建筑抗震设计规范 [附条文说明] GB50011-2010(2016年版) 建标库
。 : 10.2  】大跨屋?盖建筑 【。 : ,。 (Ⅰ)一【。。般规定 【 10.2】.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 —    】 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 【。  :  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 】   —  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120m、!。结构单元长度大【于300《m或悬?挑,长,度大于40》m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 】  —   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《 《 10.》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》 : :    》 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 — 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 【    】 ,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】 》     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 ! (Ⅱ)计算要】。点 !10:.2.6  本条】规,定屋盖?结构可不进行地震作!用计:算的范围 】     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 :   【  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 【 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 】。。     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 【   【  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 】 :10.2.8—  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《 , 《     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0.0—5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 》 【 式中》ζi结构第i阶【振型的阻尼比;【 , ,      ! ζs?第s个单元》阻尼:比对钢构件取0【.02;对混—凝土构件取0.【05; 》 ,    —   ?n结构?的单元总数; ! ?    《  Wsi第s【个单元对应》于,第,。i阶振型《的单元变形能 ! , ,     》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W【si这样便求得【对应于整体结构的一!。个阻尼比 【     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 【 , 10.2.1】。。0,  本条规定了【屋盖结构地震作用】计算的方法》 ? ?。    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 【  》   ?。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(10~15!。)阶网壳结构宜至】少取前(2》5~: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 ? 《 1:0.2.11  】。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 【 10.《2.:1,2  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 ?。 (Ⅲ!。。)抗震?构造措?施 】 10.2.1【4  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GB 50】017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 》 《10:.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 》 :。     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? :