多高层钢结构分析课件.ppt

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1、第二章多高层钢结构性能分析1结构体系及特点2多层钢结构弹塑性分析本章内容及教学要求教学内容一、框架结构框架结构是由沿纵横向方向的多榀框架构成及承担水平荷载的抗侧力结构，它也是承担竖向荷载的结构。这类结构的抗侧力能力主要决定于梁柱构件和节点的强度与延性，故节点常采用刚性连接节点。第一节结构体系及特点二.框架-支撑结构框架—支撑结构是在框架体系中沿结构的纵、横两个方向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。在框架—支撑体系中框架是剪切型结构，底部层间位移大；支撑为弯曲型结构，底部层间位移小，两者并联，可以明显减少建筑物下部的层间位移，因此在相同的侧移限值

2、标准的情况下，框架—支撑体系可以用于比框架体系更高的房屋。支撑体系的布置由建筑要求及结构功能来确定，一般布置在端框架中、电梯井周围处。支撑类型的选择与是否抗震有关，也与建筑的层高、柱距以及建筑使用要求，如人行通道、门洞和空调管道设置等有关，因此需要根据不同的设计条件选择适宜的类型。常用的支撑体系有中心支撑和偏心支撑。(a)X型支撑1(b)X型支撑2(c)人字形支撑(d)V形支撑图2.1中心支撑类型支撑的形式中心支撑的形式：X形支撑、单斜支撑、人字形支撑、K形支撑及V形支撑等类型。中心支撑是常用的支撑类型之一，因具有较大的侧向刚度，对减小结构的水平位移

3、和改善结构的内力分布是有效的，但在往复的水平地震作用下，会产生下列后果：①支撑斜杆重复压曲后，其抗压承载力急剧降低；②支撑的两侧柱子产生压缩变形和拉伸变形时，由于支撑的端节点实际构造做法并非铰接，引发支撑产生很大的内力和应力；(1)中心支撑③斜杆从受压的压曲状态变为受拉伸状态，将对结构产生冲击作用力，使支撑及其节点和相邻的结构产生很大的附加应力；④同一层支撑框架内的斜杆轮流压曲又不能恢复(拉直)，楼层的受剪承载力迅速降低。对于地震区建筑，不得采用K形中心支撑。当采用单斜支撑且按受拉设计时，应同时设置不同倾斜方向的两组单斜杆，且每层中不同方向单斜杆的面

4、积在水平方向的投影面积之差不得大于10%。图2.2偏心支撑类型偏心支撑是指支撑斜杆的两端，至少有一端与梁相交(不在柱节点处)，另一端可在梁与柱交点处连接，或偏离另一根支撑斜杆一段长度与梁连接，并在支撑斜杆杆端与柱子之间构成一消能梁段，或在两根支撑斜杆之间构成一消能梁段的支撑，如图2.2所示。(2)偏心支撑采用偏心支撑的主要目的是改变支撑斜杆与梁(消能梁段)的先后屈服顺序，即在罕遇地震时，消能梁段在支撑失稳之前就进入弹塑性阶段以利用非弹性变形进行消能，从而保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后。因此，偏心支撑与中心支撑相比具有较大的延性，它是适宜用于高烈度地区的

5、一种新型支撑体系。框架—抗震墙板结构是以钢框架为主体，并配置一定数量的抗震墙板。由于抗震墙板可以根据需要布置在任何位置上，布置灵活。另外抗震墙板可以分开布置，两片以上抗震墙并联体较宽，从而可减小抗侧力体系等效高宽比，提高结构的抗推和抗倾覆能力。抗震墙板主要有以下三种类型。(1)钢抗震墙板钢抗震墙板一般需采用厚钢板，其上下两边缘和左右两边缘可分别与框架梁和框架柱连接，一般采用高强度螺栓连接。钢板抗震墙板承担沿框架梁、柱周边的地震作用，不承担框架梁上的竖向荷载。非抗震设防及按6度抗震设防的建筑，采用钢板抗震墙可不设置加劲肋。按7度及7度以上抗震设防的建筑

6、，宜采用带纵向和横向加劲肋的钢板抗震墙，且加劲肋宜两面设置。三.框架-抗震墙板结构内藏钢板支撑抗震墙是以钢板为基本支撑，外包钢筋混凝土墙板的预制构件。内藏钢板支撑可做成中心支撑也可做成偏心支撑。在高烈度地区，宜采用偏心支撑。预制墙板仅在钢板支撑斜杆的上下端节点处与钢框架梁相连，除该节点部位外与钢框架的梁或柱均不相连，留有间隙。内藏钢板支撑抗震墙仍是一种受力明确的钢支撑。由于钢支撑有外包混凝土，故可不考虑平面内和平面外的屈曲。墙板对提高框架结构的承载能力和刚度，以及在强震时吸收地震能量方面均有重要作用(2)内藏钢板支撑抗震墙板普通整块钢筋混凝土墙板由于

7、初期刚度过高，地震时首先斜向开裂，发生脆性破坏而退出工作，造成框架超载而破坏，为此提出了一种带竖缝的抗震墙板。它在墙板中设有若干条竖缝，将墙分割成一系列延性较好的壁柱。多遇地震时，墙板处于弹性阶段，侧向刚度大墙板如同由壁柱组成的框架板承担水平抗震。罕遇地震时，墙板处于弹塑性阶段而在柱壁上产生裂缝，壁柱屈服后刚度降低，变形增大，起到耗能减震的作用。(3)带竖缝混凝土抗震墙板四、筒体桁架筒体（1）单筒（2）筒中筒五、巨形框架结构六、主要结构构件形式梁、柱、支撑、压型钢板1、梁的截面形式梁的常用截面形式有(图3—1)：1)焊接H形钢；2)热轧H型钢；3)焊

8、接箱形（1)焊接H形钢；（2)热轧H型钢；（3)焊接箱形；（4)焊接十字形；（5)圆钢管；（6)钢管混凝土；