多层和高层钢结构房屋抗震设计.docx

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1、多层和高层钢结构房屋抗震设计一般规定8. 1.1本章适用的钢结构民用房屋的结构类型和最大高度应符合表的规 定。平面和竖向均不规那么或建造于IV类场地的钢结构,适用的最大高度应适当降低。注：多层钢结构厂房的抗震设计，应符合本规范附录G的规定。表X.1J钢结构房屋适用的最大高度（m）结构类型仇7PXJ49收IIO9050IU架一支掠（抗企塔板）22020()1401 . 1 . ，30026018()注：1房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部 分）；2超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。8.1. 2本章适用的钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表8

2、. 1. 2的规定,表钢结构民用房屋适用的最大高宽比,16. 7ftg6.5605.51.3钢结构房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度，采用不同的地震作用效应调整 系数，并采取不同的抗震构造措施。1. 1. 4钢结构房屋宜防止采用本规范第3. 4节规定的不规那么建筑结构方案，不设 防震缝；需要设置防震缝时,缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的L 5倍。8. 2. 7偏心支撑框架构件的抗震承载力验算应符合以下规定:1偏心支撑框架消能梁段的受剪承载力应按以下公式验算:当 N 0. 15Af 时V1=O. 58Awfay 或 Vl=2Mlp/a,取较小值当 N0. 15Af 时VS叫，体27力f；=d

3、58人/第或 Vlc=2.4MlplN/(Af)/a,取较小值式中小一系数，可取0.9；V、N分别为消能梁段的剪力设计值和轴力设计值;VI、Vic 分别为消能梁段的受剪承载力和计入轴力影响的受剪承载力;Mlp 一消能梁段的全塑性受弯承载力;a、h、tw、tf分别为消能梁段的长度、截面高度、腹板厚度和翼缘厚度;A、Aw分别为消能梁段的截面面积和腹板截面面积田;Wp 一消能梁段的塑性截面模量 f、fay 分别为消能梁段钢材；的抗拉强度设计值和屈服强度;YRE一消能梁段承载力抗震调整，系数取0.85。注：消能梁段指偏心支撑框架中斜杆与梁交点和柱之间的区段或同一跨内相邻两 个斜杆与梁交点之间的区段，地

4、震时消能梁段屈服而使其余区段仍处于弹性受力状态。2支撑斜杆与消能梁段连接的承载力不得小于支撑的承载力，假设支撑需抵抗弯 矩，支撑与梁的连接应按抗压弯连接设计。8. 2. 8钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计，并应进行极限承载力验 算：1梁与柱连接弹性设计时梁上下翼缘的端截面应满足连接的弹性设计要求，梁腹 板应计入剪力和弯矩。梁与柱连接的极限受弯，受剪承载力，应符合以下要求：式中Mu-梁上下翼缘全熔透坡口焊缝的极限受弯承载力；Vu-梁腹板连接的极限受剪承载力；垂直于角焊缝受剪时，可提高1.22倍；Mp-梁（梁贯通时为柱）的全塑性受弯承载力;In-梁的净跨（梁贯通时取该楼层柱的净高）;hw

5、、tw-梁腹板的高度和厚度;fay-钢材屈服强度。2支撑与框架的连接及支撑拼接的极限承载力，应符合下式要求:An-撑的截面净面积;fay-支撑钢材的屈服强度。3梁柱构件拼接的弹性设计时，腹板应计入弯矩，且受剪承载力不应小于构件截 面受男承载力的50%；拼接的极限承载力应符合以下要求：(X.2.S-I)无轴向力时A/UI.2A/P有轴向力时Wul.2A/pc(82.8-6)式中Mu、Vu-分别为构件拼接的极限受弯、受剪承载力;Mpc-构件有轴向力时的全截面受弯承载力;hw、tw-拼接构件截面腹板的高度和厚度;fay-被拼接构件的钢材屈服强度。拼接采用螺栓连接时，尚应符合以下要求:翼缘n ht N

6、 1.2- l|7ay（X.2.X-7）腹板：,：,（X.2.8-H）式中礴u、N一个螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力Af-翼缘的有效截面面积;腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力;翼缘拼接或腹板拼接一侧的螺栓数。4梁柱构件有轴力时的全截面受弯承载力，应按以下公式计算：工字形截面（绕强轴）和箱形截面当 N/Ny0. 13 时 Mpc=L 15(1-N/Ny)Mp(8. 2. 8-10)工字形截面（绕弱轴）当 N/NyWAw/A 时 Mpc=Mp(8. 2. 8-11)当 N/NyAw/A 时式中Ny-构件轴向屈服承载力取Ny=Anfayo5焊缝的极限承载力应按以下公式计算:对接焊缝

7、受拉角焊缝受剪1“ =0.58,1； 4式中科一焊缝的有效受力面积;fu-构件母材的抗拉强度最小值。6高强度螺栓连接的极限受剪承载力，应取以下二式计算的较小者:= 0.58/, C f：(X.2.8-15)式中h、$“一分别为一个高强度螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压 力；nf-螺栓连接的剪切面数量；此一螺栓螺纹处的有效截面面积；躇一螺栓钢材的抗拉强度最小值；d一螺栓杆直径；Et一同一受力方向的钢板厚度之和；:一螺栓连接板的极限承压强度取1. 5fuo8. 3钢框架结构抗震构造措施8. 3.1框架柱的长细比，应符合以下规定:1不超过12层的钢框架柱的长细比，68度时不应大于小尸9度时不

8、应大于100o2超过12层的钢框架柱的长细比，应符合表8. 3.1的规定:表S3.1超过12层框架的柱长细比限值烈度6度7度X度9度长细比120X0606(1注：表列数值适用于Q235钢采用其他牌号钢材时应乘以内9. 3.2框架梁、柱板件宽厚比应符合以下规定:1不超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应符合表8. 3.2-1的要求:9.5.5 不超过12层的钢结构房屋可采用框架结构、框架支撑结构或其他结构类 型；超过12层的钢结构房屋、8、9度时，宜采用偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震 墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板或其他消能支撑及筒体结构。9.5.6 采用框架-支撑结构时，应符合以下规定：1支撑框架

9、在两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大 于3。2不超过12层的钢结构宜采用中心支撑，有条件时也可采用偏心支撑等消能支 撑。超过12层的钢结构采用偏心支撑框架时顶层可采用中心支撑。3中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用K 形支撑；支撑的轴线应交汇于梁柱构件轴线的交点,确有困难时偏离中心不应超过支 撑杆件宽度并应计入由此产生的附加弯矩。4偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接，并在支撑与梁交点和柱 之间或同一跨内另一支撑与梁交点之间形成消能梁段。8.1. 7钢结构的楼盖宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或非组合楼板。对不超过12层的钢结

10、构尚可 采用装配整体式钢筋混凝土楼板，亦可采用装配式楼板或其他轻型楼盖；对超过12 层的钢结构，必要时可设置水平支撑。采用压型钢板钢筋混凝土组合楼板和现浇钢筋混凝土楼板时，应与钢梁有可靠连 接。采用装配式、装配整体式或轻型楼板时，应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取其 他保证楼盖整体性的措施。8. 1. 8超过12层的钢框架-筒体结构，在必要时可设置由筒体外伸臂或外伸臂和 周边桁架组成的加强层。8. 1.9钢结构房屋设置地下室时，框架-支撑（抗震墙板）结构中竖向连续布置的 支撑（抗震墙板）应延伸至基础；框架柱应至少延伸至地下一层。表3.2-1不超过12层框架的梁柱板件宽厚比限值收件名称7度8度91

11、攵. Y 一口心什131211柱箱形成血壁板403636Y ?524844截面和箱形椽面翼伸局部11109论形械面双；两曲板间的斯分363230堂!.5|、：!|盥板(NAfV0.37)85、120AM38Cr-|10h 1/72-IOOM/4/(N-37)403935注：表列数值适用于Q235,当材料为其他牌号钢材时，应乘以X厂。2超过12层框架梁、柱板件宽厚比应符合表的规定:去、7二超泊日,二却架的;C柱收件突，厚比日公& fl Z “6段17感裁WK愫，外仲信分1JTtI板391；IK外伸分II力IB制状由MttdtX向01*何的3分3cI 7BO94D 一 J.R IXXK 4/& f

12、l Z “6段17感裁WK愫，外仲信分1JTtI板391；IK外伸分II力IB制状由MttdtX向01*何的3分3cI 7BO94D 一 J.R IXXK 4/8度1110943494337353310993230JO72-100./1/7 100%”注：表列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以k厂。8. 3.3梁柱构件的侧向支承应符合以下要求:1梁柱构件在出现塑性较的截面处，其上下翼缘均应设置侧向支承。2相邻两支承点间的构件长细比，应符合国家标准钢结构设计规范GB50017 关于塑性设计的有关规定。梁与柱的连接构造，应符合以下要求：1梁与柱的连接宜采用柱贯通型。2柱在两个互相垂直

13、的方向都与梁刚接时，宜采用箱形截面。当仅在一个方向刚 接时，宜采用工字形截面，并将柱腹板置于刚接框架平面内。3工字形截面柱（翼缘）和箱形截面柱与梁刚接时, 有充分依据时也可采用其他构造形式。关动隔.直、工Ofer口留MAA应符合以下要求（图8. 3.4-1）1）梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝；8度乙类建筑和9度时，应检验V 形切口的冲击韧性，其恰帕冲击韧性在-20时不低于27J；2）柱在梁翼缘对应位置设置横向加劲肋且加劲肋，厚度不应小于梁翼缘厚度；3）梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接；腹板角部宜设置扇形切 角，其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开；4）当梁翼缘的塑性截面模量小于

14、梁全截面塑性截面模量的70%时，梁腹板与柱的 连接螺栓不得少于二列；当计算仅需一列时，仍应布置二列，且此时螺栓总数不得少 于计算值的L5倍；5）8度III、W场地和9度时，宜采用能将塑性钱自梁端外移的骨形连接。4框架梁采用悬臂梁段与柱刚性连接时（图8.3. 4-2）,悬臂梁段与柱应预先采用 全焊接连接，梁的现场拼接可采用翼缘焊接腹板螺栓连接或全部螺栓连接（b）。W8.3.4 2亚架梁。H通过处总灯段的ij核5箱形截面柱在与梁翼缘对应位置设置的隔板应采用全熔透对接焊缝与壁板相 连。工字形截面柱的横向加劲肋与柱翼缘应采用全熔透对接焊缝连接，与腹板可采用 角焊缝连接。8. 3. 5当节点域的体积不满

15、足本章第8. 2. 5条3款的规定时，应采取加厚节点域 或贴焊补强板的措施。补强板的厚度及其焊缝应按传递补强板所分担剪力的要求设 计。8. 3.6梁与柱刚性连接时，柱在梁翼缘上下各500nlm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊缝，应采用坡口全熔透焊缝。8. 3.7框架柱接头宜位于框架梁上方1. 3m附近。上下柱的对接接头应采用全熔透焊缝柱拼接接头上下各100mm范围内册,工字形 截面柱翼缘与腹板间及箱形截面柱角部壁板间的焊缝山，应采用全熔透焊缝。8. 3.8超过12层钢结构的刚接柱脚宜采用埋入式6、7度时也可采用外包式。8.4钢框架-中心支撑结构抗震构造措施. 8. 4.1当

16、中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时应同时，设置不同倾斜方向的两 组斜杆，且每组中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不得大于 10% O8. 4. 2中心支撑杆件的长细比和板件宽厚比应符合以下规定:1支撑杆件的长细比，不宜大于表8. 4.2-1的限值。表钢结构中心支撑杆件长细比限值类型6、7度8度9度不超过12层按压杆设计ISO120120按拉杆设计200I5U150超过12层1209060注：表列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材应乘以卢丁。8. 4.3中心支撑节点的构造应符合以下要求：1超过12层时，支撑宜采用轧制H型钢制作，两端与框架可采用刚接构造，梁柱 与支撑连接处应设

17、置加劲肋；8、9度采用焊接工字形截面的支撑时，其翼缘与腹板 的连接宜采用全熔透连续焊缝；2支撑与框架连接处支撑杆端宜做成圆弧；3梁在其与V形支撑或人字支撑相交处，应设置侧向支承；该支承点与梁端支承 点间的侧向长细比（入y）以及支承力应符合国家标准钢结构设计规范GB50017关 于塑性设计的规定。4不超过12层时，假设支撑与框架采用节点板连接,应符合国家标准钢结构设计 规范GB50017关于节点板在连接杆件每侧有不小于30角的规定;支撑端部至节点 板嵌固点在沿支撑杆件方向的距离（由节点板与框架构件焊缝的起点垂直于支撑杆轴 线的直线至支撑端部的距离），不应小于节点板厚度的2倍。8. 4.4框架中心

18、支撑结构的框架局部，当房屋高度不高于100m且框架局部承当 的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时,8、9度的抗震构造措施可按框架结 构降低一度的相应要求采用；其他抗震构造措施，应符合本章第8. 3节对框架结构抗 震构造措施的规定。8. 5钢框架-偏心支撑结构抗震构造措施8. 5.1偏心支撑框架消能梁段的钢材屈服强度不应大于345MPa。消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段，其板件的宽厚比不应大于表8. 5.1规定的限值。表偏心支撑格架梁板件宽厚比限值板件名林宽厚比限值具绿外伸局部8K板当时 当时刈 23、7tMi注：表列数值适用于Q235钢当材料为其他钢号时应乘以4。8. 5.2偏

19、心支撑框架的支撑杆件的长细比不应大于120厘厂支撑杆件的板件宽厚比不应超过国家标准钢结构设计规范GB50017规定的轴心受压构件在弹性设 计时的宽厚比限值。8. 5.3消能梁段的构造应符合以下要求：1当N0. 16Af时，消能梁段的长度应符合以下规定：当 P (Aw/A)O. 3 时，a式中a-消能梁段的长度；P -消能梁段轴向力设计值与剪力设计值之比。2消能梁段的腹板不得贴焊补强板，也不得开洞。3消能梁段与支撑连接处，应在其腹板两侧配置加劲肋，加劲肋的高度应为梁腹 板高度,一侧的加劲肋宽度不应小于(bt/2-tw),厚度不应小于0. 75tw和10mm的较大 值。4消能梁段应按以下要求在其腹

20、板上设置中间加劲肋：1)当aWL 6Mlp/Vl时,加劲肋间距不大于(30tw-h/5)；2)当2. 6Mlp/VKa5Mlp/Vl时发，应在距消能梁段端部1. 5bf处配置中间加劲肋且中间加劲肋，间距不应大于（52tw-h/5）；3）当L6Mlp/Vl5Mlp/Vl时，可不配置中间加劲肋；5）中间加劲肋应与消能梁段的腹板等高，当消能梁段截面高度不大于640mm时可 配置单侧加劲肋，消能梁段截面高度大于640mm时，应在两侧配置加劲肋，一侧加劲 肋的宽度不应小于（bf/2-tw）,厚度不应小于tw和10mm。8. 5.4消能梁段与柱的连接应符合以下要求：1消能梁段与柱连接时，其长度不得大于L6

21、Mlp/Vl,且应满足第8. 2. 7条的规 定。2消能梁段翼缘与柱翼缘之间应采用坡口全熔透对接，焊缝连接消能梁段腹板与 柱之间应采用角焊缝连接角焊缝的承载力不得小于消能梁段腹板的轴向承载力、受剪 承载力和受弯承载力。3消能梁段与柱腹板连接时，消能梁段翼缘与连接板间应采用坡口全熔透焊缝消 能梁段腹板与柱间应采用角焊缝；角焊缝的承载力不得小于消能梁段腹板的轴向承载 力、受剪承载力和受弯承载力。8. 5. 5消能梁段两端上下翼缘应设置侧向支撑支撑,的轴力设计值不得小于消能 梁段翼缘轴向承载力设计值（翼缘宽度、厚度和钢材受压承载力设计值三者的乘积） 的 6%,即 0. 06bftffo8. 5.6偏

22、心支撑框架梁的非消能梁段上下翼缘，应设置侧向支撑支撑，的轴力设 计值不得小于梁翼缘轴向承载力的2%,即0. 02bftffo8. 5.7框架偏心支撑结构的框架局部当房屋高度不高于100m且框架局部承当的 地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时,8、9度的抗震构造措施可按框架结构 降低一度的相应要求采用；其他抗震构造措施，应符合本章第8. 3节对框架结构抗震 构造措施的规定。8. 1. 10超过12层的钢结构应设置地下室。其基础埋置深度，当采用天然地基时 不宜小于房屋总高度的1/15；当采用桩基时，桩承台埋深不宜小于房屋总高度的 l/20o8. 2计算要点8. 2.1钢结构应按本节规定调整地

23、震作用效应,其层间变形应符合本规范第5.5 节的有关规定；构件截面和连接的抗震验算时，凡本章未作规定者，应符合现行有关 结构设计规范的要求，但其非抗震的构件、连接的承载力设计值应除以本规范规定的 承载力抗震调整系数。8. 2.2钢结构在多遇地震下的阻尼比，对不超过12层的钢结构可采用0.035对 超过12层的钢结构可采用0. 02；在罕遇地震下的分析，阻尼比可采用0. 05o8. 2.3钢结构在地震作用下的内力和变形分析，应符合以下规定：1钢结构应按本规范第3. 6. 3条规定计入重力二阶效应。对框架梁,可不按柱轴 线处的内力而按梁端内力设计。对工字形截面柱宜计入梁柱，节点域剪切变形对结构 侧

24、移的影响；中心支撑框架和不超过12层的钢结构，其层间位移计算可不计入梁柱节点域剪切变形的影响。2钢框架-支撑结构的斜杆可按端部钱接杆计算；框架局部按计算得到的地震剪 力应乘以调整系数，到达不小于结构底部总地震剪力的25%和框架局部地震剪力最大 值1.8倍二者的较小者。3中心支撑框架的斜杆轴线偏离梁柱轴线交点不超过支撑杆件的宽度时，仍可按 中心支撑框架分析，但应计及由此产生的附加弯矩；人字形和V形支撑组合的内力设 计值应乘以增大系数，其值可采用1.5。4偏心支撑框架构件的内力设计值，应按以下要求调整：1）支撑斜杆的轴力设计值，应取与支撑斜杆相连接的消能梁段到达受剪承载力时 支撑斜杆轴力与增大系数

25、的乘积,其值在8度及以下时不应小于1. 4, 9度时不应小 于 1. 5；2）位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值，应取消能梁段到达受剪承载力时框 架梁内力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1. 5,9度时不应小于1. 6；3)框架柱的内力设计值，应取消能梁段到达受剪承载力时柱内力与增大系数的乘 积，值在8度及以下时不应小于1. 5, 9度时不应小于1.6。5内藏钢支撑钢筋混凝土墙板和带竖缝钢筋混凝土墙板应按有关规定计算，带竖 缝钢筋混凝土墙板可仅承受水平荷载产生的剪力，不承受竖向荷载产生的压力。6钢结构转换层下的钢框架柱，地震内力应乘以增大系数，其值可采用1.5。8. 2. 4钢框

26、架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时，可不验算地震作用 下的整体稳定。8. 2.5钢框架构件及节点的抗震承载力验算，应符合以下规定：1节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力应符合式(8. 2.5T)要求。当柱所在 楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%,或柱轴向力设计值与柱全截面面 积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0. 4,或作为轴心受压构件在2倍地震力 下稳定性得到保证时，可不按该式验算。式中Wpc Wpb-分别为柱和梁的塑性截面模量;N-柱轴向压力设计值;Ac-柱截面面积;fyc、fyb-分别为柱和梁的钢材屈服强度;n 强柱系数超过6层的钢框架，6度IV类场地和7度时可取

27、1. 0 8度时可取1.05, 9度时可取1. 15o2节点域的屈服承载力应符合下式要求:6Al (1(X.2,5-2)工字形截面柱(8253)(K2.5-4)箱形截面柱lp=I.KMjv3工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按以下公式验算:(vhi i/)i(K2.5-6)式中MpbK Mpb2一分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力;Vp 一节点域的体积;fv 一钢材的抗剪强度设计值;6一折减系数，6度类场地和7度时可取0. 6, 8、9度时可取0. 7； hb、he 一分别为梁腹板高度和柱腹板高度;tw 一柱在节点域的腹板厚度;MbK Mb2一分别为节点域两侧梁的弯矩设计值;YRE一节点域承

28、载力抗震调整系，数取0.85。注：当柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时，可不验算节点 域的稳定性。8. 2.6中心支撑框架构件的抗震承载力验算，应符合以下规定:1支撑斜杆的受压承载力应按下式验算:N1丫期()4P = 1/(1 4 0.35/1 J1X.2.6-2)儿二 ( 入 gQ j J E，3)式中N一支撑斜杆的轴向力设计值;Ab 支撑斜杆的截面面积；6 一轴心受压构件的稳定系数;由一受循环荷载时的强度降低系数；入n支撑斜杆的正那么化长细比；fay 钢材屈服强度；E -支撑斜杆材料的弹性模量；Y RE一支撑承载力抗震调整系数。2人字支撑和V形支撑的横梁在支撑连接处应保持连续，该横梁应承受支撑斜杆 传来的内力，并应按不计入支撑支点作用的简支梁验算重力荷载和受压支撑屈曲后产 生不平衡力作用下的承载力。注：顶层和塔屋的梁可不执行本款规定。