多层和高层钢结构计算时应考虑构件的_设计多层钢结构时,需要考虑哪些荷载作用

本文目录一览：

• 1、钢结构构件设计计算时,构件需考虑满足哪些要求?
• 2、关于多高层钢结构的知识有哪些？
• 3、在高层建筑设计中应该考虑哪些问题
• 4、求知识：谁知道钢构件面积的计算方法？
• 5、高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载作用，结构设计

钢结构构件设计计算时,构件需考虑满足哪些要求?

钢结构构件设计计算时,构件需考虑满足强度、挠度、整体稳定和局部稳定要求

关于多高层钢结构的知识有哪些？

多层框架钢结构工程结构的平面布置.应从统一考虑各楼层的上艺布置出发，来确定柱网和纵、横框架位置，此时应尽量使传力体系明确合理，空间刚度可靠。节点构造简单、井应减少构件类型。多层框架钢结构工程结构体系的平面布置，还应从保证框架的空间稳定性出发，并有利于水平荷载在框架间的传递，多层框架钢结构工程框架各层楼面，对水平力的分配和空间稳定起重要作用，应设计为水平刚性盘体，使所有框架在水平力作用下具有相同的侧移。当楼板的刚度不足或因工艺需要在楼面上开孔。对水平刚度有影响时，则应从框架整体刚度出发，采取必要的措施，如在楼面梁，翼缘处布置水平支撑，以传递水平力。刚性楼层或水平支撑还能使纵、横两个方向的框架协同工作。共同抵抗扭矩。在平面布置确定以后，进行竖向布置，在满足生产使用的要求下，确定纵、横向各自的框架体系，此时应注意当有水平动力荷载（或地震作用》时，各层间的刚度不宜有突然的改变。多层框架钢结构工程结构整个建筑物，在纵、横两个方向的总刚度中心，应尽量接近总水平力的合力中心，此时可不考虑由水平力引起的扭矩。使水平荷载的传力途径短捷可靠。

在高层建筑设计中应该考虑哪些问题

剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件，它是薄壁构件，在平面内有很强的抗剪、抗弯刚度，但在平面外它刚度很小，如有较大出平面弯矩容易导致翘曲失稳，而出平面弯矩现有电算程序是未考虑的。因此“高规”7.1.7条要求控制剪力墙的出平面弯矩，当梁轴与剪力墙中心线不在同一平面时就会产生出平面弯矩，此时应按《高规》第7.1.7条要求设置扶壁柱，另一有效措施是将梁与墙的连接作成铰接（仅按构造设置负筋）。转换梁支承在剪力墙上尤需注意，应设较大扶壁柱，且柱两侧应开“计算洞”。

4）悬臂构件问题

“高规”第4.1.3条规定：高层建筑宜具有多道抗震防线，悬臂结构是静定结构只有一道防线，故高层建筑应尽量少挑或不挑。挑出构件应按“高规”3.2.9条规定验算“局部上浮”。

转换框架梁与转换次梁不宜出挑。如必须出挑时如L/h≥1.5,梁端应加斜撑（斜撑下端应支在下层楼盖处）以满足多道抗震防线要求，此时应按悬臂梁及按桁架分别计算，且各自单独应满足强度、刚度、稳定要求。

5）异形柱、短肢墙、普通墙混用问题

这种情况在设计中常会遇到，电算输入时异形柱按“柱”输入，短肢墙、普通墙按“墙”输入，构造要求按规范有关各自条文分别满足。

二）计算问题

1）凡是需要计算确定的构件设计单位均应进行计算并提供计算书。选用标准图时应注明标准图集号（重庆地区不应选用其他“地方标准图”，无法律效力）及所用参数。采用电算的，除电算计算书外，尚应提供原始计算资料（如面荷载、线荷载的计算），原始数据及总信息中参数取值应校对、审查无误后再输入。采用手算的应给出全套计算书，不能只给结果或仅提供部分计算过程。

大跨度梁、板及转换层梁应提供裂缝、挠度计算结果，转换层楼盖尚应提供弯矩、剪力包络图以及附加横向钢筋计算结果。预应力砼结构构件除强度、抗裂度、变形验算外还应验算端部锚固区局部承压强度、及施工阶段承载力等。

2）设计单位应提供超筋超限信息，当出现超限情况时设计人应进行处理、解决，不能置之不理。

3）复杂结构及B级高度结构的计算按“高规”5.1.13条规定进行，对质量与刚度分布不均匀、质心与刚心距离较大的结构抗震计算应考虑耦连计算。

4）计算简图与实际情况应相符合，如：

错层结构计算时，当错层高度超过600，错开的楼层应各自作为单独层参加结构整体计算，不应归并为一层计算。

屋顶为斜屋面时也不应简化为平屋面计算。

当单层厂房砼柱与屋架为铰接时应按排架计算，不应按刚架计算。

地下室周边挡墙，当考虑用柱作支点时，除在整体计算时应考虑岩土侧压力（静止土压力）外，尚应对柱子进行土压力作用下的局部受弯验算，建议不用柱子作挡墙支点（柱子主要承受竖向压力）而用楼盖作支点，挡土墙按单向支承连续板计算等等。

5）岩石地基（中风化或微风化岩层）上筏板计算：当验算地基承载力时可以“平均计算”，即用筏板上各段墙体荷载总和除以筏板面积看是否超出地勘报告提供的地基承载力特征值。筏板厚度按冲切计算确定，而配筋则按局部弯曲计算确定，且应满足最小配筋率要求，当筏板上各部位计算配筋值相差较大时，可取中间值整体配筋，而在局部增加附加钢筋。

当筒体承受荷载很大，采用筏基不满足地基承载力要求时，宜作桩筏基础，主要荷载由桩承受，小部分荷载由筏板下岩基承受。桩宜布置在剪力墙交汇点，筒体转角，不宜布置在“空档”处。（不要追求桩在筏板上“均匀”布置）

6）对电算结果应进行分析，确认其合理有效后方可作为工程设计依据。发现电算结果不合理或局部异常时应进行分析，找出原因予以解决，不能盲目照搬电算结果。

三）设计、审查中常见问题及疑难问题

1）“大规范”（如混凝土规范、抗震规范、荷载规范等）与专门规范（如地基规范、边坡规范、高规、预应力规范等）的规定有出入时，宜按专门规范执行，因为专门规范考虑得更细些。

2）处于露天或潮湿环境的结构构件，应按二a或二b类环境进行设计，设计采用材料，构造等应与所定的设计使用年限相符。

3）非嵌岩柱下基础断面应足够大才能固定柱子，一般E2I2/E1I1=5~8（I1、I2分别为柱子和基础截面的惯性矩）可根据柱底弯矩、剪力大小确定。当不满足以上条件时应在基础两主轴方向加连系梁或在桩顶加承台，承台挑出长度＜0.8h（承台厚度），h≥1.0M。连系梁或承台下的土层应夯填密实。当为嵌岩基础及桩顶已是岩层时可不受此条件限制，但柱子纵筋应插于桩周纵筋之内。（当桩较小时个别钢筋也可插入桩顶承台内锚固）

当桩支承剪力墙，而部分墙体超出桩范围采用承台支承时，应验算承台板的抗剪、抗弯承载力，如超出范围过长宜采用地基梁支承方式。

4）剪力墙下采用桩基加托梁方式支承时，托梁因在地下可不考虑抗震，其配筋除按计算外，尚应按高规10.2.8条框支梁“非抗震设计”的规定配置，如符合深受弯构件条件可按深受弯构件计算、配筋。

托梁与桩之间计算时应按铰接，梁按连续梁或简支梁计算。

5）对“地基规范”10.1.6条的要求，当岩层为砂岩、泥岩等时，应在委托详勘时要求地勘单位探明场地在桩底下3d或5M深度范围内有无不良地质现象存在，而对于岩溶地区则应按10.1.6条要求逐桩检测。

6）当建筑地基内有人防洞室或轨道交通隧道等而又需保留时，基础的处理视洞室埋置深度而定，当埋藏较浅时若采用跨越式结构处理，此时跨越结构与洞室应完全脱开，互不干扰。当洞室埋藏较深时可验算洞顶、洞壁岩层的强度，必要时洞室可加衬砌进行整体考虑。

7）桩上部在土层中时一般应在两个方向设连系梁，当厂房跨度较大时，可在开间方向设连系梁，而在跨度方向加大承台长度或加强地坪刚度。连系梁配筋按“措施”3.11.3条9款按柱最大轴力的0.05（6度地区）配置受拉钢筋。此时钢筋应沿梁周边均匀布置（不应仅集中于上、下边）且锚固长度≥laE。如连系梁兼作托墙梁时，梁应按拉弯构件配筋，此时上、下边钢筋主要抗弯，而腰筋则主要起抗拉和抗扭作用。

8）墩基础在“技术措施”3.11.1条5款有规定：L＜6M或L/D＜3时按墩基计算。墩基实际上即短桩，由于它较短一般不计侧阻力，如岩层埋藏浅墩基嵌入岩层中，则其计算与嵌岩桩相同。

9）采用人工换填垫层、强夯等地基设计时应注明所要求的地基承载力特征值、压实系数及检测、验收要求。

10）异形柱框架结构当层数不超过四层时，可不设钢筋砼抗震剪力墙。

11）多层框架结构局部有转换时，可不按框支结构考虑，抗震等级一般仍按框架结构选取，仅转换梁、柱抗震构造措施等级提高一级，其钢筋可按计算及“抗规”6.3.3条、6.3.8条要求配置。

求知识：谁知道钢构件面积的计算方法？

钢结构的计算方法和基本构件设计1

采用以概率理论为基础的极限状态设计方法(疲劳问题除外)，用分项系数的设计表达式进行计算，计算内容有强度和稳定(包括整体稳定、局部稳定)。但钢结构的设计表达式则采用应力形式，即：

式中 --结构重要性系数，对安全等级为一级、二级、三级的结构构件可分别取1．1，1．0，0．9(一般工业与民用建筑钢结构的安全等级应取为二级)；

σd——荷载(包括永久荷载和可变荷载)的设计值在结构构件截面或连接中产生的应力效应；

fd——结构构件或连接的强度设计值。

钢结构设计规范给出了材料强度设计值，计算时可直接查用(见《钢结构设计规范》GB 50017--2003第3．4．1、3．4．2条)。

2．正常使用极限状态

钢结构或构件按正常使用极限状态设计时，应考虑荷载的短期效应组合，其表达式为：

式中 -荷载(包括永久荷载和可变荷载)的标准值在结构或构件中产生的变形值；

[ ]——结构或构件的容许变形值。

钢结构设计规范给出了结构或构件的容许变形值，计算时直接查用(见《钢结构设计规范》GB50017--2003附录A。)

(二)基本构件设计

钢结构的基本构件有轴心受力构件、受弯构件和拉弯、压弯构件。普通钢结构中，一般受力构件及其连接中不应采用厚度小于5mm的钢板，厚度不小于3mm的钢管，截面小于L45x4或L56x36 x 4的角钢(焊接结构)和截面小于L50x5的角钢(螺栓连接或铆钉连接的结构)。轻型钢结构采用圆钢或小角钢(小于L45x4或L56x36x4)制作，受力构件及其连接中不宜采用厚度小于4mm的钢板；圆钢直径不宜小于12mm(对于屋架)， 8mm(对于檩条或拉条)，16mm(对于支撑)。

1．轴心受力构件

(1)轴心受力构件的应用和截面形式

轴心受力构件包括轴心受拉构件和轴心受压构件，也包括轴心受压柱。

在钢结构中，屋架、托架、塔架和网架等各种类型的平面或空间桁架以及支撑系统，通常均为轴心受拉和轴心受压构件组成。工作平台、多层和高层房屋骨架的柱、承受梁或桁架传来的荷载、当荷载为对称布置且不考虑水平荷载时，属于轴心受压柱。柱通常由柱头、柱身和柱脚三部分组成。

(2)轴心受拉构件的计算

设计轴心受拉构件时，根据结构的用途、构件受力大小和材料供应情况选用合理的截面形式。轴心受拉构件的计算包括强度和刚度两方面的内容。

1)强度

轴心受拉构件的强度按下式计算：

式中 N--轴心拉力设汁值；

An——构件净截面画积；

f——钢材抗拉强度设计值。

2)刚度

轴心受拉构件的刚度通常用长细比λ来衡量，长细比是构件的计算长度l0与构件截面回转半径i的比值，即λ＝l0／i。λ愈小，构件刚度愈大，反之则刚度愈小。

λ过大会使构件在使用过程中由于自重发生挠曲，在动荷载作用下容易产生振动，在运输和安装过程中容易产生弯曲。因此，设计时应使构件最大长细比不超过规定的容许长细 比，即：

λ≤[λ] (7-128)

式中 [λ]——构件容许长细比，按《钢结构设计规范》GB 50017—2003表5．3．9采用。

(3)实腹式轴心受压构件的计算

实腹式轴心受压构件的计算包括强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的内容。

1)强度

轴心受压构件的强度汁算公式同轴心受拉构件一样，采用公式(7-127)，但式中N为轴心压力设计值，f为钢材抗压强度设计值。

高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载作用，结构设计

你可以参考《高层建筑混凝土结构技术规程[附条文说明]》JGJ 3-2010

4 荷载和地震作用

4．1 竖向荷载

4．1．1  高层建筑的自重荷载、楼（屋）面活荷载及屋面雪荷载等应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用。

4．1．2  施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，应根据具体情况确定对结构产生的施工荷载。

4．1．3  旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。

4．1．4  擦窗机等清洗设备应按其实际情况确定其自重的大小和作用位置。

4．1．5  直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大内力的荷载：

        1  直升机总重量引起的局部荷载，按由实际最大起飞重量决定的局部荷载标准值乘以动力系数确定。对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1．4；当没有机型技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按表4．1．5取用。

2  等效均布活荷载5kN／m2。

4．2 风荷载

4．2．1  主体结构计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积，垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值应按下式计算：

4．2．2  基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1．1倍采用。

4．2．3  计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数μs可按下列规定采用：

        1  圆形平面建筑取0．8；

        2  正多边形及截角三角形平面建筑，由下式计算：

3  高宽比H／B不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1．3；

        4  下列建筑取1．4：

          1）V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑；

          2）L形、槽形和高宽比H／B大于4的十字形平面建筑；

          3）高宽比H／B大于4，长宽比L／B规范在不大于1．5的矩形、鼓形平面建筑。

        5  在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按本规程附录B采用，或由风洞试验确定。

4．2．4  当多栋或群集的高层建筑相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应。一般可将单栋建筑的体型系数μs乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验确定。

4．2．5  横风向振动效应或扭转风振效应明显的高层建筑，应考虑横风向风振或扭转风振的影响。横风向风振或扭转风振的计算范围、方法以及顺风向与横风向效应的组合方法应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。

4．2．6  考虑横风向风振或扭转风振影响时，结构顺风向及横风向的侧向位移应分别符合本规程第3．7．3条的规定。

4．2．7  房屋高度大于200m或有下列情况之一时，宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载：

        1  平面形状或立面形状复杂；

        2  立面开洞或连体建筑；

        3  周围地形和环境较复杂。

4．2．8  檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，风荷载体型系数μs不宜小于2．0。

4．2．9  设计高层建筑的幕墙结构时，风荷载应按国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133的有关规定采用。

4．3 地震作用

4．3．1  各抗震设防类别高层建筑的地震作用，应符合下列规定：

        1  甲类建筑：应按批准的地震安全性评价结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定；

        2  乙、丙类建筑：应按本地区抗震设防烈度计算。

4．3．2  高层建筑结构的地震作用计算应符合下列规定：

        1  一般情况下，应至少在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时， 应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

        2  质量与刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。 

        3  高层建筑中的大跨度、长悬臂结构，7度（0．15g）、8度抗震设计时应计入竖向地震作用。

        4  9度抗震设计时应计算竖向地震作用。

4．3．3  计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：

4．3．4  高层建筑结构应根据不同情况，分别采用下列地震作用计算方法：

        1  高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法；对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。

        2  高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。

        3  7～9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：

          1）甲类高层建筑结构；

          2）表4．3．4所列的乙、丙类高层建筑结构；

          3）不满足本规程第3．5．2～3．5．6条规定的高层建筑结构； 

          4）本规程第10章规定的复杂高层建筑结构。

    注：场地类别应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用。

4．3．5  进行结构时程分析时，应符合下列要求：

        1  应按建筑场地类别和设计地震分组选取实际地震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际地震记录的数量不应少于总数量的2／3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符；弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65％，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80％。

        2  地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的5倍和15s，地震波的时间间距可取0．01s或0．02s。

        3  输入地震加速度的最大值可按表4．3．5采用。

4  当取三组时程曲线进行计算时，结构地震作用效应宜取时程法计算结果的包络值与振型分解反应谱法计算结果的较大值；当取七组及七组以上时程曲线进行计算时，结构地震作用效应可取时程法计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

4．3．6  计算地震作用时，建筑结构的重力荷载代表值应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和。可变荷载的组合值系数应按下列规定采用：

        1  雪荷载取0．5；

        2  楼面活荷载按实际情况计算时取1．0；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0．8，一般民用建筑取0．5。

4．3．7  建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值αmax应按表4．3．7-1采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表4．3．7-2采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0．05s。

        注：周期大于6．0s的高层建筑结构所采用的地震影响系数应作专门研究。

4．3．8  高层建筑结构地震影响系数曲线（图4．3．8）的形状参数和阻尼调整应符合下列规定：

        1  除有专门规定外，钢筋混凝土高层建筑结构的阻尼比应取0．05，此时阻尼调整系数η2应取1．0，形状参数应符合下列规定：

1）直线上升段，周期小于0．1s的区段；

          2）水平段，自0．1s至特征周期Tg的区段，地震影响系数应取最大值αmax；

          3）曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期的区段，衰减指数γ应取0．9；

          4）直线下降段，自5倍特征周期至6．0s的区段，下降斜率调整系数η1应取0．02。

        2  当建筑结构的阻尼比不等于0．05时，地震影响系数曲线的分段情况与本条第1款相同，但其形状参数和阻尼调整系数η2应符合下列规定：

          1）曲线下降段的衰减指数应按下式确定：

4．3．14  跨度大于24m的楼盖结构、跨度大于12m的转换结构和连体结构、悬挑长度大于5m的悬挑结构，结构竖向地震作用效应标准值宜采用时程分析方法或振型分解反应谱方法进行计算。时程分析计算时输入的地震加速度最大值可按规定的水平输入最大值的65％采用，反应谱分析时结构竖向地震影响系数最大值可按水平地震影响系数最大值的65％采用，但设计地震分组可按第一组采用。

4．3．15  高层建筑中，大跨度结构、悬挑结构、转换结构、连体结构的连接体的竖向地震作用标准值，不宜小于结构或构件承受的重力荷载代表值与表4．3．15所规定的竖向地震作用系数的乘积。

4．3．16  计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。

4．3．17  当非承重墙体为砌体墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值：

        1  框架结构可取0．6～0．7；

        2  框架-剪力墙结构可取0．7～0．8；

        3  框架-核心筒结构可取0．8～0．9；

        4  剪力墙结构可取0．8～1．0。

        对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时，可根据工程情况确定周期折减系数。

关于多层和高层钢结构计算时应考虑构件的和设计多层钢结构时,需要考虑哪些荷载作用的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。微信号:ymsc_2016