结构抗震设计(精品课程课件)第6章.ppt

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1、第6章钢结构房屋的抗震设计钢结构房屋抗震设计的一般规定钢结构房屋抗震设计的一般规定1.钢结构房屋的结构类型与最大适用高度2.钢结构房屋的高宽比限值3.钢结构房屋的结构布置要求4.钢结构房屋的楼板5.钢结构房屋的地下室表6.2.1钢结构房屋适用的高度（m）结构类型6、7度8度9度框架1109050框架支撑（抗震墙板）220200140筒体（框筒、筒中筒，桁架筒，束筒）和巨型框架300260180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。1.钢结构房屋的结构类型与最大适用高度2.钢结构房屋的高宽比限值

2、钢结构房屋的高宽比限值表6.2.2钢结构民用房屋适用的最大高度比烈度6、789最大高宽比6.56.05.5注：计算高宽比的高度从室外地面算起。3.钢结构房屋的结构布置要求钢结构房屋的结构布置要求钢结构房屋的结构体系与结构布置应符合第2.3节的有关要求。钢结构房屋应尽量采用规则的建筑方案，当采用不规则建筑方案时，应设抗震缝，且缝宽应不小于钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。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。采用框架支撑结构时，支撑框架在两个方

3、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。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。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。偏心支撑框架的每根支撑应至少有端与框架梁连接，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。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。钢结构房屋的楼板主要有在压型钢

4、板上现浇混凝土形成的组合楼板和非组合楼板、装配整体式钢筋混凝土楼板、装配式楼板等。一般宜采用组合楼板或非组合楼板；对不超过12层的钢结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。4.钢结构房屋的楼板钢结构房屋的楼板5.钢结构房屋的地下室钢结构房屋的地下室钢结构房屋根据工程情况可设计或不设计地下室，超过12层的钢结构房屋应设置地下室，设置地下室时，框架支撑（抗震墙

5、板）结构中竖向布置的支撑（抗震墙板）应延伸至基础；框架柱应至少延伸至地下一层。支撑在地下室是否改为混凝土抗震墙形式，与是否设置钢筋混凝土结构层有关，设置钢筋混凝土结构层时采用混凝土墙段协调。该抗震墙是否由钢支撑外包混凝土构成还是采用混凝土墙，由设计确定。设置地下室的钢结构房屋的基础埋置深度，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，桩层台埋深不宜小于房屋总高度的1/20。地震作用下的内力与位移计算地震作用下的内力与位移计算1.多遇地震作用下结构在第一阶段多遇地震作用下的抗震设计中地震作用效应采用弹性方法计算。根据不同情况，采用底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法。实测研究

6、表明，钢结构房屋的阻尼比小于钢筋混凝土结构，对于超过12层的钢结构可采用0.002，对于不超过12层的钢结构可采用0.035，对于单层钢结构仍采用0.05。钢结构分析时地震影响系数按第三章的规定采用。钢结构在进行内力和位移计算时，对于框架、框架支撑、框架剪力墙板以及框筒等结构常采用矩阵位移法，但计算时应按第三章的有关规定计入重力二阶效应。对于工字形截面柱，宜计入梁柱节点域剪切变形对结构侧移的影响；对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。框架支撑结构的斜杆可按端部铰接杆计算；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

7、框架分析，但应计及由此产生的附加弯矩。对于筒体结构，可将其按位移相等原则转化为连续的竖向悬臂筒体，采用有限条法对其进行计算。在预估杆截面时，内力和位移的分析可采用近似力法。在水平荷载作用下，框架结构可采用D值法进行简化计算；框架支撑(剪力墙)可简化为平面抗侧力体系，分析时将所有框架合并为总框架，所有竖向支撑(剪力墙)合并为总支撑(剪力墙)，然后进行协同工作分析。此时，可将总支撑(剪力墙)当作一悬臂梁。2.罕遇地震作用下高层钢结构第二阶段的抗震验算应采用时程分析法对结构进行弹塑性时程分析，其结构计算模型可以采用杆系模型、剪切型层模型、剪弯型模型或剪弯协同工作模型。在采用杆系模型分析时，柱、梁的恢

8、复力模型可采用二折线型，其滞回模型可不考虑刚度退化。钢支撑和耗能梁段等构件的恢复力模型，应按杆件特定性确定。采用层模型分析时，应采用计入有关构件弯曲、轴向力、剪切变形影响的等效层剪切刚度，层恢复力模型的骨架曲线可采用静力弹塑性方法进行计算，并可简化为二折线或三折线，并尽量与计算所得骨架曲线接近。在对结构进行静力弹塑性计算时，应同时考虑水平地震作用与重力荷载。构件所用材料的屈服强度和极限强度应采用标准值。对新型、特殊的杆件和结构，其恢复力模型宜通过实验确定。分析时结构的阻尼比可取0.05，并应考虑二阶段效应对侧移的影响。构件内力调整与组合构件内力调整与组合对于框架梁，可不按柱轴线处的内力而按梁端

9、内力设计，框架支撑结构中，框架部分按计算得到的地震剪力不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值1.8倍二者的较小者。人字形和U型支撑组合的内力设计值应乘以1.5的增大系数。对于偏心支撑框架结构，为了确保耗能梁断能进入弹塑性工作，消耗地震输入能量，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达到受剪承载力时支撑斜杆轴力与增大系数的乘积，其值在8度及以下时不应小于1.4，9度时不应小于1.5；位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值，应取消能粱段达到受剪承载力时框架粱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；框架柱的内力设计值，应取消能梁段达

10、到受剪承载力时柱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。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。钢结构转换层下的钢框架柱，地震内力应乘以1.5的增大系数。构件设计内力的组合方法见式(3)。在抗震设计中，一般高层钢结构可不考虑风荷载及竖向地震的作用，但对于高度大于60m的高层钢结构须考虑风荷载的作用，在9度区尚须考虑竖向地震的作用。侧移控制侧移控制在小震下（弹性阶段），过大的层间变形会造成非结构构件的破坏，而在大震下（弹塑性阶段），过大的变形会造成结构的破坏或倒

11、塌，因此，应限制结构的侧移，使其不超过一定的数值。在多遇地震下，钢结构的层间侧移标准值应不超过层高的1/300。结构平面端部构件的最大侧移不得超过质心侧移的1.3倍。在罕遇地震下，钢结构的层间侧移不应超过层高的1/50。同时结构层间侧移的延性比对于纯框架、偏心支撑框架、中心支撑框架、有混凝土剪力墙的钢框架应分别大于3.5、3.0、2.5和2.0。钢结构的整体稳定钢结构的整体稳定高层钢结构的稳定分为倾覆稳定和压屈稳定两种类型。倾覆稳定可通过限制高宽比来满足。压屈稳定又分为整体稳定和局部稳定。当钢框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。钢结构构件及其节点的抗震承

12、载力计算钢结构构件及其节点的抗震承载力计算 对于抗震设防框架柱在框架的任一节点处，柱截面的塑性抵抗矩和梁截面的塑性抵抗矩应满足下式的要求：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；yc、yb分别为柱和粱的钢材屈服强度；强柱系数，超过6层的钢框架，6度类场地和7度时可取1.0，8度时可取1.05，9度时可取1.15。为了保证在大地震作用下,使柱和梁连接的节点域腹板不致局部失稳，以利于吸收和耗散地震能量，在柱与梁连接处，柱应设置与梁上下翼缘位置对应的加劲肋，使之与柱翼缘相包围处形成梁柱节点域。节点域柱腹板的厚度，一方面要满足腹板局部稳定要求，另一方面还应满足

13、节点域的抗剪要求。研究表明，节点域既不能太厚，也不能太薄，太厚了使节点域不能发挥耗能作用，太薄了将使框架的侧向位移太大。节点域的屈服承载力应满足下式的要求：式中Mpb1、Mpb2分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力；Vp节点域的体积，根据公式（6.23）或（6.24）确定，工字形截面柱Vp=hbhct(6.23)箱形截面柱Vp=hbhct(6.24)v钢材的抗剪强度设计值;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、hc分别为梁腹板高度和柱腹板高度；t柱在节点域的腹板厚度；式中Mb1、Mb2分别为节点域两侧的弯矩设计值；RE节点域承载力抗震调整系数，可取1.0。为保证工

14、字形截面柱和箱形截面柱的节点域的稳定，节点域腹板的厚度应满足式（6.25）的要求：tw（hb+hc）/90节点域的受剪承载力应满足式（6.26）的要求：（Mb1+Mb2）/Vp（4/3）y/RE(6.26)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，或作为轴心压构件在2倍地震力下稳定性得到保证时，可不按公式（6.26）验算。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。中心支撑框架构件的抗震承载力验算中心支撑框架构件的抗震承载力验算 在反复荷载作用下，支撑斜面反复受压、受拉，

15、且受压屈曲后的变形增长较大，转而受拉时不能完全拉直，造成受压承载力再次降低，即出现弹塑性屈曲后承载力退化现象。支撑杆件屈曲后，最大承受荷载力的降低是明显的，长细比越大，退化程度越严重。在计算支撑杆件时应考虑这种情况。在多遇地震作用效应组合下，支撑杆受压承载力按式（6.27）进行：受循环荷载时的强度降低系数；式中 N支撑斜杆的轴向力设计值；Abr支撑斜杆截面面积轴心受压构件的稳定系数；n支撑斜杆的正则化（归化）长细比；E支撑斜杆材料的弹性模量；ay钢材屈服强度；支撑承载力抗震调整系数，取0.8。对人字型支撑，当支撑腹杆在大震下受压屈曲后，其承载力将下降，导致横梁在支撑连接处出现向下的不平衡集中力

16、，可能引起横梁破坏和楼板下陷，并在横梁两端出现塑性铰；V型支撑的情况类似，仅当斜杆失稳时楼板不是下陷而是向上隆起，不平衡力方向相反。因此，设计时要求人字型支撑和V型支撑的横梁在支撑连接处应保持连续。在验算横梁时，除应承受支撑斜杆传来的内力外，尚应满足在不考虑支撑的支点作用将横梁视为简支梁时在竖荷载和受压支撑屈曲后产生不平衡力作用下的承载力要求。不平衡集中力取受拉支撑的竖向分量减去受压支撑屈曲压力竖向分量的30%。偏心支撑框架构件的抗震承载力验算偏心支撑框架构件的抗震承载力验算 偏心支撑框架的设计原则是强柱、强支撑和弱耗能梁段，即在大地震时耗能梁段屈服形成塑性铰，且具有稳定的滞回性能，即使耗能梁

17、段进入应变硬化阶段，支撑斜杆、柱和其余梁段仍保持弹性。设计良好的偏心支撑框架，除柱脚有可能出现塑性铰外，其他塑性铰均出现在梁段上。偏心支撑框架的每根支撑应至少一端与梁连接，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耗能梁段。耗能梁段的受剪承载力应按下列规定验算：当N0.15A时，其中，Vl=0.85Aay或Vl=2M1p/,取较小值；A=(h2tf)tw;Mlp=Wp当N0.15A时，其中，Vlc=或Vlc=2.36Mlp1N/(A)/，取较小值。式中系数，取0.9；V、N分别为耗能梁段的剪力设计值和轴力设计值；Vl、Vlc分别为耗能梁段的受剪承载力和考虑轴力影响的受剪承裁力；

18、Mlp耗能梁段的全塑性受弯承载力；、h、tw、tf分别为耗能梁段的长度、截面高度、腹板厚度和翼缘厚度；A、Aw分别为耗能梁段的截面面积和腹板截面面积；Wp耗能梁段的塑性截面模量；、ay分别为耗能梁段钢材的抗拉强拉设计值和屈服强度；支撑承载力抗震调整系数，取1.0。耗能粱段的屈服强度越高，屈服后的延性越差，耗能能力越小，因此耗能梁段的钢材屈服强度不应大于345Mpa。支撑斜杆与耗能梁段连接的承载力不得小于支撑的承载力。若支撑需抵抗弯矩，支撑与梁的连接应采用刚接，并按抗压弯连接设计。钢结构构件连接的抗震承载力验算钢结构构件连接的抗震承载力验算钢结构连接的设计原则是强连接弱构件，钢结构构件的连接应按

19、地震组合内力进行弹性设计，并应进行极限承载力验算。1梁与柱连接的承载力验算2.支撑与框架的连接及支撑拼接的承载力验算3.梁、柱构件拼接处的承载力验算4.构件有轴力时的全截面受弯承载力计算5.焊缝的极限承载力计算6高强度螺栓连接的极限受剪承载力计算1梁与柱连接的承载力验算框架结构的塑性发展是从梁柱连接接触开始的。为使梁柱构件能充分发展塑性形成塑性铰，构件的连接应有充分的承载力。梁与柱连接按弹性设计时，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，应符合下列要求：Mu1.2Mp Vu1.3(2Mp/ln)且Vu0.58hwtway式中Mu梁上

20、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提高1.22倍 Mp梁（梁贯通时为柱）的全塑性受弯承载力；ln梁的净跨（梁贯通时取该楼层柱的净高）；hw、tw梁腹板的高度和厚度；ay钢材的屈服强度。2.支撑与框架的连接及支撑拼接的承载力验算支撑与框架的连接及支撑拼接，需采用螺栓连接。连接在支撑轴线方向的极限承载力应不小于支撑净截面屈服承载力的1.2倍，即 Nubr1.2Anay式中Nubr螺栓连接和节点板连接在支撑轴线方向的极限承载力An支撑的截面净面积;ay支撑钢材的屈服强度。3.梁、柱构件拼接处的承载力验算梁、柱构件拼接的弹性设计时，腹板应计入弯矩，

21、且受剪承载力不应小于构件截面受剪承载力的50%；拼接的极限承载力，应符合下列要求：Vu0.58hwtway无轴向力时Mu1.2Mp有轴向力时Mu1.2Mpc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；ay被拼接构件的钢材屈服强度。拼接采用螺栓连接时，尚应符合下列要求：翼缘nNcub1.2Afay且nNvub1.2Afay(6.218)腹板nNcub(Vu/n)2+(NMb)2且nNvub(Vu/n)2+(NMb)2(6.219)式中Nvub、Ncub一个螺栓的极限受剪承载力和对应的板件承载力 Af翼缘的有效

22、截面面积 NMb腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力；n翼缘拼接或腹板拼接一侧的螺栓数。4.构件有轴力时的全截面受弯承载力计算当梁柱连接为梁贯通型时，则柱与梁的连接除弯矩外，还承受轴力N,柱的抗弯承载力随压力的增加而减少，构件有轴向力时的全截面受弯承载力Mpc应按下列公式计算：对工字形截面（绕强轴）和箱形截面当N/Ny0.13时Mpc=Mp当N/Ny0.13时Mpc=1.15（1N/Ny）Mp Ny=Anay对工字形截面（绕弱轴）当N/NyAw/A时Mpc=Mp当N/NyAw/A时Mpc=1（NAway）/(NyAway)2Mp式中N、Ny分别为构件的轴向力和轴向屈服承载力；A、Aw分别为构

23、件截面的面积和腹板截面的面积。5.焊缝的极限承载力计算焊缝的极限强度高于母材的抗拉强度，计算时取其等于母材的抗拉强度最小值；角焊缝的极限抗剪强度也高于母材的极限抗剪强度，梁腹板连接的角焊缝极限受剪承载力取母板的极限抗剪强度乘角焊缝的有效受剪面积。因此，焊缝的极限承载力应按下列公式计算：对接焊缝受拉Nu=Afwu角焊缝受剪Vu=0.58Afwu式中Afw焊缝的有效受力面积；u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计算高强度螺栓连接的极限受剪承载力，应取下列二式计算的较小者：Nvub=0.58nfAebub Nvub=dtcub式中Nvub、Ncub分别为一个高强度螺栓的极限受

24、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；Aeb螺栓螺纹处的有效截面面积；ub螺栓钢材的抗拉强度最小值；d螺栓杆直径；t同一受力方向的钢板厚度之和；cub螺栓连接板的极限承压强度，取1.5fu。钢框架结构抗震构造措施钢框架结构抗震构造措施1.框架柱的长细比限值长细比和轴压比均较大的柱，其延性较小，并容易发生全框架整体失稳。对柱的长细比和轴压比作些限制，就能控制二阶段效应对柱极限承载力的影响。为了保证框架柱具有较好的延性，地震区柱的长细比不宜太大，不超过12层的钢框架柱的长细比，68度时不应大于120，9度时不应大于100。超过12层的钢框架柱的长细比，应符合表6.2的规定。表6

25、.2.3框架的柱长细比限值烈度6度7度8度9度长细比120806060注：表中所列值适用于Q235钢，其他牌号钢材应乘2.框架梁、柱板件宽厚比限值在钢框架设计中，为了保证梁的安全承载，除了承载力和整体稳定问题外，还必须考虑梁的局部稳定问题。如果梁的受压翼缘宽厚比或腹板的高厚比较大，则在受力过程中它们就会出现局部失稳。板件的局部失稳，降低了构件的承载力。防止板件失稳的有效方法是限制它的宽厚比。对按7度及7度以上抗震设防的框架梁，要求梁出现塑性铰后还有转动能力，以实现结构内力重分布，因此，对板件的宽厚比有严格的限制；对设防烈度为6度和非抗震设计的结构，要求梁截面出现塑性铰，但不要求太大的转动能力。

26、框架柱当根据强柱弱梁设计时，柱中一般不会出现塑性铰，仅考虑柱在后期出现少量塑性不需要很高的转动能力。因此，对柱板件的宽厚比不需要像梁那样严格。因此，正确地确定板件宽厚比，可以使结构达到安全而合理的设计。不超过12层的框架梁、柱板件宽厚比符合表6.2.4的要求表6.2.4不超过12层框架的梁柱板件宽厚比限值板件名称7度8度9度柱工字形截面翼缘外伸部分箱形截面壁板工字形截面腹板134052123648113644梁工字形截面和箱形截面翼缘外伸部分箱形截面翼缘在两腹板间的部分工字形截面的箱形截面腹板（Nb/A0.37）(Nb/A0.37)113685120Nb/A40103280110Nb/A399

27、3072100Nb/Af35注：表列数值适用于Q235，当材料为其他牌号钢材时，应乘以。表6.2.5超过12层框架梁的梁柱板件宽厚比限值板件名称6度7度8度9度柱工字形截面翼缘外伸部分工字形截面腹板箱形截面壁板13433911433710433594333梁工字形截面和箱形截面翼缘外伸部分箱形截面翼缘在两腹板间的部分工字形截面和箱形截面腹板113685120Nb/A103280110Nb/A93072100Nb/A93072100Nb/A注：表列数值适用于Q235，当材料为其他牌号钢材时，应乘以。超过12层框架梁的梁柱板件宽厚比限值3.梁与柱的连接梁与柱的连接框架梁与柱的连接宜采用柱贯通型，梁

28、贯通型较少采用。在互相垂直的两个方向都与梁刚性连接的柱，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。梁与柱的连接应采用刚性连接，也可根据需要采用半刚性连接。梁与柱的刚性连接，可将梁与柱翼缘在现场直接连接，也可通过预先焊在柱上的梁悬臂段在现场进行梁的拼接。工字形柱(翼缘)和箱形截面柱与梁刚性连接时，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；柱在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；梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接,如图所示。框架梁与柱的现场

29、连接腹板角部宜设置半径为35mm的扇形切角，与梁翼缘连接处作成半径为1015mm的圆弧，其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开10mm以上；下翼缘焊接衬板的反面与柱翼缘或壁板相连处，应采用角焊缝连接；角焊缝应沿衬板全长焊接，焊角尺寸宜取6mm；当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面的塑性截面模量的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1.5倍；8度、场地和9度时，宜采用能将塑性铰自梁端外移的骨形连接。骨形连接法是在距梁端一定距离处，将翼缘两侧做月牙切削，形成薄弱截面，使强烈地震时梁的塑性铰自柱面外移，从而避免脆性破坏。月牙形切削的切削面

30、应刨光，起点可位于梁端约150mm，宜对上下翼缘均进行切削。切削后的梁翼缘截面不宜大于原截面面积的90%，应能承受按弹性设计的多遇地震下的组合内力。其节点延性可得到充分保证，能产生较大转角。框架梁采用悬臂梁段与柱刚性连接时，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图(a)或全部螺栓连接图(b)。框架梁与柱通过梁悬臂端的连接梁与柱刚性连接时，柱在梁翼缘上下各500mm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。柱在与梁翼缘对应位置处应设置加劲肋和隔板。箱形柱的隔板应采用全熔透对接焊缝与壁板相连，隔板不应小于梁翼缘厚度。工字形柱的横

31、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；但当工字形柱在弱轴方向与梁刚接时，与腹板间应采用全熔透对接焊缝连接。当节点域不满足规范的要求时，应采取加厚节点域或焊补强板的措施。对于焊接组合柱，宜加厚节点板，将柱腹板在节点域范围更换为较厚板件；对轧制H型柱，可贴焊补强板加强。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。4柱与柱的连接框架柱接头宜位于框架梁上方1.5m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，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，应采用全熔透焊缝。5钢柱脚钢结构的柱脚埋入式、外包式和外露式3种。对于超过

32、12层的钢结构的钢接柱脚宜采用埋入式，外包式柱脚在地震中性能欠佳，一般只在6、7度设防时采用。仅传递垂直荷载的铰接柱脚可采用外露式柱脚。埋入式柱脚和外包式柱脚的设计和构造，应符合有关标准的规定。支撑杆件在轴向往复荷载作用下，其抗拉和抗压承载力均有不同程度的降低，在弹塑性屈曲后，支撑杆件的抗压承载力退化更为严重，支撑杆件的长细比是影响其性能的重要因素，当长细比较大时，构件只能受拉，不能受压，通常在反复荷载作用下，当支撑构件受压失稳后，其承载力降低、刚度退化、耗能能力随之降低。长细比小的杆件滞回曲线丰满，耗能性能好，工作性能稳定。但支撑的长细比并非越小越好，支撑的长细比越小，支撑刚架的刚度就越大，

33、不但承受的地震作用越大，而且在某些情况下动力分析得出的层间位移也越大。支撑杆件的长细比不宜大于规范的限值.钢框架钢框架-中心支撑结构的抗震措施中心支撑结构的抗震措施1.支撑杆件长细比表6.2.6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150120120按拉杆设计200150150超过12层1209060注：表列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以。板件宽厚比是影响局部屈曲的重要因素，直接影响支撑杆件的承载力和耗能能力。在反复荷载作用下比单向静载作用下更容易发生失稳，因此，有抗震设防要求时，板件宽厚比的限值应比非抗震设防时要求更严格。同时，板件宽厚比应与

34、支撑杆件长细比相匹配，对于长细比较小的支撑杆件，宽厚比应严格一些，对长细比较大的支撑杆件，宽厚比应放宽是合理的。支撑杆件的板件宽厚比，不应大于表6.2.7规定的限值。采用节点板连接时，应注意节点板的强度和稳定。2.支撑杆件的板件宽厚比表6.2.7钢结构中心支撑板件高厚比限值板件名称不超过12层超过12层7度8度9度6度7度8度9度翼缘外伸部分工字形截面腹板箱形截面腹板1333311130289272592523823218232172119园管外径与壁厚比42404038注：表列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以。中心支撑的轴线应交汇于梁柱构件轴线的交点，当受构造条件的限制有偏心

35、时，偏离中心不得超过支撑杆件的宽度；否则，节点设计应计入偏心造成附加弯矩的影响。超过12层时，中心支撑宜采用轧制H型钢制作，两端刚接，梁柱与支撑连接处应设置加劲肋；8、9度设防时，采用焊接工字形截面支撑时，其翼缘与腹板的连接宜采用全熔透连续焊缝；支撑与框架连接处，支撑杆端宜做成圆弧。梁在其与V形支撑或人字形支撑相交处，应设置侧向支撑；该支撑点与梁端支承点间的侧向长细比y应符合钢结构设计规范（GB50017）关于塑性设计的规定。不超过12层时，若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夹角的规定；支撑端部至节点板嵌固点在沿支撑杆

36、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，以使节点板在大震时产生平面外屈曲，从而减轻对支撑的破坏。3.中心支撑节点的构造要求框架中心支撑结构的框架部分，当房屋高度不高于100m且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时，8、9度的抗震结构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，应符合规范对框架结构抗震构造措施的规定。4.框架中心支撑结构中框架的构造要求消能梁段板件宽厚比的要求，比一般框架梁略严格一些。耗能梁段及与耗能梁段同一框内的框架梁板件的宽厚比不应大于6.2.8表规定的限值。为了承受平面外

37、扭转，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0.06bftf。与消能处于同一跨内的框架梁，同样承受轴力和弯矩，为保持其稳定，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0.02bftf。钢框架钢框架-偏心支撑结构抗震构造措施偏心支撑结构抗震构造措施1.偏心支撑框架梁及支撑的构造要求表6.2.8偏心支撑框架梁板件宽厚比限值板件名称宽厚比限值翼缘外伸部分8腹板当N/A0.14时当N/A0.14时9011.65N/A(A)332.3N/(A)注：表列

38、数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时，应乘以。偏心支撑框架的支撑杆件的长细比不应大于120,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。2.消能梁段的构造要求为使消能梁段在反复荷载下具有良好的滞回性能，应采取合适的构造并加强对腹板的约束。支撑斜杆轴力的水平分量成为消能梁段的轴向力，当此轴向力较大时，除降低此梁段的受剪承载力外，还需减少该梁段的长度，以保证它具有良好的滞回性能。当N0.16A时，消能梁段的长度应符合下列规定：当(Aw/A)0.3时，1.6Mlp/Vl当(Aw/A)0.3时，1.150.5(Aw/A)1.6Mlp/

39、Vl 式中消能梁段的长度 消能梁段轴向力设计值与剪力设计值之比,=N/V。消能梁段的腹板上贴焊的补强板不能进行弹性变形，影响消能梁段的耗能性能，同样在腹板上开洞也会影响其弹塑性变形能力，因此，消能梁段的腹板不得贴焊补强板，也不得开洞。消能梁段应在其腹板上设置中间加劲肋，并按梁段的长度区别对待，即当1.6Mlp/Vl时，加劲肋间距不大于（30twh/5）;当2.6Mlp/Vl5Mlp/Vl时，应在距消能梁段端部1.5bf除配置中间加劲肋，且中间加劲肋间距不应大于（52twh/5）;当1.6Mlp/Vl2.6Mlp/Vl时，中间加劲肋的间距宜在上述二者间线性插入；当5Mlp/Vl时，可不配置中间加

40、劲肋；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/2tw）,厚度不应小于tw和10mm。偏心支撑的斜杆中心线与梁中心线的交点，一般在消能梁段的端部，也允许在消能段内，此时将产生与消能梁段端部弯矩方向相反的附加弯矩，从而减少消能梁段和支撑杆的弯矩，对抗震有利；但交点不应在消能梁段以外，因此时将增大支撑和消能梁段的弯矩，对抗震不利。3.消能梁段与支撑的连接构造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

41、tw），厚度不应小于0.75tw和10mm的较大值。4.消能梁段与柱的连接构造消能梁段与柱的连接构造 耗能梁段与框架柱的连接为刚性节点，与一般的框架梁柱连接稍有区别。耗能梁段与柱连接时，其长度不得大于1.6M1p/Vb，耗能梁段翼缘与柱翼缘之间或耗能梁段翼缘与连接板间（当耗能梁段与柱腹板连接时）应采用坡口全熔透对接焊缝连接，耗能梁段腹板与柱之间应采用角焊缝连接，而不用螺栓连接，因螺栓的滑移会影响延性和耗能能力。角焊缝的承载力不得小于耗能梁段腹板的轴向承载力、受剪承载力和受弯承载力。框架偏心支撑结构的框架部分，当房屋高度不高于100m且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时，8

42、、9度的抗震结构措施可按框架结构降低一度的相应要求采用；其他抗震结构措施，应符合规范对框架结构抗震结构措施的规定。5.框架框架-偏心支撑结构中框架的构造要求偏心支撑结构中框架的构造要求6.2 多层钢结构厂房抗震设计多层钢结构厂房抗震设计6.2.1 多层钢结构厂房的结构体系与布置多层钢结构厂房的结构体系与布置 多层钢结构厂房的结构体系多层钢结构厂房一般多采用框架体系和框架支撑体系，框架支撑结构体系的竖向支撑宜采用中心支撑,有条件时也可采用偏心支撑等消能支撑。中心支撑宜优选采用交叉支撑。多层钢结构厂房的布置多层钢结构房屋抗震设计时，应尽量使厂房的体型规则、均匀、对称，刚度中心与质量中心尽量重合；厂

43、房的竖向布置要避免质量与刚度沿高度突变，使厂房结构竖向变形协调且受力均匀。平面形状复杂、各部分构架高度差异大或楼层荷载相差悬殊时，应设防震缝或采取其他措施。设备或料斗（包括下料的主要管道）穿过楼层时，若分层支承，不但各层楼层梁的挠度难以同步，使各层结构传力不明确，同时在地震作用下，由于层间位移会给设备、料斗产生附加效应，严重的可能损坏旋转设备，因此同一台设备一般不能采用分层支承的方式。料斗等设备穿过楼层且支承在楼层时，其运行装料后的设备总重心宜接近楼层的支点处，以降低穿过楼层布置的设备或料斗的地震作用对支撑结构的附加影响。同一设备穿过两个以上楼层时，应选择其中的一层作为支座；必要时可另选一层加

44、水平支承点。设备自承重时，厂房楼层应与设备分开。柱间支撑宜布置在荷载较大的柱间，以利于荷载直接传递。且在同一柱间上下贯通，以利于结构刚度沿高度变化均匀，不贯通时应错开开间后连续布置并宜适当增加相近楼层、屋面的水平支撑，确保支撑承担的水平地震作用能传递至基础。柱间支撑宜布置在荷载较大的柱间，以利于荷载直接传递。且在同一柱间上下贯通，以利于结构刚度沿高度变化均匀，不贯通时应错开开间后连续布置并宜适当增加相近楼层、屋面的水平支撑，确保支撑承担的水平地震作用能传递至基础。有抽柱的结构，宜适当增加相近楼层、层面的水平支撑并在相邻柱间设置竖向支撑。柱间支撑杆件应采用整根材料，超过材料最大长度规格时可采用对

45、接焊缝等强拼接；柱间支撑与结构的连接，不应小于支撑杆件塑性承载力的1.2倍。厂房楼盖宜采用压型钢板与现浇钢筋混凝土的组合楼板，亦可采用钢铺板。当各榀框架侧向刚度相差较大、柱间支撑布置又不规则时，应设楼层水平支撑；其他情况，楼层水平支撑的设置应按下表确定 表6.2.1楼层水平支撑设计要求项次楼层结构类型楼面荷载标准值10kN/m2楼面荷载标准值10kN/m2或较大集中荷载1钢与混凝土组合楼面，现浇、装配整体式楼板与钢梁有可靠连接仅有小孔楼板不需设水平支撑不需设水平支撑有大孔楼板应在开孔周围柱网区格内设水平支撑应在开孔周围柱网区格内设水平支撑2铺金属板（与主梁有可靠连接）宜设水平支撑应设水平支撑3

46、铺活动格栅板应设水平支撑应设水平支撑注：1楼面荷载系指除结构自重外的或荷载、管道及电缆等；2各行业楼层面板开孔不尽相同，大小孔的划分宜结合工程具体情况确定；36、7度设防时，铺金属板与主梁有可靠连接，可不设置水平支撑。6.2.2多层钢结构厂房的抗震计算要点多层钢结构厂房的抗震计算要点进行抗震验算时，只考虑水平地震作用，并在结构的两个主轴方向分别验算，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗震构件承担。水平地震作用可采用底部剪力法或振型分解反应谱法进行计算。计算时,在多遇地震下，阻尼比可采用0.035;在罕遇地震下，阻尼比可采用0.05。厂房重力荷载代表值和组合系数，除符合第3章的规定外，尚符合下

47、列规定：（1）楼面检修荷载不应小于4kN/m2,荷载组合值系数可取0.4；（2）成品或原料堆积露面荷载取值按实际采用，荷载组合值系数取为0.8;（3）设备和料斗内的物料充满度按实际运行状态采用，当物料为间断加料时，物料重力荷载的组合值系数取为0.8；（4）管道内物料重力荷载按实际运行状态取用，组合值系数取为1.0。直接支承设备和料斗的构件及其连接，除振动设备计算动力荷载外，尚应计入其重力支承构件及连接的地震作用。设备与料斗对支承构件及其连接的水平地震作用，可按下式确定：Fs=maxGeq(6.3.1)=1.0+Hx/Hn(6.3.2)式中:Fs设备或料斗重心处的水平地震作用标准值；max水平地

48、震影响系数最大值；Geq设备或料斗的重力荷载代表值；放大系数；Hx基础至设备或料斗重心的距离；Hn基础底部至建筑物顶部的距离。此水平地震作用对支承构件产生的弯矩、扭矩，取设备或料斗重心至支撑构件形心距计算。多层钢结构厂房荷载效应组合按第3章的有关规定进行。平面布置较规则的多层框架，其横向框架的计算采用平面计算模型，当平面不规则且楼盖为刚性楼盖时，采用空间计算模型；厂房的纵向框架的计算，可按柱列法计算，当各柱列纵向刚度差别较大且楼盖为刚性楼盖时，采用空间整体计算模型。有压型钢板的现浇钢筋混凝土楼板，板面开孔较小且用栓钉等抗剪连接件与钢梁连接时，楼盖视为刚性楼盖。地震作用效应计算时，采用层间计算模

49、型，同时按不同围护结构考虑自振周期的折减系数。当为轻质砌块及悬挂预制墙板时，取0.9；当为重砌体外包时，取0.85;当为重砌体墙嵌砌时，取0.8。对所有围护墙只计入质量，不考虑刚度及抗震共同工作。当设备或支承设备的结构与厂房共同工作时，其水平地震作用计算时，应计入设备及其支撑结构的刚度，地震作用效应按设备或支承设备结构与厂房结构侧移刚度的比例分配。多层框架的横向框架计算采用计算机计算，当对层数不多的框架采用手算方法时，其竖向荷载作用下的内力效应可用近似的分层法计算，水平荷载作用下的内力效应可采用半刚架法、D值法等近似方法计算。计算层间位移时，框架支撑结构可不计入梁柱节点域剪切变形的影响，但腹板

50、厚度不宜小于梁、柱截面高度之和的1/70。6.2.3多层钢结构厂房的抗震构造措施多层钢结构厂房的抗震构造措施多层钢结构厂房的钢框架支撑的连接可采用焊接或高强螺栓连接。厂房纵向柱间支撑布置应符合下列要求：纵向柱间支撑宜设置于柱列中部附近；纵向柱间支撑可设置在同一开间内，并在用一柱间上下贯通；屋面的横向水平支撑和顶层的柱间支撑，宜设置在厂房单元端部的同一柱间内；当厂房单元较长时，应每隔35个柱间设置一道。当各榀框架水平刚度相差较大、竖向支撑又不规则时，应按表6.2.1的要求设置楼层水平支撑，其构造宜符合下列规定：水平支撑可设在次梁底部，但支撑杆端部应同时连接于楼层纵、横梁的腹板和梁的下翼缘；楼层水