多高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施

多高層鋼結(jié)構(gòu)1一般規(guī)定1.1本章適用的鋼結(jié)構(gòu)民用房屋的結(jié)構(gòu)類型和最大高度應(yīng)符合表7.1.1的規(guī)定。平面和豎向均不規(guī)則或建造于Ⅳ表1.1鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度（m）結(jié)構(gòu)類型6、7度8度9度框架1109050框架-支撐（抗震墻板）220200140筒體（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頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂部分)；2.超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取有效的加強(qiáng)措施?！菊f明】《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿對于此條作了如下修改1.將7（0.10g、0.15g）、8度（0.20g、0.30g）按設(shè)計(jì)加速度進(jìn)行了區(qū)分；2.將框架-支撐（抗震墻板）區(qū)分為框架-中心支撐框架和框架-偏心支撐(延性墻板)，并對框架-偏心支撐(延性墻板)適用的最大高度放寬。1.2本章適用的鋼結(jié)構(gòu)民用房屋的最大高寬比不宜超過表7.1.2的規(guī)定表1.2鋼結(jié)構(gòu)民用房屋適用的最大高度比烈度6、7度8度9度最大高寬比6.56.05.5注：計(jì)算高寬比的高度從室外地面算起。1.3建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。鋼結(jié)構(gòu)房屋宜避免采用表1.3-1所列舉的平面不規(guī)則類型或表1.3-2所列舉的豎向不規(guī)則類型的建筑結(jié)構(gòu)方案。表1.3-1平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板寬度的50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層表1.3-2豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐等）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等）向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層面受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%注：結(jié)構(gòu)任一樓層的偏心率大于0.15（偏心率應(yīng)按《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄二的規(guī)定計(jì)算），也屬平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)?！菊f明】1.偏心率大于0.15已經(jīng)作為超限審查的一項(xiàng)依據(jù)。2.SATWE軟件文本輸出文件WMASS.OUT將任一樓層的偏心率數(shù)值列出。1.4高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下，樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），不得大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍；在地震作用下，樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），不得大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.3倍?！菊f明】以上規(guī)定見《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.5.1、5.5.2條。1.5鋼結(jié)構(gòu)房屋的剛度要求：在風(fēng)荷載作用下，頂點(diǎn)質(zhì)心位置的側(cè)移不宜超過建筑高度的1/500；樓層最大層間位移角不宜大于1/400。在多遇地震作用下，樓層最大層間位移角不宜大于1/300；在罕遇地震作用下，樓層最大層間位移角不宜大于1/70?！菊f明】1、以上規(guī)定見《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.5.1、5.5.2、5.5.3條和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.5.1、5.5.5條，并按以上規(guī)范從嚴(yán)取值。2、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.5.3條還有結(jié)構(gòu)層間側(cè)移延性比的要求?，F(xiàn)行的軟件也沒有層間側(cè)移延性比的驗(yàn)算。經(jīng)咨詢《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》主編蔡益燕，他解釋規(guī)程編制時(shí)間是1987年，當(dāng)時(shí)彈塑性分析的手段不多，故參照日本的有關(guān)文獻(xiàn)和算例作了層間側(cè)移延性比的要求。隨著彈塑性分析技術(shù)的逐漸成熟，這一規(guī)定不需要執(zhí)行。1.6多層鋼結(jié)構(gòu)房屋不設(shè)防震縫；需要設(shè)置防震縫時(shí)，縫寬應(yīng)不小于相應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的1.5倍。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置防震縫，薄弱部位應(yīng)采取措施提高抗震能力。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置伸縮縫，當(dāng)必須設(shè)置時(shí)，抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)伸縮縫應(yīng)滿足防震縫要求。鋼結(jié)構(gòu)房屋采用現(xiàn)澆混凝土樓板時(shí)，應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求設(shè)溫度伸縮縫。只有當(dāng)采用設(shè)置施工后澆帶和其他減小混凝土溫度變化或收縮的可靠措施時(shí)，才可以適當(dāng)增大溫度伸縮縫區(qū)段長度?！菊f明】鋼結(jié)構(gòu)房屋和混凝土結(jié)構(gòu)房屋由于材料性質(zhì)不同，溫度伸縮縫區(qū)段長度差別很大。例如現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋溫度伸縮縫區(qū)段長度最大為55m，鋼框架結(jié)構(gòu)房屋溫度伸縮縫區(qū)段長度最大約為120m。為了防止和減輕混凝土樓板開裂，鋼結(jié)構(gòu)房屋采用現(xiàn)澆混凝土樓板時(shí)，應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求設(shè)溫度伸縮縫（2003年6月《建筑結(jié)構(gòu)》姜學(xué)詩《鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析》）。1.7不超過12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用框架結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)類型；超過12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋，8、9度時(shí)，宜采用偏心支撐、帶豎縫鋼筋混凝土抗震墻板、內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板或其他消能支撐及筒體結(jié)構(gòu)?！菊f明】我國自己設(shè)計(jì)的偏心支撐在國內(nèi)還沒有，比如地處8度區(qū)北京的CCTV新臺址、中關(guān)村金融中心等超高層鋼結(jié)構(gòu)均采用中心支撐。應(yīng)該說偏心支撐延性要好于中心支撐，那么偏心支撐計(jì)算出來的地震作用應(yīng)該小于中心支撐，而我國抗震規(guī)范不考慮此因素統(tǒng)一考慮了一個(gè)αmax，而且還將與偏心支撐相連的框架柱、支撐斜桿、非耗能梁段內(nèi)力進(jìn)行較大的調(diào)整放大，這是導(dǎo)致我國目前不設(shè)計(jì)偏心支撐的重要原因。美國UBC97規(guī)范規(guī)定中心支撐的結(jié)構(gòu)體系系數(shù)R=5.6，偏心支撐的結(jié)構(gòu)體系系數(shù)R=7.0，就很好體現(xiàn)了偏心支撐在延性上優(yōu)于中心支撐?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿對于偏心支撐作了如下調(diào)整：鋼結(jié)構(gòu)在多遇地震計(jì)算時(shí)，阻尼比宜按下列規(guī)定采用：1高度不大于50m時(shí)，可取0.04；高度大于50m且小于200m時(shí)，可取0.03；高度不小于200m時(shí)，宜取0.02；2當(dāng)偏心支撐框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時(shí)，其阻尼比可比1款相應(yīng)增加0.05；3在罕遇地震下的分析，阻尼比可取0.05。征求意見稿對于偏心支撐框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時(shí)阻尼比的增大，也體現(xiàn)了降低偏心支撐地震作用的精神。1.8采用框架-支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1支撐框架在兩個(gè)方向的布置均宜基本對稱，支撐框架之間樓蓋的長寬比不宜大于3。2不超過12層的鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐，有條件時(shí)也可采用偏心支撐等消能支撐。超過12層的鋼結(jié)構(gòu)采用偏心支撐框架時(shí)，頂層可采用中心支撐。3中心支撐框架宜采用交叉支撐，也可采用人字支撐或單斜桿支撐，不宜采用K形支撐；支撐的軸線應(yīng)交匯于梁柱構(gòu)件軸線的交點(diǎn)，確有困難時(shí)偏離中心不應(yīng)超過支撐桿件寬度，并應(yīng)計(jì)入由此產(chǎn)生的附加彎矩。當(dāng)中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置不同傾斜方向的兩組斜桿，且每組中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不得大于10%?！菊f明】對于“當(dāng)中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置不同傾斜方向的兩組斜桿，且每組中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不得大于10%”的理解，并非是說對于所有結(jié)構(gòu)的支撐都應(yīng)對稱布置，此條規(guī)定僅僅針對只能受拉的單斜桿而言。規(guī)范這條規(guī)定是針對非地震區(qū)和低烈度區(qū)部分支撐設(shè)計(jì)僅僅按照拉桿設(shè)計(jì)而言的。4偏心支撐框架的每根支撐應(yīng)至少有一端與框架梁連接，并在支撐與梁交點(diǎn)和柱之間或同一跨內(nèi)另一支撐與梁交點(diǎn)之間形成消能梁段。1.9鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板或非組合樓板。對不超過12層的鋼結(jié)構(gòu)尚可采用裝配整體式鋼筋混凝土樓板，亦可采用裝配式樓板或其他輕型樓蓋；對超過12層的鋼結(jié)構(gòu)，必要時(shí)可設(shè)置水平支撐。采用壓型鋼板鋼筋混凝土組合樓板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板時(shí)，應(yīng)與鋼梁有可靠連接。采用裝配式、裝配整體式或輕型樓板時(shí)，應(yīng)將樓板預(yù)埋件與鋼梁焊接，或采取其他保證樓蓋整體性的措施。1.10超過12層的鋼框架-筒體結(jié)構(gòu)，在必要時(shí)可設(shè)置由筒體外伸臂或外伸臂和周邊桁架組成的加強(qiáng)層。1.11鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)置地下室時(shí)，框架-支撐(抗震墻板)結(jié)構(gòu)中豎向連續(xù)布置的支撐(抗震墻板)應(yīng)延伸至基礎(chǔ)；框架柱應(yīng)至少延伸至地下一層。1.12高層建筑鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土基礎(chǔ)或地下室的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層之間，宜設(shè)置鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)層。1.13超過12層的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置地下室。其基礎(chǔ)埋置深度，當(dāng)采用天然地基時(shí)不宜小于房屋總高度的1/15；當(dāng)采用樁基時(shí)，樁承臺埋深不宜小于房屋總高度的1/20?！菊f明】《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿將12層分界改為50m。1.14當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性分析時(shí)，宜考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作，且在設(shè)計(jì)中應(yīng)使樓板與鋼梁間有可靠連接。當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈塑性分析時(shí)，可不考慮樓板與梁的共同工作。當(dāng)進(jìn)行框架彈性分析時(shí)，壓型鋼板組合樓板、現(xiàn)澆混凝土樓板中梁的慣性矩對兩側(cè)有樓板的梁宜取1.5Ib，對僅一側(cè)有樓板的梁宜取1.2Ib，Ib為鋼梁慣性矩?！菊f明】對于壓型鋼板組合樓板對梁的剛度增大貢獻(xiàn)，《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.1.3條有明確規(guī)定。而對于現(xiàn)澆混凝土樓板對梁的剛度增大貢獻(xiàn)，現(xiàn)行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第11.2.13條指出：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性分析時(shí)，宜考慮鋼梁與混凝土樓面的共同作用，梁的剛度可取鋼梁剛度的1.5～2.0倍，但應(yīng)保證鋼梁與樓板有可靠的連接。并在條文說明里指出：從國內(nèi)外工程的經(jīng)驗(yàn)來看，一般主梁均考慮樓板的組合作用，而次梁則不予考慮，原因主要是經(jīng)濟(jì)性及安全性。次梁作為直接受力構(gòu)件應(yīng)有足夠的安全儲(chǔ)備，而且次梁的栓釘一般較稀，所以一般不考慮樓板的組合作用。也就是說主梁考慮樓板剛度增大，而次梁不考慮，且剛度增大系數(shù)取1.5～2.0。劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P152明確對于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，鋼框架邊梁截面慣性矩增大系數(shù)取為1.5，中梁取為2.0。而在《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS230：2008）第5.2.2條規(guī)定現(xiàn)澆混凝土樓板對鋼骨混凝土梁剛度增大系數(shù)取1.3～2.0，鋼梁剛度增大系數(shù)取1.2～1.5，此條文說明指出：鋼梁的慣性矩較大，因而其相應(yīng)的慣性矩增大系數(shù)較小。綜合以上條文規(guī)定，我們對于現(xiàn)澆混凝土樓板對于鋼梁剛度增大系數(shù)，不分主次梁統(tǒng)一為邊梁1.2、中梁1.5。但是如果樓板單元真實(shí)考慮面外剛度，那鋼梁剛度增大系數(shù)應(yīng)取為1.0。1.15高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù)可取為0.9。1.16鋼結(jié)構(gòu)在多遇地震下的阻尼比，對單層可采用0.05，對不超過12層的鋼結(jié)構(gòu)可采用0.035，對超過12層的鋼結(jié)構(gòu)可采用0.02；在罕遇地震下的分析，阻尼比可采用0.05。【說明】對于鋼結(jié)構(gòu)阻尼比的取值，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿作了調(diào)整，具體可參見7.1.7條的說明?，F(xiàn)行規(guī)范對于鋼結(jié)構(gòu)阻尼比取值一直有爭議，認(rèn)為規(guī)范取值偏小。上海市工程建設(shè)規(guī)范《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》DG/TJ08-32-2008第6.3.7條規(guī)定：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比，第一階段的地震作用計(jì)算時(shí)取0.035，第二階段罕遇地震作用計(jì)算時(shí)可取0.05。1.17高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)采用兩階段設(shè)計(jì)法。第一階段為多遇地震作用下的彈性分析，驗(yàn)算構(gòu)件的承載力、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移；第二階段為罕遇地震下的彈塑性分析，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移。第一階段抗震設(shè)計(jì)一般采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算，豎向特別不規(guī)則的建筑，宜采用時(shí)程分析法作補(bǔ)充計(jì)算。當(dāng)采用時(shí)程分析法時(shí)，時(shí)間步長不宜超過輸入地震波卓越周期的1/10，且不宜大于0.02s。采用不少于四條能反映當(dāng)?shù)貓龅靥匦缘牡卣鸺铀俣炔?，其中宜包括一條本地區(qū)歷史上發(fā)生地震時(shí)的實(shí)測記錄波。地震波的持續(xù)時(shí)間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期的3～4倍，也不宜少于12s。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)第二階段抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算，應(yīng)采用時(shí)程分析法計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)。當(dāng)進(jìn)行高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程反應(yīng)分析時(shí)，應(yīng)計(jì)入二階效應(yīng)對側(cè)移的影響。第二階段抗震設(shè)計(jì)當(dāng)采用時(shí)程分析法驗(yàn)算時(shí)，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載，其豎向荷載宜取重力荷載代表值?！菊f明】對于第二階段抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算，是否一定需要進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析可以區(qū)別對待。可以參照2009年2月全國超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會(huì)辦公室發(fā)布的《關(guān)于超限高層建筑抗震設(shè)防專項(xiàng)審查的若干建議》：高度不超過150m，可采用靜力彈塑性方法；高度超過200m，應(yīng)采用彈塑性時(shí)程法；高度150～200mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形特征選擇靜力或時(shí)程法。高度超過300m或新型結(jié)構(gòu)或特別復(fù)雜的超高層建筑，需要采用兩個(gè)不同的彈塑性分析軟件、兩個(gè)不同單位進(jìn)行獨(dú)立的計(jì)算校核。上海市工程建設(shè)規(guī)范《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》DG/TJ08-32-2008第7.1.1條規(guī)定高層建筑鋼結(jié)構(gòu)按罕遇地震作用計(jì)算時(shí)，宜采用彈塑性時(shí)程分析方法。并在條文說明中指出：已有的彈塑性靜力分析方法還很不成熟，只適用于周期小于1s的規(guī)則結(jié)構(gòu)，因此，本條規(guī)定選用較為成熟的彈塑性時(shí)程分析方法1.18高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的第一階段抗震設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力應(yīng)滿足下列公式要求：≤（1.18）式中——結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值；——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；——承載力抗震調(diào)整系數(shù)，按表1.18的規(guī)定選用。當(dāng)僅計(jì)算豎向地震作用時(shí)，各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)均應(yīng)采用1.0。表7.1.18承載力抗震調(diào)整系數(shù)構(gòu)件名稱柱，梁支撐節(jié)點(diǎn)板件，連接螺栓節(jié)點(diǎn)焊縫0.750.800.850.90【說明】1“當(dāng)僅計(jì)算豎向地震作用時(shí)，各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)均應(yīng)采用1.0”參照了《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第５.５.２條和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第５.4.3條2其實(shí)2001年版抗震規(guī)范在鋼結(jié)構(gòu)的承載力抗震調(diào)整系數(shù)上對于梁，柱取0.75、節(jié)點(diǎn)焊縫取0.90是不太科學(xué)的。假定梁端有一個(gè)1000的地震組合彎矩,并將表達(dá)式≤變換為≤。在驗(yàn)算梁截面時(shí)，要求梁截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值必須≥，但在確定梁端的焊縫連接時(shí)，其焊縫截面的抗彎承載力設(shè)計(jì)值就必須要≥。即在相同組合彎矩作用下,經(jīng)過規(guī)范采用不同的調(diào)整系數(shù)調(diào)整后，就變成了在設(shè)計(jì)焊縫連接與設(shè)計(jì)梁截面時(shí)，分別采用不同的內(nèi)力設(shè)計(jì)值來進(jìn)行設(shè)計(jì)。即在設(shè)計(jì)連接焊縫時(shí)所取的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，就應(yīng)是梁截面內(nèi)力設(shè)計(jì)值的900/750=1.2倍（以上論證可以參見劉其祥《建筑結(jié)構(gòu)》2003年9月《多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)建議》一文）。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿將鋼結(jié)構(gòu)承載力抗震調(diào)整系數(shù)修改如下表：承載力抗震調(diào)整系數(shù)材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力、破壞狀態(tài)鋼柱，梁，支撐，節(jié)點(diǎn)板件，螺栓，焊縫柱，支撐強(qiáng)度破壞屈曲破壞0.750.801.19高度超過150m的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件，滿足舒適度要求，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度αmax不應(yīng)超過表7.1.19的限值。必要時(shí)，可通過專門風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算確定順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度αmax，且不應(yīng)超過表7.表7.1.19結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度限值αmax使用功能αmax（m/s2）住宅、公寓0.15（0.20）辦公、旅館0.25（0.28）【說明】括號外數(shù)值為《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第4.6.6條規(guī)定，括號內(nèi)數(shù)值為《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.5.1條規(guī)定。我們應(yīng)從嚴(yán)取值。1.20高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的頂點(diǎn)最大加速度可按下列公式計(jì)算：1順風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度（1.20-1）式中——順風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度（m/s2）——風(fēng)荷載體型系數(shù)；——重現(xiàn)期為10年的風(fēng)壓值，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用；——分別為脈動(dòng)增大系數(shù)和脈動(dòng)影響系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用；——建筑物總迎風(fēng)面積（m2）；——建筑物總質(zhì)量（t）。2橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度（1.20-2）（1.20-3）式中——橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度（m/s2）——建筑物頂點(diǎn)平均風(fēng)速（m/s），，為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，為基本風(fēng)壓（kN/m2），按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用；——地面以上建筑物所受的平均重力（kN/m3）；——建筑物橫風(fēng)向的臨界阻尼比值，一般可取0.01~0.02；——建筑物橫風(fēng)向基本自振周期（s）；——分別為建筑物平面的寬度和長度（m）?！菊f明】以上公式參見《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS230：2008）。對于鋼結(jié)構(gòu)，可取0.02（劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P141）。2鋼結(jié)構(gòu)材料2.1承重結(jié)構(gòu)的鋼材，非抗震結(jié)構(gòu)宜采用Q235、Q345和Q390鋼，抗震結(jié)構(gòu)宜采用Q235、Q345和Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ鋼。鋼材質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700、《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591和《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T19879的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號的鋼材時(shí)，尚應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。2.2抗震結(jié)構(gòu)鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與抗拉強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)大于0.85；鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺階，且伸長率不應(yīng)小于20%；鋼材應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性?！菊f明】1現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3第3款規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235等級B、C、D的碳素結(jié)構(gòu)鋼及Q345等級B、C、D、E的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼；當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，尚可采用其他鋼種和鋼號。規(guī)范的意圖在于說明抗震結(jié)構(gòu)用鋼材牌號不宜高于Q345。因Q390、Q420鋼材伸長率均不大于20%（可以參見北京市建筑設(shè)計(jì)研究院編《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》表7.3.2-4），故抗震結(jié)構(gòu)不宜采用。當(dāng)需要使用Q390、Q420時(shí)可選用《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》（GB/T19879-2005）規(guī)定的優(yōu)質(zhì)建筑鋼板，即我們常說的GJ鋼。GJ鋼是我國建筑用的高性能鋼材，它等同于日本的SN系列鋼。與通用的碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的主要差異一是規(guī)定了屈強(qiáng)比和屈服強(qiáng)度波動(dòng)范圍，二是降低了硫、磷的含量，同時(shí)GJ鋼還有良好的伸長率（連Q460GJ鋼的最小的伸長率都大于20%，可以參見《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T19879-2005表4）。所以GJ鋼有好的延性，是理想的抗震鋼材。但是GJ鋼的價(jià)格也高于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。2鋼材質(zhì)量等級分為A、B、C、D、E五級，由低到高分級。分級后的要求如下表所示：等級ABCDE沖擊功的要求無沖擊功要求20°C時(shí)Ak≥34J（縱向）0°C時(shí)Ak≥34J（縱向）-20°C時(shí)Ak≥34J（縱向）-40°C時(shí)Ak≥27J（縱向）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第3.3.4條有如下規(guī)定：對于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于0°C但高于-20°C時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0°C沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20°C沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20°C時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有-20°C沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-40°C沖擊韌性的合格保證。對于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20°C時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0°C沖擊韌性的合格保證；對Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20°C沖擊韌性的合格保證。結(jié)構(gòu)工作溫度系指室外工作溫度，即原《采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19-1987(2001年版)中所列的最低日平均溫度（《采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003不再列出此項(xiàng)數(shù)據(jù)，可查有關(guān)手冊）。我國幾個(gè)大城市最低日平均溫度如下：烏魯木齊-33.3°C，哈爾濱-33°C，長春-28°C，沈陽-24.9°C，銀川-23.4°C，西寧-20.3°C，大連-18.6°C，北京-15.9°C，蘭州-15.8°C，合肥-12.5°C，西安-12.3°C，武漢-11.3°C，拉薩-10.3°C，南京-9°C，上海-6.9°C，杭州-6°C，貴陽-5.9°C，成都-1.1°C，廣州、南寧、重慶、臺北、?？诰?°C以上。因此，對于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，在廣州、南寧、重慶、臺北、?？诘瘸鞘锌梢赃x擇Q235B、Q345B、Q390B、Q420B；在大連、北京、蘭州、合肥、西安、武漢、拉薩、南京、上海、杭州、貴陽、成都等城市可以選擇Q235C、Q345C、Q390D、Q420D；烏魯木齊、哈爾濱、長春、沈陽、銀川、西寧等城市可以選擇Q235D、Q345D、Q390E、Q420E（見邱鶴年《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌及實(shí)例》）。 2.3常用鋼材強(qiáng)度值，應(yīng)按表2.3的規(guī)定采用。表2.3鋼材的強(qiáng)度值（N/mm2）鋼材牌號鋼材厚度（mm）屈服強(qiáng)度fy極限抗拉強(qiáng)度最小值fu強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓、抗彎f抗剪fv端面承壓fceQ235≤1616~4040~6060~100235225215205375215205200190125120115110325Q345≤1616~3535~5050~100345325295275470310295265250180170155145400Q390≤1616~3535~5050~100390370350330490350335315295205190180170415Q345GJ16~3535~5050~100345335325490310300295180175170415注：表中厚度系指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚度，對軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。【說明】1.Q345GJ的強(qiáng)度指標(biāo)摘自《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS230：2008）。2.對于Q345GJ鋼，表中屈服強(qiáng)度為鋼材屈服強(qiáng)度的下限值（見《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T19879-2005）。3.當(dāng)選用其他牌號的GJ鋼時(shí)，抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可將屈服強(qiáng)度下限值除以1.1111采用（此處參考《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第3.4.1條文說明）。4.對于規(guī)范中出現(xiàn)的、、式中為鋼材牌號所指屈服點(diǎn)，如Q345的=345N/mm2，而與板厚無關(guān)（見邱鶴年《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌及實(shí)例》）。2.4對于外露環(huán)境，且對耐腐蝕有特殊要求的或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》GB/T4172的規(guī)定。2.5采用焊接連接的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)鋼板厚不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力時(shí)，受拉試件板厚方向截面收縮率，不應(yīng)小于國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB5313關(guān)于Z15級規(guī)定的容許值。【說明】1.《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138-2001和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98規(guī)定當(dāng)板厚等于或大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí)，需要滿足Z向性能；《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001、《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》YB9082-2006和《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS230：2008規(guī)定當(dāng)板厚等于或大于40mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí)，需要滿足Z向性能。綜合以上基本規(guī)范規(guī)定，我們進(jìn)行從嚴(yán)規(guī)定，以大于等于40mm為界，需要滿足Z向性能。2.陳富生、邱國樺、范重《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)》P53：一般對于板厚為40~70mm時(shí)宜用Z15級，70~100mm時(shí)宜用Z25級，大于100mm時(shí)宜用Z35級。華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司的上海盛大中心項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一說明:40≤t<60,取Z15級;60≤t<80,取Z25級;80≤t≤100,取Z35級。3.《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS230：2008規(guī)定對板厚等于30~40mm的Q345鋼材，下料前也應(yīng)加強(qiáng)檢查，注意避免出現(xiàn)層狀撕裂。《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第10.6.14條規(guī)定，30mm以上厚板的焊接，為防止在厚度方向出現(xiàn)層狀撕裂，宜采取以下措施：一、將易發(fā)生層狀撕裂部位的接頭設(shè)計(jì)成約束度小、能減小層狀撕裂的構(gòu)造形式，如下圖所示。二、焊接前，對母材焊道中心線兩側(cè)各２倍板厚加30mm的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行超聲波探傷檢查。母材中不得有裂紋、夾層及分層等缺陷存在。三、嚴(yán)格控制焊接順序，盡可能減小垂直于板面方面的約束。四、根據(jù)母材的Ceq（碳當(dāng)量）和Pcm（焊接裂紋敏感性系數(shù)）值選擇正確的預(yù)熱溫度和必要的后熱處理。五、采用低氫型焊條施焊，必要時(shí)可采用超低氫型焊條。在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下，采用屈服強(qiáng)度較低的焊條。4.考慮采用Z向性能的厚鋼板時(shí)，一方面考慮鋼板焊接質(zhì)量，但也不宜擴(kuò)大使用范圍，應(yīng)將其使用在需要的部位。例如在下圖節(jié)點(diǎn)連接部位（帶斜線的板件）的厚鋼板應(yīng)提出Z向性能要求（參見《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》YB9082-2006第3.0.3條文說明）。2.6鋼結(jié)構(gòu)的連接材料應(yīng)符合下列要求：1手工焊接采用的焊條，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳鋼焊條》GB/T5117或《低合金鋼焊條》GB/T5118的規(guī)定。選擇的焊條型號應(yīng)與主體金屬力學(xué)性能相適應(yīng)。對直接承受動(dòng)力荷載或振動(dòng)荷載且需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)，宜采用低氫型焊條。2自動(dòng)焊接或半自動(dòng)焊接采用的焊絲和相應(yīng)的焊劑應(yīng)與主體金屬力學(xué)性能相適應(yīng)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3普通螺栓應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《六角頭螺栓C級》GB/T5780和《六角頭螺栓》GB/T5782的規(guī)定。4高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓》GB/T1228、《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母》GB/T1229、《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度墊圈》GB/T1230、《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T1231或《鋼結(jié)構(gòu)用剪扭型高強(qiáng)度螺栓連接副》GB/T3632、《鋼結(jié)構(gòu)用剪扭型高強(qiáng)度螺栓連接副技術(shù)條件》GB/T3633的規(guī)定。5圓柱頭焊釘（栓釘）連接件的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)電弧螺栓焊用《圓柱頭焊釘》GB/T10433的規(guī)定。6鉚釘應(yīng)采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)件用碳素鋼熱軋圓鋼》GB/T715中規(guī)定的BL2或BL3號鋼制成。7錨栓可采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700中規(guī)定的Q235鋼或《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591中規(guī)定的Q345鋼制成。【說明】1.對于焊接材料，應(yīng)注明以下幾點(diǎn)：（1）手工焊接用焊條，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳鋼焊條》GB/T5117或《低合金鋼焊條》GB/T5118的規(guī)定。選擇的焊條型號應(yīng)與主體金屬力學(xué)性能相適應(yīng)。對抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)注明采用低氫型焊條。（2）自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑，應(yīng)保證其熔敷金屬的力學(xué)性能不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T5293和《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》GB/T12470中相關(guān)的規(guī)定。（3）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊絲，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《氣體保護(hù)焊用焊絲》GB/T14958和《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T8110的規(guī)定。（4）熔化嘴電渣焊和非熔化嘴電渣焊采用的焊絲，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《熔化焊用焊絲》GB/T14957的規(guī)定。（5）當(dāng)兩種不同的鋼材相連時(shí)，應(yīng)采用與低強(qiáng)度鋼材主體金屬力學(xué)性能相適應(yīng)的焊接材料。2.一般情況下，焊接材料的屈服強(qiáng)度要比母材高出較多。為使焊縫具有較好的延性，在滿足承載力要求的前提下，宜盡量選用屈服強(qiáng)度較低的焊接材料（劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P354、433）。3.鋼材與焊接材料的選配表可以參考邱鶴年《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌及實(shí)例》表2.9-4，摘錄如下。鋼材牌號手工焊接用焊條埋弧焊焊劑－焊絲二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實(shí)芯焊絲Q235AE4303F4A0－H08AER49-1BE4303、E4315、E4316、E4328CE4315、E4316、E4328ER50-6DF4A2－H08AQ345AE5003F48A0－H08MnA、F48A0－H10Mn2ER49-1BE5003、E5015、E5016、E5018ER50-3CE5015、E5016、E5018F48A2－H08MnA、F48A2－H10Mn2ER50-2DF48A3－H08MnA、F48A3－H10Mn2E供需雙方協(xié)議Q390AE5515、E5516F55A0－H10Mn2、F55A0－H08MnMoAER50-3BCE5515－D3、－G、E5516－D3、－GF55A2－H10Mn2、F55A2－H08MnMoADF55A3－H10Mn2、F55A3－H08MnMoAER50-2E供需雙方協(xié)議Q420AE5515－D3、－G、E5516－D3、－GF55A0－H10Mn2、F55A0－H08MnMoAER55-D2BCF55A2－H10Mn2、F55A2－H08MnMoADF55A3－H10Mn2、F55A3－H08MnMoAE供需雙方協(xié)議手工焊條型號表示方法示例：碳鋼焊條E4315：E表示焊條（Electrodes），43表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（kgf/mm2）；1表示焊條的適宜焊接位置；15表示焊接電流種類及焊條藥皮類型。焊條的適宜焊接位置中，0、1表示平焊、立焊、鉚焊、橫焊等全方位焊接，2表示平焊、平角焊，4表示向下立焊。低合金鋼焊條E5015：50表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（kgf/mm2），其余同碳鋼焊條。埋弧焊焊劑、焊絲型號表示方法示例：碳鋼焊劑、焊絲F4A2-H08A：F表示焊劑；4表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（N/cm2）；A，試件焊態(tài)，A為焊態(tài)下測試的力學(xué)性能，P為熱處理后測試的力學(xué)性能；2，表示沖擊功試驗(yàn)溫度0、-20°C、-30°C、-40°C、-50°C、-60°C的代表值，分別為0、2、3、4、5、6；H08A為焊絲牌號。低合金鋼焊劑、焊絲F48A0-H08MnMoA：48表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（kgf/mm2），其余同碳鋼焊劑、焊絲。氣體保護(hù)焊焊絲型號表示方法示例：ER50-2：ER表示焊絲，50表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（kgf/mm2）；2表示焊絲化學(xué)成分分類代號。4.院里現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明一般對于手工焊接用焊條規(guī)定得較清楚，而對于二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊絲很少規(guī)定或者不進(jìn)行規(guī)定。其實(shí)，對于大型的鋼結(jié)構(gòu)工程，現(xiàn)場焊接大量采用的是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，僅對需要補(bǔ)焊的局部部位，才采用手工焊。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，與手工焊相比較，速度快，焊接變形小。5.劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P107指出：錨栓宜采用Q235或Q345等性能較好的鋼材制作，不宜采用更高強(qiáng)度鋼材。國標(biāo)圖集《多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖》01（04）SG519中指出：錨栓應(yīng)采用Q235鋼制作，以保證柱腳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)錨栓的變形能力。因此，一般項(xiàng)目選用錨栓時(shí)應(yīng)盡可能選用Q235鋼。2.7焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2.7的規(guī)定采用。表2.7焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）焊接方法和焊條型號構(gòu)件鋼材對接焊縫角焊縫牌號厚度或直徑（mm）極限抗拉強(qiáng)度抗壓焊縫質(zhì)量為下列等級時(shí)，抗拉抗剪抗拉、抗壓和抗剪一級、二級三級自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E43型焊條的手工焊Q235≤1616~4040~6060~100375215205200190215205200190185175170160125120115110160自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E50型焊條的手工焊Q345≤1616~3535~5050~100470310295265250310295265250265250225210180170155145200自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E55型焊條的手工焊Q390≤1616~3535~5050~100490350335315295350335315295300285270250205190180170220Q420≤1616~3535~5050~100520380360340325380360340325320305290275220210195185220自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E50型焊條的手工焊Q345GJ16~3535~5050~100470310300295310300295265255250180175170210注：1自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑，應(yīng)保證其熔敷金屬的力學(xué)性能不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T5293和《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》GB/T12470中相關(guān)的規(guī)定。2焊縫質(zhì)量等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205的規(guī)定。厚度小于8mm鋼材的對接焊縫，不應(yīng)采用超聲波探傷確定焊縫質(zhì)量等級。3對接焊縫在受壓區(qū)的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取，在受拉區(qū)的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取，極限抗拉強(qiáng)度取母材的。4表中厚度系指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚度，對軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。5t<8mm的對接焊縫為三級焊縫?！菊f明】1.Q345GJ鋼焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值摘自《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS230：2008）。2．E43和E50中43和50，其后面的單位是kgf/mm2。E43焊條表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度最小值為43kgf/mm2,即430N/mm2,用于Q235的構(gòu)件間焊接，Q235鋼材的極限抗拉強(qiáng)度最小值fu=375N/mm2;E50焊條表示熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度最小值為50kgf/mm2,即500N/mm2,用于Q345的構(gòu)件間焊接，Q345鋼材的極限抗拉強(qiáng)度最小值fu=470N/mm2?？梢姡餍秃笚l熔敷金屬的強(qiáng)度均高于被連接鋼材的強(qiáng)度，那么對接焊縫的極限抗拉強(qiáng)度是根據(jù)鋼材的極限抗拉強(qiáng)度最小值fu確定的。Q420鋼材焊接采用E55型焊條，其對接焊縫極限抗拉強(qiáng)度fu=520N/mm2是參照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.1條文說明確定的。2.8螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表９.2.8表９.螺栓的性能等級、錨栓和構(gòu)件鋼材牌號普通螺栓承壓型連接高強(qiáng)度螺栓錨栓C級螺栓A、B級螺栓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉普通螺栓4.6級、4.8級170140－－－－－－－－5.6級－－－210190－－－－－8.8級－－－400320－－－－－錨栓Q235鋼－－－－－－－－－140Q345鋼、Q345GJ鋼－－－－－－－－－180承壓型連接高強(qiáng)度螺栓8.8級－－－－－－400250－－10.9級－－－－－－500310－－構(gòu)件Q235－－305－－－－－470－Q345、Q345GJ－－385－－－－－590－Q390－－400－－－－－615－注：1A級螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm（按較小值）的螺栓；B級螺栓用于d>24mm或l>10或l>150mm（按較小值）的螺栓。d為公稱直徑，l為螺桿公稱長度。2A、B級螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C級螺栓孔德允許偏差和孔壁表面粗糙度，均應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205的規(guī)定。3高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的鋼材極限承壓強(qiáng)度取1.5?！菊f明】1.常用的高強(qiáng)度螺栓的性能等級有8.8級（僅用于大六角頭高強(qiáng)度螺栓）和10.9級（用于扭剪型高強(qiáng)度螺栓和大六角頭高強(qiáng)度螺栓）兩種，也就是摩擦型高強(qiáng)度螺栓為10.9級，承壓型高強(qiáng)度螺栓為8.8級、10.9級。高強(qiáng)度螺栓的表示方法是采用螺栓桿強(qiáng)度級別，其性能等級中位于小數(shù)點(diǎn)之前的一位或兩位數(shù)字，表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度（N/cm2）；小數(shù)點(diǎn)及其后面數(shù)字表示屈強(qiáng)比。例如，10.9級表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度≥1000N/mm2，且屈強(qiáng)比為0.9；8.8級表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度≥800N/mm2，且屈強(qiáng)比為0.8。兩種螺栓的機(jī)械性能指標(biāo)見下表：性能等級抗拉強(qiáng)度（MPa）屈服強(qiáng)度（MPa）伸長率（%）收縮率（%）沖擊韌性（J/cm2）≥10.9S1040~12409401042598.8S830~10306601245782.普通螺栓的表示方法也是采用螺栓桿強(qiáng)度級別，其性能等級中位于小數(shù)點(diǎn)之前的一位數(shù)字，表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度（N/cm2）；小數(shù)點(diǎn)及其后面數(shù)字表示屈強(qiáng)比。例如，4.6級表示螺栓桿的抗拉強(qiáng)度≥400N/mm2，且屈強(qiáng)比為0.6。普通螺栓根據(jù)加工精度不同分為A、B、C共3級，A、B級為精加工。A、B級螺桿與孔徑相同，精加工，螺桿只允許-0.18～-0.25mm偏差，孔只允許+0.18～+0.25mm偏差，均為I類孔。C級普通螺栓為粗加工，II類孔，一般孔徑比桿徑大1～2mm。再加上允許偏差1mm以及圓度、垂直度偏差，造成連接易松動(dòng)，僅適用于安裝及次要連接。A、B級普通螺栓應(yīng)符合《六角頭螺栓》GB/T5782，C級普通螺栓應(yīng)符合《六角頭螺栓C級》GB/T5780的規(guī)定。對建筑結(jié)構(gòu)而言，A、B級普通螺栓精度偏高，其抗剪、抗拉性能良好，但制造和安裝復(fù)雜，故很少使用（《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS230：2008在螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值一表中，已將A、B級普通螺栓不列入）。C級普通螺栓，使用雖多，但僅用于安裝及次要連接，最常用于桿軸方向受拉連接。2.9鋼材的物理性能指標(biāo)按表2.9的規(guī)定采用。表９.彈性模量E（N/mm2）剪變模量G（N/mm2）線膨脹系數(shù)（以每計(jì)）質(zhì)量密度（kg/m3）206103791031210－678503鋼結(jié)構(gòu)的連接3.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接應(yīng)按地震組合內(nèi)力進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)，并應(yīng)進(jìn)行極限承載力驗(yàn)算：1梁與柱連接彈性設(shè)計(jì)時(shí)，梁上下翼緣的端截面應(yīng)滿足連接的彈性設(shè)計(jì)要求，梁腹板應(yīng)計(jì)入剪力和彎矩。梁與柱連接的極限受彎、受剪承載力，應(yīng)符合下列要求：≥（3.1-1）≥且≥（3.1-2）式中——梁上下翼緣全熔透坡口焊縫的極限受彎承載力；——梁腹板連接的極限受剪承載力；垂直于角焊縫受剪時(shí)，可提高1.22倍；——梁(梁貫通時(shí)為柱)的全塑性受彎承載力；——梁的凈跨(梁貫通時(shí)取該樓層柱的凈高)；——梁腹板的高度和厚度；——鋼材屈服強(qiáng)度。【說明】1《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98的8.1.3條第一款：梁與柱連接應(yīng)滿足下列公式要求：≥（8.1.3-1）≥（8.1.3-2）式中－基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受彎承載力，僅由翼緣的連接承擔(dān)；－基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受剪承載力，僅由腹板的連接承擔(dān)；－梁構(gòu)件(梁貫通時(shí)為柱)的全塑性受彎承載力；－梁的凈跨。在柱貫通型連接中，當(dāng)梁翼緣用全熔透焊縫與柱連接并采用引弧板時(shí)，式（8.1.3-1）將自行滿足。在王亞勇、戴國瑩編《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范算例》P239頁關(guān)于強(qiáng)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算的論述：由于本算例采用柱外連接方法，受地震作用影響最大的連接端截面在焊接條件較好的工廠完成，伸臂梁段翼緣與柱采用帶引弧板的全焊透焊縫，根據(jù)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第8.1.3條之規(guī)定，本次設(shè)計(jì)可以不進(jìn)行強(qiáng)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算。因《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》編制時(shí)間在1987~1990年之間，關(guān)于“在柱貫通型連接中，當(dāng)梁翼緣用全熔透焊縫與柱連接并采用引弧板時(shí)，式（8.1.3-1）將自行滿足”這一論述，我們專門請教過《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》主編、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》鋼結(jié)構(gòu)部分執(zhí)筆人蔡益燕，他也認(rèn)為不應(yīng)該執(zhí)行這條規(guī)定，而該執(zhí)行2001年版的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定。2梁上下翼緣全熔透坡口焊縫的極限受彎承載力，取梁的一個(gè)翼緣的截面面積、厚度、梁截面高度和構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值按下式計(jì)算：3梁(梁貫通時(shí)為柱)的全塑性受彎承載力參考劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)）》P377頁:－梁的塑性凈截面模量；－鋼板的屈服強(qiáng)度。4梁的塑性凈截面模量的計(jì)算方法如下：（北京市建筑設(shè)計(jì)研究院編《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》P224頁、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用》P250頁、李星榮等《鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)手冊》P313頁）1）箱形截面（a）2）H形截面（b）3）圓管形截面（c）5梁腹板連接的極限受剪承載力的計(jì)算方法如下：（《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用》）當(dāng)腹板采用角焊縫連接時(shí)：當(dāng)腹板采用高強(qiáng)螺栓連接時(shí)：，取的較小值。的計(jì)算見以下公式（7.3.1-15）~（7.3.1-16）。2支撐與框架的連接及支撐拼接的極限承載力，應(yīng)符合下式要求：≥（3.1-3）式中——螺栓連接和節(jié)點(diǎn)板連接在支撐軸線方向的極限承載力；——支撐的截面凈面積；

——支撐鋼材的屈服強(qiáng)度?！菊f明】1《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》8.2.8條第2款條文說明：支撐與框架的連接及支撐的拼接，需采用螺栓連接。連接在支撐軸線方向的極限承載力應(yīng)不小于支撐凈截面屈服承載力的1.2倍。因此，此公式中僅指螺栓連接的極限承載力。其實(shí)，在實(shí)際工程中，某些支撐斜桿的翼緣板較厚，螺栓布置太多，斜桿的翼緣也可采用工地坡口對接熔透焊（參見國標(biāo)圖集《多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖》01（04）SG519第35頁注3）。2計(jì)算按下面所列公式（7.3.1-13）~（7.3.1-16）計(jì)算（劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P323）。3梁、柱構(gòu)件拼接的彈性設(shè)計(jì)時(shí)，腹板應(yīng)計(jì)入彎矩，且受剪承載力不應(yīng)小于構(gòu)件截面受剪承載力的50%；拼接的極限承載力，應(yīng)符合下列要求：≥（3.1-4）無軸力時(shí)≥（3.1-5）有軸力時(shí)≥（3.1-6）式中——分別為構(gòu)件拼接的極限受彎、受剪承載力；——構(gòu)件有軸向力時(shí)的全截面受彎承載力；——拼接構(gòu)件截面腹板的高度和厚度；——被拼接構(gòu)件的鋼材屈服強(qiáng)度。拼接采用螺栓連接時(shí)，尚應(yīng)符合下列要求：翼緣≥且≥（3.1-7）腹板≥且≥（3.1-8）式中——個(gè)螺栓的極限受剪承載力和對應(yīng)的板件極限承壓力；——翼緣的有效截面面積；——腹板拼接中彎矩引起的一個(gè)螺栓的最大剪力；——翼緣拼接或腹板拼接一側(cè)的螺栓數(shù)?！菊f明】按照近似算法，不考慮腹板高強(qiáng)度螺栓的抗彎作用，取0（王亞勇、戴國瑩《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范算例》P238），因此公式（7.3.1-8）變?yōu)椤萸摇菁础荨萸摇荨?梁、柱構(gòu)件有軸力時(shí)的全截面受彎承載力，應(yīng)按下列公式計(jì)算：工字形截面(繞強(qiáng)軸)和箱形截面當(dāng)≤0.13時(shí)（3.1-9）當(dāng)>0.13（3.1-10）

工字形截面(繞弱軸)當(dāng)≤時(shí)（3.1-11）當(dāng)>時(shí)（3.1-12）式中－構(gòu)件軸向屈服承載力，取。焊縫的極限承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：對接焊縫受拉（3.1-13）角焊縫受剪（3.1-14）式中——焊縫的有效受力面積；——構(gòu)件母材的抗拉強(qiáng)度最小值。6高強(qiáng)度螺栓連接的極限受剪承載力，應(yīng)取下列二式計(jì)算的較小者：（3.1-15）（3.1-16）式中——分別為接頭一側(cè)的螺栓數(shù)量和一個(gè)螺栓的受剪面數(shù)量；——螺栓螺紋處的有效截面面積；——螺栓鋼材的極限抗拉強(qiáng)度最小值；——螺栓桿的直徑；——被連接鋼板同一受力方向的鋼板厚度之和；——被連接鋼板在螺栓處的極限承壓強(qiáng)度，取。3.2抗震設(shè)防的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)框架，從梁端或柱端算起的1/10跨長或兩倍截面高度范圍,是梁柱構(gòu)件塑性區(qū)的長度。3.3節(jié)點(diǎn)的焊接連接，根據(jù)受力情況可采用全熔透或部分熔透焊縫，遇下列情況之一時(shí)應(yīng)采用全熔透焊縫：1要求與母材等強(qiáng)的焊接連接；2框架節(jié)點(diǎn)塑性區(qū)段的焊接連接?！菊f明】根據(jù)以上兩條規(guī)定，對于焊接H型鋼框架梁，在塑性區(qū)范圍內(nèi)，腹板與翼緣板應(yīng)采用坡口全熔透焊縫連接，焊縫等級可為二級；其余范圍腹板與翼緣板采用角焊縫連接，焊縫等級為三級。如果梁柱節(jié)點(diǎn)采用柱帶短懸臂的方式，那么正好可以短懸臂段采用坡口全熔透焊縫連接。3.4抗震設(shè)防時(shí)，框架橫梁下翼緣在距柱軸線1/8～1/10梁跨處，應(yīng)設(shè)置側(cè)向支承構(gòu)件（圖3.4）。側(cè)向隅撐長細(xì)比不得大于130。其設(shè)計(jì)軸壓力N應(yīng)按下式計(jì)算：（3.4）式中——梁受壓翼緣的截面面積；——梁翼緣抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——隅撐與梁軸線的夾角，當(dāng)梁互相垂直時(shí)可取45°。圖3.4【說明】《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）》第8.3.3條規(guī)定：梁柱構(gòu)件在出現(xiàn)塑性鉸的截面處，其上下翼緣均應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐。另據(jù)劉大海楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P286頁：按7度及以上抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，框架梁端塑性鉸彎矩可能反向，鋼梁上、下翼緣交替受壓，因此，要求在可能出現(xiàn)塑性鉸的部位，梁的上、下翼緣均應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐。故一般對于上翼緣無樓板的框架梁，其上翼緣也宜布置隅撐。3.5框架柱接頭宜位于框架梁上方1.3m附近。上下柱的對接接頭應(yīng)采用全熔透焊縫，柱拼接接頭上下各100mm范圍內(nèi)，工字形截面柱翼緣與腹板間及箱形截面柱角部壁板間的焊縫，應(yīng)采用全熔透焊縫。3.6梁與柱剛接時(shí)，可采用梁與柱在現(xiàn)場直接連接（圖7.3.6.a），也可采用與帶有懸臂梁段的柱在現(xiàn)場與梁段進(jìn)行連接（圖7.3.6.b）。采用帶懸臂梁段的柱單元時(shí)，懸臂梁段的長度一般距柱軸線不超過1.6m?？蛲步Y(jié)構(gòu)采用帶懸臂梁段的柱安裝單元時(shí)，梁的接頭可設(shè)置在跨中。圖7.3.6.a梁柱剛接（不帶懸臂梁段）圖7.3.6.b梁柱剛接（帶懸臂梁段）【說明】在1995年日本阪神地震中，一些H型鋼梁與箱形鋼柱連接節(jié)點(diǎn)中，梁柱連接焊縫遭到了破壞。分析其原因就是，鋼柱在梁上下翼緣對應(yīng)位置設(shè)置內(nèi)隔板，而內(nèi)隔板和梁翼緣分內(nèi)外在同一標(biāo)高與柱腹板焊接。若柱不帶懸臂梁段，梁與柱腹板之間的焊縫只能在現(xiàn)場焊接，而該焊縫會(huì)在柱腹板內(nèi)引起殘余應(yīng)力，同時(shí)對內(nèi)隔板與柱腹板的焊縫產(chǎn)生不利影響。若柱帶短懸臂梁段，因柱腹板兩側(cè)的焊縫均在工廠完成，有條件將焊縫的不利影響降至最低，而且探傷檢驗(yàn)也容易完成。參考日本做法，梁截面高度不超過700mm，宜采用短懸臂形式，超過此值時(shí)宜在現(xiàn)場直接與柱連接（《高層建筑鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS230：2008第7.2.2條文說明）。短懸臂長度一般可取距離柱邊（0.5~1）梁高（北京市建筑設(shè)計(jì)研究院《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》第7.4.3條）。3.7梁與柱剛性連接時(shí)，柱在梁翼緣上下各600mm3.8構(gòu)件連接應(yīng)合理選用高強(qiáng)度螺栓型式。高強(qiáng)度螺栓承壓型連接不應(yīng)用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的螺栓連接，應(yīng)采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓。【說明】高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，利用高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，使被連接鋼板的層間產(chǎn)生抗滑力（摩擦阻力），以傳遞剪力。采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的節(jié)點(diǎn)變形小，在使用荷載作用下不會(huì)產(chǎn)生滑移。用于不允許有滑移現(xiàn)象的連接，它能承受連接處的應(yīng)力交變和應(yīng)力急劇變化。適用于重要結(jié)構(gòu)、承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，以及可能出現(xiàn)反向內(nèi)力的構(gòu)建連接。高強(qiáng)度螺栓承壓型連接，是以高強(qiáng)度螺栓的螺桿抗剪強(qiáng)度或被連接鋼板的螺栓孔壁抗壓強(qiáng)度來傳遞剪力。其制孔及預(yù)拉力施加等要求，均與高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的做法相同，但桿件連接處的板件接觸面僅需清除油污及浮銹。高強(qiáng)度螺栓承壓型連接抗剪、承壓的工作條件較差，類似于普通螺栓，被連接組合的構(gòu)件承受荷載時(shí)所產(chǎn)生的變形，大于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接得變形，所以不得用于直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件、承受反復(fù)荷載作用的構(gòu)件、抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，僅用于高層建筑中的次要構(gòu)件、承受靜力荷載的構(gòu)件、間接承受動(dòng)力荷載但無反向受力狀態(tài)的構(gòu)件。高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的計(jì)算方法和構(gòu)造要求，與普通螺栓連接相同。一般來說，高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的承載能力要高于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，而且施工更為方便（邱鶴年《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌及實(shí)例》P174頁）。因此對于次梁與主梁的簡支連接，可以采用高強(qiáng)度螺栓承壓型連接（劉大海、楊翠如《高樓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鋼結(jié)構(gòu)、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)）》P380頁）。3.9柱腳錨栓不宜用以承受柱腳底部的水平反力，此水平反力由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力（摩擦系數(shù)可取0.4）或設(shè)置抗剪鍵承受?！菊f明】此條規(guī)定摘自《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.4.13條，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對于鋼結(jié)構(gòu)沒有抗震的規(guī)定。我們參照《建筑結(jié)構(gòu)》2000年2月蔡益燕《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（二）-柱與柱的連接、柱腳及拼接》一文，鋼骨部分的受剪承載力可考慮柱腳底板的摩擦力，摩擦系數(shù)通常取0.4，有地震組合時(shí)，取摩擦系數(shù)為零。因此我們建議抗震設(shè)防鋼柱柱腳的抗剪（尤其是大推力作用時(shí)）一般還是應(yīng)設(shè)置抗剪鍵，而不考慮底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力。設(shè)置抗剪鍵可以參照國標(biāo)圖集《多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖》01（04）SG519第30頁注1、2號大樣。3.10焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等情況，按下列原則分別選用不同的質(zhì)量等級：1在需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件中，凡對接焊縫均應(yīng)予焊透，其質(zhì)量等級為：1）作用力垂直于焊縫長度方向的橫向?qū)雍缚p或T形對接與角接組合焊縫，受拉時(shí)應(yīng)為一級，受壓時(shí)應(yīng)為二級；2）作用力平行于焊縫長度方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級。2不需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的對接焊縫應(yīng)予焊透，其質(zhì)量等級當(dāng)受拉時(shí)應(yīng)不低于二級，受壓時(shí)宜為二級。3重級工作制和起重量Q≥50t的中級工作制吊車梁的腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的T形接頭焊縫均要求焊透，焊縫形式一般為對接與角接組合焊縫，其質(zhì)量等級不應(yīng)低于二級。4不要求焊透的T形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的角焊縫，其質(zhì)量等級為：1）對直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)和吊車起重量等于大于50t的中級工作制吊車梁，焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合二級；2）對其他結(jié)構(gòu)，焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可為三級?！菊f明】此條規(guī)定摘自《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.1條，據(jù)此條可以看出，在實(shí)際工程中，除大跨度重級工作制吊車梁的下翼緣對接，以及大跨度鋼橋的受拉構(gòu)件的對接要求一級焊縫外，一般都要求二級。對于角焊縫除了要求熔透的情況，其質(zhì)量等級一般都用三級。但是設(shè)計(jì)要求全焊透的二級焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)。建筑鋼結(jié)構(gòu)選擇合適的焊縫質(zhì)量等級是非常重要的，不恰當(dāng)?shù)靥岣吆缚p的質(zhì)量等級將提高工程造價(jià)且難以做到（《建筑結(jié)構(gòu)》2005年6月胡天兵、申林、郁銀泉《多、高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問題》）。以下為中石油駐烏魯木齊企業(yè)聯(lián)合生產(chǎn)指揮中心基地生產(chǎn)辦公區(qū)(主樓)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一說明中焊縫部分的說明：柱的拼接和全熔透焊縫為一級焊縫;梁柱剛性連接坡口熔透焊的焊縫等級為一級，梁的拼接和熔透焊縫為二級焊縫;角焊縫為三級焊縫。一級焊縫：100%超聲波探傷，評定等級II，檢驗(yàn)等級B；二級焊縫：20%超聲波探傷，評定等III，檢驗(yàn)等級B級；三級焊縫：不要求超聲波探傷。所有焊縫應(yīng)100%外觀檢查，其檢查標(biāo)準(zhǔn)按本說明提出的焊縫質(zhì)量等級，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求進(jìn)行，當(dāng)上述檢查發(fā)生疑問時(shí)須進(jìn)行著色滲透探傷或磁粉探傷的復(fù)檢。超聲波探傷的方法及評定標(biāo)準(zhǔn)均按照《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》（GB11345）進(jìn)行。其中比例，對工廠制作焊縫為每條焊縫長度的百分?jǐn)?shù)，對現(xiàn)場安裝焊縫應(yīng)為同一類型、同一施焊條件的焊縫條數(shù)的百分?jǐn)?shù)。探傷長度不應(yīng)小于200mm。厚度小于8mm的鋼材的對接焊縫，不應(yīng)采用超聲波探傷。超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷，其方法及評定標(biāo)準(zhǔn)均按照《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》（GB3323）進(jìn)行。4鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)4.1一般要求

受彎、軸壓、壓彎構(gòu)件的計(jì)算，應(yīng)包括下列項(xiàng)目：1承載力驗(yàn)算；2整體穩(wěn)定驗(yàn)算；3局部穩(wěn)定驗(yàn)算；4剛度驗(yàn)算。4.2梁的設(shè)計(jì)

1梁的抗彎強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：≤（4.2-1）式中——同一截面處繞軸和軸的彎矩（對工字形截面：x軸為強(qiáng)軸，y軸為弱軸）；——對軸和軸的凈截面模量；——截面塑性發(fā)展系數(shù)，非抗震設(shè)防時(shí)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定采用，抗震設(shè)防時(shí)宜取1.0；——鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，抗震設(shè)防時(shí)按第7.1.18條的規(guī)定除以?！菊f明】《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017━2003第4.1.1條規(guī)定：對工字形截面，；對箱形截面，；當(dāng)梁受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比大于而不超過時(shí)，應(yīng)取。對需要計(jì)算疲勞的梁，宜取。2除《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》不需要驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定情況外，在最大剛度主平面內(nèi)受彎的構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性應(yīng)按下公式計(jì)算：≤（4.2-2）式中——繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩；——按受壓纖維確定的梁毛截面模量；——梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定采用；——鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，抗震設(shè)防時(shí)按第7.1.18條的規(guī)定除以。3在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹構(gòu)件，其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：≤（4.2-3）式中——計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力；——計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩；——毛截面慣性矩；——腹板厚度；——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4當(dāng)在多遇地震作用下進(jìn)行構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)，托柱梁的內(nèi)力應(yīng)乘以增大系數(shù)，增大系數(shù)不得小于1.5。4.3框架柱并應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003有關(guān)規(guī)定，計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按第7.1.18條的規(guī)定除以。4.4鋼構(gòu)件的剛度驗(yàn)算

1為了不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的正常使用和觀感，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形（撓度或側(cè)移）規(guī)定相應(yīng)的限值。一般情況下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形的容許值見現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A。2為改善外觀和使用條件，可將橫向受力構(gòu)件預(yù)先起拱，起拱大小應(yīng)視實(shí)際需要而定，一般為橫載標(biāo)準(zhǔn)值加1/2活載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的撓度值。當(dāng)僅為改善外觀條件時(shí)，構(gòu)件撓度應(yīng)取在橫荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度值減去起拱度。【說明】1關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)先起拱，規(guī)范中沒有像混凝土構(gòu)件那樣，規(guī)定跨度大于多少，起多少分之一（1/XXX）的拱，唯一可以找到依據(jù)的就是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中“橫載標(biāo)準(zhǔn)值加1/2活載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的撓度值”這一規(guī)定。因此我們在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，可以將跨度較大鋼構(gòu)件在橫載標(biāo)準(zhǔn)值加1/2活載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的撓度值計(jì)算出來，得到一個(gè)大部分跨度較大鋼構(gòu)件的統(tǒng)計(jì)值，將其與跨度比較，得到一個(gè)大致的多少分之一（1/XXX）的起拱值。2關(guān)于構(gòu)件撓度是否減去起拱值，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.5.3條規(guī)定，當(dāng)僅為改善外觀條件時(shí)，構(gòu)件撓度應(yīng)取在橫荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度值減去起拱度。而附錄A表A.1.1注2規(guī)定，為永久和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度（如有起拱應(yīng)減去拱度）的容許值。正文是“當(dāng)僅為改善外觀條件時(shí)，構(gòu)件撓度應(yīng)取在橫荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度值減去起拱度”，注文則沒有“當(dāng)僅為改善外觀條件”的前提，只要有起拱，都可以從總撓度中減去。在實(shí)際工程中，我們在計(jì)算撓度值時(shí)，對于是否減去起拱值，我們應(yīng)慎重對待。我們認(rèn)為，當(dāng)僅為改善外觀條件時(shí)，可以減去起拱值；當(dāng)為工作條件和使用條件起拱時(shí)，則不應(yīng)減去起拱值。5鋼結(jié)構(gòu)的各種體系5.1鋼框架結(jié)構(gòu)1鋼框架柱的計(jì)算長度應(yīng)等于該層柱的高度乘以計(jì)算長度系數(shù)。1）當(dāng)采用一階彈性分析方法計(jì)算內(nèi)力時(shí)，框架柱的計(jì)算長度系數(shù)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003附錄D表D-2有側(cè)移框架柱的計(jì)算長度系數(shù)確定，也可按下列近似公式計(jì)算：(5.1-1)2）當(dāng)采用二階彈性分析方法計(jì)算內(nèi)力且在每層柱頂附加考慮《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003公式（3.2.8-1）的假想水平力時(shí)，框架柱的計(jì)算長度系數(shù)取=1.0。3）當(dāng)計(jì)算在重力和風(fēng)力或多遇地震作用組合下的穩(wěn)定性時(shí)，若純框架體系層間位移小于層高的1/1000時(shí)，框架柱的計(jì)算長度系數(shù)按下列近似公式確定。(5.1-2)式中——分別為交于柱上、下端的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值?！菊f明】有側(cè)移和無側(cè)移框架柱的計(jì)算長度系數(shù)，《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》采用了以上近似計(jì)算公式，而《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用了查附錄表的方法，兩本規(guī)范計(jì)算出來的計(jì)算長度系數(shù)是不相同的。2鋼框架構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的抗震承載力驗(yàn)算，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）節(jié)點(diǎn)左右梁端和上下柱端的全塑性承載力應(yīng)符合式(5.1-3)要求。當(dāng)柱所在樓層的受剪承載力比上一層的受剪承載力高出25%，或柱軸向力設(shè)計(jì)值與柱全截面面積和鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積的比值不超過0.4，或作為軸心受壓構(gòu)件在2倍地震力下穩(wěn)定性得到保證時(shí)，可不按該式驗(yàn)算。≥（5.1-3）式中——分別為柱和梁的塑性截面模量；——柱軸向壓力設(shè)計(jì)值；——柱截面面積；——分別為柱和梁的鋼材屈服強(qiáng)度；——強(qiáng)柱系數(shù)，超過6層的鋼框架，6度Ⅳ類場地和7度時(shí)可取1.0，8度時(shí)可取1.05，9度時(shí)可取1.15?！菊f明】1《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6.3.3條：抗震設(shè)防的框架柱在框架的任一節(jié)點(diǎn)處，柱截面的塑性抵抗矩和梁截面的塑性抵抗矩宜滿足下式的要求：≥(6.3.3-1)式中——分別為計(jì)算平面內(nèi)交匯于節(jié)點(diǎn)的柱和梁的截面塑性抵抗矩；——分別為柱和梁鋼材的屈服強(qiáng)度；——按多遇地震作用組合得出的柱軸力；——框架柱的截面面積。在罕遇地震作用下不可能出現(xiàn)塑性鉸的部分，框架柱可按下式計(jì)算：≤(6.3.3-2)式中——柱鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)按本規(guī)程第5.5.2條的規(guī)定除以?！陡邔用裼媒ㄖ摻Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6.3.3條文說明：但在實(shí)際工程中，特別是采用框筒結(jié)構(gòu)時(shí)，甚至式（6.3.3-1）也往往難以普遍滿足，若為此加大柱截面，使工程的用鋼量增大較多，是很不經(jīng)濟(jì)的。此時(shí)允許改按式（6.3.3-2）驗(yàn)算柱的軸壓比，該式引自現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ17）第九章。日本在北京京城大廈和京廣中心的高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，規(guī)定柱的軸壓比不大于0.67，不要求控制強(qiáng)柱弱梁。美國加州規(guī)范規(guī)定必需滿足強(qiáng)柱弱梁，而一般不要求控制軸壓比。本條強(qiáng)調(diào)強(qiáng)柱弱梁的重要性，要求在設(shè)計(jì)中盡可能考慮，但也要重視節(jié)約鋼材。2《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿對于不需要驗(yàn)算“強(qiáng)柱弱梁”的條件作了如下修改：1)柱所在樓層的受剪承載力比相鄰上一層的受剪承載力高出25%；2)柱軸壓比不超過0.4；3)柱軸力符合≤時(shí)（為地震力加倍時(shí)的柱地震組合軸力設(shè)計(jì)值）；4)與支撐斜桿相連的節(jié)點(diǎn)。并指出：可不驗(yàn)算強(qiáng)柱弱梁的條件之（3），系根據(jù)陳紹蕃教授建議，原條文用詞有誤，予以更正，是將小震地震力加倍進(jìn)行設(shè)計(jì)地震組合得出的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，而非2001版就是2倍地震力產(chǎn)生的柱軸力。陳富生、邱國樺、范重等《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》第二版P280第3款指出：關(guān)于中心支撐框架，在《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對與支撐直接相連的框架均未規(guī)定要進(jìn)行強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算?！督ㄖY(jié)構(gòu)》2005年6月胡天兵、申林、郁銀泉《多、高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問題》指出：在分析過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，對鋼框架-鋼支撐體系，“強(qiáng)柱弱梁”要求往往很難滿足。其實(shí)，這一規(guī)定的目的就是人為地控制結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制，使結(jié)構(gòu)在中震及大震時(shí)，塑性鉸出現(xiàn)在梁上而不是柱子上，以保證結(jié)構(gòu)具有較好的延性，實(shí)現(xiàn)中震可修、大震不倒的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此，可以按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2.5條的要求對強(qiáng)柱弱梁進(jìn)行判斷，同時(shí)進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析補(bǔ)充計(jì)算，如果分析的結(jié)果顯示塑性鉸出現(xiàn)在梁上而非柱子上，就可以認(rèn)為滿足了強(qiáng)柱弱梁的要求。在中石油駐烏魯木齊企業(yè)聯(lián)合生產(chǎn)指揮中心基地生產(chǎn)辦公區(qū)(主樓)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們也發(fā)現(xiàn)與支撐相連的框架節(jié)點(diǎn)很難滿足“強(qiáng)柱弱梁”的驗(yàn)算要求。在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》征求意見稿中對于此條進(jìn)行了明確，即與支撐斜桿相連的節(jié)點(diǎn)不需要進(jìn)行強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算。2)節(jié)點(diǎn)域的屈服承載力應(yīng)符合下式要求：≤（5.1-4）工字形截面柱（5.1-5）箱形截面柱（5.1-6）3)工字形截面柱和箱形截面柱的節(jié)點(diǎn)域應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：≥（5.1-7）≤（5.1-8）式中——分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的全塑性受彎承載力；——節(jié)點(diǎn)域的體積；——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——分別為柱和梁的鋼材屈服強(qiáng)度；——折減系數(shù)，6度IV類場地和7度時(shí)可取0.6，8、9度時(shí)可取0.7；——分別為梁腹板高度和柱腹板高度；

——柱在節(jié)點(diǎn)域的腹板厚度；

——分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的彎矩設(shè)計(jì)值；

——節(jié)點(diǎn)域承載力抗震調(diào)整系數(shù)，取0.85。注：當(dāng)柱節(jié)點(diǎn)域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70時(shí)，可不驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)域的穩(wěn)定性。3框架柱的長細(xì)比，應(yīng)符合下列規(guī)定：1)不超過12層的鋼框架柱的長細(xì)比，6～8度時(shí)不應(yīng)大于120，9度時(shí)不應(yīng)大于100。2)超過12層的鋼框架柱的長細(xì)比，應(yīng)符合表5.1-1的規(guī)定：表5.1-1超過12層框架的柱長細(xì)比限值烈度6度7度8度9度長細(xì)比12080（60）6060注：表列數(shù)值適用于Q235鋼，采用其他牌號鋼材時(shí)，應(yīng)乘以?！菊f明】括號內(nèi)數(shù)值為《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6.3.6條的規(guī)定。4框架梁、柱板件寬厚比應(yīng)符合下列規(guī)定：1)不超過12層框架的梁、柱板件寬厚比應(yīng)符合表5.1-2的要求：表5.1-2不超過12層框架的梁柱板件寬厚比限值板件名稱7度8度9度柱工字形截面翼緣外伸部分箱型截面壁板工字形截面腹板134052123648113644梁工字形截面和箱型截面翼緣外伸部分箱型截面翼緣在兩腹板間的部分工字形截面和箱型截面腹板（<0.37）（≥0.37）113685-12040103280-1203993072-12035注：表列數(shù)值適用于Q235鋼，采用其他牌號鋼材時(shí)，應(yīng)乘以。2)超過12層框架梁、柱板件寬厚比應(yīng)符合表5.1-3的規(guī)定：表5.1-3超過12層框架的梁柱板件寬厚比限值板件名稱6度7度8度9度柱工字形截面翼緣外伸部分工字形截面腹板箱型截面壁/p>