多、高层房屋结构培训课件

多、高层房屋结构多、高层房屋结构3.1多、高层房屋的结构体系3.2高层钢结构的计算特点3.3压型钢板组合楼（屋）盖设计3.4钢构件及连接的设计特点3.1多、高层房屋的结构体系基本概念高层建筑混凝土结构技术规程规定，10层和10层以上或房屋高度超过28m的建筑为高层建筑。民用建筑设计通则规定，以高度为24米、100米的住宅和公共建筑分别列为高层及超高层建筑，其防火要求不同。实际上结构没有确切的划分低层、中层和高层的界限，对于结构设计而言影响设计的重要因素—水平荷载及其效应是随高度而渐变的。低层、中层和高层建筑都要承受竖向荷载和水平荷载（风荷载及地震作用），其结构设计原理基本相同，但控制结构设计的因素不同；竖向荷载作用下的基底轴力与结构高度成正比，水平荷载产生的基底剪力与结构高度成正比；但水平荷载产生的总体倾覆力矩与结构高度平方成正比，而顶点侧移与结构高度四次方成正比。低层建筑由竖向荷载控制，高层建筑一般由水平荷载控制。基本概念高层建筑混凝土结构技术规程规定，10层和10层以上或

内力或位移

=f(H4)M=f(H2)

N=f(H)H

结构内力、位移与高度H的关系内力或位移第一节多、高层房屋的结构体系一、多、高层钢结构的特点1、结构自重轻（8-15KN/m2大约为砼结构的60%）2、抗震性能好3、减少结构所占建筑面积，能充分利用建筑空间。（砼7%——钢3%）4、施工周期短（1.5倍于砼结构）5、耐火性能差第一节多、高层房屋的结构体系一、多、高层钢结构的特点

二、多、高层钢结构的结构体系根据不同建筑高度、不同抗侧力结构对水平荷载效应的适应性，分为：纯框架结构体系框架-抗震墙结构体系框架-支撑结构体系框架-核心筒结构体系筒体结构体系二、多、高层钢结构的结构体系1、纯框架结构体系由水平杆件和竖向构件正交或非正交连接而成。优点——框架柱网可大可小，建筑平面布置灵活。延性大、耗能能力强的延性框架结构，具有较好的抗震性能。缺点——刚度小，侧移大，使用高度最低。图8-1框架结构体系a）结构平面b）结构剖面a）b）1、纯框架结构体系图8-1框架结构体系a）b）工程实例：北京长富宫中心（教材307页）建于1987年，旅馆，地下2层，地上26层，房屋高度96m，标准层层高3.3m。建筑平面25.8m×48m，主要柱网尺寸8m×9.8m。框架柱为焊接箱形截面，尺寸450mm×450mm。框架梁为焊接工字形截面，650mm×

200mm～250mm。次梁采用轧制H型钢。焊接箱形柱焊接工字形钢梁轧制H型钢图8-2北京长富宫中心标准层结构平面图工程实例：北京长富宫中心（教材307页）建于1987年，旅馆

2、框架-抗震墙结构体系优点——兼有框架结构布置灵活、延性好和剪力墙结构刚度大、承载力大的特点。水平荷载由钢框架和抗震墙共同承担。抗震墙：钢筋砼抗震墙钢筋砼带缝抗震墙钢板抗震墙。

2、框架-抗震墙结构体系竖缝钢梁钢柱图8-3带竖缝钢筋混凝土抗震墙钢梁钢柱横向加劲肋纵向加劲肋图8-4带加劲肋钢板抗震墙钢筋砼抗震墙—

刚度大但有应力集中问题—解决办法：带缝钢板抗震墙—钢板厚度8-10mm,抗震设防烈度不小于7度时应设置加劲肋，周边与钢框架采用高强度螺栓连接。竖缝钢梁钢柱图8-3带竖缝钢筋混凝土抗震墙钢梁钢柱横向加劲工程实例：北京京广中心大厦主楼图8-5北京京广中心大厦a)标准层结构平面b)墙板布置平面c)结构横剖面b)c)焊接工字钢梁RC带竖缝墙板（6~52层）方钢管柱750×750×60RC带竖缝墙板（6~37层）钢框架23层钢支撑38层RC带竖缝墙板208.00196.00a)天井北京京广中心大厦主楼为综合性多用途建筑，地下3层，地上51层，总高度208m，平面为扇形，结构采用框架-抗震墙体系。地面以上框架柱采用焊接方管，框架梁采用焊接工字钢，抗震墙采用预制钢筋混凝土带竖缝墙板。工程实例：北京京广中心大厦主楼图8-5北京京广中心大厦天井a）b）钢框架钢支撑钢支撑钢框架框架+竖向支撑桁架3、框架-支撑结构体系a）b）钢框架钢支撑钢支撑钢框架框架+竖向支撑桁架3、框架-

竖向支撑桁架作用同抗震墙，一般沿两个方向在同一竖向柱距内连续布置。不考虑抗震时，根据立面要求也可以交错布置。支撑体系布置在中部时，外围柱不考虑参加抵抗水平力。竖向支撑桁架作用同抗震墙，一般沿两个方向在同一竖向柱支撑桁架类型：

图8-8中心支撑类型a）交叉形斜杆b）单斜杆c）人字形斜杆d）V形斜杆e）K形斜杆a）b）c）d）e）b）c）d）e）a）aaaaaaaaa图8-9偏心支撑类型a）单斜杆式b）V字形式c）人字形式d）门架式1e）门架式2注：粗线a为消能梁段Ｋ型斜杆支撑在地震区不得采用，因斜杆易反复压曲而降低承载力支撑桁架类型：【工程实例8-3】第一中心银行大厦（见图8-10）美国印第安纳波尼斯的一幢52层的钢结构办公大楼，高度为190m，标准层平面尺寸为58m×37m。大楼的抗侧力结构采用框架—支撑体系，周边为钢框架，内部为支撑。支撑系统由两片翼缘支撑和两片腹板支撑组成。翼缘支撑为抵抗倾覆力矩提供了最大的力臂，同时将楼面核心区的重力荷载传递至外柱。图8-10第一中心银行大厦的框架-支撑体系a）结构平面b）抗侧力体系a）b）122003×10670=3200012200117001170011700钢框架翼缘支撑腹板支撑腹板支撑翼缘支撑翼缘支撑【工程实例8-3】第一中心银行大厦（见图8-10）图8-104、框架-核心筒结构体系核心筒侧向刚度有限，设防烈度8度以上地震区不宜采用这种结构。工程实例：加拿大国家银行大厦a）b）跨层偏心支撑1.25m21.6551.051.021.65跨层偏心支撑钢框架柱4、框架-核心筒结构体系b）跨层偏心支撑1.25m51.05、筒体结构体系

外框架筒体系筒中筒体系束筒体系外支撑桁架筒体系5、筒体结构体系(1)外框架筒体系外筒：密柱深梁；柱距3-4.5m；梁高0.9-1.5m;

承担全部水平荷载和按荷载面积比例分配的楼层重力荷载；内部框架:只承担重力荷载。梁柱节点可以采用铰接。工程实例：芝加哥标准石油公司大厦该大厦建于1973年，地下5层、地上82层的办公大楼，建筑高度342m，标准层层高3.86m。建筑平面尺寸为59.15m×59.15m，内部承重框架平面尺寸为28.96m×28.96m。外筒钢柱柱距3.05m，柱截面采用人字形，深梁截面高度1.68m。(1)外框架筒体系图8-13芝加哥标准石油大厦a)结构平面b)框筒柱截面a)b)3050人字形截面柱钢框筒角柱2896059150等边角钢1520翼缘厚33~63翼缘厚16~32承重框架760a)b)3050人字形截面柱钢框筒角柱28960等边角钢(2)筒中筒体系内框筒：采用钢结构或钢砼结构外框筒：多采用密柱深梁的钢框筒工程实例：上海国际贸易中心该大厦建筑平面为矩形，在四个角部有局部收进，地下2层、地上35层，建筑总高度140m。建筑平面尺寸为40.4m×50m，内筒宽度为25.6m×16m，内、外筒柱距均为3.2m，内外筒之间的跨度为12.2m，钢柱采用箱形截面，梁采用轧制H型钢，楼板采用压型钢板上浇钢筋混凝土板，厚度90mm，压型钢板仅作模板使用。(2)筒中筒体系b)a)外框筒内框筒H型钢箱形截面柱500×50040.42.611×3.2=35.22.62.614×3.2=44.82.650.0AA129.55A—A外框筒内框筒上海国际贸易中心b)外框筒内框筒H型钢40.42.611×3（３）束筒体系工程实例：西尔斯大厦3×5×4570=685503×5×4570=68550密柱深梁腹板框架焊接H型钢柱平面形状50层35层90层110层66层周边桁架框筒周边桁架（３）束筒体系3×5×4570=685503×5×4570=钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度(m)结构种类结构体系非抗震设计抗震设防烈度6、7度8度9度钢结构框架框架-支撑(剪力墙板)各类筒体1102603601102203009020026050140180有混凝土剪力墙的钢结构钢框架-混凝土剪力墙钢框架-混凝土核心筒32018010070钢框筒-混凝土核心筒22018018070钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度(m)结构体高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。钢结构高宽比的限值结构种类结构体系非抗震设计抗震设防烈度6、7度8度9度钢结构框架框架-支撑(剪力墙板)各类筒体566.5566455345有混凝土剪力墙的钢结构钢框架-混凝土剪力墙钢框架-混凝土核心筒55554444钢框筒-混凝土核心筒6554最大适用高度是经验性的规定，突破高度限制的建筑已经建成，当积累了更多的经验以后在修订规程时适用的最大高度也会改变。高宽比限制值更是一个经验性的规定，符合高宽比限制值要求的建筑比较容易满足侧移限制，而侧移限制才是最根本的要求，如果各方面都能满足规范要求，突破高宽比限制值是可能的。高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制第二节多、高层钢结构的计算特点一、荷载1、竖向荷载自重、楼面和屋面活荷载、雪荷载多层结构：活荷载不利布置高层结构：各跨满载，当活荷载较大时，可将简化后框架梁的弯矩适当加大。注意施工阶段的验算。2、风荷载计算主要承重结构和抗侧力构件时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值为：第二节多、高层钢结构的计算特点一、荷载式中ω

k—风荷载标准值(kN/m2)；

βz—顺风向高度z处的风振系数；

μs—风荷载体型系数；

μz—风压的高度变化系数；

ωo—基本风压(kN/㎡)。

基本风压ωo

：风荷载基准压力，以当地比较空旷平坦地面上，离地面10米高度处，10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，计算确定的风压。注意：建筑物的重要性不同，其风压值的重现期不同。对于高层建筑重现期为100年，但对于高层建筑的维护结构，重现期仍为50年。对于高层建筑和高耸结构，上述的风压应乘以1.1对于特别重要和有特殊要求的高层建筑和高层结构，应乘以1.2（8-1）式中ωk—风荷载标准值(kN/m2)；（8-1）风压的高度变化系数μz：根据地面类别查表，必要时应修正。风荷载体型系数μs：1、对单独高层建筑：按《高钢规程》附录一采用。2、对城市建成区内新建高层建筑，应考虑周围已有高层建筑，特别是邻近已有高层建筑的影响。增加一个相互干扰增大系数：见表8-13、验算墙面构件及其连接时，对风吸力区应采用表8-2规定的局部体型系数。封闭式建筑物的内表面，应按外表面的风压情况取±0.2风压的高度变化系数μz：根据地面类别查表，必要时应修正。方向d/Bd/H地面粗糙度风向角θ0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°

顺风向≤3.5≤0.7A、B类1.151.351.451.50～1.801.45～1.751.401.401.301.251.15C、D类1.101.151.251.30～1.551.25～1.501.201.201.101.101.10≥7.5≥1.5A、B类C、D类1.00横风向≤2.25≤0.45A、B类1.30～1.50C、D类1.10～1.30≥7.5≥1.5A、B类C、D类1.00表8-1建筑群体风荷载体型系数的增大系数

注：1.θ为风向与相邻建筑物平面形心之间连线夹角，d为两建筑物之间的距离，B、H分别为所讨论建筑物迎风面宽度和高度。2.d/B或d/H为上表中间值时，采用插值法确定。3.表中同一格有两个数时，低值适用于两个高层建筑，高值适用于两个以上高层建筑。方向d/Bd/H地面风向角θ0°10°20°30°40°50部位局部体型系数外墙构件、玻璃幕墙墙面一般位置-1.0墙角、屋面周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位1-1.5檐口、雨蓬、遮阳板、阳台-2.0注：1作用宽度为房屋总高度的0.1，但不小于1.5m。

表8-2风吸力区的局部体型系数部位局部体型系数外墙构件、玻璃幕墙墙面一般位置-1.0墙角、顺风向高度z处的风振系数βz考虑范围：房屋结构H>30m&H/B>1.5高耸结构T1>0.25s考虑方法：等截面钢结构高层建筑顺风向βz简化表格见表8-4顺风向高度z处的风振系数βz等截面钢结构高层建筑顺风向βz在主体结构的顶部有小体型建筑时，应计入鞭稍效应，可根据小体型建筑作为独立体时的基本自振周期Ｔｕ与主体建筑的基本自振周期Ｔ１的比例，分别按下列规定处理：一、当Ｔｕ≤Ｔ１/３时，可假定主体建筑的高度延伸至小体型建筑的顶部，对于沿高度等截面的高层建筑钢结构，顺风向风振系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》采用。二、当Ｔｕ＞Ｔ１/３时，其风振系数宜按风振理论进行计算在主体结构的顶部有小体型建筑时，应计入鞭稍效应，可根据小3、地震作用（1）计算原则高层建筑根据“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目标，采用两阶段设计方法：第一阶段设计按多遇地震计算地震作用，验算构件的承载力和稳定以及结构的层间侧移；第二阶段按罕遇地震计算地震作用，验算结构的层间侧移和层间侧移延性比。3、地震作用（1）计算原则两阶段设计阶段目标烈度地震作用性质受力状态作用效应组合第一阶段小震不坏（隐含中震可修）多遇地震作用对应的烈度（小震）可变作用弹性（部分弹塑性）承载力验算采用基本组合(多层、高层钢筋混凝土房屋层间弹性位移计算，采用短期效应组合，即作用分项系数均取1.0)第二阶段大震不倒罕遇地震作用对应的烈度（大震）偶然作用弹塑性部分建筑物的层间弹塑性位移验算，采刚短期效应组合，即怍用分项系数均取1.0说明：第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算；大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。

两阶段设计阶段目标烈度地震作用性质受第一阶段设计应符合下列要求：

1一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，并进行抗震验算各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。

2有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

3质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响，其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

48、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。

注:8、9度时采用隔震设计的建筑结构应按有关规定计算竖向地震作用。

第一阶段设计应符合下列要求：（2）、影响设计地震作用的因素地震动特性方面抗震设防烈度设计近远震场地类别

结构特性方面：结构自振周期建筑质量（重力荷载）结构阻尼比（材料）设计地震作用的方向水平（两个）竖向（一个）结构效应的方向平动（两个水平、一个竖向）扭转（竖轴）（3）、设计地震作用的方向（2）、影响设计地震作用的因素地震动特性方面结构特性方（4）设计反应谱的概念水平地震影响系数

水平地震影响系数曲线水平地震影响系数曲线

水平地震影响系数最大值设计地震分组场地类别Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90地震影响6度7度8度9度设计基本地震加速度值0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g多遇地震0.040.080.120.160.240.32罕遇地震—0.500.720.901.201.4000.1Tg5Tg6.0T(s)（4）设计反应谱的概念水平地震影响系数水平地震影响系数地震作用的计算方法及其适用范围地震作用结构方法使用范围水平弹性底部剪力法高度不超过60m，以剪切变形为主，质量和刚度分布较均匀振型分解反应谱法不满足底部剪力法应用条件的结构时程分析法（补充计算）甲类建筑、特别不规则的建筑H>80m，7、8度I、II类场地乙、丙类建筑H>60m，8度III、IV类场地和9度乙、丙类建筑弹塑性简化方法（略）时程分析法（略）竖向弹性底部轴力法需考虑竖向地震作用的结构地震作用的计算方法及其适用范围地震作用结构方法使用范围水平弹（5）水平地震作用的计算1）底部剪力法2）振型分解反应谱法3）时程分析法（5）水平地震作用的计算1）底部剪力法1）底部剪力法适用范围：高度不超过60m，以剪切变形为主，质量和刚度分布较均匀的高层钢结构的弹地震反映分析。用底部剪力法计算地震作用时，将多自由度体系等效成单自由度体系，只考虑结构的基本自振周期计算总水平地震力，然后再按一定规律分配到各个楼层。1）底部剪力法计算方法：底部剪力的计算地震作用沿高度的分配mHiHiFiFEkΔFnGeq——结构等效重力荷载代表值Geq=Sum(Gi)*0.85计算方法：mHiHiFiFEkΔFnGeq——结构等效重力荷2）振型分解反应谱法

按平面结算时，X,Y两个水平方向分布计算，一个水平方向每个楼层有一个平移自由度，n个楼层有n个自由度、n个频率和n个振型。平面结构的振型如下图所示。第一振型第二振型第j振型第n振型图12）振型分解反应谱法按平面结算时，X,Y两个水平方向分

平面结构第j振型，i质点的等效水平地震力为相应与j振型自振周期的地震响应系数第j振型i质点的振幅系数第i层（i质点）重力荷载代表值i振型的振型参与系数：平面结构第j振型，i质点的等效水平地震力为相应与j对于平面结构，根据随机振动理论，地震作用下的内力和位移由各振型的内力和位移平方和再开方的方法（SquareRootofSumofSquare,简称SRSS方法）组合得到：

注：采用振型组合法时，突出屋面的小塔楼按其楼层质点参与振型计算，鞭梢效应可在高振型体现。参与组合的振型数由j振型等效地震荷载求得的弯矩、或剪力、或轴力、或位移振型组合后的弯矩、或剪力、或轴力、或位移对于平面结构，根据随机振动理论，地震作用下的内力和位移由各振3）时程分析法（简述）时程分析法时一种动力计算方法，用地震波（加速度时程）作为地面运动输入，直接计算并输出结构随时间而变化的地震反应。它既考虑了地震的振幅、频率和持续时间三要素，又考虑了结构的动力特性。计算结果可得到结构地震反应全过程，包括每一时刻的内力、位移、屈服位置、塑性变形等，也可以得到反应的最大值，是一种先进的直接动力计算方法。3）时程分析法（简述）时程分析法时一种动力计算方法，用（6）、竖向地震作用的计算高层房屋（9度）地震作用标准值FviHiFviFEvk

楼屋盖的竖向地震作用效应分配

按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配，并宜乘以增大系数1.5（6）、竖向地震作用的计算高层房屋（9度）FviHiFviF二、结构的承载力与变形计算１、计算的一般规定１）关于弹性假定目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是对于有抗震设防要求的在遭受地震或强台风作用时，高层高层建筑，由于允许结构进入到弹塑性工作阶段，应按弹塑性动力分析方法进行设计，验算罕遇地震下的层间位移和层间位移延性比。二、结构的承载力与变形计算１、计算的一般规定２）关于刚性楼板假定许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大，而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法。一般来说，对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是，对于楼板整体性差楼面开孔较大，有较长外伸楼面，或竖向刚度有突变的结构，楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。２）关于刚性楼板假定３）当进行结构的弹性分析时，宜考虑现浇钢筋混凝土楼板与钢梁的共同工作，并且在设计中使楼板与钢梁间有可靠连接。当进行弹塑性分析时，钢筋混凝土楼板可能严重开裂，故此时不宜考虑楼板与钢梁的共同工作。当进行框架弹性分析时，压型钢板组合楼盖中梁的惯性矩应乘以增大系数：两侧有楼板的梁乘以1.5;对仅一侧有楼板的梁取1.2。３）当进行结构的弹性分析时，宜考虑现浇钢筋混凝土楼板与钢梁4）高层建筑钢结构计算模型应根据具体的结构形式和计算内容确定。一般情况下，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、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、无法划分成平面抗侧力单元的结构，或为筒体结构时，应采用空间结构计算模型。4）高层建筑钢结构计算模型应根据具体的结构形式和计算内容确定５）高层建筑钢结构的构件跨度与截面高度之比一般都很小，因此当作杆件体系进行内力和位移的分析时，应考虑梁柱的弯曲变形、剪切变形和柱轴向变形的影响。梁的轴向变形一般忽略。但当梁同时作为腰桁架或帽桁架的弦杆时，轴向变形不可以忽略。计算侧移必须考虑剪切变形的影响，但剪切变形对结构内力影响较小，故计算结构内力时可以忽略剪切变形。５）高层建筑钢结构的构件跨度与截面高度之比一般都很小，因此当６）在钢结构设计中，柱间支撑两端应为刚性连接，但计算内力时按两端铰接的计算简图求得，其端部连接的刚度通过修正支撑的计算长度加以考虑。但若采用偏心支撑则应按单独单元计算。６）在钢结构设计中，柱间支撑两端应为刚性连接，但计算内力时按７）对现浇竖向连续钢筋混凝土抗震墙的计算，宜计入墙的弯曲变形、剪切变形、轴向变形，按独立竖向悬臂弯曲构件考虑。８）考虑荷载效应组合时，应区分地震区和非地震区；同时还要区分用于承载力极限状态验算还是正常使用极限状态验算。７）对现浇竖向连续钢筋混凝土抗震墙的计算，宜计入墙的弯曲变形截面承载力验算：高层建筑结构设计应保证在荷载作用下结构有足够的承载力。我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，采用荷载效应组合的构件不利内力，进行构件承载力验算。其一般表达式为：无地震作用组合时

有地震作用组合时

Ｓ≤Ｒ／

截面承载力验算：式中：

—结构重要性系数，按《建筑结构荷载规范》采用;一般高层建筑取1.0，安全等级一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件取1.1，抗震构件设计时不考虑安全等级；

S—荷载效应组合得到的构件内力设计值，参见教材公式8-12，8-13；

R—结构构件的承载力设计值，按无地震作用组合和有地震作用组合两种情况分别采用，抗弯时二者相同，抗剪时二者不同；

—承载力抗震调整系数，见表8-11。式中：—结构重要性系数，按《建筑结构荷载规范》材料结构构件钢柱、梁0.75支撑0.80节点板件、连接螺栓0.85连接焊缝0.90承载力抗震调整系数材料结构构件钢柱、梁0.75支撑0.80节点板件、连接螺栓09度60m以上高层建筑；8度、9度长悬臂结构1.40.51.31.2重力荷载，风荷载水平、竖向地震作用560m以上高层建筑1.4—1.31.2重力荷载，风荷载水平地震作用4—0.51.31.2重力荷载，水平、竖向地震作用39度高层建筑；8度、9度长悬臂结构—1.3—1.2重力荷载，竖向地震作用2各类建筑——1.31.2重力荷载，水平地震作用1适用条件风荷载竖向地震作用水平地震作用重力荷载组合情况抗震设计的荷载组合与分项系数9度60m以上高层建筑；1.40.51.31.2重力荷载，风重力荷载作用下构件的挠度验算时，荷载效应组合的设计值风荷载作用下结构的侧移验算时，荷载效应组合的设计值一般情况当重力荷载产生的侧移不可忽略时水平地震作用下结构的侧移验算时，荷载效应组合的设计值一般情况当重力荷载产生的侧移不可忽略时正常使用极限状态：重力荷载作用下构件的挠度验算时，荷载效应组合的设计值风荷载作

9)当进行第一阶段抗震设计的承载力验算时，按表8-10的组合进行设计；当进行第一阶段抗震设计的结构侧移验算时，应取相同的组合，但分项系数取1.0;当进行第二阶段抗震设计采用时程分析放验算时，不应计入风荷载，其竖向荷载应取重力荷载代表值，同时考虑的荷载和作用均取标准值。10)应注意二阶效应的影响

２、结构变形计算重力荷载作用下构件允许挠度主梁≤；次梁≤风荷载作用下结构的侧移限值（按弹性方法）

1）结构顶端质心处的侧移2）楼层质心处的层间侧移3）结构平面端部构件的最大侧移，不得超过质心侧移的1.2倍。≤1/500

≤1/400２、结构变形计算重力荷载作用下构件允许挠度主梁≤；次梁≤（3）地震作用下结构的侧移限值第一阶段抗震设计的结构侧移验算，即多遇地震作用时，结构的侧移应满足下列要求：1）最大弹性层间侧移不得超过楼层高度的1/3002）结构平面端部构件的最大侧移，不得超过该楼层质心侧移的1.3倍第二段抗震设计的结构侧移验算，即罕遇烈度地震作用时，侧移应满足下列要求：1）结构薄弱层的弹塑性层间侧移不得超过该薄弱层高度h的1/502）结构层间侧移延性比不得超过表8-12中数值。（3）地震作用下结构的侧移限值1）最大弹性层间侧移不得超结构类别层间侧移延性比钢框架偏心支撑框架中心支撑框架有混凝土剪力墙的钢框架3.53.02.52.0结构层间侧移延性比限值结构类别层间侧移延性比钢框架3.5结构层间侧移延性比限值3.3压型钢板组合楼（屋）盖设计楼面结构（1）压型钢板和混凝土组合楼板；（2）密肋轻钢─混凝土组合楼板；（3）现浇预应力钢筋混凝土楼板；（4）混凝土预制叠合楼板。3.3压型钢板组合楼（屋）盖设计楼面结构楼盖结构的作用1、直接承受竖向荷载的作用，并将其传递给竖向构件；2、起横隔作用。

影响到整个结构的性能；影响到施工进程；影响到建筑的经济效益。楼盖布置方案和设计的影响楼盖结构的作用1、直接承受竖向荷载的作用，并将其传递影响到楼盖结构的方案选择原则1）保证楼盖有足够的整体刚度。2）减轻结构的自重，减小结构层的高度。3）有利于现场安装方便及快速施工。4）较好的防火、隔声性能，并便于管线的铺设。用于多、高层建筑的楼板现浇钢筋混凝土楼板预制楼板压型钢板组合楼板卫生间开洞较多处高度不大且无地震设防的建筑（较少采用）应用最广楼盖结构的方案选择原则1）保证楼盖有足够的整体刚度。用于多、3.3.1压型钢板组合楼板组合形式

组合楼板

非组合楼板

主要区别——对压型钢板的功能要求。

组合楼板中的压型钢板不仅用作永久性模板，而且作为混凝土板下部的受拉钢筋，与混凝土共同工作。组合楼板的设计应分施工阶段和使用阶段。

非组合楼板中的压型钢板仅用作永久性模板，不考虑与混凝土共同工作。3.3.1压型钢板组合楼板组合形式组压型钢板与混凝土板之间的粘结，靠以下方式实现：

1）依靠压型钢板的纵向波槽（见图8-20a）。

2）依靠压型钢板上的压痕、开的小洞或冲成的不闭合孔眼（见图8-20b）。

3）依靠压型钢板上焊接的横向钢筋（见图8-20c）。

4）在任何情况下，均应设置端部锚固件（栓钉）（见图8-20d）。压型钢板与混凝土板之间的粘结，靠以下方式实现：

1）依靠压型压型钢板和与混凝土之间水平剪力的

传递形式依靠压型钢板的纵向波槽传递依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合的孔眼传递依靠压型钢板上焊接的横向钢筋传递依靠设置于端部的锚固件传递(任何情形下都应当设置端部锚固件)

压型钢板和与混凝土之间水平剪力的

传递形式依靠压型钢板的纵向3.3.2组合楼板的设计要求1）压型钢板一般由厚0.8~1.0mm的热镀锌薄板成型，长度宜为8~12m，以充分发挥经济效益。2）压型钢板表面的油污应清除，避免长期暴露而生锈。3）在有较严重的腐蚀情况下，不宜采用压型钢板组合楼盖体系。4）各块压型钢板之间，应用接缝紧固件将其连成整体，接缝紧固件的间距不应大于500mm。5）在组合楼板的设计中，应进行施工阶段和使用阶段的验算。1．一般规定3.3.2组合楼板的设计要求1）压型钢板一般由厚0.8~12、组合楼板设计(b)通常的布置方案(a)

不设次梁时的布置方案保证楼板和钢梁之间可靠地传递水平剪力

2、组合楼板设计(b)通常的布置方案(a)不设次梁时的抗剪栓钉的布置

抗剪栓钉的布置抗剪栓钉抗剪栓钉的布置抗剪栓钉的布置抗剪栓钉压型钢板与抗剪栓钉的连接压型钢板与抗剪栓钉的连接压型钢板与抗剪栓钉的连接压型钢板与抗剪栓钉的连接组合楼板设计时的基本原则组合楼板的设计考虑两个受力阶段：

1)施工阶段:对作为浇注混凝土底模的压型钢板进 行强度和变形验算.2)使用阶段:对于非组合板，压型钢板仅作为模板使用；验算组合板在永久荷载和使用段的可变荷载作用下的强度和变形.压型钢板的跨中变形时：挠度w0大于20mm时，确定混凝土自重应考虑挠曲效应，在全跨增加混凝土厚度0.7w0,或增设临时支撑.组合楼板设计时的基本原则组合楼板的设计考虑两个受力阶段：组合楼板施工阶段的设计

永久荷载:压型钢板、钢筋和混凝土的自重.

可变荷载:施工荷载和附加荷载.

附加荷载:当有过量冲击、混凝土堆放、管线和泵的荷载时考虑.验算:

采用弹性方法.力学模型：见右图.如果承载能力和变形能力不满足要求，可加在板下设置临时支护,以减小板跨加以验算.组合楼板施工阶段的设计永久荷载:压型钢板、钢筋和混凝施工阶段力学模型的说明强边方向(顺肋)弱边方向实质上是压型钢板的计算只考虑荷载沿强边方向传递(单向板)

(因强边方向的截面刚度远大于弱边方向)施工阶段力学模型的说明强边方向(顺肋)弱边方向实质上是压型钢组合楼板使用阶段的设计非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计,应在压型钢板波槽内设置钢筋，并进行相应计算.组合板:

永久荷载+使用阶段可变荷载变形验算承载力验算正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、斜截面抗剪承载力内容组合楼板使用阶段的设计非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计,应组合板的力学模型（一）承载力验算的力学模型板厚不超过100mm时

1)正弯矩计算的力学模型:单向弯曲简支板：

2)负弯矩计算的力学模型:单向弯曲固支板.板厚超过100mm时

1）0.5<λe<2.0时：双向弯曲板；

2）λe≤0.5或

λe≥2.0时：单向弯曲板.参数λe＝μlx／ly,

μ=(Ix／Iy)1/4（异向性系数）

Ix、Iy：组合板顺肋方向和垂直肋方向的截面惯性矩，计算Iy时只考虑压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度hc.组合板的力学模型（一）承载力验算的力学模型参数λe＝μlx组合板正截面抗弯承载力验算图8-23塑性中和轴在压型钢板顶面以上的混凝土截面内时的受弯承载力计算图bxH0hc

α1fcbxApfyphcxh0α1fcbhc(As-Ap2)fAp2fyp2yp1图8-24塑性中和轴在压型钢板截面内时的受弯承载力计算图组合板正截面抗弯承载力验算图8-23塑性中和轴在压型钢板顶组合板正截面抗弯承载力验算（1）x:组合板受压区高度

x>0．55h0时，取x=0.55h0h0

:组合板有效高度yp:压型钢板截面应力合力至混凝土受压区截面应力合力的距离b:压型钢板的波距AP:压型钢板波距内的截面面积hc

:压型钢板顶面以上混凝土厚度f:压型钢板钢材的抗拉强度设计值0.8:考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层，以及中和轴附近材料强度发挥不充分等因素。验算公式若组合板正截面抗弯承载力验算（1）x:组合板受压区高度0.8组合板正截面抗弯承载力验算（2）b-----压型钢板的波距hc-----压型钢板顶面以上混凝土厚度AP2

---塑性中和轴以上的压型钢板波距内截面面积yP1,yP2

压型钢板受拉区截面应力合力分别至受压区混凝土板截面和压型钢板截面应力合力的距离验算公式组合板正截面抗弯承载力验算（2）b-----压型钢板的波距验对于压型钢板楼板的负弯矩配筋计算，无论是否考虑其组合作用，统一按T形截面梁进行计算。a.当时，说明楼板负弯矩过大，无法进行配筋计算，应加大压型钢板顶面以上混凝土厚度。式中——楼板负弯矩设计值；——单位长度内压型钢板的下翼缘宽度（mm）；——压型钢板的高度（mm）；——压型钢板顶面以上混凝土计算厚度（mm）；——混凝土保护层厚度（mm）。对于压型钢板楼板的负弯矩配筋计算，无论是否考虑其组合作用，统b.当时，中和轴在压型钢板中（见图8-25），由可得b.当图8-25中和轴在压型钢板内图8-26中和轴在混凝土板内1000Asbα1fcbxfstAshchp

x1000Ashc

hpb

xα1fcbhpfstAsα1fc×1000(x-hp)1000Asbα1fcbxhcx1000hcbc.当时，中和轴在混凝土板内（见图8-26），由式中可得

c.当组合板斜截面抗剪承载力验算承受局部荷载时，取有效工作宽度bef进行计算。组合板一个波距内斜截面最大剪力设计值Vin应满足:Vin≤0.07ftbh0bfbf1befhp

hc

hdh组合板斜截面抗剪承载力验算承受局部荷载时，取有效工作宽度be有效工作宽度bef的最大值1.抗弯计算时简支板：bef=bf1+2lP(1

-lP/l)

连续板：bef=bf1+[4lP(1-lP/l)]/32.抗剪计算时

bef=bf1+lP(1

-lP/l),bf1=bf+2(hc+hd

)

l：组合板跨度lP：荷载作用点到组合板较近支座的距离bf1：集中荷载在组合板中的分布宽度bf：荷载宽度hc

：压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度

hd

：地板饰面层厚度有效工作宽度bef的最大值1.抗弯计算时l：组合板组合板抗冲剪承载力验算组合板在集中荷载下的冲切力V1，应满足:临界周界长度组合板抗冲剪承载力验算组合板在集中荷载下的冲切力V1，应满2）挠度验算按简支单向板计算沿强边（顺肋）方向的挠度.ν≤l/360

采用换算单质的截面刚度进行计算。3）裂缝验算计算方法同混凝土结构。4）自振频率验算——振动舒适度楼板的自振频率f≥15Hz来控制2）挠度验算3．组合楼板构造要求（自学）1）组合板端部应设置栓钉锚固件。栓钉的位置在凹肋处，穿透压型钢板并将栓钉、钢板均焊牢在钢梁上。栓钉的直径按下列规定采用：跨度小于3m的板，栓钉直径宜为13mm或16mm；跨度在3m~6m的板，栓钉直径宜为16mm或19mm；跨度大于6m的板，栓钉直径宜为19mm。2）应采用镀锌钢板，其镀锌层厚度尚应满足在使用期间不致锈蚀的要求。3．组合楼板构造要求（自学）1）组合板端部应设置栓钉锚固件3）压型钢板的规格：净厚度不应小于0.75mm；仅作模板的压型钢板厚度不应小于0.5mm；浇注混凝土的波槽平均宽度不应小于50mm；当在槽内设置栓钉锚固件时，压型钢板总高度不应大于80mm。4）组合板的总厚度不应小于90mm；压型钢板顶面以上混凝土厚度不应小于50mm；此外，尚应满足楼板防火保护层厚度的要求。5）组合板中的压型钢板在钢梁上的支承长度，不应小于50mm；在砌体上的支承长度不应小于75mm。3）压型钢板的规格：6）组合板在下列情况之一时应配置钢筋：为组合板提供储备承载力的附加抗拉钢筋；在连续组合板或悬臂组合板的负弯矩区配置连续钢筋；在集中荷载区段和孔洞周围配置分布钢筋；改善防火效果的受拉钢筋；在压型钢板上翼缘焊接横向钢筋，应配置在剪跨区段内，其间距为150~300mm。7）连续组合板在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋，应伸过梁的反弯点，并应满足锚固长度且设置弯钩；下部纵向钢筋在支座处应连续配置，不得中断。6）组合板在下列情况之一时应配置钢筋：8）集中荷载作用下，应设置不小于压型钢板顶面以上混凝土板截面面积的0.2%的横向钢筋。bfbf1befhp

hc

hdh8）集中荷载作用下，应设置不小于压型钢板顶面以上混凝土板截面9）当连续组合板按简支板设计时，在中间支座处上部抗裂钢筋的截面面积不应小于混凝土截面面积的0.2%，抗裂钢筋从支座边缘算起的长度，不应小于跨度的1/6，且应与不少于5支分布钢筋相交。抗裂钢筋最小直径为4mm，最大间距为150mm。顺肋方向钢筋保护层厚度宜为20mm。与抗裂钢筋垂直的分布钢筋直径，不应小于抗裂钢筋直径的2/3，其间距不应大于抗裂钢筋间距的1.5倍。10）压型钢板的表面处理。9）当连续组合板按简支板设计时，在中间支座处上部抗裂钢筋的截1．组合梁的形式及工作原理3.3.3组合梁的设计要求钢梁板托抗剪连接件a)b)钢梁混凝土翼板实际设计时不再考虑其组合作用

1．组合梁的形式及工作原理3.3.3组合梁的设计要求a)2．组合梁设计的基本原则1）对不直接承受动力荷载的组合梁，且梁的受压板件的宽厚比满足下表规定时，其承载能力可用塑性分析法计算。表8-13腹板翼缘截面形式th0

t

th0

t

bb0bbtwtw注：表中为负弯矩截面中钢筋的截面面积；为钢筋强度设计值；为钢梁截面面积；为钢材屈服强度；为钢材强度设计值。2．组合梁设计的基本原则1）对不直接承受动力荷载的组合梁，且2）组合梁正常使用极限状态下的挠度计算采用弹性理论进行计算。3）在强度计算和变形计算中，为简化计算，常将板托截面忽略不计。4）组合梁混凝土翼板的有效宽度按下式计算板托b2b0b2b1b0b2hc1beb2b0b2s1s0hbeb1b0b2bebes1s0钢梁hc1hc2bc1,bc2

：各取梁跨度l的1/6和翼缘板厚度hc的6倍中的较小值;bc1尚不应超过混凝土翼板实际外伸长度s1;bc2不应超过净距s0的1/2;2）组合梁正常使用极限状态下的挠度计算采用弹性理论进行计算。5）组合梁设计应分两个阶段进行计算。第一阶段：自重及其上全部施工荷载仅由钢梁独立承担。此时钢梁应按一般受弯构件计算其强度、刚度和稳定性。第二阶段：全部荷载由组合梁承受。此时可不考虑钢梁的整体稳定性。当组合梁按弹性理论分析时，其挠度和强度的计算应将第一阶段和第二阶段计算所得的挠度值和应力值相叠加；当组合梁按塑性理论分析时，其强度的计算不分阶段，按照组合梁一次承受全部荷载的情况进行计算，应力叠加原理不再适用。对施工时钢梁下设有临时支承的组合梁，不论是弹性分析还是塑性分析，组合梁均按一次承受全部荷载的情况进行挠度和承载力的验算，且不分施工阶段。此时，对钢梁在施工时的强度和稳定仍应进行验算。5）组合梁设计应分两个阶段进行计算。3．组合梁设计

在多高层钢结构建筑中，组合梁一般不直接承受动力荷载，因此多采用塑性设计法进行内力分析。基本假定：1）钢梁与混凝土翼板之间有可靠连接。2）破坏时形成塑性铰。3）假定剪力全部由钢梁承担，忽略剪力对组合梁抗弯承载力的影响。4）当塑性中和轴在钢梁腹板内时，钢梁各板件的宽厚比均满足表8-13的要求。3．组合梁设计在多高层钢结构建筑中，组合梁一般5）忽略钢筋混凝土翼板受压区钢筋的作用。6）组合梁不存在应力叠加问题，在计算组合梁的最终承载力时，不考虑施工过程有无支承情况，也不考虑混凝土的徐变、收缩及温度作用的影响。在计算施工时钢梁的承载力以及组合梁的挠度时仍按弹性方法分析。（1）组合梁在施工阶段的验算（略）参见第五章5）忽略钢筋混凝土翼板受压区钢筋的作用。（1）组合梁在施工阶1）抗弯强度2）抗剪强度3）所需抗剪栓钉数量4）挠度5）负弯矩区段混凝土裂缝宽度的验算。（2）组合梁在使用阶段的验算1）抗弯强度（2）组合梁在使用阶段的验算换算宽度的折算受压混凝土翼板的有效宽度bce与钢材等效的换算宽度beq弹性分析时换算公式：荷载标准组合：beq=bce/αE

荷载准永久组合：beq=bce/（2αE）αE：钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值hc1x图8-31塑性中和轴在混凝土翼板内时组合梁截面及应力图形塑性中和轴栓钉fcfcbexybeMAf换算宽度的折算受压混凝土翼板的有效宽度bce与钢材等效的换算1）抗弯强度验算满足以下条件在混凝土翼板的有效宽度内，纵向钢筋和钢梁受拉及受压应力均达到强度设计值；塑性中和轴受拉侧的混凝土强度设计值可忽略不计；塑性中和轴受压侧的混凝土截面均匀受压，并达到弯曲抗压强度设计值。1）抗弯强度验算满足以下条件正弯矩作用下的情况一hc1x图8-31塑性中和轴在混凝土翼板内时组合梁截面及应力图形塑性中和轴栓钉fcfcbexybeMAf正弯矩作用下的情况一hc1图8-31塑性正弯矩作用下的情况二hc1塑性中和轴AcA-Acbefcfffcbehc1fAc(A-Ac)fy1

y2图8-32塑性中和轴在钢梁内时组合梁截面及应力图形正弯矩作用下的情况二hc1塑性中和轴Acbefcbehc1f负弯矩作用下的情况组合梁塑性中和轴be钢梁塑性中和轴Asty3

y4fstffM′负弯矩作用下的情况组合梁塑性中和轴be钢梁塑性中和轴y3

视全部剪力由钢梁腹板承受：2）受剪承载力验算hw、tw:分别为钢梁腹板的高度和厚度；

fv

：塑性设计时钢梁钢材的抗剪强度设计值.视全部剪力由钢梁腹板承受：2）受剪承载力验算hw、tw抗剪栓钉3）栓钉连接件验算抗剪栓钉3）栓钉连接件验算一个栓钉连接件的受剪承载力设计值：

Ast——

栓钉钉杆截面面积

Ec——

混凝土弹性模量

fc——

混凝土轴心抗压强度设计值

f——

栓钉钢材的抗拉强度设计值

——

栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比当栓钉材料性能等级为4.6时，取f=215N／mm2。——压型钢板混凝土翼板影响栓钉承载力的折减系数可根据压型钢板的摆放位置进行计算。一个栓钉连接件的受剪承载力设计值：Ast栓钉受剪承载力设计值的折减：

位于梁负弯矩区的栓钉，周围混凝土对其约束的程度不如受压区，栓钉受剪承载力设计值应予折减：

(a)位于连续梁中间支座上负弯矩段时：取折减系数0.9

(b)位于悬臂梁负弯矩段时：取折减系数0.8栓钉受剪承载力设计值的折减：位于梁负弯矩区的栓钉正弯矩区剪跨段

Vs1

=Af(塑性中和轴位于混凝土翼板内)

Vs2

=bcehcfcm(塑性中和轴位于钢梁截面内)负弯矩区剪跨段

Vs

=Astfstn个栓钉连接件均匀分布于其剪跨区段内每个剪跨区内所应配置的栓钉连接件总数正弯矩区剪跨段n个栓钉连接件均匀分布于其剪跨区段内每个剪跨4）挠度计算(自学)5）负弯矩区段混凝土裂缝宽度验算4．组合梁构造要求(自学)计算方法同混凝土结构4）挠度计算(自学)5）负弯矩区段混凝土裂缝宽度验算4．3.4钢构件及连接的设计特点无地震作用组合时——按4、5、6章的方法进行设计

有地震作用组合时Ｓ≤Ｒ／

——按本节内容进行设计3.4钢构件及连接的设计特点无地震作用组合时3.4.1钢梁的设计截面形式：轧制窄翼缘H型钢焊接工字型截面箱形截面设计内容：强度和稳定承载力的验算1．钢梁强度有抗震设防时取1.01）钢梁的抗弯强度：3.4.1钢梁的设计截面形式：轧制窄翼缘H型钢设计内容：强2）不考虑腹板屈曲后强度时，抗剪强度应按下式验算框架梁端截面的抗剪强度按下式计算2．钢梁的整体稳定（1）不验算钢梁整体稳定性的范围1）刚性铺板2）按6度抗震设防和非抗震的结构，满足表5-3的要求2）不考虑腹板屈曲后强度时，抗剪强度应按下式验算框架梁端截面3）对按7度以上抗震设防的高层建筑，当钢梁设有侧向支撑体系时，钢梁受压翼缘在支撑连接点间的长度与其宽度之比，即钢梁的侧向长细比应满足下列要求4）钢框架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时，可不验算地震作用下的整体稳定。3）对按7度以上抗震设防的高层建筑，当钢梁设有侧向支撑体系时(2)当钢梁不满足（1）中的要求时，应对钢梁进行整体稳定的验算

——限制梁受压翼缘的宽厚比以及腹板的高厚比。抗震设计时，可以允许框架梁出现塑性铰，为保证塑性变形能充分发挥，对板件的宽厚比有更严格的限制，应满足表8-15的要求。3．钢梁的局部稳定(2)当钢梁不满足（1）中的要求时，应对钢梁进行整体稳定的验3.4.2钢柱的设计1．轴心受压柱

宜采用双轴对称截面，通常为轧制或焊接H型钢，或由四块钢板焊接而成的箱形截面。

钢材厚度可能超过40mm，有时甚至超过100mm，应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定。本节介绍抗震设计的计算内容3.4.2钢柱的设计1．轴心受压柱宜采用双轴对称截1）轴心受压钢柱的强度，除高强度螺栓摩擦连接处外，应按下式验算≤高强度螺栓摩擦连接处柱的强度应按下式验算≤（1）强度验算2）轴心受压钢柱的剪力沿构件的全长认为是不变的，可按式（4-62）？？计算。1）轴心受压钢柱的强度，除高强度螺栓摩擦连接处外，应按下式验（2）稳定性验算实腹式轴心受压钢柱的整体稳定，按下式验算≤

高层建筑中实腹式轴心受压钢柱的局部稳定同第4章的局部稳定的要求。（3）刚度验算有抗震设防时：（2）稳定性验算高层建筑中实腹式轴心受压钢柱的局部稳定2．框架柱（1）强度验算

≤

——截面塑性发展系数，抗震设计时均取1.0在多遇地震作用下进行构件承载力计算时，承托钢筋混凝土抗震墙的钢框架柱由地震作用产生的内力，应乘以增大系数1.5。2．框架柱（1）强度验算≤——截面塑性发展系数，抗震“强柱弱梁”要求：

≥——强柱系数，超过6层的钢框架，6度Ⅳ类场地和7度时可取1.0，8度时可取1.05，9度时可取1.15（8-57）属于下列情况之一时，可不按式（8-57）进行验算。1）当柱所在楼层的受剪承载力高出上一层柱的受剪承载力的25%。2）3）作为轴心受压构件在2倍地震力作用下稳定性得到保证时。在罕遇地震作用下不可能出现塑性铰的部分，框架柱应控制轴压比，应满足下列要求“强柱弱梁”要求：≥——强柱系数，超过6层的钢框架，6度Ⅳ（2）整体稳定性验算

按第6章的内容进行验算，所不同的是，当进行抗震设计时，钢材强度设计值应除以地震力调整系数（3）框架柱的计算长度1）当仅验算框架柱在重力荷载作用下的稳定性时，柱的计算长度系数按第6章的规定采用。2）当计算重力和风荷载或多遇地震作用组合下的稳定性时，对于纯框架体系，当层间位移小于0.001h(h为楼层层高）时，此时侧移影响可以忽略，可按无侧移情况确定；对有竖向支撑（或抗震墙）的结构，当层间位移标准值不超过1/250柱的计算长度系数时，可取1.0（2）整体稳定性验算（3）框架柱的计算长度1）当仅验算框（4）板件宽厚比

在地震作用下，为防止框架柱的局部失稳，板件的宽厚比应满足表8-16中的要求.（5）刚度验算对抗震设防的结构，为使框架柱具有足够的延性和稳定性，柱的长细比应满足表8-17的限值要求。（4）板件宽厚比

抗侧力结构包括各种竖向支撑体系、钢板剪力墙和钢筋混凝土剪力墙.

竖向支撑分中心支撑类型和偏心支撑类型3.4.3抗侧力结构的设计1．中心支撑一般采用结构分析程序进行内力分析，但在初步设计阶段，可采用近似计算方法抗侧力结构包括各种竖向支撑体系、钢板剪力墙和（1）内力计算特点1)按两端铰接杆件2)重力荷载在水平位移状态下产生附加弯曲而引起的附加剪力3)对十字交叉支撑、人字形支撑和V形支撑的斜杆,除计算附加剪力外，还应计入柱在重力下的弹性压缩变形在斜杆中引起的附加压应力4)在多遇地震效应组合下，为防止支撑斜杆受压屈曲使抗剪能力退化，斜杆内力应乘以增大系数（1）内力计算特点1)按两端铰接杆件当按非抗震设计时，杆件截面设计按第4章的轴心受力构件设计方法。当按抗震设计时，应满足以下要求：1）强度2）整体稳定3）刚度：有抗震设防的结构，其支撑斜杆的长细比控制就要严一些。4）局部稳定：限制宽厚比

≤

≤（2）截面设计当按非抗震设计时，杆件截面设计按第4章的轴心受力构件设计方法2．偏心支撑：用于框架—支撑体系多遇地震：结构为弹性状态；罕遇地震：消能梁段剪切屈服，而支撑、柱和梁（除消能梁段外）仍为弹性工作阶段。消能梁段的设计：长度、承载力、构造

支撑斜杆的设计：轴力、稳定能否实现消能梁段屈服而支撑不屈服取决于支撑的承载力。2．偏心支撑：用于框架—支撑体系多遇地震：结构为弹性状态；消3.4.4连接节点的设计（1）节点设计的一般原则1）节点设计应传力可靠、构造简单、加工方便。2）保证节点在具有足够的强度、刚度，同时应具有良好的延性。3）节点的受力计算模型应与节点的实际受力情况相一致，节点的构造应与计算的假定相符合。1．一般要求3.4.4连接节点的设计（1）节点设计的一般原则1．一（2）高层钢结构建筑的节点连接非抗震设防——按弹性设计；抗震设防——按弹塑性设计节点连接的承载力应高于构件截面的承载力（3）抗震设防的高层建筑钢结构框架节点设计应验算下列各项：1）节点连接的最大承载力。2）构件塑性区的板件宽厚比。3）受弯构件塑性区侧向支承点间的距离。4）节点域柱腹板的宽厚比和受剪承载力。（4）节点的构造应避免采用约束度大和易产生层状撕裂的连接形式：图8-43

（2）高层钢结构建筑的节点连接（3）抗震设防的高层建筑钢结构焊接：传力最充分，不会滑移，但要探伤检查，且有较大的残余应力；高强度螺栓：施工方便，但尺寸过大，价格贵，大震时也易产生滑移；栓焊连接：应用较普遍，即翼缘用焊接，腹板用高强度螺栓连接。先用螺栓安装定位，然后对翼缘施焊。高强度螺栓的预拉力有一定的降低，设计时，对腹板的高强度螺栓的实际应力留有一定的富裕度。2．节点的连接焊接、高强度螺栓或栓焊混合连接焊接：传力最充分，不会滑移，但要探伤检查，且有较大的残余应力（1）焊接连接的设计原则全熔透焊接部分熔透焊接当遇到下列情况之一时，应采用全熔透焊缝：1）要求与母材等强的焊接连接。2）框架节点塑性区段的焊接连接。（2）高强度螺栓连接的设计原则主要承力构件的连接均应采用高强度螺栓的摩擦型连接，而不得采用承压型连接，避免在使用荷载下产生滑移，加大节点变形。（1）焊接连接的设计原则（2）高强度螺栓连接的设计原则在强烈地震作用下，连接板件间的摩阻力有可能被克服，所以高强度螺栓摩擦型连接的最大受剪承载力，应按下式计算：

在强烈地震作用下，连接板件间的摩阻力有可能被克服，所以高强度3．梁与柱的连接3．梁与柱的连接刚性连接：柱贯通型、梁贯通型（1）构造要求刚性连接：柱贯通型、梁贯通型（1）构造要求≥150≤1:3≥150框架梁高不等（2）节点域的计算水平荷载——节点域的柱腹板承受水平剪力。对H形柱和箱形柱的节点，无论节点内有无水平加劲肋，节点域的柱腹板均应验算其受剪时的强度和稳定性。≥150≤1:3≥150框架梁高不等（2）节点域的计算≥当节点域柱腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时，可不验算节点域的稳定性。抗剪强度应满足下列要求

加强板（填充对接焊）150150≥当节点域柱腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时，可4．柱与柱的连接（1）构造要求1）钢框架宜采用工字形截面和箱形截面柱。2）拼接节点一般都是刚性节点，接头位置应避开弯矩大的区段，一般设置在距楼板顶面以上1.0~1.3m的位置。3）工地接头——耳板。耳板仅设置在柱的一个方向的两侧（见图8-49），或柱接头受弯应力最大处。4．柱与柱的连接（1）构造要求a)耳板

连接板（单面或双面）耳板

连接板（单面或双面）仅用于大截面柱b)图8-49工字形柱工地接头

a)耳板连接板耳板连接板仅用于b)图8-上节箱形柱翼缘下节箱形柱翼缘横隔板横隔板（盖板）衬板≥16≥10箱形柱工地焊接上节箱形柱翼缘下节箱形柱翼缘横隔板≥16≥10箱形柱工地焊接

t45°铣平45°铣平t3tete非抗震设防时，柱接头处弯矩较小翼缘不产生拉力时，可采用单边V形部分熔透对接焊缝。此时柱的上下端应磨平顶紧，并应与柱轴线垂直，这种柱接触面直接传递25%的压力和25%的弯矩。坡口焊缝的有效深度be不宜小于壁厚t的1/2.t45°45°t3tete非抗震设防时，柱接头处弯≥150

梁高≥150i≤1:6ei≤1:6≥150

梁高≥150工字形柱变截面接头：图8-53

≥150i≤1:6ei≤1:6≥150工字形柱变截面接头：图（2）强度验算柱的工地接头应按等强度原则设计。非抗震设防：弯矩应由翼缘和腹板承受，剪力由腹板承受，轴力应由翼缘和腹板分担。抗震设防：设计原则——“强连接、弱杆件”，柱连接的承载力应高于母材的承载力，柱的接头及连接应按地震组合内力进行弹性设计，并应进行极限承载力验算。当柱的拼接为全熔透焊缝连接时，无需作拼接处的强度验算。（2）强度验算