钢结构设计-8讲-4章-4.4-结构分析-节点抗震设计(2017)
钢结构抗震分析及设计
—钢结构抗震分析及设计北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1402室Phone : 010-8802-6170 Fax : 010-8802-6171 E-mail : Beijing@M odeling, I ntegrated D esign & A nalysis S oftware目录简要 (2)设定操作环境及定义材料和截面 (3)建立轴网 (4)建立框架柱及钢支撑 (8)楼层复制及生成层数据文件 (10)定义边界条件 (11)输入楼面及梁单元荷载 (11)输入风荷载 (15)输入反映谱分析数据 (15)定义结构类型 (17)定义质量 (17)运行分析 (18)荷载组合 (18)查看反力及内力 (18)梁单元细部分析 (19)振型形状及各振型所对应的周期 (20)稳定验算 (20)周期 (21)层位移 (22)层剪重比 (22)层刚度比 (23)一般设计参数 (23)钢构件设计参数 (26)钢构件截面验算 (27)钢结构优化设计 (29)静力弹塑性（PUSHOVER）分析 (32)简要本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱分析功能来进行抗震设计的方法。
例题模型为六层钢框架结构。
基本数据如下：轴网尺寸：见平面图柱: HW400x400x13/21主梁： HN400x150x8/13次梁： HN300x150x6.5/9支撑： TN175x175x7/11钢材： Grdae3层高：一层：4.5m 二~六层：3.0m设防烈度：7º（0.10g）场地：Ⅱ类设定操作环境及定义材料和截面1：主菜单选择文件>新项目文件>保存:输入文件名并保存2：主菜单选择工具>单位体系: 长度 m, 力 kN定义单位体系3 : 主菜单选择模型>材料和截面特性>材料：添加材料号：1 名称：Grade3 规范：GB(S)数据库：Grade3 材料类型：各向同性定义材料4 : 主菜单选择模型>材料和截面特性>截面：添加：定义梁、柱、支撑截面尺寸定义梁、柱截面建立轴网1 : 主菜单选择模型>栅格>定义轴线：添加：定义X、Y轴网间距定义轴网12 : 主菜单选择模型>单元>建立: 建立梁单元，同时关闭栅格、轴网轴网13 : 主菜单选择模型>用户坐标系>X-Y平面: 激活UCS平面保存当前UCS，定义当前用户坐标系名称为“1”定义用户坐标系14 : 主菜单选择模型>用户坐标系>X-Y平面: 定义插入点(即原点)旋转角度30º，准备插入另一个轴网。
钢结构节点设计
钢结构节点设计钢结构作为一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式，其节点设计至关重要。
节点是钢结构中连接各个构件的关键部位，它们的性能直接影响着整个结构的稳定性、安全性和可靠性。
钢结构节点的类型多种多样，常见的有梁柱节点、梁梁节点、柱柱节点等。
每种节点都有其特定的受力特点和设计要求。
在梁柱节点设计中，要考虑梁和柱之间的弯矩、剪力和轴力的传递。
通常采用的连接方式有焊接、高强螺栓连接和栓焊混合连接。
焊接连接具有良好的整体性和刚度，但施工难度较大，对焊接质量要求高。
高强螺栓连接施工方便，可拆卸，但节点刚度相对较弱。
栓焊混合连接则结合了两者的优点，在实际工程中应用较为广泛。
梁梁节点的设计重点在于保证梁之间的荷载传递顺畅。
例如，在简支梁的连接中，要确保节点能够承受剪力和局部压力；而在连续梁的节点处，除了剪力和压力外，还需要考虑弯矩的传递。
柱柱节点的设计需要考虑柱子的受压和受弯性能。
对于多层框架结构，柱柱节点的连接形式会影响结构的整体稳定性和抗震性能。
在进行钢结构节点设计时，需要遵循一系列的原则和规范。
首先，节点的承载力应不低于所连接构件的承载力，以保证结构的安全性。
节点的变形能力也要与构件相适应，避免在正常使用条件下出现过大的变形。
其次，节点的构造应尽量简单，便于施工和质量控制。
复杂的节点构造不仅增加施工难度，还容易出现质量问题。
此外，节点还应具有良好的抗震性能，能够在地震作用下保持结构的整体性和稳定性。
为了实现上述设计要求，设计师需要对节点的受力情况进行详细的分析。
这通常包括使用力学模型和有限元分析软件来模拟节点在各种荷载作用下的应力分布和变形情况。
通过分析结果，可以优化节点的几何形状、连接方式和构件尺寸，以提高节点的性能。
在材料选择方面，节点所使用的钢材应与构件的钢材具有相同或相近的强度和性能。
同时，高强螺栓、焊缝等连接材料也应符合相关标准和规范的要求。
施工过程中的质量控制对于节点的性能也有着重要影响。
钢结构课程设计(2017)
钢结构课程设计
普通钢架设计
土木与交通工程学院
School of Civil and Transportation Engineering
普通钢屋架设计 Design of Normal Steel Roof
目标
通过课程设计，使学生进一步了解 钢结构的结构型式、结构布置和受 力特点，掌握钢结构的计算简图、 荷载组合和内力分析，掌握钢结构 的构造要求。在参考课本及有关资 料后，能综合应用钢结构的材料、 连接和基本构件的基本理论、基本 知识，进行整体钢结构设计计算， 并绘制钢结构施工图。
土木与交通工程学院
School of Civil and Transportation Engineering
普通钢屋架设计 Design of Normal Steel Roof
设计指导
02 第二部分 屋架设计
1:1画轴线
施工图绘制要点
设置轴线（点划线） 的线性比例为图纸比 例*0.5左右
土木与交通工程学院
School of Civil and Transportation Engineering
设计指导
02 第二部分 屋架设计
施工图绘制要点
尺寸标注：尺寸界线应用细实线绘制，一般应与被注长度垂 直，其一端应离开图样轮廓线不应小于2mm，另一端宜超出尺 寸线2mm～3mm。平行排列的尺寸线的间距，宜为7mm～10mm， 并应保持一致。 尺寸起止符号一般用中粗斜短线 绘制，其倾斜方向应与尺寸界线 成顺时针45°角，长度宜为2mm ～3mm。
School of Civil and Transportation Engineering
目录 正文 参考文献 致谢 按规定要求折叠的工程图纸
钢结构设计全套教学课件
附图1：拉伸试件
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2
附 图 ： 冲 击 韧 性 试 验
21
3
附 图 ： 冷 弯 试 验
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第二章 钢结构的材料
2.4 各种因素对钢材主要性能的影响
影响钢材性能的两大方面：生产过程
使用过程
一、生产过程
1：化学成分 普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质元素占1% 普通低合金钢中有＜5%的合金元素
2.按炉种分
平炉
成本高，质量好（6小时100t左右）
氧气顶吹转炉 成本低，质量也可（15分钟150t）
3. 按脱氧程度分
沸腾钢（F） 脱氧较差 镇静钢（Z） 脱氧充分 半镇静钢（b） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 特殊镇静钢（TZ）
32 2.5 钢的种类和钢材规格
第二章 钢结构的材料
4. 按质量等级分 A级：保证抗拉强度、屈服点和伸长率及硫、磷含量 B、C、D级：保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击
梅氏U型缺口试件: k J / cm2
冲击试验的标准试件型式：
夏比V型缺口试件: CV J
我国采用夏比V型缺口试件
➢ 冲击韧性受温度的影响
17 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
四、冷弯性能 ➢ 冷弯性能是检验钢材适应冷加工（常温下加工）
的能力和显示钢材内部缺陷状况的一项指标 ➢ 冷弯性能是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性
变形能力的指标 ➢ 冷弯性能由冷弯试验确定
18 2.3 钢材的主要性能
第二章 钢结构的材料
➢ 钢材物理性能指标
弹性模量 E 206 103 N mm 2
泊松比 0.3
剪变模量
G
E
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钢结构节点的抗震性能研究与分析
钢结构节点的抗震性能研究与分析摘要：钢结构是一种具有较高抗震性能的建筑结构体系，然而，在地震灾害发生时，结构节点往往成为整个结构的薄弱环节。
为了确保钢结构的安全性，在设计和施工过程中需要重点研究和分析钢结构节点的抗震性能。
本文通过综述相关研究成果，探讨了钢结构节点在抗震性能方面的关键问题，并提出了一些改进和优化措施，以提高钢结构节点的抗震性能。
1. 引言随着城市化进程的加快，建筑安全问题日益受到重视。
地震是造成建筑倒塌和人员伤亡的主要原因之一，因此，提高建筑结构的抗震性能成为一项重要的任务。
钢结构作为一种重要的建筑结构体系，具有较高的强度和刚度，因而被广泛应用于地震活跃地区。
然而，受制于结构节点的设计和施工等因素，钢结构节点往往成为整个结构的薄弱环节，容易造成节点的破坏，导致整个结构的倒塌。
因此，钢结构节点的抗震性能研究和分析对于确保钢结构的安全非常重要。
2. 钢结构节点的抗震性能关键问题钢结构节点在地震作用下承受巨大的力学反应，其抗震性能不仅与材料的性能有关，还与节点的连接方式、构造形式、接触面压力、几何参数等因素密切相关。
钢结构节点的抗震性能关键问题包括以下几个方面：2.1. 节点连接方式节点的连接方式是影响结构整体性能的重要因素之一。
常见的节点连接方式包括焊接、螺栓连接等。
焊接连接具有强度高、刚度大、承载力大等优点，但焊接过程中易产生应力集中、热裂纹等问题；螺栓连接具有构造换位、拆装方便等优点，但在地震作用下容易产生松动和失效。
因此，在设计和施工过程中需要合理选择节点的连接方式，并采取相应的措施以提高其抗震性能。
2.2. 节点构造形式节点的构造形式直接影响其受力性能和整体刚度。
常见的节点构造形式包括刚性节点、半刚性节点和滞回节点。
刚性节点具有承受地震作用下的弹性反应能力，但刚性过大容易导致节点的破坏；半刚性节点具有一定的可变形能力，在地震作用下能吸收一部分能量，但变形后容易产生超限位变形；滞回节点具有较大的可变形能力，并能有效消耗地震能量，但需要特殊的设计和施工技术。
钢结构节点抗震设计问题
浅析钢结构节点抗震设计的问题【摘要】本文针对高层及多层钢结构节点设计中容易忽略的一些问题进行分析。
【关键词】钢结构；节点设计；抗震1.节点抗震设计的原则在钢结构设计工作中,连接节点的设计是一个重要环节。
为使连接节点具有足够的强度和刚度,设计时应合理地确定连接节点的形式和方法。
目前,节点有非抗震和抗震设计之分,非抗震设计可以按照组合内力来设计节点,抗震设计则不宜这么做,抗震规范上对节点抗震设计有一系列的要求,显然按照组合内力来设计节点是不能满足这些要求的。
以刚性连接的梁拼接节点为例,如将梁翼缘的连接按实际内力进行设计,则有损于梁的连续性,可能使建筑物的实际情况与内力分析模型不相协调,并降低结构延性。
因此,对于要求有抗震设计的结构,其连接节点应按构件截面面积的等强度条件进行设计。
进行设计时,首先应判定所设计的节点有无抗震要求。
对于抗震结构,为了保证其安全,节点的承载力应大于构件的承载力(《钢结构连接节点设计手册》1-3)，“强节点、弱构件”的设计理念应是工程师遵循的基本原则。
《建筑抗震设计规范》表5.4.2中规定结构构件的截面抗震验算应满足下式:s≤r/yre。
其中,s为结构构件内力组合的设计值；r为构件承载力设计值；yre为承载力抗震调整系数。
强节点、强连接的重要性由此可见。
钢框架体系梁柱连接节点的基本设计原则是:节点必须能够完全传递被连接板件的内力,在强震作用下节点能够发挥材料的塑性,保证结构在梁内而不是在柱内产生塑性铰,以消耗地震输入的能量。
基于制作简便及经济性等因素,国内钢框架体系的梁柱节点主要采用全焊式或栓焊式连接,其最大承载力应符合下列要求:mu≥1.2mp(《建筑抗震设计规范》8.2.8-1),vu≥1.3(2mp/l)且vu≥0.58hwtwfay(《建筑抗震设计规范》8.2.8-2)。
公式中mu，mp，vu的计算见图1。
mp=[bftf(h-tf)+twh2/4]fy,mu=bftf(h-tf)fu。
浅析钢结构抗震设计
浅析钢结构抗震设计一、介绍钢结构作为一种常用的建筑结构形式，在抗震设计中起着重要的作用。
本文将从钢结构抗震设计的概念、意义和主要内容等方面进行分析和阐述。
二、概念说明钢结构抗震设计是指在设计钢结构建筑时，考虑地震作用对建筑结构的影响，采取相应的措施，使建筑结构在地震发生时具有一定的抗震性能，避免或减轻地震灾害对建筑结构的破坏。
三、意义1.保障人员生命安全：抗震设计能够有效减少地震对建筑结构的影响，提高建筑的整体稳定性，从而保障人员的生命安全。
2.保护财产安全：抗震设计可以减少地震对建筑结构和内部设施的破坏，减少财产损失。
3.提高建筑品质：合理的抗震设计可以提高建筑结构的耐久性和使用寿命，提高建筑的品质和保值性。
四、主要内容1. 设计准则•根据地震烈度、场地类别等因素确定设计地震作用的参数。
•根据设计地震作用的参数计算建筑结构的抗震需求。
2. 结构形式选择•根据建筑功能、使用要求等因素选择合适的结构形式，如框架结构、桁架结构等。
•结构形式应具有较好的变形能力和耗能能力，以提高抗震性能。
3. 抗震设计措施•采用合理的抗震连接件，如剪力墙、撑件等。
•合理设置剪力墙、加筋柱等构件，以提高结构的刚度和抗震性能。
4. 抗震性能评定•通过抗震性能评定，对设计的结构进行抗震性能等级评定，确保结构具有较好的抗震性能。
五、结论钢结构抗震设计是一项重要的工作，对于提高建筑结构的抗震性能具有重要意义。
设计人员在设计钢结构建筑时，应该充分考虑地震作用的影响，采取合适的抗震设计措施，确保建筑结构在地震发生时具有良好的抗震性能，从而保障人员的生命安全和财产安全。
钢结构的抗震设计
钢结构的抗震设计§1.1 问题的引出在大震作用下如果结构要保持弹性工作状态则地震设计荷载太大，经济上无法承受。
因此目前国内外的结构抗震设计中都允许结构出现塑性变形，相应的结构抗震设计规范则采用对结构的弹性反应谱进行折减的方法来确定结构的底部剪力，但折减的思路却很不同。
例如欧洲规范（Eurocode 8）允许结构在地震作用下进入非线性状态[1]，即设计地震作用力通常小于相应的弹性反应值。
为了避免在设计过程中进行复杂的非线性分析，欧洲规范采用在弹性反应谱的基础上除以反映不同延性等级的性能系数q 得到弹塑性反应谱。
性能系数q 其值与结构的体系能量耗散能力有关。
其中q 为：0/1.5D R W q q k k k = (1.1)式中：0q 为性能系数基本值，对于钢筋混凝土框架结构体系及连肢剪力墙结构体系，0 5.0q =，对于非连肢剪力墙结构体系，0 4.0q =；D k 为反映结构延性等级的系数，对高、中、低三种延性等级，D k 分别取1.0、0.75、0.5。
R k 为反映结构规则性的系数，对于规则结构和不规则结构，R k 分别为1.0和0.8；W k 为含墙结构体系的主导破坏模式系数，对于框架和等效框架双重体系，取1.0。
可见在欧洲规范中，延性差的结构其基底剪力比延性好的结构的基底剪力大2倍。
日本建筑标准法规（BSL ）明确规定了两个水准的设计地震[1,2]，第一水准为中等强度地震（EQ1）和第二水准的强烈地震（EQ2）。
在中等强度地震作用下，要求结构几乎没有损坏；在第二水准地震作用下，结构的极限抗剪能力必须大于极限地震剪力：un s es i i V D F C W = （1.2）式中：i C 为楼层剪力系数；i W 为结构的总重量；s D 为结构影响系数（考虑结构延性对地震弹性反应谱进行折减的作用），对于延性良好的结构，0.30.4s D ≤≤；对于延性较差的结构，s D 取较大值，但最大值不超过0.55；es F 为结构布置系数以考虑结构刚度在平面和竖向分布的不规则影响。
建筑结构抗震总复习第八章-钢结构房屋抗震设计
（2）框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以调 整系数，达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分 计算最大层剪力1.8倍二者中的较小值。
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8.2 多高层钢结构民用建筑
8.2.1 多高层钢结构民用建筑的结构体系 8.2.2 结构体系抗震设计的布置要求 8.2.3 地震作用计算 8.2.4 杆件抗震验算 8.2.5 抗震设计对杆件的构造要求 8.2.6 节点和连接的抗震验算及构造要求
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8.2.1 多高层钢结构民用建筑的结构体系
1. 框架结构
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8.3.2 地震作用计算
计算单层钢结构厂房时，一般假定沿厂房横向（跨度 方向）和竖向的地震作用由横向框架承受，沿纵向（柱距 方向）的地震作用由纵向框架承受。 1、结构计算模型的选取 厂房抗震计算时，根据屋盖高差和吊车设置情况，可分别 采用单质点、双质点或多质点的结构计算模型。
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图8.25 单质点模型
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5、框架－偏心支撑结构中的消能梁段 消能梁段是偏心支撑框架中耗散能量的主要构件，为此需要考虑与 相连构件的承载能力相匹配、保证其在反复荷载下具有良好的滞回 性能的各项措施。
消能梁段的钢材不应采用高强度钢，而因采用有良好塑性流幅 的钢材。为此，消能梁段钢材的屈服强度不应超过345MPa。
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8.3 单层钢结构厂房
8.3.1 抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求 8.3.2 地震作用计算 8.3.3 杆件验算和构造措施
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8.3.1 抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求
钢结构设计中的抗震节点设计方法
钢结构设计中的抗震节点设计方法随着现代化建筑技术的不断发展，钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛。
其中，钢结构的抗震设计是非常重要的一环。
抗震节点设计是钢结构抗震设计中的关键环节之一，它直接关系到整个结构的抗震性能和安全性。
本文将介绍一些常用的钢结构抗震节点设计方法。
抗震节点是指连接构件之间的连接点，它承受来自地震作用的力，并将其传递到整个结构。
因此，在抗震节点设计中，需要考虑到节点的刚度、强度和耗能能力等因素。
通常，在设计节点时，需要充分考虑结构所处地区的地震烈度、建筑用途以及材料性能等因素。
一种常用的抗震节点设计方法是剪力连接设计。
剪力连接是通过剪力钢板或剪力角钢等构件将两个连接构件连接在一起，从而实现节点的强度和刚度的传递。
在剪力连接设计中，需要注意连接构件的稳定性和钢板的抗剪强度。
此外，选择合适的剪力连接构件的大小和材料也是非常关键的。
另一种常见的抗震节点设计方法是柱-梁连接设计。
柱-梁连接通常由梁柱连接板和焊接件组成。
这种连接方法可以有效地将地震力传递给柱，并确保节点的刚度和强度。
在柱-梁连接设计中，需考虑焊接连接区域的强度和刚度，以及焊接接头的质量和可靠性。
此外，为了增强节点的抗震性能，可以采用加强筋或其他加固措施。
除了剪力连接和柱-梁连接外，还有许多其他抗震节点设计方法。
例如，翼板连接是一种常用的节点设计方法，它通过在节点处增加翼板来提高节点的刚度和强度。
此外，还可以利用剪力墙、悬挂节点等特殊形式的节点设计来增强结构的抗震性能。
这些抗震节点设计方法在实际工程中都得到了广泛应用。
在进行抗震节点设计时，还需要进行一系列的结构分析和计算。
首先，需要进行结构的静力弹性分析，以确定节点的刚度和强度需求。
然后，可以进行非线性静力分析或动力时程分析，以评估节点的抗震性能。
最后，根据分析结果，可以进行节点结构的优化设计。
总之，在钢结构设计中，抗震节点设计是非常重要的一环。
通过合理选择和设计节点连接构件，可以提高钢结构的整体抗震性能。
建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法
建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法所谓强节点弱构件设计原则，是指在钢结构中，将构件分为强度较高的节点和强度较低的构件，通过强节点的受力传递和弱构件的屈曲变形来保证整个结构的稳定性和韧性。
在强节点的设计上，需要考虑以下几个方面：1.设计合理的节点连接。
节点连接的设计应充分考虑结构受力的传递，确保节点能够承受地震力的作用，并且能够保持结构的整体稳定性。
2.节点连接的刚度要满足要求。
节点连接的刚度应该足够高，能够保证节点在地震作用下具有足够的刚度和抗震能力。
节点连接的设计中，可以采用适当的刚性连结方式，如焊接连接或螺栓连接等。
3.节点连接的材料和强度要求。
节点连接的材料应选择强度较高的材料，并进行充分的强度计算和检验，以确保节点连接的强度满足要求。
在弱构件的设计上1.弱构件的选择。
在钢结构中，弱构件一般是指柱、墙等结构构件，这些构件的抗震性能相对较差。
在设计中，需要选择合适的弱构件，采用适当的材料和尺寸，确保其承受地震力时能够进行适当的屈曲变形，发挥其能量耗散和减震的作用。
2.弱构件的布局和增强。
在结构设计中，应合理布置弱构件的位置和数量，确保结构在地震作用下能有足够的屈曲变形和能量耗散能力。
此外，在设计中还可以采取一些增强措施，如增加弱构件的截面尺寸、加强构件连接等，提高弱构件的抗震性能。
3.弱构件与强节点的连接。
弱构件与强节点之间的连接在设计中需要特别关注，连接的刚性和强度应满足要求，以确保节点与弱构件之间的受力传递和变形协调。
通过采用强节点弱构件的设计原则，可以使钢结构在地震发生时能够充分利用强节点的刚度和强度，保持结构整体的稳定性，同时通过弱构件的屈曲变形来吸收地震能量，保证结构的韧性和抗震性能。
在具体设计中需要根据实际情况进行力学计算和验证，并结合相关规范的要求进行设计和施工。
钢结构隔震设计
钢结构隔震设计钢结构是一种广泛应用于建筑领域的重要结构形式，其在抗震性能方面具有显著优势。
而隔震设计作为一种提高建筑抗震能力的有效手段，在钢结构中起着重要作用。
本文将对钢结构隔震设计进行全面的探讨，包括设计原理、关键技术及应用实例等。
1. 钢结构隔震设计的原理隔震设计是通过将结构与地面之间设置有一定刚度和阻尼特性的隔震层，降低地震输入能量对结构的影响，从而减小结构的震动反应。
在钢结构中，隔震设计的原理可以简单归纳如下：（1）刚度分离原理：通过在钢结构的下部设置隔震层，使结构的上部与下部具有相对独立的水平刚度，降低地震力的传递。
（2）能量耗散原理：通过在隔震层中设置阻尼器等装置，将地震输入的能量转化为热能或其他形式的能量耗散，减小结构的震动反应。
（3）位移与应变控制原理：通过隔震层的设置，限制结构的位移和应变，以保护结构的安全性和完整性。
2. 钢结构隔震设计的关键技术（1）隔震层选型：选择合适的隔震装置和隔震材料，包括隔震支座、弹簧隔震装置、液体阻尼器等，以满足结构的设计要求。
（2）结构刚度设计：通过合理设计结构的刚度分配，使隔震层与上下部结构之间的刚度适当匹配，实现地震能量的分散。
（3）阻尼控制设计：对于钢结构隔震设计中的阻尼器，需要根据结构的特点和预期的地震动力响应进行合理配置和设计。
（4）隔震层的布置和连接：隔震层的布置需要考虑结构的受力传递和荷载传递机制，并合理选取连接方式和连接件。
（5）结构抗倾覆设计：钢结构隔震设计中还需要充分考虑结构的整体稳定性和抗倾覆能力，采取相应的抗倾覆措施。
3. 钢结构隔震设计的应用实例隔震设计在实际工程中已经得到了广泛的应用，下面将以两个钢结构隔震设计的实例来说明其具体应用。
（1）XX大厦隔震设计：该项目位于地震带，并且由于土质条件较差，地震风险较高。
通过采用隔震设计，将钢结构上部与下部刚度分离，并设置了阻尼器进行能量耗散，成功提高了大厦的抗震能力。
（2）XX桥梁隔震设计：该桥梁位于地震活跃断裂带附近，地震动力响应较为剧烈。
钢结构抗震设计
钢结构抗震设计钢结构是一种应用广泛且具有优良性能的结构体系，在抗震设计中起到了重要作用。
本文将探讨钢结构抗震设计的相关内容，包括抗震设计原则、地震力计算、结构形式选择、构件设计和连接设计等方面。
1. 抗震设计原则在进行钢结构抗震设计之前，我们首先需要了解一些基本的抗震设计原则。
抗震设计的目标是确保在地震发生时，建筑结构能够承受住地震力的作用，保证人员的生命安全以及建筑物的完整性。
以下是一些常用的抗震设计原则：- 强度设计原则：结构的强度应能够抵抗地震力的作用，确保结构具有足够的承载能力。
- 刚度设计原则：通过增加结构的刚度，减小地震对结构的变形。
- 能量耗散设计原则：通过设置能够耗散地震能量的装置或构件，减小地震对结构的损伤程度。
- 防层间位移设计原则：采用合适的构造措施，减小地震引起的层间位移，降低结构的破坏风险。
2. 地震力计算钢结构抗震设计需要对地震力进行合理的计算。
通常采用等效静力法进行地震力计算。
在进行地震力计算时，需要考虑以下因素：- 设计地震动参数：根据地震区划图和建筑场地的地震烈度等级，确定地震设计参数如设计基础加速度等。
- 结构质量：包括建筑物的总质量以及质心位置等参数。
- 结构的周期和阻尼比：通过结构的动力特性分析，确定结构的周期和阻尼比，进而计算出相关的地震力。
3. 结构形式选择在钢结构抗震设计中，结构形式的选择非常重要。
常见的钢结构形式包括框架结构、桁架结构和筒结构等。
在进行结构形式选择时，需要综合考虑以下因素：- 地震特性：不同的结构形式对地震的响应有所差异，需要根据具体情况选择适合的结构形式。
- 施工便利性：钢结构相较于其他结构体系，具有较大的构件制造精度，便于施工。
- 功能性要求：根据建筑物的功能要求和使用需求，选择合适的结构形式。
4. 构件设计在钢结构抗震设计中，构件的设计是关键环节之一。
构件应当具备足够的强度和刚度，以满足地震力的要求。
具体构件设计涉及到截面形状、板厚、构件尺寸等方面。
钢结构节点设计中抗震验算问题研究
钢结构节点设计中抗震验算问题研究摘要：随着我国建筑行业的飞速发展，建筑材质也在不断增多，多层钢结构逐渐的被应用于建筑等多个领域。
钢结构的节点设计中的抗震验算问题也成了越来越多人关注的焦点。
结合当前钢结构节点设计当中存在的一些情况 , 对于钢结构节点设计中抗震验算要给予深入的探究。
本文主要论述钢结构节点设计中抗震验算问题的研究探讨。
关键词：钢结构；结构节点；抗震验算引言钢结构的特征非常明显，如在安装的过程非常便捷，其中的各项性能非常突出，并有着非常高的强度，对于具体的设计工作，需要对钢结构内部的各个节点实施抗震设计，之后实施相应的演算，从而对建筑内部的整体稳定性给予最大程度的保障。
在真正对其进行设计的过程中，设计人员要依照其中的设计原则，使用的计算方式为抗震演算，可具体的强度以及实际稳定性等，进行非常细致的演算。
对于该项演算方式的应用非常宏观，没有对钢结构各个连接构建当中的节点设计进行详细的验算，甚至有些连接构件当中的节点设计为钢结构厂家直接完成的，但是这便很难保障钢结构工程的安全性。
1、钢结构节点在地震中被破坏的原因在建筑中，不同的钢结构对应了结构上的不同特点，但是在受震害破坏时都会呈现一定的共同点。
钢结构在震害中被破坏的大部分原因都在于钢结构的节点焊缝随着震动而被拉抻，导致脆性破坏。
也就是说，影响钢结构的抗震强度的主要因素是钢结构节点的焊接质量和内部的三向应力。
在地震的作用下，钢结构的节点处应力值较大，施力点较多，且各个力之间的作用机理较为复杂，使钢结构的焊接节点往往处于三向应力的状态，造成了节点焊接面成为框架中最为薄弱的环节。
三向应力作用下的钢结构失去了起本身良好的延展性与韧性，使钢结构无法向侧向收缩和剪切流动，无法发挥材料的性能优势，导致钢结构在地震中以焊接节点为中心发生脆性破坏。
这就要求我们在设计钢结构时，不仅仅是要针对钢结构的强度和位移以及稳定性进行简单的抗震验算，更应从实际出发，对其节点的抗震设计进行反复的验算，为钢结构工程的安全性和抗震性提供有效保障。
抗震优化钢结构设计
抗震构造措施与施工要求
1.构造措施：加强构件连接、设置构造钢筋等，提高结构的整 体性和延性。 2.施工要求：保证施工质量，确保抗震设计的有效性。 3.质量检测与验收：对抗震构造措施和施工质量进行检测和验 收，确保抗震安全。
抗震优化钢结构设计
钢结构抗震优化方法
钢结构抗震优化方法
钢结构抗震优化设计原则
抗震优化钢结构设计
抗震设计规范与标准
抗震设计规范与标准
▪ 抗震设计规范与标准概述
1.抗震设计规范是为了确保建筑物在地震中的安全性，减少损 失而制定的标准。 2.抗震设计标准考虑了地震的强度、频率和建筑物的重要性等 因素。 3.在设计中遵循抗震规范与标准，可以提高建筑的抗震能力， 保障人民生命财产安全。 ---
抗震优化钢结构设计
抗震设计基本原理
抗震设计基本原理
▪ 抗震设计重要性
1.地震灾害的严重性：地震灾害对人类生命和财产安全造成严 重威胁。 2.抗震设计的必要性：通过抗震设计，提高结构的抗震能力， 减少地震损失。 3.抗震设计与结构安全：抗震设计是保障结构安全的重要手段 ，必须得到充分重视。 ---
抗震结构设计实例
▪ 剪力墙结构
1.剪力墙结构应提供足够的抗剪承载力和变形能力，减小地震 损伤。2.合理设计剪力墙的厚度和配筋，提高结构的抗震性能 。3.考虑剪力墙与框架的协同工作，确保结构的整体稳定性。
▪ 连接节点设计
1.连接节点应具有足够的强度和刚度，保证结构的整体稳定性 。2.考虑节点的延性和耗能能力，减小地震作用下的结构损伤 。3.合理设计节点的细节构造，防止节点过早破坏。
钢结构抗震优化方法
▪ 钢结构抗震体系与构造措施
1.合理的结构体系：选择合适的结构体系，如框架-剪力墙结构 、框-排架结构等，以提高抗震性能。 2.构造措施：加强节点连接、增加支撑体系等构造措施，提高 结构的整体稳定性。
《钢结构设计规范》2017最新版 对抗震更高要求
《钢结构设计规范》2017最新版— -对抗震更高要求【导读】目前市面上通用最基础的钢结构设计规范是GB50017-2003，随着科技的进步，各种计算软件的更新及近年来频发的自然灾害,尤其是自汶川地震以来，对建筑防灾减灾,尤其是抗震有更高的要求，基于重重原因，新版《钢结构设计规范》的修订出台是设计师一直很期待的。
12017最新版《钢结构设计规范》主要修订内容如下：01 术语和符号(第2章）删除了原规范中关于强度的术语，增加了本次规范新增内容的术语。
02 基本设计规定(第3章）增加了“结构体系”和“截面板件宽厚比等级”；“材料选用"及“设计指标”内容移入新章节“材料(第4章）”；关于结构计算内容移入新章节“结构分析及稳定性设计（第5章)”;“构造要求（原第8章）”中制作、运输及安装的原则性规定并入本章.03 受弯构件的计算（原第4章）改为“受弯构件(第6章)”,增加了腹板开孔的内容，“构造要求”中与梁设计相关的内容移入本章.04 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算(原第5章)改为“轴心受力构件（第7章）”及“拉弯、压弯构件（第8章）”两章，“构造要求（原第8章）”中与柱设计相关的内容移入第7章.05 疲劳计算（原第6章）改为“疲劳计算及防脆断设计（第16章）”增加了简便快速验算疲劳强度的方法，“构造要求（原第8章）”中“提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求”移入本章，并增加了抗脆断设计的补充规定。
06 连接计算（原第7章）改为“连接（第11章）”及“节点(第12章)”两章,“构造要求（原第8章）”中有关焊接及螺栓连接的内容并入11章、柱脚内容并入12章。
07 构造要求（原第8章）条文根据其内容，分别并入相关各章。
08 塑性设计(原第9章）改为“塑性及弯矩调幅设计（第10章）"，改变了塑性设计思路,采用内力重分配的思路进行设计.09 钢管结构（原第10章）改为“钢管连接节点（第13章）”，丰富了计算的节点连接型式，另外，增加了节点刚度判定的内容。
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2910 103 6 一层柱： W pc ( f yc N / Ac ) 2356000 (345 ) 10 22400 (325) 507 kN m (460)
Wpb f yb 1588820 235 373kN m
2742 103 二层柱： W pc ( f yc N / Ac ) 2356000 (345 ) 10 6 22400 (325) 524kN m (477)
tw (hb hc ) / 90
稳定 强度
( M b1 M b 2 ) / Vp (4 / 3) f v / RE
式中： hb1、hc1 分别为梁翼缘厚度中点间的距离和柱翼缘
(或钢管直径线上管壁)厚度中点间的距离； tw 柱在节点域的腹板厚度， 当为箱型截面时为单块腹板厚度；
21
( M b1 M b 2 ) Vp
6 307.27 2 10
4 fv 126.19MPa 4869720 3 RE
4 (180 ) 320 MPa 0.75 3
（满足）
方案2：节点处梁截面H350x250x10x16，柱截面由□300x20
M pb1 WP f y 1588820 235 106 373.37 KN m
Vp --节点域的体积；
箱形截面柱: 圆管截面柱:
Vp 1.8hb1hc1t w Vp ( / 2)hb1hc1t w
折减系数；三、四级取0.6，一、二级取0.7；
f yv -- 钢材的屈服抗剪强度，取钢材屈服强度的0.58倍；
9
8.2.5 钢框架节点处的抗震承载力验算，应符合下列规定： 3 工字形截面柱和箱形截面柱节点域应按下列公式验算：
tw 30mm 7.2mm
M b1 Wx f 1429142 215 106 307.27 KN m
M b 2 Wx f 1429142 215 106 307.27 KN m VP 1.8 (350 16) (300 30) 30 4869720mm3
M pb 2 WP f y 1588820 235 106 373.37 KN m
VP 1.8 (350 16) (300 20) 20 3366720mm3
f yv 0.58 f y 0.58 345 200MPa
( M pb1 M pb 2 )
90
90
tw 20mm 7.2mm
M b1 Wx f 1429142 215 106 307.27 KN m M b 2 Wx f 1429142 215 106 307.27 KN m
( M b1 M b 2 ) Vp
6 307.27 2 10
4869720
107.34MPa 4 f yv 4 200.1 266.8MPa 3 3
（满足）
方案1：节点处梁截面H350x250x10x16，柱截面由□300x30
稳定
tw (hb hc ) / 90
(hb hc ) 90 (300 350) 90 7.2mm
1）“强柱弱梁”验算：
等截面梁： W pc ( f yc N Ac ) W pb f yc 端部翼缘变截面梁：
(8.2.5 1)
W
式中：
pc
( f yc N Ac ) (W pb1 f yb V pb S )
(8.2.5 2)
W pc ,W pb
---计算平面内汇交于节点的柱、梁的塑性截面模量
W pb1 ---梁塑性铰所在截面的梁塑性截面模量 N ---按多遇地震组合作用计算出的柱轴向压力设计值 ---强柱系数（一级1.15，二级1.10，三级1.05） V pb ---梁塑性铰剪力 S ---塑性铰至柱面距离，塑性铰可取梁端部变截面翼缘最小处
算例：强柱弱梁验算
W
pc
( f yc N / Ac ) W pb f yb
步骤8：节点设计和抗震验算（4.3.2 梁-柱连接节点）
(1)抗震框架节点承载力验算 “强柱弱梁” “节点更强” (2)连接焊缝和螺栓的承载力验算
(3)梁-柱节点域承载力验算
(1)抗震框架节点承载力验算
1）“强柱弱梁”验算： 当符合以下条件之一，可不进行“强柱弱梁”验算： a) 柱所在层的受剪承载力比相邻上一层的受剪承载力高出 25%； b) 柱轴压比不超过0.4或2倍地震力作用下的稳定性仍能得到 保证； c) 与支撑斜杆相连的节点 。
梁（Q235）： H 350 250 10 16 柱（Q345）：□300x20 最大组合柱轴向压力：
N 2742kN （二层）
抗震等级：二级
N 2910kN （一层）
W pb 1588820mm3 Wpc 2356000mm3
Ac 22400mm2
N 2910 103 0.44 0.4 轴压比： Ac f 22400 295
pb
调整后，虽然不满足上式要求，但是轴压比小于0.4，可以 不必满足上式要求，即可满足强柱弱梁要求
7
（3）梁-柱节点域承载力验算
为保证大震作用下，使梁柱 连接的节点域不致失稳，以 利于耗能，应在柱与梁连接 处的柱中设置与梁上下翼位 置对应的加劲肋。 由上下加劲肋和柱翼缘所包 围的柱腹板称为节点域。
Wpb f yb 1185960 235 288kN m
1185 103 二层柱：W pc ( f yc N / Ac ) 1262000 (345 ) 10 6 11600 306kN m
W ( f W
pc
yc
N / Ac ) 290 306 596kN m f yb 1.1 288 2 613kN m
4 fv 182.53MPa 3366720 3 RE
4 (180 ) 320 MPa 0.75 3
（满足）
15
16
17
18
19
20
作业： 1、验算强柱弱梁、节点域抗剪强度。
某钢框架梁柱节点， 梁截面为HN500x200x10x16， 柱 截 面 HW350x350x20x30 ， 梁Q235B钢，柱Q345B钢， 框架抗震等级为三级。 柱子按多遇地震作用组合得 出最大轴向压力： 下柱 5000kN ，上柱 4500kN 。
W pb 1185960mm3
W pc 1262000mm3
Ac 11600mm2
最大组合柱轴向压力：
N 1185kN （二层）
N 1333kN （一层）
3 N 1333 10 轴压比： 0.371 0.4 Ac f 11600 310
6
一层柱：
1333 103 6 W pc ( f yc N / Ac ) 1262000 (345 ) 10 11600 290kN m
节点域的屈服承载力应符合下列要求： (建筑抗震设计规范GB50011-2010条文）
（8.2.5）
( M pb1 M pb 2 ) / Vp (4 / 3) f yv
强度Leabharlann M pb1、M pb 2 --分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力；
工字形截面柱: Vp hb1hc1t w
M b1、M b2 分别为节点域两侧梁的弯矩设计值；
RE 节点域承载力抗震调整系数，取0.75。
算例：节点域验算
( M pb1 M pb 2 ) / Vp (4 / 3) f yv
方案1：节点处梁截面H350x250x10x16，柱截面由□300x30，二级 强度
M pb1 WP f y 1588820 235 106 373.37 KN m M pb 2 WP f y 1588820 235 106 373.37 KN m
箱形截面柱: Vp 1.8hb1hc1t w
VP 1.8 (350 16) (300 30) 30 4869720mm3
f yv 0.58 f y 0.58 345 200MPa
( M pb1 M pb 2 )
Vp
6 0.7 (373.37 373.37) 10
Vp
6 0.7 (373.37 373.37) 10
3366720
155.26MPa 4 f yv 4 200.1 266.8MPa 3 3
（满足）
方案2：节点处梁截面H350x250x10x16，柱截面由□300x20
(hb hc ) (300 350) 7.2mm
W ( f W
pc
yc
N / Ac ) 507 524 1031kN m (937) f yb 1.1 373 2 820.6kN m
增大柱截面
5
pb
（满足）
若不满足？
梁截面由H350x250x10x16调整为H300x250x10x14 柱截面由□300x20调整为□300x10