高层建筑钢结构设计规程(第二次讨论稿)部分

6.5 结构验算要求
6.5.1 构件非抗震验算按国家标准《钢结构设计规范》（GB50017）规定执行。

6.5.2 高层建筑钢结构构件在多遇地震下的抗震验算，应采用下列设计表达式：
)/(RE RS R S γγ⋅≤ (6.5.2-1)
式中，S ——地震作用效应组合设计值；
R ——结构构件承载力设计值；
γRS ——结构体系延性调整系数，应按表6.5.2-1采用；
表6.5.2-1 结构体系延性调整系数γ
γRE ——
7 结构分析
7.1 结构分析的一般原则
7.1.1 高层建筑钢结构的内力和位移一般宜采用弹性方法计算。

但在第二阶段抗震计算时，宜采用弹塑性时程分析方法，对于第三、第四类结构体系或特别不规则的结构体系，应采用弹塑性时程分析方法。

7.1.2 计算高层建筑钢结构的内力位移时，一般可假定楼板在其自身平面内为绝对刚性，但在设计中应采取构造措施保证楼板的整体刚度。

对采用整体性较差、开孔面积大和有较长外伸段的楼面，需考虑楼板在其自身平面内的变形，计算时采用楼板平面内的实际刚度或对按刚性楼面假定的计算结果进行调整。

7.1.3 高层建筑钢结构采用弹性方法计算时，可考虑现浇混凝土楼板与钢梁的共同工作。

但在设计中应保证楼板与钢梁间有可靠的连接。

此时楼板可作梁翼缘的一部分，由此计算梁的弹性截面特性。

混凝土翼缘板的有效宽度应按本规定第?章第?.?.?条确定。

高层建筑钢结构采用弹塑性方法计算时，不应考虑楼板与钢梁的共同工作。

7.1.4 高层建筑钢结构应根据具体结构型式和受力情况采用平面结构模型、平面结构空间协同模型或空间结构模型进行计算。

7.1.5 柱间支撑的两端一般可作为铰接计算。

7.1.6 计算高层建筑钢结构的内力和位移时，除应考虑梁、柱弯曲变形和支撑的轴向变形外，尚宜考虑梁、柱的剪切变形、扭转变形和柱的轴向变形。

除有支撑跨的梁外，梁的轴向变形一般可不考虑。

剪力墙的单元模型除应考虑弯曲、剪切和轴向变形外，尚宜考虑扭转和翘曲变形。

宜考虑梁柱节点域的剪切变形，可将梁柱节点域作为一剪切单元或按照第7.1.7条近似考虑梁柱节点域剪切变形的影响。

弹塑性分析时，应考虑梁、柱的弹塑性弯曲变形、支撑的弹塑性轴向变形和墙的弹塑性弯曲变形与弹塑性剪切变形，宜考虑梁柱节点域的弹塑性剪切变形，必要时宜考虑柱、墙的弹塑性轴向变形。

对于柱，尚宜考虑轴力对弹塑性弯曲变形的影响。

7.1.7 弹性方法计算时，钢框架结构可用下述近似方法考虑梁柱节点域剪切变形的影响。

一、对于采用箱形截面柱的框架，可将节点域当作刚域，刚域的尺寸取节点域尺寸的一半。

二、对于采用工字形截面柱的框架，若结构参数满足EI b /Kh b ≤1或η≤5，可不考虑节点域剪切变形的影响，按结构轴线尺寸进行计算。

η值按下式计算：
1)η-2b b b b EI EI ＝[17.5-1.8()Kh Kh (7.1.7-1) 式中 I c 、I b ——分别为结构的柱和梁截面惯性矩的平均值；
h c 、h b ——分别为结构的柱和梁腹板高度的平均值；
E ——钢材的弹性模量；
K ＝h c h b tG ，为节点域剪切刚度的平均值，t 为节点域腹板厚度，G 为钢材的剪变模量。

若不满足上述条件，可按下式修正结构楼层处的水平位移。

内力可不修正，仍按结构轴线尺寸计算。

'(1) (7.1.62)1000.5i i u u η
η=+-－ (7.1.7-2)
式中 μi ’——修正后的第i 层楼层的水平位移；
μi ——不考虑节点域剪切变形并按结构轴线尺寸计算所得的第i 层楼层的水平位移。

7.1.8 结构计算中可不考虑非结构构件对内力和位移的有利影响。

7.1.9 对重要的高层建筑钢结构，宜考虑地基与结构的相互作用。

7.2 竖向和水平荷载作用下的结构分析
7.2.1 计算结构内力时，可不考虑楼面活荷载和屋面活荷载的最不利布置，可按满跨荷载计算。

7.2.2 计算结构内力时，宜考虑在施工过程中逐层加载的影响。

7.2.3 计算结构在竖向荷载作用下的内力时，若结构和荷载均基本对称，可假定结构无侧移，近似地采用分层法计算竖向荷载作用下的内力。

7.2.4 在水平荷载作用下，框架结构、框架－支撑结构和框架－剪力墙结构宜采用下列方法计算其内力和位移。

一、当结构布置对称、不考虑扭转、楼面为刚性且只有一个方向的抗侧力体系或有二个正交的抗侧力体系时，可按平面结构计算。

1、框架结构可按平面框架计算。

各平面框架按其水平刚度分配水平荷载。

平面框架可采用矩阵位移法或其他方法计算其内力和位移。

2、框架－支撑结构或框架－剪力墙结构，可先将所有框架合并成总框架，将所有支撑（剪力墙）合并成总支撑（总剪力墙）。

总框架和总支撑（总剪力墙）的刚度分别取所有框架和所有支撑（剪力墙）的刚度之和。

然后根据总框架和总支撑（总剪力墙）在各楼层处水平位移相等的条件，将总框架和总支撑（总剪力墙）在楼层处用连杆连系起来，组成一平面结构，以此作为整个结构的计算模型。

二、除第一款外的结构，宜采用空间协同工作法或按空间结构计算。

7.2.5 在水平荷载作用下，筒体结构宜按空间结构计算，也可采用有效的近似方法计算。

7.2.6 框架结构与框架支撑结构可采用一阶弹性分析或二阶弹性分析计算内力和位移。

式（7.2.6）表示二阶效应的影响，当1.0≤i θ时可忽略其影响，采用一阶弹性分析。

当1.0=i θ～0.25时应采用二阶弹性分析；当25.0>i θ时结构属不稳定，需修改设计，使侧向位移符合设计限值。

此处
h
H u N i ⋅∑∆⋅∑=θ (7.2.6)
式中 N ∑—所考虑楼层以上所有竖向荷载之和，按荷载的标准值计算；
u ∆—结构在水平荷载作用下产生的楼层层间位移；
H ∑—在水平荷载作用下结构楼层的水平剪力；
h —结构楼层层高。

7.2.7 框架结构或框架支撑结构进行近似二阶弹性分析时，所考虑楼层的梁与柱弯矩可按下式计算
IH Iq II M M M α+= (7.2.7-1)
式中 II M —结构二阶弹性弯矩；
q M I —结构在竖向荷载作用下的一阶弹性弯矩；
H M I —结构在水平荷载作用下的一阶弹性弯矩；
i α—考虑二阶效应的放大系数，
i
θα-=11 (7.2.7-2) 7.2.8 框架结构或框架支撑结构进行二阶弹性分析时，应考虑结构几何初始缺陷影响。

结构几何初始缺陷影响可通过在结构各楼层作用如下假想水平力等效考虑
s
i
y i n Q H 12.0250+=α (7.2.8) 式中 y α——钢材强度影响系数，其值：Q235钢为1.0；Q345钢为1.1；Q390钢为1.2；Q420
钢为1.25。

Q i ——第i 层的总重力荷载设计值；
s n ——框架总层数；当1/12.0>+s n 时，取此根号值为1.0。

7.2.9 框架结构或框架支撑结构进行二阶弹性分析时，若作用效应组合中水平荷载作用（风载、地震作用）效应与竖向荷载效应相比较小时，作用效应可以分别计算后叠加，同时第7.2.8条中的假想水平力效应可忽略。

此时，第i 层的水平荷载作用内力和层间位移，可近似地将一阶分析的结果乘以增大系数)1(1i θ-求得。

7.2.10 考虑二阶效应时，结构的两个主要受力方向应分别计算。

7.3 地震作用下的结构分析
7.3.1 第一阶段抗震计算时，由振型分解反应谱法或底部剪力法求得地震作用后，应按本章第一、二节的规定计算结构的内力和位移。

7.3.2 第一阶段抗震计算时，在框架—支撑结构和框架—剪力墙结构中，框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数，达到不少于整个结构的地震总底部剪力的25％和框架部分地震剪力最大值1.5倍二者的较小值。

7.3.3 采用时程分析法时，一般输入一个水平方向的地震加速度时程曲线，当需要考虑双向水平地震作用时，应同时输入二个互相垂直的水平地震加速度时程曲线。

应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于三组加速度时程曲线，其中三分之二应为实际强震记录，其余为人工模拟地震加速度曲线。

当采用不少于七组加速度时程曲线时，可取每组时程曲线计算所得最大值之和的平均值，否则应取每组时程曲线计算所得最大值的最大值。

7.3.4 在第二阶段抗震计算时，结构的力学模型宜采用杆系模型。

构件的恢复力模型可由试验确定，也可根据已有的资料确定。

钢梁和柱的恢复力模型可采用双线型或其他型式，可不考虑刚度退化，钢筋混凝土剪力墙的恢复力模型宜采用双线型、三线型或其他型式，宜考虑刚度退化。

恢复力模型的参数应采取材料的标准值计算。

7.3.5 第一、第二阶段抗震计算时，均应考虑重力二阶效应的影响。

7.3.6 第二阶段弹塑性时程分析时，结构上应作用重力荷载代表值，阻尼比可取0.05。

7.3.7 同一个水平方向或竖向的地震作用宜考虑正、负两个方向输入。