高层及多层钢结构房屋的抗震设计
结构抗震第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋
缺点是侧向刚度较小，地震时会产生较大的水 平变形，易引起非结构构件的破坏，有时甚至造2 成 主体结构的破坏。
抗震墙
框架-抗震墙 框架房屋
3
纯框架结构用于１２层４０m以下的建筑。 （２）钢筋混凝土框架——剪力墙结构:是剪力墙和 框架共同工作的结构体系。为克服框架体系和剪力墙体系 各自的缺点，发挥其长处，在框架结构中设置一定数量的 剪力墙，便形成框架——剪力墙结构体系。
3.选择结构体系，还要注意经济指标。多高层房屋一般 用钢量大，造价高，因而要尽量选择轻质高强和多功能的 建筑材料，减轻自重，降低造价。
25
二、结构布置
1.柱网布置及规则建筑
柱网布置要简单规整，刚度分布均匀，使房屋结构具有
良好的抗震性能。常见的柱网形式有方格式和内廊式。 （1）在平面布置方面，尽可能满足局部突出的尺寸不
（6）楼梯间、电梯间不宜设置在结构单元的两端及拐
角处，因为单元角部扭转应力较大，受力复杂，容易造成
破坏。
32
§5.4 框架结构的抗震计算
它的优点是平面布置灵活，自重较剪力墙结构轻，而 刚度又较框架结构大，因而能较为有效地控制结构在地震 时产生的地震作用和变形。
另外，框架结构为剪切变形，结构上部层间变形小， 下部层间变形大；而剪力墙结构为弯曲型变形，结构上部
4
层间变形大，下部层间变形小，而当框架和剪力墙两种结
结构共同工作时，相互之间有所协调，结果是框架下部层 间变形和剪力墙上部层间变形减小，因而使结构的变形均 匀合理。
（2）为减小地震作用，应尽量减轻结构自重并降低重 心位置，可将设备层或大型设备布置在建筑物的地下室、 底层或下部几层。
第六章多层和高层钢结构房屋的抗震设计
2.竖向布置
抗震设防的高层建筑钢结构，宜采用 竖向规则的结构。在竖向布置上具有下 列情况之一者，为竖向不规则结构：
(1)楼层刚度小于其相邻上层刚度的 70%，且连续三层总的刚度降低超过50%。
(2)相邻楼层质量之比超过1.5(建筑 为轻屋盖时，顶层除外)。
(3)立面收进尺寸的比例为L1/L＜ 0.75（右图）。
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②结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向 的长度，超过该方向建筑总尺寸的25%；
③楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层总 面积的50%；
④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的 两个互相垂直的主轴。
属于上述情况第①、④项者应计算结构扭转的影响， 属于第③项者应采用相应的计算模型，属于第②项者应 采用相应的构造措施。
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带有偏心支撑的框架-支撑结构，具备中心支撑体系侧向 刚度大、具有多道抗震防线的优点，还适当减少了支撑构件的 轴向力，进而减小了支撑失稳的可能性。
由于支撑点位置偏离框架接点，便于在横梁内设计用于 消耗地震能量的消能梁段。强震发生时，消能梁段率先屈服， 消耗大量地震能量，保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后，形成了 新的抗震防线，使得结构整体抗震性能，特别是结构延性大大 加强。
3.水平地震作用计算
高层建筑钢结构采用底部剪力法时，可按下式计算顶 部附加地震作用系数：
1.框架体系
2.框架-支撑体系 框架-支撑体系是在框架体系中沿结构的纵、横两个方
向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。 (1)中心支撑
中心支撑是指斜杆与横梁及柱汇交于一点，或两根斜 杆与横杆汇交于一点，也可与柱子汇交于一点，但汇交时 均无偏心距。
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多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震设计
五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏
主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯 曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土 首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。 延性破坏和脆性破坏两者的变形性能差别很大，与其 相关的因素有：抗剪和抗弯承载力之比、剪跨比、剪压比、 轴压比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和钢筋材料、 钢筋连接和锚固方式等。 规范中许多规定都属于这方面的要求。
六、防震缝与抗撞墙 1、防震缝 高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。
当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和 刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时， 应考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：
（1）钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度不超过 15m时可采用70mm，超过15m时，6、7、8、9度相应每增加 高度5m、4m、3m、2m，宜加宽20mm。 （2）框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度 可采用框架规定数值的50%，且不宜小于 70mm。 框架 （3）防震缝两侧结构类型不 同时，按不利体系考虑， 并按低的房屋高度计算 缝宽。
在基本烈度地震作用时,结构在弹塑性范围工作; 在罕遇烈度地震作用时,结构亦在弹塑性范围工作;
程度不同
三、钢筋混凝土结构的概念设计 1.设置多道抗震防线； 2.合理控制结构的弹塑区部位；
1）结构有较好的塑性内力重分布能力； 2）结构有较宽的约束屈服范围及极限变形； 3）局部破坏不致导致整个结构失效及具有易于修复 的可能性。
2、柱底
与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害 相对柱顶较轻。
关于多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计
关于多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计摘要：作为房屋主要的结构型式，多层和高层钢筋混凝土房屋被广泛运用到办公楼、写字楼以及广大的住宅房屋中。
本文主要论述多层和高层钢筋混凝土房屋主要震害和抗震设计两方面，为中国高层房屋的抗震工作献计献策。
关键词：多层和高层钢筋混凝土震害抗震设计地震作为人类繁衍生息过程中遇到的一种十分可怕的自然灾害，一直引起众多学者专家的研究。
中国是个地震灾害频发的国家之一，如何应对地震对于多层和高层钢筋混凝土房屋的破坏是摆在人们面前的一大难题。
强烈的地震往往给社会经济发展和人类的生存安全带来巨大破坏，它的特点是猝不及防的突发性和十分严重的破坏力。
随着我国的经济建设一步步深入发展，人们的生活水平不断提高，安全意识也逐渐增强，钢筋混凝土房屋仍然作为主要房屋结构型式而存在。
为了降低或避免地震带来的人身伤亡和巨大的经济损失，我们就需要对钢筋混凝土房屋的抗震设计进行充分而持久的研究，提高应对地震灾害的能力。
一、多层和高层钢筋混凝土房屋的震害1、场地土卓越周期导致的震害。
场地的周期特性往往对建筑震害的程度起着不可估量的作用。
比如1970年3月28日土耳其发生的其格迪兹地震，当时有一个工厂的一栋现代化钢筋混凝土结构的建筑偏偏发生了奇怪的崩塌现象。
而建立在同一工厂内的相近房屋，无论是具有较短周期（t=0．25s)的房屋还是具有较长周期(t=0．25s)的房屋都没有发生倒塌事故。
后来人们经过分析场地记录，余震加速度，最终发现在周期t=1．2s处会出现明显的反应。
那栋倒塌的房屋的基本周期就是t=1．25s，这和研究所得的数字十分接近。
后来经过了后续的理论分析和研究，证明那栋房子符合安全规定，同时属于合格建筑。
倒塌的原因就是场地土和结果周期出现了明显一致，从而产生了剧烈的共振现象。
2、抗震墙产生的震害。
在地震的强烈影响下，抗震墙的震害主要分两部分。
第一是墙肢之间连梁的剪切往往出现变形破坏的现象，第二是在底部楼层的水平施工缝处，水平错动现象容易发生。
钢结构房屋抗震设计规定
目录（三）
8．主要构造规定 8.1 构件长细比和板件宽厚比 8.2 节点设计 8.2.1 美、日大震后框架梁－柱连接节 点设计的改进
中国建筑标准设计研究所
(1)震害情况 (2)对节点破坏原因的分析 (3)两国的构造差异 (4)美、日的改进措施 (5)我国采取的对策 8.2.2 梁-柱连接的弹性阶段抗震设计 8.2.3 拼接计算 8.2.4 中心支撑的节点设计
一、多层和高层钢结构房屋－4
5.结构布置的一般规定
与《高钢规程》相比，主要有以下变更：
1. 关于楼板，8.1.7条规定了超过12层的钢结构房屋， 宜采用压型钢板组合楼板和现浇或整体式钢筋混 凝土楼板，并与钢梁有可靠连接；必要时可设置 水平支撑。不超过12层的钢结构房屋，除上述形 式外，尚可采用装配整体式钢筋混凝土楼板、装 配式楼板或其它轻型楼盖，但强调了应将楼板预 埋件与钢梁焊接，或采取其它保证楼盖整体性的 措施。
一、多层和高层钢结构房屋－6
6.3 弹塑性位移增大系数
对钢框架和框架-支撑结构弹塑性位移增大
系数,在大量算例的基础上编制成表,对10～ 中
目录（四）
二、多层钢结构厂房 1.一般规定 2.计算要点 3.构造措施
中国建筑标准设计研究所
三、单层钢结构厂房 1.一般规定 2.计算要点 3.构造措施
一、多层和高层钢结构房屋－1
1、前言 我国《钢结构设计规范》GBJ17不含抗震内容。
因此，地震区的房屋钢结构设计，除应符合钢结 构设计规范外，还应符合抗震规范的有关规定。 今后，凡是《高钢规程》中与抗震规范不一致之 处，应按抗震规范的规定执行，且不应比其低。 但抗震规范中未列入而《高钢规程》中已列入的 ，在该规程修订前仍可执行。
中国建筑标准设计研究所
多层和高层钢结构节点抗震设计
了如 下规 定 ：
ｔ 柱 节点域 的腹板厚度 。 另外 ， 在钢结 构构件连接设计中 ， 范 规
还 作 了如下 规 定 ： 梁 与柱连接的极限受弯 ， 受剪承载 力， 应 符 合下 列 要求 ： Ｍ １２ ＭＰ （ ．． １ ≥ ． ８２８ ） Ｖ ≥ １ ３ ２ Ｍ ｌ ） Ｖ． ０ ５ ． （ ／ｎ且 ． ≥ ．８
羹 羹 一
中 期 。 国。 ｃ旺 。 科 ＨＡ． ・ 技年 ｍ 信第 Ｎ Ｔ 息 Ａ 。。 刚
维普资讯
多层和 高层钢结构节 点抗 震设 计
傅恒 沈阳铝镁设计研 究院 １ ０ ０ ０ １
２５ ） ． ３
本 文 作 者 通 过 多年 的钢 结 构设 计 经验 ， 结 合 及 新 的 《 筑 抗 震 设 计 规 范》 对 钢 结 构 节 点 抗 建 震 设 计 提 出 了 几 种 比 较 实 用 的 节 点 设 计 方
法 。
箱 形截 面柱 Ｖ ＝１８ ｈ ｈｌ ｔ （． ． ｌ＿ｗ ８
２５ ） ． ４
ｉ在弹性阶段 ， ． 梁柱连接处的抗弯能力 必须大于框架梁的抗弯能力 ， 并使二者之比 ≥Ｋ（ Ｋ为连接承载力抗震调整系数 与框架 梁 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 之 比 ） 防 止 受 大 。 震作用时因梁柱连接处可能存在的某些缺 陷 导致框架横梁在尚未 出现塑性铰之前 ， 节 点连 接就过 早地发 生脆性破 坏 。 ２ 在满足基本原则 １ ， ． 后 在弹塑性阶段 ， 塑性铰必然将离开柱面 向外移 ， 为此在弹性 设计阶段就应预测并人为控制 塑性铰的位 置， 使该位置梁截面最外纤维的最大弯曲应 力高于梁柱连接处焊缝 的最大弯曲应力， 以 便在大震时促使框架梁在可能出现 塑性铰 的部位 ， 其翼缘在高应 力下首先屈服 ， 产生塑 性变形 ， 形成塑性铰 ， 以达到耗散地震能量的
多层和高层钢结构抗震规范
6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。
平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。
注：本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。
注： 1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构；4 乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度；5 超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。
6.1.2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑抗震等级应按表6.1.2确定。
6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1框架-抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。
2裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。
裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。
3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。
4 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级；其中，8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时，应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。
注：1建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；2接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；3 部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
一
度 ， 证 了建 筑构 造 的整 体 性 ， 性 的增 加也 就 提 高 了变 形 能 保 延 力 ， 样 可 以 减少 地震 的破 坏 性 ， 高 了 建筑 的抗 震 能力 。 这 提
在 结 构 布 置 上 ， 扩 大 了 的 柱端 抗 弯 承 载 力 进 行 设 计 ， 按 理 论 上可 将 柱 屈 服 的可 能 性 减 少 ， 证 “ 柱 弱 梁 ” 设 计 原 则 。 保 强 的
要求 。
高 的砌 体 填 充墙 紧 密嵌 砌 时 ， 项 剪 切 破 坏 严 重 ， 坏 部 位 还 柱 破
可 能 转 移 至 窗 洞上 下处 ， 至 出现 短 柱 的剪 切 破 坏 。 甚
３砌 体 填 充墙 ．
② 限制 约 束 配 筋 和 配 筋 形 式 。加 密 塑性 铰 区 内 的 ห้องสมุดไป่ตู้ 筋 间
① 限制 轴 压 比与 纵 筋 最 大 配 筋 率 合 理 的受 力 过 程 可 明 显
提 高构 件 延 性 ，为 实 现 受 拉 钢 筋 的屈 服 先 与受 压 区 混 凝 土 压
剪 切 破 坏 外 ， 般 是 柱 端 发 生 弯 曲破 坏 ， 者 发 生 水 平 或 斜 向 一 轻 断 裂 ； 者 混 凝 土 压 酥 ， 筋 外 露 、 屈 和箍 筋 崩 脱 。 节 点核 重 主 压 当
从 用 楼 层 水 平 地震 剪力 与层 间 位 移 关 系 来 描 述 楼 层 破 坏 的全 过 程 可 反 映 出 ， 抗 震 设 防 的 第 二 、 水 准 时 ， 架 结 构 在 三 框 构 件 已进 入 弹 塑性 阶段 ，构 件 在 保 持 一 定 承 载 力 条 件 下 主要
是 困难 的 ， 时为 实 现 “ 剪 弱 弯 ” 同 强 的要 求 ， 证 塑 性 铰 区 域 的 保
钢结构房屋抗震设计规定
第十三讲钢结构房屋抗震设计规定蔡益燕一、多层和高层钢结构房屋1．前言我国89年版抗震规范，除单层钢结构厂房外，没有其它钢结构内容。
我国过去钢材产量有限，钢结构在工程中应用很少。
随着钢材产量的增加，国家要求积极发展钢结构，新规范除保留单层钢结构房屋外，还增加了第八章“多层与高层钢结构房屋”，使钢结构抗震设计的内容大大充实，以适应钢结构发展的需要。
我国《钢结构设计规范》GBJ17不包含抗震内容。
因此，地震区的房屋钢结构设计，除应符合钢结构设计规范外，还应符合抗震规范的有关规定。
与行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》（以下简称《高钢规程》）相比，新的抗震规范第八章对高层钢结构的设计与施工作出了不少新规定。
今后，凡是《高钢规程》中与抗震规范不一致之处，应按抗震规范的规定执行，且不应比其低。
但抗震规范中未列入而《高钢规程》中已列入的，在该规程修订前仍可执行。
本章在适用的高层钢结构体系中未列入钢框架－混凝土剪力墙（核心筒），是考虑到对这种体系的性能尚未进行系统研究。
1994年的美国北岭(Northridge)地震和1995年的日本阪神地震是两次震害特别严重的地震，尤其是钢结构焊接刚架连接的破坏十分严重。
美国该地区的钢框架房屋破坏达100多幢，日本破坏的也不少，震后两国都进行了大量研究，对破坏原因进行了分析，采取了相应措施，制订了新标准。
由于美、日是钢结构应用最多的国家，它们的新标准引起了各国钢结构设计、施工和研究人员的关注，在这次我国抗震规范修订中也有若干反映。
本介绍对于行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》中已有规定而这次变更不大的内容只作一般介绍，着重说明这次修订中的新内容。
多层工业建筑钢结构的抗震设计另有规定，列入本章附录，这里不拟作介绍。
2．材料对抗震钢结构钢材的基本要求, 是参考AISC钢结构房屋抗震规定提出的。
这些要求是:⑴强屈比大于1.2; ⑵有明显的屈服台阶;⑶伸长率大于20%(标距50mm); ⑷有良好可焊性。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计框架结构部分
(略）
25
作业：假定框架构造旳办公楼全部柱截面尺寸均为 500×500mm,不考虑梁刚度对柱刚度旳影响。
1）计算1个柱（1层）旳抗侧刚度，计算1榀（1层）框架 旳抗侧刚度，计算构造旳层间抗侧刚度。
2）用顶点位移法计算该建筑旳基本自振周期。 3）计算1榀框架上旳地震作用。 4）用反弯点法计算地震作用下框架构造旳内力。
26
§5.4 钢筋混凝土框架构造构件设计 （一）、框架梁抗震设计 1、设计要求及计算要点： ⑴梁形成塑性铰后仍有足够旳受剪承载力(强剪弱弯） ——设计剪力旳取值。 ⑵梁筋屈服后，塑性铰区段应有很好旳延性和耗能能力 ——延性设计问题。 ⑶处理好梁筋旳锚固问题（强锚固）。 2、框架梁受剪承载力验算 ⑴ 梁剪力设计值
9
（1)反弯点法 反弯点法合用条件：层数较少，梁柱线刚度比不小于3
时。反弯点位置：上部 0.5H ， 底层 0.7H
10
内力计算环节： 层间剪力分配到柱——计算柱弯矩 ——根据节点平衡计算梁弯矩。
怎样分配？
11
(2)、D值法（改善反弯点法） 考虑上下梁刚度旳影响，对反弯点位置加以修正。 计算环节如下：
Vc
1
RE
(0.2c
fcbh0 )
41
短柱
Vc
1
RE
(0.15
fcb
h0 )
⑶ 柱斜截面受剪承载力
Vc
1
RE
( 1.05
1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.056N )
H n 2h0
1时取1 3时取3
N 0.3 fcbh 时取N 0.3 fcbh
RE 0.85
42
4、 加强柱端约束（构造设计）
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计钢筋混凝土结构在抗震设计中具有很好的性能，尤其是多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震设计更为重要。
下面将从建筑结构系统、地震力分析、抗震构造措施和抗震设计要点等方面进行详细讨论。
多层及高层钢筋混凝土房屋通常采用框架结构或剪力墙结构。
框架结构由柱、梁和楼板组成，主要承受垂直荷载和水平地震力。
剪力墙结构通过加固和布置剪力墙来提高抗震性能。
需要根据具体的设计要求和地震烈度等级选择适当的结构类型。
地震力分析是抗震设计的基础。
常见的地震力分析方法有静力分析和动力分析。
静力分析方法简单直观，适用于低烈度地震区或抗震性能要求较低的建筑。
动力分析方法包括模态分析、响应谱分析等，适用于高烈度地震区或抗震性能要求较高的建筑。
地震力分析需要合理确定地震荷载、结构刚度和各种参数，确保分析结果准确可靠。
抗震构造措施是提高多层及高层钢筋混凝土房屋抗震能力的重要手段。
常见的抗震构造措施有增加构造刚度、提高节点抗震性能、增大剪力墙面积等。
通过合理布局构造件、采用适当的材料和施工工艺，可以有效提高房屋的耐震能力。
抗震设计要点主要包括抗震安全等级、结构设计哲学、设计参数、构造措施和施工质量要求等。
抗震安全等级根据建筑用途和地震烈度等级确定，对于多层及高层钢筋混凝土房屋通常采用1、2、3级抗震安全等级。
结构设计哲学需要遵循“强强耦合、抗震差传、抗震能分配”的原则。
设计参数需要根据地震活动特征和构筑物本身的特性合理选择。
构造措施包括加固节点、增加剪力墙抗震设防面积等。
施工质量要求需要严格控制，确保钢筋混凝土构件的质量满足设计要求。
综上所述，多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计需要综合考虑建筑结构系统、地震力分析、抗震构造措施和抗震设计要点等因素。
通过科学的设计和合理的施工，可以提高房屋的抗震能力，确保人员和财产的安全。
钢结构抗震设计讲解
Crack at the top of a column
No.42 Failure of welded part at the beam end
No.71 Local buckling of a single-column steel pier
Brittle failure of a column of a high-rise steel structure
No.40 Fracture of a welded column joint (6-story steel building)
No.43 Failure at a beam-column connection
4 基础锚固破坏 Failure of column base
5 构件破坏
日本神户地震
6.2.5地下室
多、高层钢结构设置地下室对于提高上部结构抗震 稳定性、提高结构抗倾覆能力、增加结构下部整体性、 减小结构沉降起有利作用。
地下室及其基础作为上部结构连续的锚连部分，应 具有可靠的埋置深度和足够的承载力及刚度。因此， 《建筑抗震设计规范》规定，对于超过12层的钢结构应 设置地下室,其基础埋置深度，当采用天然地基时不宜小 于房屋高度的1/15；当采用桩基时，桩承台埋深不宜小 于房屋总高度的1/20。
6.1 震害特征及原因
表6-1 1985年墨西哥城地震中钢结构和钢筋混凝土结构的破坏情况
建造年份
1957年以前 1957~1976
年 1976年以后
钢结构 倒塌 严重破坏
7
1
3
1
0
0
钢筋混凝土结构 倒塌 严重破坏
27
16
51
23
4
6
总体来说，在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较 钢筋混凝土结构房屋的震害要小。
多高层建筑钢结构抗震设计
为保证钢框架为强柱弱梁型，框架的任一梁柱节点处 需满足下列要求：
4. 框筒结构体系
（1）实际上是密柱框架结构
（2）框架结构的梁柱节点宜采用刚接 （3）由于梁跨小，刚度大，使周圈柱
近似构成一个整体受弯的薄壁筒体
（4）具有较大的抗侧刚度和承载力
因而框筒结构多用于高层建筑
各种钢结构体系建筑的适用高度
适用的钢结构房屋最大高度（m）
结构体系
设 6、7
防烈 8
框架
110
应计算结构扭转影响
4. 高层建筑钢结构不宜设置防震缝，但薄弱部位应注意采 取措施提高抗震能力。
如结构平面不规则，可设置防震缝，将平面不规则的结 构，分解为几个结构平面较规则的部分。
三、结构竖向布置
多高层钢结构的 竖向布置 应尽量满足下列要求：
1. 楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%，且连续三层总的刚度降低不超过50% 2. 相邻楼层质量之比不超过1.5
第六章 多高层建筑钢结构抗震设计
主要内容
6.1 多高层钢结构的主要震害特征 6.2 多高层钢结构的选型与结构布置 6.3 多高层钢结构的抗震概念设计 6.4 多高层钢结构的抗震计算要求 6.5 多高层钢结构抗震构造要求
§6.1 多高层钢结构的主要震害特征
钢结构特性：
强度高、延性好、重量轻、抗震性能好 总体来说，在同等场地、烈度条件下， 钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小
但钢支撑或混凝土芯筒（剪力墙）的延性较差
为发挥钢框架部分延性好的作用，承担起第二道结构抗震 防线的责任，要求钢框架的抗震承载力不能太小
框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数 达到不小于 min {结构底部总地震剪力的25％ ；框架部分地震剪 力最大值1.8倍}
6-3 多高层钢结构的抗震计算要求
6.3.1 计算模型 6.3.2 地震作用 6.3.3 计算有关要求
6.3.1 计 算 模 型
确定多高层钢结构抗震计算模型时，应注意：
1) 进行多高层钢结构地震作用下的内力与位 移分析时，一般可假定楼板在自身平面内为绝 对刚性。对整体性较差、开孔面积大、有较长 的外伸段的楼板，宜采用楼板平面内的实际刚 度进行计算。 2) 进行多高层钢结构多遇地震作用下的反应 分析时，可考虑现浇混凝土楼板与钢梁的共同 作用。在设计中应保证楼板与钢梁间有可靠的 连接措施。此时楼板可作为梁翼缘的一部分来 计算梁的弹性截面特性，楼板的有效宽度be按 下式计算(图6-15)：
N f / RE Abr
(6-10)
6．3．3计算有关要求
其中
式中
1 1 0.35n
n
fy E
N——多遇地震作用效应组合下支撑斜杆轴力设
计值； ψ——轴心受压构件稳定系数； Abr——支撑斜杆截面面积； f——支撑斜杆强度设计值； fy——屈服强度； λn——支撑斜杆长细比； E——弹性模量； γ RE——支撑承载力抗震调整系数，取0.80。
6.3.1 计 算 模 型
be=b0+b1+b2
式中 b0——钢梁上翼缘宽度；
(6-4)
b1 、b2——梁外侧和内侧的翼缘计算宽度， 各取梁跨度l的1/6和翼缘板厚度t的6倍中的较 小值。此外， b1高不应超过翼板实际外伸宽 度s1; b2不应超过相邻梁板托间净距的s0的1/2。 进行多高层钢结构罕遇地震反应分析时，考虑 到此时楼板与梁的连接可能遭到破坏，则不应 考虑楼板与梁的共同工作。
8度抗震区多层钢结构的抗震设计
8度抗震区多层钢结构的抗震设计摘要:以都江堰绿地土桥小学教学楼的结构抗震设计为例，运用结构抗震的概念设计原理，介绍多层钢结构在8度抗震设防地区的抗震设计和措施，总结了设计中常见问题的注意事项。
关键词:多层钢结构8度设防抗震概念设计结构体系设计细节1 绪论“5.12”汶川大地震给当地人民群众生命财产造成巨大损失。
从受灾情况看，震区建筑大多为砖混(凝土)建筑，楼板和屋面采用混凝土预制件则是地震中的最大杀手。
砖混结构房屋受压较好，但塑性和韧性很差。
地震时，房屋在地震波上下左右循环反复荷载作用下，立即发生整体垮塌，人员来不及逃生，这是这次地震伤亡惨重的最主要原因。
因此，在震区重建中，我们必须考虑建筑结构和材料问题。
2 都江堰市绿地土桥小学概况新建土桥小学位于都江堰市原土桥小学旧校址，在四川省都江堰市崇义镇土桥乡，该地块东西长约120m，南北宽约130m，用地面积约15950 ㎡，场地东侧靠近灌温路，交通方便。
规划小学12班，学生540人，新建校舍建筑面积约4433.5 ㎡，其中：三层（局部四层）综合教学楼3748 ㎡，食堂及生活辅房618㎡，警卫室36㎡，消防水泵房31.5㎡。
运动场包含200米环形塑胶跑道一座。
土桥小学教学楼是上海对口援建项目中唯一一座全钢结构建筑。
3 模型信息3.1建筑结构布置和选型3.1.1 建筑结构布置教学综合楼平面布置整体为U形，由抗震伸缩缝分为三个独立单体，教学楼（三层钢框架结构）、行政楼（四层砼框架结构）、试验楼（三层砼框架结构）。
本文所论述的对象是教学楼（三层钢框架结构），上部结构由抗震缝与相邻建筑脱开，形成独立结构体系，可单独进行上部结构计算，对抗震有利。
在”5.12”汶川大地震前，都江堰教学楼多数采用砖混结构和单框架结构，房屋外廊采用悬挑结构，地震中多有损坏。
为了提高结构安全等级，本设计采用钢结构三柱框架体系，即外廊外沿设柱，增加教学楼的安全储备，使其成为震不垮的避难之所。
8多层和高层钢结构房屋
8 多层和高层钢结构房屋8.1 一般规定8.1.1本章适用的钢结构民用房屋的结构类型和最大高度应符合表8.1.1的规定。
平面和竖向均不规则的钢结构，适用的最大高度宜适当降低。
注：1，钢支撑-混凝土框架和钢框架-混凝土筒体结构的抗震设计，应符合本规范附录G的规定；2，多层钢结构厂房的抗震设计，应符合本规范附录H第H.2节的规定。
2，超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施；3，表内的筒体不包括混凝土筒。
8.1.2本章适用的钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表8.1.2的规定。
8.1.3钢结构房屋应根据设防分类、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑的抗震等级应按表8.1.3确定。
震等级；2，一般情况，构件的抗震等级应与结构相同；当某个部位各构件的承载力均满足2倍地震作用组合下的内力要求时，7～9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定。
8.1.4钢结构房屋需要设置防震缝时，缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。
8.1.5一、二级的钢结构房屋，宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板、屈曲约束支撑等消能支撑或筒体。
采用框架结构时，甲、乙类建筑和高层的丙类建筑不应采用单跨框架，多层的丙类建筑不宜采用单跨框架。
注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、．四级”的简称。
8.1.6采用框架-支撑结构的钢结构房屋应符合下列规定：1，支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3。
2，三、四级且高度不大于50m的钢结构宜采用中心支撑，也可采用偏心支撑、屈曲约束支撑等消能支撑。
3，中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用K形支撑；支撑的轴线宜交汇于梁柱构件轴线的交点，偏离交点时的偏心距不应超过支撑杆件宽度，并应计入由此产生的附加弯矩。
当中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时，应同时设置不同倾斜方向的两组斜杆，且每组中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不应大于10%。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
目前抗震设计的研究成果大多停留在理论层面，实际工程应用较少，需
要加强实际工程应用方面的研究和实践。
对未来研究的建议与期望
加强基础理论研究
深入研究地震作用机制和建筑物破坏机理，为精细化抗震设计提供理论基础。
开发智能化设计工具
利用信息技术和人工智能技术，开发智能化抗震设计工具，提高设计效率和准确性。
加强实际工程应用研究
小震不坏 通过抗震设计和构造措施，使建筑物在中小地震 作用下能够保持完好，避免发生严重损坏。
3
中震可修 建筑物在中等地震作用下，允许部分结构构件出 现损坏，但经过修复后仍能继续使用。
抗震设计的基本步 骤
场地选择与地基处理 结构选型与布置 抗震计算与分析 构造措施与节点设计 选择地质条件稳定、地震动参数较小的场地，并进 行适当的地基处理，以减小地震对建筑物的影响。 根据地震作用和场地条件，进行抗震计算和分析， 确定结构的抗震承载力和变形能力。 根据建筑功能和要求，选择合适的结构体系和布置 方式，使结构具有合理的刚度和承载能力。 采取有效的构造措施和节点设计，保证结构的整体 性和稳定性，提高结构的抗震能力。
案例二
某大型商业综合体，采用框架-剪力墙结构，通过合理的抗震设计 和施工，成功地抵御了多次地震的考验。
案例三
某大型公共设施，采用钢筋混凝土框架结构，在抗震设计中注重了结 构的延性和耗能能力，有效地减轻了地震造成的破坏。
抗震设计要点与实施效果
设计要点
根据建筑物的使用功能、高度、跨度等因素，选择合适的结构 形式和材料；充分考虑地震作用的传递路径和结构构件的受力 特性；注重结构的整体性和连续性，提高结构的抗震能力。
地震是一种常见的自然灾害，对建筑物造成严重破坏，而 良好的抗震设计能够显著提高房屋的抗震能力，减少地震 造成的损失。
12ZG003中南标多层和高层混凝土房屋结构抗震构造
12ZG003中南标多层和高层混凝土房屋结构抗震构造一、引言1.1 文档背景和目的1.2 参考资料二、房屋结构概述2.1 结构类型和基本参数2.2 结构材料和施工工艺2.3 结构构造和布局三、抗震设计基本原理3.1 设计地震动参数3.2 结构抗震要求和性能目标3.3 设计方法和规范依据四、结构抗震构造4.1 柱、墙、梁的布置和尺寸4.2 关键节点的设计和构造4.3 抗震支撑和耗能装置4.4 结构的位移限制措施五、施工要求和验收规范5.1 混凝土浇筑和养护5.2 钢筋加工和安装5.3 抗震构造的施工工艺5.4 结构验收和测试方法六、质量控制和质量检测6.1 施工质量控制6.2 材料质量检测6.3 抗震构造质量检测七、结构维护和加固7.1 结构维护的基本要求7.2 结构加固的方法和措施7.3 维护和加固后的抗震验收八、附录8.1 设计计算示例8.2 技术标准和规范九、参考文献附：1. 附件一：结构施工图纸2. 附件二：结构材料报告3. 附件三：结构抗震验收报告法律名词及注释：1. 混凝土：指由水泥、骨料、掺和料和水等按一定比例配制而成的人工石材。
2. 施工质量控制：指在工程施工过程中，对工艺操作、材料选择、设备使用等进行监督和控制，以确保工程质量符合规定标准的措施。
3. 抗震验收：指对建筑物及其构件进行抗震性能检测，评估其是否满足设计要求、规范要求和安全标准的过程。
一、介绍1.1 文档背景1.2 目的和范围二、房屋结构概述2.1 结构类型2.2 结构基本参数2.3 结构材料和施工工艺三、地震参数和设计要求3.1 设计地震动参数3.2 结构抗震性能要求3.3 设计方法和规范依据四、结构抗震构造4.1 柱、墙、梁的布置和尺寸4.2 关键节点的设计和施工4.3 抗震支撑和耗能装置4.4 结构的位移限制措施五、施工要求和验收规范5.1 混凝土施工工艺和质量控制5.2 钢筋加工和安装要求5.3 抗震构造的施工工序5.4 结构验收和测试方法六、结构维护和加固6.1 结构维护的基本要求6.2 结构加固的方法和技术6.3 加固效果的检测和评估七、附录7.1 结构施工图纸和设计计算示例7.2 技术标准和规范文件八、参考文献附：1. 附件一：结构施工图纸和设计计算报告2. 附件二：结构材料质量检测报告3. 附件三：结构抗震验收报告法律名词及注释：1. 结构抗震性能要求：指建筑物在地震作用下具有的阻止倒塌、保证人员安全和降低灾害损失的能力。
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第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
束筒体系
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
巨型框架体系
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
高层钢结构的布置原则
（1）钢结构的最大适用高度
抗震设防烈度
结构类型
6、7度
8度
9度
钢框架
110
90
50
钢框架—支撑 （剪力墙板）
由于节点传力集中、构造复杂，施工难度大，容易造 成应力集中、强度不均衡现象，再加上可能出现的焊缝缺 陷、构造缺陷，就更容易出现节点破坏。
节点域的破坏形式比较复杂，主要有加劲板的屈曲和 开裂、加劲板焊缝出现裂缝、腹板的屈曲和裂缝。
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
2. 高层钢结构的体系与布置
• 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。12/16/
2020 7:31:14 AM07:31:142020/12/16
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。12/16/
谢 谢 大 家 2020 7:31 AM12/16/2020 7:31 AM20.12.1620.12.16
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。16-Dec-2016 December 202020.12.16
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
构件的破坏 翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝
处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆 性断裂，腹板屈曲和裂缝、截面扭转屈曲。
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
构件的局部屈曲破坏
框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或 柱在地震作用下反复受弯，以及构件的 截面尺寸和局部构造如长细比、板件宽 厚比设计不合理造成的；柱的水平断裂 是因为地震动造成的倾覆拉力较大、动 应变速率较高、材性变脆 。
（1）高层钢结构的体系： 框架体系 框架—支撑体系 框架—剪力墙板体系 筒体体系 巨型框架体系
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
框架体系
由沿纵横方向的多榀框架构成，承受竖向及水 平方向荷载的结构。
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
框架—支撑体系
中心支撑
偏心支撑
• 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异 纸上画饼充饥，无补于事。Wednesday, December 16, 2
02016-Dec-2020.12.16
• 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自 己眷恋了。20.12.1607:31:1416 December 202007:31
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
第七章 高层及多层钢结构房屋 的抗震设计
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
1. 概述
钢结构房屋在强震作用下，强度足够，但侧向刚度 不足。
钢结构的破坏形式主要为： 框架节点区的梁柱焊接连接破坏 竖向支撑的整体失稳和局部失稳 柱脚焊缝破坏及锚栓失效
第一节 绪论
220
200
140
筒体和巨型框架
300
260
180
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
（2）高层钢结构的高宽比限值
抗震设防烈度
6、7度
8度
9度
最大高宽比
6.5
6
5.5
第一节 绪论ຫໍສະໝຸດ •1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.1 2.1620. 12.16W ednesday, December 16, 2020
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
框架—剪力墙板体系
钢板剪力墙板 内藏钢板支撑剪力墙墙板
带竖缝混凝土剪力墙板
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
筒体体系
框筒体系
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
桁架筒体系
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
•
5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.12.1 620.12. 1607:3 1:1407: 31:14D ecembe r 16, 2020
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6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 12月16 日星期 三上午 7时31 分14秒0 7:31:14 20.12.1 6
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
支撑的破坏
支撑构件为结构
提供了较大的侧向刚 度，当地震强度较大 时，承受的轴向力 （反复拉压）增加， 如果支撑的长度、局 部加劲板构造与主体 结构的连接构造等出 现问题，就会出现破 坏或失稳。
第一节 绪论
第七章 高层及多层钢结构房屋抗震设计
节点破坏
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年12 月上午 7时31 分20.12. 1607:3 1December 16, 2020
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8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年12 月16日 星期三 7时31 分14秒0 7:31:14 16 December 2020
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9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 7时31 分14秒 上午7时 31分07 :31:142 0.12.16
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2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。07:3 1:1407: 31:1407 :3112/ 16/2020 7:31:14 AM
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.12.1 607:31: 1407:3 1Dec-20 16-Dec-20
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 07:31:1 407:31: 1407:3 1Wednesday, December 16, 2020