高层建筑钢结构-第五章构件设计
60页1、2018年10月26日星期五,5 构件设计,5.1荷载效应组合及设计要求,5.2 钢梁的设计特点,5.3 钢柱的设计特点,5.4 中心支撑杆件,5.5 偏心支撑杆件,5.6 其它抗侧力构件,2018年10月26日星期五,弹性阶段,整体分析,计算构件内力,验算构件承载力和稳定性,验算层间变形和顶层变形,节点的计算与设计,弹塑性阶段,结构极限变形的验算,层间侧移延性比的验算,舒适度的验算,2018年10月26日星期五,5.1 荷载效应组合及设计要求,无地震作用时的组合,1) 荷载效应组合,有地震作用时的组合,2018年10月26日星期五,式中:S结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴力和剪力设计值;G重力荷载分项系数,一般情况采用1.2,当重力荷载效应对构件承载能力有利时,不应大于1.0;Q1、Q2、w分别为楼面活荷载、雪荷载和风荷载等荷载分项系数,一般取1.4;Eh、Ev水平、竖向地震作用分项系数,当仅计及单向地震作用时,取1.3,当同时计算水平和竖向地震作用时,Eh1.3(0.5),Ev0.5(1.3);SGk、SQ1k、SQ2k、Swk分别为由永久荷载、楼面活荷载、屋面雪荷载和
2、风荷载等的标准值引起的构件内的荷载效应;,2018年10月26日星期五,式中:SGE由重力荷载代表值引起的效应,有吊车时,应包括悬吊物重力标准值的效应。重力荷载代表值按建筑抗震设计规范(GB50011-2010)的5.1.3条取用;SEhk、SEvk分别为水平或竖向地震作用标准值引起的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;w风荷载组合系数,无地震作用的组合中取1.0;有地震作用的组合中取0.2。,当验算结构的变形时,所有荷载分项系数均取1.0。,2018年10月26日星期五,非抗震验算时,2) 承载力极限状态验算,式中:0结构重要性系数,使用年限100年及以上1.1,50年1.0;S结构构件内力组合设计值;R结构构件承载力设计值;,抗震验算时,式中:RE构件的承载力抗震调整系数,柱、梁、支撑、节点板件、螺栓、焊缝强度计算时为0.75;柱、支撑稳定计算时为0.8。,2018年10月26日星期五,重力荷载作用下梁的挠度限值主梁l/400, 次梁l/250 风荷载下的位移限值顶点质心侧移H/500;层间质心侧移hi/400;结构平面端部构件最大侧移不得超过质心侧移的1.2倍。 第一阶段抗震
3、验算的最大层间质心侧移限值hi/300,结构平面端部构件最大侧移,不得超过质心侧移的1.3倍。其它“钢混凝土”混合结构的限值见GB50011-2001的5.5.1条。,3) 正常使用极限状态验算,2018年10月26日星期五,舒适度(风振加速度)限值建筑物顶部最大加速度a限值为公寓建筑a0.20m/s2公共建筑a0.28m/s2,2018年10月26日星期五,4) 第二阶段抗震验算,层间侧移hi/50 (hi/70)混合结构的限值见GB50011-2010的5.5.5条;层间侧移延性比不应超过(高钢规),层间侧移延性比是指结构在罕遇地震下的最大层间侧移与该楼层进入弹塑性状态时层间侧移的比值。,2018年10月26日星期五,5.2 钢梁的设计特点(beams),1) 梁的强度,非抗震验算:抗弯强度抗剪强度梁端尚应验算抗震验算:上公式的设计强度应该除以抗震调整系数RE 。,2018年10月26日星期五,2) 梁的整体稳定,抗震验算要考虑抗震调整系数。 当梁端仅以腹板与柱(主梁)连接时,整体稳定系数上应乘以0.85的降低系数。 当为组合楼盖,或现浇钢筋混凝土板与钢梁翼缘有可靠连接时,可不验算
4、钢梁的整体稳定性。,2018年10月26日星期五,抗震区侧向支撑的设置,目的保证梁上塑性铰能充分塑性转动而不发生整体失稳。 位置两端可能出现塑性铰处;梁的上下翼缘均应设置;相邻侧向支撑点间的侧向长细比应符合钢规塑性设计的有关规定,且满足下表。,钢梁的容许侧向长细比,2018年10月26日星期五,3) 梁板件的宽厚比限值,一般钢梁板件的宽厚比限值,2018年10月26日星期五,框架梁的板件宽厚比限值,2018年10月26日星期五,钢结构房屋抗震等级的规定,2018年10月26日星期五,兼作支撑横杆的梁和塑性设计时梁板件的宽厚比限值,2018年10月26日星期五,5.3 钢柱的设计特点(columns),(梁,柱,中心支撑,偏心支撑,剪力墙板),轴压柱 框架柱,2018年10月26日星期五,两个工字钢组成的十字形截面也有大量应用 圆管截面多用于钢管混凝土柱,1) 轴压柱,截面形式,强度验算,稳定验算,刚度验算,局部稳定,2018年10月26日星期五,使用净截面面积,1) 轴压柱,截面形式,强度验算,稳定验算,刚度验算,局部稳定,2018年10月26日星期五,使用毛截面面积 计算稳定系数时,
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