1》0.:2 大《跨屋盖?建筑
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《(Ⅰ)一般规定【
1!0.2.1》 近年《来大跨屋盖》的建筑工程越来越广!泛,为适应该类》结构抗?震设计的要求本次修!订,增加了大跨屋盖建】筑结构抗震设计的】相关规定《并形成?单独一节
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— 本条规》定了本?规范适用的》屋盖结构范》围及主要结构形式本!规范的大跨屋盖【建筑是指与传统板式!、梁:板,式屋盖结构相—。区别具有《更大跨?越能力的屋》盖体系不应单从【跨度大小的角度来】理解:大跨屋盖建筑结构】
【 大跨屋盖的】结构形式多样新形】式也不?断,出现本规范适—用于一些《常用结构《形式包?括拱、平面桁—架、立体《桁,架、网架、网壳【。。、张弦梁和弦支【穹顶等七类基本【形式以及《由这些基本形式组】合,而成的结构相应的针!对于这些屋盖结【构形式的《抗震研?究开展较多也积【累了一定的》抗震设计《经验
】 对于—悬索结构、》。膜结构、索杆张力结!构,等柔性屋《盖体系由于几何非】线性:效应其地震作用【计算:方,法和抗震设计理论目!前,尚不成熟《本次修订《暂不纳?入此外大跨屋盖结】构基本以钢结构为主!故本节也未对混凝】。土薄壳?、组合网架》、组合网壳等屋盖】结构形?式作出具体规定
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还】需指出的是对于存在!拉索的?预张拉屋盖》结构总体可》分为三类预应—力,结构如预应》力桁架、网架或【网壳等;悬挂(【斜拉)结构如—悬挂(斜《拉)桁架、网架或网!壳等:;张:弦结构主要指张【。弦梁结构和》弦支:穹顶结构本节中预应!。力结构、《悬挂(?。斜拉)结《构归类在其依托【的基本形式中—考虑到张《弦结构的《受,力性能与常规预【应力结构、悬挂【。。(斜拉)结构—有较大的区别且是】近些年发展起来的】一类:大跨屋盖结构—新体系因此》将其作为基本形【式列入
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【 大跨屋盖的—结构新形式不—断出现、《。体型复杂化》、跨度极限不断突】破为保证结》构的安全性》避免:。抗震性能差、受力很!。不合理的《结构形式被采—用有:。必要对超出适用【范围的大型建筑屋盖!结构进行专门的【。抗震性能研究—。和论证这也是国际上!通常采?用的技术保障措施根!据当前工程实—践经验?对于跨度大于120!m、结构单元长【度大于300m或】悬挑长度大于4【0m:的屋盖结构》需要进行专门的【抗震性能研究—和论证同《时由于抗震设计经验!的缺乏新出现的【。屋盖结构形》式也需要进行专门的!研究和论证》
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—。对于可开启屋盖也属!于非:常,用形式之一》其,抗震设计除满足本】节的规定外》与开闭功能有关的设!计也需要《。另行研究和论—证
【。1,0.2.2 本条!规定为抗《震概念设计的—主要原则是本规【范第3.《4节:和第3.5节规【定的补充
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—。 大跨屋盖结】构,。的选型和布置首先】应,保,。证屋盖的地》震效:应能够?有效地通过支座节点!传递给下《部结:构或基?础且传递途径—合理
! : 屋:。盖结构的地震作【用不仅与屋盖自身结!构相关而且还—与支承条件以及下部!结构的动力性—能,密,切相:关是整体结构的反】。应根据抗《震概念?设计的?基本原则屋》。盖结构及其支承【。点的布置宜均匀对】称具有合理的—刚度和承载力分【布同:时下部结构设计也应!充,分考虑屋盖》结构地震响应的【特,点避免采《用,很不规?则,的结构布《置而造成屋盖结构产!生过大的地》震扭转效《应
!。 :屋盖:自身的?结构形式宜优先【。采用两个水平方向刚!度均:衡、整体《刚度良好的网架、】。网壳、双向》立体桁架、双向张弦!梁或:弦支穹顶等》空间传力体》系,同时宜避免局—部削弱或《突变的薄弱部位对】于可能出现的薄【弱部位应采取措施】提,高,抗震能力
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10【.2.3 本条针!对屋盖体系自身传】递地震作用的—主要特点对两—类结构的《布置要求作了规定】
】 1 单—向传力体系的抗震薄!弱环节是《垂直于主结构(桁】架、拱、张》弦梁)方向的水平】地震力传递以及【主结构?的平面外稳定—性设置可靠的—屋盖支撑是重要【的抗震措施在单【榀立体桁架》中与屋面支》撑同层的两(多)根!主弦杆间也应设【置斜杆这一》方面可?提高:。桁架的平面外—刚,度同:时,。也使得纵向水平地】。震,。内力在同层》主弦杆中分布均匀】避免薄?弱区:域的出现
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: , 当桁架支【座采用下弦节—点支承时必须采【取有效措施确保【支座处桁架》。不发:生平面?外扭转?设置纵向桁架是一种!有,。。效,的做:法,同时还可保证纵【向水:平地震力《的有效传递
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2【 空间传力—结构体系具有良好】的整体性和空—间受:力,特点抗震性能优【于单向?传力体系对》于平面形状为矩形且!三边:支承一边开口的【屋盖结构可以—通过在开口边局【部增加层数来形【成边桁架以》提高开?口,。边的刚度和加强结构!整体性对于两向【正交正放网架—和双向张弦梁屋盖平!面内的水平刚度较】弱,。为保证结《构的整体性》及,水平地震《作用的有《效传递与分配应沿】上弦周边《网格设置封闭的水】。平支撑当结构跨度较!大或下弦周边支承时!下,弦周:边网格也应设置封闭!的水平支撑》。
10】.2.4 当屋盖!分区域采用不同抗】震性:能的结构《形式时?在结构交界》区域通常会产—生复杂的《。地震响应《一般避免采用此类】结构如确要》。采用应对交界区【。域的杆件《和节:点采用加强措施【如,果,建,筑设计和《下部支承《条件:允许设置防震缝【也是可采用的有【效措施此时由于【实际工程情况—复,杂为避免其两侧结构!在,强烈地震《中碰撞条文规定【的防震缝宽度可能】不足最好按设防烈度!下两侧独立结构在交!界线上的相对位移】最大值来复》。。核对于规则》。结构缝宽《也可将多《遇地震下的最—大相对?变形值乘以不小于3!的放:大系数近似估计
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(:Ⅱ)计?算要点
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10.2.【6 本条》规定屋盖《结构可不进行地震作!用计算的范围—
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1 】。研究:表,明单向?平面桁?架和单向立体桁架】是否:受沿桁架方向的【。水平地震效应—控制主要取决—于矢跨比的大—小,对于矢跨比小—于,。。1/5的该类—结构水平《地震效应较小7度】时可不进《行沿桁架的水平【向和竖向地》震作用计算但是由】于垂直桁架方向的】。水平地震作用主要】由,屋盖支撑《承担本节并》没有对支撑的布置】进行详细规定因此对!于7度及7》度以:上的该类《体系均应进行垂【直于:。桁架:方向的水平》地震作用计算并【对支撑构件》进行验算
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2 !网架属?于平板形屋》盖结:构大:量计算分析结—果表明当《支承结?构刚度?较,大时网架结构以【竖向振?动为主?7度时网架结—构的:设计往往《由非:。地,震作用?工况控制《因此可不进行地震】作用计算但应满【足,相应的抗震措施的】要,求
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10.【2.7 本条规定!抗震计?算模型
! , 1 屋盖结!构自身的地震效应】是与下部结》构协同工作》的结果?由于下部结构的竖】向刚度一般》较大以往在》屋盖结构的竖向地震!作,用计算时《通常习惯于仅单【独以屋盖结构作为】分析模型但研究表明!不,。考虑屋盖结构与下部!结构的协同工—。作会对屋盖》结构的地震作—用,特别是水《平,地震作用计算—产生显著《影响甚?至,得出:错误结果即便—在竖向地《。震,作用计算时》当下部?结构给屋盖》。提供的竖向刚度【较,弱或分布《不均匀时《仅按屋盖结》构模型?所计:算的结?果也会产生较大的误!差因此?考虑上下部结构的协!同作用是屋盖结构地!震作:用计算的基本原则】
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《 考虑上下》部结构协同工作的】最合理?方法是按《整体结构模型进行】地震作用计算因此】对于不规《则的结?构抗:震计:算应采用整体结【构模型当《下部结构比》较规:则时也可以》采用一些简化—方法(譬如等效为支!座弹:性约束)来》计入下部结构—。。的影响但是这种【简,化必须依据可靠且】符合动力学原—理,
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2 !研究表明对于跨度】较,大的张弦梁和—弦支穹顶结构由【。预张力引起》的,非线性几何刚—度对结构动力特性】有一:定的影响此外对于某!些,布索方?案,(譬如肋环》型布索)的弦支穹】顶结构撑《。杆和下弦《拉索系?统实际?上是需要依》靠预张力来保证【体系稳定性的几【何可变体《系且不计入》。几,何刚度也将导—致结:构总刚矩阵奇异【因,此,这些:形式的?张弦结构计》算模型就必须计【入几何刚度几何刚】度一:。般可取重《力荷载?代表值?作用:下的结构平衡—态的内力(包括预】张力)贡献
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1—0.2.8 — 本条规定了整体、!协同:。计算时的阻尼比取值!
【 屋盖钢—结构:和下部混《凝土支承结构的阻尼!比不:同协同分《析时阻尼比》取值方面的研究较少!。工程设计中阻—尼比取值大》多在0.025~】0.035间具体数!。值一般认为与屋【盖钢结构和下部混凝!土,支承结构的》组成比例有关下面】根据位?能等效原则提供两种!计算整体结构阻尼比!的方:法供设计《。中采用
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】方法一?振型阻尼《比法振型阻尼—。比是指针对于各【阶,振型所定《义的阻尼比组—。合,结构中不同材料【的能量耗散》机理不同因此相【应构件的《阻尼比也《不相同?一般钢构件取0【.02混凝土构【件取0.05对于】每一阶振型不同构件!单元对于振型—阻尼比的贡献认为与!单元变形能有关【变形能大的单元对】该振型阻尼比—的,贡献较大反》之则较小所以可根】据该阶振型下—。的单元变形能采用加!权平均的方法计算出!振型阻尼比ζi【
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《
式中?ζi结构第i—阶振型的阻尼比【;
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》 ζs《第s个单元阻—尼比对钢构件取【0.0?2;对混凝土构件取!0,.05;
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《 n结构—的单元总数》;
【 , W—si:第s个单《元对应于第i阶【振型的单元变形能】
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》 方法二》统一阻尼比》法依然采用方法一的!。公式:但并不针对各振【型i分别计算单元】。变形能?。。W,si而是取各单元在!重力:荷载代表《值作:用下:的变形能Wsi这样!便求得对《应于整体结构—的一个阻尼比
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— 在罕遇《。地震作用下》一些:实际工程的计算结】果,表明屋盖《钢结构也仅有少【量构件能进入塑【性屈服状《态所:以阻:。尼比仍建议与多遇地!震下的结《构阻尼比取值—相同
》
10》.,。2.9 》本条规?定水平地震作—用的计?算方向和宜考虑【水平多向地震作用计!算的:范围
! , 不同于单向【传力体?系空间传力体—系的屋盖结》构通常难以明确划分!。为沿某个方向的抗侧!力构件通《。常需要沿两个水平主!轴方向同时计算【水平地震作用—对于平面为》圆形:、正多边形》的屋盖结构可能存】在两个以上的主【轴,方向此时《需要根据实际情况】增加地震作用—的计算方《向另外当屋盖结构、!支承条件或》下部结构的布置明显!。。不对称时《也,应增加水《平地震作用的计算方!向
1】0.2.《10 本》。。条规定了屋盖—结构地震作用—计,算的方法
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《 ,本节适用的》大跨屋盖结构—形式属于《线性结构《范畴因此振型分解反!应,。谱法依然可》。作为是结构弹性【地震效应计算的【基,本方法随着》近年:来结构动《力,学理论和计算—技术的发展一些更】。为精确的动》力学计?算方法逐步》被接受和应用包括多!向地震反应谱法、】时,。程分:析法甚至多》向随:。机振动分析方法对于!结构动力响》应复杂?和跨度较大》的结构应该鼓励采】用这:些,方法进行《。地震作用计算以作为!振型分?解反应谱法》的补充?
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自振周!期分布密集是大【跨屋盖结构》区别于多《高层结构的重要特点!在采:用振型分解反应谱】法时一般应考虑更多!阶振型的组合研【究表明在不按上下部!结构整体模型—进行计算时》网架:结构的组合振型数宜!至少取前(10~1!5)阶网《壳结构?宜至少取前(25~!30)阶对于体型】复杂:的屋盖结构或按上】。下部结构《整体:。模型:计算时应取更多【阶,组,合振型对于存在【明显:扭转效应的屋盖结】构组合应采用完【全二次型方根(C】。QC)法
》。
10【.,2.11 —对于单向传力—体系结?构的抗侧力构件【通常是明确的桁架】构件抵抗其》面内的水平》地,震,作用和竖向地震作用!垂直桁架方向的水平!地震:作用则由《屋盖支?撑承担因此可针对】各向抗侧《力构件分别进行地震!作用计?算
:
《
除单【向传力体系》外一般屋盖结构【的构件难以明确划】。分为沿某个方向【的抗侧力构件即构】件的地震效应往往】包含三?向地震作用的结果】因此其构《件验算应《考虑三向(》两个水平向和竖向】),地震作用效应—的组合其组》合值系?数可按本规》范第5章的规—定采用这《。也是基本原》则,
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《10.2.12 】 多遇地震》作用下的屋盖结构变!形限值部《分,参,考了空间网格结【构技:术规程?的,相关规定
!
10.《2.13 —本,条规定屋盖构件【及其连接的抗震【验算
【
? 大跨屋》盖结构由《于其自重轻、—刚度好所受》震害:一,般要小于其他类型】的结构但震害—情况也表明支座【及其邻近构件—。发生破坏的情况【较多因此通过放大地!震作用效应》来提高该区域—杆件和节点》的承载力是重要的抗!震措施?由于通常该区域的】节点和杆件数量不】多对于总工程造【价的:增加是有限的
【
?
《 拉索是预张拉结!构的重要构件在【多,遇地震作用下—应保证拉《索不发生松弛而退出!工作在设防烈度【下也:宜保:证拉索在各》地震作用参与的【工况组合下不出现】松弛:
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(【Ⅲ)抗震构造—措施
》
《。
1:0.2.14— :本条规?定了杆件的长细【比,限,值
《
杆】件长细比限值参考】了国家现行标—准钢结?构设计规范G—B 5?。00:17和?空间网格结构技【术规程JGJ 7的!相关规?定并作了适当—加强:
》
10.2.—。15 本条规定】了节点的构造要【求
【。 , : ,节点选型要与屋盖】结构的类型及—。整体刚度等因素结】合起来采用的—节点要便《于加工?、制作、《焊接:设计中结《构杆件内力的正确计!算必须?用有效的构造—措,施,来保证其《中,。节点构?造应符合计算假定
!
》。 ?。 ,在地震作用下—节点:应不先于杆件破坏也!不产生不《可恢复的《变形所以《要求节点具有足【够的强度和刚—度杆件相《交于节点中》心将不产生附加弯矩!也使模?型,计算假定更加—符合实际情况
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1《0.2.《1,6 : 本条?规,定了屋盖支座的抗震!构造
】 支座节【点是:屋盖地震作》。用传递给下部结【构的关?键部件其构》造应与结构分析【所取:。的边界条件相符【。否,则将使结《。构实际内力与计算】。内,力出现较大差—异并:可能危及结构—的,整,。体安全
《
《
》支,座节点往往是地震】破,坏的部位属于—前面定义的关键节点!的范畴应予加—强在节?点,验,算方面对地震作用】效应进行《。了必要?的提高(第10.】2.13条)此【外根据延性设计【的要:求支座?节点在超过》设防烈度的地震【作用下应有一定的抗!变形能?力但:对,于,水平可滑《动的支座节点较【难得:到保证因此建—议,按设防烈度》计算值作为可—滑动:支座的位移限值(】确定支承《面的大小)在罕遇地!。震作用?下采用限位措施确】保不致?滑移出支承面
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对于!8、9度时多遇地震!下竖向仅受压—的,支座节?点考虑?到在强烈地震作用】(如中震《、大震)下可能出】现受拉因此建—议采用构造上也能】承受拉力的拉压【型支座形式》且预埋锚筋、锚【栓也按受拉情—。况进行构《造配置
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