3、高层钢结构设计(框架结构体系)(1) 适用高度“高钢规程” 及 “抗震规范”规定如下可超限,但必须通过超限审查结构类型 结构体系 非抗震设防 抗震设防烈度6、7 8 9钢结构 框架框架-支撑筒体 110260360 110220300 90200260 70140180钢混结构 钢框架-混凝土剪力墙钢框架-混凝土内筒
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、高层钢结构设计(框架结构体系)
(
1
)
适用高度
“
高钢规程
”
及
“
抗震规范
”
规定如下
可超限,但必须通过超限审查
结构类型
结构体系
非抗震设防
抗震设防烈度
6
、
7 8 9
钢结构
框架框架
-
支撑筒体
110260360 110220300 90200260 70140180
钢混结构
钢框架
-
混凝土剪力墙钢框架
-
混凝土内筒
220 180 100 70
钢框筒
-
混凝土内筒
220 180 150 70
(
2
)
平面不规则及竖向不规则的限制:对于钢结构:宜符合
“
高钢规程
”
及
“
抗震规范
”
的规定,也可参照
“
混凝土高规
”
的规定;对于混合结构:应符合
“
混凝土高规
”
的
规定。
2楼
(3) 钢号的选择:宜用的钢号:Q235 B\C\D,Q345 B\C\D\E,Q345 GJ(C\D\E);t>40㎜的厚钢板,不应小于Z15级的板厚方向的断面收缩率。
(4) 五项控制数据:层间位移角:地震作用时δ/h<1/300( “高钢 规程”规定为1/250 ),风荷载作用时δ/h<1/400;扭转位移比:δ2/δ1<1.5(混合结构<1.4), “高钢规
程”规定端部与质心处的水平位移比限制为<1.3(地震作用时);扭转周期比:( “混凝土高规”的规定)T1t/T1<0.9(混合结构为<0.85);底部最小地震剪力系数值需符合 “抗震规范”表5.2.5;结构嵌固部位的刚度比:D下>2D上。
(5) 高层钢结构一般不设置防震缝和伸缩缝,在地下室一层宜采用钢骨混凝土结构作为过渡层,相应的可符合结构嵌固部位的刚度比的要求。
(6) 框架体系结构布置:要形成梁柱刚结的双向抗测力框架(局部梁柱可为铰接相连);抗震设计时不宜采用单跨高层框架;对于非正交的梁柱框架,其连接方案要考虑选择适宜的方法,也应避免采用弧形框架梁;框架柱的纵横方向均应设置侧向梁,不宜利用楼板作为侧向支撑点;侧梁不宜设计成连续梁,但宜考虑与混凝土楼板的组合作用;沿外墙一侧的框架梁与框架柱相连时,宜减小两者间的偏心距;不宜使梁翼缘与钢柱位于同一边线上;靠电梯厅一侧不宜设置钢柱,以避免减小候梯厅的有效宽度,但在电梯井道后墙两端可设置钢柱;楼梯间如不突出屋面,一般宜减少楼梯间四角的柱子数量,楼梯宜采用钢楼梯。
(7) 梁柱截面的选用:梁截面:宜采用H形扎制型钢或焊接而成的H形钢,框架梁及主梁不宜采用扎制工字钢;柱截面:宜采用H形扎制型钢或焊接而成的H形钢,抗震框架宜采用箱形截面柱,以利承担纵横两个方向的柱弯矩,不宜采用扎制工字钢。
(8) 内力分布:水平荷载作用下倾覆力矩与平衡力矩的关系式 Mov=∑Niai+∑Mi(Ni、ai----第i根柱的柱脚轴向力及该柱距边柱的距离;Mi-----第i根柱的柱脚弯矩);水平荷载
作用下的梁柱内力:框架梁柱内力(弯矩、轴向力、剪力)自下而上逐层增加,一般情况下,框架柱存在反弯点;竖向荷载作用下的梁柱内力:柱轴力自上而下逐层增加;梁柱弯
矩上下层的差值较小;相临柱存在轴向变形差异,导致上部若干层框架梁内力(弯矩、剪力)出现异常。
(9) 变形特征:水平荷载作用下的层间位移,主要由下式前三项构成:δi=δic+δig+δif+δij (δi—第i层的层间位移;δic—柱的弯剪变形产生的层间位移;δig—柱的弯曲变形产生的层间位移;δif—框架整体弯曲变形(柱轴向变形所致)产生的层间位移;δij—框架梁柱节点剪切变形产生的层间位移。)由上式可知,加大梁柱截面及节点刚度均可减少水平位移量。
(10) 主要节点做法:框架梁和框架柱常采用拴焊法,超强连接;主次梁之间采用高强度螺栓的铰接相连法。
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