第六章 多层房屋钢结构
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竖向地震作用系数αv: 8度0.1/9度0.2
二、荷载效应组合
荷载效应组合
不考虑地震的组合
永久荷载控制：
γ 0 ( γ G SGK + ∑ ψ ci γ Qi SQiK ) ≤ R
i =1 n
可变荷载控制： γ 0 ( γ G SGK + γ Q1SQ1K + ∑ ψ ci γ Qi SQiK ) ≤ R
第6章 多层房屋钢结构
多层钢结构体系
• 多层钢结构一般采用框架类结构体系，也 称多层钢框架结构； • 多层钢结构一般由柱、梁、楼盖结构、支 撑结构、墙板或墙架组成。 • 层数<=10；高度<=60m • 受力特点：竖向力/侧向力
一、多层钢结构类型
• 柱-支撑体系：
– 梁柱节点均为铰接，纵、横向沿柱高设置柱间 支撑（抗侧力构件），适用于柱距不大但允许 双向设置支撑的建筑物；设计安装简便，侧向 刚度大，构件受力明确，耗钢量小；
i=2
n
荷载效应组合
• 考虑地震的组合
γ 0 ( γ G SGE + γ Eh S EhK + γ Ev S EvK + ψ w γ w S wK ) ≤ R
多层钢结构的内力分析
• • • • • 一般规定 计算方法 多层钢结构的梁 多层钢结构的柱 多层钢结构的支撑
一般规定
• 平面布置规则的多层框架，宜采用平面计 算模型，平面不规则时，宜采用空间计算 模型； • 地震作用效应分析时，结构及附属质量集 中在各楼层，应按不同维护结构对自振周 期折减（0.9/0.85/0.8），维护墙体只计质 量不计刚度； • 多层框架宜采用专门软件计算或手算；
多层钢结构的支撑
• 支撑的计算：
– 一般按拉/压杆计算； – 支撑承受水平剪力： 实际水平荷载产生的层间剪力 或 V = 1 Af 85
fy 235
；
多层钢结构的支撑
• 还要考虑竖向荷载引起的附加内力，受压 交叉斜撑 σ c1 + σ c 2 2 ΔN = Ab cos α 2 • 交叉斜撑按拉杆设计时，不考虑附加内 力，其连接应按荷载作用下的拉力和其临 界压力设计。 • 支撑按内力设计时，端部的连接承载力宜 按设计内力提高10%~15%计算
二、计算方法
• 精确方法：
– 矩阵位移法 – 有限元法
• 近似方法：
– 分层法（竖向荷载） – 半刚架法、改进反弯点法（D值法）（水平荷 载，框架） – 悬臂铰接桁架（水平荷载，柱-支撑）
框架结构近似计算
• 框架结构计算简图 将框架结构的空间形式,简化成平面形式,如图
• 框架杆件用其轴线表示；杆件之间用节点 表示；杆件长度用节点之间的距离表示； • 计算跨度取框架之间轴线距离； • 柱的计算高度可以取层高，底层柱一般取 到基础顶面的距离； • 跨度相差不超过10%时，按等跨计算内力; • 屋面斜梁坡度不超过1/8时,按水平梁计算。
结构的整体稳定P－△效应
• 由于钢框架的侧向刚度较柔，在风荷载 或水平地震作用下将产生较大的水平位移 ，这使已作用于产生水平位移的结构上的 竖向荷载，对该结构的各构件产生附加内 力，而且增大已有的结构位移水平，因而 降低结构的承载力和结构的整体稳定性。 按反映二阶效应的方法验算结构的整 体稳定。
wenku.baidu.com 钢构件设计
• 纯框架体系：
– 纵横两个方向均为刚接框架，适用于柱距较大 但无法设置支撑的建筑物；节点构造较复杂， 用钢量较大；
多层钢结构类型
• 框架-支撑体系：
– 纵向柱-支撑体系，横向为纯框架体系，一方面 满足建筑功能要求，另一方面，简化设计、施 工，减小用钢量。
• 框架-支撑组合体系 • 混合体系
二、多层钢结构布置原则
钢与混凝土组合板
柱网一般布置
多层钢结构荷载效应和组合
• 荷载效应计算 • 荷载效应组合
一、荷载效应计算
荷载效应计算
• 永久荷载：分项系数1.2 ；1.35 ；1.0 • 可变荷载：分项系数1.4
– 雪荷载 – 积灰荷载 – 楼面活荷载：>=4.0kN/m2时，分项系数1.3 – 屋面活荷载 – 风荷载
wk = w0 μ z μ s β z
• 1、构件选型： • 2、钢构件设计： 构件强度验算 构件稳定承载力验算
三、多层钢结构的梁
• 梁的截面形式
– 轧制或焊接H形钢 – 不对称H形钢 – 蜂窝梁截面
多层钢结构的梁
• 梁的设计
– 按受弯构件设计 – 应采用最不利截面的最不利组合内力进行梁截面验 算，最不利截面一般在梁的两端、跨中或集中荷载作 用点； – 框架梁截面调整幅度较大（30%）时，应重新进行内 力分析； – 楼板为压型钢板组合楼板且与梁可靠连接，按钢-混凝 土组合楼盖进行设计。 – 通常采用双轴对称的轧制或焊接H型钢截面，对跨度较 大或受荷较大，而高度又受到限制的部位，可采用抗 弯和抗扭性能较好的箱形截面（双腹板梁）。
楼盖布置与设计
• 多层结构中，楼盖结构的方案选择，要遵循 满足建筑设计要求、较小自重以及便于施工 等一般性原则，还要有足够的刚度。 • 楼盖结构包括楼板和梁系，梁系通常由主梁 和次梁组成。 • 多层钢结构中的楼板：
– 压型钢板组合楼板——压型钢板作为混凝土的下 部钢筋与混凝土一起共同工作形成； – 非组合楼板——压型钢板仅用作永久性模板，不 参与共同工作。
同层柱的剪力分配
柱的侧移刚度: 第i层的总剪力:
12ic d ik = 2 h
∑V
k =1
m
ik
= Vi
Vik = d ik Δ i
Δi =
1
∑d
k =1
m
Vi
ik
Vik =
d ik
∑d
k =1
m
Vi
ik
• 柱中反弯点的位置：
对于底层柱，反弯点的位置位于柱距柱底 2/3h处。 除底层柱外，其它柱反弯点的位置位于柱 的中点；
组合楼盖图
• 大篮p404
常 见 压 型 钢 板
组合梁的设计
一、钢与混凝土组合板
压型钢板+钢筋混凝土
钢与混凝土组合板
• 设计原则
– 组合板的设计应考虑施工和使用两个阶段 施工阶段：压型钢板为混凝土模板，应对其进 行强度和变形验算；永久荷载（压型钢板及混 凝土自重）+可变荷载（施工荷载及附加荷 载） 使用阶段：在全部荷载作用下，对组合板或钢 筋混凝土楼板（压型钢板仅用作模板，厚度 hc）进行强度和变形验算
竖向布置
• 立面变化要均匀 • 避免“柔弱”底层 • 顶层大厅的改善
柱网布置
• 方形柱网和矩形柱网是多高层框架结构常 用的基本柱网，其柱距宜采用6～9m。 • 当柱网确定后，梁格即可自然地按柱网分 格来布置。框架的主梁应按框架方向布置 于框架柱间并与柱刚接。 • 一般需在主梁间按楼板受载要求设置次梁 ，其间距可为3～4m。
• 框架梁柱内力计算
柱的内力根据柱间剪力和反弯点的位置确 定，梁端弯矩由平衡条件求出。
(1)柱端弯矩: (2)梁端弯矩: (3) 梁端剪力： (4) 柱的轴力：
2、改进反弯点法（D值法）
¾ 两个方面的改进
1、修正了框架柱的抗剪刚度 在水平荷载作用下，框架不仅有侧移，且各 节点都有转角。 2、调整了框架柱的反弯点高度 不再是定值，而是与柱的上下端的刚度有 关，反弯点偏向刚度小的一端。 ¾ 有了D值和反弯点的位置后，其他内容的计算和 “反弯点法”完全相同。
• 水平地震影响系数α • 振型数不少于3个，振型叠加采用平方和开 方（SRSS）或完全二次项（CQC） • GE重力荷载代表值： GE=GK+0.5QS+0.5QA+kQL+GKT k=0/0.5/1.0
荷载效应计算
• 竖向地震作用（仅在计算多层框架内大跨 度或大悬臂构件时考虑）
FVO = αV GEO
• 钢柱的设计
– 钢柱为偏心受压构件； – 钢柱应按两个主轴方向分别进行强度和稳定性 验算； – 对厚钢板（>60,Q235；>36，Q345）应考虑 钢材沿厚度方向的性能，防止分层。
五、多层钢结构的支撑
• 支撑的布置和形式
– 支撑布置原则：承受水平荷载，保证结构稳定性，避 免过大的次应力和温度应力 – 平面布置：支撑应沿结构纵向和横向分别布置，最好 沿结构主轴对称，如正方平面，支撑布置在房屋中央 和四角；长方形平面，支撑布置在长边的两端和中 部，沿横向多布，沿纵向少布。 – 沿高度布置：最好上下贯通，否则应至少搭接一层。 – 支撑形式：X形支撑/K形支撑/华伦氏支撑
建筑平面限制
规范：平面不规则类型
第一类：扭转不规则
第二类：凹凸不规则
第三类：楼板局部不连续
规范：竖向不规则类型
第一类：侧向刚度不规则
第二类：竖向构件不连续
第三类：楼层承载力突变
平面布置
• 规则性
平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施
• 对称性
核心筒位置要居中或对称 抗震墙沿房屋周边布置（较大抗扭刚度和抗倾覆能力）
• 柱网及梁系布置合理，纵、横向刚度均匀，构件传 力明确、类型统一，节点构造简单，便于施工； • 应采用平面刚性楼盖，保证空间整体刚度及空间协 调工作； • 横向框架为柱-支撑体系且采用平面刚性楼盖时， 柱间支撑间距不大于4L； • 钢柱及支撑沿竖向可以变截面，但应防止层间刚度 突变； • 柱-支撑体系刚度大，用钢量省，条件允许时应优 先选用；支撑布置应合理、均匀。
钢与混凝土组合板和组合梁
• 钢与混凝土组合板 • 钢与混凝土组合梁
组合楼板的优点
• 施工速度快，不再采用支模施工，常不再支设 临时竖向支柱，由压型钢板承担施工荷载。 • 便于铺设板内管线，并可在压型钢板凹槽内埋 置颠簸装修用的吊顶挂钩。 • 用圆柱头焊钉穿透压型钢板焊接在钢梁上翼缘 后，使施工时对钢梁起侧向支承作用。 • 在使用阶段压型钢板作为混凝土楼板的受拉钢 筋，也提高了楼板的刚度。 • 采用圆形焊钉，传递压型钢板与混凝土叠合面 之间的剪力。
荷载效应计算
• 偶然荷载：地震荷载
– 水平地震作用（内力组合中起主要作用） – 多遇地震（应）：承载力及变形验算；振型分 解反应谱法/弹性时程分析/底部剪力法 – 罕遇地震（宜）：弹塑性时程分析/静力弹塑性 分析（pushover）
荷载效应计算
• 振型分解反应谱法典型公式
Fij = 1.15α j γ j X ji GEi
一般规定
• 多层框架柱的计算长度H0=μH
– μ为计算长度系数， 根据上下端汇交的横梁与 框架柱线刚度之比（k1=IB/L:IC/H，K2） 查表确 定。 – 有侧移框架和无侧移框架
一般规定
• 风荷载作用下，Δ<=H/500/δ<=h/400；多 遇地震，δ<=h/250； • 框架梁与压型钢板组合楼板可靠连接时， 框架梁截面中应计入混凝土楼板的作用， 楼盖主梁I=2Is/其它I=1.5Is； • 基本周期T1的估算（刚度沿高度分布均匀 的钢框架）： T1 = 0.1 u
1、分层法
• 计算假定： (1) 框架的侧移和侧移力矩忽略不计； (2) 每层梁荷载对其它层梁和柱的影响忽略不计 。 • 计算要点： 除底层柱外，其它柱的侧移刚度乘以0.9， 传递系数为1/3; • 适用条件： 分层法适用于节点梁柱线刚度比 ∑ ib / ∑ ic ≥ 3
2、弯矩二次分配法
• 是一种计算竖向荷载作用下框架结构内力 的一种近似方法； • 假定节点的不平衡弯矩值对于该节点相交 的各杆件的远端有影响,对其余各杆件的影 响忽略不计； • 先对各节点的不平衡弯矩进行第一次分配, 并向远端传递(传递系数为1/2)； • 在将传递弯矩产生的新的不平衡弯矩进行 第二次分配，整个弯矩分配和传递结束。
水平荷载作用下的近似计算
• 钢框架结构在水平荷载作用下的内力 计算有两种近似计算方法: ·反弯点法 ·修正反弯点法(D值法)
1、反弯点法
• 使用条件： 结构比较均匀,层数不多, 梁的线刚度ib比 柱的线刚度ic大较多时。 • 基本假定： (1)在剪力分配时, 认为梁的线刚度与柱的线刚 度之比为无限大,两端无转角; (2) 确定各柱的反弯点位置时,认为除底层外其 余各层柱上下两端的转角相同; (3) 不考虑柱的轴向变形,同一层各节点的水平 位移相等。
四、多层钢结构的柱
1、框架柱的选取
• 多层钢框架多为双向设置，故柱截面的强 弱轴方向宜按整个框架体系的刚度要求来 确定。 • 框架柱截面可采用轧制或焊接H形钢、方钢 管、十字形截面、圆钢管等，见图。 • 对于多层钢框架，柱轮廓外边尺寸不超过 800mm。
常见的柱截面图
• 大红274
多层钢结构的柱
二、荷载效应组合
荷载效应组合
不考虑地震的组合
永久荷载控制：
γ 0 ( γ G SGK + ∑ ψ ci γ Qi SQiK ) ≤ R
i =1 n
可变荷载控制： γ 0 ( γ G SGK + γ Q1SQ1K + ∑ ψ ci γ Qi SQiK ) ≤ R
第6章 多层房屋钢结构
多层钢结构体系
• 多层钢结构一般采用框架类结构体系，也 称多层钢框架结构； • 多层钢结构一般由柱、梁、楼盖结构、支 撑结构、墙板或墙架组成。 • 层数<=10；高度<=60m • 受力特点：竖向力/侧向力
一、多层钢结构类型
• 柱-支撑体系：
– 梁柱节点均为铰接，纵、横向沿柱高设置柱间 支撑（抗侧力构件），适用于柱距不大但允许 双向设置支撑的建筑物；设计安装简便，侧向 刚度大，构件受力明确，耗钢量小；
i=2
n
荷载效应组合
• 考虑地震的组合
γ 0 ( γ G SGE + γ Eh S EhK + γ Ev S EvK + ψ w γ w S wK ) ≤ R
多层钢结构的内力分析
• • • • • 一般规定 计算方法 多层钢结构的梁 多层钢结构的柱 多层钢结构的支撑
一般规定
• 平面布置规则的多层框架，宜采用平面计 算模型，平面不规则时，宜采用空间计算 模型； • 地震作用效应分析时，结构及附属质量集 中在各楼层，应按不同维护结构对自振周 期折减（0.9/0.85/0.8），维护墙体只计质 量不计刚度； • 多层框架宜采用专门软件计算或手算；
多层钢结构的支撑
• 支撑的计算：
– 一般按拉/压杆计算； – 支撑承受水平剪力： 实际水平荷载产生的层间剪力 或 V = 1 Af 85
fy 235
；
多层钢结构的支撑
• 还要考虑竖向荷载引起的附加内力，受压 交叉斜撑 σ c1 + σ c 2 2 ΔN = Ab cos α 2 • 交叉斜撑按拉杆设计时，不考虑附加内 力，其连接应按荷载作用下的拉力和其临 界压力设计。 • 支撑按内力设计时，端部的连接承载力宜 按设计内力提高10%~15%计算
二、计算方法
• 精确方法：
– 矩阵位移法 – 有限元法
• 近似方法：
– 分层法（竖向荷载） – 半刚架法、改进反弯点法（D值法）（水平荷 载，框架） – 悬臂铰接桁架（水平荷载，柱-支撑）
框架结构近似计算
• 框架结构计算简图 将框架结构的空间形式,简化成平面形式,如图
• 框架杆件用其轴线表示；杆件之间用节点 表示；杆件长度用节点之间的距离表示； • 计算跨度取框架之间轴线距离； • 柱的计算高度可以取层高，底层柱一般取 到基础顶面的距离； • 跨度相差不超过10%时，按等跨计算内力; • 屋面斜梁坡度不超过1/8时,按水平梁计算。
结构的整体稳定P－△效应
• 由于钢框架的侧向刚度较柔，在风荷载 或水平地震作用下将产生较大的水平位移 ，这使已作用于产生水平位移的结构上的 竖向荷载，对该结构的各构件产生附加内 力，而且增大已有的结构位移水平，因而 降低结构的承载力和结构的整体稳定性。 按反映二阶效应的方法验算结构的整 体稳定。
wenku.baidu.com 钢构件设计
• 纯框架体系：
– 纵横两个方向均为刚接框架，适用于柱距较大 但无法设置支撑的建筑物；节点构造较复杂， 用钢量较大；
多层钢结构类型
• 框架-支撑体系：
– 纵向柱-支撑体系，横向为纯框架体系，一方面 满足建筑功能要求，另一方面，简化设计、施 工，减小用钢量。
• 框架-支撑组合体系 • 混合体系
二、多层钢结构布置原则
钢与混凝土组合板
柱网一般布置
多层钢结构荷载效应和组合
• 荷载效应计算 • 荷载效应组合
一、荷载效应计算
荷载效应计算
• 永久荷载：分项系数1.2 ；1.35 ；1.0 • 可变荷载：分项系数1.4
– 雪荷载 – 积灰荷载 – 楼面活荷载：>=4.0kN/m2时，分项系数1.3 – 屋面活荷载 – 风荷载
wk = w0 μ z μ s β z
• 1、构件选型： • 2、钢构件设计： 构件强度验算 构件稳定承载力验算
三、多层钢结构的梁
• 梁的截面形式
– 轧制或焊接H形钢 – 不对称H形钢 – 蜂窝梁截面
多层钢结构的梁
• 梁的设计
– 按受弯构件设计 – 应采用最不利截面的最不利组合内力进行梁截面验 算，最不利截面一般在梁的两端、跨中或集中荷载作 用点； – 框架梁截面调整幅度较大（30%）时，应重新进行内 力分析； – 楼板为压型钢板组合楼板且与梁可靠连接，按钢-混凝 土组合楼盖进行设计。 – 通常采用双轴对称的轧制或焊接H型钢截面，对跨度较 大或受荷较大，而高度又受到限制的部位，可采用抗 弯和抗扭性能较好的箱形截面（双腹板梁）。
楼盖布置与设计
• 多层结构中，楼盖结构的方案选择，要遵循 满足建筑设计要求、较小自重以及便于施工 等一般性原则，还要有足够的刚度。 • 楼盖结构包括楼板和梁系，梁系通常由主梁 和次梁组成。 • 多层钢结构中的楼板：
– 压型钢板组合楼板——压型钢板作为混凝土的下 部钢筋与混凝土一起共同工作形成； – 非组合楼板——压型钢板仅用作永久性模板，不 参与共同工作。
同层柱的剪力分配
柱的侧移刚度: 第i层的总剪力:
12ic d ik = 2 h
∑V
k =1
m
ik
= Vi
Vik = d ik Δ i
Δi =
1
∑d
k =1
m
Vi
ik
Vik =
d ik
∑d
k =1
m
Vi
ik
• 柱中反弯点的位置：
对于底层柱，反弯点的位置位于柱距柱底 2/3h处。 除底层柱外，其它柱反弯点的位置位于柱 的中点；
组合楼盖图
• 大篮p404
常 见 压 型 钢 板
组合梁的设计
一、钢与混凝土组合板
压型钢板+钢筋混凝土
钢与混凝土组合板
• 设计原则
– 组合板的设计应考虑施工和使用两个阶段 施工阶段：压型钢板为混凝土模板，应对其进 行强度和变形验算；永久荷载（压型钢板及混 凝土自重）+可变荷载（施工荷载及附加荷 载） 使用阶段：在全部荷载作用下，对组合板或钢 筋混凝土楼板（压型钢板仅用作模板，厚度 hc）进行强度和变形验算
竖向布置
• 立面变化要均匀 • 避免“柔弱”底层 • 顶层大厅的改善
柱网布置
• 方形柱网和矩形柱网是多高层框架结构常 用的基本柱网，其柱距宜采用6～9m。 • 当柱网确定后，梁格即可自然地按柱网分 格来布置。框架的主梁应按框架方向布置 于框架柱间并与柱刚接。 • 一般需在主梁间按楼板受载要求设置次梁 ，其间距可为3～4m。
• 框架梁柱内力计算
柱的内力根据柱间剪力和反弯点的位置确 定，梁端弯矩由平衡条件求出。
(1)柱端弯矩: (2)梁端弯矩: (3) 梁端剪力： (4) 柱的轴力：
2、改进反弯点法（D值法）
¾ 两个方面的改进
1、修正了框架柱的抗剪刚度 在水平荷载作用下，框架不仅有侧移，且各 节点都有转角。 2、调整了框架柱的反弯点高度 不再是定值，而是与柱的上下端的刚度有 关，反弯点偏向刚度小的一端。 ¾ 有了D值和反弯点的位置后，其他内容的计算和 “反弯点法”完全相同。
• 水平地震影响系数α • 振型数不少于3个，振型叠加采用平方和开 方（SRSS）或完全二次项（CQC） • GE重力荷载代表值： GE=GK+0.5QS+0.5QA+kQL+GKT k=0/0.5/1.0
荷载效应计算
• 竖向地震作用（仅在计算多层框架内大跨 度或大悬臂构件时考虑）
FVO = αV GEO
• 钢柱的设计
– 钢柱为偏心受压构件； – 钢柱应按两个主轴方向分别进行强度和稳定性 验算； – 对厚钢板（>60,Q235；>36，Q345）应考虑 钢材沿厚度方向的性能，防止分层。
五、多层钢结构的支撑
• 支撑的布置和形式
– 支撑布置原则：承受水平荷载，保证结构稳定性，避 免过大的次应力和温度应力 – 平面布置：支撑应沿结构纵向和横向分别布置，最好 沿结构主轴对称，如正方平面，支撑布置在房屋中央 和四角；长方形平面，支撑布置在长边的两端和中 部，沿横向多布，沿纵向少布。 – 沿高度布置：最好上下贯通，否则应至少搭接一层。 – 支撑形式：X形支撑/K形支撑/华伦氏支撑
建筑平面限制
规范：平面不规则类型
第一类：扭转不规则
第二类：凹凸不规则
第三类：楼板局部不连续
规范：竖向不规则类型
第一类：侧向刚度不规则
第二类：竖向构件不连续
第三类：楼层承载力突变
平面布置
• 规则性
平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施
• 对称性
核心筒位置要居中或对称 抗震墙沿房屋周边布置（较大抗扭刚度和抗倾覆能力）
• 柱网及梁系布置合理，纵、横向刚度均匀，构件传 力明确、类型统一，节点构造简单，便于施工； • 应采用平面刚性楼盖，保证空间整体刚度及空间协 调工作； • 横向框架为柱-支撑体系且采用平面刚性楼盖时， 柱间支撑间距不大于4L； • 钢柱及支撑沿竖向可以变截面，但应防止层间刚度 突变； • 柱-支撑体系刚度大，用钢量省，条件允许时应优 先选用；支撑布置应合理、均匀。
钢与混凝土组合板和组合梁
• 钢与混凝土组合板 • 钢与混凝土组合梁
组合楼板的优点
• 施工速度快，不再采用支模施工，常不再支设 临时竖向支柱，由压型钢板承担施工荷载。 • 便于铺设板内管线，并可在压型钢板凹槽内埋 置颠簸装修用的吊顶挂钩。 • 用圆柱头焊钉穿透压型钢板焊接在钢梁上翼缘 后，使施工时对钢梁起侧向支承作用。 • 在使用阶段压型钢板作为混凝土楼板的受拉钢 筋，也提高了楼板的刚度。 • 采用圆形焊钉，传递压型钢板与混凝土叠合面 之间的剪力。
荷载效应计算
• 偶然荷载：地震荷载
– 水平地震作用（内力组合中起主要作用） – 多遇地震（应）：承载力及变形验算；振型分 解反应谱法/弹性时程分析/底部剪力法 – 罕遇地震（宜）：弹塑性时程分析/静力弹塑性 分析（pushover）
荷载效应计算
• 振型分解反应谱法典型公式
Fij = 1.15α j γ j X ji GEi
一般规定
• 多层框架柱的计算长度H0=μH
– μ为计算长度系数， 根据上下端汇交的横梁与 框架柱线刚度之比（k1=IB/L:IC/H，K2） 查表确 定。 – 有侧移框架和无侧移框架
一般规定
• 风荷载作用下，Δ<=H/500/δ<=h/400；多 遇地震，δ<=h/250； • 框架梁与压型钢板组合楼板可靠连接时， 框架梁截面中应计入混凝土楼板的作用， 楼盖主梁I=2Is/其它I=1.5Is； • 基本周期T1的估算（刚度沿高度分布均匀 的钢框架）： T1 = 0.1 u
1、分层法
• 计算假定： (1) 框架的侧移和侧移力矩忽略不计； (2) 每层梁荷载对其它层梁和柱的影响忽略不计 。 • 计算要点： 除底层柱外，其它柱的侧移刚度乘以0.9， 传递系数为1/3; • 适用条件： 分层法适用于节点梁柱线刚度比 ∑ ib / ∑ ic ≥ 3
2、弯矩二次分配法
• 是一种计算竖向荷载作用下框架结构内力 的一种近似方法； • 假定节点的不平衡弯矩值对于该节点相交 的各杆件的远端有影响,对其余各杆件的影 响忽略不计； • 先对各节点的不平衡弯矩进行第一次分配, 并向远端传递(传递系数为1/2)； • 在将传递弯矩产生的新的不平衡弯矩进行 第二次分配，整个弯矩分配和传递结束。
水平荷载作用下的近似计算
• 钢框架结构在水平荷载作用下的内力 计算有两种近似计算方法: ·反弯点法 ·修正反弯点法(D值法)
1、反弯点法
• 使用条件： 结构比较均匀,层数不多, 梁的线刚度ib比 柱的线刚度ic大较多时。 • 基本假定： (1)在剪力分配时, 认为梁的线刚度与柱的线刚 度之比为无限大,两端无转角; (2) 确定各柱的反弯点位置时,认为除底层外其 余各层柱上下两端的转角相同; (3) 不考虑柱的轴向变形,同一层各节点的水平 位移相等。
四、多层钢结构的柱
1、框架柱的选取
• 多层钢框架多为双向设置，故柱截面的强 弱轴方向宜按整个框架体系的刚度要求来 确定。 • 框架柱截面可采用轧制或焊接H形钢、方钢 管、十字形截面、圆钢管等，见图。 • 对于多层钢框架，柱轮廓外边尺寸不超过 800mm。
常见的柱截面图
• 大红274
多层钢结构的柱