高层钢结构构件设计

4.1梁4.2轴心受压柱4.3框架柱4.4中心支撑4.5偏心支撑4.6钢板剪力墙4.7内藏钢板支撑剪力墙4.8带竖缝的混凝土剪力墙第四讲高层钢结构构件设计主要受力构件按照其功能和构造特点可分为：承重构件和抗侧力构件两大类。承重构件包括梁、柱（一般梁、柱和框架梁、柱）；抗侧力构件包括框架梁、框架柱、中心支撑和偏心支撑、抗震剪力墙等。高层建筑钢结构构件的主要特点是：构件的截面尺寸较大、钢板厚度较大。高层建筑钢结构构件设计内容及一般步骤：(1)计算各种荷载作用下各构件的内力（即作用效应计算）；(2)进行内力组合；(3)试选构件截面（形式和尺寸）；(4)构件截面验算；(5)检验是否满足构造要求。第四讲钢构件设计4.1.1梁的截面形式4.1梁无论框架梁或承受重力荷载的梁，其截面一般采用双轴对称的轧制或焊接H型钢。对于跨度较大或受荷很大，而高度又受到限制时，可选用箱形截面。对于墙梁等维护构件，可采用槽形等截面形式。4.1.2梁的强度梁的强度主要包括抗弯强度和抗剪强度，其计算公式见《钢结构》（1）或《钢结构设计规范》（GBJ50017-2002）。注意：1）计算梁的抗弯强度时，框架梁端弯矩的取值原则：当不计入水平地震作用的组合时，梁端弯矩应取柱轴线处的弯矩值；当计入水平地震作用的组合时，梁端弯矩应取柱面处（即梁端处）的弯矩值进行设计。4.1.3梁的整体稳定2）地震作用下托柱梁承载力的调整高层钢结构中的托柱梁，因柱的不连续，在支承柱处造成该托柱梁的受力状态集中，因此在多遇地震作用下计算托柱梁的承载力时，其内力应乘以不小于1.5的增大系数。9度抗震设防的结构不应采用大梁托柱的结构形式。（1）不必验算整体稳定的条件

1）有刚性铺板(钢板、各种钢筋混凝土板、压型钢板-混凝土组合楼板)密铺在梁的受压翼缘，并与其牢固相连，能阻止梁的受压翼缘的侧向位移；2）钢框架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时；3）对于非抗震设防或按6度抗震设防的结构，其简支实腹钢梁受压翼缘的侧向自由长度与其宽度之比，不超过表4-1所规定的数值时（对于箱形截面简支梁，其截面尺寸还应同时满足的要求）；4）您按7协度及接以上次抗震厉设防碌的结昏构，残实腹欣钢梁促相邻嫂侧向恐支撑蜜点间屋的长菜细比丛不超赞过表4躺-2所规行定的恼数值架时。表4沾-1析非冤抗震弓设防当或6留度设延防简赚支实飘腹钢谈梁的宁最大晨侧向联长细豆比钢号工字形截面（含H型钢）梁箱型截面梁跨中无侧向支撑跨中受压翼缘有侧向支撑荷载于上翼缘荷载于下翼缘荷载于任何部位Q23513201695Q34510.516.51365Q3901015.512.557Q4209.51512-表4溉-2炸按鸣7度千及以秩上设恩防实刷腹钢籍梁的闸最大备侧向钥长细帅比应力比值侧向支承点间的构件长细比—规—挥钢脾梁债弯铅矩糕平吸面庸外馋的征长厦细熄比域；—绵—乔侧理向标支浩承柱点陪之始间听的追最贵大厕弯桨矩眠；—销—孩钢鸦梁言截拌面着对剩x测轴逢的脖塑累性鹿截梦面扎模齿量恩；——北分别土为钢腹材屈协服点问与设旺计强急度值僚。注意：单削纯由同压型校钢板赛做成躁的铺傍板，劣只有怎在平挽面内尤的抗羽剪刚诉度符羽合式追（宇4案-盏1稳）时，晴方可值视为挑刚性季铺板芹。（爽4记-恢1屈）—漠—魄压零型华钢庭板恢每龙个周波旧槽漂均乡丰与误梁兽相耻连全时厚板饥面朴内州的估抗导剪彻刚望度抄；——浸钢梁盖的自享由长啊度和戒高度绑；—坊—丧钢千梁晶的劲翘嫩曲迅常沙数使，唉自刊由佛扭龙转霉常蔑数厨，颜绕伸弱贵轴信的惹惯激性众矩开。当不典符合怎上述软条件物之一疾者，确应按《藏钢反结然构迈》纷（脊1欣）常的盖相等关鄙公如式计艇算捏梁老的廉整纽奉体工稳社定番。4摔.配1衫.锹4婚梁君的罩局遥部总稳榜定县（寇板阻件磁宽育厚多比参）防辩止麻板陈件女局岩部哭失疮稳绣最投有止效船的猛方衰法白是限吐制疮其榴宽突厚斤比。钢召框架傅梁的纵板件灯宽厚屡比，戴应随绣截面猪塑性太变形宴发展勇程度愤的不笑同，声而需吸满足证不同联的要泥求。在高洞层建恒筑钢斗结构呀中，休对按欲7度邀及以健上抗犹震设悼防的彻高层冷建筑浙，在蹈抗侧睬力框后架的乘梁可管能出御现塑油性铰坛的区旦段，蔬要求片在出经现塑难性铰悬之后赛，仍辰具有犬较大椅的转踢动能涌力，名以实诸现结玻构内塔力重艇分布拳，因品此板床件的欲宽厚拜比限聚制较酷严；帮而对膝于非叫抗震顿设防他和按塌6度蓬抗震丙设防星的高亩层建药筑，根当抗尸侧力稍框架咽的梁井中可午能出肿现塑吨性铰熟之后驱，不健要求思具有抱太大封的转净动能硬力，闷因此矿板件协宽厚峡比限配制相牛对较托宽。籍梁的崖板件健宽厚斩比一同般情旨况下蜻应满简足表怀4椅-恶3规担定走的倡限炊值。表4嗓－3闲框希架梁啦的板粒件宽不厚比巩限值表4驳-4兼枝作枕支成撑召系早统沟横佣杆隙的蚂梁结腹法板梁的臭宽她厚名比锹限心值注腥：对摘钢档框浅架畏中响兼净作盆支充撑询系角统绑横录杆融的汇梁每，偶在稿受闲弯扶的脑同通时井还假承坦受晃轴求向是压演力方。艰当舰按胶7猫度丙及厘以您上冶抗纽奉震蓝设顾防午时丙，倚梁闹端讨有恒可羽能岭出席现污塑陈性膛铰像，思其西腹痰板蓬宽失厚暖比听应稳符顽合权压糟弯兼构箩件黄塑滨性资设洋计挎的烟要刷求透，顿即贼应炕满势足址表未4止-记4妙的碎规芝定悄；断箱钉形漏截捞面幕两导腹封板乘之被间省的蜜翼颂缘寇宽刘厚粥比即应假满立足淘：4确.兄1梢.序5疫梁咏的牲构恭造栋要覆求（援1陶）涉变农截据面助框羡架停梁雾的五截门面郑变菠化筹，喇宜广改布变死梁尿翼税缘扁的厉宽指度世和串厚元度拌，映而氧保捐持虾梁关的承腹袜板堆高抽度螺不锋变窑；（2伞）当君梁的燃上翼代缘采炉用抗概剪连仗接件郊与组拔合楼缎板相哨连时酬，可量不验恼算组文合梁的的整枝体稳匀定，供但仍美应根解据条对件在棕其下洁翼缘如设置当隅撑找；（倍3岛）旷框微架免梁猛的拆端乔部谱以艰及薄有杠集妨中究荷忆载稻作日用顺点习等曾可蜓能秆出乎现暂塑僚性台铰宿的抗部揭位皇，岸梁混的膜受败压纤翼要缘披应冻设的置砍侧起向扮支肤撑引（致7堡度让及绵以柱上选抗塘震琴设席防测的孟结钉构闭，荣上稼、乒下邀翼汁缘贫均拾应古该苍设局置寨侧代向轿支桨撑屠）老，怒且伴实校腹缴钢见梁阵相辽邻久侧糠向续支序撑部点致之民间净的滴长鞋细冷比鄙应责满坊足表4拨-2要水求汤；（知4橡）能焊暮接挠梁程的双翼招缘盏一搬般闲用俱一解层斥钢国板供组驴成右；芒当辞跨才度吗大踩采散用户两渔层雕钢膨板女时浑，泽外轨内肃层爽厚擦度佩比扰宜启为壶0慌.瞒5西～临1苹.弊0舌，裹外顿层菜断饼点掀应乎符犁合往《旦钢投结蹲构煤设蓄计械规港范央》纲（G吴B清5叶0撑0占1廉7捡-岁2兴0偏0攀3）奶要胆求叶；霞横因向忽加伟劲层肋徐切德角么应铸满怒足壳附涌图覆要浅求象；4川.贝1养.僚5艘梁往的肃构泳造扛要抹求唐(演续献)（5铜）采漏用高银强度早螺栓固摩擦始型连暑接拼早合的秧大跨梁度钢图梁，晓其翼陆缘板访不宜务超过卖三层贪；其掠外层垫钢板罪的理奴论断嫂点处幸的外浮伸长武度内膛的高营强度灶螺栓城数目鸭，应广按该吴层钢鞋板的蹦1/匆2净傲截面阿面积粗的承驴载力胡进行骆进算宿；钢捆梁翼茧缘角缝钢截火面面尼积不派宜少友于整枕个翼茅缘截嫩面面秃积的瓦30雅％，槐当最笋大型以号的善角钢饰不能痒满足贸条件常时，义可增章设腋扬板，烟参见纷附图处，此闲时，什角钢竞与腋侨板截臂面积拐之和固不应亩少于暖翼缘混总结你面面摇积的份30私％。横宗向前加卖劲志肋倦切感角高强猪螺栓绩连接4.束1.团5肯梁肯的构今造要座求(起续)（6盛）钢革梁的剪端部牢支座随应该伪满足童下图艰要求违。平仪板既支所座突哪缘匆支廉座轴心村受压泛柱宜贷采坦用医双药轴禽对财称武的匆实安腹素式徒截爽面。卡截垮面惩形脸式翻可缺采亭用含：攀H霸形偏、尸箱说形此、寻十友字调形逆、吩圆鹿形赶等勉。通常页采用轧制座或焊泰接的H盘形眼钢士或由4蒙块钢占板焊埋成的箱形仆截面。码箱女形存截础面淋材黎料唤分崖布智合茂理嫌，网截面面池受松力痕性睁能络好镰，骡抗该扭闹刚茫度岗大熟，串应猛用袜日驼益界广捡泛瞧。4受.鹅2妇.阀1挥轴均心历受器压蝇柱稿的党截逢面拳形粒式由于肃高层寺建筑请中的紧轴心施受压劲柱，镜主要堵是承雪受轴司向荷充载作球用，选一般各不涉甘及抗狗震的厨问题享，柱土的设称计方估法与衡一般阳轴心讨受压普柱相略似，鲁所不难同的朋是柱志子的撕钢材路厚度洒较厚裁。对厚稳壁柱变设计瓣应注夺意材订料强负度设青计值豪和稳漠定系柿数珠的取眠值有效所不卫同（较芳一般辣轴心前受压怎柱低纳）。轴筑心栏受耽压茅柱眨的强度性、稳电定、叨刚度遇等计图算详尊见《哭钢户结砌构恼》敞（谣1勉）上或屋《塔钢血结向构奶设形计荡规逢范开》只（讽G脑B影J拍5饱0雁0沙1候7阶-发2吵0垦0赤3爸），刷但君应异注贯意怪：4石.孙2物轴窄心埋受畏压协柱对桥于嘱H宏形煤、唇工窄字食形模、对箱享形侨截冻面洗的户受高压躬构嘱件汪，昏若骂其京腹抽板录的将高疗厚烤比欺不娃满筋足用现锈行女规偶范趋的森要堂求闲时热，恨可位采果用神下拳列源措北施偏之路一溜：（才1昼）膝采混用汤有逐效叉截板面打法旨验么算耐构膀件玩的布强奏度略和互稳密定趁性温。（史2照）凯配省置换纵单向贡加马劲森肋（3朋）配裂置横傻向加鹿劲肋当实杯腹柱结的腹坟板计璃算高党度与尊其厚巷度之啦比夺时，销应采骗用横眠向加月劲肋粒加强铺，加仇劲肋绣的间就距不劳得大痰于3锈，如嫂附图负。受压贴构件股腹板思的补薪强(a化)腹肠板有枯效截葛面；井(b恨)腹悔板纵箭向加目劲肋塌；(甲c)贫腹板宴横向牌加劲祥肋4.疏3储框架久柱4.五3.茫1框架典柱的斗截面军形式对瓜于幻玉仅爆沿刚一群个思方瓣向承与娃梁俯刚等性接连碰接境的光框绸架策住狠，羡宜沃采青用H形它截面，糟并怨将咸柱虎腹滑板赏置铅于喉刚挠接傻框森架棒平护面设内主。对矩于疑在裕相叮互离垂友直贴的组两剩个上方具向陆均旁与抗梁阔刚周性孙连歪接谈的融框负架教住裕，迟宜价采葛用箱形冠截面或十字盼形截套面。箱形果截面撑框架豪柱角龟部的钉拼装暑焊缝陡，应机采用库部分根熔透覆的V姥形或惑U形去焊缝祥，其黄焊缝秤厚度柏不应广小于悲板厚趋的1踩/3影，且询不应口小于京14商mm昼；对怕于抗痛震设截防结评构，帐焊缝欠厚度柔不应肆小于诵板厚欢的1事/2掏，附俭图（落a）喘；焊检接芦箱舰形贿柱阔的兔角替部伤拼通装雾焊绒缝(a弊)柱喂身截锹面；取(b吩)梁沾-柱也节点旧段截适面当阁钢篮梁卡与脊柱项刚砖性伪连举接承时建，马H厕形嫌截络面殖框耀架评柱姐与虽腹顽板势的霜连盆接饱焊著缝呀和灿箱仁形丽截叉面蛋框戏架拒柱顿的震角离部吐拼劲装哪焊之缝命，牺在芦钢援梁肢上微、烟下电翼信缘飞的印上粪、废下甜各慰5浓0是0排m播m迅的齐区扬段妖内泄，宴应堡采有用武坡钻口则全摸熔螺透翠焊殃缝池，圈附随图麻（乞b跑）顿，约以恼保投证蝇地算震帽时保该舰范视围伞柱研段咐进完入滑塑体性忍状番态奴时盏不蛋破构坏冒。十字办形截免面框派架柱奔可采读用厚呜钢板雾拼接软焊接农而成够，如晶附图恐（a梁），抱或者舅一个埋H型诉钢和锅两个祸剖分李T型丑钢焊拢接而敌成，则如附糖图（魔b）蔽。其绞拼接虹焊缝柳均应汽采用犁部分露熔透吉的K闲形剖浑口焊毛缝，犬每条登焊缝误深度挪不应买小于嘉板厚射的1御/3爽。十字剩形截现面柱指的拼附装焊(a挠)通用钢态板拼后焊；借(b追)用昨H型错钢和峰剖分揉T型嚼钢拼瓶焊4包.旋3律.府2踪蝶框异架稀柱懂的刷强完度椒验揭算与梁仓刚接限的框钥架柱鸡，在导轴向观力和院弯矩绍的共具同作摧用下出，它陕兼有她压杆荡和梁少的特仗点，转属压匠弯或窄拉弯梨构件殿。其斧强度羽验算副可按《藏钢浴结袜构芽》雁（龟1名）喊的攻相弊关浙公援式进行弯。其整鸟体稳颗定验顾算按《钢惕结构过》（沟1）话的相申关公谢式进行助。4.才3.继3评框架宰柱的恒整体隶稳定误验算4咸.惭3感.挠4共框俱架闻柱刻的越计拒算粥长个度现行阁的国湖内、截外结恳构设燃计规居范，内基本闯都不令直接针计算皇结构荐的整办体稳是定，区而是记通过砌对组透成结星构的机框架虎柱的梨稳定歼分析犬来间希接控摸制结武构的扛整体炸稳定喉，即叔先按再一阶鼠弹性型分析惩方法帆计算悼结构宏由多灵种荷浪载产羊生的慈内力非设计额值，把然后先把框总架柱卖作为星单独愁的压页弯构帽件来铃设计道。由护于该锈法在柴设计简框架河柱是过应用永了计暮算长海度的宋概验粱，因使此常给被称射为计算猫长度创法或某有效盐长度把法。俭其计计肚算冈长陶度卧等疤于远该绘层灰柱过的页高堤度乳乘摇以声计新算璃长迟度考系松数墨。去等宁截甜面械框朝架幕柱掏在嘴框雷架香平聪面毒内需的芹计葱算由长午度偿系找数箱，毁按玻下句列兼规禽定缴确姻定插：1钉.永当绪计味算铁框蔬架蝇柱姨在矛重烤力甲作饲用痛下六的集稳该定昂性敲时（1浇）无俗支撑映纯框渣架体泥系1刺）似当狡采例用穿一雹阶乡丰弹任性立分录析抓方羞法私计恢算羡框编架禾内准力鼓时谢，品框想架坟柱瞧的缓计幕算坊长誓度芬系鹅数μ应善按《嫩钢驱结催构轻》屯（兵1写）有美侧计移购框冒架颗确鸦定传。2）钱当采壶用二像阶弹尖性分凡析方扮法计枝算框旺架内相力、壶且在伞每层俭柱顶牵附加莫考虑渣按式4粮-2计算父的假誓想水曾平力井时，秋框架屈柱的贪计算祥长度抢系数渐取1爽.0尸。（应4绪-芹2拣）—故—约第口i慎层园及倍以牙上饥总孝重谅力晃荷挖载康设穿计子值项；—均—切框谨架纵的茶总捏层迎数豪，层当>1拆.0时取1.追0；——罚钢材昨强度飘影响挣系数纠，Q捧2用3沫5取1.悔0；Q3汇45取1.惊1：Q3疗90取1罚.汁2：Q限4暴2渠0取1慢.扎2榨5。（尽2弓）差有秋支真撑庆框帮架钩体艺系1）强强支竿撑框疑架柱图的计落算长擦度系均数μ应喉按备无谜侧使移膛框笔架蜘确俗定森，慰即逗按《钢器结构他》（小1）无丛侧测移铃框选架鹊确搁定肺。2)倚由姜于弱嘱支撑件框架兴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