钢结构房屋抗震设计..
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ay
（2）超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应符 合表8.5的要求。 表中数值适用于Q235钢，梁柱杆件采用其他 牌号钢材时，应乘以 235 f
ay
在框架结构中，一般希望梁端发展塑性、 形成塑性铰。 因为在多高层框架体系中，若形成如
左图所示的梁 破坏机制，结 构耗散的能量 显然远远大于 右图所示的柱 端塑性铰破坏 机制。
后者仅在结构的某一薄弱层中实现能 量耗散。 由于柱子是支承重力荷载使结构免于 倒塌的最重要的构件。因此框架结构中梁 的抵抗机制就是结构的第一道抗震防线。 在框架中心支撑结构中，因为支撑刚 度大于柱子的侧向刚度，遭遇地震时，首 先承受较大的水平剪力，支撑失稳后，才 有较大的水平力转移到钢柱上，所以支撑 就是框架－中心支撑结构的第一道抗震防 线。
显然杆件或结构的延性系数越大， 则在超出弹性范围后，可以利用的承 载潜力就越大。
对大多数钢结构房屋建筑来说，结 构抗震设计的重要任务，是要求在多遇地 震时，结构（包括其主要承重杆件）能保 持在弹性范围内或基本保持在弹性范围；
在遭遇设计预期的罕遇地震时，结 构整体的受力不超过其极限承载力，从而 保持结构的稳定。
3．设置防震缝的规定 钢结构房屋宜避免采用不规则建筑结构 方案，不设防震缝。需要设防震缝时，参 照对应的钢筋混凝土框架结构、框架－抗 震墙结构，将抗震缝宽度放大1.5倍。
4．结构体系的选用和布置 钢结构布置时，要考虑多道防线问题 ，即对于罕遇地震下允许开展塑性和局部 损伤的结构，应考虑在大地震造成结构损 伤之后，结构仍能维持系统的整体稳定性 、支承其上的重力荷载而不倒塌。
钢结构房屋震害
在过去发生的大地震中，观察到的钢 结构房屋控害现象大体可以分为： 杆件破坏 节点破坏
结构整体破坏
非结构构件破坏
1. 钢结构杆件破坏 这是采用 张紧圆钢的屋 面交叉水平支 撑，在反复拉 压作用下，支 撑发生了失稳， 图中可以观察 到杆件的弯曲。
这 是 1995 年日本兵库县南 部大地震中在高 层钢结构住宅中 发生的破坏：梁、 柱、支撑的节点 近旁，箱形截面 柱 子断 裂 ， H 形 支撑的端部则发 生局部失稳。
钢结构 房屋抗震设计
概述
本章所介绍的钢结构房屋，仅指结构 体系的主要承重构件都是钢结构构件的房 屋，或称全钢结构房屋。
由于钢材韧性好、强度与重量比高，一 般来说，钢结构房屋的抗震性能优于用其他 传统建筑材料建造的房屋。 但是如果钢结构房屋在结构设计、材料 选用、施工制作和维护上出现问题，在地震 中同样会造成破坏。
注：表中房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度。 平面和竖向不规则或建造于IV类场地的钢结构房屋，适用 的最大高度应适当降低。
2. 钢结构民用建筑最大高宽比的限制 因建筑可能承受各方向的水平地震作 用，故高宽比指房屋总高度与平面较小宽 度之比。 房屋高宽比过大，则结构体系较柔， 在地震作用下的侧移较大。 《抗震规范》规定钢结构民用建筑最大 高宽比不宜超过表8.2的数值。
钢结构体系的塑性性能
一个超静定的框架结构若承受单向作 用的水平分布荷载 Fi ，即使若干梁已经达 到其承载上限，只要结构整体还有足够多 的赘余度，结构整体还能稳定承载（图 8.4）。 框架结构的延性系数可以和杆件的延 性系数一样的方法来定义：应极限承载力 的侧向位移和弹性侧向位移限值之比称为 钢梁的延性系数，建筑钢结构中杆件的延 性系数一般可达到2～5或者更大。 。
来自百度文库
3. 非结构构件破坏 钢结构本身因其有较大的承载能力和 变形能力，因此在大地震中并未发生破坏， 但连接在结构构件上的墙板、楼面板、屋 面板或者窗、门等非结构构件可能遭受破 坏。 非结构构件的破坏，原因之一是这些 构件本身强度不够，或者是其变形追随性 较差，也可能是由于连接失效所致。
如果房屋非常重要，不允许发生任何 破坏，可以使结构在预期的地震作用了保 持在性范围内。 但是对大多数的房屋结构的抗震设计 而言，因受到经济条件、使用条件等的限 制，这种要求未必合理。 充分利用钢结构构件及其体系良好的 塑性性能，使得房屋建筑在罕遇地震作用 下保持结构整体的稳定性，避免倒塌，在 现时条件下是可以接受的一种设计目标。
图中 可以 观察 到桁 架下 弦杆 的破 断。
2. 节点破坏 梁与 柱于 相连 的焊 缝发 生断 裂
柱子 加劲 肋板 在节 点处 的断 裂
圆管 绗架 节点 板弯 折屈 曲
钢结构整 体彻底坍塌的 实例较少。 图示结构 的层间变形， 是因为支撑结 构破坏后，框 架因产生塑性 铰而形成机构 造成的体系破 坏。
要达到这一目标，就需从体系布置、 杆件设计、节点构造等各方面予以全盘考 虑。
高层钢结构民用建筑的结构体系
适用于抗震设防地区的多高层钢结构 民用建筑的结构，有： 框架结构 框架－支撑结构 框架－抗震墙板结构 框筒结构 筒中筒结构 成束简结构 桁架筒结构 巨型结构。
钢结构体系抗震设计的布置要求
1．钢结构民用建筑最大高度的限制 不同类型的结构体系在不同设防烈度 的最大建筑高度应符合《抗震规范》的规 定
235 f ay
抗震设计对杆件的构造要求
1. 柱子长细比 框架柱的长细比应符合表 8.3 的规定。 表中数值适用于 Q235 钢，柱子采用其他牌 号钢材时，应乘以 235 f 。fay－钢材屈服强度
ay
2. 梁柱中板件宽厚比
（1）不超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应 符合表8.4的要求。 表中数值适用于Q235钢，梁柱杆件采用其他 牌号钢材时，应乘以 235 f
（2）超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应符 合表8.5的要求。 表中数值适用于Q235钢，梁柱杆件采用其他 牌号钢材时，应乘以 235 f
ay
在框架结构中，一般希望梁端发展塑性、 形成塑性铰。 因为在多高层框架体系中，若形成如
左图所示的梁 破坏机制，结 构耗散的能量 显然远远大于 右图所示的柱 端塑性铰破坏 机制。
后者仅在结构的某一薄弱层中实现能 量耗散。 由于柱子是支承重力荷载使结构免于 倒塌的最重要的构件。因此框架结构中梁 的抵抗机制就是结构的第一道抗震防线。 在框架中心支撑结构中，因为支撑刚 度大于柱子的侧向刚度，遭遇地震时，首 先承受较大的水平剪力，支撑失稳后，才 有较大的水平力转移到钢柱上，所以支撑 就是框架－中心支撑结构的第一道抗震防 线。
显然杆件或结构的延性系数越大， 则在超出弹性范围后，可以利用的承 载潜力就越大。
对大多数钢结构房屋建筑来说，结 构抗震设计的重要任务，是要求在多遇地 震时，结构（包括其主要承重杆件）能保 持在弹性范围内或基本保持在弹性范围；
在遭遇设计预期的罕遇地震时，结 构整体的受力不超过其极限承载力，从而 保持结构的稳定。
3．设置防震缝的规定 钢结构房屋宜避免采用不规则建筑结构 方案，不设防震缝。需要设防震缝时，参 照对应的钢筋混凝土框架结构、框架－抗 震墙结构，将抗震缝宽度放大1.5倍。
4．结构体系的选用和布置 钢结构布置时，要考虑多道防线问题 ，即对于罕遇地震下允许开展塑性和局部 损伤的结构，应考虑在大地震造成结构损 伤之后，结构仍能维持系统的整体稳定性 、支承其上的重力荷载而不倒塌。
钢结构房屋震害
在过去发生的大地震中，观察到的钢 结构房屋控害现象大体可以分为： 杆件破坏 节点破坏
结构整体破坏
非结构构件破坏
1. 钢结构杆件破坏 这是采用 张紧圆钢的屋 面交叉水平支 撑，在反复拉 压作用下，支 撑发生了失稳， 图中可以观察 到杆件的弯曲。
这 是 1995 年日本兵库县南 部大地震中在高 层钢结构住宅中 发生的破坏：梁、 柱、支撑的节点 近旁，箱形截面 柱 子断 裂 ， H 形 支撑的端部则发 生局部失稳。
钢结构 房屋抗震设计
概述
本章所介绍的钢结构房屋，仅指结构 体系的主要承重构件都是钢结构构件的房 屋，或称全钢结构房屋。
由于钢材韧性好、强度与重量比高，一 般来说，钢结构房屋的抗震性能优于用其他 传统建筑材料建造的房屋。 但是如果钢结构房屋在结构设计、材料 选用、施工制作和维护上出现问题，在地震 中同样会造成破坏。
注：表中房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度。 平面和竖向不规则或建造于IV类场地的钢结构房屋，适用 的最大高度应适当降低。
2. 钢结构民用建筑最大高宽比的限制 因建筑可能承受各方向的水平地震作 用，故高宽比指房屋总高度与平面较小宽 度之比。 房屋高宽比过大，则结构体系较柔， 在地震作用下的侧移较大。 《抗震规范》规定钢结构民用建筑最大 高宽比不宜超过表8.2的数值。
钢结构体系的塑性性能
一个超静定的框架结构若承受单向作 用的水平分布荷载 Fi ，即使若干梁已经达 到其承载上限，只要结构整体还有足够多 的赘余度，结构整体还能稳定承载（图 8.4）。 框架结构的延性系数可以和杆件的延 性系数一样的方法来定义：应极限承载力 的侧向位移和弹性侧向位移限值之比称为 钢梁的延性系数，建筑钢结构中杆件的延 性系数一般可达到2～5或者更大。 。
来自百度文库
3. 非结构构件破坏 钢结构本身因其有较大的承载能力和 变形能力，因此在大地震中并未发生破坏， 但连接在结构构件上的墙板、楼面板、屋 面板或者窗、门等非结构构件可能遭受破 坏。 非结构构件的破坏，原因之一是这些 构件本身强度不够，或者是其变形追随性 较差，也可能是由于连接失效所致。
如果房屋非常重要，不允许发生任何 破坏，可以使结构在预期的地震作用了保 持在性范围内。 但是对大多数的房屋结构的抗震设计 而言，因受到经济条件、使用条件等的限 制，这种要求未必合理。 充分利用钢结构构件及其体系良好的 塑性性能，使得房屋建筑在罕遇地震作用 下保持结构整体的稳定性，避免倒塌，在 现时条件下是可以接受的一种设计目标。
图中 可以 观察 到桁 架下 弦杆 的破 断。
2. 节点破坏 梁与 柱于 相连 的焊 缝发 生断 裂
柱子 加劲 肋板 在节 点处 的断 裂
圆管 绗架 节点 板弯 折屈 曲
钢结构整 体彻底坍塌的 实例较少。 图示结构 的层间变形， 是因为支撑结 构破坏后，框 架因产生塑性 铰而形成机构 造成的体系破 坏。
要达到这一目标，就需从体系布置、 杆件设计、节点构造等各方面予以全盘考 虑。
高层钢结构民用建筑的结构体系
适用于抗震设防地区的多高层钢结构 民用建筑的结构，有： 框架结构 框架－支撑结构 框架－抗震墙板结构 框筒结构 筒中筒结构 成束简结构 桁架筒结构 巨型结构。
钢结构体系抗震设计的布置要求
1．钢结构民用建筑最大高度的限制 不同类型的结构体系在不同设防烈度 的最大建筑高度应符合《抗震规范》的规 定
235 f ay
抗震设计对杆件的构造要求
1. 柱子长细比 框架柱的长细比应符合表 8.3 的规定。 表中数值适用于 Q235 钢，柱子采用其他牌 号钢材时，应乘以 235 f 。fay－钢材屈服强度
ay
2. 梁柱中板件宽厚比
（1）不超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应 符合表8.4的要求。 表中数值适用于Q235钢，梁柱杆件采用其他 牌号钢材时，应乘以 235 f