土木建筑08多层钢结构抗震设计

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1、1.1第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.1第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.2第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.2 教学提示教学提示：多层钢结构的结构体系主要有框架体系、框架：多层钢结构的结构体系主要有框架体系、框架-支撑支撑(抗震抗震墙板墙板)体系等，它们的区别在于抗侧力结构的形式不同。同混凝土结构相体系等，它们的区别在于抗侧力结构的形式不同。同混凝土结构相比，钢结构具有优越的强度和韧性，抗震能力较强。但也必须重视焊接、比，钢结构具有优越的强度和韧性，抗震能力较强。但也必须重视焊接、连接、冷加工等工艺技术以及腐蚀环境对钢结构房

2、屋抗震性能影响。多连接、冷加工等工艺技术以及腐蚀环境对钢结构房屋抗震性能影响。多层钢结构的抗震计算采用两阶段设计法，第一阶段设计时，其地震作用层钢结构的抗震计算采用两阶段设计法，第一阶段设计时，其地震作用效应采用弹性方法计算，根据不同情况，可采用底部剪力法、振型分解效应采用弹性方法计算，根据不同情况，可采用底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法；第二阶段的抗震验算应采用时程分析法对结反应谱法以及时程分析法；第二阶段的抗震验算应采用时程分析法对结构进行弹塑性时程分析，其结构计算模型可以采用杆系模型、剪切型层构进行弹塑性时程分析，其结构计算模型可以采用杆系模型、剪切型层模型、剪弯型模型或剪弯协

3、同工作模型。模型、剪弯型模型或剪弯协同工作模型。教学要求教学要求：本章要求学生了解多层钢结构的结构体系、钢结构房屋抗：本章要求学生了解多层钢结构的结构体系、钢结构房屋抗震规定、抗震计算要点及构造措施。震规定、抗震计算要点及构造措施。1.3第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.3 8.1 8.1 概述概述 8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定 8.3 8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算 8.4 8.4 多层钢结构房屋的抗震构造要求多层钢结构房屋的抗震构造要求 8.5 8.5 多层钢结构厂房抗震设计多层钢结构厂房抗震设计 8.68

4、.6 习题习题 本章内容本章内容1.4第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.4 8.1.1 8.1.1 多层钢结构的体系与布置多层钢结构的体系与布置 多层钢结构的体系主要有框架体系、框架多层钢结构的体系主要有框架体系、框架-支撑支撑(抗震墙板抗震墙板)体系等。体系等。1.1.框架体系框架体系 框架体系是由沿纵横向方向的多榀框架构成及承担水平荷载的抗侧力结构，它也是框架体系是由沿纵横向方向的多榀框架构成及承担水平荷载的抗侧力结构，它也是承担竖向荷载的结构。这类结构的抗侧力能力主要决定于梁柱构件和节点的强度与延性承担竖向荷载的结构。这类结构的抗侧力能力主要决定于梁柱构件和节点的强

5、度与延性，故节点常采用刚性连接节点。，故节点常采用刚性连接节点。2.2.框架框架-支撑体系支撑体系 框架框架-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。在框架形成的结构体系。在框架-支撑体系中，框架是剪切型结构，底部层间位移大；支撑为弯支撑体系中，框架是剪切型结构，底部层间位移大；支撑为弯曲型结构，底部层间位移小，两者并联，可以明显减少建筑物下部的层间位移，因此在曲型结构，底部层间位移小，两者并联，可以明显减少建筑物下部的层间位移，因此在相同的侧移限值标准的情况下，框架相同的侧移限值标

6、准的情况下，框架-支撑体系可以用于比框架体系更高的房屋。支撑体系可以用于比框架体系更高的房屋。支撑体系的布置由建筑要求及结构功能来确定，一般布置在端框架中、电梯井周围支撑体系的布置由建筑要求及结构功能来确定，一般布置在端框架中、电梯井周围处。支撑类型的选择与是否抗震有关，也与建筑的层高、柱距以及建筑使用要求，如人处。支撑类型的选择与是否抗震有关，也与建筑的层高、柱距以及建筑使用要求，如人行通道、门洞和空调管道设置等有关，因此需要根据不同的设计条件选择适宜的类型。行通道、门洞和空调管道设置等有关，因此需要根据不同的设计条件选择适宜的类型。常用的支撑体系有中心支撑和偏心支撑。常用的支撑体系有中心支

7、撑和偏心支撑。8.1 8.1 概概 述述1.5第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.5 (1)(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。根据斜杆的不同布汇交于一点，也可与柱子汇交于一点，但汇交时均无偏心距。根据斜杆的不同布置形式，可形成置形式，可形成X X形支撑、单斜支撑、人字形支撑、形支撑、单斜支撑、人字形支撑、K K形支撑及形支撑及V V形支撑等类型，如形支撑等类型，如图图8.18.1所示。中心支撑是常用的支撑类型之一，因具有较

8、大的侧向刚度，对减小结所示。中心支撑是常用的支撑类型之一，因具有较大的侧向刚度，对减小结构的水平位移和改善结构的内力分布是有效的，但在往复的水平地震作用下，会构的水平位移和改善结构的内力分布是有效的，但在往复的水平地震作用下，会产生下列后果：产生下列后果：支撑斜杆重复压曲后，其抗压承载力急剧降低；支撑斜杆重复压曲后，其抗压承载力急剧降低；支撑的两侧支撑的两侧柱子产生压缩变形和拉伸变形时，由于支撑的端节点实际构造做法并非铰接，引柱子产生压缩变形和拉伸变形时，由于支撑的端节点实际构造做法并非铰接，引发支撑产生很大的内力和应力；发支撑产生很大的内力和应力；斜杆从受压的压曲状态变为受拉伸状态，将对斜杆

9、从受压的压曲状态变为受拉伸状态，将对结构产生冲击作用力，使支撑及其节点和相邻的结构产生很大的附加应力；结构产生冲击作用力，使支撑及其节点和相邻的结构产生很大的附加应力；同同一层支撑框架内的斜杆轮流压曲又不能恢复一层支撑框架内的斜杆轮流压曲又不能恢复(拉直拉直)，楼层的受剪承载力迅速降低。，楼层的受剪承载力迅速降低。因此对于地震区建筑，不得采用因此对于地震区建筑，不得采用K K形中心支撑，因形中心支撑，因K K形支撑的斜杆因受压屈曲或受形支撑的斜杆因受压屈曲或受拉屈服时，将使柱子发生屈曲甚至严重破坏。当采用单斜支撑且按受拉设计时，拉屈服时，将使柱子发生屈曲甚至严重破坏。当采用单斜支撑且按受拉设计

10、时，应同时设置不同倾斜方向的两组单斜杆，且每层中不同方向单斜杆的面积在水平应同时设置不同倾斜方向的两组单斜杆，且每层中不同方向单斜杆的面积在水平方向的投影面积之差不得大于方向的投影面积之差不得大于10%10%。8.1 8.1 概概 述述1.6第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.6(a)X(a)X型支撑型支撑1 (b)X1 (b)X型支撑型支撑2 (c)2 (c)人字形支撑人字形支撑 (d)V(d)V形支撑形支撑图图8.1 8.1 中心支撑类型中心支撑类型8.1 8.1 概概 述述1.7第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.7图图8.2 8.2 偏心支撑类型

11、偏心支撑类型 (2)(2)偏心支撑。偏心支撑是指支撑斜杆的两端，至少有一端与梁偏心支撑。偏心支撑是指支撑斜杆的两端，至少有一端与梁相交相交(不在柱节点处不在柱节点处)，另一端可在梁与柱交点处连接，或偏离另一根，另一端可在梁与柱交点处连接，或偏离另一根支撑斜杆一段长度与梁连接，并在支撑斜杆杆端与柱子之间构成一消支撑斜杆一段长度与梁连接，并在支撑斜杆杆端与柱子之间构成一消能梁段，或在两根支撑斜杆之间构成一消能梁段的支撑，如图能梁段，或在两根支撑斜杆之间构成一消能梁段的支撑，如图8.28.2所所示。示。8.1 8.1 概概 述述1.8第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.8 采用偏

12、心支撑的主要目的是改变支撑斜杆与梁采用偏心支撑的主要目的是改变支撑斜杆与梁(消能梁段消能梁段)的先后屈服顺序，即的先后屈服顺序，即在罕遇地震时，消能梁段在支撑失稳之前就进入弹塑性阶段以利用非弹性变形进行在罕遇地震时，消能梁段在支撑失稳之前就进入弹塑性阶段以利用非弹性变形进行消能，从而保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后。因此，偏心支撑与中心支撑相比具有消能，从而保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后。因此，偏心支撑与中心支撑相比具有较大的延性，它是适宜用于高烈度地区的一种新型支撑体系。较大的延性，它是适宜用于高烈度地区的一种新型支撑体系。3.3.框架框架-抗震墙板体系抗震墙板体系 框架框架-抗震墙板体系是以钢框

13、架为主体，并配置一定数量的抗震墙板。由于抗抗震墙板体系是以钢框架为主体，并配置一定数量的抗震墙板。由于抗震墙板可以根据需要布置在任何位置上，布置灵活。另外抗震墙板可以分开布置，震墙板可以根据需要布置在任何位置上，布置灵活。另外抗震墙板可以分开布置，两片以上抗震墙并联体较宽，从而可减小抗侧力体系等效高宽比，提高结构的抗推两片以上抗震墙并联体较宽，从而可减小抗侧力体系等效高宽比，提高结构的抗推和抗倾覆能力。抗震墙板主要有以下三种类型。和抗倾覆能力。抗震墙板主要有以下三种类型。(1)(1)钢抗震墙板。钢抗震墙板一般需采用厚钢板，其上下两边缘和左右两边缘钢抗震墙板。钢抗震墙板一般需采用厚钢板，其上下两

14、边缘和左右两边缘可分别与框架梁和框架柱连接，一般采用高强度螺栓连接。钢板抗震墙板承担沿框可分别与框架梁和框架柱连接，一般采用高强度螺栓连接。钢板抗震墙板承担沿框架梁、柱周边的地震作用，不承担框架梁上的竖向荷载。非抗震设防及按架梁、柱周边的地震作用，不承担框架梁上的竖向荷载。非抗震设防及按6 6度抗震度抗震设防的建筑，采用钢板抗震墙可不设置加劲肋。按设防的建筑，采用钢板抗震墙可不设置加劲肋。按7 7度及度及7 7度以上抗震设防的建筑，度以上抗震设防的建筑，宜采用带纵向和横向加劲肋的钢板抗震墙，且加劲肋宜两面设置。宜采用带纵向和横向加劲肋的钢板抗震墙，且加劲肋宜两面设置。8.1 8.1 概概 述述

15、1.9第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.9 (2)(2)内藏钢板支撑抗震墙板。内藏钢板支撑抗震墙是以钢板为基本支撑，内藏钢板支撑抗震墙板。内藏钢板支撑抗震墙是以钢板为基本支撑，外包钢筋混凝土墙板的预制构件。内藏钢板支撑可做成中心支撑也可做成偏心外包钢筋混凝土墙板的预制构件。内藏钢板支撑可做成中心支撑也可做成偏心支撑，但在高烈度地区，宜采用偏心支撑。预制墙板仅在钢板支撑斜杆的上下支撑，但在高烈度地区，宜采用偏心支撑。预制墙板仅在钢板支撑斜杆的上下端节点处与钢框架梁相连，除该节点部位外与钢框架的梁或柱均不相连，留有端节点处与钢框架梁相连，除该节点部位外与钢框架的梁或柱均不相连

16、，留有间隙，因此，内藏钢板支撑抗震墙仍是一种受力明确的钢支撑。由于钢支撑有间隙，因此，内藏钢板支撑抗震墙仍是一种受力明确的钢支撑。由于钢支撑有外包混凝土，故可不考虑平面内和平面外的屈曲。墙板对提高框架结构的承载外包混凝土，故可不考虑平面内和平面外的屈曲。墙板对提高框架结构的承载能力和刚度，以及在强震时吸收地震能量方面均有重要作用。能力和刚度，以及在强震时吸收地震能量方面均有重要作用。(3)(3)带竖缝混凝土抗震墙板。普通整块钢筋混凝土墙板由于初期刚度过带竖缝混凝土抗震墙板。普通整块钢筋混凝土墙板由于初期刚度过高，地震时首先斜向开裂，发生脆性破坏而退出工作，造成框架超载而破坏，高，地震时首先斜向

17、开裂，发生脆性破坏而退出工作，造成框架超载而破坏，为此提出了一种带竖缝的抗震墙板。它在墙板中设有若干条竖缝，将墙分割成为此提出了一种带竖缝的抗震墙板。它在墙板中设有若干条竖缝，将墙分割成一系列延性较好的壁柱。多遇地震时，墙板处于弹性阶段，侧向刚度大，墙板一系列延性较好的壁柱。多遇地震时，墙板处于弹性阶段，侧向刚度大，墙板如同由壁柱组成的框架板承担水平抗震。罕遇地震时，墙板处于弹塑性阶段而如同由壁柱组成的框架板承担水平抗震。罕遇地震时，墙板处于弹塑性阶段而在柱壁上产生裂缝，壁柱屈服后刚度降低，变形增大，起到耗能减震的作用。在柱壁上产生裂缝，壁柱屈服后刚度降低，变形增大，起到耗能减震的作用。8.1

18、 8.1 概概 述述1.10第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.108.1.2 8.1.2 钢结构房屋的震害及破坏形式钢结构房屋的震害及破坏形式 同混凝土结构相比，钢结构具有优越的强度、韧性或延性、强度重量比，同混凝土结构相比，钢结构具有优越的强度、韧性或延性、强度重量比，总体上看抗震性能好、抗震能力强。尽管如此，由于焊接、连接、冷加工等工总体上看抗震性能好、抗震能力强。尽管如此，由于焊接、连接、冷加工等工艺技术以及腐蚀环境的影响，钢材材性的优点将受到影响。如果在设计、施工、艺技术以及腐蚀环境的影响，钢材材性的优点将受到影响。如果在设计、施工、维护等方面出现问题，就会造成损

19、害或者破坏。震害调查表明维护等方面出现问题，就会造成损害或者破坏。震害调查表明(见表见表8-1)8-1)，钢结，钢结构较少出现倒塌破坏情况，主要震害表现有构件整体或者局部失稳、节点破坏、构较少出现倒塌破坏情况，主要震害表现有构件整体或者局部失稳、节点破坏、基础连接破坏、构件破坏等。基础连接破坏、构件破坏等。表表8-1 8-1 唐山钢铁厂震害调查资料唐山钢铁厂震害调查资料统计参数结构形式统计参数结构形式总建筑面积总建筑面积/万平方米万平方米倒塌和严重破坏比例倒塌和严重破坏比例中等破坏比例中等破坏比例钢结构钢结构3.6709.3%钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构4.0623.2%47.9%砌体结构砌体

20、结构3.0941.2%20.9%8.1 8.1 概概 述述1.11第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.11 在地震作用下，钢结构房屋由于钢材的材质均匀，强度易于保证，在地震作用下，钢结构房屋由于钢材的材质均匀，强度易于保证，因而结构的可靠性大；轻质高强的特点，使钢结构房屋的自重轻，从因而结构的可靠性大；轻质高强的特点，使钢结构房屋的自重轻，从而结构所受的地震作用减小；良好的延性性能，使钢结构具有很大的而结构所受的地震作用减小；良好的延性性能，使钢结构具有很大的变形能力，即使在很大的变形下仍不致倒塌，从而保证结构的抗震安变形能力，即使在很大的变形下仍不致倒塌，从而保证结构的抗

21、震安全性。但是，钢结构房屋如果设计与制造不当，在地震作用下，可能全性。但是，钢结构房屋如果设计与制造不当，在地震作用下，可能发生构件的失稳和材料的脆性破坏以及连接破坏，而使其优良的材性发生构件的失稳和材料的脆性破坏以及连接破坏，而使其优良的材性得不到充分的发挥，结构未必具有较高的承载力和延性。得不到充分的发挥，结构未必具有较高的承载力和延性。8.1 8.1 概概 述述1.12第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.12 一般来说，钢结构房屋在强震作用下，强度方面是足够的，但其侧向刚度一一般来说，钢结构房屋在强震作用下，强度方面是足够的，但其侧向刚度一般不足。钢结构在地震作用下，

22、虽然很少整体倒塌，但常发生局部破坏和材料的般不足。钢结构在地震作用下，虽然很少整体倒塌，但常发生局部破坏和材料的脆性破坏。例如，脆性破坏。例如，19851985年年9 9月月1919日，墨西哥城发生日，墨西哥城发生8.18.1级大地震，震后发现，级大地震，震后发现，19571957年以前采用的钢结构体系年以前采用的钢结构体系(如交叉支撑结构如交叉支撑结构)发生严重破坏，而以后普遍采用的抗发生严重破坏，而以后普遍采用的抗弯框架体系和抗弯框架弯框架体系和抗弯框架-支撑体系则破坏较轻，其中抗弯框架体系的破坏主要发生支撑体系则破坏较轻，其中抗弯框架体系的破坏主要发生在梁柱连接处，以及框架梁的受压斜杆屈

23、曲。抗弯框架在梁柱连接处，以及框架梁的受压斜杆屈曲。抗弯框架-支撑体系除了支撑体系除了Pino Pino SuarezSuarez综合楼发生倒塌外，只有两栋结构有损伤。综合楼发生倒塌外，只有两栋结构有损伤。19941994年美国诺斯里奇年美国诺斯里奇(Northrige)(Northrige)发生发生6.76.7级地震，震后未发现倒塌的钢结构建筑，钢结构的破坏形式级地震，震后未发现倒塌的钢结构建筑，钢结构的破坏形式主要为：主要为：框架节点区的梁柱焊接连接破坏；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竖向支撑的整体失稳和局部失稳；稳；柱脚焊缝破坏以及锚栓失效。柱脚焊缝破坏以及锚栓

24、失效。19951995年年1 1月月1717日日本阪神发生的日日本阪神发生的7.27.2级大地震级大地震中，钢结构建筑中震害严重和数量较多的主要是年久失修的简易型低层钢结构，中，钢结构建筑中震害严重和数量较多的主要是年久失修的简易型低层钢结构，但也有建于但也有建于2020世纪世纪7070年代后期的钢结构建筑遭受破坏，而在年代后期的钢结构建筑遭受破坏，而在19811981年新的抗震规范年新的抗震规范颁布后按新规范设计的建筑很少破坏。其主要破坏形式为：颁布后按新规范设计的建筑很少破坏。其主要破坏形式为：钢柱脆断；钢柱脆断；支支撑以及其连接板的破坏；撑以及其连接板的破坏；梁柱节点的破坏。那次地震中，

25、由于钢结构具有良好梁柱节点的破坏。那次地震中，由于钢结构具有良好的延性，相对于钢筋混凝土结构的破坏程度要小，同时也表明考虑抗震设计的钢的延性，相对于钢筋混凝土结构的破坏程度要小，同时也表明考虑抗震设计的钢结构建筑很少破坏。而有些钢结构建筑的倒塌和钢柱的脆性断裂，以及支撑屈曲结构建筑很少破坏。而有些钢结构建筑的倒塌和钢柱的脆性断裂，以及支撑屈曲和数量较多的梁柱节点破坏，已引起了工程界的重视，并进行了相应的研究。和数量较多的梁柱节点破坏，已引起了工程界的重视，并进行了相应的研究。8.1 8.1 概概 述述1.13第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.138.1.3 8.1.3 钢

26、结构房屋的抗震性能钢结构房屋的抗震性能 钢结构房屋的抗震性能的好坏取决于结构体系构造、构件及其连接的抗震性钢结构房屋的抗震性能的好坏取决于结构体系构造、构件及其连接的抗震性能。常用的钢结构体系有框架结构、框架能。常用的钢结构体系有框架结构、框架-支撑结构、框架支撑结构、框架-抗震墙板结构以及筒抗震墙板结构以及筒体结构、巨型框架结构等。体结构、巨型框架结构等。钢框架结构构造简单、传力明确，侧移刚度沿高度分布均匀，结构整体侧向钢框架结构构造简单、传力明确，侧移刚度沿高度分布均匀，结构整体侧向变形为剪切型变形为剪切型(多层多层)，抗侧移能力主要取决于框架梁、柱的抗弯能力。如构造设，抗侧移能力主要取决

27、于框架梁、柱的抗弯能力。如构造设计合理，在强震发生时，结构陆续进入屈服的部位是框架节点域、梁、柱构件，计合理，在强震发生时，结构陆续进入屈服的部位是框架节点域、梁、柱构件，结构的抗震能力取决于塑性屈服机制以及梁、柱、节点的耗能及延性性能。当层结构的抗震能力取决于塑性屈服机制以及梁、柱、节点的耗能及延性性能。当层数较多时，控制结构性能的设计参数不再是构件的抗弯能力，而是结构的抗侧移数较多时，控制结构性能的设计参数不再是构件的抗弯能力，而是结构的抗侧移刚度和延性。因此，从经济角度看，这种结构体系适合于建造刚度和延性。因此，从经济角度看，这种结构体系适合于建造2020层以下的中低层层以下的中低层房屋

28、。另外，研究及震害调查表明，以梁铰屈服机制设计的框架结构抗震性能较房屋。另外，研究及震害调查表明，以梁铰屈服机制设计的框架结构抗震性能较好，易于实现好，易于实现“小震不坏、大震不倒小震不坏、大震不倒”的经济型抗震设防目标。的经济型抗震设防目标。8.1 8.1 概概 述述1.14第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.14 钢框架钢框架-支撑体系可分为中心支撑类型和偏心支撑类型。中心支撑结支撑体系可分为中心支撑类型和偏心支撑类型。中心支撑结构使用中心支撑构件，增加了结构抗侧移刚度，可更有效的利用构件的构使用中心支撑构件，增加了结构抗侧移刚度，可更有效的利用构件的强度，提高抗震能力

29、，适合于建造更高的房屋结构，在强烈地震作用下，强度，提高抗震能力，适合于建造更高的房屋结构，在强烈地震作用下，支撑结构率先进入屈服，可以保护或者延缓主体结构的破坏，这种结构支撑结构率先进入屈服，可以保护或者延缓主体结构的破坏，这种结构具有多道抗震防线。中心支撑框架结构构件简单，实际工程应用较多。具有多道抗震防线。中心支撑框架结构构件简单，实际工程应用较多。但是由于支撑构件刚度大，受力较大，容易发生整体或者局部失稳，导但是由于支撑构件刚度大，受力较大，容易发生整体或者局部失稳，导致结构总体刚度和强度降低较快，不利于结构抗震能力的发挥，必须注致结构总体刚度和强度降低较快，不利于结构抗震能力的发挥，

30、必须注意其构造设计。带有偏心支撑的框架意其构造设计。带有偏心支撑的框架-支撑结构，具备中心支撑体系侧向支撑结构，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，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，耗能梁段率先横梁内设计用于消耗地震能量的消能梁段。强震发生时，耗能梁段率先屈服，消耗大量地震能量，保护主体结构，形成了新的抗震防线，使得屈服，消耗大量地震能量，保护主体结

31、构，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。这种结构体系适合于在结构整体抗震性能，特别是结构延性大大加强。这种结构体系适合于在高烈度地区建造高层建筑。高烈度地区建造高层建筑。8.1 8.1 概概 述述1.15第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.15 图图8.3 8.3 地震作用下中心支撑的变形地震作用下中心支撑的变形 图图8.4 8.4 偏心支撑框架的耗能机制偏心支撑框架的耗能机制 钢框架钢框架-抗震墙板结构，使用带竖缝或带水平缝剪力墙板、内藏支撑抗震墙板结构，使用带竖缝或带水平缝剪力墙板、内藏支撑混凝土墙板、钢抗震墙板等，提供需要的侧向刚度。其中

32、，带缝剪力墙板混凝土墙板、钢抗震墙板等，提供需要的侧向刚度。其中，带缝剪力墙板在弹性状态下具有较大的抗侧移刚度，在强震下可进入屈服阶段并耗能。在弹性状态下具有较大的抗侧移刚度，在强震下可进入屈服阶段并耗能。这种结构具有多道抗震防线，同实体剪力墙板相比，其特点是刚度退化过这种结构具有多道抗震防线，同实体剪力墙板相比，其特点是刚度退化过程平缓，整体延性好，在日本使用较多。程平缓，整体延性好，在日本使用较多。8.1 8.1 概概 述述1.16第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.168.2.1 8.2.1 钢结构房屋结构类型的选择钢结构房屋结构类型的选择及所使用的结构尺度及所使用的

33、结构尺度 结构类型的选择关系到结构的安全性、实用性和经济性。可根据结构总体结构类型的选择关系到结构的安全性、实用性和经济性。可根据结构总体高度和抗震设防烈度确定结构类型和最大使用高度。表高度和抗震设防烈度确定结构类型和最大使用高度。表8-28-2为为建筑抗震设计规建筑抗震设计规范范规定的多层钢结构民用房屋使用的最大高度。规定的多层钢结构民用房屋使用的最大高度。表表8-2 8-2 钢结构房屋适用的最大高度钢结构房屋适用的最大高度(m)(m)结构类型结构类型设防烈度设防烈度6度、度、7度度8度度9度度框架框架1109050框架框架-支撑支撑(抗震墙板抗震墙板)220200140筒体筒体(框筒、筒中

34、筒、束框筒、筒中筒、束筒筒)和巨型框架和巨型框架3002601808.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.17第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.17 影响结构宏观性能的另一个尺度是结构高宽比，即房屋总高度与结影响结构宏观性能的另一个尺度是结构高宽比，即房屋总高度与结构平面最小宽度的比值，这一参数对结构刚度、侧移、振动模态有直接构平面最小宽度的比值，这一参数对结构刚度、侧移、振动模态有直接影响。影响。建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范规定，钢结构民用房屋的最大高宽比不宜规定，钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表超过表8-38-3的限定。的限

35、定。结构设计对结构尺度参数的选择要同时满足表结构设计对结构尺度参数的选择要同时满足表8-28-2和表和表8-38-3的要求。的要求。表8-3 钢结构民用房屋适用的最大高宽比烈烈 度度6度、度、7度度8度度9度度最大高宽比最大高宽比6.56.05.58.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.18第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.18 根据抗震概念设计的思想，多层钢结构要根据安全性和经济性的原则根据抗震概念设计的思想，多层钢结构要根据安全性和经济性的原则按多道防线设计。在上述结构类型中，框架结构一般设计成梁铰机制，有按多道防线设计。在上述结构

36、类型中，框架结构一般设计成梁铰机制，有利于消耗地震能量、防止倒塌，梁是这种结构的第一道抗震防线；框架利于消耗地震能量、防止倒塌，梁是这种结构的第一道抗震防线；框架-支撑支撑(抗震墙板抗震墙板)体系以支撑或者抗震墙板作为第一道抗震防线；偏心支撑体系以支撑或者抗震墙板作为第一道抗震防线；偏心支撑体系是以梁的耗能段作为第一道防线。在选择结构类型时，除考虑结构总体系是以梁的耗能段作为第一道防线。在选择结构类型时，除考虑结构总高度和高宽比之外，还要根据各结构类型抗震性能的差异及设计需求加以高度和高宽比之外，还要根据各结构类型抗震性能的差异及设计需求加以选择。一般情况下，对不超过选择。一般情况下，对不超过

37、1212层的钢结构房屋可采用框架结构、框架层的钢结构房屋可采用框架结构、框架-支撑结构或其他结构类型；超过支撑结构或其他结构类型；超过1212层的钢结构房屋，层的钢结构房屋，8 8度、度、9 9度时，宜采用度时，宜采用偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板或其偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板或其他消能支撑及筒体结构。他消能支撑及筒体结构。8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.19第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.198.2.2 8.2.2 结构平、立面布置以及防震缝的设置结构平、立面布

38、置以及防震缝的设置 多层钢结构的结构平面布置、竖向布置应遵守抗震概念设计中多层钢结构的结构平面布置、竖向布置应遵守抗震概念设计中结构布置规则性的原则。设计中如出现平面不规则或者竖向不规则结构布置规则性的原则。设计中如出现平面不规则或者竖向不规则的情况，应按规范要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄的情况，应按规范要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施，不应采用严重不规则的设计方案弱部位采取有效的抗震构造措施，不应采用严重不规则的设计方案。由于钢结构可耐受的结构变形比混凝土结构大，一般不宜设防震。由于钢结构可耐受的结构变形比混凝土结构大，一般不宜设防震缝。需要

39、设置防震缝时，缝的宽度应不小于相应钢筋混凝土结构房缝。需要设置防震缝时，缝的宽度应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的屋的1.51.5倍。倍。8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.20第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.208.2.3 8.2.3 支撑的设计要求支撑的设计要求 在框架在框架-支撑体系中，可使用中心支撑或偏心支撑。不论是哪一种支撑体系中，可使用中心支撑或偏心支撑。不论是哪一种支撑，均可提供较大的抗侧移刚度。因此，其结构平面布局应遵循抗侧支撑，均可提供较大的抗侧移刚度。因此，其结构平面布局应遵循抗侧移刚度中心与结构质量中心尽可能接

40、近的原则。以减少结构可能出现的移刚度中心与结构质量中心尽可能接近的原则。以减少结构可能出现的扭转。支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于扭转。支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3 3，以防止楼盖平面内变形，以防止楼盖平面内变形影响对支撑抗侧刚度的准确估计。另外，还可以使用支撑构件改进结构影响对支撑抗侧刚度的准确估计。另外，还可以使用支撑构件改进结构刚度中心与质量中心偏差较大的情况。刚度中心与质量中心偏差较大的情况。中心支撑构造简单、设计施工方便。在大震作用下支撑可能失稳，中心支撑构造简单、设计施工方便。在大震作用下支撑可能失稳，所产生的非线性变形可消耗一定的地震能量，但由于其力所产生的非线性变形可消耗

41、一定的地震能量，但由于其力-位移曲线并位移曲线并不饱满，耗能并不理想。偏心体系在小震及正常使用条件下与中心支撑不饱满，耗能并不理想。偏心体系在小震及正常使用条件下与中心支撑体系具有相当的抗侧刚度，在大震条件下靠梁的受弯段耗能，具有与强体系具有相当的抗侧刚度，在大震条件下靠梁的受弯段耗能，具有与强柱弱梁型框架相当的耗能能力，但构造相对复杂。因此，对超过柱弱梁型框架相当的耗能能力，但构造相对复杂。因此，对超过1212层的层的钢结构宜采用偏心支撑，但在顶层可采用中心支撑。钢结构宜采用偏心支撑，但在顶层可采用中心支撑。8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.21第第

42、8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.21 中心支撑框架宜采用交叉支撑、人字支撑、斜杆支撑，不宜采用中心支撑框架宜采用交叉支撑、人字支撑、斜杆支撑，不宜采用K K形支撑，因为后者对柱子易形成抗剪集中现象。支撑的轴线应交汇形支撑，因为后者对柱子易形成抗剪集中现象。支撑的轴线应交汇于梁柱构件轴线的焦点，确有困难时偏离中心不应超过支撑杆件的宽于梁柱构件轴线的焦点，确有困难时偏离中心不应超过支撑杆件的宽度，并计入由此产生的附加弯矩。度，并计入由此产生的附加弯矩。偏心支撑框架的每根支撑至少有一根与框架梁相连接，消能梁段偏心支撑框架的每根支撑至少有一根与框架梁相连接，消能梁段应设计成具有饱满

43、滞回能力的塑性铰消能机构。应设计成具有饱满滞回能力的塑性铰消能机构。8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.22第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.228.2.4 8.2.4 钢结构房屋的结构布置要求钢结构房屋的结构布置要求 钢结构房屋的结构体系与结构布置应符合规范规定的抗震设计基钢结构房屋的结构体系与结构布置应符合规范规定的抗震设计基本要求。钢结构房屋应尽量采用规则的建筑方案，当采用不规则建筑本要求。钢结构房屋应尽量采用规则的建筑方案，当采用不规则建筑方案时，应设抗震缝，且缝宽应不小于钢筋混凝土结构房屋的方案时，应设抗震缝，且缝宽应不小

44、于钢筋混凝土结构房屋的1.51.5倍。倍。多层钢结构一般采用框架结构、框架多层钢结构一般采用框架结构、框架-支撑结构。采用框架支撑结构。采用框架-支撑支撑结构时，支撑框架的两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼结构时，支撑框架的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盖的长宽比不宜大于3 3。多层钢结构宜采用中心支撑，有条件时也可采。多层钢结构宜采用中心支撑，有条件时也可采用偏心支撑等消能支撑。中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人用偏心支撑等消能支撑。中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人字形支撑或者单斜杆支撑，不宜采用字形支撑或者单斜杆支撑，不宜采用K K形支撑；支

45、撑的轴线应交汇于梁形支撑；支撑的轴线应交汇于梁柱构件轴线的交点，确有困难时偏离中心不应超过支撑杆件宽度，并柱构件轴线的交点，确有困难时偏离中心不应超过支撑杆件宽度，并应计入由此产生的附加弯矩。偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端应计入由此产生的附加弯矩。偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接，并在支撑与梁交点和柱之间或同一跨内另一支撑与梁与框架梁连接，并在支撑与梁交点和柱之间或同一跨内另一支撑与梁交点之间形成消能梁段。交点之间形成消能梁段。8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.23第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.23 钢结构房

46、屋的楼板主要有在压型钢板上现浇混凝土形成的组合楼板钢结构房屋的楼板主要有在压型钢板上现浇混凝土形成的组合楼板(如图如图8.58.5所示所示)和非组合楼板、装配整体式钢筋混凝土楼板、装配式楼板等。一般和非组合楼板、装配整体式钢筋混凝土楼板、装配式楼板等。一般宜采用组合楼板或者非组合楼板；对不超过宜采用组合楼板或者非组合楼板；对不超过1212层的钢结构尚可采用装配整体层的钢结构尚可采用装配整体式钢筋混凝土楼板，亦可采用装配式楼板或者其他轻型楼盖。式钢筋混凝土楼板，亦可采用装配式楼板或者其他轻型楼盖。8.2.5 8.2.5 钢结构房屋的楼板钢结构房屋的楼板图图8.5 压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板

47、 采用压型钢板钢筋混凝土组合楼板和现浇钢筋混凝土楼板时，应与钢梁有可靠采用压型钢板钢筋混凝土组合楼板和现浇钢筋混凝土楼板时，应与钢梁有可靠连接。采用装配式、装配整体式或轻型楼板时，应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取连接。采用装配式、装配整体式或轻型楼板时，应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取其他保证楼盖整体性的措施。其他保证楼盖整体性的措施。8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.24第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.24 钢结构房屋根据工程情况可设计或不设计地下室，设置地下室时，钢结构房屋根据工程情况可设计或不设计地下室，设置地下室时，框架

48、框架-支撑结构中竖向布置的支撑应延伸至基础；框架柱应至少延伸至地支撑结构中竖向布置的支撑应延伸至基础；框架柱应至少延伸至地下一层。下一层。支撑在地下室是否改为混凝土抗震墙形式，与是否设计钢筋混凝土支撑在地下室是否改为混凝土抗震墙形式，与是否设计钢筋混凝土结构层有关，设置钢筋混凝土结构层时采用混凝土墙段协调。该抗震墙是结构层有关，设置钢筋混凝土结构层时采用混凝土墙段协调。该抗震墙是否由钢支撑外包混凝土构成还是采用混凝土墙，由设计确定。否由钢支撑外包混凝土构成还是采用混凝土墙，由设计确定。设置地下室的钢结构房屋的基础埋置深度，当采用天然地基时不宜设置地下室的钢结构房屋的基础埋置深度，当采用天然地基

49、时不宜小于房屋总高度的小于房屋总高度的1/151/15；当采用桩基时，桩承台埋深不宜小于房屋总高；当采用桩基时，桩承台埋深不宜小于房屋总高度的度的1/201/20。8.2.6 8.2.6 钢结构房屋的地下室钢结构房屋的地下室8.2 8.2 多层钢结构抗震设计的一般规定多层钢结构抗震设计的一般规定1.25第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.25 多层建筑钢结构的抗震设计采用两阶段设计方法，即第一阶段多层建筑钢结构的抗震设计采用两阶段设计方法，即第一阶段设计应按多遇地震计算地震作用，第二阶段设计应按罕遇地震计算设计应按多遇地震计算地震作用，第二阶段设计应按罕遇地震计算地震作用。

50、地震作用。第一阶段设计时，地震作用应考虑下列原则。第一阶段设计时，地震作用应考虑下列原则。(1)(1)通常情况下，应在结构的两个主轴方向分别计入水平地震通常情况下，应在结构的两个主轴方向分别计入水平地震作用，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力构件承担。作用，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力构件承担。(2)(2)当有斜交抗侧力构件时，宜分别计入各抗侧力构件方向的当有斜交抗侧力构件时，宜分别计入各抗侧力构件方向的水平地震作用。水平地震作用。(3)(3)质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计入水平地震质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计入水平地震作用的扭转效应。作用的扭转效应。(

51、4)(4)按按9 9度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按8 8度和度和9 9度抗震度抗震设防的大跨度和长悬臂构件，应计入竖向地震作用。设防的大跨度和长悬臂构件，应计入竖向地震作用。8.3.1 8.3.1 一般计算原则一般计算原则8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.26第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.26 1.1.多层建筑钢结构的设计反应谱多层建筑钢结构的设计反应谱 高层建筑钢结构的设计反应谱，采用阻尼比为高层建筑钢结构的设计反应谱，采用阻尼比为0.020.02的地震影响的地震影响系数系数 曲线表示，如图曲线表示，如图8.6

52、8.6所示。所示。值应根据近震、远震、场地类别及结构自振周期计算，值应根据近震、远震、场地类别及结构自振周期计算，值值不小于不小于0.2 0.2 。及特征周期及特征周期T Tg g按表按表8-48-4和表和表8-58-5的规定采用，的规定采用，系数系数 按下列公式确定：按下列公式确定：当当00T T0.10.1时时 =1+3.5=1+3.5T T (8-1)(8-1)当当0.10.1T T22时时 =3.5=3.5T T (8-2)(8-2)当当T T2 2时时 =3.5=3.5T T+0.2+0.2T Tg-0.1g-0.1 T T (8-3)(8-3)maxmax()T()T()T()T8

53、.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.27第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.27 图8.6 高层建筑钢结构的地震影响系数式中：式中：地震影响系数；地震影响系数；地震影响系数最大值；地震影响系数最大值；T结构自振周期；结构自振周期；Tg场地特征周期。场地特征周期。1.35max max 0.45max 0 0.1 Tg 2Tg 3.0 6.0 T(s)()T 0.9maxgTT 0.2max max8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.28第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.28表8-4 抗震设计水平地震影响系数最大值烈烈 度度

54、6度度7度度8度度9度度0.040.080.160.32表8-5 特征周期Tg(s)场场 地地 类类 别别IIIIIIIV近近 震震远远 震震0.200.250.300.400.400.550.650.85 当主要抗侧力构件为钢筋混凝土结构时，地震影响系当主要抗侧力构件为钢筋混凝土结构时，地震影响系数应按数应按建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范的有关规定采用。的有关规定采用。max8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.29第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.29 2.2.水平地震作用计算水平地震作用计算 多层建筑钢结构的地震作用计算方法有：底部剪力法、振型分解反

55、多层建筑钢结构的地震作用计算方法有：底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。高层建筑钢结构应根据不同情况，分别采用不同应谱法和时程分析法。高层建筑钢结构应根据不同情况，分别采用不同的地震作用计算方法。的地震作用计算方法。(1)(1)底部剪力法。底部剪力法。底部剪力法适用于高度小于等于底部剪力法适用于高度小于等于60 m60 m且平面和竖向较规则的高层建且平面和竖向较规则的高层建筑。底部剪力法根据建筑物的总策略荷载计算结构底部的总剪力，然后筑。底部剪力法根据建筑物的总策略荷载计算结构底部的总剪力，然后按一定的比例分配到各楼层，得到各楼层的水平地震作用后，即可按静按一定的比例分配到各楼层，得到各

56、楼层的水平地震作用后，即可按静力方法计算结构的内力，使用较方便。力方法计算结构的内力，使用较方便。采用底部剪力法计算水平地震作用时，各楼层可仅按一个自由度计采用底部剪力法计算水平地震作用时，各楼层可仅按一个自由度计算，如图算，如图8.78.7所示。与结构的总水平地震作用等效的底部剪力标准值由所示。与结构的总水平地震作用等效的底部剪力标准值由下式计算：下式计算：(8_4)(8_4)Ek1eqFG8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.30第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.30 H Hi Gn Gi FEk Fn Fn Fi FEk 图图8.7 底部剪力法计算图形

57、底部剪力法计算图形8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.31第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.31 在质量沿高度分布基本均匀、刚度沿高度分布基本均匀或向上均匀减在质量沿高度分布基本均匀、刚度沿高度分布基本均匀或向上均匀减小的结构中，各层水平地震作用标准值按下式比例分配：小的结构中，各层水平地震作用标准值按下式比例分配：(8-5)(8-5)顶部附加水平地震作用标准为顶部附加水平地震作用标准为 (8-6)(8-6)(8-7)(8-7)式中：式中：相应于结构基本自振周期相应于结构基本自振周期T T1(1(按按s s计计)的水平地震影响系数；的水平地震影响系数；结构

58、的等效总策略荷载，取总重力荷载代表值的结构的等效总策略荷载，取总重力荷载代表值的80%80%；Ek1(1)(1,2,)iiinniijG HFFinG HEknnFF110.058nT1eqG8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.32第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.32 分别为第分别为第i i、j j层重力荷载代表值；抗震计算中重力荷载代表值为恒载层重力荷载代表值；抗震计算中重力荷载代表值为恒载和活载组合值之和，但雪荷载取标准值的和活载组合值之和，但雪荷载取标准值的50%50%，楼面活荷按，楼面活荷按建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范规定的标准值第六组合值系

59、数取值，一般民用建筑应取规定的标准值第六组合值系数取值，一般民用建筑应取0.50.5，书库、档案库建筑应，书库、档案库建筑应取取0.80.8；分别为第分别为第i i、j j层楼盖距底部固定端的高度；层楼盖距底部固定端的高度；第第i i层的水平地震作用标准值；层的水平地震作用标准值；顶部附加地震作用系数；顶部附加地震作用系数；顶部附加水平地震作用；顶部附加水平地震作用；结构的基本自振周期；在初步计算时，可按下列经验公式估算：结构的基本自振周期；在初步计算时，可按下列经验公式估算：(8-8)(8-8)对于重量及刚度分布比较均匀的结构，可用下式近似计算：对于重量及刚度分布比较均匀的结构，可用下式近似

60、计算：(8-9)(8-9)ijGG、ijHH、iFnnF1T10.1Tn11.7TnTu8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.33第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.33式中：式中：结构顶层假想侧移结构顶层假想侧移(m)(m)，即假想将结构各，即假想将结构各 层的重力荷载作为楼层的集中水平力，层的重力荷载作为楼层的集中水平力，按弹性静力方法计算所得到的顶层侧移值；按弹性静力方法计算所得到的顶层侧移值；计算周期修正系数，可取计算周期修正系数，可取=0.9=0.9。采用底部剪力法时，突出屋面小塔楼的地震作用效应采用底部剪力法时，突出屋面小塔楼的地震作用效应宜乘以增

61、大系数宜乘以增大系数3 3。增大影响宜向下考虑。增大影响宜向下考虑1 12 2层，但不再层，但不再往下传递。往下传递。nuT8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.34第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.34(2)(2)振型分解反应谱法。振型分解反应谱法。不符合底部剪力法适用条件的其他高层钢结构，宜采用振型分解不符合底部剪力法适用条件的其他高层钢结构，宜采用振型分解反应谱法。反应谱法。对体形比较规则，简单，可不计扭转影响的结构，振型分解反应对体形比较规则，简单，可不计扭转影响的结构，振型分解反应谱法仅考虑平移作用下的地震效应组合，沿主轴方向，结构第谱法仅考虑平移

62、作用下的地震效应组合，沿主轴方向，结构第j j振型第振型第i i质点的水平地震作用标准值，按下列公式计算：质点的水平地震作用标准值，按下列公式计算：(8-10)(8-10)(8-11)(8-11)式中：式中：相应于相应于j j振型计算周期振型计算周期TjTj的地震影响系数；的地震影响系数；j j振型的参与系数；振型的参与系数；j j振型第振型第i i质点的水平相对位移。质点的水平相对位移。(1,2,1,2)jijjjijFX Gin jm 121jinjijijnjiXGXGjjjiX8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.35第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1

63、.35 根据各振型的水平地震作用标准值根据各振型的水平地震作用标准值FjiFji，即可按下式计算水平地震作用，即可按下式计算水平地震作用响应响应(弯矩、剪弯矩、剪 力、轴力和变形力、轴力和变形)：(8-12)(8-12)式中：式中：S S水平地震作用效应；水平地震作用效应；SjSjj j振型水平地震作用产生的效应，可只取前振型水平地震作用产生的效应，可只取前2 2个个3 3个振型；个振型；当基本自振周期大于当基本自振周期大于1.5s1.5s时或房屋高宽比大于时或房屋高宽比大于5 5时，振型个数可适当增加。时，振型个数可适当增加。在复杂体型或不能按平面结构假定进行计算时，应按空间协同工作或空在复

64、杂体型或不能按平面结构假定进行计算时，应按空间协同工作或空间结构计算空间振型。间结构计算空间振型。2jSS8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.36第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.36 (3)(3)时程分析法。时程分析法。竖向特别不规则的建筑及高度较大的建筑，宜采用时程分析法进竖向特别不规则的建筑及高度较大的建筑，宜采用时程分析法进行补充验算。采用时程分析法计算结构的地震反应时，应输入典型的行补充验算。采用时程分析法计算结构的地震反应时，应输入典型的地震波进行计算。不同的地震波会使相同结构出现不同的反应，这与地震波进行计算。不同的地震波会使相同结构出现不同

65、的反应，这与地震波的频谱、幅值及时间长短有关。采用的能反映当地场地特征的地震波的频谱、幅值及时间长短有关。采用的能反映当地场地特征的地震加速度波不能少于地震加速度波不能少于4 4条，其中宜包括一条本地区历史上发生地震时条，其中宜包括一条本地区历史上发生地震时的实测记录。的实测记录。地震波的持续时间不宜过短，宜取地震波的持续时间不宜过短，宜取10s10s20s20s或更长。或更长。8.3 钢结构房屋的抗震计算钢结构房屋的抗震计算1.37第第8 8章章 多层钢结构抗震设计多层钢结构抗震设计1.378.3.2 8.3.2 地震作用下钢结构的内力与位移计算地震作用下钢结构的内力与位移计算1.1.地震作

66、用下的内力与位移计算地震作用下的内力与位移计算1)1)多遇地震作用下多遇地震作用下 结构在第一阶段多遇地震作用下的抗震设计中，其地震作用效应采用弹结构在第一阶段多遇地震作用下的抗震设计中，其地震作用效应采用弹性方法计算。可根据不同情况，采用底部剪力法、振型分解反应谱法以及时性方法计算。可根据不同情况，采用底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法。程分析法。实验研究表明，钢结构房屋的阻尼比小于钢筋混凝土结构，对于超过实验研究表明，钢结构房屋的阻尼比小于钢筋混凝土结构，对于超过1212层的钢结构可采用层的钢结构可采用0.020.02，对于不超过，对于不超过1212层的钢结构可采用层的钢结构可采用0.0350.035，对于单层，对于单层钢结构仍采用钢结构仍采用0.050.05。钢结构在进行内力和位移计算时，对于框架钢结构在进行内力和位移计算时，对于框架-支撑、框架支撑、框架-抗震墙板以及抗震墙板以及框筒等结构常采用矩阵位移法。对于工字形截面柱，宜计入梁柱节点域剪切框筒等结构常采用矩阵位移法。对于工字形截面柱，宜计入梁柱节点域剪切变形对结构侧移的影响；对中心支撑框架和不超过变形对结构侧移的影