完整的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計包括三個方面的內(nèi)容與要求:
1.概念設(shè)計
在總體上把握抗震設(shè)計的主要原則,彌補(bǔ)由于地震作用及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的復(fù)雜性而造成抗震計算不準(zhǔn)確的不足
2.抗震計算
為建筑抗震設(shè)計提供定量保證
3.構(gòu)造措施
為保證抗震概念與抗震計算的有效提供保障
上述三個方面的內(nèi)容是一個不可割裂的整體,忽略任何一部分,都可能使抗震設(shè)計失效
一、計算模型
確定多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計算模型時,應(yīng)注意:
1. 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)地震作用下的內(nèi)力與位移分析時,一般可假定樓板在自身平面內(nèi)為絕對剛性。對整體性較差、開孔面積大、有較長的外伸段的樓板,宜采用樓板平面內(nèi)的實際剛度進(jìn)行計算
2. 進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)多遇地震作用下的反應(yīng)分析時,可考慮現(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用。在設(shè)計中應(yīng)保證樓板與鋼梁間有可靠的連接措施,此時樓板可作為梁翼緣的一部分計算梁的彈性截面特性。進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)罕遇地震反應(yīng)分析時,考慮到此時樓板與梁的連接可能遭到破壞,則不應(yīng)考慮樓板與梁的共同工作
3. 多高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震計算可采用:平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計算模型
結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、不計扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可采用平面結(jié)構(gòu)計算模型
結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復(fù)雜,無法劃分平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)以及筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計算模型
4. 多高層鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力與位移計算,應(yīng)考慮梁柱的彎曲變形和剪切變形,尚應(yīng)考慮柱的軸向變形
一般可不考慮梁的軸向變形,但當(dāng)梁同時作為腰桁架或桁架的弦桿時,則應(yīng)考慮軸力的影響
5. 柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接,但可按兩端鉸接計算。偏心支撐中的耗能梁段應(yīng)取為單獨(dú)單元
6. 應(yīng)計入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形(如圖)對多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)位移的影響。
可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作一個單獨(dú)的單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,也可按下列規(guī)定作近似計算:
1)箱形截面柱框架
可將節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作剛域,剛域的尺寸取節(jié)點(diǎn)域尺寸的一半
2)工字形截面柱框架
可不考慮節(jié)點(diǎn)域,梁柱長度按軸線間距離確定
二、阻尼比取值
多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比較小,按反應(yīng)譜法計算時的取值:
1.多遇地震下的地震作用
高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.02;多層(不超過12層)鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可取為0.035
2.罕遇地震下的地震作用
考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性,多高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比均可取為0.05
三、計算有關(guān)要求
進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震計算時,應(yīng)注意滿足下列設(shè)計要求:
1、進(jìn)行多遇地震下抗震設(shè)計時,框架-支撐(剪力墻板)結(jié)構(gòu)體系中總框架任意樓層所承擔(dān)的地震剪力,不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25%
2、在水平地震作用下,如果樓層側(cè)移滿足下式,則應(yīng)考慮P–△效應(yīng)
此時該樓層的位移和所有構(gòu)件的內(nèi)力均應(yīng)乘以下式放大系數(shù)α
3. 驗算在多遇地震作用下整體基礎(chǔ)(筏形基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ))對地基的作用時,可采用底部剪力法計算作用于地基的傾覆力矩,但宜取0.8的折減系數(shù)
4. 當(dāng)在多遇地震作用下進(jìn)行構(gòu)件承載力驗算時,托柱梁及承托鋼筋混凝土抗震墻的鋼框架柱的內(nèi)力應(yīng)乘以不小于1.5的增大系數(shù)。