1、1目錄下頁上頁多、高層房屋鋼結構特點及環節多、高層房屋鋼結構特點及環節 目錄上頁下頁2目錄下頁上頁內容提要能力要求 多層和高層房屋建筑之間并沒有嚴格的界限。根據房屋多層和高層房屋建筑之間并沒有嚴格的界限。根據房屋建筑的荷載特點及其力學行為，尤其是地震作用的反映，大建筑的荷載特點及其力學行為，尤其是地震作用的反映，大致可將致可將1212層、高度約層、高度約40m40m定為兩者之界。本章所討論的多層鋼定為兩者之界。本章所討論的多層鋼結構一般指層數不超過結構一般指層數不超過1010層、總高度小于層、總高度小于24m24m的民用建筑和的民用建筑和6 6層以下、總高度小于層以下、總高度小于40m40m的

2、工業建筑；超過上述高度的定義為的工業建筑；超過上述高度的定義為高層鋼結構。本章全面系統地介紹了多、高層房屋鋼結構體高層鋼結構。本章全面系統地介紹了多、高層房屋鋼結構體系及其設計的理論、方法及具體要求與構造措施，并通過實系及其設計的理論、方法及具體要求與構造措施，并通過實例加以詳細說明。內容包括：多、高層鋼結構體系；多層鋼例加以詳細說明。內容包括：多、高層鋼結構體系；多層鋼結構分析和計算；鋼與混凝土組合板和組合梁結構分析和計算；鋼與混凝土組合板和組合梁設設計；多、高計；多、高層鋼結構連接；多層鋼結構設計實例；高層鋼結構分析和計層鋼結構連接；多層鋼結構設計實例；高層鋼結構分析和計算；高層鋼結構的構

3、件和連接設計。算；高層鋼結構的構件和連接設計。了解多、高層鋼結構的特點；掌握多、高層鋼結構主要了解多、高層鋼結構的特點；掌握多、高層鋼結構主要體系的特點和布置、鋼與混凝土組合板和組合梁；熟練掌握體系的特點和布置、鋼與混凝土組合板和組合梁；熟練掌握多、高層鋼結構設計的各個環節：內力與位移分析、構件及多、高層鋼結構設計的各個環節：內力與位移分析、構件及連接設計等。連接設計等。2023/4/17特點：特點：側向荷載效應的影響突出風荷載、地震作用分類：分類：按抵抗側向荷載作用的功效分框架結構、框剪 結構、筒體結構一、一、多高層鋼結構特點和類型多高層鋼結構特點和類型結構類型結構類型目錄下頁上頁目錄上頁3

4、 3.1 1多、高層鋼結構體系多、高層鋼結構體系下頁二、高層建筑鋼結構的特點二、高層建筑鋼結構的特點(1)(1)自重輕、強度高自重輕、強度高 采用鋼結構承重骨架采用鋼結構承重骨架,比鋼筋混凝土結構輕比鋼筋混凝土結構輕1/31/3以以上。結構自重輕上。結構自重輕,可以減少運輸和吊裝費用可以減少運輸和吊裝費用,基礎的負基礎的負載也相應減少載也相應減少,在地質條件較差地區在地質條件較差地區,可以降低基礎造可以降低基礎造價。價。(2)(2)抗震性能好抗震性能好 鋼材的彈塑性性能好鋼材的彈塑性性能好,地震作用下具有良好的延地震作用下具有良好的延性。自重輕也顯著減少地震作用性。自重輕也顯著減少地震作用,一

5、般可減少一般可減少40%40%左右左右主要表現在主要表現在:具有良好的綜合經濟效益和力學性能具有良好的綜合經濟效益和力學性能(3)(3)有效使用面積高有效使用面積高 構件斷面小構件斷面小,所占面積小；同時還可適當降低建筑所占面積小；同時還可適當降低建筑層高。與同類鋼筋混凝土高層結構相比層高。與同類鋼筋混凝土高層結構相比,可相應增加可相應增加建筑使用面積約建筑使用面積約4%4%。(4)(4)建造速度快建造速度快 構件制造工廠化，現場安裝，現場施工作業面寬敞。構件制造工廠化，現場安裝，現場施工作業面寬敞。可實施平行立體交叉作業。與同類鋼筋混凝土高層結構可實施平行立體交叉作業。與同類鋼筋混凝土高層結

6、構相比相比.一般可一般可縮短建設周期約縮短建設周期約1/41/41/31/3。(5)(5)防火性能差防火性能差 無耐火防護的鋼構件無耐火防護的鋼構件,其平均耐火時限其平均耐火時限約約15min15min左右左右,明顯低于混凝土結構。故有防火要求時，構件表面必明顯低于混凝土結構。故有防火要求時，構件表面必須用專門的防火涂料防護須用專門的防火涂料防護,以滿足防火規范的要求。以滿足防火規范的要求。u結構的荷載種類結構的荷載種類豎向荷載：永久荷載（自重和使用荷載）豎向荷載：永久荷載（自重和使用荷載）水平荷載：風荷載水平荷載：風荷載地震作用：水平、豎向地震作用地震作用：水平、豎向地震作用u荷載計算荷載計

7、算1.1.風荷載風荷載2.2.地震作用計算地震作用計算三、高層建筑鋼結構的荷載計算三、高層建筑鋼結構的荷載計算u計算的一般原則計算的一般原則1.1.多高層建筑鋼結構的內力與位移一般采用多高層建筑鋼結構的內力與位移一般采用彈性方彈性方法法計算。計算。對有抗震設防要求的結構，除進行多遇地震作用對有抗震設防要求的結構，除進行多遇地震作用下的彈性效應計算外，還應考慮在罕遇地震作用下結下的彈性效應計算外，還應考慮在罕遇地震作用下結構可能進入彈塑性狀態，采用構可能進入彈塑性狀態，采用彈塑性方法彈塑性方法進行分析。進行分析。2023/4/172.2.高層建筑鋼結構通常采用現澆組合樓蓋，一般可假定高層建筑鋼結

8、構通常采用現澆組合樓蓋，一般可假定樓面在自身平面內為樓面在自身平面內為絕對剛性絕對剛性。但在設計中應采取保證。但在設計中應采取保證樓面整體剛度的樓面整體剛度的構造措施構造措施，如加設梁抗剪件、非剛性樓，如加設梁抗剪件、非剛性樓面加整澆層等。面加整澆層等。對整體性較差、或樓面有大開孔、有較長外伸段或相對整體性較差、或樓面有大開孔、有較長外伸段或相鄰層剛度有突變的樓面，當不能保證樓面的整體剛度時，鄰層剛度有突變的樓面，當不能保證樓面的整體剛度時，宜采用樓板平面內的實際剛度。宜采用樓板平面內的實際剛度。u計算的一般原則計算的一般原則3.3.由于樓板與鋼梁連接在一起，當進行多高層鋼結構由于樓板與鋼梁連

9、接在一起，當進行多高層鋼結構的彈性分析時，宜考慮現澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的的彈性分析時，宜考慮現澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作，此時應保證樓板與鋼梁間有共同工作，此時應保證樓板與鋼梁間有可靠連接可靠連接。當進行彈塑性分析對，樓板可能嚴重開裂因此，當進行彈塑性分析對，樓板可能嚴重開裂因此，不宜考慮樓板與鋼梁的共同工作。不宜考慮樓板與鋼梁的共同工作。u計算的一般原則計算的一般原則2023/4/174.4.多高層鋼結構的計算模型應視具體結構形式和計多高層鋼結構的計算模型應視具體結構形式和計算內容規定。算內容規定。一般情況下一般情況下可采用平面抗側力結構的空間協同計算模可采用平面抗側力結構的空間協同

10、計算模型。型。當結構布置規則、質量及剛度沿高度分布均勻、不當結構布置規則、質量及剛度沿高度分布均勻、不計扭轉效應時，可采用計扭轉效應時，可采用平面結構計算模型平面結構計算模型；當結構平面或立面不規則、體型復雜、無法劃分當結構平面或立面不規則、體型復雜、無法劃分成平面抗側力單元或為簡單結構時，應采用成平面抗側力單元或為簡單結構時，應采用空間結構空間結構計算模型計算模型。u計算的一般原則計算的一般原則5.5.高層建筑鋼結構梁柱構件的跨高比較小，在計算結高層建筑鋼結構梁柱構件的跨高比較小，在計算結構的內力和位移時，除考慮梁、柱的彎曲變形和柱的構的內力和位移時，除考慮梁、柱的彎曲變形和柱的軸向變形外，

11、尚應考慮軸向變形外，尚應考慮梁、柱的剪切變形梁、柱的剪切變形。由于梁的軸力很小，一般不考慮梁的軸向變形，由于梁的軸力很小，一般不考慮梁的軸向變形，但當梁同時作為腰桁架或帽桁架的弦桿時，應計入軸但當梁同時作為腰桁架或帽桁架的弦桿時，應計入軸力的影響。力的影響。u計算的一般原則計算的一般原則2023/4/176.6.鋼框架鋼框架剪力墻體系中，現澆豎向連續鋼筋混凝土剪力墻體系中，現澆豎向連續鋼筋混凝土剪力墻的計算應計入墻的彎曲變形、剪切變形和軸向剪力墻的計算應計入墻的彎曲變形、剪切變形和軸向變形。變形。當鋼筋混凝土剪力墻具有比較規則的開孔時，可當鋼筋混凝土剪力墻具有比較規則的開孔時，可按帶剛域的框架

12、計算；按帶剛域的框架計算；當具有復雜開孔時，宜采用平面有限元法計算。當具有復雜開孔時，宜采用平面有限元法計算。u計算的一般原則計算的一般原則7.7.柱間支撐兩端應為剛性連接，但可按兩端鉸接連柱間支撐兩端應為剛性連接，但可按兩端鉸接連接計算，其端部連接的剛度通過支撐構件的計算長度接計算，其端部連接的剛度通過支撐構件的計算長度加以考慮。若采用偏心支撐，由于耗能梁段在大震時加以考慮。若采用偏心支撐，由于耗能梁段在大震時將首先屈服，計算時應取為單獨單元。將首先屈服，計算時應取為單獨單元。u計算的一般原則計算的一般原則 特點：平面布置靈活，可為提供較大的室內空間，特點：平面布置靈活，可為提供較大的室內空

13、間，結構各部分剛度比較均勻。結構各部分剛度比較均勻。框架結構有較大的延性，自振周期較長，因而對框架結構有較大的延性，自振周期較長，因而對地震作用不敏感，抗震性能好。地震作用不敏感，抗震性能好。但框架結構的側向剛度小，由于側向位移大，易但框架結構的側向剛度小，由于側向位移大，易引起非結構構件的破壞，因此不宜建的太高。引起非結構構件的破壞，因此不宜建的太高。純框架結構體系在地震區一般不超過純框架結構體系在地震區一般不超過1515層。層。u多高層建筑鋼結構體系多高層建筑鋼結構體系1.1.框架結構框架結構2.2.框架框架-支撐體系支撐體系 純框架側移不滿足時，可以采用帶支撐的框架，純框架側移不滿足時，

14、可以采用帶支撐的框架，即在框架體系中，即在框架體系中，沿結構的縱、橫兩個方向布置一定沿結構的縱、橫兩個方向布置一定數量的支撐數量的支撐。沿縱向布置的支撐和沿橫向布置的支撐。沿縱向布置的支撐和沿橫向布置的支撐相連接，形成一個支撐芯筒。相連接，形成一個支撐芯筒。豎向支撐桁架起剪力墻豎向支撐桁架起剪力墻的作用的作用，能獲得比純框架結構大的多的抗側力剛度，能獲得比純框架結構大的多的抗側力剛度，可以明顯減小建筑物的層間位移。可以明顯減小建筑物的層間位移。支撐的形式和布置支撐的形式和布置 在水平力作用下在水平力作用下,支撐頂部將產生很支撐頂部將產生很大的水平變位。此時可在頂層設置大的水平變位。此時可在頂層

15、設置帽桁架帽桁架及在中間某層設置及在中間某層設置腰桁架腰桁架。帽桁架和腰桁架使外圍柱與核心帽桁架和腰桁架使外圍柱與核心抗剪結構共同工作抗剪結構共同工作,可有效減小結可有效減小結構的側向變位構的側向變位,剛度也有很大提高。剛度也有很大提高。腰桁架的間距一般為腰桁架的間距一般為12-1512-15層層,腰桁架越腰桁架越密整個結構的簡體作用越強這種結構通密整個結構的簡體作用越強這種結構通常被稱為部分筒體結構體系常被稱為部分筒體結構體系),),當僅設一道當僅設一道腰桁架時腰桁架時,最佳位置是在離建筑頂端最佳位置是在離建筑頂端0.455H0.455H高度。高度。在框架結構中布置一定數量的剪力墻可以組成框

16、架剪力墻結在框架結構中布置一定數量的剪力墻可以組成框架剪力墻結構體系，這種結構以剪力墻作為抗側力結構，既具有框架結構平構體系，這種結構以剪力墻作為抗側力結構，既具有框架結構平面布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度，可用于面布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度，可用于4040至至6060層的高層鋼結構。當鋼筋混凝土墻沿層的高層鋼結構。當鋼筋混凝土墻沿服務性面積（如樓梯間、電梯間服務性面積（如樓梯間、電梯間和衛生間）周圍設置，就形成框和衛生間）周圍設置，就形成框架多筒體結構體系。架多筒體結構體系。這種結構體這種結構體系在各個方向都具有較大的抗側系在各個方向都具有較大的抗側力剛度，成為主要的

17、抗側力構件，力剛度，成為主要的抗側力構件，承擔大部分水平荷載，鋼框架主承擔大部分水平荷載，鋼框架主要承受豎向荷載。要承受豎向荷載。3.3.框架剪力墻結構體系框架剪力墻結構體系剪剪力力墻墻鋼筋混凝土剪力墻鋼筋混凝土剪力墻鋼筋混凝土帶縫剪力墻鋼筋混凝土帶縫剪力墻鋼板剪力墻鋼板剪力墻剛度較大剛度較大,地震時易發生應力集中地震時易發生應力集中,導致墻體產生導致墻體產生斜向大裂縫而脆性破壞。斜向大裂縫而脆性破壞。即在鋼筋混凝土墻體中按一定間距設置框架結構即在鋼筋混凝土墻體中按一定間距設置框架結構豎縫。這樣墻體成了許多并列的壁柱豎縫。這樣墻體成了許多并列的壁柱,在風載和在風載和小震下處于彈性階段小震下處于

18、彈性階段,確保結構的使用功能。在確保結構的使用功能。在強震時進入塑性階段強震時進入塑性階段,能吸收大量地震能量能吸收大量地震能量,各各壁柱繼續保持其承載能力壁柱繼續保持其承載能力,以防止建筑物倒塌。以防止建筑物倒塌。以厚約以厚約8 8lOmmlOmm的鋼板做成剪力墻的鋼板做成剪力墻,與鋼框架組合與鋼框架組合,起到剛性構件的作用。起到剛性構件的作用。將框架將框架-剪力墻結構體系中的剪力墻結構設剪力墻結構體系中的剪力墻結構設置于內筒的四周形成封閉的核心筒體，而外置于內筒的四周形成封閉的核心筒體，而外圍鋼框架柱柱網較密，形成圍鋼框架柱柱網較密，形成框架框架-核心筒體系核心筒體系。中心筒體中心筒體既可

19、采用鋼結構亦可采用鋼筋混既可采用鋼結構亦可采用鋼筋混凝土結構凝土結構,核心筒體承擔核心筒體承擔全部或大部分水平力全部或大部分水平力及扭轉力。及扭轉力。樓面樓面多采用鋼梁、壓型鋼板與現澆混凝土多采用鋼梁、壓型鋼板與現澆混凝土組成的組合結構，與內外筒均有較好的連接，組成的組合結構，與內外筒均有較好的連接，水平荷載將通過剛性樓面傳遞到核心筒。水平荷載將通過剛性樓面傳遞到核心筒。鋼與鋼筋混凝土筒體結構的水平剛度取決于核心筒鋼與鋼筋混凝土筒體結構的水平剛度取決于核心筒的高寬比。的高寬比。4.4.框架框架-核心筒結構體系核心筒結構體系5.5.筒體結構筒體結構 由內外兩個筒體（筒中筒）或多個筒體結構（束由內

20、外兩個筒體（筒中筒）或多個筒體結構（束筒體系）組合而成，共同抵抗水平力，具有很好的空筒體系）組合而成，共同抵抗水平力，具有很好的空間作用，適用于間作用，適用于9090層左右的鋼結構建筑。層左右的鋼結構建筑。6.懸掛結構3.1.23.1.2 多高層鋼結構布置多高層鋼結構布置P113v多層房屋應首選由光滑曲線構成的平面形式；多層房屋應首選由光滑曲線構成的平面形式；(為了減少風壓作用為了減少風壓作用)v盡可能地采用中心對稱或雙軸對稱的平面形式；盡可能地采用中心對稱或雙軸對稱的平面形式；(以減小或避免在風荷載作用下的扭轉振動以減小或避免在風荷載作用下的扭轉振動)2023/4/17v避免以狹長形作平面形

21、式；避免以狹長形作平面形式；(因風荷載作用會產生嚴重的剪切滯后現象因風荷載作用會產生嚴重的剪切滯后現象)v框筒結構采用矩形平面形式時，應控制其平面框筒結構采用矩形平面形式時，應控制其平面長度比小于長度比小于1.51.5；（不滿足時，宜采用束筒結構）（不滿足時，宜采用束筒結構）v需抗震設防時平面尺寸關系應符合要求。需抗震設防時平面尺寸關系應符合要求。平面不規則結構平面不規則結構P114P114任一層的任一層的偏心率偏心率大于大于0.150.15時；時；結構平面形狀有結構平面形狀有凹角凹角，凹角的伸出部分在一個方，凹角的伸出部分在一個方向的尺度，超過該方向建筑總尺寸的向的尺度，超過該方向建筑總尺寸

22、的2525；樓面不連續或樓面不連續或剛度突變剛度突變，包括開洞面積超過該層，包括開洞面積超過該層總面積的總面積的5050；抗水平力構件既抗水平力構件既不平行又不對稱不平行又不對稱于側力體系的兩于側力體系的兩個互相垂直的主軸。個互相垂直的主軸。2023/4/17防震逢設置問題防震逢設置問題P115P115v防震逢設置不當防震逢設置不當而導致高層建筑在地震時相互碰而導致高層建筑在地震時相互碰撞的破壞后果是嚴重的；撞的破壞后果是嚴重的；v高層建筑在發生地震時高層建筑在發生地震時具有很大的側向位移，防具有很大的側向位移，防震縫的合理設置是困難的；震縫的合理設置是困難的；v因此高層建筑因此高層建筑一般不

23、宜設置防震縫；一般不宜設置防震縫；防震逢設置問題（續）v高層鋼結構建筑，高層鋼結構建筑，一般也一般也無須設置溫度縫；無須設置溫度縫；v地震區的多高層建筑，應當地震區的多高層建筑，應當建立精細的力學模型，建立精細的力學模型，作較精確的地震分析作較精確的地震分析，并采取相應的措施，并采取相應的措施提高其提高其薄弱部位和構件的抗震能力薄弱部位和構件的抗震能力。結構豎向布置P115使結構各層的抗側力剛度中心與水平合力中心接近使結構各層的抗側力剛度中心與水平合力中心接近重合；重合；各層的剛度中心應接近在同一豎直線上；各層的剛度中心應接近在同一豎直線上；要強調建筑開間、進深的盡量統一。要強調建筑開間、進深

24、的盡量統一。豎向布置的不規則結構 樓層剛度樓層剛度小于其相鄰上層剛度的小于其相鄰上層剛度的70%70%，且連續，且連續三層總的剛度降代超過三層總的剛度降代超過50%50%相鄰樓層質量相鄰樓層質量之比超過之比超過1.51.5立面收進尺寸立面收進尺寸的比例為的比例為L1 1/L 12層)2023/4/17抗震設防的多高層鋼結構房屋形式抗震設防的多高層鋼結構房屋形式l中心支撐體系中心支撐體系（不超過12層）+斜支撐體系斜支撐體系中心支撐體系中心支撐體系2023/4/17目錄下頁上頁目錄上頁3 3.3 3鋼與混凝土組合板和組合梁鋼與混凝土組合板和組合梁樓蓋結構組成樓蓋結構組成l l樓板樓板樓板樓板l

25、l梁系梁系梁系梁系框架布置方案框架布置方案下頁3.3.1 壓型鋼板組合樓蓋的設計(b)通常的布置方案通常的布置方案(a)不設次梁時的布置方案不設次梁時的布置方案保證樓板和鋼梁之間可靠地傳遞水平剪力 抗剪栓釘的布置抗剪栓釘的布置 抗剪栓釘的布置抗剪栓釘壓型鋼板與抗剪栓釘的連接壓型鋼板與抗剪栓釘的連接組合樓板和組合梁組組合合樓樓板板組合板組合板非組合板非組合板考慮壓型鋼板對組合考慮壓型鋼板對組合樓板承載力的貢獻樓板承載力的貢獻一般形式組合梁一般形式組合梁壓型鋼板組合梁壓型鋼板組合梁組組合合梁梁預制鋼筋混凝土板組合梁預制鋼筋混凝土板組合梁壓壓型型鋼鋼板板組組合合樓樓板板組合樓板設計時的基本原則組合樓

26、板的設計考慮兩個受力階段：組合樓板的設計考慮兩個受力階段：v 1)1)施工階段施工階段:對作為澆注混凝土底模的壓型鋼板進對作為澆注混凝土底模的壓型鋼板進 行強度和變形驗算行強度和變形驗算.v 2)2)使用階段使用階段:對于非組合板，壓型鋼板僅作為模板對于非組合板，壓型鋼板僅作為模板 使用；驗算組合板在永久荷載和使用段的可變荷使用；驗算組合板在永久荷載和使用段的可變荷載作載作用下的強度和變形用下的強度和變形.壓型鋼板的跨中變形時：壓型鋼板的跨中變形時：撓度撓度w0大于大于20mm時，確定混凝土自重應考慮撓曲效時，確定混凝土自重應考慮撓曲效應，在全跨增加混凝土厚度應，在全跨增加混凝土厚度0.7 w

27、0,或增設臨時支撐或增設臨時支撐.組合樓板施工階段的設計組合樓板施工階段的設計 永久荷載永久荷載:壓型鋼板、鋼筋和混凝土的自重壓型鋼板、鋼筋和混凝土的自重.可變荷載可變荷載:施工荷載和附加荷載施工荷載和附加荷載.附加荷載附加荷載:當有過量沖擊、混凝土堆放、管線和泵當有過量沖擊、混凝土堆放、管線和泵 的荷載時考慮的荷載時考慮.驗算驗算:采用彈性方法采用彈性方法.力學模型：右力學模型：右圖圖.壓型鋼板的截面力學特性壓型鋼板的截面力學特性:參見第參見第1 1知識單元知識單元.如果承載能力和變形能力不滿足要求，如果承載能力和變形能力不滿足要求，可加在板下設可加在板下設置臨時支護置臨時支護,以減小板跨加

28、以驗算以減小板跨加以驗算.施工階段力學模型的說明強邊方向(順肋)弱邊方向v實質上是壓型鋼板的計算實質上是壓型鋼板的計算v只考慮荷載沿強邊方向傳遞只考慮荷載沿強邊方向傳遞(單向板單向板)(因強邊方向的截面剛度遠大于弱邊方向因強邊方向的截面剛度遠大于弱邊方向)組合樓板使用階段的設計組合樓板使用階段的設計u非組合板非組合板:按常規鋼筋混凝土樓板設計按常規鋼筋混凝土樓板設計,應在壓型鋼板應在壓型鋼板波槽內設置鋼筋，并進行相應計算波槽內設置鋼筋，并進行相應計算.u組合板組合板:永久荷載永久荷載 +使用階段可變荷載使用階段可變荷載變形驗算變形驗算承載力驗算承載力驗算單向彎曲簡支板單向彎曲簡支板雙向彎曲板或

29、單向彎曲板雙向彎曲板或單向彎曲板正截面抗彎承載力、抗沖剪承載力、斜截面抗剪承載力正截面抗彎承載力、抗沖剪承載力、斜截面抗剪承載力內容內容組合梁的設計組合梁的設計v對于中間梁，對于中間梁，bc1=bc2.vbc1尚不應超過混凝土翼板實際外伸長度尚不應超過混凝土翼板實際外伸長度s1;1;vbc2不應超過凈距不應超過凈距s0的的1/2;v混凝土翼板計算厚度：普通鋼筋混凝土翼板：取原厚度ho 帶壓型鋼板的混凝土翼板：取hcv混凝土翼板有效寬度bce：bce=bo+bc1+bc2 bo：鋼梁上翼緣寬度 bc1,bc2：各取梁跨度l的1/6和翼緣板 厚度hc的6倍中的較小值 換算寬度的折算受壓混凝土翼板的

30、有效寬度受壓混凝土翼板的有效寬度bce與鋼材等效的換算寬度與鋼材等效的換算寬度beq彈性分析時彈性分析時bcebeq換算公式：換算公式：荷載標準組合荷載標準組合：beq=bce/E 荷載準永久組合荷載準永久組合：beq=bce/（2E）E：鋼材彈性模量與混凝鋼材彈性模量與混凝 土彈性模量的比值土彈性模量的比值組合梁的正截面受彎承載力驗算 滿足以下條件滿足以下條件在混凝土翼板的有效寬度內，縱向鋼筋和鋼梁在混凝土翼板的有效寬度內，縱向鋼筋和鋼梁受拉及受拉及受壓應力均達到強度設計值受壓應力均達到強度設計值；塑性中和軸塑性中和軸受拉側受拉側的混凝土強度設計值可的混凝土強度設計值可忽略不計忽略不計；塑性

31、中和軸塑性中和軸受壓側受壓側的混凝土截面的混凝土截面均勻受壓均勻受壓，并達到彎，并達到彎曲抗壓強度設計值。曲抗壓強度設計值。2023/4/17目錄下頁上頁目錄上頁3 3.4.4多、高層鋼結構連接下頁梁與柱的連接形式梁與柱的連接形式v通常采用的是柱貫通的連接形式；通常采用的是柱貫通的連接形式；v按連接轉動剛度的不同可分為：按連接轉動剛度的不同可分為：柔性連接柔性連接1 1半剛性連接半剛性連接2 2剛性連接剛性連接3 3梁腹板傳遞豎向剪力梁腹板傳遞豎向剪力梁腹板與翼緣傳遞剪力和部分彎矩梁腹板與翼緣傳遞剪力和部分彎矩梁上下翼緣傳遞彎矩，腹板傳遞剪力梁上下翼緣傳遞彎矩，腹板傳遞剪力4 4連接角鋼、端板

32、、支托連接角鋼、端板、支托連接角鋼、端板、支托連接角鋼、端板、支托完全焊接、完全栓接、栓焊混合完全焊接、完全栓接、栓焊混合完全焊接、完全栓接、栓焊混合完全焊接、完全栓接、栓焊混合完全焊接完全焊接v梁翼緣與柱翼緣間梁翼緣與柱翼緣間:全熔透坡口焊縫；全熔透坡口焊縫；v按規定設置按規定設置襯板襯板；v當框架梁端垂直于工字形柱當框架梁端垂直于工字形柱 腹板時，柱在梁腹板時，柱在梁翼緣對應位翼緣對應位 置設置橫向加勁肋置設置橫向加勁肋；v且加勁肋且加勁肋厚度不應小于梁翼厚度不應小于梁翼 緣厚度緣厚度。為便于施焊，梁腹板要切去兩角；構造簡單，但焊縫質量要求高。完全焊接連接的計算方法常用計算法常用計算法精確

33、計算法精確計算法梁翼緣梁翼緣梁端全部彎矩梁端全部彎矩梁腹板梁腹板梁端全部剪力梁端全部剪力尚應以尚應以Anwfv/2作為焊縫所承擔的剪力來驗算作為焊縫所承擔的剪力來驗算梁翼緣梁翼緣梁腹板梁腹板承擔承擔Mf同時承擔同時承擔Mw和梁端全部剪力和梁端全部剪力V梁端的彎矩梁端的彎矩M以梁翼緣和腹板各自的截面慣性矩分擔作用以梁翼緣和腹板各自的截面慣性矩分擔作用完全焊接時的常用計算法追加追加Anwfv/2作為作為焊縫焊縫所所承擔的剪力驗算承擔的剪力驗算!v梁翼緣與柱翼緣對接焊縫的抗拉強度：梁翼緣與柱翼緣對接焊縫的抗拉強度：v梁腹板角焊縫的抗剪強度：梁腹板角焊縫的抗剪強度：栓焊混合連接時的常用計算法追加追加A

34、nwfv/2作為作為螺栓螺栓所承所承擔的剪力驗算擔的剪力驗算!v梁翼緣與柱翼緣對接焊縫的抗拉強度：梁翼緣與柱翼緣對接焊縫的抗拉強度：v梁腹板高強螺栓的抗剪承載力：梁腹板高強螺栓的抗剪承載力：0.90.9：考慮焊接熱影響對高強：考慮焊接熱影響對高強度螺栓預拉力損失。度螺栓預拉力損失。完全栓接完全栓接v所有的螺栓都采用所有的螺栓都采用高強摩高強摩擦型螺栓擦型螺栓連接；連接；v當當梁翼緣梁翼緣提供的塑性截面提供的塑性截面模量模量小于梁全截面塑性截面小于梁全截面塑性截面模量的模量的7070時，時，梁腹板梁腹板與柱與柱的連接的連接螺栓不得少于兩列螺栓不得少于兩列；v當計算只需一列時，仍應當計算只需一列時

35、，仍應布置兩列，且此時螺栓總數布置兩列，且此時螺栓總數不得小于計算值的不得小于計算值的1.51.5倍。倍。適用于單側有梁相連的柱適用于單側有梁相連的柱改進的節點構造改進的節點構造-1-1(骨形連接)Dogbone Moment Connectionv梁翼緣梁翼緣局部削弱局部削弱，形成骨形連接；形成骨形連接；v塑性鉸塑性鉸自梁端自梁端外移外移。塑性鉸所在截面改進的節點構造改進的節點構造-2-2(梁端部加腋)其它方法：其它方法：把梁的短段在工廠和柱焊接，以保證焊接質量，短段和梁的把梁的短段在工廠和柱焊接，以保證焊接質量，短段和梁的主段在工地拼接，可以全部用高強度螺栓連接，或焊、栓并用。主段在工地拼

36、接，可以全部用高強度螺栓連接，或焊、栓并用。v塑性鉸外移；塑性鉸外移；v用于結構用于結構加固加固。塑性鉸所在截面塑性鉸所在截面實例梁與柱的剛接連接高強螺栓鋼襯板對接焊縫梁上下翼緣傳遞彎矩，腹板傳遞剪力梁上下翼緣傳遞彎矩，腹板傳遞剪力柔性連接柔性連接多層框架中可由部分梁和柱剛性連接組成抗側多層框架中可由部分梁和柱剛性連接組成抗側力結構，而另一部分梁鉸接于柱，力結構，而另一部分梁鉸接于柱，這些柱只承這些柱只承受豎向荷載受豎向荷載；設有足夠支撐的非地震區設有足夠支撐的非地震區多層框架原則上可全多層框架原則上可全部采用柔性連接。部采用柔性連接。柔性連接柔性連接（a）（c）（b）連接角鋼或端板連接角鋼或

37、端板偏上放置：偏上放置：上翼緣處變形小。上翼緣處變形小。v圖圖(d):當梁用承托連于柱腹板時，宜用當梁用承托連于柱腹板時，宜用厚板厚板作為承托構件以免柱作為承托構件以免柱 腹板承受較大彎矩；腹板承受較大彎矩；v圖圖(e):在需要用小牛腿時，則應做成在需要用小牛腿時，則應做成工字形截面工字形截面，并把它的兩塊，并把它的兩塊 翼緣都翼緣都焊于柱翼緣焊于柱翼緣，使偏心力矩，使偏心力矩M=Re以力偶的形式傳給柱翼緣。以力偶的形式傳給柱翼緣。承托承托牛腿牛腿柔性連接柔性連接實例梁與柱鉸接連接梁腹板傳遞豎向剪力梁腹板傳遞豎向剪力主梁和次梁的連接宜采用簡支連接；主梁和次梁的連接宜采用簡支連接；（其傳遞荷載為

38、次梁的梁端（其傳遞荷載為次梁的梁端剪力，并考慮連接的偏心引起的附加彎矩，可不考慮主梁扭轉）剪力，并考慮連接的偏心引起的附加彎矩，可不考慮主梁扭轉）必要時也可采用剛性連接必要時也可采用剛性連接 。主次梁連接（一）簡支連接簡支連接實例主梁與次梁的鉸接連接主次梁連（二）剛性連接剛性連接2023/4/17見教材見教材目錄下頁上頁目錄上頁3 3.5 5多層鋼結構設計實例多層鋼結構設計實例下頁2023/4/17目錄下頁上頁目錄上頁3 3.6 6高層鋼結構的分析和計算高層鋼結構的分析和計算下頁v樓面、屋頂活荷載和雪荷載的標準值及其準永久系數樓面、屋頂活荷載和雪荷載的標準值及其準永久系數規定；規定；v層數較少

39、的多層建筑應考慮活荷載的不利分布層數較少的多層建筑應考慮活荷載的不利分布。豎豎向向荷荷載載v對一般建筑結構的重現期為對一般建筑結構的重現期為5050年；年；v對高層建筑采用的重現期可適當提高基本風壓對高層建筑采用的重現期可適當提高基本風壓 乘以系數乘以系數1.11.1計之。計之。風風荷荷載載v高層鋼結構抗震設計應進行多遇地震作用及罕高層鋼結構抗震設計應進行多遇地震作用及罕 遇地震作用兩階段的抗震計算。遇地震作用兩階段的抗震計算。地地震震荷荷載載靜力分析方法（一）靜力分析方法（一）矩陣位移法矩陣位移法薄壁桿件理論、有限條法等薄壁桿件理論、有限條法等框架結構框架結構框架框架-支撐結構支撐結構框架剪

40、力墻結構框架剪力墻結構框筒結構框筒結構筒體結構筒體結構豎向懸臂筒體豎向懸臂筒體靜力分析方法（二）靜力分析方法（二）近似方法豎向荷載豎向荷載分層法分層法水平荷載水平荷載 D D值法值法框架框架-支撐結構協同工作分析支撐結構協同工作分析在水平荷載作用下簡化為平面抗側力體系分析時在水平荷載作用下簡化為平面抗側力體系分析時總支撐總支撐總框架總框架（框架剪力墻結構）（框架剪力墻結構）地震作用不參與荷載組合地震作用不參與荷載組合，多、高層建筑的豎向荷，多、高層建筑的豎向荷載通常包括：永久荷載、樓面使用荷載及雪荷載，載通常包括：永久荷載、樓面使用荷載及雪荷載，水平荷載只有風荷載；水平荷載只有風荷載；地震作用參與荷載組合地震作用參與荷載組合，按第一階段設計時由下式，按第一階段設計時由下式計算荷載效應組合計算荷載效應組合:：風荷載組合值系數：重力荷載代表值的效應：水平地震作用標準值的效應：豎向地震作用標準值的效應：風荷載標準值的效應 關于荷載組合