17.3 基本抗震措施
Ⅰ 一般规定
17.3.1 抗震设防的钢结构节点连接应符合《钢结构焊接规范》GB 50661-2011第5.7节的规定,结构高度大于50m或地震烈度高于7度的多高层钢结构截面板件宽厚比等级不宜采用S5级;截面板件宽厚比等级采用S5级的构件,其板件经修正后宜满足S4级截面要求。
17.3.2 构件塑性耗能区应符合下列规定:
1 塑性耗能区板件间的连接应采用完全焊透的对接焊缝;
2 位于塑性耗能区的梁或支撑宜采用整根材料,当热轧型钢超过材料最大长度规格时,可进行等强拼接;
3 位于塑性耗能区的支撑不宜进行现场拼接。
17.3.3 在支撑系统之间,直接与支撑系统构件相连的刚接钢梁,当其在受压斜杆屈曲前屈服时,应按框架结构的框架梁设计,非塑性耗能区内力调整系数可取1.0,截面板件宽厚比等级宜满足受弯构件S1级要求。
Ⅱ 框架结构
17.3.4 框架梁应符合下列规定:
1 结构构件延性等级对应的塑性耗能区(梁端)截面板件宽厚比等级和设防地震性能组合下的最大轴力NE2、按本标准式(17.2.4-1)计算的剪力Vpb应符合表17.3.4-1的要求:
表17.3.4-1 结构构件延性等级对应的塑性耗能区(梁端)截面板件宽厚比等级和轴力、剪力限值
注:单层或顶层无需满足最大轴力与最大剪力的限值。
2 当梁端塑性耗能区为工字形截面时,尚应符合下列要求之一:
1)工字形梁上翼缘有楼板且布置间距不大于2倍梁高的加劲肋;
2)工字形梁受弯正则化长细比λn,b限值符合表17.3.4-2的要求;
3)上、下翼缘均设置侧向支承。
表17.3.4-2 工字形梁受弯正则化长细比λn,b限值
注:受弯正则化长细比λn,b应按本标准式(6.2.7-3)计算。
17.3.5 框架柱长细比宜符合表17.3.5的要求:
表17.3.5 框架柱长细比要求
17.3.6 当框架结构的梁柱采用刚性连接时,H形和箱形截面柱的节点域受剪正则化宽厚比λn,s限值应符合表17.3.6的规定。
表17.3.6 H形和箱形截面柱节点域受剪正则化宽厚比λn,s的限值
注:节点受剪正则化宽厚比λn,s,应按本标准式(12.3.3-1)或式(12.3.3-2)计算。
17.3.7 当框架结构塑性耗能区延性等级为Ⅰ级或Ⅱ级时,梁柱刚性节点应符合下列规定:
1 梁翼缘与柱翼缘焊接时,应采用全熔透焊缝。
2 在梁翼缘上下各600mm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全熔透焊缝。在梁上、下翼缘标高处设置的柱水平加劲肋或隔板的厚度不应小于梁翼缘厚度。
3 梁腹板的过焊孔应使其端部与梁翼缘和柱翼缘间的全熔透坡口焊缝完全隔开,并宜采用改进型过焊孔,亦可采用常规型过焊孔。
4 梁翼缘和柱翼缘焊接孔下焊接衬板长度不应小于翼缘宽度加50mm和翼缘宽度加两倍翼缘厚度;与柱翼缘的焊接构造(图17.3.7)应符合下列规定:
1)上翼缘的焊接衬板可采用角焊缝,引弧部分应采用绕角焊;
2)下翼缘衬板应采用从上部往下熔透的焊缝与柱翼缘焊接。
图17.3.7 衬板与柱翼缘的焊接构造
1-下翼缘;2-上翼缘
17.3.8 当梁柱刚性节点采用骨形节点(图17.3.8)时,应符合下列规定:
图17.3.8 骨形节点
1 内力分析模型按未削弱截面计算时,无支撑框架结构侧移限值应乘以0.95;钢梁的挠度限值应乘以0.90;
2 进行削弱截面的受弯承载力验算时,削弱截面的弯矩可按梁端弯矩的0.80倍进行验算;
3 梁的线刚度可按等截面计算的数值乘以0.90倍计算;
4 强柱弱梁应满足本标准式(17.2.5-3)、式(17.2.5-4)要求;
5 骨形削弱段应采用自动切割,可按图17.3.8设计,尺寸a、b、c可按下列公式计算:
式中:bf——框架梁翼缘宽度(mm);
hb——框架梁截面高度(mm)。
17.3.9 当梁柱节点采用梁端加强的方法来保证塑性铰外移要求时,应符合下列规定:
1 加强段的塑性弯矩的变化宜与梁端形成塑性铰时的弯矩图相接近;
2 采用盖板加强节点时,盖板的计算长度应以离开柱子表面50mm处为起点;
3 采用翼缘加宽的方法时,翼缘边的斜角不应大于1:2.5;加宽的起点和柱翼缘间的距离宜为(0.3~0.4)hb,hb为梁截面高度;翼缘加宽后的宽厚比不应超过13εk;
4 当柱子为箱形截面时,宜增加翼缘厚度。
17.3.10 当框架梁上覆混凝土楼板时,其楼板钢筋应可靠锚固。
Ⅲ 支撑结构及框架-支撑结构
17.3.11 框架-中心支撑结构的框架部分,即不传递支撑内力的梁柱构件,其抗震构造应根据本标准表17.1.4-2确定的延性等级按框架结构采用。
17.3.12 支撑长细比、截面板件宽厚比等级应根据其结构构件延性等级符合表17.3.12的要求,其中支撑截面板件宽厚比应按本标准表3.5.2对应的构件板件宽厚比等级的限值采用。
表17.3.12 支撑长细比、截面板件宽厚比等级
注:λ为支撑的最小长细比。
17.3.13 中心支撑结构应符合下列规定:
1 支撑宜成对设置,各层同一水平地震作用方向的不同倾斜方向杆件截面水平投影面积之差不宜大于10%;
2 交叉支撑结构、成对布置的单斜杆支撑结构的支撑系统,当支撑斜杆的长细比大于130,内力计算时可不计入压杆作用仅按受拉斜杆计算,当结构层数超过两层时,长细比不应大于180。
17.3.14 钢支撑连接节点应符合下列规定:
1 支撑和框架采用节点板连接时,支撑端部至节点板最近嵌固点在沿支撑杆件轴线方向的距离,不宜小于节点板的2倍;
2 人字形支撑与横梁的连接节点处应设置侧向支承,轴力设计值不得小于梁轴向承载力设计值的2%。
17.3.15 当结构构件延性等级为Ⅰ级时,消能梁段的构造应符合下列规定:
1 当Np,l>0.16Afy时,消能梁段的长度应符合下列规定:
式中:a——消能梁段的长度(mm);
Vp,l——设防地震性能组合的消能梁段剪力(N)。
2 消能梁段的腹板不得贴焊补强板,也不得开孔。
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(bf/2—tw),厚度不应小于0.75tw和10mm中的较大值。
4 消能梁段应按下列要求在其腹板上设置中间加劲肋:
1)当a≤1.6Wp,lfy/Vl时,加劲肋间距不应大于(30tw—h/5);
2)当2.6Wp,lfy/Vl<a≤5Wp,lfy/Vl时,应在距消能梁端部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1.6Wp,lfy/Vl<a≤2.6Wp,lfy/Vl时,中间加劲肋的间距宜在上述二者间采用线性插入法确定;
4)当a>5Wp,lfy/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,可配置单向加劲肋;当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中的较大值。
5 消能梁段与柱连接时,其长度不得大于1.6Wp,lfy/Vl,且应满足相关标准的规定。
6 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的6%。
Ⅳ 柱脚
17.3.16 实腹式柱脚采用外包式、埋入式及插入式柱脚的埋入深度应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011或《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定。