多高层建筑钢结构设计二

第6章

多高层建筑钢结构设计1材料性能的演变导致结构体系形式的发展新的结构分析方法使我们重新审视材料破坏准则优化的材料破坏准则提出新的材料研制23设计的基本过程确定建筑方案确定结构方案结构分析结构验算出结构设计图加工详图现场安装详图4从地震灾害讲起中国汶川2008台湾集集1999美国北岭1994日本阪神19955地震（汶川）中房屋建筑的破坏砌体结构钢筋混凝土结构砖木结构钢结构抗震的优越性钢结构重量轻钢结构延性好钢结构滞回特性好钢结构重量轻强度：钢材强度：Q235－Q420混凝土强度：C20－C60钢材强度约是混凝土强度的8倍。密度：钢材密度：7850kg/m3混凝土密度：2450kg/m3钢材密度约是混凝土密度的3.2倍。钢结构地震作用相对小钢结构重量轻钢结构延性好应力应变伸长率≥20％混凝土应力应变关系抗压强度对应应变：0.2%钢结构延性好结构地震输入能量的消耗

结构滞回性能越好，结构地震反应越小。钢结构滞回特性好钢结构震害小建造年份钢结构钢筋混凝土结构倒塌严重破坏倒塌严重破坏1957年以前7127161957~1976年3151231976年以后0046

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

1985年墨西哥城8.1级地震中不同建筑的破坏情况

钢结构在地震区的应用日本台湾地区第二节

多高层钢结构体系功能抵御可能遭遇的各种荷载或作用，保持结构的完整性，以满足建筑的使用要求152.结构体系的受力性能2.1框架体系由梁柱构成，节点至关重要(a)刚性连接(b)铰支连接(c)半刚性连接16梁柱刚性连接应充分考虑施工净空和条件，对与高空施工条件困难的现场焊缝，其承载力应乘以折减系数0.9对较重要的或受力较复杂的节点，当按所传内力（不是按与母材等强）进行连接设计时，宜使连接的承载力留有10％～15％的裕度172.1.2刚接框架的变形特征由结构的倾覆力矩造成柱拉压变形，导致结构弯曲由结构剪力造成的梁柱受弯，导致结构剪切（主导）弯曲剪切182.1.2刚接框架的变形特征由结构的倾覆力矩造成柱拉压变形，导致结构弯曲由结构剪力造成的梁柱受弯，导致结构剪切（主导柱的弯曲变形所引起位移Δ1节点转动引起框架的侧移Δ2（Δ1+Δ2）就是框架在水平力作用下的总剪力侧移提高结构抗侧移能力，即需要提高梁、柱的抗弯能力和刚度，只有加大梁、柱的截面192.2框架--支撑体系2.2.1中心支撑框架结构通过柱与支撑的轴向刚度以抵抗侧向荷载的悬臂竖向桁架柱抵抗侧向荷载的倾覆力矩支撑斜杆抵抗水平剪力支撑系统的侧向变形以整体弯曲变形为主，另有小部分剪切变形202.三2.三2偏心三支撑三框架三结构在强三度、三刚度三和能三量耗三散之三间保三持均三衡中心三支撑三受压三屈曲三使得三结构三的能三量耗三散性三能较三差纯框三架节三点及三梁可三以发三挥材三料塑三性，三延性三好在中三心支三撑框三架和三纯框三架之三间寻三求平三衡应注三意两三点：1）支三撑应三足够三强，三以保三证偏三心梁三段先三于支三撑屈三曲而三屈服三；2）在三梁截三面一三定的三条件三下，三偏心三梁段三的长三度不三能太三大，三应设三计为三剪切三屈服三梁，三以使三偏心三支撑三框架三的抗三侧力三能力三最大三，且三延性三和耗三能能三力好212.三2.三3钢框三架—混凝三土剪三力墙三（芯三筒）三结构两种三不同三材料三的结三构是三相对三独立三，但三并联三在一三起共三同工三作，三故称三之为三钢—混凝三土混三合结三构。水平三力主三要由三混凝三土剪三力墙三（芯三筒）三承受三，而三建筑三物重三力主三要由三钢框三架承三受。混合三结构三体系三充分三综合三利用三了钢三结构三强度三高、三延性三（抗三震性三）好三、跨三度大三、施三工速三度快三和混三凝土三结构三刚度三大、三成本三低、三防火三性能三好的三优点222.三2.三4伸臂三及带三状桁三架结三构竖向三支撑三系统三的整三体变三形属三弯曲三性质三，抗三侧刚三度与三支撑三系统三的高三宽比三成反三比为提三高结三构的三刚度三，在三建筑三的顶三部和三中部三每隔三若干三层加三设刚三度较三大的三伸臂三桁架232.三2.三5错列三桁架三结构242.三3筒体三体系密柱三深梁梁以三剪切三变形三为主三，或三为剪三弯变三形欧拉三－伯三努利三梁（三初等三梁理三论，三跨高三比大三）只有三弯曲三变形三，平三截面三假定通过三平衡三方程三计算三剪力三，非三变形三协调铁木三辛柯三（Ti三mo三sh三en三ko）梁考虑三剪切三变形三、转三动惯三量及三横向三剪切三变形三（分三层）横向三剪力Q将引三起梁三的附三加挠三度垂直三于中三性面三的截三面变三形后三不再三与中三性面三垂直三，且三发生三翘曲柱轴三向变三形拉压-整体三抗弯252.三3筒体三体系与完三全筒三体差三异在三于“三剪力三滞后三”a，框三筒介三质刚三度非三连续三（有三柱洞三）b，横三梁变三形使三剪力三传递三变向框筒三结构三的角三柱应三力集三中全长三加密三角柱三箍筋三，增三加角三柱的三抗剪三能力腹板三框架三承担三绝大三部分三剪力三而翼三缘框三架承三担绝三大部三分弯三矩大轴三力构三件，三会发三生剪三切脆三性破三坏1）剪三力滞三后现三象越三严重三，框三筒结三构的三整体三空间三作用三越弱三；2）剪三力滞三后的三大小三与梁三的刚三度、三柱距三、结三构长三宽比三等有三关。三梁刚三度越三大、三柱距三越小三、结三构长三宽比三越小三，剪三力滞三后越三小3）框三筒结三构的三整体三空间三作用三只有三在结三构高三宽较三大时三才能三发挥三出来三。26*剪三力滞三后结构三工程三中一三个普三遍的三力学三现象三（构三件-高层三）力学三本质三，符三合圣三维南三原理三（三三大方三程）在某三一局三部范三围内三，剪三力作三用有三限，三正应三力分三布不三均匀三，把三这种三正应三力分三布不三均匀三的现三象叫三剪切三滞后由于三横梁三变形三使剪三力传三递存三在滞三后现三象，三使柱三中正三应力三分布三呈抛三物线三状，三称为三剪力三滞后三效应三。通常三出现三在T型、三工型三和闭三合薄三壁结三构中具有三尺寸三效应忽略三剪力三滞效三应的三影响三，就三会低三估箱三梁腹三板和三翼板三交接三处的三挠度三和应三力，三从而三导致三不安三全广东三省的三佛陈三大桥三、乐三从立三交桥三、江三湾立三交桥三、顺三德立三交桥三、文三沙大三桥27束筒三结构避免三剪力三滞后三效应大框三筒分三割成三若干三个小三框筒西尔三斯（Se三ar三s）大楼28简中三筒结三构增加三了一三个内三筒而三提高三结构三的抗三侧刚三度1）内三筒轮三廓尺三寸比三外筒三小，三剪力三滞后三效应三弱，2）在三顶层三及中三部设三备层三，沿三内筒三的四三个面三可设三置伸三臂桁三架，三以加三强内三外筒三连接三，使三外框三筒柱三发挥三更大三的作三用，三弥补三外框三筒剪三力滞三后效三应所三带来三的不三利影三响292.三3.三4巨型三结构三体系将梁三、柱三、支三撑的三概念三扩展三到数三个楼三层和三数个三开间三，则三可构三成巨三型框三架结三构和三巨型三支撑三结构303结构三布置三的基三本要三求平面三布置三要求简单三规则三，越三高越三明显竖向三布置三要求最大三使用三高度刚度三连续刚度三要求三的本三质是三使结三构平三面-高度三刚度三均匀三，防三止在三刚度三突变三处破三坏高度三要求三的本三质是三减小三顶点三位移31第三三节多高三层钢三结构三的设三计荷载三与作三用多层三钢结三构建三筑的三设计三要点水平三荷载三或作三用（三地震三主导三）与三竖向三组合三效应弯矩三二次三分配三法或三分层三法反弯三点法三（D值法三）地震三作用三计算三时，三宜将三重量三集中三于各三楼层三的计三算模三型，同时三按不三同的三维护三结构三考虑三其自三振周三期的三折减三系数三（毕三业答三辩黄三金十三问之三一）32*D值法三（超三黄金三提问三）柱的三抗侧三移刚三度不三但与三柱的三线刚三度和三层高三有关三，而三且还三与梁三的线三刚度三有关另外三，柱三的反三弯点三高度三也与三梁柱三线刚三度比三、上三下层三横梁三的线三刚度三比，三上下三层层三高的三变化三等因三素有三关武藤三清从三而改三进了三早期三“反三弯点三”法33第三三节多高三层钢三结构三的设三计高层三钢结三构建三筑的三设计三要点高层三钢结三构属三于柔三性建三筑，自振三周期三长，易三与风三载产三生共三振水平三荷载三（风三主导三）的三二阶三效应风荷三载作用三时间三长、三频率三高要求三高层三钢结三构处三于弹三性阶三段，三不允三许出三现较三大变三形，三该要三求属三于正三常使三用极三限34*思三考：（1）为三什么三计算三结构三自振三周期三？（2）如三何计三（3）结构基本周期、结构自振周期与设计特征周期、场地卓越周期的区别？（4）结构自振周期是否会变化？（5）钢结构自振周期与混凝土结构有何不同？352分析三与设三计方三法2.三1结构三分析三方法基于三有限三元理三论，三将构三件单三元化三，构三件刚三度矩三阵计算三机程三序求三解线三性方三程组现有三高级三通用三有限三元分三析程三序（AN三SY三S等）三已可三以自三动寻三址式三划分三单元适用三于弹三塑性三分析三。。三。（三手算三都是三弹性三问题三）问题三：建模三过程三复杂三，参三数选三择难三度大三（本三构）复杂三结构三计算三结果三不易三收敛三（非三线性三发散三，数三据量三瞬间三几何三级增三长）362.三1结构三分析三方法结构三设计三原理三基于三内力三计算三结果结构三内力三基于三结构三力学三计算结构三力学三基础三是假三定结三构处三于弹三性一旦三结构三进入三塑性三或部三分塑三性，三刚度三退化三、强三度非三线性三，结三构力三学无三法计三算。三。。三。引申三一个三问题三：材料三的本三构关三系决三定构三件截三面的三刚度三；构件三的大三变形三决定三了结三构体三系的三刚度三；前者三是“三材料三非线三性”三，后三者是三“几三何非三线性三”372.三2结构三分析三近似三方法竖向三荷载三（轴三力由三竖向三荷载三决定三）分层三法某一三层框三架梁三上的三竖向三荷载三对其三他楼三层的三框架三梁的三影响三不计三。只三影响三节点三所在三单元三中的三所有三杆件在竖三向荷三载作三用下三，不三考虑三框架三的侧三移弯矩三分配三法不平三衡弯三矩只三影响三至与三该节三点相三交的三各杆三件的三远端简化三到一三次分三配、三一次三传递三、再三一次三分配水平三荷载三（轴三力需三要考三虑倾三覆力三矩的三影响三）反弯三点：三梁柱三线刚三度比三大于3D值法三：修三正反三弯点梁轴三力，三由于三楼板三的存三在，三一般三可近三似忽三略382.三2结构三分析三近似三方法柱AB：P2三26392.三2.2框架-支撑三结构（1）竖三向荷三载作三用下三的近三似计三算忽略三支撑三对竖三向荷三载作三用下三框架三内力三的影三响Wh三y？（2）水三平荷三载作三用下三的近三似计三算402.三3结构三设计三的基三本要三求（1）结三构承三载力三验算三要求三（wh三y?<1.三0)；（2）结三构变三形验三算要三求（三目的三）构件三容许三挠度侧移三限值最大三层间三侧移三限值（3）结三构舒三适度三验算三要求41*承三载力三调整三系数<1.三0说明三构件三的设三计内三力的三最不三利组三合不三一定三就是三地震三基本三组合地震三作用三属于三偶然三的短三期作三用，三它在三建筑三的设三计使三用寿三命内三可能三发生三也可三能不三发生三，因三此，三当地三震发三生时三，结三构的三安全三度可三以低三于非三抗震三时结三构构三件承三载能三力极三限状三态时三的安三全度42*承三载力三调整三系数<1.三0结构三构件三的受三力状三态不三同，三其承三载力三抗震三调整三系数γR三E的大三小也三是不三同的延性三较好三的受三力状三态(如混三凝土三梁的三受弯三及混三凝土三柱的三大偏三压)的γR三E值较三小--三-从另三一方三面来三理解三类似三于结三构构三件的三安全三储备三较高;延性三较差三的受三力状三态(如混三凝土三梁的三受剪三及砌三体抗三震墙三的受三剪)的γR三E值较三大--三-从另三一方三面来三理解三类似三于结三构构三件的三安全三储备三较低43第四三节节点三设计结构三传递三荷载三的关三键环三节应满三足安三全、三耐久三、经三济的三使用三要求“强三节点三弱杆三件”三基本三原则三：在梁三形成三塑性三铰前三，梁三柱连三接的三交界三面处三及节三点域三的抗三弯能三力必三须大三于框三架的三抗弯三能力三，防三止在三梁还三未出三现塑三性铰三时，三交界三面处三或节三点域三发生三脆性三破坏塑性三铰在三梁上三出现三位置三的强三度应三小于三梁柱三节点三的强三度443.三1刚性三连接三节点三的构三造与三受力45*主三梁与三柱的三连接三节点弯矩M、剪三力V和轴三力N主梁三与柱三连接三的承三载力梁翼三缘和三腹板三与柱三的连三接（三焊缝三和螺三栓群三）在三弯矩三、剪三力作三用下三的强三度；柱腹三板或三翼缘三板的三抗压三承载三力梁受三压翼三缘引三起的三压力三作用三下，三柱的三腹板三或翼三缘是三否会三由于三屈曲三而破三坏；节点三板域三的抗三剪承三载力节点三处柱三翼缘三和水三平加三劲肋三或水三平加三劲隔三板所三包围三的柱三腹板三部分463.三2主梁三与柱三连接三抗弯三与抗三剪承三载力简化三设计三法弯矩三由梁三翼缘三承担三，而三梁腹三板只三承担三剪力主梁三翼缘三的抗三弯承三载力三大于三主梁三整个三截面三承载三力的70三%弯矩M引起三的粱三上、三下翼三缘内三的水三平力H为473.三2主梁三与柱三连接三抗弯三与抗三剪承三载力全截三面设三计法梁腹三板除三承担三剪力三外，三还与三梁翼三缘一三起承三担弯三矩以梁三翼缘三和腹三板按三各自三截面三惯性三矩分三担作三用于三梁端三的弯三矩三（设三计弯三矩）三，以三梁翼三缘承三担弯三矩三，并三以腹三板承三担弯三矩三和梁三端全三部剪三力V（设三计剪三力）48从以三上设三计概三念出三发当栓三焊混三合连三接时三，梁三翼缘三与柱三焊接三，“简化三设计三法”比三“全截三面设三计法”偏三于安三全；当全三焊连三接时三，梁三腹板三与柱三连接三，“简化三设计三法”偏三于不三安全三。无论三是“简化三设计三法”还三是“全截三面设三计法”，三连接三计算三都是三从梁三端的三设计三内力三出发三，也三就是三说，三这两三种方三法都三不是三“等三强连三接”三，即三，梁三端弯三矩和三剪力三不等三于梁三的全三截面三抗弯三和抗三剪承三载力三。49重要三的两三点：节点三承载三力问三题：要使三节点三的承三载力三大于三构件三的承三载力三，就三要以三大于三构件三承载三力的三内力三去设三计它三；显三然，三提高三梁柱三连接三的交三界面三处及三节点三域的三强度三，也三就相三对降三低了三梁的三强度三；节点三域稳三定性三问题三：提高三节点三域的三稳定三性，三将直三接有三利于三结构三的抗三侧（三刚度三、位三移）三和自三振周三期衰三减。503.三3柱腹三板或三翼缘三板的三承载三力对8三度及三9度三抗震三设防三区的三多层三框架三，其三梁柱三节点三及连三接还三要进三行节三点塑三性区三段的三校核三：梁端三或柱三端由三构件三端面三算起三1/三10三跨长三或2三倍截三面高三度范三围节点三连接三的极三限承三载力三不应三小于三所连三接构三件（三梁、三柱、三支撑三）截三面塑三性承三载力三的1三.2三倍（三抗弯三承载三力）三及1三.3三倍（三抗剪三承载三力）513.三3柱腹三板或三翼缘三板的三承载三力523.三3柱腹三板或三翼缘三板的三承载三力5354节点三抗震三性能三评价—指标三性问三题滞回三性能—间接三得到三耗能三能力抗侧三刚度—弹性三极限延性三性能—屈服三位移三和极三限位三移的三比（三延性三比）以上三各项三需由三一定三数量三的试三验结三果，三统计三规律三性机三理，三提出三力学三关系三，建三立理三论模三型。以试三验得三到滞回三曲线为主三要结三果55564.拼接三连接柱拼三接接三头一三般设三置在三距楼三板顶三面以三上1.三1～1.三3三m的位三置，三同时三避开三水平三荷载三下的三大弯三矩区574.拼接三连接584.拼接三连接594.三1三.4梁与三梁的三连接主梁三的拼三接接三头应三设在三框架三节点三塑性三区段三以外通常三设在三距梁三端1.三0～1.6m处60次梁用钢三量较三多不是三结构三的主三要构三件，三不需三要考三虑其三延性有利三于结三构的三整体三性和三柱的三稳定三性使柱三子承三担的三竖向三荷载三均匀次梁三与主三梁铰三接当压三型钢三板肋三较高三，可三以增三大次三梁间三距61第五三节钢结三构抗三震设三计1、地震三灾害节点三破坏62美国三北岭三地震三中梁三柱节三点破三坏模三式第五三节钢结三构抗三震设三计1、地震三灾害构件三破坏三：整三体失三稳与三局部三失稳63第五三节钢结三构抗三震设三计2抗震三设计三的设三防与三计算三要求基于三性态三的结三构抗三震设三计三水三准、三二阶三段正常使用暂时使用生命安全防止倒塌常遇A偶遇EB少遇HFC罕遇JIGD第一三组：三基本三目标三，由A、B、C、D组合第二三组：三重要三性建三筑，三由E、F、G组合三；第三三组：三十分三重要三性建三筑，三由H、I组合三。64第五三节钢结三构抗三震设三计三水三准：三抗震三设防三要求两阶三段：三设计三方法第一三阶段三设计三：按三多遇三地震三烈度三对应三的地三震作三用效三应和三其他三荷载三效应三的组三合验三算结三构构三件的三承载三能力三和结三构的三弹性三变形三（截三面抗三震验三算）保证三了第三一水三准的三承载三能力三要求三和变三形要三求第二三阶段三设计三：按三罕遇三地震三烈度三对应三的地三震作三用效三应验三算结三构的三弹塑三性变三形（三连接三极限三承载三力验三算）保证三结构三满足三第三三水准三的抗三震设三防要三求65第五三节钢结三构抗三震设三计建筑三分类三：用三途甲、三乙、三丙、三丁乙：三生命三线工三程丙：三一般三建筑设防三标准抗震三措施三：除地三震作三用计三算和三抗力三计算三以外三的抗三震设三计内三容(?三)，包三括抗三震构三造措三施抗震三构造三措施三：根据三抗震三概念三设计三原则三，一三般不三需计三算而三对结三构和三非结三构各三部分三必须三采取三的各三种细三部要三求66第五三节钢结三构抗三震设三计672.三2抗震三计算三要求底部三剪力三法地震三作用三当做三等效三静力三荷载忽略三了高三振型三的影三响且三对结三构的三第一三振型三也作三了简三化，三因此三计算三精度三较差振型三分解三反应三谱法利用三振型三分解三原理三和反三应谱三理论三进行三结构三最大三地震三反应三分析拟动三力方三法，三计算三量稍三大，三计算三精度三较高三，计三算误三差主三要由三于振三形组三合时三关于三地震三动随三机特三性的三假定时程三分析三法完全三动力三方法三，计三算量三大，三而计三算精三度高某一三确定三的地三震动三的时三程反三应682.三2抗震三计算三要求（1）高三度不超三过40三m，以剪切三变形为主三且质三量和三刚度三沿高三度分布三均匀规则三的结三构，三以及近似于单三质点三体系三的结三构，三可采三用底三部剪三力法三；（2）除(1三)外的三建筑三结构三，宜三采用三振型三分解三反应三谱法三；（3）特三别不三规则三建筑三，甲三类建三筑和三表6.三8所列三高度三范围三的高三层建三筑，三应采三用时三程分三析法三进行三多遇三地震三下的三补充三计算三，可三取多三条时三程曲三线计三算结三果的三平均三值与三振型三分解三反应三谱法三计算三结果三的较三大值三。692.三3地震三作用三内力三的调三整要三求薄弱三层的三地震三剪力三应乘三以1.三15的增三大系三数楼层三承载三力突三变时三，薄三弱层三抗侧三力结三构的三受剪三承载三力不三应小三于相三邻上三一楼三层的65三%剪重三比的三概念三：（三黄金三提问三）考虑三长周三期结三构用三振型三分解三反应三谱法三和底三部剪三力法三计算三时,因地三震影三响系三数取三值可三能偏三低,相应三计算三的地三震作三用也三偏低,因此三出于三安全三考虑,规范三规定三了楼三层水三平地三震剪三力的三最小三值.若楼三层水三平地三震剪三力小三于规三范对三剪重三比的三要求,水平三地震三剪力三的取三值应三进行三调整703抗震三概念三设计三要求概念三设计三、抗三震计三算与三构造三措施主要三原则三有：保证三结构三的完三整性三，提高三结构三延性三，设置三多道三结构三防线713.三4强柱三弱梁三要求强柱三弱梁三型框三架屈三服时三产生三塑性三变形三而耗三能的三构件三比强三梁弱三柱型三框架三多，三而在三同样三的结三构顶三点位三移条三件下三，强三柱弱三梁型三框架三的最三大层三问变三形比三强梁三弱柱三型框三架小三，因三此强三拄弱三梁型三框架三的抗三震性三能较三强梁三弱柱三型框三架优三越。与钢三筋混三凝土三结构三不同三，钢三结构三梁通三常不三需要三调幅三系数三，因三为竖三向荷三载作三用下三弯矩三调幅三是针三对钢三筋混三凝土三构件三而言三的723.三4强柱三弱梁三要求钢结三构现三在一三般都三是弹三性设三计部分三构件三（如三，钢三梁）三可以三用塑三性设三计，三塑性三设计三可以三充分三利用三材料三的强三度，三节省三材料三。对于三钢结三构设三计而三言，三强度三问题三在稳三定问三题之三后，三其按三照弹三性进三行的三内力三分析三与实三际接三近，三因此三没有三调幅三概念三。钢结三构的三塑性三设计三与调三幅是三不同三的概三念734.抗震三构造三要求陈绍三蕃《钢结三构稳三定设三计指三南》建工三社20三04陈骥《钢结三构稳三定理三论与三设计》科学三出版三社20三03童根三树《钢结三构的三平面三内\外稳三定》建工三社20三0574*关三于节三点抗三震设三计的三探讨钢框三架梁三柱节三点对三钢结三构建三筑（三物）三的安三全稳三健起三到了三至关三重要三的作三用。三在正三常使三用或三抵御三灾害三过程三中，三均需三要梁三柱节三点具三有荷三载传三递、三变形三消能三及维三持结三构整三体性三等能三力；三一旦三节点三破坏三，结三构将三形成三机动三构架三而失三去承三载能三力。75*关三于节三点抗三震设三计的三探讨现行三节点三抗震三措施三强调三了两三阶段三设计三方法三并建三议了三多种三节点三构造三措施三。当遭三遇多三遇地三震作三用（三小震三）时三，抗三震措三施（三此时三主要三是抗三震验三算）三应保三证节三点仍三处于弹性，即三保证三多遇三地震三作用三下，三梁柱三节点三具有三足够三的抗三弯和三抗剪三强度三并使三其连三接的三应力三低于三框架三梁的三应力三，以三实现三小震三不坏三的设三计目三标；当遭三遇超三过多三遇地三震作三用至三基本三烈度三（中三震）三，或三遭遇三罕遇三地震三作用三（大三震）三时，三除应三满足三截面三抗震三验算三外，三还需三要对三节点三连接三极限三承载三力进三行验三算，三即保三证地三震烈三度高三于多三遇地三震烈三度时三，可三迫使三处于三高应三力下三的框三架梁三率先三发展三成为三塑性三铰，三避免三梁柱三节点三破坏三，充三分发三挥钢三材延三性来三耗散三地震三能量三，实三现大三震不三倒的三设计三目标76*关三于节三点抗三震设三计的三探讨对于三不满三足连三接极三限承三载力三的节三点，三则可三以在三梁端三采用三加大三焊缝三截面三积，三如加三焊盖三板或三加宽三梁端三翼缘三板等三；或三在离三梁端三不远三处将三梁的三上下三翼缘三或腹三板进三行削三弱。三这些三措施三能够三实现三梁内三形成三塑性三铰耗三能，三而避三免节三点破三坏，三即出三现所三谓的三“加三强式三”连三接和三“削三弱式三”连三接。“加三强式三”连接三的抗三震措三施是三以增三强节三点连三接处三的抗三弯和三抗剪三能力三为目三的，三且同三时需三要对三节点三域进三行补三强，三以防三止节三点域三相对三弱化三造成三的过三大剪三切变三形；“削三弱式三”连接三则是三以降三低节三点连三接的三弯曲三应力三为目三的，三相对三弱化三杆件三，构三成“三强节三点弱三杆件三”的三抗震三设计三原则三，促三使框三架梁三发展三延性77*关三于节三点抗三震设三计的三探讨很多三时候三，可三能在三相同三设计三条件三下设三计出三三种三承载三力相三差非三常悬三殊的三连接三作法:一是三，当三按设三计表三达式计算三时，三按组三合内三力来三设计三节点三连接三。二是三，组三合内三力只三是作三为检三验构三件截三面的三依据三。但三在塑三性区三的节三点连三接设三计时三，是三取高三于构三件的三最大三承载三力设三计值三作为三节点三的作三用力三来对三节点三连接三进行三设计三与验三算。三是三，完三全按三照公三式来进三行连三接的三极限三承载三力计三算。78Wh三ic三hon三eisre三as三on三ab三le三?5/三2/三20三2379以上三三种三截然三不同三的设三计方三法，三将直三接影三响到三设计三的节三点是三否满三足“强节三点弱三杆杆”的抗三震要三求，是否三能实三现“小震三不坏三，中三震可三修，三大震三不倒”设计三目标三的根三本问三题。第一三种是三错误三的第三三种设三计理三念虽三然可三取，三但式三中的三有关三系数三和强三度取三值有三问题三，很三不安三全。第二三种设三计计三算方三法是三比较三稳妥三、正三确的三。1第一三种设三计方三法（即三按组三合内三力来三设计三的方三法）采用三该法三的理三论根三据是三，认三为在三多遇三地震三作用三下，三结构三处于弹性三阶段，连三接设三计只三要根三据组三合内三力，三并根三据梁三的应三力强三度比三（即梁三的地三震组三合弯三矩设三计值三乘以三梁的三承载三力抗三震调三整系三数0.三75后，三在梁三截面三中产三生的三弯曲三应力三与梁三的钢三材强三度设三计值三之比三）来进三行设三计即三可。在此三引用三一个三具体三数字三来说三明这三一方三法的三思路三。5/三2/三20三2380假定三梁端三有一三个的地三震组三合弯三矩。利用三验算三梁截三面，三要求三梁截三面抗三弯承三载力三设计三值必三须在确三定梁三端的三焊缝三连接三时，三其焊三缝截三面的三抗弯三承载三力设三计值三就必三须要即在三相同三组合三弯矩三作用三下,经过三规范三采用三不同三的调三整系三数调三整后三，就三变成三了在三设计焊缝三连接与设三计梁截三面时，三分别三采用三不同三的内三力设三计值三来进三行设三计。此时三，连三接焊三缝时三的内三力设三计值三是梁三截面三内力三设计三值的倍。这里三就存三在了三三个三问题三。5/三2/三20三23811）如果三所设三计的三梁截三面刚三好等三于（即应三力强三度比三刚好三等于时），三由于三梁端三连接三焊缝三的抗三弯承三载力三设计三值需三要此时三梁端三整个三截面三即使三采用三全熔三透的三对接三焊缝三，也三只能三承受的弯三矩。三怎么三办？可采三用加三强式三连接三来解三决（如加三盖板三；或三局部三加宽三梁端三翼缘三板，三或在三梁端三下翼三缘加三腋板三等办三法来三增大三焊缝三的截三面积三以增三大焊三缝的三抗弯三能力）。5/三2/三20三23822)如果三在梁三端不三采用三加强三的作三法，三而是三在工三厂采三用全三焊缝三连接三的常三规作三法。三由于三焊缝三的抗三弯承三载力三最多三只能三作到三与梁三截面三的抗三弯承三载等三强，三此时三就必三须要三改用三一个三能承三受的梁三截面三，但三此时三由于三梁截三面只三需用的弯三矩值三来设三计，三梁的三承载三力有三富裕三不能三充分三利用三，其三应力三强度三比只三用到三了。5/三2/三20三23833）如果三在梁三端仍三不采三用加三强的三作法三，而三是在三梁端三采用三栓焊三连接三的另三一种三常规三作法三（即梁三腹板三与柱三之间三采用三只传三递剪三力的三螺栓三连接三，梁三翼缘三与柱三之间三采用三只传三递弯三矩的三全熔三透坡三口对三接焊）由三于焊三缝的三抗弯三承载三力最三多只三能作三到梁三截面三抗弯三承载三力设三计值三的，此三时就三必须三要改三用一三个能三承受的梁三截面三，但三此时三由于三梁截三面只三需用的弯三矩值三来设三计，三梁的三承载三力更三加富三裕而三不能三充分三利用,其应三力强三度比只用三到了。5/三2/三20三2384连接三设计三的第三一种三方法三，从三上面三的具三体算三例可三以看三出，三如果三在抗三震的三节点三连接三设计三中，三按地三震组三合内三力来三进行三设计三，就三必然三出现三下面三归纳三的三三种情三况：5/三2/三20三23851）当梁三的应三力强三度比三大于0.三83时，三就应三开始三在梁三端采三取加三强措三施来三增大三焊缝三的抗三弯承三载力三当梁三的应三力强三度比三大到三等于1.三0时，三其加三强后三的焊三缝抗三弯承三载力三设计三值就三应不三小于三梁截三面抗三弯承三载力三设计三值的1.三2倍。(该1.三2即为三焊缝三的抗三震调三整系三数与梁三的抗三震调三整系三数之比三）。5/三2/三20三23862）当梁三的应三力强三度比小于0.三83时，三在梁三端就三可以三不必三加强三，而三只需三采用三全焊三接连三接（即截三面的三抗弯三等强三连接）就三可满三足使三焊缝三的抗三弯承三载力三设计三值大三于组三合内三力设三计值三的1.三2倍的三要求三。5/三2/三20三2387即当三应力三强度三比为0.三83～0.三735/三2/三20三23883）当梁三的应三力强三度比三小于时，三在梁三端还三可以三采用三栓焊三连接三的作三法（三即梁三腹板三与柱三之间三采用三只传三递剪三力的三螺栓三连接三，梁三翼缘三与柱三之间三采用三只传三递弯三矩的三全熔三透坡三口对三接焊三）同三样也三能使三栓焊三连接三的承三载力三大于三组合三内力三设计三值1.三2倍的三要求三。如下三图所三示：5/三2/三20三2389即当三应力三强度三比<三0三.8三3三0三.8三5三=三0.三70时5/三2/三20三2390按照三以上三的思三维方三法来三设计三抗震三连接三节点三是不三是就三可以三了呢三？如果三单从三多遇三地震三作用三效应三来进三行以三上的三设计三，好三像是三可行三的，三但从三抗震三设计三的原三理和三当地三震烈三度高三于多三遇地三震时三来看三，是三不行三的。因为三，我三们的三设计三目标三不仅三仅是三只满三足小三震不三坏的三强度三要求三，而三更重三要的三是要三实现三大震三不倒三的设三计目三标。如按三组合三内力三来设三计连三接节三点，三只能三说,其连三接只三能抗三小震三而不三能抗三大震三。Wh三y？5/三2/三20三2391当地三震烈三度高三于多三遇地三震进三入设三防烈三度的三过程三中，三凡是三应力三比较三低（三即截三面较三大）三的抗三侧力三构件三，由三于仍三处于三弹性三阶段三，其三构件三内力三仍将三继续三随地三震作三用的三加大三而加三大（因三为多三遇地三震的三烈度三要比三基本三烈度三低1.三55度。三其地三面加三速度三和地三震影三响系三数最三大值只是三设防三烈度三地面三加速三度和三地震三影响三系数三最大值的0.三35倍）,梁的三弯曲三应力三比必然三也将三随之三增大三到1.三0。5/三2/三20三2392同样三，也三需要三把前三面的三第二三、第三三两三种节三点连三接形三式的三梁端三截面三局部三加大三，使三连接三焊缝三的抗三弯承三载力三设计三值达三到不三小于三框架三梁抗三弯承三载力三设计三值的1.三2倍，三才能三确保三框架三梁在三大震三时进三入塑三性，三使延三性得三到充三分发三挥。否则三，只三加大三截面三而不三加强三连接三，则三连接三焊缝三的弯三曲应三力必三然高三于梁三端截三面的三弯曲三应力三。当地三震作三用不三断加三大时三，就三很容三易发三生当三梁端三截面三还未三进入三塑性三之前,处于三梁端三薄弱三的连三接焊三缝，三就会三因弯三曲应三力过三高而三发生“脆性三破坏”。5/三2/三20三23935/三2/三20三23942第二三种设三计方三法（三即按三构件三的承三载力三来设三计的三方法三）从前三面的三论述三和结三合上三图足三以说三明：三在多三遇地震阶三段，三按设三计表三达式对构三件和三节点三连接三进行三设计三验算三时，三结构三构件三的地三震内三力组三合设三计值三只能三作为控制三构件三截面的依三据。当结三构构三件截三面决三定之三后，三只要三是在三塑性三区段三，就三应改三用以构件三的承三载力来进三行连三接设三计。如对三于框三架结三构中三的梁三柱刚三性连三接节三点，三就应三使梁三端焊三缝的三抗弯三承载三力设三计值三不得三小于三框架三梁抗三弯承三载力三设计三值的1.三2倍。即，其实三这就三是取“组合三内力三设计三法”中,当抗三震框三架梁三的地三震组三合内三力设三计值正好等三于三时的三结果三。也就三是抗三震框三架梁三的应三力正好三为时的三结果三。从三而这三就必三须要三采用“加强三型”节点三作法三，才三能实三现这三一计三算要三求。5/三2/三20三2395从理三论上三讲，三在梁三柱的三连接三节点三中，三要是三连接三焊缝三真正三做到三了与三被连三接构三件的三等强三连接三而又三无瑕三疵和三缺陷三的话三，是三不需三要采三取任三何加三强措三施的三。事实三上，三由于三在梁三端的三焊缝三连接三处存三在诸三多不三利因三素，三如焊三接工三艺孔三对梁三腹板三截面三的削三弱；三对接三焊缝三不可三避免三的存三在某三些缺三陷（三如焊三接产三生的三气孔三、夹三渣、三熔敷三金属三未完三全熔三合、三弧坑三、咬三边、三焊后三收缩三产生三的微三裂缝三）；三热影三响区三产生三的残三余应三力的三不利三因素三；以三及还三应考三虑到三当梁三截面三在形三成塑三性铰三时，三由于三有的三钢材三屈服三强度三偏高三而加三大连三接受三力的三不利三因素三等等……。5/三2/三20三2396所以三在规三范的三强制三性条三文中三分别三将焊三缝的取0.三9，将梁三的取0.三75。使三焊缝三连接三的承三载力三应不三小于三构件三承载三力设三计值三的1.三2倍。此处三的1.三2，可视三为连三接的三加强三系数三。该三系数三正体三现了强连三接弱三杆件的抗三震设三计原三则。三以保三证当三框架三梁的三端部三出现三塑性三铰时三，梁三端的三连接三基本三还处三于弹三性状三态。三确保三框架三梁在三经受三从小三震到三大震三的全三过程三中节三点不三致发三生破三坏，三使结三构的三整体三性自三始至三终得三到保三证。5/三2/三20三2397按照三这一三原则三设计三的连三接，三就可三以有三把握三地实三现以三下两三个设三计目三标：一是，可三以保三证结三构在三多遇三地震三作用三下，三各结三构构三件都三具有三足够三的强三度并三使连三接的三应力三低于三框架三梁的三应力三，以三实现三小震三不坏三的设三计目三标。二是，可三以保三证当三地震三烈度三高于三多遇三地震三烈度三时，三可迫三使处三于高三应力三下的三框架三梁率三先发三展成三为塑三性铰三，使三钢结三构的三良好三延性三得到三充分三的发三挥来三耗散三地震三能量三，实三现大三震不三倒的三设计三目标三。无三疑上三述第三二种三设计三方法三才是三正确三的。这一三设计三理念三与目三前美三国自19三94年北三岭地三震以三后在三设计三思想三方面三所发三生的三变化三和采三用的三设计三方法三是相三同的。5/三2/三20三2398对照三现行三规范三中梁三端未三采取三任何三加强三措施三的栓三焊连三接节三点作三法和三全焊三连接三的作三法，三都是三不满三足连三接的三承载三力应三大于三构件三承载三力设三计值1.三2倍要三求的三。而三只有三在梁三端采三用局三部加三大截三面，三或在三离梁三端不三远处三将梁三的上三下翼三缘进三行削三弱，三以增三大焊三缝的三抗弯三能力三（或三降低三焊缝三的弯三曲应三力）三才可三以得三到解三决。三但局三部加三大梁三端截三面（三或削三弱）三后，三就必三然使三塑性三铰外三移，三出现三所谓三的加三强式三连接三和削三弱式三的狗三骨式三连接三。5/三2/三20三2399尽管三这些三作法三给加三工带三来不三少麻三烦、三增加三造价三。但三自19三94年美三国北三岭地三震和19三95年日三本阪三神地三震以三后，三在一三些国三家中三都乐三于采三用这三种加三工都三比较三麻烦三的加三强式三连接三和骨三式连三接，三也正三是由三于原三来的三焊接三连接三节点三抗弯三能力三很差三，即三或是三在梁三端采三用全三焊接三连接三，名三义上三等强三，但三实际三上也三并不三一定三等强三，在三地震三中照三样也三遭受三到破三坏、三并不三十分三可靠三而不三得不三采取三的连三接加三强措三施。5/三2/三20三2310三05/三2/三20三2310三1但第三二种三设计三方法三在规三范中三尚存三在着三不分三地震三烈度三、结三构类三型，三房屋三高度三等的三不同三情况三，三通通三取为三同一三数值三欠妥三的现三象，且连三接焊三缝的三承载三力，三通通三都应三是钢三梁承三载力三的1.三2倍，三这对三于设三防烈三度只三有6、7度的三房屋三来说三显然三是不三合理三的。同时三规范三还存三在着三没有三提供三当梁三端采三用加三强式三连接三后相三应的三连接三计算三方法三和公三式。三关于三这一三问题三，在三此次《高钢三规》的修三订中三，正三在研三究解三决。3第三三种设三计方三法（三极限三承载三力设三计法三）即用三公式进行三连接三计算三的方三法采用三该法三的理三论根三据，三就是三充分三利用三焊缝三的极三限抗三拉强三度远三高于三钢材三的屈三服强三度的三这一三特性三。当框三架梁三在强三震作三用下三，梁三端钢三材屈三服出三现塑三性铰三后，三只要三梁端三连接三焊缝三的极三限抗三弯承三载力三能够三抵抗三梁截三面塑三性弯三矩的1.三2倍，三即可三认为三满足三强震三要求三。从概三念上三来讲三，这三种思三维方三法好三像有三些道三理，三但这三里面三要涉三及两三个问三题。三一是三，其三计算三假定三是否三与实三际应三力图三形相三符，三二是三，计三算公三式中所隐三含的的取三值是三否符三合实三际。5/三2/三20三2310三2为了三检验三用公式三是否三能抗三大震三的问三题，三特取《高钢三规》中、三最具三有代三表性三的梁三柱栓三焊连三接节三点（三见下三页）三来加三以讨三论。5/三2/三20三2310三35/三2/三20三2310三4由于三图8.三3.三3(三a)这种三节点三的计三算假三定是三：梁腹三板连三接只三考虑三传递三剪力三，不三考虑三传递三弯矩三；梁三的全三截面三塑性三弯矩三全部三通过三翼缘三的连三接来三传递三给柱。这种三作法三，不三但不三能用三于抗三震结三构，三就是三用于三非抗三震结三构也三是很三不合三适的三。Wh三y？5/三2/三20三2310三5其一三，在三这种三节点三中，三梁端三翼缘三未作三任何三加强三，梁三腹板三与柱三的连三接螺三栓只三考虑三传递三剪力三、不三考虑三传递三弯矩三。则三其梁三端栓三焊连三接处三翼缘三焊缝三的抗三弯能三力则三只有三梁截三面弹三性抗三弯能三力的85三%左右三（即三梁翼三缘截三面的三弹性三抵抗三矩与三全截三面弹三性抵三抗矩三之比三）。如果三再将三因高三空施三焊条三件较三差、三焊缝三存在三缺陷三以及三焊接三残余三应力三等不三利因三素考三虑在三内，三按钢三结构三设计三规范三规定三，焊三缝强三度的三设计三值尚三应乘三以0.三9的折三减系三数，三则焊三缝的三抗弯三承载三力只三有框三架横三梁抗三弯承三载能三力的75三%左右三。5/三2/三20三2310三6很显三然，三像这三种比三等强三连接三还低三，连三非抗三震结三构就三很难三被人三接受三的连三接节三点，三却用三在本三比非三抗震三结构三要求三更高三的抗三震结三构上三，这三就违三背了三在抗三震设三计中三必须三遵循三的强三柱弱三梁、三强节三点弱三杆件三的基三本原三则。5/三2/三20三2310三7其二三，从理三论上三讲，三其节三点连三接的三计算三公式与节三点的三具体三作法,在梁三腹板三中所三产生三的应三力图三形严三重不三符。三如下三图所三示：5/三2/三20三2310三85/三2/三20三2310三9其三三，即三使采三用这三一与三实际三弯曲三应力三图形三严重三不符三的公三式，三就以三这种三不合三理的三计算三模型三来进三行计三算，三其梁三端翼三缘与三柱的三对接三焊缝三的极三限抗三弯承三载力三也大三大低三于梁三截面1.三2倍的三塑性三弯矩三，也三证明三这种三连接三节点三的作三法是三毫无三抗震三