高層鋼結(jié)構(gòu)ppt課件(已修改)
2025-05-19 12:08 本頁面
【正文】 多高層鋼結(jié)構(gòu)的分類及其穩(wěn)定性設(shè)計(jì) ? 一、引言 ? 二、有側(cè)移框架和無側(cè)移框架的概念 ? 三、側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)和側(cè)向剛性結(jié)構(gòu) ? 四、強(qiáng)支撐框架和弱支撐框架、純框架 ? 五、強(qiáng)支撐框架的判定準(zhǔn)則 ? 六、鋼結(jié)構(gòu)分類的進(jìn)一步說明 一、引言 ? 在建筑物的設(shè)計(jì)中 ,設(shè)計(jì)人員首先必須給建筑物進(jìn)行定類，比如：確定建筑物的安全等級（一、二、三級） 。確定建筑物的類別（甲、乙、丙、丁類）；對建筑場地進(jìn)行劃分 (I、 II、III、 IV類場地 )；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要劃分抗震等級 (一、二、三、四級 )；計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)要對地貌分類（ A、 B、 C類）；各規(guī)范還根據(jù)建筑物的類型、層數(shù)、荷載類型等 , 有針對性地提出對設(shè)計(jì)很有價(jià)值、有時(shí)可以簡化設(shè)計(jì)的分類規(guī)定：比如規(guī)定了抗震設(shè)計(jì)時(shí)何時(shí)采用反應(yīng)譜基底剪力法、反應(yīng)譜振型分解法和時(shí)程分析法等等。 各種分類的目的是為了建立概念框架，并從而進(jìn)行合理而方便的設(shè)計(jì)。本文介紹與鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算有關(guān)的分類，并澄清一些概念。 返回 二、有側(cè)移框架和無側(cè)移框架的概念 ? 什么是 有側(cè)移框架 ？所有的框架及框架－支撐（剪力墻 〕 結(jié)構(gòu)中的框架在水平風(fēng)力或地震力的作用下，都會產(chǎn)生側(cè)移，因此這個問題應(yīng)該不成為問題。是什么導(dǎo)致本文提出這個問題？ 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ1788[1]第 這樣一個注：無側(cè)移框架系指框架中設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯井等支撐結(jié)構(gòu)，且其抗側(cè)移剛度等于和大于框架本身抗側(cè)移剛度的 5倍者；有側(cè)移結(jié)構(gòu)系指框架中未設(shè)上述支撐者，或支撐結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度小于框架本身抗側(cè)移剛度的 5倍者。 ? 雖然建筑物側(cè)移的大小直接與結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度有關(guān)，但上述概念涉及到“有”和“無”的問題，在一定程度上引起了工程界和學(xué)術(shù)界的誤解。 正確的答案應(yīng)該如何引入？如果意識到所有的結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載等水平力作用下均有側(cè)移，對無側(cè)移框架的定義就必須采用相對的、比較的手段。下面介紹Eurocode 3[2]的方法。 Eurocode3規(guī)定，在雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中，如果框架承受的總水平力小于等于總剪力的20％，則可以以足夠的精確度假設(shè)所有的水平力都由支撐架 (剪力墻 )承受，框架本身不承受水平力，從而這個框架可以作為無側(cè)移框架。不滿足上述規(guī)定的框架－支撐結(jié)構(gòu)體系中的框架，是有側(cè)移框架。根據(jù)這個規(guī)定，可以知道： ? (1)無側(cè)移框架是一個相對的概念，是在與支撐架、剪力墻的抗側(cè)剛度比較中獲得的，由此只有在雙重抗側(cè)力體系中的框架才會有無側(cè)移和有側(cè)移框架的區(qū)分； (2) 無側(cè)移框架可以按照不承受水平力進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ? 圖 1表示了兩個結(jié)構(gòu)，圖 1a主框架如果剛度比小框架大得多，則小框架可以按照無側(cè)移框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有的水平力由大框架承受，包括作用在小框架上的水平力。圖 1b框架在支撐架剛度很大時(shí)可以按照無側(cè)移進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有水平力由支撐架承受。 ? 純框架如果無主框架和副框架之分，則純框架是有側(cè)移框架。 圖 1a 圖 1b ? 上述分類的方法不涉及到框架的穩(wěn)定性計(jì)算，而只是對框架進(jìn)行一個分類，了解建筑物各子結(jié)構(gòu)在承受水平力上的相對比例，在框架分擔(dān)的水平力小到一定程度時(shí)可以進(jìn)行簡化的力學(xué)分析。 在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)代，有側(cè)移和無側(cè)移框架的區(qū)分沒有帶來計(jì)算上的好處，但對于初步設(shè)計(jì)，以及對所設(shè)計(jì)的框架進(jìn)行定性定類的了解，還是很有意義的。 返回 三、側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)和側(cè)向剛性結(jié)構(gòu) ? 側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)和側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)這兩個概念在我國還沒有引進(jìn)，而在新的正在修訂中的 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 和已經(jīng)頒布的 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 （ JGJ99－ 98）中已經(jīng)采用與這兩個概念有關(guān)的一些規(guī)定。側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)和側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)的定義如下 [2]： 一個結(jié)構(gòu)如果滿足下式： ?iiiihHV ? ( 或按照高鋼規(guī)程為 0 . 1 2 ) 則這個結(jié)構(gòu)為側(cè)向剛性結(jié)構(gòu) ， 式中 分別為某一層的豎向荷載總和 、 層剪力 、 在層剪力作用下的層間側(cè)移和層高 。 不滿足上述條件的結(jié)構(gòu)為側(cè)向柔性結(jié)構(gòu) 。 iiii hHV , ?? 上式左邊這項(xiàng)的物理意義需要解釋。層間抗側(cè)剛度一般為： iiiHS?? 設(shè)計(jì)人員可能會認(rèn)為結(jié)構(gòu)側(cè)向的“剛”和“柔”應(yīng)根據(jù) （或根據(jù)水平力作用下的側(cè)移 大?。﹣韰^(qū)分，但這僅僅是結(jié)構(gòu)側(cè)向剛性與否的一個方面。從穩(wěn)定性角度研究，重力荷載是使結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)的因素，失穩(wěn)意味著結(jié)構(gòu)失去進(jìn)一步抵抗荷載的能力，也即結(jié)構(gòu)達(dá)到了剛度為零的狀態(tài)。是什么使結(jié)構(gòu)從剛度為初始的剛度變化到剛度為零？這個罪魁禍?zhǔn)拙褪侵亓奢d。因此重力是一個負(fù)剛度，其值為 [3]
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