多层钢结构设计.ppt

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1、第四章多层钢结构设计4.1多层钢结构体系4.2多层钢结构的荷载效应和组合4.3多层钢结构的内力分析4.4钢与混凝土组合板和组合梁4.5多层钢结构的连接4.6多层钢结构设计实例4.1多层钢结构体系多层钢结构一般采用框架类结构体系，也称多层钢框架结构；多层钢结构一般由柱、梁、楼盖结构、支撑结构、墙板或墙架组成。层数<=10；高度<=60m受力特点：竖向力/侧向力一、多层钢结构类型多层钢结构类型柱-支撑体系：梁柱节点均为铰接，纵、横向沿柱高设置柱间支撑（抗侧力构件），适用于柱距不大但允许双向设置支撑的建筑物；设计安装简便，侧向刚度大，构件受力明确，耗钢量小；纯框架体系：纵横两个方向均为刚接框架，

2、适用于柱距较大但无法设置支撑的建筑物；节点构造较复杂，用钢量较大；多层钢结构类型框架-支撑体系：纵向柱-支撑体系，横向为纯框架体系，一方面满足建筑功能要求，另一方面，简化设计、施工，减小用钢量。框架-支撑组合体系混合体系二、多层钢结构布置原则多层钢结构布置原则柱网及梁系布置合理，纵、横向刚度均匀，构件传力明确、类型统一，节点构造简单，便于施工；应采用平面刚性楼盖，保证空间整体刚度及空间协调工作；横向框架为柱-支撑体系且采用平面刚性楼盖时，柱间支撑间距不大于4L；钢柱及支撑沿竖向可以变截面，但应防止层间刚度突变；柱-支撑体系刚度大，用钢量省，条件允许时应优先选用；支撑布置应合理、均匀。4.2

3、多层钢结构荷载效应和组合荷载效应计算荷载效应组合一、荷载效应计算荷载效应计算永久荷载：分项系数1.2；1.35；1.0可变荷载：分项系数1.4雪荷载积灰荷载楼面活荷载：>=4.0kN/m2时，分项系数1.3屋面活荷载风荷载荷载效应计算偶然荷载：地震荷载水平地震作用（内力组合中起主要作用）多遇地震（应）：承载力及变形验算；振型分解反应谱法/弹性时程分析/底部剪力法罕遇地震（宜）：弹塑性时程分析/静力弹塑性分析（pushover）荷载效应计算水平地震影响系数α振型数不少于3个，振型叠加采用平方和开方（SRSS）或完全二次项（CQC）GE重力荷载代表值：GE=GK+0.5QS+0.5QA+kQL

4、+GKTk=0/0.5/1.0振型分解反应谱法典型公式荷载效应计算竖向地震作用（仅在计算多层框架内大跨度或大悬臂构件时考虑）竖向地震作用系数αv:8度0.1/9度0.2二、荷载效应组合荷载效应组合不考虑地震的组合可变荷载控制：永久荷载控制：荷载效应组合考虑地震的组合4.3多层钢结构的内力分析一般规定计算方法多层钢结构的梁多层钢结构的柱多层钢结构的支撑一、一般规定一般规定平面布置规则的多层框架，宜采用平面计算模型，平面不规则时，宜采用空间计算模型；地震作用效应分析时，结构及附属质量集中在各楼层，应按不同维护结构对自振周期折减（0.9/0.85/0.8），维护墙体只计质量不计刚度；多层框架宜采

5、用专门软件计算或手算；一般规定多层框架柱的计算长度H0=μHμ为计算长度系数，根据上下端汇交的横梁与框架柱线刚度之比（k1=IB/L:IC/H，K2）查表确定。有侧移框架和无侧移框架一般规定风荷载作用下，Δ<=H/500/δ<=h/400；多遇地震，δ<=h/250；框架梁与压型钢板组合楼板可靠连接时，框架梁截面中应计入混凝土楼板的作用，楼盖主梁I=2Is/其它I=1.5Is；基本周期T1的估算（刚度沿高度分布均匀的钢框架）：二、计算方法计算方法精确方法：矩阵位移法有限元法近似方法：分层法（竖向荷载）半刚架法、改进反弯点法（D值法）（水平荷载，框架）悬臂铰接桁架（水平荷载，柱-支撑）三、多

6、层钢结构的梁多层钢结构的梁梁的截面形式轧制或焊接H形钢不对称H形钢蜂窝梁截面多层钢结构的梁梁的设计按受弯构件设计应采用最不利截面的最不利组合内力进行梁截面验算，最不利截面一般在梁的两端、跨中或集中荷载作用点；框架梁截面调整幅度较大（30%）时，应重新进行内力分析；楼板为压型钢板组合楼板且与梁可靠连接，按钢-混凝土组合楼盖进行设计。四、多层钢结构的柱多层钢结构的柱柱的截面形式轧制或焊接H形钢十字形截面方钢管圆钢管多层钢结构的柱钢柱的设计钢柱为偏心受压构件；钢柱应按两个主轴方向分别进行强度和稳定性验算；对厚钢板（>60,Q235；>36，Q345）应考虑钢材沿厚度方向的性能，防止分层。五、多层

7、钢结构的支撑多层钢结构的支撑支撑的布置和形式支撑布置原则：承受水平荷载，保证结构稳定性，避免过大的次应力和温度应力平面布置：支撑应沿结构纵向和横向分别布置，最好沿结构主轴对称，如正方平面，支撑布置在房屋中央和四角；长方形平面，支撑布置在长边的两端和中部，沿横向多布，沿纵向少布。沿高度布置：最好上下贯通，否则应至少搭接一层。支撑形式：X形支撑/K形支撑/华伦氏支撑多层钢结构的支撑支撑的计算：一般按拉/压杆计算；支撑承受水平