鋼框架風荷載作用下適用性研究及可靠度分析.pdf

1、在結構設計中，考慮風荷載作用時，必須同時兼顧結構的安全性和適用性。結構的安全性主要包括結構的承載力和穩(wěn)定性，適用性主要指結構的水平側移及舒適度。結構適用性問題雖然不會直接影響結構安全，但是，如果結構側移過大或產生過度振動，會嚴重影響建筑物的使用，給使用者帶來不舒適的感覺。近年來，隨著鋼框架結構在中國得到了越來越廣泛的應用，鋼框架的適用性問題越來越突出，迫切需要開展進一步的研究。
　　對鋼框架房屋進行適用性研究主要存在以下兩個關鍵問

2、題有待解決：
　　1、鋼框架風荷載作用下適用性研究不多，規(guī)范條文也比較簡略，使得設計人員在進行鋼框架設計時，容易忽略適用性不足所帶來的一系列問題，并且隨著中國國民生活質量水平的日益提高，建筑的使用者們也對其建筑的居住和工作環(huán)境提出了更高的要求，設計者對適用性考慮的不足會嚴重影響建筑物的使用。同時，國內外對鋼框架在正常使用極限狀態(tài)下的可靠度研究開展得較少，成果也不成熟。為了保證結構在設計基準期內正常使用時能具有良好的工作性能，對鋼框

3、架進行正常使用極限狀態(tài)下可靠度的研究十分必要，以利于在統(tǒng)一的結構可靠性設計標準下對其進行設計。
　　2、現(xiàn)行GB50017-2003《鋼結構設計規(guī)范》中對結構的水平側移限值方面給出了統(tǒng)一的規(guī)定，對設計方法方面，允許設計人員同時采用一階分析方法或二階分析方法來對結構進行分析。由于一階分析與二階分析所用的方法不同，這樣，對于同一個結構，在相同的荷載條件下，如果采用了一階分析的方法，計算出的結構側移滿足現(xiàn)行鋼結構設計規(guī)范側移限值的要求，

4、當采用二階分析的方法后，因二階側移會比一階側移增大很多，因此會出現(xiàn)二階側移不滿足現(xiàn)行鋼結構設計規(guī)范的情況，從而導致設計人員無據(jù)可依。
　　基于上述背景，本文主要做了以下幾方面的工作：
　　(1)研究了風荷載計算方法、風荷載重現(xiàn)期、非結構構件的側移損壞限值、結構分析方法及計算模型對鋼框架在風荷載作用下側移計算的影響，對目前鋼框架側移限值研究中存在的一些問題進行了分析與研究。同時給出了符合中國國情的鋼框架風荷載作用下側移調查問卷

5、，可用于對中國結構工程師鋼框架側移設計現(xiàn)狀進行調查研究。
　　(2)著重針對結構分析方法對鋼框架在風荷載作用下側移計算的影響開展了深入研究，分別采用傳統(tǒng)一階側移計算方法、二階簡化側移計算方法、二階精確側移計算方法對一榀2跨15層鋼框架在正常使用極限狀態(tài)時的側移變形進行了計算，獲得了鋼框架在三種計算方法下的頂點側移及層間側移，并將獲得的側移計算結果進行了對比，研究了鋼框架考慮二階效應后對結構側移變形的影響。
　　(3)在上述基

6、礎上，針對鋼框架結構考慮二階效應后層間側移和頂點側移限值的取值進行了研究，通過結合規(guī)范中的二階分析方法及可靠度理論，提出了鋼框架結構考慮二階效應影響后的層間側移限值及頂點側移限值，并通過算例對該側移限值的使用進行了驗證。
　　(4)對鋼框架在風荷載作用下的舒適度限值開展了研究，總結了影響人體舒適度的因素，結合香港規(guī)范、加拿大規(guī)范以及美國規(guī)范中有關舒適度要求的規(guī)定，提出了中國鋼框架在風荷載作用下建議采用的頂點加速度限值。