神地震日本阪神地震 7 震害调查发现，梁柱连接破坏大多数发生在梁震害调查发现，梁柱连接破坏大多数发生在梁的的下翼缘下翼缘处，而上翼缘的破坏要少得多。处，而上翼缘的破坏要少得多。 p 可能的原因：可能的原因： 1.1.楼板与梁共同变形导致下翼缘应力增大楼板与梁共同变形导致下翼缘应力增大 2. 2.下翼缘在腹板位置焊接的中断是一个显著的焊缝下翼缘在腹板位置焊接的中断是一个显著的焊缝缺陷的来源缺陷的来源 震后观察到的在梁柱焊缝连接处的失效模式：震后

4、观察到的在梁柱焊缝连接处的失效模式： 美国美国NorthridgeNorthridge地震地震8p 梁柱刚性连接裂缝或断裂破坏的原因（梁柱刚性连接裂缝或断裂破坏的原因（4 4点）：点）： 1. 1. 焊缝缺陷焊缝缺陷如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等，这些缺陷将如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等，这些缺陷将成为裂缝开展直至断裂的起源。成为裂缝开展直至断裂的起源。焊 缝裂 纹钢 板裂纹9焊缝钢板根部未焊透钢板焊缝焊缝中间未焊透钢 板焊 缝边 缘 未 焊 透欠焊10熔渣焊缝钢板气孔焊缝钢板112. 2. 三轴应力三轴应力 梁柱连接的焊缝变形由于梁柱连接的焊缝变形由于受到梁和柱约束，施焊后受到梁和柱约束，施焊后焊缝

5、残存三轴拉应力，使焊缝残存三轴拉应力，使材料变脆。材料变脆。 123. 3. 构造缺陷构造缺陷出于焊接工艺的要求，梁翼缘与柱连接处设有衬板，出于焊接工艺的要求，梁翼缘与柱连接处设有衬板，实际工程中衬板在焊接后就留在结构上，这样衬板实际工程中衬板在焊接后就留在结构上，这样衬板与柱翼缘之间就形成一条与柱翼缘之间就形成一条“人工人工”裂缝，成为连接裂缝，成为连接裂缝发展的起源。裂缝发展的起源。 “人工人工”裂缝裂缝134. 4. 焊缝金属冲击韧性低焊缝金属冲击韧性低低的冲击韧性使得连接很易产生脆性破坏，成为引发低的冲击韧性使得连接很易产生脆性破坏，成为引发节点破坏的重要因素。节点破坏的重要因素。14

6、6.1.2 6.1.2 构件破坏构件破坏多高层建筑钢结构构件破坏的主要多高层建筑钢结构构件破坏的主要形式：形式： 1.1.支撑压屈支撑压屈 支撑在地震中所受的压力超过支撑在地震中所受的压力超过其屈曲临界力时，即其屈曲临界力时，即压屈破坏压屈破坏。 梁或柱在地震作用下反复受梁或柱在地震作用下反复受弯，在弯矩最大截面处附近弯，在弯矩最大截面处附近由于过度弯曲可能发生翼缘由于过度弯曲可能发生翼缘局部失稳破坏。局部失稳破坏。 2.2.梁柱局部失稳梁柱局部失稳支撑压屈支撑压屈梁柱局部失稳梁柱局部失稳15支撑屈曲支撑屈曲16梁柱局部失稳梁柱局部失稳柱脚的局部屈曲与拉坏柱脚的局部屈曲与拉坏节点板的屈曲节点板

7、的屈曲17位于阪神地震区芦屋市海滨城的位于阪神地震区芦屋市海滨城的5252栋高层钢结构住栋高层钢结构住宅，有宅，有5757根钢柱发生断裂，其中根钢柱发生断裂，其中1313根钢柱为母材断根钢柱为母材断裂，裂，7 7根钢柱在与支撑连接处断裂，根钢柱在与支撑连接处断裂，3737根钢柱在拼根钢柱在拼接焊缝处断裂。接焊缝处断裂。3. 3. 柱水平裂缝或断裂破坏柱水平裂缝或断裂破坏 18母材的断裂母材的断裂 支撑处的断裂支撑处的断裂 19951995年日本阪神地震年日本阪神地震 19建造年份严重破坏或倒塌中等破坏轻微破坏完好1971年以前50201971-1982年00351982年以后001719951

8、995年日本阪神地震中年日本阪神地震中Chou WardChou Ward地震钢结构房屋震害情况地震钢结构房屋震害情况 钢结构房屋在地震中钢结构房屋在地震中严重破坏或倒塌严重破坏或倒塌与与结构抗震设计水平结构抗震设计水平 关系很大关系很大19711971年，日本钢结构设计规范修订；年，日本钢结构设计规范修订；19821982年，日本建筑标准法实施年，日本建筑标准法实施6.1.3 6.1.3 结构倒塌结构倒塌 结构倒塌是地震中结构破坏结构倒塌是地震中结构破坏最严重最严重的形式。的形式。 钢结构建筑尽管抗震性能好，但在地震中也有倒塌事钢结构建筑尽管抗震性能好，但在地震中也有倒塌事例发生。例发生。

9、20单层厂房倒塌216.2.1 6.2.1 结构选型结构选型 在结构选型上，多层和高层钢结构无严格界限在结构选型上，多层和高层钢结构无严格界限 6 6. .2 2 多高层钢结构的选型与结构布置多高层钢结构的选型与结构布置22有抗震要求的多高层建筑钢结构可采用以下结构体系：有抗震要求的多高层建筑钢结构可采用以下结构体系： 1.1.纯框架结构纯框架结构 延性好，但抗侧力刚度较差延性好，但抗侧力刚度较差 2.2.框架框架中心支撑结构体系中心支撑结构体系通过支撑提高框架的刚度，但支撑受压会屈曲，通过支撑提高框架的刚度，但支撑受压会屈曲，支撑屈曲将导致原结构承载力降低。支撑屈曲将导致原结构承载力降低。2

10、33.3.框架框架偏心支撑结构体系偏心支撑结构体系 可通过偏心梁段剪切屈服限制支撑受压屈曲，使可通过偏心梁段剪切屈服限制支撑受压屈曲，使结构具有稳定的承载能力和良好的耗能性能，抗结构具有稳定的承载能力和良好的耗能性能，抗侧刚度介于纯框架和中心支撑框架之间。侧刚度介于纯框架和中心支撑框架之间。 244.4.框架框架剪力墙板剪力墙板体系体系 框架框架剪力墙板体系是以钢框架为主体，并配置一定数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的结构。量的剪力墙板的结构。剪力墙板有以下三种类型：剪力墙板有以下三种类型：1 1）钢板剪力墙板）钢板剪力墙板采用厚钢板，上下两边和左右两边分别与框架梁和框

11、架采用厚钢板，上下两边和左右两边分别与框架梁和框架柱连接，一般采用高强螺栓连接。柱连接，一般采用高强螺栓连接。252 2）内藏钢板支撑剪力墙板）内藏钢板支撑剪力墙板以钢板为基本支撑，外包钢筋混凝土墙板的预制构件。以钢板为基本支撑，外包钢筋混凝土墙板的预制构件。内藏钢板支撑可以做成中心支撑和偏心支撑，但在地震内藏钢板支撑可以做成中心支撑和偏心支撑，但在地震高烈度区，宜采用偏心支撑。高烈度区，宜采用偏心支撑。263 3）带竖缝钢筋混凝土剪力墙板）带竖缝钢筋混凝土剪力墙板在墙板中设有若干条竖缝，将墙板划分为一系列延性较在墙板中设有若干条竖缝，将墙板划分为一系列延性较好的壁柱。好的壁柱。271 1）框

12、筒结构体系）框筒结构体系 (2)(2)框架结构的梁柱节点宜采框架结构的梁柱节点宜采用刚接用刚接 (1)(1)实际上是密柱框架结构实际上是密柱框架结构(3)(3)由于梁跨小，刚度大，由于梁跨小，刚度大，使周圈柱近似构成一个整使周圈柱近似构成一个整体受弯的薄壁筒体体受弯的薄壁筒体(4)(4)具有较大的抗侧刚度和具有较大的抗侧刚度和承载力承载力多用于多用于高层建筑高层建筑 5. 5. 筒体结构体系筒体结构体系 282 2）桁架筒体系）桁架筒体系 (2)(2)提高结构的空间刚度和整体性提高结构的空间刚度和整体性(1)(1)在框筒体系中沿外框筒的四个面设置在框筒体系中沿外框筒的四个面设置大型桁架（支撑）

13、。大型桁架（支撑）。(3)(3)剪力主要由桁架（支撑）斜杆承担，剪力主要由桁架（支撑）斜杆承担，避免了横梁受剪变形，基本上消除了避免了横梁受剪变形，基本上消除了剪力滞后现象。剪力滞后现象。293 3）筒中筒体系）筒中筒体系 4 4）成束筒体系）成束筒体系 305 5）巨型框架体系）巨型框架体系 31各种钢结构体系建筑的适用各种钢结构体系建筑的适用高度高度 各种钢结构体系建筑的适用高宽比各种钢结构体系建筑的适用高宽比 适用的钢结构房屋最大高宽比适用的钢结构房屋最大高宽比 烈烈 度度6 6、7 78 89 9最大高宽比最大高宽比6.56.56.06.05.55.5钢结构房屋应根据设防分类、烈度和房

14、屋高度采用不同钢结构房屋应根据设防分类、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求，丙的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求，丙类建筑的抗震等级按下表确定。类建筑的抗震等级按下表确定。32336.2.2 6.2.2 结构平面布置结构平面布置多高层钢结构的平面布置应尽量满足下列要求：多高层钢结构的平面布置应尽量满足下列要求： (1) (1) 建筑平面宜简单规则，并使结构各层的抗侧建筑平面宜简单规则，并使结构各层的抗侧力刚度中心与质量中心接近或重合，同时各力刚度中心与质量中心接近或重合，同时各层刚心与质心接近在同一竖直线上。层刚心与质心接近在同一竖直线上。34L L，

15、l l，l l，BB的限值的限值 L/BL/Bmaxl l/bl l/ BmaxB/ Bmax541.510.5(2) (2) 建筑的开间、进深宜统一，其常用平面的尺寸建筑的开间、进深宜统一，其常用平面的尺寸关系应符合下表和图的要求。关系应符合下表和图的要求。35(3)(3) 钢结构房屋需要设置防震缝时，缝宽应不小于钢结构房屋需要设置防震缝时，缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的相应钢筋混凝土结构房屋的1.51.5倍。倍。36(4) (4) 宜避免结构平面不规则布置宜避免结构平面不规则布置如在平面布置上具有下列情况之一者，为平面不规则结构：如在平面布置上具有下列情况之一者，为平面不规则结构：1

16、) 1) 任意层的偏心率大于任意层的偏心率大于0.150.15e偏心距xy应计算结构扭转影响应计算结构扭转影响MKM质心质心K刚心刚心37所计算楼层在所计算楼层在x和和y方向的偏心率方向的偏心率: : exyxre结构结构x方向的弹性半径方向的弹性半径 eyxyrexTexKKr结构结构y方向的弹性半径方向的弹性半径 yTeyKKrxKyK、 分别为所计算楼层各抗侧力构分别为所计算楼层各抗侧力构件在件在x x和和y y方向的侧向刚度之和；方向的侧向刚度之和； xeye、 分别为分别为x x和和y y方向楼层质心到结构刚心方向楼层质心到结构刚心的距离；的距离；其中：其中：TK 结构的抗扭刚度。结

17、构的抗扭刚度。 382) 2) 结构平面形状有凹角结构平面形状有凹角3) 3) 楼面不连续或刚度突变楼面不连续或刚度突变4) 4) 抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系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的两个互相垂直的主轴 应在凹角处采用加强措施应在凹角处采用加强措施 应采用相应的计算模型应采用相应的计算模型应计算结构扭转影响应计算结构扭转影响凹角的伸出部分在一个方向的长度，超过该方向建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筑总尺寸的25%25% 开洞面积超过该层楼面面积的开洞面积超过该层楼面面积的50%50%396.2.3 6.2.3 结构竖

18、向布置结构竖向布置 多高层钢结构的多高层钢结构的 竖向布置竖向布置 应尽量满足下列要求：应尽量满足下列要求： 1. 1. 楼层刚度大于其相邻上层刚度的楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%70%，且连续，且连续三层总的刚度降低不超过三层总的刚度降低不超过50%50%。2. 2. 相邻楼层质量之比不超过相邻楼层质量之比不超过1.51.5（屋顶层除外）。（屋顶层除外）。 404. 4. 任意楼层抗侧力构件的总受剪承载力大于其相邻上任意楼层抗侧力构件的总受剪承载力大于其相邻上层的层的80%80%。 5. 5. 框架框架支撑结构中，支撑（或剪力墙板）宜支撑结构中，支撑（或剪力墙板）宜竖向连续布置，除底部楼

19、层和外伸刚臂所在竖向连续布置，除底部楼层和外伸刚臂所在楼层外，支撑的形式和布置在竖向宜一致。楼层外，支撑的形式和布置在竖向宜一致。3. 3. 立面收进立面收进尺寸的比例尺寸的比例L L1 1/L/L0.750.75。 413.3. 采用偏心支撑框架时，顶层可为中心支撑；采用偏心支撑框架时，顶层可为中心支撑； 6.2.4 6.2.4 结构布置的其他要求结构布置的其他要求 1.1. 高层钢结构宜设置地下室；高层钢结构宜设置地下室；在框架在框架- -支撑（剪力墙板）体系中，竖向连续布置的支支撑（剪力墙板）体系中，竖向连续布置的支撑（剪力墙板）应延伸至基础；设置地下室时，框架撑（剪力墙板）应延伸至基础

20、；设置地下室时，框架柱应至少延伸到地下一层柱应至少延伸到地下一层；2. 2. 8 8、9 9度时，宜采用偏心支撑、带缝钢筋混凝土剪度时，宜采用偏心支撑、带缝钢筋混凝土剪力墙板、内藏钢板支撑、外伸臂框架或其它消能支力墙板、内藏钢板支撑、外伸臂框架或其它消能支撑；撑； 424.4. 楼板宜采用压型钢板（或预应力混凝土薄板）楼板宜采用压型钢板（或预应力混凝土薄板）加现浇混凝土叠合层组成的楼板；加现浇混凝土叠合层组成的楼板；l 楼板与钢梁应采用栓钉或其它元件连接（如下图）；楼板与钢梁应采用栓钉或其它元件连接（如下图）；l当楼板有较大或较多的开孔时，可增设水平当楼板有较大或较多的开孔时，可增设水平钢支撑

21、以加强楼板的水平刚度。钢支撑以加强楼板的水平刚度。楼板与钢梁的连接楼板与钢梁的连接436.3 多高层钢结构的抗震计算要求多高层钢结构的抗震计算要求6.3.1 计算模型计算模型1.楼板在自身平面内刚度无穷大。对整体性较差、开楼板在自身平面内刚度无穷大。对整体性较差、开孔面积大、有较长的外伸段的楼板，宜采用楼板平面孔面积大、有较长的外伸段的楼板，宜采用楼板平面内实际刚度进行计算。内实际刚度进行计算。2.多遇地震作用下的反应分析时，可考虑现浇混凝土多遇地震作用下的反应分析时，可考虑现浇混凝土楼板与钢梁的共同作用。楼板与钢梁的共同作用。罕遇地震作用分析时，考虑到楼板与梁的连接可能遭罕遇地震作用分析时，

22、考虑到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作用。到破坏，则不应考虑楼板与梁的共同作用。44在设计中应保证楼板与钢梁有可靠的连接措施。楼板在设计中应保证楼板与钢梁有可靠的连接措施。楼板作为梁翼缘的一部分计算梁的弹性截面特性，楼板的作为梁翼缘的一部分计算梁的弹性截面特性，楼板的有效宽度有效宽度be按下式计算：按下式计算：453.抗震计算时可采用平面抗侧力结构的空间协同计算抗震计算时可采用平面抗侧力结构的空间协同计算模型。模型。当结构布置规则、质量及刚度沿高度分别均匀、且不当结构布置规则、质量及刚度沿高度分别均匀、且不计扭转效应时，可采用平面结构计算模型；计扭转效应时，可采用平面结构

23、计算模型；当结构平面或立面布置不规则、体型复杂，无法划分当结构平面或立面布置不规则、体型复杂，无法划分为平面抗侧力单元的结构，以及为筒体结构时，应采为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。用空间结构计算模型。464.地震作用下内力和位移的计算，应考虑梁柱的弯曲地震作用下内力和位移的计算，应考虑梁柱的弯曲变形和剪切变形，尚应考虑柱的轴向变形。一般可不变形和剪切变形，尚应考虑柱的轴向变形。一般可不考虑梁的轴向变形，但当梁同时作为腰桁架或桁架的考虑梁的轴向变形，但当梁同时作为腰桁架或桁架的弦杆时，则应考虑轴力的影响。弦杆时，则应考虑轴力的影响。5.柱间支撑两端应为刚性连接，

24、但可按两端铰接计算。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。偏心支撑中的偏心梁段应取为单独单元。476.应计入梁柱节点域的剪切变形。可将梁柱节点域当应计入梁柱节点域的剪切变形。可将梁柱节点域当作一个单独的单元进行结构分析，也可按下列规定做作一个单独的单元进行结构分析，也可按下列规定做近似计算。近似计算。1）对应箱型截面柱框架，可将）对应箱型截面柱框架，可将节点域当作刚域，刚域的尺寸节点域当作刚域，刚域的尺寸取节点域尺寸的一半。取节点域尺寸的一半。2）对于工字型截面柱框架，可）对于工字型截面柱框架，可按结构轴线尺寸进行分析。对按结构轴线尺寸进行分析。对结

25、构楼层处的水平位移进行修结构楼层处的水平位移进行修正。正。486.3.2地震作用地震作用1.计算方法计算方法阵型分解反应谱法；基底剪力法阵型分解反应谱法；基底剪力法2.结构自振周期结构自振周期对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层钢结构，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层钢结构，基本自振周期可用基本自振周期可用顶点位移法顶点位移法计算。考虑非结构构件计算。考虑非结构构件的影响，修正系数取的影响，修正系数取0.9。在初步设计时，在初步设计时，基本周期可按经验公式估算；基本周期可按经验公式估算；.TuT7 . 11493.阻尼比阻尼比多遇地震下的地震作用计算时：多遇地震下的地震作用计算时：高度

26、不大于高度不大于50m时取时取0.04大于大于50m且小于且小于200m时取时取0.03高度不小于高度不小于200m时取时取0.02.罕遇地震下的弹塑性分析时：罕遇地震下的弹塑性分析时：多高层钢结构的阻尼比可取为多高层钢结构的阻尼比可取为0.05。506.3.6.3.计算有关要求计算有关要求.进行多遇地震下抗震设计时，框架支撑（剪力墙进行多遇地震下抗震设计时，框架支撑（剪力墙板）结构体系中总框架任意楼层所承担的地震剪力，板）结构体系中总框架任意楼层所承担的地震剪力，不得小于结构底部总剪力的。不得小于结构底部总剪力的。.在水平地震作用下，如果楼层侧移满足下式，则应在水平地震作用下，如果楼层侧移满

27、足下式，则应考虑效应。考虑效应。51 效应效应 P52.在水平地震作用下，如果楼层侧移满足下式，则应在水平地震作用下，如果楼层侧移满足下式，则应考虑效应。考虑效应。53.验算在多遇地震作用下整体基础（筏形基础或箱型验算在多遇地震作用下整体基础（筏形基础或箱型基础）对地基的作用时，可采用底部剪力法计算作用基础）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，但宜取于地基的倾覆力矩，但宜取.的折减系数。的折减系数。.当在多遇地震作用下进行构件承载力验算时，托柱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框架柱的内力应乘以不梁及承托钢筋混凝土抗震墙的框架柱的内力应

28、乘以不小于小于.的增大系数。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：应按下列公式进行：545.在多遇地震作用效应组合下，支撑斜杆的受压验算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：应按下列公式进行：55.钢构件的设计钢构件的设计钢构件的设计包含以下内容：钢构件的设计包含以下内容：.构件的强度验算；构件的强度验算；.构件的稳定承载力验算；构件的稳定承载力验算；.构件的宽厚比验算；构件的宽厚比验算；保证构件塑性变形能力充分开展，同时满足构件的局保证构件塑性变形能力充分开展，同时满足构件的局部失稳不

29、先于构件的整体失稳。部失稳不先于构件的整体失稳。56.构件长细比验算构件长细比验算两部分内容：两部分内容：）受压构件的长细比）受压构件的长细比）受弯构件塑性铰处侧向支承点与相邻侧向支承间）受弯构件塑性铰处侧向支承点与相邻侧向支承间构件最大侧向长细比构件最大侧向长细比576.4.1 6.4.1 纯框架结构抗震构造措施纯框架结构抗震构造措施1. 1. 纯框架宜设计成强柱弱梁型。纯框架宜设计成强柱弱梁型。 框架柱在框架的任一节点处需满足下式要求：框架柱在框架的任一节点处需满足下式要求： 6.4 6.4 多高层钢结构抗震构造要求多高层钢结构抗震构造要求58强柱系数，一级取强柱系数，一级取1.15，二级

30、取，二级取1.10，三级取，三级取1.05；折减系数，三、四级取折减系数，三、四级取0.6，一、二级取，一、二级取0.7。2.工字型截面柱和箱型截面柱的节点柱应按下列公式验工字型截面柱和箱型截面柱的节点柱应按下列公式验算算59RE-节点域承载力抗震调整系数，节点域承载力抗震调整系数，可取可取0.85.3.为保证框架梁柱在罕遇地震下有较大的塑性变形能为保证框架梁柱在罕遇地震下有较大的塑性变形能力，多高层钢结构框架梁柱板件宽厚比限值不超过下力，多高层钢结构框架梁柱板件宽厚比限值不超过下表规定表规定6061ay235/f604.框架柱的长细比限值：框架柱的长细比限值： 一级不应大于一级不应大于 二级

31、不应大于二级不应大于 三级不应大于三级不应大于 四级不应大于四级不应大于fay钢材的屈服强度。钢材的屈服强度。ay235/f80ay235/f100ay235/f120625. 5. 梁与柱的连接构造梁与柱的连接构造 梁柱的连接构造，应符合下列要求：梁柱的连接构造，应符合下列要求： （1 1）梁与柱的连接宜采用柱贯通型）梁与柱的连接宜采用柱贯通型； 柱贯通型梁柱连接梁贯通型梁柱连接63（2 2）柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时，宜采）柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时，宜采用箱形截面，并在梁翼缘连接处设置隔板；当仅用箱形截面，并在梁翼缘连接处设置隔板；当仅在一方向刚接时，宜采用工字型截面，并

32、将柱腹在一方向刚接时，宜采用工字型截面，并将柱腹板置于刚接框架平面内；板置于刚接框架平面内； （3 3）梁翼缘与柱翼缘应采用全熔透坡口焊缝；）梁翼缘与柱翼缘应采用全熔透坡口焊缝； （4 4）柱在梁翼缘对应位置应设置横向加劲肋，）柱在梁翼缘对应位置应设置横向加劲肋，且加劲肋厚度不应小于梁翼缘厚度；且加劲肋厚度不应小于梁翼缘厚度； 646.6.为防止框架梁柱连接处发生脆性断裂，可以采用如为防止框架梁柱连接处发生脆性断裂，可以采用如下措施：下措施： 1 1）严格控制焊接工艺操作，重要的部位由技术等）严格控制焊接工艺操作，重要的部位由技术等级高的工人施焊，减少梁柱连接中的焊接缺陷；级高的工人施焊，减少

33、梁柱连接中的焊接缺陷； 2 2）补充梁腹板与抗剪连）补充梁腹板与抗剪连接板之间的焊缝；接板之间的焊缝；梁腹板补焊梁腹板补焊 65 3 3）采用梁端加盖板和加腋，或梁柱采用全焊接方）采用梁端加盖板和加腋，或梁柱采用全焊接方式来加强连接的强度；式来加强连接的强度； 梁柱连接的加强梁柱连接的加强 4 4）利用节点域的塑性变形能力，为此节点域可先）利用节点域的塑性变形能力，为此节点域可先设计成先于梁端屈服，但仍需满足有关公式的设计成先于梁端屈服，但仍需满足有关公式的要求。要求。 66 5 5）利用）利用“强节点弱杆件强节点弱杆件”的抗震概念，将梁端附近的抗震概念，将梁端附近截面局部削弱。截面局部削弱。

34、 梁端狗骨式设计梁端狗骨式设计 具有优越的抗震性能，可具有优越的抗震性能，可将框架的屈服控制在削弱的梁端截面处将框架的屈服控制在削弱的梁端截面处上下翼缘两侧开上下翼缘两侧开4 4个个圆形切口，切口与圆圆形切口，切口与圆形平行并磨光形平行并磨光150150676.4.2 6.4.2 中心支撑框架抗震构造措施中心支撑框架抗震构造措施 1.1.受拉支撑的布置要求受拉支撑的布置要求 抗震设防的中心支撑框架宜采用十字交叉斜杆、单抗震设防的中心支撑框架宜采用十字交叉斜杆、单斜杆、人字型斜杆、或斜杆、人字型斜杆、或V V型斜杆体系，不得采用型斜杆体系，不得采用K K型型斜杆体系。斜杆体系。68地震作用方向是

35、任意的，且为反复作用地震作用方向是任意的，且为反复作用 中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时两组斜杆的截面面积在水平方向的投影两组斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不得大于面积之差不得大于10%10% 应同时设置两组不同倾斜方向的斜杆应同时设置两组不同倾斜方向的斜杆受拉支撑布置P受力受力P受力受力702.2.支撑杆件的要求支撑杆件的要求 l 地震作用下，支撑杆件可能会经历反复的压曲拉地震作用下，支撑杆件可能会经历反复的压曲拉直作用直作用支撑杆件不宜采用焊接截面，应尽量采用支撑杆件不宜采用焊接截面，应尽量采用轧制型钢轧制型钢 l 若采用焊接若采用焊接H H型截

36、面作支撑构件时，在型截面作支撑构件时，在8 8、9 9度区，度区，其翼缘与腹板的连接宜采用全焊透连接焊缝其翼缘与腹板的连接宜采用全焊透连接焊缝 71. .宽厚比限值宽厚比限值为限制为限制支撑压曲支撑压曲造成的支撑板件的局部屈曲对支撑造成的支撑板件的局部屈曲对支撑承载力及耗能能力的影响，对支撑板件的承载力及耗能能力的影响，对支撑板件的宽厚比宽厚比需需限值更严，应不大于下表规定的限值：限值更严，应不大于下表规定的限值： 72. .长细比限值长细比限值为使支撑杆件最低具有一定的耗能性能，为使支撑杆件最低具有一定的耗能性能，中心支撑中心支撑杆杆件的件的长细比：长细比：按抗压设计时不应大于按抗压设计时不

37、应大于一、二、三级中心支撑不得采用拉杆设计，四级采用一、二、三级中心支撑不得采用拉杆设计，四级采用拉杆时，其长细比不应大于拉杆时，其长细比不应大于180.180.ay235/f12073. .承载力计算承载力计算多遇地震作用效应组合下，支撑斜杆受压承载力验算多遇地震作用效应组合下，支撑斜杆受压承载力验算. .746. 6. 支撑节点要求支撑节点要求 ）一、二、三级，支撑宜采用型钢制作，两端）一、二、三级，支撑宜采用型钢制作，两端与框架可采用与框架可采用刚接刚接构造，梁柱与支撑连接处应设置构造，梁柱与支撑连接处应设置加劲肋；一、二级采用焊接工字型截面的支撑时，加劲肋；一、二级采用焊接工字型截面的

38、支撑时，其翼缘与腹板的连接宜采用全融透连续焊缝。其翼缘与腹板的连接宜采用全融透连续焊缝。）支撑与框架连接处，支撑杆端宜做成圆弧状）支撑与框架连接处，支撑杆端宜做成圆弧状756. 6. 支撑节点要求支撑节点要求 H H型型钢钢支支撑撑连连接接节节点点示示例例76 ）若支撑与框架采用）若支撑与框架采用节点板节点板连接，支撑端部至连接，支撑端部至节点板嵌固点在支撑杆件方向的距离，不应小于节点板嵌固点在支撑杆件方向的距离，不应小于节节点板厚度的点板厚度的2 2倍倍 支撑端部节点板构造示意图支撑端部节点板构造示意图试验表明：试验表明：这个不大的间隙允许节这个不大的间隙允许节点板在强震时有少许屈点板在强震

39、时有少许屈曲，能显著减少支撑连曲，能显著减少支撑连接的破坏，有积极作用接的破坏，有积极作用 774. 4. 框架部分要求框架部分要求 中心支撑框架中心支撑框架结构的框架部分的抗震构造措施结构的框架部分的抗震构造措施要求可与要求可与纯框架结构纯框架结构抗震构造措施要求一致。抗震构造措施要求一致。当房屋高度不高于当房屋高度不高于100m100m且框架部分承担的地震作用且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的不大于结构底部总地震剪力的25%25%时，一、二、三时，一、二、三级的抗震构造措施可按框架结构降低一度的相应要级的抗震构造措施可按框架结构降低一度的相应要求采用。求采用。 786.4.

40、3 6.4.3 偏心支撑框架抗震构造措施偏心支撑框架抗震构造措施 1. 1. 消能梁段的长度消能梁段的长度偏心支撑框架的抗震设计应保证罕遇地震下结构屈偏心支撑框架的抗震设计应保证罕遇地震下结构屈服发生消能梁段上。服发生消能梁段上。消能梁的屈服形式消能梁的屈服形式剪切屈服型剪切屈服型弯曲屈服型弯曲屈服型抗震设计时，消能梁段宜设计成抗震设计时，消能梁段宜设计成 剪切屈服型剪切屈服型 这种消能梁段的这种消能梁段的偏心支撑框架的偏心支撑框架的刚度和承载力较刚度和承载力较大，延性和耗能大，延性和耗能性能较好性能较好79bfccbfa80消能梁段塑性受剪承载力消能梁段塑性受剪承载力 消能梁段塑性受弯承载力

41、消能梁段塑性受弯承载力 oh消能梁段腹板高度消能梁段腹板高度 wt消能梁段腹板厚度消能梁段腹板厚度 pW消能梁段截面塑性抵抗矩消能梁段截面塑性抵抗矩 A消能梁段截面面积消能梁段截面面积 wA消能梁段腹板截面面积消能梁段腹板截面面积 wylfhfV058. 0yplpfWM lVlpM812. 2. 消能梁段的材料及板件宽厚比要求消能梁段的材料及板件宽厚比要求 偏心支撑框架偏心支撑框架主要依靠消能梁段的主要依靠消能梁段的 塑性变形塑性变形 消耗消耗地震能量，故对消能梁段的塑性变形能力要求较高。地震能量，故对消能梁段的塑性变形能力要求较高。 一般钢材的塑性变形能力与其屈服强度成反比一般钢材的塑性变

42、形能力与其屈服强度成反比消能梁段所采用的钢材的屈服强度不能太高，应不消能梁段所采用的钢材的屈服强度不能太高，应不大于大于345345MPaMPa。82为保障消能梁段具有稳定的反复受力的塑性变形能力：为保障消能梁段具有稳定的反复受力的塑性变形能力：1 1）消能梁段腹板不得加焊贴板提高其承载力；）消能梁段腹板不得加焊贴板提高其承载力；2 2）不得在腹板上开洞；）不得在腹板上开洞；3 3）消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段，）消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段，其板件的宽厚比不应大于下表的限值其板件的宽厚比不应大于下表的限值。833 3）消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段，）消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段，其板件的宽厚比不应大于下表的限值其板件的宽厚比不应大于下表的限值。板件名称宽厚比限值翼缘外伸部分8腹 板当 时当 时注：注：1. 1. 表列数值适用