型鋼（鋼管）混凝土框架—鋼筋混凝土筒體混合結(jié)構(gòu)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究講課內(nèi)容Page

2第二部分高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論和方法第三部分工程實(shí)例分析第一部分鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述混合結(jié)構(gòu)：不同材料的構(gòu)件共同組成的結(jié)構(gòu)。鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)：鋼（或其他組合構(gòu)件）與鋼筋混凝土組成。與四大結(jié)構(gòu)并列擴(kuò)展成為五大結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：

與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)比：1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小，占用建筑面積和凈高小

2.結(jié)構(gòu)自重輕，降低基礎(chǔ)造價(jià)3.施工速度快4.抗震性能好Page

3鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述優(yōu)點(diǎn)：

與鋼結(jié)構(gòu)對(duì)比：1.用鋼量少

2.整體剛度好3.結(jié)構(gòu)防火防腐性能好PS：鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用最多的就是鋼筋混凝土筒體與型鋼混凝土、鋼管混凝土框架組成的結(jié)構(gòu)Page

4鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的類型1.型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)（SRC)：以型鋼為鋼骨并在周圍配置鋼筋和混凝土的埋入式組合結(jié)構(gòu)體系型鋼可分為實(shí)腹式和空腹式兩大類。

實(shí)腹式型鋼常用截面有I、H、L、T、十字形以及矩形和圓形鋼管等。

空腹式型鋼一般由綴板或綴條連接角鋼或槽鋼組成空腹式型鋼比較節(jié)省材料，但制作費(fèi)用較多，實(shí)腹式型鋼制作簡(jiǎn)便，承載能力大

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5鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述Page

6鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的類型2.鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)：由混凝土填入薄壁型鋼內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料，按截面形狀的不同分為圓鋼管混凝土、方鋼管混凝凝土，矩形鋼管混凝土及多邊形鋼管混凝土。

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7鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)構(gòu)造的基本原則1.實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型的原則(承載力大，剛度大，抗震性能好）2.充分發(fā)揮鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的抗震性能的原則（型鋼的配置是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全、延性抗震的主要因素)3.良好的耐久性和耐火性原則(保護(hù)層厚度）4.優(yōu)化設(shè)計(jì)原則（截面尺寸大小、經(jīng)濟(jì)造價(jià)的高低，施工工作量）

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8鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

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9杭州瑞豐國(guó)際商務(wù)大廈（2001）采用矩形鋼管混凝土框架-筒體結(jié)構(gòu)是我國(guó)第一幢采用矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑

鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

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10深圳帝王商業(yè)大廈（325m）主樓采用矩形鋼管混凝土柱為主體的芯筒-框架體系

鋼與與混混凝凝土土混混合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)概概述述鋼與與混混凝凝土土混混合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的應(yīng)應(yīng)用用Page11臺(tái)北北101大廈廈(508m)采用用鋼鋼管管混混凝凝土土巨巨型型框框架架體體系系鋼與與混混凝凝土土混混合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)概概述述鋼與與混混凝凝土土混混合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的應(yīng)應(yīng)用用Page12武漢國(guó)國(guó)際證證券大大廈（（331.3m)邊柱采采用方方、矩矩形鋼鋼管混混凝土土柱筒體結(jié)結(jié)構(gòu)概念以一個(gè)個(gè)或多多個(gè)筒筒體來(lái)來(lái)抵抗抗水平平力和和豎向向荷載載的結(jié)結(jié)構(gòu)——筒體結(jié)結(jié)構(gòu)。?？臻g薄薄壁筒筒體——平面剪剪力墻墻組成成空間密密柱框框筒——柱距很很小的的框架架柱組組成框架、、剪力力墻以以及框框架-剪力墻墻——平面工工作狀狀態(tài)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)——空間整整體受受力特點(diǎn)：：將剪力力墻集集中到到房屋屋的內(nèi)內(nèi)部或或外部部形成成封閉閉的筒筒體；；筒體在在水平平荷載載作用用下好好像一一個(gè)豎豎向懸懸臂空空心柱柱體，，結(jié)構(gòu)構(gòu)空間間剛度度極大大，抗抗扭性性能也也好；；筒體結(jié)結(jié)構(gòu)具具有造造型美美觀、、受力力合理理、使使用靈靈活，，以及及整體體性強(qiáng)強(qiáng)等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，，適用用于高高層和和超高高層建建筑。。目前前全世世界最最高的的100幢高層層建筑筑約三三分之之二以以上采采用筒筒體結(jié)結(jié)構(gòu)，，國(guó)內(nèi)內(nèi)百米米以上上的高高層建建筑有有一半半以上上采用用筒體體結(jié)構(gòu)構(gòu)。筒體結(jié)結(jié)構(gòu)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)的的類型型按筒體體布置置形式式和數(shù)數(shù)目的的不同同，可可將筒筒體結(jié)結(jié)構(gòu)劃劃分為為框筒筒結(jié)構(gòu)構(gòu)、筒筒中筒筒結(jié)構(gòu)構(gòu)和框框架-核心筒筒結(jié)構(gòu)構(gòu)、多多重筒筒結(jié)構(gòu)構(gòu)、束束筒結(jié)結(jié)構(gòu)。。筒體結(jié)結(jié)構(gòu)1、框筒筒：周周邊密密集的的柱和和高跨跨比很很大的的窗裙裙梁。。剪力墻墻構(gòu)成成的薄薄壁筒筒密排柱柱及深深群梁梁組成成的框框筒筒體結(jié)結(jié)構(gòu)薄壁內(nèi)內(nèi)筒與與密柱柱外框框筒相相結(jié)合合內(nèi)筒體體：筒筒體與與豎向向通道道結(jié)合合外筒體體：密密柱外外框筒筒，與與建筑筑立面面結(jié)合合2、筒中中筒結(jié)結(jié)構(gòu)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)3、框架架－核核心筒筒體系系由若干干個(gè)框框架和和筒體體共同同承重重的結(jié)結(jié)構(gòu)體體系類型：：框架架和實(shí)實(shí)腹筒筒體(框架-核心筒筒結(jié)構(gòu)構(gòu)）、、框架架和空空腹筒筒體（（外筒筒內(nèi)框框結(jié)構(gòu)構(gòu)）框架和空腹筒體

空腹筒體布置在房屋的外圍，框架布置在中間框架和實(shí)腹筒體

利用電梯間、樓梯間、設(shè)備間等的墻比做為筒體的實(shí)腹體壁筒體結(jié)結(jié)構(gòu)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)南京金金陵飯飯店37層，108米，框框架-筒體結(jié)結(jié)構(gòu)，，1983年建成成。筒體結(jié)結(jié)構(gòu)廣州中中信大大廈37層，322米高，，97年建成成筒體結(jié)結(jié)構(gòu)上海金金貿(mào)大大廈采采用的的是框框架－－核心心筒結(jié)結(jié)構(gòu)，，建筑筑物88層，高高420.5米。鋼鋼筋混混凝土土核心心筒呈呈八角角形，，周邊邊8根鋼骨骨混凝凝土柱柱底部部截面面1.5mX5m，柱中配配置2根焊接接H型鋼。。筒體結(jié)結(jié)構(gòu)金茂大廈內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)筒體結(jié)結(jié)構(gòu)香港中中環(huán)中中心廣廣場(chǎng)60層，374米，92年建成。筒體結(jié)構(gòu)馬來(lái)西亞雙雙塔樓88層，450米，框—筒結(jié)構(gòu)，1996年建成。筒體結(jié)構(gòu)框架-核心筒結(jié)構(gòu)構(gòu)可以做成成鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)、、鋼結(jié)構(gòu)或或混合結(jié)構(gòu)構(gòu)。在鋼筋混凝凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)構(gòu)中，外框框架由鋼筋筋混凝土梁梁和柱組成成，核心筒筒采用鋼筋筋混凝土實(shí)實(shí)腹筒；在鋼結(jié)構(gòu)中中，外框架架由鋼梁、、鋼柱組成成，內(nèi)部采采用有支撐撐的鋼框架架筒。筒體結(jié)構(gòu)由于框架-核心筒結(jié)構(gòu)構(gòu)的柱數(shù)量量少，內(nèi)力力大，通常常柱的截面面都很大，，為減小柱柱截面，常常采用鋼骨混凝土土、鋼管混混凝土等構(gòu)件做成成框架的柱柱和梁，與與鋼筋混凝凝土或鋼骨骨混凝土實(shí)實(shí)腹筒結(jié)合合，就形成成了混合結(jié)結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)4、多重筒結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)筒小，平平面尺寸大大，樓蓋跨跨度大，故故在內(nèi)外筒筒之間增設(shè)設(shè)一圈柱或或剪力墻并并將之聯(lián)系系起來(lái)形成成筒。筒體結(jié)構(gòu)5、束筒結(jié)構(gòu)構(gòu)使用條件：：當(dāng)建筑高高度或其平平面尺寸進(jìn)進(jìn)一步加大大，以至于于框筒或筒筒中筒結(jié)構(gòu)構(gòu)無(wú)法滿足足抗側(cè)力剛剛度要求時(shí)時(shí)，必須采采用多筒體體系兩個(gè)以上框框筒（或其其它筒體））排列在一一起成束狀狀，稱為成束筒。筒體結(jié)構(gòu)美國(guó)西爾斯斯大廈110層，443米，束筒鋼鋼結(jié)構(gòu)，1974年建成。允許位移900mm，實(shí)測(cè)460mm。用鋼76000噸，砼55700立方米，安安裝了102部高速電梯梯。1~50層51~66層67~90層91層以上筒體結(jié)構(gòu)講課內(nèi)容Page33第二部分高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論和方法第三部分工程實(shí)例分析第一部分鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述結(jié)構(gòu)的彈性性分析地震作用的的特點(diǎn)及抗抗震設(shè)防目目標(biāo)地震時(shí)，地地震釋放的的能量以地地震波的形形式向四周周擴(kuò)散，到到達(dá)地面后后引起地面面運(yùn)動(dòng)，并并通過(guò)房屋屋影響上部部結(jié)構(gòu)，使使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生動(dòng)態(tài)作用用，這就是是地震作用。（水平地震作作用）地震作用使使建筑物產(chǎn)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)動(dòng)稱為地震反應(yīng)，包括位移移、速度、、加速度，，加速度將將產(chǎn)生很大大的內(nèi)力和和變形。地面運(yùn)動(dòng)特特性可以用三個(gè)個(gè)特征量描描述：強(qiáng)度度、頻譜、、持續(xù)時(shí)間間房屋的動(dòng)力力特性指房屋的自自振周期、、振型、阻阻尼抗震設(shè)防目目標(biāo)（三水水準(zhǔn)設(shè)防目目標(biāo)）：小震不壞，中震可修，大震不倒Page34結(jié)構(gòu)的彈性性分析抗震設(shè)計(jì)反反應(yīng)譜法反應(yīng)譜法是用動(dòng)力方方法計(jì)算質(zhì)質(zhì)點(diǎn)體系地地震反應(yīng)，，建立反應(yīng)應(yīng)譜；再用用加速度反反應(yīng)譜計(jì)算算結(jié)構(gòu)的最最大慣性力力作為結(jié)構(gòu)構(gòu)的等效地地震荷載，，然后按靜靜力方法進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算及設(shè)計(jì)計(jì)的方法。。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)方程：Page35結(jié)構(gòu)的彈性性分析如果地面運(yùn)運(yùn)動(dòng)已知，，便可求出出質(zhì)點(diǎn)的位位移、速度度、加速度度反應(yīng)，反應(yīng)應(yīng)最大值分分別表示為為Sd、Sv、Sa,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)體系系的自振周期改變變時(shí)，就會(huì)會(huì)得到不同同的最大反反應(yīng)值，畫畫出Sd、Sv、Sa與周期的關(guān)關(guān)系曲線，，就得到位位移反應(yīng)譜譜、速度反反應(yīng)譜和加速度反反應(yīng)譜。Page36結(jié)構(gòu)的彈性性分析抗震設(shè)計(jì)反反應(yīng)譜法最大慣性力力：Page37結(jié)構(gòu)的彈性性分析我國(guó)抗震規(guī)規(guī)范根據(jù)255條地震加速速度記錄計(jì)計(jì)算得到的的反應(yīng)譜曲曲線，經(jīng)過(guò)過(guò)處理后得得到的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)反應(yīng)譜地地震影響系系數(shù)α作為設(shè)計(jì)反反應(yīng)譜曲線線Page38結(jié)構(gòu)的彈性性分析等效地震荷荷載計(jì)算通過(guò)過(guò)加加速速度度反反應(yīng)應(yīng)譜譜將將地地震震慣慣性性力力處處理理成成等等效效水水平平地地震震荷荷載載，，按按x、y兩個(gè)個(gè)方方向向分分別別計(jì)計(jì)算算地地震震作作用用。。具具體體計(jì)計(jì)算算方方法法又又分分為為反反應(yīng)應(yīng)譜譜底底部部剪剪力力法法和和反反應(yīng)應(yīng)譜譜振振型型分分解解法法兩兩種種方方法法。。少少數(shù)數(shù)情情況況下下需需要要采采用用彈彈性性時(shí)時(shí)程程分分析析法法做做補(bǔ)補(bǔ)充充計(jì)計(jì)算算。。Page39結(jié)構(gòu)構(gòu)的的彈彈性性分分析析反應(yīng)應(yīng)譜譜底底部部剪剪力力法法我國(guó)國(guó)《建筑筑抗抗震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》、《高層層建建筑筑混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)程程》規(guī)定定：：高高度度不不超超過(guò)過(guò)40m、以以剪剪切切變變形形為為主主且且質(zhì)質(zhì)量量和和剛剛度度沿沿高高度度分分布布比比較較均均勻勻的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，以以及及近近似似于于單單質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)體體系系的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，可可以以采采用用底底部部剪剪力力法法等等簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化方方法法Page40結(jié)構(gòu)構(gòu)的的彈彈性性分分析析反應(yīng)應(yīng)譜譜底底部部剪剪力力法法Page41當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基本本周周期期較較長(zhǎng)長(zhǎng)，，場(chǎng)場(chǎng)地地特特征征周周期期較較小小時(shí)時(shí)，，計(jì)計(jì)算算所所得得的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)頂頂部部地地震震作作用用偏偏小小T1>1.4Tg42結(jié)構(gòu)構(gòu)的的彈彈性性分分析析結(jié)構(gòu)構(gòu)的的彈彈性性分分析析振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法我國(guó)國(guó)《建筑筑抗抗震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》規(guī)定定：：除除高高度度不不超超過(guò)過(guò)40m、以以剪剪切切變變形形為為主主且且質(zhì)質(zhì)量量和和剛剛度度沿沿高高度度分分布布比比較較均均勻勻的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，以以及及近近似似于于單單質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)體體系系的的建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，宜宜采采用用振振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法。?！陡邔訉咏ńㄖ旎炷镣两Y(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)程程》規(guī)定定：：高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)宜宜采采用用振振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法。。對(duì)對(duì)質(zhì)質(zhì)量量和和剛剛度度不不對(duì)對(duì)稱稱、、不不均均勻勻的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)以以及及高高度度超超過(guò)過(guò)100m的高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)應(yīng)采采用用考考慮慮扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)耦耦聯(lián)聯(lián)振振動(dòng)動(dòng)影影響響的的振振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法Page43結(jié)構(gòu)的彈性分分析振型分解反應(yīng)應(yīng)譜法進(jìn)行非耦聯(lián)分分析時(shí)先求出出各振型等效效地震荷載后后，按靜力法法分別計(jì)算各各個(gè)振型的內(nèi)內(nèi)力，然后按按照平方和的的平方根法進(jìn)進(jìn)行確定：Page44其中m為參加組合的的振型數(shù)目；；Sj為由第j振型等效地震震荷載求出的的彎矩、剪力力、軸力或位位移S為振型組合后后的彎矩、剪剪力、軸力或或位移結(jié)構(gòu)的彈性分分析振型分解反應(yīng)應(yīng)譜法進(jìn)行耦聯(lián)分析析時(shí)要考慮各各振型間的相相互影響（CQC）：Page45其中ρjr為j振型與r振型的耦聯(lián)系系數(shù)λt為由第j振型與r振型的周期比比結(jié)構(gòu)的彈性分分析振型分解反應(yīng)應(yīng)譜法考慮雙向水平平地震作用下下的扭轉(zhuǎn)地震震作用效應(yīng)，，按下列公式式取較大值：：Page46其中sx為僅考慮x向水平地震作作用時(shí)的地震震作用效應(yīng)sy為僅考慮y向水平地震作作用時(shí)的地震震作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)的彈性分分析反應(yīng)譜法的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)反反應(yīng)譜值將結(jié)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反反應(yīng)轉(zhuǎn)化為作作用在結(jié)構(gòu)上上的靜力，計(jì)計(jì)算容易，加加速度反應(yīng)譜譜值是加速度度反應(yīng)的最大大值，用它設(shè)設(shè)計(jì)一般是安安全的。Page47缺點(diǎn)：（1）只考慮了地地面運(yùn)動(dòng)中的的加速度分量量（2）反應(yīng)譜是通通過(guò)單自由度度體系計(jì)算得得到的，應(yīng)用用在多自由度度體系時(shí)，只只能將結(jié)構(gòu)分分解為許多獨(dú)獨(dú)立的振型，，每個(gè)振型作作為一個(gè)單自自由度結(jié)構(gòu)，，得到對(duì)應(yīng)的的反應(yīng)譜值和和對(duì)應(yīng)的慣性性力，然后通通過(guò)振型組合合得到多自由由度結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力與位移，，振型組合采采用的方法是是從概率統(tǒng)計(jì)計(jì)方法得到的的，計(jì)算粗糙糙（3）未考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)可能出現(xiàn)的的塑形和塑形形變形的積累累過(guò)程結(jié)構(gòu)的靜力彈彈塑性分析基本原理靜力彈塑性分分析是在結(jié)構(gòu)構(gòu)上施加一組組靜力（豎向向荷載和水平平荷載），考考慮構(gòu)件從開(kāi)開(kāi)裂到屈服，，剛度逐步改改變的彈塑性性計(jì)算方法。。計(jì)算時(shí)豎向向荷載不變，，水平荷載由由小到大逐步步加載，每一一步會(huì)有部分分構(gòu)件屈服，，屈服的構(gòu)件件需要改變剛剛度，重新建建立剛度矩陣陣，在增量荷荷載作用下再再進(jìn)行分析，，得到的結(jié)果果疊加在前一一步的計(jì)算結(jié)結(jié)果上，如此此逐步計(jì)算，，直到結(jié)構(gòu)達(dá)達(dá)到其極限承承載力或極限限位移，結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌。（推推覆分析）Page48結(jié)構(gòu)的靜力彈彈塑性分析基本步驟第一部分：建建立側(cè)向荷載載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載-位移曲線圖第二部分：對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震能能力的評(píng)估Page49結(jié)構(gòu)的靜力彈彈塑性分析建立側(cè)向荷載載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載-位移曲線圖1.準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)據(jù)：包括建立立結(jié)構(gòu)的計(jì)算算模型、構(gòu)件件的物理參數(shù)數(shù)和力-變形關(guān)系。2.確定側(cè)向荷載載的分布形式式3.側(cè)向荷載增加加到最薄弱的的構(gòu)件達(dá)到剛剛度發(fā)生明顯顯的變化，一一般達(dá)到結(jié)構(gòu)構(gòu)屈服荷載或或構(gòu)件達(dá)到屈屈服承載力，，對(duì)屈服后的的構(gòu)件剛度予予以修正，繼繼續(xù)加載4.重復(fù)步步驟3，直到到更多多構(gòu)件件達(dá)到到屈服服承載載力Page50結(jié)構(gòu)的的靜力力彈塑塑性分分析建立側(cè)側(cè)向荷荷載作作用下下結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載載-位移曲曲線圖圖5.所有加加載階階段構(gòu)構(gòu)件內(nèi)內(nèi)力和和變形形都應(yīng)應(yīng)記載載下來(lái)來(lái)，以以期獲獲得各各個(gè)階階段所所有構(gòu)構(gòu)件的的總內(nèi)內(nèi)力和和變形形（彈彈性和和塑形形）6.加載過(guò)過(guò)程繼繼續(xù)到到結(jié)構(gòu)構(gòu)性能能達(dá)到到不可可接受受的水水平，，或者者頂點(diǎn)點(diǎn)位移移超過(guò)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)地震震作用用下控控制點(diǎn)點(diǎn)處的的最大大位移移7.做出控控制點(diǎn)點(diǎn)處的的位移移和底底部剪剪力在在不同同加載載階段段的關(guān)關(guān)系曲曲線作作為代代表結(jié)結(jié)構(gòu)的的非線線性反反應(yīng)圖圖Page51結(jié)構(gòu)的的靜力力彈塑塑性分分析建立側(cè)側(cè)向荷荷載作作用下下結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載載-位移曲曲線圖圖Page52結(jié)構(gòu)的的靜力力彈塑塑性分分析建立側(cè)側(cè)向荷荷載作作用下下結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載載-位移曲曲線圖圖Page53結(jié)構(gòu)的的靜力力彈塑塑性分分析結(jié)構(gòu)抗抗震能能力的的評(píng)估估通過(guò)推推覆分分析得得到的的荷載載-位移曲曲線后后，還還不能能立即即用圖圖上某某一點(diǎn)點(diǎn)的位位移確確定為為代表表結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震性能能的““目標(biāo)標(biāo)位移移”與與規(guī)范范規(guī)定定的容容許變變形限限值來(lái)來(lái)做比比較，，以確確定結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震震能力力是否否達(dá)到到要求求。目目前有有兩種種方法法來(lái)評(píng)評(píng)估結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震震能力力：““承載載力譜譜法””和““目標(biāo)標(biāo)位移移法””Page54結(jié)構(gòu)的的靜力力彈塑塑性分分析水平加加載分分布模模式逐級(jí)施施加的的水平平側(cè)向向力沿沿高度度的分分布模模式1.均布加加載模模式Page55適宜于于剛度度與質(zhì)質(zhì)量沿沿高度度分布布較均均勻，，薄弱弱層為為底層層的結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的的靜力力彈塑塑性分分析水平加載分分布模式2.倒三角分布布水平加載載模式水平側(cè)向力力沿結(jié)構(gòu)高高度分布與與層質(zhì)量和和高度成正正比Page56結(jié)構(gòu)的靜力力彈塑性分分析水平加載分分布模式3.拋物線分布布水平加載載模式水平側(cè)向力力沿高度呈呈拋物線分分布的加載載方式Page57結(jié)構(gòu)的靜力力彈塑性分分析水平加載分分布模式3.多振型組合合水平加載載模式基于結(jié)構(gòu)瞬瞬時(shí)振型分分解反應(yīng)譜譜法平方和和開(kāi)平方，，決定水平平側(cè)向力分布布加載方式式Page58結(jié)構(gòu)的靜力力彈塑性分分析靜力彈塑性性分析的主主要功能（1）得到結(jié)構(gòu)構(gòu)承受水平平荷載作用用時(shí)內(nèi)力和和變形的全全過(guò)程，得得到結(jié)構(gòu)的的最大承載載能力和極極限變形能能力，包括括層間位移移角和頂點(diǎn)點(diǎn)位移等重重要指標(biāo)；；可以估計(jì)計(jì)相對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)荷載而言言的結(jié)構(gòu)承承載力的安安全儲(chǔ)備大大小。（2）得到第一一批塑性鉸鉸位置和各各個(gè)階段的的塑性鉸出出現(xiàn)的次序序和分布狀狀態(tài)，可以以判斷結(jié)構(gòu)構(gòu)是否符合合強(qiáng)柱弱梁梁、強(qiáng)剪弱弱彎等設(shè)計(jì)計(jì)要求。Page59結(jié)構(gòu)的靜力力彈塑性分分析靜力彈塑性性分析的主主要功能（3）得到不同同受力階段段下樓層側(cè)側(cè)移和層間間位移角沿沿高度的分分布，結(jié)合合塑性鉸的的分布情況況可以檢查查是否存在在薄弱層（4）得到不同同受力階段段結(jié)構(gòu)各部部分塑形內(nèi)內(nèi)力重分布布的情況，，結(jié)合塑性性鉸分布，，檢查設(shè)計(jì)計(jì)的多道設(shè)設(shè)防意圖能能否實(shí)現(xiàn)。。（5）得到結(jié)構(gòu)構(gòu)每一層的的層剪力和和層間位移移角曲線（6）得到結(jié)構(gòu)構(gòu)中承載力力-頂點(diǎn)位移全全曲線Page60彈塑性動(dòng)力力時(shí)程分析析1971年美國(guó)圣費(fèi)費(fèi)爾南多地地震的震害害使人們認(rèn)認(rèn)識(shí)到了持持時(shí)的重要要性，從而推推動(dòng)了按地地震動(dòng)力加加速度過(guò)程程計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)反應(yīng)過(guò)程程的動(dòng)力法的研究究。動(dòng)力法把地震作為為一個(gè)時(shí)間間過(guò)程，將將建筑物簡(jiǎn)簡(jiǎn)化為多自自由度體系，選擇能能反應(yīng)地震震和場(chǎng)地環(huán)環(huán)境以及結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的的地震加速速度時(shí)程作為地地震動(dòng)輸輸入，計(jì)計(jì)算出每每一時(shí)刻刻建筑物物的地震震反應(yīng)，，從而根據(jù)地震震反應(yīng)作作用與其其他荷載載作用的的組合來(lái)來(lái)完成抗抗震設(shè)計(jì)計(jì)工作Page61彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析我國(guó)《建筑抗震震設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》規(guī)定：特特別不規(guī)規(guī)則的建建筑、甲甲類建筑和表中中列出的的高層建建筑，應(yīng)應(yīng)采用時(shí)時(shí)程分析析方法進(jìn)進(jìn)行多遇遇地震下的補(bǔ)充充計(jì)算Page62彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析我國(guó)《高層建筑筑混凝土土結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》規(guī)定：7-9度抗震設(shè)設(shè)防的高層建建筑，下下列情況況下應(yīng)采采用彈性性時(shí)程分分析法進(jìn)進(jìn)行多遇遇地震下的補(bǔ)充充計(jì)算：：（1）甲類高高層建筑筑（2）上表列列出的乙乙、丙類類高層建建筑（3）復(fù)雜高高層建筑筑結(jié)構(gòu)（4）質(zhì)量沿沿豎向分分布特別別不均勻勻的高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)Page63彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析Page64彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析Page65彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析時(shí)程分析析的地震震動(dòng)輸入入時(shí)程地震震波的波波形是有有場(chǎng)地振振動(dòng)加速速度來(lái)確確定的，，不僅要要掌握最大波幅幅值和地地震波的的持續(xù)時(shí)時(shí)間，振振幅的包包絡(luò)形狀狀，還要要掌握與結(jié)構(gòu)振振動(dòng)周期期相對(duì)應(yīng)應(yīng)的波動(dòng)動(dòng)成分。。選擇地震震輸入時(shí)時(shí)要滿足足強(qiáng)度、、頻譜特特性、強(qiáng)強(qiáng)震持續(xù)續(xù)時(shí)間三三個(gè)方面的要求求Page66彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析結(jié)構(gòu)的力力學(xué)模型型對(duì)于多層層或高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)，由由于彈塑塑性動(dòng)力力分析是是一個(gè)非非常復(fù)雜的問(wèn)題題。高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)在地地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)下做動(dòng)動(dòng)力分析析時(shí)，一一般將結(jié)構(gòu)作為為多質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)體系，，考慮兩兩個(gè)方向向的水平平振動(dòng)。。對(duì)于質(zhì)質(zhì)量和剛度明顯顯不對(duì)稱稱、不均均勻的結(jié)結(jié)構(gòu)，應(yīng)應(yīng)考慮雙雙向水平平振動(dòng)和和樓面扭轉(zhuǎn)影響響。層模型、、桿系模模型、單單柱框架架模型Page67彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析層模型是將結(jié)構(gòu)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)質(zhì)量分別別集中在在各樓層層處，各各樓層間間的抗側(cè)力構(gòu)件件合并為為一根桿桿，用結(jié)結(jié)構(gòu)每層層的側(cè)移移剛度代代表豎向向桿的剛度，形形成一個(gè)個(gè)底部嵌嵌固的串串聯(lián)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)系模型型（彎曲曲形、剪剪切型、、剪彎型））Page68彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析層模型基基本假定定：（1）建筑各各層樓板板在其自自身平面面內(nèi)剛度度無(wú)窮大大。水平平地震作作用下各層豎豎向構(gòu)件件側(cè)向位位移相同同。（2）建筑剛剛度中心心與其質(zhì)質(zhì)量中心心重合，，水平地地震作用用下無(wú)繞繞豎軸扭轉(zhuǎn)變變形優(yōu)點(diǎn)：結(jié)結(jié)構(gòu)的自自由度數(shù)數(shù)目大大大減小，，時(shí)程分分析復(fù)雜雜程度降降低Page69彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析桿系模型型是以結(jié)構(gòu)構(gòu)中的梁梁、柱作作為模型型的基本本分析單單元，根根據(jù)各構(gòu)件的受受力特點(diǎn)點(diǎn)不同，，選取不不同的單單元力模模型和相相應(yīng)的恢恢復(fù)力滯滯回模型，，進(jìn)行結(jié)結(jié)構(gòu)的彈彈性或彈彈塑性地地震反應(yīng)應(yīng)分析。。Page70桿系模型型比層模模型更能能真實(shí)的的反應(yīng)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際際情況，，適用于強(qiáng)強(qiáng)柱弱梁梁型框架架、框剪剪體系。。它可以以計(jì)算分分析各桿件件的內(nèi)力力與變形形，找出出各桿屈屈服的先先后順序序缺點(diǎn)是桿桿件多，，計(jì)算工工作量大大彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析單柱框架架模型是以桿件件作為基基本計(jì)算算單元，，計(jì)算結(jié)結(jié)果，不不論層間間剪力、層層間位移移還是梁梁柱破壞壞狀態(tài)與與普通框框架頗為為接近。。Page71彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析恢復(fù)力是指結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件在外荷荷載消失失后可恢恢復(fù)原來(lái)來(lái)變形狀狀態(tài)的能能力，恢復(fù)復(fù)力滯回回曲線反反映了結(jié)結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件荷載載與變形形之間的的關(guān)系，，反映了構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度、剛剛度、延延性、耗耗能能力力等力學(xué)學(xué)特性。。恢復(fù)力模模型可分分解為骨骨架曲線線、滯回回規(guī)則骨架曲線線是把反反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)下構(gòu)件件的滯回回曲線每每一循環(huán)環(huán)的峰值值連接起起來(lái)形成成的包絡(luò)線，滯滯回規(guī)則則規(guī)定了了構(gòu)件在在卸載和和卸載后后反向加加載時(shí)的的剛度強(qiáng)強(qiáng)度變化化規(guī)律鋼管或型型鋼混凝凝土結(jié)構(gòu)是介介于鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)和和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)之間的的一種結(jié)構(gòu)，，它兼有有鋼筋混混凝土和和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的一些些特點(diǎn)，，構(gòu)件恢恢復(fù)力特特性也介于于兩者之之間。Page72彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析克拉夫退退化雙線線性模型型針對(duì)鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件提出出的Page73滯回規(guī)則則：加載載時(shí)先沿沿骨架曲曲線循行行，卸載載時(shí)至零載載再反向向加載彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析武田三線線性模型型武田等人人在克拉拉夫雙線線性模型型基礎(chǔ)上上建立的的，適用用于彎曲曲變形為為主的情況況，此模模型考慮慮了混凝凝土開(kāi)裂裂對(duì)構(gòu)件件剛度的的影響Page74彈塑性動(dòng)動(dòng)力時(shí)程程分析修正武田田模型江戶、武田在在武田模型基基礎(chǔ)上針對(duì)鋼鋼筋混凝土柱柱較大變形時(shí)時(shí)易出現(xiàn)鋼筋滑移的的特性提出的的Page75彈塑性動(dòng)力時(shí)時(shí)程分析Takada三折線剛度退退化模型針對(duì)鋼筋混凝凝土柱在低周周期荷載作用用下Page76彈塑性動(dòng)力時(shí)時(shí)程分析動(dòng)力方程求解解Page77彈塑性動(dòng)力時(shí)時(shí)程分析動(dòng)力方程求解解Page78講課內(nèi)容Page79第二部分高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論和方法第三部分工程實(shí)例分析第一部分鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)概述工程實(shí)例分析析Page80工程實(shí)例分析析Page81工程實(shí)例分析析三種方案鋼筋混凝土框框架核心筒結(jié)結(jié)構(gòu)、型鋼混混凝土框架—鋼筋混凝土核核心筒結(jié)構(gòu)、鋼管混混凝土框架—鋼筋混凝土核核心筒結(jié)構(gòu)Page82三種方案相應(yīng)應(yīng)樓層的梁、、板及鋼筋混混凝土核心筒筒截面形式及及尺寸都是相同的，只只是框架柱采采用不同的形形式工程實(shí)例分析析結(jié)構(gòu)空間有限限元分析軸壓比公式式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行承載力驗(yàn)驗(yàn)算時(shí)，軸軸壓比是影影響柱延性性的主要因因素之一，，隨著軸壓比比的增大，，延性降低低。軸壓比比限值是保保證框架柱柱延性性能能和耗能能力力的必要條條件鋼筋混凝土土型鋼混凝土土鋼管混凝土土Page83工程實(shí)例分分析結(jié)構(gòu)空間有有限元分析析《建筑抗震設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》、《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)規(guī)程程》、《鋼管混凝土土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)與施工規(guī)規(guī)程》Page84工程實(shí)例分分析結(jié)構(gòu)空間有有限元分析析型鋼混凝土土軸壓比限限值的取值值比鋼筋混混凝土柱軸軸壓比的取取值偏嚴(yán)一一些，這是因因?yàn)樵谛弯撲摶炷林?，箍筋筋是按?gòu)造造要求配置置的，而鋼鋼管混凝土柱柱一般可控控制構(gòu)件長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比而不不限軸壓比比，主要是是因?yàn)橛米髯魇軌簶?gòu)件的的鋼管混凝凝土，由于于鋼管對(duì)混混凝土的緊緊箍作用，，使混凝土土的抗壓強(qiáng)度度大大提高高，而且還還由脆性材材料轉(zhuǎn)變?yōu)闉樗苄尾牧狭?；同時(shí)由由于內(nèi)部混凝凝土的存在在提高了薄薄壁鋼管的的局部穩(wěn)定定性，其屈屈服強(qiáng)度可可以充分利用用。Page85工程實(shí)例分分析結(jié)構(gòu)空間有有限元分析析（SATWE、PMSAP）方案一Page86工程實(shí)例分分析結(jié)構(gòu)空間有有限元分析析（SATWE、PMSAP）方案二Page87工程實(shí)例分分析結(jié)構(gòu)空間有有限元分析析（SATWE、PMSAP）方案三Page88工程實(shí)例分分析三種方案計(jì)計(jì)算分析結(jié)結(jié)果比較（（pkpm)地震作用下下層間位移移角曲線Page89工程實(shí)例分分析三種方案計(jì)計(jì)算分析結(jié)結(jié)果比較（（pkpm)地震作用下下層間位移移角曲線Page90工程實(shí)例分分析三種方案計(jì)計(jì)算分析結(jié)結(jié)果比較（（pkpm)地震作用下下層間位移移角曲線Page91工程實(shí)例分分析三種方案計(jì)計(jì)算分析結(jié)結(jié)果比較（（pkpm)三個(gè)方案結(jié)結(jié)構(gòu)彈性分分析X方向最大層層間位移角角分別為1/881、1/878、1/865,Y方向向最最大大層層間間位位移移角角1/1006、1/1000、1/1017，小小于于規(guī)規(guī)范中中關(guān)關(guān)于于框框架架—核心心筒筒結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的彈彈性性層層間間位位移移角角1/800，X方向的的地震震力起控控制作作用。。型鋼混混凝土土柱代代替鋼鋼筋混混凝土土柱，，截面面面積積減小小了34%，鋼管管混凝凝土柱代代替鋼鋼筋混混凝土土柱截截面面面積減減小了了55.8%，但是是位移移角只只是略略有增加加，說(shuō)說(shuō)明結(jié)結(jié)構(gòu)的的側(cè)移移剛度度減小小甚微微。Page92工程實(shí)實(shí)例分分析彈性動(dòng)動(dòng)力時(shí)時(shí)程分分析1.地震波波的選選擇《建筑抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》提出了了選擇擇地震震波的的原則則：采采用時(shí)時(shí)程分分析法法時(shí)，應(yīng)應(yīng)按建建筑場(chǎng)場(chǎng)地類類別和和設(shè)計(jì)計(jì)地震震分組組選用用不少少于兩兩組的的實(shí)際際強(qiáng)震震記錄和和一組組人工工模擬擬的地地震加加速度度時(shí)程程曲線線Page93工程實(shí)實(shí)例分分析彈性動(dòng)動(dòng)力時(shí)時(shí)程分分析1.地震波波的選選擇Page94工程實(shí)實(shí)例分分析彈性動(dòng)動(dòng)力時(shí)時(shí)程分分析計(jì)算參參數(shù)Page95工程實(shí)實(shí)例分分析彈性動(dòng)動(dòng)力時(shí)時(shí)程分分析Page96工程實(shí)實(shí)例分分析彈性動(dòng)動(dòng)力時(shí)時(shí)程分分析Page97工程實(shí)實(shí)例分分析彈性動(dòng)動(dòng)力時(shí)時(shí)程分分析1.RH3TG045波對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)的的影響響最大大，這這表明明RH3TG045波的特特征周周期與與此結(jié)結(jié)構(gòu)建建筑場(chǎng)地地的基基本周周期最最接近近，因因此它它的影影響最最大，，我們們對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)的的分析析就是是從最最不利利因素入入手，，使結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)更更加安安全合合理。。2.彈性時(shí)時(shí)程分分析時(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)的樓樓層位位移和和層間間位移移角都都比較較小，，均小小于振振型分分解反反應(yīng)譜法的的計(jì)算算結(jié)果果，三三個(gè)方方案的的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)仍由由振型型分解解反應(yīng)應(yīng)譜法法的計(jì)計(jì)算值值來(lái)控控制。。3.三條地地震波波作用用下型型鋼混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)、鋼鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)在地地震作作用下下的最最大樓樓層位移和和最大大樓層層位移移角均均比鋼鋼筋混混凝土土略有有增加加，進(jìn)進(jìn)一步步說(shuō)明明雖然然型鋼鋼混凝凝土柱柱和鋼管管混凝凝土柱柱的截截面尺尺寸比比鋼筋筋混凝凝土柱柱減小小很多多，但但側(cè)移移剛度度減小小甚微微，體體現(xiàn)了良良好的的抗震震性能能。Page98工程實(shí)實(shí)例分分析彈塑性性靜力力分析析（pushover）三方案案延性性分析析，用用延性性比度度量Page99由彈塑塑性分分析的的結(jié)果果文件