一、多高層鋼結(jié)構(gòu)的特點及分析控制多層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點多層鋼結(jié)構(gòu)的分析模型高層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制總結(jié)--設(shè)計技術(shù)要點1。多層鋼結(jié)構(gòu)的建模特點結(jié)構(gòu)方案的隨意性：結(jié)構(gòu)沒有明顯的樓層概念，它只根據(jù)需要而設(shè)置鋼梁、支撐、樓板等。建模時，采用大量的特殊手段：如層間梁、修改節(jié)點高度、錯層梁、坡梁、斜柱、樓板開大洞，等等。建筑設(shè)計只滿足功能的需要：不考慮結(jié)構(gòu)的求，如層、層剛度、薄弱層、位移比、側(cè)移剛度，等等的概念。所以結(jié)構(gòu)布置大多為空曠的、不規(guī)則的、剛度不均勻的空間結(jié)構(gòu)。給分析帶來一定的難度。結(jié)構(gòu)薄弱點：由于結(jié)構(gòu)存在較多的不規(guī)則、不連續(xù)性，多層鋼結(jié)構(gòu)大多都會產(chǎn)生多處局部振動，造成多處薄弱部位。給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來難度。水平支撐加變截面柱變截面梁柱多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房空間塔圍結(jié)構(gòu)普通多層鋼結(jié)構(gòu)普通多層鋼結(jié)構(gòu)特殊工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)2。多層鋼鋼結(jié)構(gòu)的分分析模型結(jié)構(gòu)分析應(yīng)應(yīng)滿足相應(yīng)應(yīng)的設(shè)計規(guī)規(guī)范、規(guī)程程。結(jié)構(gòu)分析一一般可以選選擇：彈性樓板、、P-Δ效應(yīng)、總剛剛模型計算算結(jié)構(gòu)的振振型、振型型數(shù)應(yīng)取得得足夠多滿滿足有效質(zhì)質(zhì)量系數(shù)，，等等。結(jié)構(gòu)的振型型分析，可可以觀察到到結(jié)構(gòu)的薄薄弱部位，，應(yīng)盡量減減少結(jié)構(gòu)的的面外振動動、局部振振動。采用面外加加強的方式式，減少局局部振動和和薄弱部位位。當(dāng)梁的高差差較?。ㄔ谠诹焊叻秶鷩鷥?nèi)）時，，應(yīng)簡化成成同一標(biāo)高高，這樣可可避免短柱柱的應(yīng)力突突變，造成成設(shè)計超限限。當(dāng)結(jié)構(gòu)為為抗震控控制，應(yīng)應(yīng)盡量減減少結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度度突變，，減少薄薄弱層。。板厚為0，產(chǎn)生生大量的的空曠結(jié)結(jié)構(gòu)振型數(shù)要要多取3。高層層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的建模模特點高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)往往往帶有，，型鋼構(gòu)構(gòu)件、鋼鋼管構(gòu)件件、鋼板板剪力墻墻等等特特殊的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式，設(shè)計計時，應(yīng)應(yīng)分別滿滿足相應(yīng)應(yīng)的設(shè)計計規(guī)范、、規(guī)程。。對一些些特殊工工程，還還應(yīng)作模型試驗驗。高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的建建模，與與高層混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的要要求基本本上符合合，盡量量避免錯層層、樓板板不連續(xù)續(xù)、平立立面不規(guī)規(guī)則、扭扭轉(zhuǎn)不規(guī)規(guī)則。高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)往往往采用大大量的支支撐，超超高層鋼鋼結(jié)構(gòu)大大量采用用支撐轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層、、剛性層層。建模模時應(yīng)盡盡量避免越層層支撐。在高層混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的頂頂部加有有鋼塔時時，建模模要根據(jù)據(jù)這類結(jié)結(jié)構(gòu)合理理分析的的需要。。如：整整體建模模分析、、分開建建模分析析等等。。更要考考慮等效效質(zhì)量、、荷載的的合理作作用。應(yīng)特別注意意混合結(jié)構(gòu)構(gòu)的建模模方法。。如剪立立墻與鋼鋼梁的連連接。高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)———支撐為為主要抗抗側(cè)力結(jié)結(jié)構(gòu)4。高層層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計計控制在分析高高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)時，，P-Δ效應(yīng)一般總是是要考慮慮的，其其它的設(shè)設(shè)計選擇擇應(yīng)根據(jù)據(jù)相應(yīng)的的規(guī)范、、規(guī)程而而定。梁柱節(jié)點點域的變變形問題題：目前程序序沒有考考慮梁柱柱節(jié)點域域的剪切切變形，，這也是是一個復(fù)復(fù)雜問題題。如考考慮節(jié)點點域變形形，而梁梁柱采用用節(jié)點以以外的長長度，與與不考慮慮節(jié)點變變形，而而梁柱采采用形心心長度。。這兩種種分析模模型，對對結(jié)構(gòu)影影響變化化有多大大，目前前研究較較少。節(jié)節(jié)點剪切切變形與與節(jié)點域域的加固固程度有有關(guān)，所所以也不不容易合合理地估估計?？偪傊?，只只要對節(jié)節(jié)點域加加固，一一般可以以不考慮慮節(jié)點域域的剪切切變形。。偏心支撐撐：在高層鋼鋼結(jié)構(gòu)中中設(shè)置偏偏心支撐撐，可以以提高結(jié)結(jié)構(gòu)的整整體延性性，避免免支撐附附近構(gòu)件件內(nèi)力突突變，通通過耗能能梁吸收收地震作作用，從從而達到到抗震的的目的。。強柱弱梁梁的要求求：根據(jù)《抗震規(guī)范范》對鋼柱作作“強柱柱弱梁””的驗算算。但是是可以有有三個放放松條件件。所以以用戶可可以對驗驗算結(jié)果果酌情參參考、調(diào)調(diào)整。長細比驗驗算：當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計是抗抗震設(shè)計計控制，，則長度度系數(shù)可可以取1.0。層間位移移：抗震規(guī)范范規(guī)定，，當(dāng)?shù)卣鹫鹆ψ饔糜孟碌奈晃灰茟?yīng)小小于1/300，當(dāng)為高高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)時，，可以放放松到1/250。同時還還應(yīng)考慮慮舒適度的的要求，，控制頂頂點的加加速度值值。。有側(cè)移無無側(cè)移：：1。當(dāng)樓層最最大桿間間位移小小于1/1000時，可以以按無側(cè)側(cè)移設(shè)計計；2。當(dāng)樓層最最大桿間間位移大大于1/1000但小于1/300時，柱長長度系數(shù)數(shù)可以按按1.0設(shè)計；3。當(dāng)樓層最最大桿間間位移大大于1/300時，應(yīng)按按有側(cè)移移設(shè)計。?？紤]P-Δ效應(yīng)應(yīng)高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)選擇支撐體系系結(jié)構(gòu)可可以選擇擇“框剪剪結(jié)構(gòu)””0.25Qo的的調(diào)整5?？偨Y(jié)結(jié)——設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)要點（1）在軟件件編制中中按照《建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》、《建筑抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范》、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計規(guī)范范》及《高層民用用建筑鋼鋼結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》對鋼構(gòu)件件進行截截面相應(yīng)應(yīng)的截面面強度、、整體穩(wěn)穩(wěn)定、局局部穩(wěn)定定等的驗驗算。（2）按《高層民用用建筑鋼鋼結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》計算地震震力和地地震參數(shù)數(shù)，可對對鋼柱進進行0.25Qo的基底剪剪力調(diào)整整。（3）在抗震震規(guī)范的的第八章章中，對對鋼柱、、鋼梁和和鋼支撐撐以強制制條文的的方式，，規(guī)定了了桿件的的寬厚比比、高厚厚比和長長細比，，所以當(dāng)當(dāng)遇到不不滿足強強制性條條文的規(guī)規(guī)定時，，軟件將將嚴格報報錯，以以提示用用戶注意意。鋼結(jié)構(gòu)的整體體分析鋼結(jié)構(gòu)的整體體分析與混凝凝土結(jié)構(gòu)一樣樣，不但要滿滿足抗震規(guī)范范的相應(yīng)條文文，如：最小基底剪力力、薄弱層、、層剛度比、、位移比、周周期比、最大大位移角等等等控制，還應(yīng)該根據(jù)據(jù)鋼結(jié)構(gòu)變形形較大的特點點，考慮偶然偏心、雙雙向地震、二二階變形效應(yīng)應(yīng)，如：P-Δ效應(yīng)。對重要的結(jié)結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮慮彈塑性變形形分析，如：：彈塑性動力時時程分析、彈彈塑性靜力推推覆分析。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)是由由空間桿件組組成，帶有大大量的空洞、、交錯結(jié)構(gòu)、、空間斜交結(jié)結(jié)構(gòu)，空間弧弧形構(gòu)件、支支架、塔架、、桁架、屋架架等等，在分分析時會產(chǎn)生生大量的獨立立的“彈性節(jié)節(jié)點”，這就就要求在建模模、分析時注注意：復(fù)雜構(gòu)構(gòu)件連接應(yīng)盡盡量選擇空間間整體建模，，如SPASCAD；整體分析時時振型數(shù)應(yīng)取取得足夠的多多，應(yīng)以“有有效質(zhì)量系數(shù)數(shù)”大于90%為滿足依據(jù)。。鋼的彈性模量量比混凝土大大的多，對鋼鋼結(jié)構(gòu)可以按按“一次性加載”計算恒載。。鋼結(jié)構(gòu)允許許變形大，分分析應(yīng)考慮P-Δ效應(yīng)。考慮P-Δ效應(yīng)后，水平位移增大大約5%～10%。一般當(dāng)桿間間位移大于1/250時應(yīng)該考慮P-Δ效應(yīng)。鋼柱的“有側(cè)側(cè)移”、或““無側(cè)移”選選擇，可以按按以下原則考考慮：（A）當(dāng)樓層最大桿桿間位移小于于1/1000時，可以按無無側(cè)移設(shè)計；；（B）當(dāng)樓層最大桿桿間位移大于于1/1000但小于1/300時，柱長度系系數(shù)可以按1.0設(shè)計；（C）當(dāng)樓層最大桿桿間位移大于于1/300時，應(yīng)按有側(cè)側(cè)移設(shè)計。目前軟件沒有有考慮鋼梁柱柱節(jié)點的剪切切變形，可以以通過加強鋼鋼柱的節(jié)點域域，如在節(jié)點點中間夾焊綴綴板等方法，，來提高節(jié)點點域的剛度，，減少節(jié)點域的的剪切變形。這一點對H型鋼的柱節(jié)點點尤其重要，，在高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計中也也是要重點關(guān)關(guān)注的。鋼結(jié)構(gòu)的位移移控制（1）抗震規(guī)范規(guī)規(guī)定，當(dāng)?shù)卣鹫鹆ψ饔孟碌牡奈灰茟?yīng)小于于1/300，當(dāng)結(jié)構(gòu)為高高層鋼結(jié)構(gòu)時時，可以放松松到1/250。同時還應(yīng)考考慮舒適度的的要求，控制制頂點的加速速度值。（2）同樣鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)也應(yīng)該有偶偶然偏心、雙雙向地震，并并且位移控制制也要考慮偶偶然偏心和雙雙向地震。鋼構(gòu)件的設(shè)計計控制（1）當(dāng)為轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時，對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換構(gòu)件也要要在“特殊構(gòu)構(gòu)件”中按““轉(zhuǎn)換梁”、“框支柱”定義，軟件件在計算時將將考慮規(guī)范的的要求，對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換梁、框支支柱進行地震震內(nèi)力放大。。（2）對于按支撐撐輸入的斜柱柱，應(yīng)在“特殊構(gòu)件”定義中把其其兩端的連接接屬性改為兩兩端剛接，這這樣斜柱將按按支撐和柱設(shè)設(shè)計驗算取大大值。同樣當(dāng)當(dāng)鋼梁產(chǎn)生軸軸力時，鋼梁也應(yīng)按鋼鋼柱的方式驗驗算強度、穩(wěn)穩(wěn)定，與受彎彎構(gòu)件的驗算算比較取大值值控制。而且對兩端端鉸接梁還要要按照水平支支撐的要求，，按支撐方式式驗算。（3）對于混合結(jié)結(jié)構(gòu)，其中的的鋼結(jié)構(gòu)部分分應(yīng)按要求進進行分析演算算，對混凝土土部分則應(yīng)參參照有關(guān)相應(yīng)應(yīng)的規(guī)范進行行設(shè)計驗算。二、溫度、吊吊車、特殊風(fēng)風(fēng)、以及其它它特殊荷載的的定義、設(shè)計計和作用分析析6。溫度荷載載的定義及分分析7。吊車荷載載的定義及分分析8。特殊風(fēng)荷荷載定義及分分析9。特殊支座座的定義及分分析10。總結(jié)6。溫度荷載載的定義及分分析溫度荷載即溫溫度場對結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響，有有以下幾方面面問題。溫度的時效問問題：冬天和夏天的的溫度產(chǎn)生的的溫差將非常常大，（如冬冬天-20、夏天+30，溫差50），如果以這這個溫差作為為溫度場（溫溫度荷載），，計算結(jié)構(gòu)的的溫度效應(yīng)將將非常大。由由于這個溫差差產(chǎn)生是在一一年的時間內(nèi)內(nèi)發(fā)生，結(jié)構(gòu)構(gòu)的反應(yīng)也是是緩慢、變化化的。一般情情況下結(jié)構(gòu)的的溫度效應(yīng)可可以考慮瞬間溫差（指一天的時時間內(nèi)）。溫度的環(huán)境問問題：考慮溫差對結(jié)結(jié)構(gòu)的影響，，要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)的工作環(huán)境境，如涂料、、內(nèi)外裝修、、保溫隔熱等等的影響，要要分別考慮施施工階段、使使用階段的結(jié)結(jié)構(gòu)反應(yīng)。如如果只考慮使使用階段，則則施工階段應(yīng)應(yīng)考慮相應(yīng)的的保證、保護護措施。7。吊車荷載載的定義及分分析帶吊車結(jié)構(gòu)的的分析，主要要是合理考慮慮吊車的作用用問題。吊車作為移動荷載，分析時應(yīng)考考慮移動的效應(yīng)。吊車結(jié)構(gòu)分析析主要分為：：（1）吊車梁的分分析：（2）吊車移動對對整體結(jié)構(gòu)的的分析。TAT、SATWE軟件是分析第第（2）項的內(nèi)容。。STS中可以分析鋼鋼吊車梁。程序分析吊車車荷載的說明明在TAT和SATWE的吊車荷載計計算中，沒有有考慮吊車荷荷載對吊車梁梁的影響，即即沒有按照影影響線的方式式考慮吊車梁梁，吊車梁應(yīng)應(yīng)采用其它軟軟件專門分析。軟件要求根據(jù)據(jù)吊車的形式式，如對各種種軌道、輪壓壓點的吊車，，給出最大輪輪壓反力（或或作用）及最最小輪壓反力力（及作用）），不論該吊吊車運行軌道道上有幾部吊吊車，均按這這個方式給出出。在一對軌道內(nèi)內(nèi)的吊車荷載載稱為第1組吊車荷載（（不論該對軌軌道內(nèi)有幾部部吊車），第第二對吊車軌軌道則可以定定義第2組吊車荷載等等等。吊車水平剎車車力作用在上上層的柱中間間。吊車結(jié)構(gòu)的計計算模型由于吊車荷載載作用在吊車車柱的牛腿上上，所以在牛腿處應(yīng)該該設(shè)置一個標(biāo)標(biāo)準樓層，并且在沿吊車運行軌軌跡方向應(yīng)定定義框架梁，如吊車柱在在吊車運行軌軌跡方向沒有有框架梁，也也應(yīng)把吊車梁梁作為兩端鉸鉸接梁輸入，，吊車荷載的的移動順序是是通過軌跡上上的梁所確定定的，這是吊吊車運行軌跡跡方向必須布布置梁的原因因。在吊車荷載作作用的有牛腿腿的樓層應(yīng)一一般沒有樓板板，所以應(yīng)考考慮該層的節(jié)節(jié)點為“彈性節(jié)點”即不受剛性性樓板假定的的制約。即使使是多層工業(yè)業(yè)廠房，在吊吊車柱的外邊邊有樓板，也也要按“彈性樓板”考慮，或者者不考慮樓板板的存在和作作用，這樣可可以比較安全全地求出水平平剎車力對上上下梁的影響響。當(dāng)?shù)踯囍g間設(shè)有交叉支支撐時，必須須考慮支撐的的作用，在吊吊車柱的設(shè)計計中，可適當(dāng)當(dāng)減少吊車柱柱在支撐布置置方向的長度度系數(shù)。注意：當(dāng)這種種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了了多個“彈性性節(jié)點”后，，地震振型數(shù)數(shù)就要增加。。振型分析也也應(yīng)該采用““總剛模型””。吊車荷載的計計算吊車荷載的作作用點就是與與吊車軌道平平行的柱列各各節(jié)點，它是是根據(jù)吊車軌軌跡由程序自自動求出。（1）程序沿吊車車軌跡自動對對每跨加載吊吊車作用。（2）求出每組吊吊車的加載作作用節(jié)點。（3）對每對節(jié)點點作用4組外力，分別別為：A、左點最大輪壓壓、右點最小小輪壓；B、右點最大輪壓壓、左點最小小輪壓；C、左、右點正橫橫向水平剎車車力；D、左、右點正縱縱向水平剎車車力。（4）對每組吊車車的每次加載載，求每根桿桿件的內(nèi)力。。（5）分別按輪輪壓力和剎剎車力，求求每根柱的的預(yù)組合力力，預(yù)組合合力的目標(biāo)標(biāo)為：最大大軸力、最最大彎矩等等。吊車內(nèi)力的的預(yù)組合目目標(biāo)吊車柱預(yù)組組合目標(biāo)共共14項：（1）Vxmax（2）Vymax（3）+Mxmax（4）-Mxmax（5）+Mymax（6）-Mymax（7）Nmax+Mxmax（8）Nmax-Mxmax（9）Nmax+Mymax（10）Nmax-Mymax（11）Nmin+Mxmax（12）Nmin-Mxmax（13）Nmin+Mymax（14）Nmin-Mymax吊車荷載作用下下梁的預(yù)組合目目標(biāo)為：（1）+Mmax/T（2）-Mmax/T（3）-Vmax/N預(yù)組合方式（1）吊車柱預(yù)組合分分別有“只考慮慮輪壓的預(yù)組合合力”和“考慮慮輪壓加剎車的的預(yù)組合力”。。預(yù)組合1——是吊車的“輪壓+剎車”內(nèi)力組合；預(yù)組合2——是吊車的“輪壓”內(nèi)力組合。（2）梁預(yù)組合也按照照“只考慮輪壓壓的預(yù)組合力””和“考慮輪壓壓加剎車的預(yù)組組合力”這兩種種情況搜索出梁梁的包絡(luò)內(nèi)力，，即為：預(yù)組合1——輪壓+剎車包絡(luò)內(nèi)力；預(yù)組合2——輪壓包絡(luò)內(nèi)力。吊車荷載結(jié)構(gòu)的的設(shè)計注意事項項（1）地震分析時，沒沒有計入吊車的的橋架重和吊重重。（2）沒有考慮吊車梁梁的作用。（3）吊車柱的配筋，，沒有考慮排架架的長度系數(shù)。。因為吊車的橋架重和吊重是移動荷載，所所以很難確定質(zhì)質(zhì)量的位置，在在地震分析中這這部分的質(zhì)量沒沒有計入，則計計算地震作用局局部算小了，可可以通過地震作作用放大來彌補這個問題題。對于吊車梁，當(dāng)當(dāng)排架中間有框框架梁，則應(yīng)輸輸入該框架梁，，否則應(yīng)把吊車車梁按兩端鉸接接梁定義、輸入入。在用TAT、SATWE分析時，排架柱柱之間必須要有有梁才能正確分分析。（1）對于重型吊車、、排架結(jié)構(gòu)應(yīng)用用PK計算。（2）TAT、SATWE適用于中、輕型型的吊車分析，，特別是多層結(jié)結(jié)構(gòu)中帶吊車的的結(jié)構(gòu)形式。排架柱的計算長長度可以人工修修正，因此在用用軟件設(shè)計中要要注意以下幾點點：（3）吊車分析以每對對軸線為準，程程序自動搜索每每對軸線上的吊吊車柱，并成對對作用。（4）TAT、SATWE只計算吊車柱，，并生成柱的預(yù)預(yù)組合力。（5）吊車柱的配筋考考慮了剎車+輪壓、輪壓的不不同組合。（6）吊車柱的長度系系數(shù)應(yīng)由用戶自自行修正