1、 某工业建筑，钢框架-支撑体系，共5层，总高度33.2m，抗震设防烈度为8度（0.2g）结构三维轴测图如下图所示：超短梁超短梁超 短 梁 不合理的风荷载计算参数合理的风荷载计算参数 荷载规范8.4.1 对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T1大于0.25s的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。荷载规范8.5.1 对于横风向风振作用效应明显的高层建筑以及细长圆形截面构筑物，宜考虑横风向风振的影响。高钢规5.2.2 对横风向风振作用效应或扭转风振作用效应明显的高层民用建筑，应考虑横风向风振或扭转风振的影响。高钢规5.2.2条文说明：本条是根据现行国家标准2、建筑结构荷载规范GB 50009的要求拟定的，意在提醒设计人员注意考虑结构顺风向风振、横风向风振或扭转风振对高层民用建筑钢结构的影响。一般高层民用建筑钢结构高度较高，高宽比较大，结构顶点风速可能大于临界风速，引起较明显的结构横向振动。横风向风振作用效应明显一般是指房屋高度超过150m或者高宽比大于5的高层民用建筑钢结构。何为“质量和刚度分布明显不均匀”？【1】（1）质量或刚度偏心率为15%20%；（2）B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑结构，位移比不小于1.3；（3）其它结构不小于1.4。1、罗开海 毋剑平 建筑工程常用抗震规范理解与应用 中国建筑工业出版社 2014.12 第一3、版 北京 建筑云联盟 解决工程问题的专家服务平台 荷载规范5.1.2的相关规定 高钢规6.1.3 高层民用建筑钢结构弹性计算时，钢筋混凝土楼板与钢梁间有可靠连接，可计入钢筋混凝土楼板对钢梁刚度的增大作用，两侧有楼板的钢梁其惯性矩可取为1.5Ib，仅一侧有楼板的钢梁其惯性矩可取为1.2Ib，Ib为钢梁截面惯性矩。弹塑性计算时，不应考虑楼板对钢梁惯性矩的增大作用。钢标10.1.1-4 满足下列条件之一的框架-支撑(剪力墙、核心筒等)结构中的框架部分：1)结构下部1/3楼层的框架部分承担的水平力不大于该层总水平力的20；2)支撑(剪力墙)系统能够承担所有水平力。很显然，本工程框架柱承担的剪力大于204、%，不宜进行弯矩调幅。钢标10.2.1 当采用一阶弹性分析的框架-支撑结构进行弯矩调幅设计时，框架柱计算长度系数可取为1.0，支撑系统应满足本标准式(8.3.1-6)的要求。钢标10.2.1条文说明：本条规定了框架-支撑结构，如果采用弯矩调幅设计框架梁，支撑架必须满足的条件。SATWE软件WMASS.out文件 钢标10.1.5 采用塑性及弯矩调幅设计的结构构件，其截面板件宽厚比等级应符合下列规定：1 形成塑性铰并发生塑性转动的截面，其截面板件宽厚比等级应采用S1级；2 最后形成塑性铰的截面，其截面板件宽厚比等级不应低于S2级截面要求；3 其他截面板件宽厚比等级不应低于S3级截面要求。钢标105、.1.6 构成抗侧力支撑系统的梁、柱构件，不得进行弯矩调幅设计。钢标10.1.7 采用塑性设计，或采用弯矩调幅设计且结构为有侧移失稳时，框架柱的计算长度系数应乘以1.1的放大系数。钢标10.3.1-2条文说明：对单层和没有设置支撑架的多层框架，如果形成塑性机构，则框架结构的物理刚度已经达到0的状态，但是此时框架上还有竖向重力荷载，重力荷载对于结构是一种负的刚度(几何刚度)，因此在物理刚度已经为0的情况下，结构的总刚度(物理刚度与几何刚度之和)为负，按照结构稳定理论，此时已经超过了稳定承载力极限状态，荷载-位移曲线进入了卸载阶段。为避免这种情况的出现，在塑性弯矩的利用上应进行限制。钢标10.3.6、4条文说明：同时承受压力和弯矩的塑性铰截面，塑性铰转动时，会发生弯矩-轴力极限曲面上的塑性流动，受力性能复杂化，因此形成塑性铰的截面，轴压比不宜过大。钢标10.4.2条文说明：形成塑性铰的梁，侧向长细比应加以限制，以避免塑性弯矩达到之前发生弯扭失稳。钢标10.4.3条文说明：钢梁上翼缘有楼板时，不会发生侧向弯扭失稳，但可能发生受压下翼缘的侧向失稳，这是一种畸变屈曲。满足本条第1款，畸变屈曲不再会发生，因而无需采取措施，不满足则要采取额外的措施防止下翼缘的侧向屈曲。本条的规定为住宅钢结构和办公楼避免角部设置不受欢迎的隅撑创造了条件。最关键点的是：钢标5.1.1 建筑结构的内力和变形可按结构静力学7、方法进行弹性或弹塑性分析，采用弹性分析结果进行设计时，截面板件宽厚比等级为S1级、S2级、S3级的构件可有塑性变形发展。钢标5.1.1条文说明：5.1.1 本条规定结构分析时可根据分析方法相应地对材料采用弹性或者弹塑性假定。在进行弹性分析时，延性好的S1、S2、S3级截面允许采用截面塑性发展系数x、y来考虑塑性变形发展。当允许多个塑性铰形成、结构产生内力重分布时，一般应采用二阶弹塑性分析。钢标6.1.2 截面塑性发展系数应按下列规定取值：1 对工字形和箱形截面，当截面板件宽厚比等级为S4或S5级时，截面塑性发展系数应取为1.0，当截面板件宽厚比等级为S1级、S2级及S3级时，截面塑性发展系数应8、按下列规定取值：1)工字形截面(x轴为强轴，y轴为弱轴)：x1.05，y1.20；2)箱形截面：xy1.05。2 其他截面的塑性发展系数可按本标准表8.1.1采用。3 对需要计算疲劳的梁，宜取xy1.0。楼板不连续 板带比较狭长 建筑云联盟 解决工程问题的专家服务平台 斜撑1第三层斜撑1第三层斜撑1梁端铰接斜撑1 第三层斜撑1（两端铰接）第46屈曲模态变形图斜撑1 斜撑2斜撑2第三层斜撑2第三层斜撑2两端铰接 斜撑2第三层斜撑2（两端铰接）第72屈曲模态变形图 斜撑1第三层斜撑1（两端刚接）第286屈曲模态变形图 第三层斜撑2（两端刚接）第382屈曲模态变形图斜撑2 附录：线性屈曲分析附录：线9、性屈曲分析 这是几阶屈曲？（图片来自百度）欧拉临界荷载公式:=（)2()2 通过分析可以看出，当n=1时，欧拉临界荷载最小，而n=1所对应的失稳状态我们称之为一阶（单波）失稳模态。n=2所对应的失稳状态我们称之为二阶（双波）失稳模态。斜撑1第三层斜撑1（两端铰接）第425屈曲模态变形图图片来自百度 第三层斜撑1（两端铰接）第425屈曲模态（二阶）计算结果第三层斜撑1（两端铰接）第46屈曲模态（一阶）计算结果 一阶和二阶屈曲因子换算：5.579*4=22.316 钢标5.1.6-2 一般结构的二阶效应系数可按下式计算：式中：cr整体结构最低阶弹性临界荷载与荷载设计值的比值。cr就是屈曲因子。有相10、关文献提出【1】，关键构件的屈曲因子要大于结构整体的屈曲因子。因为只有这样才能保证关键构件的屈曲滞后于结构的整体屈曲。以上述工程为例，结构屈曲因子计算如下：crx（15）=100 cry（15）=33.3 腹杆1 1、应充分重视结构的薄弱部位，这可以从局部振动找到。尤其对于复杂结构，其关键构件要单独进行屈曲分析，并通过临界荷载确定计算长度系数。2、同一个构件，在水平荷载和竖向荷载作用下临界荷载、屈曲因子都可能不同，由此而得到的计算长度系数也可能不同，需要按包络设计。3、对于关键构件，要根据其在工程中所承担的主要作用确定临界荷载。并要保证关键构件的屈曲因子大于整体结构的屈曲因子。同时要保证关键构件的稳定验算满足要求。