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1、 某工業(yè)建筑，鋼框架-支撐體系，共5層，總高度33.2m，抗震設(shè)防烈度為8度（0.2g）結(jié)構(gòu)三維軸測(cè)圖如下圖所示：超短梁超短梁超 短 梁 不合理的風(fēng)荷載計(jì)算參數(shù)合理的風(fēng)荷載計(jì)算參數(shù) 荷載規(guī)范8.4.1 對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T1大于0.25s的各種高聳結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。荷載規(guī)范8.5.1 對(duì)于橫風(fēng)向風(fēng)振作用效應(yīng)明顯的高層建筑以及細(xì)長(zhǎng)圓形截面構(gòu)筑物，宜考慮橫風(fēng)向風(fēng)振的影響。高鋼規(guī)5.2.2 對(duì)橫風(fēng)向風(fēng)振作用效應(yīng)或扭轉(zhuǎn)風(fēng)振作用效應(yīng)明顯的高層民用建筑，應(yīng)考慮橫風(fēng)向風(fēng)振或扭轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響。高鋼規(guī)5.2.2條文說(shuō)明：本條是根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009的要求擬定的，意在提醒設(shè)計(jì)人員注意考慮結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振、橫風(fēng)向風(fēng)振或扭轉(zhuǎn)風(fēng)振對(duì)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)的影響。一般高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)高度較高，高寬比較大，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)風(fēng)速可能大于臨界風(fēng)速，引起較明顯的結(jié)構(gòu)橫向振動(dòng)。橫風(fēng)向風(fēng)振作用效應(yīng)明顯一般是指房屋高度超過(guò)150m或者高寬比大于5的高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)。何為“質(zhì)量和剛度分布明顯不均勻”？【1】（1）質(zhì)量或剛度偏心率為15%20%；（2）B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，位移比不小于1.3；（3）其它結(jié)構(gòu)不小于1.4。1、羅開(kāi)海 毋劍平 建筑工程常用抗震規(guī)范理解與應(yīng)用 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2014.12 第一3、版 北京 建筑云聯(lián)盟 解決工程問(wèn)題的專家服務(wù)平臺(tái) 荷載規(guī)范5.1.2的相關(guān)規(guī)定 高鋼規(guī)6.1.3 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)彈性計(jì)算時(shí)，鋼筋混凝土樓板與鋼梁間有可靠連接，可計(jì)入鋼筋混凝土樓板對(duì)鋼梁剛度的增大作用，兩側(cè)有樓板的鋼梁其慣性矩可取為1.5Ib，僅一側(cè)有樓板的鋼梁其慣性矩可取為1.2Ib，Ib為鋼梁截面慣性矩。彈塑性計(jì)算時(shí)，不應(yīng)考慮樓板對(duì)鋼梁慣性矩的增大作用。鋼標(biāo)10.1.1-4 滿足下列條件之一的框架-支撐(剪力墻、核心筒等)結(jié)構(gòu)中的框架部分：1)結(jié)構(gòu)下部1/3樓層的框架部分承擔(dān)的水平力不大于該層總水平力的20；2)支撐(剪力墻)系統(tǒng)能夠承擔(dān)所有水平力。很顯然，本工程框架柱承擔(dān)的剪力大于204、%，不宜進(jìn)行彎矩調(diào)幅。鋼標(biāo)10.2.1 當(dāng)采用一階彈性分析的框架-支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行彎矩調(diào)幅設(shè)計(jì)時(shí)，框架柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可取為1.0，支撐系統(tǒng)應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)式(8.3.1-6)的要求。鋼標(biāo)10.2.1條文說(shuō)明：本條規(guī)定了框架-支撐結(jié)構(gòu)，如果采用彎矩調(diào)幅設(shè)計(jì)框架梁，支撐架必須滿足的條件。SATWE軟件WMASS.out文件 鋼標(biāo)10.1.5 采用塑性及彎矩調(diào)幅設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其截面板件寬厚比等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定：1 形成塑性鉸并發(fā)生塑性轉(zhuǎn)動(dòng)的截面，其截面板件寬厚比等級(jí)應(yīng)采用S1級(jí)；2 最后形成塑性鉸的截面，其截面板件寬厚比等級(jí)不應(yīng)低于S2級(jí)截面要求；3 其他截面板件寬厚比等級(jí)不應(yīng)低于S3級(jí)截面要求。鋼標(biāo)105、.1.6 構(gòu)成抗側(cè)力支撐系統(tǒng)的梁、柱構(gòu)件，不得進(jìn)行彎矩調(diào)幅設(shè)計(jì)。鋼標(biāo)10.1.7 采用塑性設(shè)計(jì)，或采用彎矩調(diào)幅設(shè)計(jì)且結(jié)構(gòu)為有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)應(yīng)乘以1.1的放大系數(shù)。鋼標(biāo)10.3.1-2條文說(shuō)明：對(duì)單層和沒(méi)有設(shè)置支撐架的多層框架，如果形成塑性機(jī)構(gòu)，則框架結(jié)構(gòu)的物理剛度已經(jīng)達(dá)到0的狀態(tài)，但是此時(shí)框架上還有豎向重力荷載，重力荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)是一種負(fù)的剛度(幾何剛度)，因此在物理剛度已經(jīng)為0的情況下，結(jié)構(gòu)的總剛度(物理剛度與幾何剛度之和)為負(fù)，按照結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，此時(shí)已經(jīng)超過(guò)了穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)，荷載-位移曲線進(jìn)入了卸載階段。為避免這種情況的出現(xiàn)，在塑性彎矩的利用上應(yīng)進(jìn)行限制。鋼標(biāo)10.3.6、4條文說(shuō)明：同時(shí)承受壓力和彎矩的塑性鉸截面，塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生彎矩-軸力極限曲面上的塑性流動(dòng)，受力性能復(fù)雜化，因此形成塑性鉸的截面，軸壓比不宜過(guò)大。鋼標(biāo)10.4.2條文說(shuō)明：形成塑性鉸的梁，側(cè)向長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)加以限制，以避免塑性彎矩達(dá)到之前發(fā)生彎扭失穩(wěn)。鋼標(biāo)10.4.3條文說(shuō)明：鋼梁上翼緣有樓板時(shí)，不會(huì)發(fā)生側(cè)向彎扭失穩(wěn)，但可能發(fā)生受壓下翼緣的側(cè)向失穩(wěn)，這是一種畸變屈曲。滿足本條第1款，畸變屈曲不再會(huì)發(fā)生，因而無(wú)需采取措施，不滿足則要采取額外的措施防止下翼緣的側(cè)向屈曲。本條的規(guī)定為住宅鋼結(jié)構(gòu)和辦公樓避免角部設(shè)置不受歡迎的隅撐創(chuàng)造了條件。最關(guān)鍵點(diǎn)的是：鋼標(biāo)5.1.1 建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形可按結(jié)構(gòu)靜力學(xué)7、方法進(jìn)行彈性或彈塑性分析，采用彈性分析結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，截面板件寬厚比等級(jí)為S1級(jí)、S2級(jí)、S3級(jí)的構(gòu)件可有塑性變形發(fā)展。鋼標(biāo)5.1.1條文說(shuō)明：5.1.1 本條規(guī)定結(jié)構(gòu)分析時(shí)可根據(jù)分析方法相應(yīng)地對(duì)材料采用彈性或者彈塑性假定。在進(jìn)行彈性分析時(shí)，延性好的S1、S2、S3級(jí)截面允許采用截面塑性發(fā)展系數(shù)x、y來(lái)考慮塑性變形發(fā)展。當(dāng)允許多個(gè)塑性鉸形成、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力重分布時(shí)，一般應(yīng)采用二階彈塑性分析。鋼標(biāo)6.1.2 截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定取值：1 對(duì)工字形和箱形截面，當(dāng)截面板件寬厚比等級(jí)為S4或S5級(jí)時(shí)，截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)取為1.0，當(dāng)截面板件寬厚比等級(jí)為S1級(jí)、S2級(jí)及S3級(jí)時(shí)，截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)8、按下列規(guī)定取值：1)工字形截面(x軸為強(qiáng)軸，y軸為弱軸)：x1.05，y1.20；2)箱形截面：xy1.05。2 其他截面的塑性發(fā)展系數(shù)可按本標(biāo)準(zhǔn)表8.1.1采用。3 對(duì)需要計(jì)算疲勞的梁，宜取xy1.0。樓板不連續(xù) 板帶比較狹長(zhǎng) 建筑云聯(lián)盟 解決工程問(wèn)題的專家服務(wù)平臺(tái) 斜撐1第三層斜撐1第三層斜撐1梁端鉸接斜撐1 第三層斜撐1（兩端鉸接）第46屈曲模態(tài)變形圖斜撐1 斜撐2斜撐2第三層斜撐2第三層斜撐2兩端鉸接 斜撐2第三層斜撐2（兩端鉸接）第72屈曲模態(tài)變形圖 斜撐1第三層斜撐1（兩端剛接）第286屈曲模態(tài)變形圖 第三層斜撐2（兩端剛接）第382屈曲模態(tài)變形圖斜撐2 附錄：線性屈曲分析附錄：線9、性屈曲分析 這是幾階屈曲？（圖片來(lái)自百度）歐拉臨界荷載公式:=（)2()2 通過(guò)分析可以看出，當(dāng)n=1時(shí)，歐拉臨界荷載最小，而n=1所對(duì)應(yīng)的失穩(wěn)狀態(tài)我們稱之為一階（單波）失穩(wěn)模態(tài)。n=2所對(duì)應(yīng)的失穩(wěn)狀態(tài)我們稱之為二階（雙波）失穩(wěn)模態(tài)。斜撐1第三層斜撐1（兩端鉸接）第425屈曲模態(tài)變形圖圖片來(lái)自百度 第三層斜撐1（兩端鉸接）第425屈曲模態(tài)（二階）計(jì)算結(jié)果第三層斜撐1（兩端鉸接）第46屈曲模態(tài)（一階）計(jì)算結(jié)果 一階和二階屈曲因子換算：5.579*4=22.316 鋼標(biāo)5.1.6-2 一般結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)系數(shù)可按下式計(jì)算：式中：cr整體結(jié)構(gòu)最低階彈性臨界荷載與荷載設(shè)計(jì)值的比值。cr就是屈曲因子。有相10、關(guān)文獻(xiàn)提出【1】，關(guān)鍵構(gòu)件的屈曲因子要大于結(jié)構(gòu)整體的屈曲因子。因?yàn)橹挥羞@樣才能保證關(guān)鍵構(gòu)件的屈曲滯后于結(jié)構(gòu)的整體屈曲。以上述工程為例，結(jié)構(gòu)屈曲因子計(jì)算如下：crx（15）=100 cry（15）=33.3 腹桿1 1、應(yīng)充分重視結(jié)構(gòu)的薄弱部位，這可以從局部振動(dòng)找到。尤其對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵構(gòu)件要單獨(dú)進(jìn)行屈曲分析，并通過(guò)臨界荷載確定計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。2、同一個(gè)構(gòu)件，在水平荷載和豎向荷載作用下臨界荷載、屈曲因子都可能不同，由此而得到的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)也可能不同，需要按包絡(luò)設(shè)計(jì)。3、對(duì)于關(guān)鍵構(gòu)件，要根據(jù)其在工程中所承擔(dān)的主要作用確定臨界荷載。并要保證關(guān)鍵構(gòu)件的屈曲因子大于整體結(jié)構(gòu)的屈曲因子。同時(shí)要保證關(guān)鍵構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算滿足要求。