DBJ15-102-2014 钢结构设计规程(附条文说明).pdf
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DBJ15-102-2014 钢结构设计规程(附条文说明)
图 2.1.3框筒结松
们之间的联系杆件组成。索的布置有平行式、辐射式和网状式三 种布置形式(图 2. 1.4)。
图2.1.4双层索结构
由脊索、环索、斜索、撑杆、中央受拉构件与受压边缘构件 组成的自相平衡的三维屋盖形效结构不锈钢标准,索、杆布置的特点是: “连续拉、间断压”。
长弦梁结构StringBeamStructul
图 2. 1. 5索穹项
上弦为拱式构件,下弦的张弦(string)为拉索或钢拉杆 中间由竖向撑杆组合面成的一、二维屋盖弯矩结构。
图2.1.6张弦梁结构 2. 1. 7 弦支管顶结构 Suspended Dome Structure
2.1.6张弦梁结机
将索穹顶结构的脊索系用网壳代换就成为弦支穹顶。因此
弦支弯顶结构是由环索、斜索、撑杆和网壳组成的三维屋盖形效 结构。
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防屈曲支撑是一种金属屈服耗能支撑 沟件,主要由耗能芯材、纳束构件和无粘 结材料三部分构成,其中主受力芯材采用 低屈服点钢材(Q160、Q225或Q235)。 为了防止芯材受压时整体屈曲,即在受 玉、受拉时都能达到屈服,芯材被置于 个屈曲约束单元内。
2.1.10延性墙板Ductile Shear Wall
具有良好延性和抗震性能的墙板,主 要指:钢板剪力墙、带缝钢板剪力墙、防 出曲钢板剪力墙,剪力墙不承受竖向荷 载,只承受剪力。
图2.1.9防屈曲支撑
平面外屈曲受到钢筋混凝土板约束的钢板剪力墙。钢筋混凝 土板与周边的梁柱留有缝隙,仅用于约束钢板的平面外屈曲,不 参与受力。
2.2.1作用和作用效应设计值
A.—毛截面面积 H——柱的高度;
2.2.4计算系数及其他
a 线膨胀系数;计算吊车摆动引起的横向力的系数; β 水平向减震系数、加强环同时受垂直双向拉力的比值; Y 曲线下降段的衰减指数、折减系数: Yo 结构的重要性系数; Yx 翘扭特征系数; n 调系数; u ? 柱的计算长度系数; p 轴心受压构件的稳定系数; d 调整系数。
3材料及选用 3.1钢材 3.1.1承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢, Q420钢、Q460钢和Q345GJ钢,其质量应分别符合现行国家标 准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T19879的有关规定。A级钢仅 可用于结构工作温度高于0℃的不需要验算疲劳的结构,且 Q235A钢不宜用于焊接结构。 结构用钢板、热轧工字钢、槽钢、角钢、H型钢和钢管等 型材产品的规格、外型、重量及充许偏差应符合国家现行标准的 规定。 3.1.2承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、断后伸长率、屈 服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的 合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具有 冷弯试验的合格保证。 对直接承受动力荷载或者需要验算疲劳的构件所用钢材尚应 具有冲击韧性的合格保证。 3.1.3按抗震设防设计的承重钢结构,在罕遇地震下进人塑性 状态的构件或部位,其钢材应符合下列规定: 1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比不应大 于0.85; 2钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; 3钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 3.1.4钢材的设计用强度指标,应根据钢材牌号、厚度或直径 按表 3. 1.4 采用
3.1.1承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢、 Q420钢、Q460钢和Q345GJ钢,其质量应分别符合现行国家标 准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T19879的有关规定。A级钢仅 可用于结构工作温度高于0℃的不需要验算疲劳的结构,且 Q235A钢不宜用于焊接结构。 结构用钢板、热轧工字钢、槽钢、角钢、H型钢和钢管等 型材产品的规格、外型、重量及充许偏差应符合国家现行标准的 规定。
3.1.2承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、断后伸长率、屈
服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量 合格保证。
口怡保证 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具有 冷弯试验的合格保证。 对直接承受动力荷载或者需要验算疲劳的构件所用钢材尚应 具有冲击韧性的合格保证。 3.1.3按抗震设防设计的承重钢结构,在罕遇地震下进人塑性 状态的构件或部位,其钢材应符合下列规定: 1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比不应天 工085
焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材应具 冷弯试验的合格保证。 对直接承受动力荷载或者需要验算疲劳的构件所用钢材尚 具有冲击韧性的合格保证
3.1.3按抗震设防设计的承重钢结构,在罕遇地震下进人塑
状态的构件或部位,其钢材应符合下列规定: 1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比不应大 于0.85; 2钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; 3钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 3.1.4钢材的设计用强度指标,应根据钢材牌号、厚度或直径 按表3. 1.4采用。
表3.1.4钢材的设计用强度指标(N/mm
表中直径系指实芯棒材,厚度系指计算点的钢材或钢管壁厚度,对轴心受拉 和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度
2冷弯型材和冷弯钢管,其强度设计值应按国家现行规范《冷弯薄壁型钢结构 技术规范》GB50018的规定采用。 3牌号20Cr、40Cr钢材应符合现行国家标准《合金结构钢》GB/T3077的 要求。 4牌号45钢材应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T699的要求
时,宜选用现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T19879中质 量等级不低于B级的Q345GJ钢
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表3.1.6建筑结构用钢板的设计用强度指标(N/mm)
.1.7结构用无缝钢管其性能应满足现行国家标准《结构用无 逢钢管》GB/T8162的有关规定,其设计用强度指标按表3.1.7 取值。
3.1.7结构用无缝钢管其性能应满足现行国家标准《结构用
表3.1.7结构用无缝钢管的设计用强度指标(N/mm)
3.1.8当所用板材厚度大于或等于40mm且有防止钢材厚度方 可层状撕裂要求时,其材质应符合现行国家标准《厚度方向尚性能 钢板》GB/T5313的要求,并在设计文件中注明所选钢材的牌 号、等级及Z向性能等级。 3.1.9对处于外露环境,且对耐腐蚀有特殊要求的或在腐蚀性 气体和固态介质作用下的承证维构,宜采用耐候钢,质成要求 应符合现行国家标准《耐候结构钢》(3/T4171的有关规延。 3.1.10钢结构用材料物理性能指标按表3.1.10采用
续表 3. 1. 10
注:1钢筋的弹性模量必要时可采用实
钢筋的弹性模量必要时可采用实测值。
因生产工艺的不同,各厂家索材料的弹性模量和线膨胀系数差别较大,其值 宜由实验确定,在缺少实验资料的情况下可参考上表取值。 3如果采用锌一5%铝一混合稀土合金镀层钢绞线拉索见附录A
3.2.1屋面標条和墙面墙梁宜采用实腹式卷边C型钢或斜卷边 的Z型冷弯薄壁型钢,其壁厚不应小于1.5mm,宜采用镀锌或 镀铝锌防腐,镀锌或铝锌量应符合相应国家标准的要求。 3.2.2屋面、墙面围护材料可选用镀(铝)锌压型钢板、金属 复合夹心板等板型。压型钢板的力学性能、工艺性能、涂层性能 应符合现行国家标准《建筑用压型钢板》GB/T12755的有关 规定。
3.3.1焊接连接材料应按强度、性能与母材相匹配选用,当两 种不同钢号焊接时,宜采用与强度较低钢号匹配的焊条或焊丝。 3.3.2手工焊接采用的焊条,应符合现行国家标准《非合金钢 及细晶粒钢焊条》GB/T5117或《热强钢焊条》GB/T5118的 有关规定。
1A级螺栓用于d<24mm和L<10d或L≤150mm(按较小值)的螺栓;B级 螺栓用于d>24mm和L>10d或L>150mm(按较小值)的螺栓;d为公称 直径,L为螺栓公称长度。 2A、B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表 面粗糙度,均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求。 3 用于螺栓球节点网架的高强度螺栓,M12~M36为10.9级,M39M61为9.8级,
注:1属于下列情况者为I类孔:
属于下列情况者为I类孔: 1)在装配好的构件上按设计孔径钻成的孔; 2)在单个零件或构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔; 3)在单个零件上先钻成或冲成较小的孔径,然后用装配好的构件上扩钻成设 计的孔径的孔。 2在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成设计孔径的孔属于IⅡ类孔。 计算下列情况的连接时,上表规定的强度设计值应乘以相应的折减系数,儿 种情况同时存在时,其折减系数应连乘。 1)施工条件较差的铆钉连接乘以0.90; 2)沉头和半沉头连接应乘折减系数0.80
2在单个零件 3计算下列情况的连接时,上表规定的强度设计值应乘以相应的折减系数,几 种情况同时存在时,其折减系数应连乘。 1)施工条件较差的铆钉连接乘以0.90; 2)沉头和半沉头连接应乘折减系数0.80。 3.3.4普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的有关规定。 3.3.5高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六 角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、《钢结构用高强度大 六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231或《钢 结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的有关规定。 3.3.6圆柱头焊钉、栓钉连接件的材料应符合现行国家标准 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T10433的有关规定 3.3.7铆钉应采用现行国家标准《标准件用碳素钢热轧圆钢》 GB715中规定的BL2或BL3号钢制成。 3.3.8锚栓可采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中 规定的Q235钢或《低合金结构钢》GB/T1591中规定的Q345 钢及390钢制成。 3.3.9螺栓球网架用高强度螺栓应符合现行国家标准《钢网架 螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T16939的有关规定
T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的有关规定
3.4.1焊接结构用铸钢节点的铸件材料应符合现行国家标准 焊接结构用铸钢件》GB/T7659的规定。 3.4.2非焊接用铸钢节点的铸件材料应符合现行国家标准《
3.4.2非焊接用铸钢节点的铸件材料应符合现行国家标
股工程用铸造碳钢件》GB/T11352的规定, 3.4.3在设计文件中应提出所选用的铸钢牌号与标准名称,并 按适用要求提出力学性能项目与碳当量要求,以及正火或调质热 处理工艺要求。所有要求项目的性能指标均应作为供货条件予以 保证。
表3.4.4可焊铸钢的强度设计值(N/mm)
表3.4.5非焊接铸钢的强度设计值(N/mm)
筹钢件的物理能指标可按表3.
3.5.2钢丝束索的质量和性能应符合国家现行标准《斜拉
3.6.1销轴材料宜采用现行国家标准《合金结构钢》GB/T 3077中的20Cr及40Cr、《优质碳素结构钢》GB/T699中的45 号钢,或采用符合《低合金高强度结构钢》GB/T1591、《碳素 结构钢》GB/T700等有关规定的钢材。当有可靠依据时,也可 选用其他材料。 全姓物钢时 甘证仲兹
3.6.2当销轴材料选用优质碳素钢、合金结构钢时,其延伸率
3.6.2当销轴材料选用优质碳素钢、合金结构钢时,其延伸 不应小于9%;设计文件中应提出所选用销轴材料的力学性 要求。
3.6.3销轴材料的强度设计
轴的材料强度不宜低于被连接构件材料。
4.1.1荷载及作用除本规程规定外,按现行广东省标准《建筑 结构荷载规范》GB50009的规定取值。 4.1.2轻钢结构不上人屋面的活荷载可按下列规定取值: 1当采用压型钢板轻型屋面时,按水平投影面积计算不上 人屋面竖向均布活荷载的标准值应取0.5kN/m。对支承轻屋面 的结构构件,如屋架、框架等,当仅承受一个可变荷载,其水平 投影面积超过60m时,屋面竖向均布活荷载的标准值,按水平 没影面积计算可取为0.3kN/m 2设计屋面板和標条时,尚应考虑施工及检修集中荷载 施工或检修集中荷载不与屋面材料及標条等屋盖自重以外的其他 可变荷载同时考虑; 3设计屋盖结构时,应考虑雪荷载和积灰荷载在屋面天沟, 阴角、天窗挡风板和高低跨连接处的荷载增大系数。 4.1.3根据构造形式,常用屋面材料的自重可按表4.1.3取值:
表4.1.3屋面常用构造形式及其自重标准值
续表 4. 1. 3
注:1吊顶和吊挂荷载根据实际情况取值,本表未计入。 2 屋面板厚度根据工程实际情况可能变化较大,与上述不一致时应调整自重数 据。屋面板为压型钢板,有效面积和展开面积之比(材料利用率)一般常用 板型为80%左右,本表按80%计算,实际板型利用率相差较大时,计算时适 当调整。 3以上数值中不含屋面標条(龙骨)重量,一般冷弯薄壁型钢擦条自重可取 0.05~0.10kN/m,高频焊接H型钢標条自重为0.2~0.35kN/m,以上数 值不含屋面支撑系统重量。 4第13项一般用于厂房类建筑,第4~6项一般用于公共场馆类建筑,
4.1.4当设计使用年限大于50年时,楼面及屋面活荷载
.2.1对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑钢结构 高笃钢结构及屋盖钢结构承载力计算时,其基本风压按100年重 现期的风压值采用
4.2.2计算主体结构的风荷载效应时,风荷载体型系数应符合
表 4.2. 2大跨低矮平屋面的体型系数
注:!α为屋面与地面的夹角
2h为檐口高度;1为沿风向建筑物长度。
4台风多发地区的房屋和构筑物及重要且体型复杂的房屋
未给出相同体型时,应通过风洞试验确定。 4.2.3周边建筑物密集时,应考虑风力相互干扰的群体效应; 大跨结构宜将位移、杆件内力或支座反力等作为控制目标,确定 相互扰动系数。
大跨结构宜将位移、杆件内力或支座反力等作为控制自标,确定 相互扰动系数。
采用时程分析法进行风荷载作用下整体模型的分析与验算。分析 时,钢结构阻尼比宜综合考虑节点连接形式、构件应力水平、围 护及隔墙布置、建筑高度等因素确定;无相关资料时,可取 0. 01~0. 02。
4.3.1多遇地震作用下,各类钢结构的地震作用效应计算应按 现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011执行,采用振型 分解反应谱法和时程分析法进行计算,也可采用时域显式随机模 拟法进行补充计算。采用时域显式随机模拟法计算结构地震作用 效应时,应按本规程附录B执行。
个别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.3
α地震影响系数:ux地震影响系数最人值; 自线下降段的下降斜率谢整系数:表减指数; 特征周期:7阻尼谢系数:T结构自振周期
图4.3.3地震影响系数线 α地震影响系数:(m 地震响系数型
2地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下 列规定: 1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定:
式中:一一曲线下降段的衰减指数; 一一阻尼比。 2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定
3)阻尼调整系数应按下式确定:
0. 08±1. 60
式中:nz——阻尼调整系数,当小于0.55时,应取0.55。 4.3.4多遇地震下,大跨度钢结构阻尼比可取0.02,罕遇地震 下可取0.04。多遇地震下,高层建筑钢结构阻尼比应按下列规 定采用:高度不大于50m取0.04,高度大于50m且小于200m 取0.03,高度大于200m取0.02;罕遇地震时取0.05,但当结 构在罕遇地震时处于或基本处于弹性状态时,宜取多遇地震下阻 尼比。
下可取0.04。多遇地震下,高层建筑钢结构阻尼比应按下列规 定采用:高度不大于50m取0.04,高度大于50m且小于200m 取0.03,高度大于200m取0.02;罕遇地震时取0.05,但当结 构在罕遇地震时处于或基本处于弹性状态时,宜取多遇地震下阻 尼比。 4.3.5采用振型分解反应谱法计算空间网格结构地震作用效应 时的振型组合数量,对于网架结构不宜少于10~15阶,对手网 壳结构不宜少于25~30阶,对于体型复杂或重要的大跨度空间 网格结构应取更多振型进行效应组合,计算振型数应使各振型参 与质量之和不小于总质量的90%
时的振型组合数量,对于网架结构不宜少于10~15阶,对于 壳结构不宜少于25~30阶,对于体型复杂或重要的大跨度空 网格结构应取更多振型进行效应组合,计算振型数应使各振型 与质量之和不小于总质量的90%。
4.3.6进行结构时程分析时,应符合下列要求:
1应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际地震记录和 人工模拟的地面运动加速度时程曲线评定标准,其中实际地震记录的数量 不少于总数量的2/3,多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应 与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相 符;每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反 应谱法求得的底部剪力的65%,多条时程曲线计算所得的结松 底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力
的80%; 2地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的5 倍和15s,地震波记录的时间间距可取0.01s或0.02s; 3输入地震加速度的最大值可按表4.3.6采用:
时程分析时输入地震加速度的最大值
注:7度时括号内数值用于设计基本地震加速度为0.15g的地区,此处g为重力加 速度。
4当取三组时程曲线进行计算时,结构地震作用效应宜取 时程法计算结果的包络值与振型分解反应谱法计算结果的较大 值;当取七组及七组以上时程曲线进行计算时,结构地震作用效 应可取时程法计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的 较大值。
1依据加速度反应谱确定平稳地震动功率谱,按建筑场地 类别选用均匀调制函数: 2人工模拟地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振 周期的5倍和15s,地震波离散的时间间距可取0.01s或0.02s 人工模拟地震波的数量不应少于500条; 3结构地展作用效应取各人1模拟地展波输人下结构效应 峰的平均值,为时域最式随机模拟法楼层剪力分析缩果大振 型分解反应谱法分析结果时,振型分解反应谱法和应楼层购力宜 来以调整系数,该调整系数不小时域武随机模拟法计穿所 得楼层剪力与振型分解反应谱法计算所得楼层剪力的比值,振型 分解反应谱法计算得到的各楼层构件内力宜作相应调整。对于主 要的结构构件,宜直接对比两种方法的内力结果,并作出相应
4.3.8平面投影尺度很大的空间结构,应视结构形式和支承条
8平面技影八度很大的空间结构,应视结构形式和支承杀 件,分别按单点一致、多点、多向单点或多向多点输人进行抗震 计算。按多点输入计算时,应考虑地震行波效应民政标准,若场地内地质 条件差异较大时尚应考虑局部场地效应。6度和7度I、1类场 地的支承结构、上部结构和基础的抗震验算可采用简化方法,根 据结构跨度、长度不同,其短边构件可乘以附加地震作用效应系 数1.15~1.30;7度Ⅲ、NV类场地和8、9度时,应采用时程分 析法或时域显式随机模拟法进行抗震验算。 4.3.9对用作屋盖的钢结构,其抗震验算应符合下列规定: 1在设防烈度为6度地区,可不进行抗震验算; 2在设防烈度为7度地区,乙、丙、丁类跨度小于80m的 轻型平屋面钢结构可不进行地震验算,但必须考虑水平地震对下 部支承结构的影响;其余屋盖钢结构应进行水平与竖向抗震 验算; 3在设防烈度为8度地区,对周边支承的跨度小于60m的 网架应进行竖向抗震验算,可不进行水平地震验算,但必须考虑 水平地震对下部支承结构的影响;其他结构应进行水平和竖向抗 震验算。 0工 A
(4. 3. 10)
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