钢结构抗震课件

7钢结构抗震设计7.1震害现象及其分析7.2钢结构的抗震概念设计7.3多层和高层钢结构房屋的抗震设计7.4多层钢结构厂房的抗震设计7.5网架结构抗震设计7.1震害现象及其分析多高层钢结构在地震中的破坏形式有三种：1)节点连接破坏；2)构件破坏；3)结构倒塌。1、节点破坏圆钢支撑连接的破坏2、构件破坏支撑的压曲柱的局部失稳钢柱地震脆断实例（图下中间所示为硬币，以示断缝大小）3、结构倒塌7.3多层和高层钢结构房屋的抗震设计7.3.1钢结构房屋的结构类型1、框架体系(节点刚接)2、框架-支撑体系中心支撑体系偏心支撑体系－延性更好易压曲首先屈服3、框架-抗震墙板体系带竖缝的钢筋混凝土抗震墙板4、筒体体系筒体体系密柱深梁－外筒内框架-梁柱铰接外框筒上增设交叉支撑-受剪剪力滞后5、巨型框架体系巨型框架结构型式(a)桁架型；(b)斜格型；(c)框筒型7.3.2多高层钢结构的布置原则结构平面布置：简单、规则、对称；结构竖向布置：规则、质量与刚度沿竖向分布均匀连续；钢结构的楼盖：1宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或钢筋混凝土楼板，并应与钢梁有可靠连接。

2对6、7度时不超过50m的钢结构，尚可采用装配整体式钢筋混凝土楼板，也可采用装配式楼板或其他轻型楼盖；但应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取其他保证楼盖整体性的措施。

3对转换层楼盖或楼板有大洞口等情况，必要时可设置水平支撑。7.3.3地震作用计算1、计算模型一般可假定楼板在自身平面内为绝对刚性。对整体性较差、开孔面积大、有较长的外伸段的楼板，宜采用楼板平面内的实际刚度进行计算。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。2、阻尼比的取值钢结构抗震计算的阻尼比宜符合下列规定：

1多遇地震下的计算，高度不大于50m时可取0.04；高度大于50m且小于200m时，可取0.03；高度不小于200m时，宜取0.02。

2当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其阻尼比可比本条1款相应增加0.005。

3在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。3、地震作用的计算方法在低于12层高层钢结构初步估算中，采用底部剪力法计算水平地震作用的计算公式其中，T1可按下式之一估算：高于12层的用振型分解反应谱法。《抗震规范》规定：在水平地震作用下，如果楼层侧移满足下式，应考虑P-⊿效应：－多遇地震作用下楼层层间位移；－楼层层高；－计算楼层以上全部竖向荷载之和；－计算楼层以上全部多遇水平地震作用之和。

4、结构内力分析中的二阶效应P－△效应：重力荷载与侧向变形的乘积形成重力附加弯矩。进行二阶效应的弹性分析时，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定，在每层柱顶附加假想水平力。《高钢规》JGJ99-98满足“强柱弱梁”的抗震设计原则7.3.4地震作用下内力和变形验算1、多遇地震作用下的弹性分析内力和位移计算时，应考虑梁、柱弯曲变形和柱的轴向变形。宜考虑梁柱的剪切变形。还应考虑梁柱节点域的剪切变形对侧移的影响。一般高层钢结构房屋可不考虑风荷载及竖向地震作用，高度大于60m须考虑风荷载，9度区尚须考虑地震作用。2、罕遇地震作用下的弹塑性分析应采用时程分析法进行弹塑性时程分析，计算薄弱楼层的弹塑性变形。验算方法：对规则结构，可采用弯剪层间模型或平面杆系模型，对不规则结构，应采用考虑扭转的空间结构模型。3、侧移控制在多遇地震下，钢结构的层间侧移标难值应不超过层高的1/250。结构平面端部构件的最大侧移不得超过质心侧移的1.3倍。在罕遇地震下，钢结构的层间侧移不应超过层高的1/50。同时结构层间侧移的延性比对于纯框架、偏心支撑框架、中心支撑框架、有混凝土抗震墙的钢框架应分别大于3.5，3.0，2.5和2.0。延性比：延性比即为弹塑性位移增大系数。延性是指材料、构件、结构在初始强度没有明显退化的情况下的非弹性变形能力。延性比主要分为三个层面，即截面的延性比、构件的延性比和结构的延性比。结构的延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。可以通过绘制水平荷载-顶层水平位移（P-DELTA）、水平荷载-层间位移等曲线求出。

7.4.5钢结构构件及节点抗震承载力验算7.4.5.1框架柱抗震验算包括截面强度验算、平面内外的整体稳定性验算。截面强度平面内整体稳定性平面外整体稳定验算7.4.3.2框架梁抗震验算包括截面强度验算、整体稳定性验算。受弯承载力验算抗剪承载力验算框架梁端部截面的抗剪承载力整体稳定性验算6.4.5钢结构构件连接抗震承载力验算强连接，弱构件1.梁、柱连接的极限承载力验算2.支撑与框架的连接及支撑拼接的极限承载力验算3.梁、