5.2 结构分析方法
5.2.1 交错桁架钢框架结构的内力和位移可采用弹性分析方法计算。对于下列情形之一且有抗震设防要求的交错桁架钢框架结构，应采用两阶段设计法：
1 高度大于50m。
2 不满足本规程第5.1.2条规定。
3 不满足本规程第5.1.7条规定。
第一阶段为多遇地震作用下的弹性分析，应验算构件的承载力和结构的层间位移；第二阶段为罕遇地震作用下的弹塑性分析，应验算结构的层间位移。
5.2.2 对结构进行弹塑性分析时，可采用杆系模型；框架梁柱的恢复力模型可采用二折线模型，其滞回模型可不考虑刚度退化；桁架杆件的恢复力模型中，应考虑刚度退化。
5.2.3 在横向水平荷载作用下，对结构进行弹性分析时，宜考虑混凝土楼板与桁架弦杆的共同作用，组合楼盖中弦杆的惯性矩应按下列规定采用：对两侧有楼板的弦杆取1.5Ib，对一侧有楼板的弦杆取1.2Ib，Ib为弦杆的惯性矩。但进行弹塑性分析时，应忽略混凝土楼板与桁架弦杆的组合效应。
5.2.4 当交错桁架钢框架结构为规则结构，不进行扭转耦联计算时，可采用平面协同分析模型进行横向水平荷载作用下的结构内力和位移分析。采用平面协同分析时，可先将相同类型的框架合并成总框架，总框架的刚度取合并框架的刚度之和。然后根据两类总框架楼层水平位移相等的条件，将两类框架在楼层处用刚性链杆连接起来，组成计算平面结构，楼层水平荷载均布于框架的两侧(图5.2.4)。
式中：Vij——第i层第j榀桁架所分配的水平剪力；
VSij——不考虑楼层总剪力作用点与楼层刚度中心偏离时，第i层第j榀桁架所分配的楼层剪力；
VTij——考虑楼层总剪力作用点与楼层刚度中心偏离时，第i层第j榀桁架所分配的楼层剪力；
Vi——第i层的楼层总剪力；
m——第i层桁架总榀数；
Kij——第i层第j榀桁架的层间水平抗推刚度，应按公式(5.2.7)计算；
GJi——第i层所有桁架对楼层刚度中心的抗扭刚度之和；
ed——偏心矩设计值，非地震作用时宜取ed＝e0，地震作用时宜取ed＝e0＋0.05L；
e0——楼层总剪力作用点至楼层刚度中心的距离；
L——垂直于楼层剪力方向的结构平面尺寸；
xj——以楼层刚度中心为坐标原点，单榀桁架相对于楼层刚度中心的坐标。
5.2.7 单榀桁架(图5.2.7)的层间水平抗推刚度按下式进行计算：
式中：E——钢材的弹性模量；
ls——桁架的跨度；
l、A——斜腹杆的长度和截面面积；
hs——桁架的高度；
c——空腹节间的宽度；
a——除空腹节间外，其他节间的宽度；
I——弦杆的惯性矩。
5.2.9 交错桁架钢框架结构采用三维空间整体模型或平面简化模型进行分析时，可假定空腹节间及与空腹节间相邻节间的桁架弦杆为连续，其余节间的弦杆为铰接，腹杆与弦杆为铰接(图5.2.9)。
5.2.1 目前国内结构设计规范均按弹性分析方法计算结构作用效应，而在截面设计时考虑弹塑性的影响；周绪红教授的抗震试验研究表明，对于抗震设防的多、高层交错桁架钢框架结构，应根据“大震不倒”的原则验算罕遇地震作用下结构的层间位移。
5.2.2 第二阶段抗震设计时，结构进入塑性，采用杆系模型进行时程分析可以了解结构各构件的时程反应。交错桁架钢框架结构构件的恢复力模型目前尚缺乏足够的试验研究资料，暂按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99制定，但桁架杆件以受轴力为主，受压失稳后刚度退化严重，恢复力模型中需考虑。
5.2.3 交错桁架钢框架结构中，水平力通过楼板传递到相邻横向框架，桁架弦杆与楼板连接可靠，弹性分析时宜考虑楼板和钢桁架弦杆的共同作用，弹塑性分析时，混凝土楼板可能已开裂严重，故不考虑其与弦杆共同工作。
5.2.4 在横向方向，水平荷载通过楼板的横隔作用，从上层桁架的下弦传递到相邻框架桁架的上弦，如图2所示。平面协同分析模型采用刚性链杆模拟楼板传递水平力的作用，周绪红教授和周期石博士将该模型计算结果与空间有限元模型计算结果进行了比较分析，二者相差较小。
5.2.6 桁架上分配的水平剪力可由两部分组成，一部分为按水平刚度分配的剪力，另一部分为偏心引起的剪力。
5.2.7 根据Robert D.Hanson发表的期刊论文《Aseismic de-sign of staggered truss buildings》和美国AISC设计指南“Steel Design Guide Series 14：Staggered Truss Framing System”制定。
5.2.8 交错桁架钢框架结构楼板通常采用现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板-混凝土组合楼板或装配整体式叠合楼板，其在自身平面内的刚度很大，可假设楼板在其平面内的刚度无穷大。
5.2.9 带空腹节间的桁架中，除空腹节间及其相邻节间的弦杆外，其余杆件中的内力以轴力为主，弯矩很小，因此可假定空腹节间及与空腹节间相邻节间的桁架弦杆为连续，其余节点为铰接。
1 高度大于50m。
2 不满足本规程第5.1.2条规定。
3 不满足本规程第5.1.7条规定。
第一阶段为多遇地震作用下的弹性分析，应验算构件的承载力和结构的层间位移；第二阶段为罕遇地震作用下的弹塑性分析，应验算结构的层间位移。
5.2.2 对结构进行弹塑性分析时，可采用杆系模型；框架梁柱的恢复力模型可采用二折线模型，其滞回模型可不考虑刚度退化；桁架杆件的恢复力模型中，应考虑刚度退化。
5.2.3 在横向水平荷载作用下，对结构进行弹性分析时，宜考虑混凝土楼板与桁架弦杆的共同作用，组合楼盖中弦杆的惯性矩应按下列规定采用：对两侧有楼板的弦杆取1.5Ib，对一侧有楼板的弦杆取1.2Ib，Ib为弦杆的惯性矩。但进行弹塑性分析时，应忽略混凝土楼板与桁架弦杆的组合效应。
5.2.4 当交错桁架钢框架结构为规则结构，不进行扭转耦联计算时，可采用平面协同分析模型进行横向水平荷载作用下的结构内力和位移分析。采用平面协同分析时，可先将相同类型的框架合并成总框架，总框架的刚度取合并框架的刚度之和。然后根据两类总框架楼层水平位移相等的条件，将两类框架在楼层处用刚性链杆连接起来，组成计算平面结构，楼层水平荷载均布于框架的两侧(图5.2.4)。
图5.2.4 交错桁架钢框架结构的平面协同分析模型
5.2.5 竖向荷载作用下交错桁架钢框架结构的分析，可不考虑结构的空间作用。当采用空腹桁架时，可取单榀横向框架进行结构分析；当采用带空腹节间的单斜式平行弦桁架时，可取单榀桁架进行结构分析，计算模型如图5.2.5所示。
图5.2.5 带空腹节间的单斜式平行弦桁架计算模型
5.2.6 在水平荷载作用下，交错桁架钢框架结构采用如下简化方法计算分配到单层单榀桁架上的水平剪力：
VSij——不考虑楼层总剪力作用点与楼层刚度中心偏离时，第i层第j榀桁架所分配的楼层剪力；
VTij——考虑楼层总剪力作用点与楼层刚度中心偏离时，第i层第j榀桁架所分配的楼层剪力；
Vi——第i层的楼层总剪力；
m——第i层桁架总榀数；
Kij——第i层第j榀桁架的层间水平抗推刚度，应按公式(5.2.7)计算；
GJi——第i层所有桁架对楼层刚度中心的抗扭刚度之和；
ed——偏心矩设计值，非地震作用时宜取ed＝e0，地震作用时宜取ed＝e0＋0.05L；
e0——楼层总剪力作用点至楼层刚度中心的距离；
L——垂直于楼层剪力方向的结构平面尺寸；
xj——以楼层刚度中心为坐标原点，单榀桁架相对于楼层刚度中心的坐标。
5.2.7 单榀桁架(图5.2.7)的层间水平抗推刚度按下式进行计算：
ls——桁架的跨度；
l、A——斜腹杆的长度和截面面积；
hs——桁架的高度；
c——空腹节间的宽度；
a——除空腹节间外，其他节间的宽度；
I——弦杆的惯性矩。
图5.2.7 单榀桁架的结构尺寸
5.2.8 交错桁架钢框架结构采用三维空间整体模型进行弹性内力分析和变形分析时，为简化计算，可假定楼板在平面内为刚性。5.2.9 交错桁架钢框架结构采用三维空间整体模型或平面简化模型进行分析时，可假定空腹节间及与空腹节间相邻节间的桁架弦杆为连续，其余节间的弦杆为铰接，腹杆与弦杆为铰接(图5.2.9)。
图5.2.9 桁架的计算模型
条文说明
5.2 结构分析方法5.2.1 目前国内结构设计规范均按弹性分析方法计算结构作用效应，而在截面设计时考虑弹塑性的影响；周绪红教授的抗震试验研究表明，对于抗震设防的多、高层交错桁架钢框架结构，应根据“大震不倒”的原则验算罕遇地震作用下结构的层间位移。
5.2.2 第二阶段抗震设计时，结构进入塑性，采用杆系模型进行时程分析可以了解结构各构件的时程反应。交错桁架钢框架结构构件的恢复力模型目前尚缺乏足够的试验研究资料，暂按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99制定，但桁架杆件以受轴力为主，受压失稳后刚度退化严重，恢复力模型中需考虑。
5.2.3 交错桁架钢框架结构中，水平力通过楼板传递到相邻横向框架，桁架弦杆与楼板连接可靠，弹性分析时宜考虑楼板和钢桁架弦杆的共同作用，弹塑性分析时，混凝土楼板可能已开裂严重，故不考虑其与弦杆共同工作。
5.2.4 在横向方向，水平荷载通过楼板的横隔作用，从上层桁架的下弦传递到相邻框架桁架的上弦，如图2所示。平面协同分析模型采用刚性链杆模拟楼板传递水平力的作用，周绪红教授和周期石博士将该模型计算结果与空间有限元模型计算结果进行了比较分析，二者相差较小。
图2 交错桁架钢框架结构荷载传递路线
5.2.5 结构在竖向荷载作用下，侧移很小，且沿结构纵向方向上各榀横向框架有规律的布置，作用在结构上的竖向荷载也沿纵向均匀分布，因此可不考虑结构的整体空间作用，将节间荷载转换为节点荷载进行结构的内力和竖向位移分析。5.2.6 桁架上分配的水平剪力可由两部分组成，一部分为按水平刚度分配的剪力，另一部分为偏心引起的剪力。
5.2.7 根据Robert D.Hanson发表的期刊论文《Aseismic de-sign of staggered truss buildings》和美国AISC设计指南“Steel Design Guide Series 14：Staggered Truss Framing System”制定。
5.2.8 交错桁架钢框架结构楼板通常采用现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板-混凝土组合楼板或装配整体式叠合楼板，其在自身平面内的刚度很大，可假设楼板在其平面内的刚度无穷大。
5.2.9 带空腹节间的桁架中，除空腹节间及其相邻节间的弦杆外，其余杆件中的内力以轴力为主，弯矩很小，因此可假定空腹节间及与空腹节间相邻节间的桁架弦杆为连续，其余节点为铰接。