多高层钢结构设计3.98元.ppt

一、多高层钢结构的特点及分析控制 多层钢结构的建模特点 多层钢结构的分析模型 高层钢结构的建模特点 高层钢结构的设计控制 总结--设计技术要点 1。多层钢结构的建模特点 结构方案的随意性：结构没有明显的楼层概念，它只根据需要而设置钢梁、支撑、楼板等。 建模时，采用大量的特殊手段：如层间梁、修改节点高度、错层梁、坡梁、斜柱、楼板开大洞，等等。 建筑设计只满足功能的需要：不考虑结构的求，如 层、层刚度、薄弱层、位移比、侧移刚度，等等的概念。所以结构布置大多为空旷的、不规则的、刚度不均匀的空间结构。给分析带来一定的难度。 结构薄弱点：由于结构存在较多的不规则、不连续性，多层钢结构大多都会产生多处局部振动，造成多处薄弱部位。给结构设计带来难度。 水平支撑加变截面柱 变截面梁柱 多层钢结构工业厂房 空间塔围结构 普通多层钢结构 普通多层钢结构 特殊工业钢结构 2。多层钢结构的分析模型 结构分析应满足相应的设计规范、规程。 结构分析一般可以选择：弹性楼板、P-Δ效应、总刚模型计算结构的振型、振型数应取得足够多满足有效质量系数，等等。 结构的振型分析，可以观察到结构的薄弱部位，应尽量减少结构的面外振动、局部振动。 采用面外加强的方式，减少局部振动和薄弱部位。 当梁的高差较小（在梁高范围内）时，应简化成同一标高，这样可避免短柱的应力突变，造成设计超限。 当结构为抗震控制，应尽量减少结构的刚度突变，减少薄弱层。 板厚为0，产生大量的空旷结构 振型数要多取 3。高层钢结构的建模特点 高层钢结构往往带有，型钢构件、钢管构件、钢板剪力墙等等特殊的结构形式，设计时，应分别满足相应的设计规范、规程。对一些特殊工程，还应作模型试验。 高层钢结构的建模，与高层混凝土结构的要求基本上符合，尽量避免错层、楼板不连续、平立面不规则、扭转不规则。 高层钢结构往往采用大量的支撑，超高层钢结构大量采用支撑转换层、刚性层。建模时应尽量避免越层支撑。 在高层混凝土结构的顶部加有钢塔时，建模要根据这类结构合理分析的需要。如：整体建模分析、分开建模分析等等。更要考虑等效质量、荷载的合理作用。 应特别注意混合结构的建模方法。如剪立墙与钢梁的连接。 高层钢结构——支撑为主要抗侧力结构 4。高层钢结构的设计控制 在分析高层钢结构时， P-Δ效应一般总是要考虑的，其它的设计选择应根据相应的规范、规程而定。 梁柱节点域的变形问题：目前程序没有考虑梁柱节点域的剪切变形，这也是一个复杂问题。如考虑节点域变形，而梁柱采用节点以外的长度，与不考虑节点变形，而梁柱采用形心长度。这两种分析模型，对结构影响变化有多大，目前研究较少。节点剪切变形与节点域的加固程度有关，所以也不容易合理地估计。总之，只要对节点域加固，一般可以不考虑节点域的剪切变形。 偏心支撑：在高层钢结构中设置偏心支撑，可以提高结构的整体延性，避免支撑附近构件内力突变，通过耗能梁吸收地震作用，从而达到抗震的目的。 强柱弱梁的要求：根据《抗震规范》对钢柱作“强柱弱梁”的验算。但是可以有三个放松条件。所以用户可以对验算结果酌情参考、调整。 长细比验算：当结构设计是抗震设计控制，则长度系数可以取1.0。 层间位移：抗震规范规定，当地震力作用下的位移应小于1/300，当为高层钢结构时，可以放松到1/250。同时还应考虑舒适度的要求，控制顶点的加速度值。。 有侧移无侧移：1。当楼层最大杆间位移小于1/1000时，可以按无侧移设计；2。当楼层最大杆间位移大于1/1000但小于1/300时，柱长度系数可以按1.0设计；3。当楼层最大杆间位移大于1/300时，应按有侧移设计。 考虑P-Δ效应 高层钢结构参数选择 0.25Qo的调整 5。总结——设计技术要点 （1）在软件编制中按照《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》、《钢结构设计规范》及《高层民用建筑钢结构技术规程》对钢构件进行截面相应的截面强度、整体稳定、局部稳定等的验算。 （2）按《高层民用建筑钢结构技术规程》计算地震力和地震参数，可对钢柱进行0.25Qo的基底剪力调整。 （3）在抗震规范的第八章中，对钢柱、钢梁和钢支撑以强制条文的方式，规定了杆件的宽厚比、高厚比和长细比，所以当遇到不满足强制性条文的规定时，软件将严格报错，以提示用户注意。 钢结构的整体分析 钢结构的整体分析与混凝土结构一样，不但要满足抗震规范的相应条文，如：最小基底剪力、薄弱层、层刚度比、位移比、周期比、最大位移角等等控制，还应该根据钢结构变形较大的特点，考虑偶然偏心、双向地震、二阶变形效应，如：P-Δ效应。对重要的结构还应考虑弹塑性变形分析，如：弹塑性动力时程分析、弹塑性静力推覆分析。 当钢结构是由空间杆件组成，带有大量的空洞、交错结构、空间斜交结构，空间弧形构件、支架、塔架、桁架、屋架等等，在分析时会产生大量的