高層鋼結構抗震設計內力要點分析
2026-04-28 08:41 高層鋼結構 西安鋼結構
抗震設計內力是確保高層鋼結構在大震下不倒塌的關鍵控制指標。不同于常規混凝土結構，高層鋼結構的材料輕質高強，地震響應更敏感，因此其內力分布與重分配機制需重點把控。
（抗震設計內力要點）
一、內力計算模型的選擇
高層鋼結構抗震設計內力分析應優先采用纖維梁柱單元或塑性鉸模型。對于超過100米的高層鋼結構，P-Δ效應會顯著增大底部柱的附加彎矩，此時必須采用幾何非線性分析方法，否則高層鋼結構的內力計算結果可能偏于不安全。
二、關鍵部位的內力控制
高層鋼結構抗震設計內力的峰值通常出現在底部加強區和伸臂桁架層。設計時應控制梁端塑性鉸處的彎矩與剪力比，避免高層鋼結構出現“強梁弱柱”的不利破壞模式。此外，外框架與核心筒之間的剪力分配應滿足彈性層間位移角限值，保證高層鋼結構在地震中協同工作。
三、耗能與內力重分布
采用偏心支撐或防屈曲支撐(BRB)的高層鋼結構，其抗震設計內力可通過耗能梁段的屈服進行重新分布。BRB芯材進入塑性后，高層鋼結構的內力傳遞路徑發生變化，支撐框架承擔的水平剪力可降低15%至30%。但需注意，耗能梁段以外的構件應按增大后的內力進行承載力驗算，確保高層鋼結構的冗余度。
四、節點域內力校核
梁柱焊接節點域是高層鋼結構抗震設計內力的薄弱環節。節點域的腹板剪切變形不應超過4γ_y(γ_y為屈服剪切角)，同時節點域的最大等效von Mises應力應低于0.9f_y。若高層鋼結構在此處發生脆性斷裂，將導致整體內力崩潰。
精準把握高層鋼結構抗震設計內力的計算、控制與重分布規律，是實現高層鋼結構延性抗震設計的核心。每一次內力驗算的嚴謹，都對應著高層鋼結構在地震中的安全儲備。
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