1》0.2 》大跨:屋盖建筑
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《
(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
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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
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? 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1:。20m、结构单【元长:度大于300m或悬!挑长度大于40m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》
— ,。 , 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
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!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
】
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, 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
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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
! ? 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
【 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】
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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
【
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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
】。
10.2.8【 本条规定了整体!、协:同计算?时的阻尼比取值
】
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: 《。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》。.025~0.03!5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0.05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;
】
ζ】。s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:
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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Wsi而是取【各单元在重力—荷载代表值作用下】的变形能Ws—i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
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,1,。。0.2.9 —。。 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
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》10.2.》10 《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(1!0~15)》阶,网壳:结,构宜至?少取前(25~【3,。0,)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(CQC)法
】
》1,0.2.1》1 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
【
《1,0.2.1》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》。.,2.14 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】GB 50017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.—2.1?5, 本?条规定了《。节点的构造要求
】。
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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
【
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?。 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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:10.2.16 !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
】