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文档简介
2023建筑力学与结构钢结构抗震CONTENTS目录01钢结构房屋的抗震性能02钢结构抗震概念设计03钢结构抗震计算钢结构房屋的抗震性能任务
一
:(一)概述钢结构建筑具有建设速度快、工业化程度比较高、技术经济指标好、抗震性能相比较其他建筑材料比较优越,所以能够广泛地应用于建筑的各个领域,有着得天独厚的发展优势。(二)特点1、相同规模情况下,钢结构的自重更轻,在地震瞬间,接收到的地震能量更小;2、钢结构有很好的延性,各杆件瞬间变形容易自行协调;3、钢杆件材质各向同性、匀质,柔韧,能承受地震瞬间反复作用而不会出现脆性破坏;丧失稳定有较明显的时间段,有利于逃生;4、钢材塑性变形能强,能消耗地震能量,钢材出现塑性变形时仍有较好的抗力。(三)提高抗震性能的措施为了提升钢结构延性,需要对钢结构进行合理的分析和选择,寻找到适合屈服水准和延性要求的指标之后,才是不断完善抗震措施的有效手段,只要能够保证钢结构确实具有,建筑所需的延性能力,才能保证钢结构在不同的震级中可能实现的抗震设防目标。一般来说钢结构系统的抗震措施,可以通过以两个方面内容来体现:通过强柱弱梁,来提升抗震能力通过强剪弱弯,来提升抗震能力钢结构抗震概念设计任务
二:(一)抗震设计基本要求1、确定抗震等级(抗震设防类列、设计地震分组、场地类别;地震作用计算(重力荷载代表值、地震影响系数);进行各工况下内力组合。结构整体计算主要控制的六个比值:周期比、轴压比、剪重比、刚度比、位移比、刚重比。2、地震基本要求:强柱弱梁、强节点弱构件、强剪弱弯。3、框架梁柱构件长细比应符合抗震规定。另外还需满足结构的刚度变形及舒适度要求。4、验算节点域的稳定性、强度和屈服条件。(二)构件设计基本要求构件的设计首先是材料的选择。比较常用的是Q235和Q345。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时可选择Q345;稳定控制时宜使用Q235。(三)节点设计基本要求1、节点设计应符合强节点弱构件的原则。2、多层框架常用节点形式:刚接节点(栓焊连接、焊接连接)、铰接节(高强螺栓摩擦型连接)。3、高强螺栓常用8.8s和10.9s级螺栓。(四)概念设计完整的建筑结构设计包括:概念设计、抗震计算、构造措施。三方面缺一不可,忽略任何一部分,都可能使抗震设计失效。主要原则有:保证结构的完整性,提高结构延性,设置多道结构防线。(四)概念设计1优先采用延性好的结构方案多层钢结构可采用全刚接框架及部分刚接框架,不允许采用全铰接框架及全铰接框架加支撑的结构形式。当采用部分刚架框架时,结构外围周边框架应采用刚接框架。高层钢结构应采用全刚接框架。当结构刚度不够时,可采用中心支撑框架、钢框架-混凝土芯筒或钢框筒结构形式;但在高烈度区(8度和9度区),宜采用偏心支撑框架和钢框筒结构(四)概念设计2多道防线要求芯筒(剪力墙)第一道防线;钢框架为第二道防线。3强节点弱构件要求保证节点不先于构件破坏应进行“强节点弱构件”原则下的极限承载力验算。钢结构抗震计算任务
三:(一)计算模型确定多高层钢结构抗震计算模型时,应注意:1)进行多高层钢结构地震作用下的内力与位移分析时,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。2)进行多高层钢结构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。在设计中应保证楼板与钢梁间有可靠的连接措施。此时楼板可作为梁翼缘的一部来计算梁的弹性截面特性。(一)计算模型3)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。当结构布置规则、质量及刚度沿高度分布均匀、且不计扭转效应时,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。4)多高层钢结构在地震作用下的内力与位移计算,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。(一)计算模型5)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。6)应计入梁柱节点域剪切变形对多高层建筑钢结构位移的影响。
(二)地震作用多高层钢结构的阻尼比较小,按反应谱法计算多遇地震下的地震作用时,高层钢结构的阻尼比可取为0.02,多层(不超过9层)钢结构的阻尼比可取为0.035。但计算罕遇地震下的地震作用时,应考虑结构进入弹塑性,多高层钢结构的阻尼比均可取为0.05。(三)计算有关要求进行多高层钢结构抗震计算时,应注意满足下列设计要求:1)进行多遇地震下抗震设计时,框架一支撑(剪力墙板)结构体系中总框架任意楼层所承担的地震剪力,不得小于结构底部总剪力的25%。2)在水平地震作用下,如果楼层侧移满足下式,则应考虑P-△效应。式中:δ—多遇地震作用下楼层层间位移;h—楼层层高;∑P—计算楼层以上全部竖向荷载之和;∑V一计算楼层以上全部多遇水平地震作用之和。(三)计算有关要求3)验算在多遇地震作用下整体基础(筏形基础或箱形基础)对地基的作用时,可采用底部剪力法计算作用于
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