荷載及其組合多層-課程中心

荷載及其組合多層-課程中心第一頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計豎向荷載

永久荷載（房屋及設(shè)備自重）可變荷載（屋面活荷載或樓面活荷載、雪荷載、積灰荷載、豎向地震作用等）一般應(yīng)考慮活荷載的不利分布；考慮地震作用組合計算豎向荷載作用下構(gòu)件的效應(yīng)時，對樓(屋)面活荷載可不作最不利布置工況的選擇，可按各跨滿載進(jìn)行簡化計算。設(shè)計樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時，樓面活荷載可按GB50009折減。多層工業(yè)房屋設(shè)有吊車時，吊車豎向荷載與水平荷載應(yīng)按GB50009。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法2第二頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)荷載

計算主要承重結(jié)構(gòu)和抗側(cè)力構(gòu)件時，垂直作用于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：高度z處的風(fēng)振系數(shù)（βz）:對于基本自振周期大于0.25s的房屋及高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，應(yīng)考慮風(fēng)振系數(shù)，否則取1.0；風(fēng)荷載體型系數(shù)（μs）:按GB50009規(guī)定采用；風(fēng)壓高度變化系數(shù)（μz）:與地面粗糙度有關(guān)，按GB50009規(guī)定采用；基本風(fēng)壓（w0）：一般多層房屋按50年重現(xiàn)期采用，對于特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的多層建筑可按100年重現(xiàn)期采用（對風(fēng)荷載比較敏感的結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓應(yīng)予以適當(dāng)提高，對重要建筑可以采用1.1的增大系數(shù)）第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法3第三頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計地震作用地震作用應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011計算；抗震設(shè)計進(jìn)行多遇地震及罕遇地震作用兩個階段的計算；

多遇地震：50年超越概率為63.2%

罕遇地震：50年超越概率為2%~3%通常考慮結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向的水平地震作用；對于多層房屋鋼結(jié)構(gòu)，進(jìn)行多遇地震分析時，阻尼比可取0.035；進(jìn)行罕遇地震分析時，阻尼比可取0.05。

第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法4第四頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

★1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計不考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表4-1

考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表4-22.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計不考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表4-3

考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表4-4第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法5第五頁，編輯于星期日：三點六分。第14講—荷載及其組合（多層）國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

6第六頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法7第七頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法8第八頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

豎向荷載

高層房屋鋼結(jié)構(gòu)中，活荷載值與永久荷載值相差不大，在計算樓面及屋面活荷載的作用時，可不考慮活荷載的最不利分布，而按各跨滿載簡化計算。但當(dāng)活荷載較大時，跨中彎矩計算值乘以1.1～1.2，梁端彎矩值乘以1.05～1.1。高層鋼結(jié)構(gòu)對未作具體規(guī)定的屋面或樓面活荷載，應(yīng)根據(jù)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》以及其他規(guī)定采用。當(dāng)計算側(cè)向水平荷載與豎向荷載共同作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力時，豎向荷載應(yīng)

GB50009的規(guī)定折減，但在抗震計算時另行考慮。施工中采用附墻塔、爬塔等施工設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)具體情況確定施工荷載，并進(jìn)行施工階段驗算。旋轉(zhuǎn)餐廳軌道和驅(qū)動設(shè)備的自重應(yīng)按實際情況確定。擦窗機等清洗設(shè)備應(yīng)按實際情況確定其自重和作用位置。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法9第九頁，編輯于星期日：三點六分。第14講—荷載及其組合（高層）國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

風(fēng)荷載

基本風(fēng)壓對于特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層房屋，一般情況下為房屋高度大于60m的高層房屋，其基本風(fēng)壓應(yīng)按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。風(fēng)荷載體型系數(shù)

單個高層房屋的風(fēng)荷載體型系數(shù)可按特殊規(guī)定采用，但對于特別重要或不規(guī)則的單個高層房屋，其風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)由風(fēng)洞試驗確定。風(fēng)振系數(shù)單個高層房屋的在z高度處的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)考慮風(fēng)壓脈動的影響。10第十頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

地震作用

采用第一階段設(shè)計時，地震作用應(yīng)考慮下列原則：一般應(yīng)在結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別計入水平地震作用，各方向的水平地震作用應(yīng)全部由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)；當(dāng)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件時，宜分別計入各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用；質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計入水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響；按9度抗震設(shè)防的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，或者按8度和9度抗震設(shè)防的大跨度和長懸臂構(gòu)件，應(yīng)計入豎向地震作用；對按8度及以上抗震設(shè)防、平面特別不規(guī)則的高層鋼結(jié)構(gòu)房屋，宜按雙向水平地震同時作用進(jìn)行抗震計算。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法11第十一頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計不考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表5-6

考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表5-72.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計不考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表5-8

考慮地震作用效應(yīng)的組合表達(dá)式：表5-9第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法12第十二頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法13第十三頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法14第十四頁，編輯于星期日：三點六分。第14講—荷載及其組合（高層）國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

15第十五頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

荷載組合

第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法16第十六頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)分析原則

應(yīng)根據(jù)其抗側(cè)力體系的類型分別按不同方法進(jìn)行計算。純框架體系的內(nèi)力分析可采用一階彈性分析。對框架-支撐體系，計算前應(yīng)判斷其支撐體系屬于強支撐體系還是弱支撐體系。當(dāng)滿足下式宜可采用二階彈性分析，即分析時考慮P-Δ效應(yīng)。：所計算樓層各柱軸壓力設(shè)計值之和；：所計算樓層及以上各層的水平力設(shè)計值之和；：所計算樓層的高度；：層間相對位移的容許值。h第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法17第十七頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)分析原則

(續(xù))樓板：采取能保證樓面整體剛度的構(gòu)造措施后，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為絕對剛性。計算模型：多層框架的計算模型應(yīng)視具體結(jié)構(gòu)形式和計算內(nèi)容確定。平面布置較規(guī)則、質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻、不計扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，可采用平面結(jié)構(gòu)計算模型；當(dāng)不符合平面結(jié)構(gòu)假定時，宜采用空間計算模型。計算方法：有限元法，近似實用計算方法（平面計算模型）多層鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行內(nèi)力和位移計算時，應(yīng)考慮梁、柱的彎曲變形和剪切變形，可不考慮軸向變形；宜考慮框架梁柱節(jié)點域的剪切變形對內(nèi)力和位移的影響；樓面采用壓型鋼板組合樓板或鋼筋混凝土樓板并與鋼梁有可靠連接時，在框架彈性分析中，梁截面特性中應(yīng)計入樓板的協(xié)同作用。在彈塑性階段，因混凝土可能已經(jīng)開裂，不再考慮協(xié)同作用。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法18第十八頁，編輯于星期日：三點六分。第14講—結(jié)構(gòu)分析方法（多層）

國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)近似實用分析方法★1.豎向荷載作用下的近似計算

分層法計算彎矩和剪力由于豎向荷載的作用下的框架的側(cè)移很小，只對受荷的構(gòu)件和與之相連的構(gòu)件影響較大，為了簡化計算，采用如下假定：

1)在豎向荷載作用下，框架的側(cè)移忽略不計；

2)每層梁上的荷載對其他各層的梁以及非相鄰層的柱的影響忽略不計。分層法適用條件

節(jié)點梁、柱線剛度比不小于3、結(jié)構(gòu)與豎向荷載沿高度分布比較均勻的多、高層框架的內(nèi)力計算

用彎矩分配法對分解后的無側(cè)移剛架分別進(jìn)行計算。底層柱基礎(chǔ)處：傳遞系數(shù)為1/2；非底層的柱：傳遞系數(shù)取1/3（線剛度乘0.9）19第十九頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)近似實用分析方法★1.豎向荷載作用下的近似計算

彎矩二次分配法計算彎矩和剪力彎矩二次分配法是彎矩分配法的一種簡化方法；將各節(jié)點的不平衡彎矩同時分配和傳遞，并以二次分配為限；忽略豎向荷載作用下產(chǎn)生的側(cè)向位移，適于少層少跨框架。

軸力的計算首先將各樓層的豎向總荷載按樓面面積平均為樓面均布荷載；然后近似按各個柱分擔(dān)的樓面荷載面積，計算框架各柱在豎向荷載作用產(chǎn)生的軸力。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法20第二十頁，編輯于星期日：三點六分。第14講—結(jié)構(gòu)分析方法（多層）

國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)的近似實用分析方法2.水平荷載作用下的近似計算

彎矩和剪力的計算風(fēng)荷載和地震作用可簡化為作用在框架節(jié)點上的水平集中力?？蚣茉谒郊辛Φ淖饔孟?，由于無節(jié)間荷載，梁柱的彎矩圖都是直線形，都有一個反彎點。求出各柱反彎點的位置后得剪力，則各梁、柱的內(nèi)力均可求。當(dāng)梁與柱的線剛度之比大于3時，采用反彎點法計算內(nèi)力可獲得較好的精度。梁與柱的線剛度之比不滿足上述條件，且上下橫梁的線剛度及層高變化較大時，反彎點法的計算結(jié)果誤差較大。此時可采用改進(jìn)的反彎點法（D值法）。21第二十一頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

框架-支撐結(jié)構(gòu)的近似實用分析方法豎向荷載作用下的近似計算

忽略豎向荷載作用下支撐對于框架內(nèi)力的影響采用分層法計算框架-支撐結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力水平荷載作用下的近似計算將所有的框架合并成總框架，將所有的支撐合并為總支撐；并在各樓層用水平剛性鉸接鏈桿將總框架和總支撐連接起來，進(jìn)行協(xié)同工作分析；總支撐可當(dāng)作一根彎曲桿件。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法22第二十二頁，編輯于星期日：三點六分。第14講—結(jié)構(gòu)分析方法（多層）

國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

框架-支撐結(jié)構(gòu)的近似實用分析方法總支撐總框架

——

折減系數(shù)，對中心支撐可取0.8~0.9；

——

第j榀豎向支撐第i根柱的截面面積；

——

第i根柱至第j榀豎向支撐架的形心軸的距離；n

——

每一榀豎向支撐的柱子數(shù)；m

——水平荷載作用方向豎向支撐的榀數(shù)?？傊蔚刃T性矩：23第二十三頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)分析的規(guī)定

與多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定基本相同，強調(diào)以下幾項規(guī)定：內(nèi)力與位移一般采用彈性方法計算。對有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)，除進(jìn)行地震作用下的彈性效應(yīng)計算外，還應(yīng)考慮罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)可能進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，采用彈塑性方法進(jìn)行分析。內(nèi)力和位移的計算，不僅應(yīng)考慮梁和柱的彎曲變形和剪切變形，還應(yīng)考慮軸向變形。應(yīng)考慮梁柱連接節(jié)點域的剪切變形對內(nèi)力和位移的影響。一般情況下，柱間支撐構(gòu)件可按兩端鉸接考慮，偏心支撐中的耗能梁段應(yīng)取為單獨單元。第14講荷載及其組合、結(jié)構(gòu)分析方法24第二十四頁，編輯于星期日：三點六分。國家級精品課程——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

計算模型

高層房屋鋼結(jié)構(gòu)分析通常采用空間結(jié)構(gòu)計算模型，并視需要采用空間結(jié)構(gòu)-剛性樓面計算模型或空間結(jié)構(gòu)-彈性樓面計算模型。對于結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、可以忽略扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的