世博会临时建筑物、构筑物设计标准.pdf

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1、世博会临时建筑物、构筑物设计标准(结构专篇)结构专篇编制单位:上海现代建筑设计(集团)有限公司同济大学上海市机电设计研究院有限公司结构专篇编写人员:顾 嗣 淳(以下按姓氏笔画排列)王平山田 炜 李 承 铭 李 阳 张 家 华 张 其 林 吴 明 儿 吴 香 香 汪 锋杨 联 萍 邱 枕 戈 岳 建 勇 罗 晓 群 夏 汉 强 黄 绍 铭 彭 珊2007 上海目 次1总 则.11.1 一般规定.11.2 术 语.11.3 极限状态设计原则.22荷载及荷载效应.42.1 术 语.42.2 荷载分类和荷载代表值.42.3荷载及荷载效应组合.52.4楼面活荷载.72.5屋面活荷载.82.6施工和检修荷

2、载.82.7雪荷载.92.8风荷载.93抗震设计.113.1 一般规定.1 13.2 术 语.1 13.3 抗震设计的基本要求.1 13.4 地震作用和结构抗震验算.124钢结构设计.164.1 术 语.164.2 材 料.164.3 结构选型.184.4 结构变形规定.184.5 结构分析.204.6 构件计算.204.7 构件长细比.204.8 板件宽厚比.204.9 连接计算.214.1 0 节点设计.214.11 钢结构防护.215铝合金结构设计.225.1 术 语.225.2 材 料.225.3 结构选型.235.4 结构分析.235.5 构件和连接设计.235.6 构造要求.246

3、索结构设计.266.1 术 语.266.2 材 料.2 66.3 结构选型.2 66.4 设计原则.2 66.5 构件和连接设计.2 76.6 构造要求.2 77膜结构设计.2 97.1 术 语.2 97.2 材 料.2 97 .3结构选型.3 17 .4设计原则.3 17.5构件和连接设计.3 17.6构造要求.3 38木结构设计.3 48.1 术 语.3 48.2 材 料.3 58.3 结构选型.3 88.4 结构分析.3 98.5 设计与验算.3 98.6 构造要求.4 28.7木结构防护.4 39地基基础设计.4 49.1 一般规定.4 49.2 术 语.4 49.3 材 料.4 49

4、.4 天然地基计算.4 59.5 浅基础设计.4 89.6 桩基础设计计算.4 89.7 地基处理设计要点.521总 则1.1 一般规定1.1.1 本篇仅适用于上海世博园区内所有临时建筑物、构筑物的结构设计。1.1.2 所有临时建筑物、构筑物的层数不宜超过4 层,高度不宜超过20m,且不宜设置地下室。1.1.3本篇所采用的设计基准期为50年。1.1.4 上海世博园区内所有临时建筑物、构筑物的使用年限为1 年。结构的设计使用年限应符合 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)中有关临时性结构的规定。达到设计使用年限后,不宜继续使用。若特殊原因尚需利用时,必须重新论证和审批。1.1.

5、5 结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。1.1.6 结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求:1在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用。2在正常使用时具有良好的工作性能。3在正常维护下具有足够的耐久性能。4在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。1.1.7 除压型钢板-混凝土组合楼面和基础外,一般不应采用混凝土材料。1.1.8 地基基础设计时,宜优先采用天然地基浅基础:当天然地基承载力或变形不能满足要求或有较大的地面堆载时,可采用合适的地基处理方法或其他基础形式。1.1.9 按本篇设计时,

6、除应考虑荷载的直接作用外,尚应考虑地震、地基变形、温度变化、焊接变形等间接作用,不考虑结构和构件直接承受疲劳荷载。1.2 术语1.2.1 可靠性 reliability结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。1.2.2 可靠度 degree of reliability(reliability)结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。1.2.3 设计基准期 design reference period为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。1.2.4 设计使用年限 design working life设计规定的结构或结构构件不需进行大修即

7、可按其预定R 的使用的时期。1.2.5 极限状态 limit state整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态为该功能的极限状态。11.3极限状态设计原则1.3.1极限状态可分为下列两类:1承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载能力极限状态:1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承载:3)结构转变为机动体系;4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等);5)地基丧失承载能力

8、而破坏(如失稳等)。2正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用的某项规定限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了正常使用极限状态:1)影响正常使用或外观的变形;2)影响正常使用的局部损坏(包括裂缝);3)影响正常使用的振动;4)影响正常使用的其他特定状态。1.3.2建筑结构设计时,应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响,区分下列三种设计状况:1持久状况。在结构使用过程中一定出现,其持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。2短暂状况。在结构施工和使用过程中出现概率较大,而与设计使用年限相比,持续期很短的状况,如施工和维修等。3偶然状况。在结构

9、使用过程中出现概率很小,且持续期很短的状况,如火灾、爆炸、撞击等。对于不同的设计状况,可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。1.3.3建筑结构的三种设计状况应分别进行下列极限状态设计:1对三种设计状况,均应进行承载能力极限状态设计。2对持久状况,尚应进行正常使用极限状态设计。3对短暂状况,可根据需要进行正常使用极限状态设计。1.3.4 建筑结构设计时,对所考虑的极限状态,应采用相应的结构作用效应的最不利组合:1进行承载能力极限状态设计时,应考虑作用效应的基本组合,必要时尚应考虑作用效应的偶然组合。2进行正常使用极限状态设计时,应考虑作用效应的标准组合,即当一个极限状态被超越时将产生严重

10、的永久性损害的情况。1.3.5 进行正常使用极限状态设计时,可不考虑频遇组合。1.3.6 对偶然状况,建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计:1按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施,使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力。22允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏,但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度。1.3.7 结构按承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计应分别符合本篇2.3.2及2.3.7条的规定。32荷载及荷载效应2.1 术语2.1.1 永久荷载 permanent load在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均

11、值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。2.1.2 可变荷载 variable load在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。2.1.3 偶然荷载 accidental load在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载。2.1.4 荷载代表值 representative values of a load设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值,例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。2.1.5 标准值 characteristic value/nominal value荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特

12、征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。2.1.6 组合值 combination value对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率,能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值:或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。2.1.7 荷载设计值 design value of a load荷载代表值与荷载分项系数的乘积。2.1.8 荷载效应 load effect由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力、变形和裂缝等。2.1.9 荷载组合 load combination按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。2.1.10 基本雪压 r

13、eference snow pressure雪荷载的基准压力,一 般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据,经概率统计得出 50年一遇最大值确定。2.1.11 基本风压 reference wind pressure风荷载的基准压力,一般按当地空旷平坦地面上10m高度处lOmin平均的风速观测数据,经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速,再考虑相应的空气密度确定的风压。2.2 荷载分类和荷载代表值2.2.1 结构上的荷载可分为下列三类:1永久荷载,例如结构自重、土压力、预应力等。2可变荷载,例如楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载等。3偶然荷载,例如爆炸力、撞击力等。4注:自重是指材料自身

14、重量产生的荷载(重力)。2.2.2建筑结构设计时,对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。2.2.3永久荷载标准值,对结构自重,可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。2.2.4可变荷载的标准值,按本章中有关条款的规定采用。2.2.5承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时,对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。可变荷载组合值,应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。2.3荷载及荷载效应组合2.3.1建筑结构设计应根据使用过

15、程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计。2.3.2对于承载能力极限状态,应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合,并应采用下列设计表达式进行设计:/0S R(2.3.2)式中/o 结构重要性系数,取为0.9:S结构的作用效应;R结构的抗力。公 式(2.3.2)中 的%S,在本篇各章中用内力设计值(N、M、V、T)和基础底面压力设计值P d、单桩桩顶的竖向压力设计值Qd 表示。2.3.3对于基本组合,荷载效应组合的设计值S 应从下列组合值中取最不利值确定:1 由可变荷教效应控制的组合:S =/

16、G%QW。法(2.3.3-1)i=2式 中 7G永久荷载分项系数,按本篇2.3.5 条的规定采用;YQ VYQi第 1 个和第i 个可变荷载分项系数,应按本篇2.3.5条的规定采用;SG k-永久荷载标准值的效应;SQQ 基本组合中起控制作用的第一个可变荷载标准值的效应;s 燃 第i个可变荷载标准值的效应;5匕 第 i 个可变荷载的组合值系数,应分别按相关的章节规定采用;n参与组合的可变荷载数。2 由永久荷载效应控制的组合:S YcGk+E j,QiciSQik(2.3.3-2)(=1注:1基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。2当对外状无法明显判断时,依次以各可变荷载效应为$

17、0*,选其中最不利的荷载效应组合。2.3.4对于一般排架、框架结构,基本组合可采用简化规则,并应按下列组合值中取最不利值确定:1 由可变荷载效应控制的组合:S =九$61(+/QRQ#(2.3.4-1)S =YcGk+。.9 QiQik(2.3.4-2)i=l2 由永久荷教效应控制的组合仍按公式(2.3.3-2)式采用。2.3.5基本组合的荷载分项系数,应按下列规定采用:1 永久荷载的分项系数:1)当其效应对结构不利时:对由可变荷我效应控制的组合,应 取 1.2;对由永久荷载效应控制的组合,应 取 1.3 5;2)当其效应对结构有利时的组合,应 取 1.0;对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取

18、0.9。2 可变荷载的分项系数:一般情况下取1.4;2.3.6对于偶然组合,荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定:偶然荷载的代表值不乘分项系数;与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。各种情况下荷载效应的设计值公式,可由具体情况另行确定。2.3.7对于正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,采用荷载的标准组合或准永久组合,并应按下列设计表达式进行设计:6SC(2.3.7)式 中C一结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值,例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值,应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。2.3.8计算正常使用极限状态时,荷载效应组合的设计值S应按下

19、式采用:S=SCk+Z ”注 (2.3.8)1=22.3.9对于准永久组合,荷载效应组合的设计值S可按下式采用:S=Gk+f WQ*(2.3.9)(=1甲q:可变荷载。的准永久值系数,应按各章节的规定采用。注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。2.3.1 0大跨度空间结构内力分析时宜考虑几何非线性效应的影响,应计算结构的整体稳定承载力。2.4楼面活荷载2.4.1建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值,应按表2.4.1的规定采用。表 2.4.1民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值系数项次类别标准值(k N /m2)组合值系数甲C准永久值系数%1(1)办公楼(2)会议室,阅览室、医

20、院门诊室2.00.70.40.52食堂、餐厅2.50.70.53(1)礼堂、剧场、影院(2)公共洗衣房3.50.70.30.54(1)商店、展览厅(2)无固定座位的看台4.00.70.50.35(1)健身房、演出舞台(2)舞厅4.00.70.50.36通风机房,电梯机房7.00.90.87厨 房(1)一般的(2)餐厅的2.04.00.70.50.78浴室、厕所、盥洗室2.50.70.49走廊、门厅、楼梯:(1)办公楼、餐厅,医院门诊部(2)消防疏散楼梯,其他民用建筑3.04.00.70.50.31 0阳台:(1)一般情况(2)当人群有可能密集时2.54.00.70.5注:1本表所给各项活荷载适

21、用于一般使用条当使用荷载较大或情况特殊时,应按实际情况采用;2第9项楼梯活荷载,对预制楼梯踏步平板,尚应按1.5 k N集中荷载验算;73 本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按恒荷教考虑,当隔墙位置可灵活自由布置时,非固定隔墙的自重可取每延米长墙重(kN/m)的 1/3作为楼面活荷载的附加值(kN/m?)计入,附加值不小于L OkN/nf。2.4.2 设计楼面梁、墙、柱及基础时,表 2.4.1 中的楼面活荷载标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数。1设计楼面梁时的折减系数1)第 1 (1)项当楼面梁从属面积超过25m2时应取0.9;2)第 1 (2)6 项当楼面梁从属

22、面积超过50m2时应取0.9;3)第 710项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。2设计墙、柱和基础时的折减系数1)第 1 (1)项应按表2.4.2 规定采用;2)第 1 (2)6 项应采用与其楼面梁相同的折减系数;3)第 710项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。注:楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸二分之一梁间距的范围内的实际面积确定。表2.4.2活荷载按楼层的折减系数墙、柱、基础计算截面以上的层数12 34计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00(0.9)0.850.7注:当楼面梁的从属面积25mz时,应采用括号内的系数。2.5 屋面活荷载2.5.1 房屋建筑的屋面,其水平投影面上

23、的屋面均布活荷载,应按表2.5.1采用。屋面均布活荷载,不应与雪荷载同时组合。表2.5.1屋面均布活荷载项次类 别标准值(kN /m2)组合值系数Wc准永久值系数/1不上人的屋面0.50.702上人的屋面2.00.70.43屋顶花园3.00.70.5注:1 不上人的屋面,当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用;对不同结构应按具体情况,将标准值作0.2kN/m2的增减;2 上人的屋面,当兼作其他用途时,应按相应楼面活荷载采用;3 对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载,应采取构造措施加以防止;必要时,应按积水的可能深度确定屋面活荷载;4 屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。2.6施工和检

24、修荷载2.6.1 设计屋面板、楝条、雨篷时,施工或检修集中荷载(人和小工具的自重)应取LOkN,并应在最不利位置处进行验算。注:1 对于轻型构件或较宽构件,当施工荷载超过上述荷载时,应按实际情况验算,或采用加垫板、支撑等临时设施承受。82当计算挑檐、雨篷承投力时,应沿板宽每隔1.0m取个集中荷载;在验算挑檐、雨篷倾覆时,应沿板宽每隔2.53.0m取一个集中荷载。2.6.2楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆顶部水平荷载,应按下列规定采用:1 办公楼、医院应取0.5 k N/m;2 食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆应取1.0 k N/m。2.6.3 当采用荷载准永久组合时,可不考虑施工和检修

25、荷载及栏杆水平荷载。2.7 雪荷载2.7.1屋面水平投影面上的雪荷载标准值,按下式计算:S k=心。(2.7.1-1)式 中Sk雪荷载标准值(Z N/n?);屋面积雪分布系数,可参照有关资料取用;50基本雪压(k N/m2),上海地区取为0.2kN/m2。2.8 风荷载2.8.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算:1 当计算主要承重结构时必(2.8.1 7)式 中 必-风荷载标准值(kN/府);区高度Z处的风振系数,按 2.8.6条采用;L风荷载体型系数,按 2.8.4条采用:上 风压高度变化系数;按 2.8.3条采用;卬 0 基本风压(k N/m2),上海世博园区取为0.5

26、 5 A N/,2。2 当计算围护结构时:叫=也 Wo(Z 8 J-2)式 中/3gz高度Z处的阵风系数,按 2.8.7条采用。,,局部风压体型系数,按 2.8.5条采用。2.8.2风荷载的组合值系数取0.6。2.8.3 上海世博园区风压高度变化系数按表2.8.3采用:9表2.8.3 风压高度变化系数一离地高度510152041.001.001.141.252.8.4房屋和构筑物的风载体型系数,可按附录A采用:1 房屋和构筑物与附录A的体型类同时,可按该表的规定采用。2 房屋和构筑物与附录A的体型不同时,可参考有关资料采用。3 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定。2.8.5 验

27、算膜结构、围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数:1 外表面1)正压区按附录A采用;2)负压区-对墙面,取T.0;-对墙角边,取T.8;一对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于1 0 的屋脊部位),取-2.2;对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件,取-2.0。注:对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1或房屋平均高度的0.4,取其小者,但不小于1.5mo2 内表面对封闭式建筑物,按外表面风压的正负情况取-0.2或 0.2。2.8.6 临时建筑风振系数一般情况下可取为1.0,对于大跨、细长等柔性结构,其风振系数宜由可靠资料确定。2.8.7计算围护结构风荷载时的阵风系数应按表2

28、.8.7 确定。表2.8.7 阵风系数离地高度51()152030阵风系数1.881.781.721.691.642.8.8 验算木结构等轻型屋盖与下部结构连接件强度时,风荷载值乘以放大系数1.2。2.8.9 当为门式刚架轻型房屋时,风荷载的计算按附录B计算。1 03抗震设计3.1 一般规定3.1.1 临时建筑物、构筑物的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。3.1.2 临时性建筑物、构筑物必须进行抗震设计。3.2 术语3.2.1 抗震设防烈度 seismic

29、 fortification intensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。3.2.2 地震作用 earthquake action由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖向地震作用。3.2.3 设计基本地震加速度 design basic acceleration of ground motion50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值。3.2.4 设计特征周期 design characteristic period of ground motion抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值

30、。3.2.5 场地 site工程群体所在地,具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于l.O kn?的平面面积。3.2.6 抗震措施 seismic fortification measures除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。3.2.7 建筑抗震概念设计 seismic concept design of buildings根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定构造的过程.3.2.8 抗震构造措施 details of seismic design根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构

31、各部分必须采取的各种细部要求。3.3 抗震设计的基本要求3.3.1 临时建筑物、构筑物应根据其使用功能的重要性分为乙类、丙类、丁类三个抗震设防类别。1乙类,属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复,且地震破坏会造成重大人员伤亡和社会重大影响的建筑物、构筑物。包括在一个区段的设计容纳人数在5000人以上的大型展馆;座位在1200以上的演艺中心;园区电信枢纽;220kV以上枢纽变电所;三级医院的住院部、医技楼、门诊部;园区急救中心的重要建筑;存放放射性物质、剧毒、易燃、1 1易爆的危险展品仓库。2 丙类,地震破坏后有一般影响及其他不属于乙、丁类的建筑物、构筑物。3 丁类,地震破坏不会影响乙、丙类建筑

32、,且社会影响、经济损失轻微的建筑物、构筑物。一般为储存物品价值低、人员活动少的单层仓库等。3.3.2 世博会园区地震基本烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.1 0 g (g 为重力加速度。IV 类场地,设计地震分组为第一组。多遇地震时,场地的设计特征周期为0.9 s。3.3.3 不规则且具有明显薄弱部位可能导致地震时严重破坏的建筑结构,宜按本篇有关规定进行基本烈度地震作用下的弹塑性变形分析。3.3.4 当结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的1 0%时,应计入重力二阶效应的影响。3.3.5 结构抗震分析时,应按照楼、屋盖在平面内变形情况确定为刚性、半刚性和柔性的横隔板,再按抗侧力系统的

33、布置确定抗侧力构件间的共同工作并进行各构件间的地震内力分析。3.3.6建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。3.4地震作用和结构抗震验算3.4.1 各类临时建筑物、构筑物的抗震计算,应采用下列方法:1 以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀,及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。2 除 1 款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。3 特别不规则的临时建筑物、构筑物应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。4 计算基本烈度地震下结构的变形,采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法。3.4.2计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重

34、标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数取0.5。3.4.3 水平地震影响系数最大值多遇地震下取0.0 8,基本烈度地震下取0.2 3。设计特征周期为0.9 s o图3.4.4地震影响系数曲线表3.4.4 a所用参数对应表yni 20.0 5 00.9 00.0 2 01.0 00.0 3 50.9 20.0 2 21.1 3注:地震影响系数;a,山一地震影响系数最大值;1 2,一直线下降段的下降斜率调整系数:L 衰减指数:和一阻尼调整系数;设计特征周期:T一结构自振周期木结构阻尼比采用0.0 5,钢结构、铝合金结构、索结构的阻尼比采用0.0 3 5。3.4.5 临时建筑物、构筑物

35、应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。验算时,地震作用可折减。折减系数对乙类结构取0.8,对丙类结构取0.6 5,对丁类结构取0.5。结构构件的地震作用效应和其它荷载效应的基本组合,应按下式计算:s=yGsGE+rEi,SE i.k(3.4.5)式 中 S结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;%重力荷载分项系数,一般情况应采用1.2,当重力荷载效应对构件承载能力有利时,不应大于1.0;yE h为水平地震作用分项系数,取 L3;SGE重力荷载代表值的效应,重力荷载可按本章3.4.2条采用;SE hk水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;3.4.6 结构

36、构件的截面抗震验算,应采用下列设计表达式:S%!/(3.4.9)j=i式 中 VE“第 i层对应水平地震作用标准值的楼层剪力;2 剪力系数,不应小于0.0 1 6,对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.1 51 3的增大系数;G j 第 j 层的重力荷载代表值。3.4.1 0 结构的楼层水平地震剪力,应按下列原则分配:1 刚性楼、屋盖建筑,宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。2 柔性楼、屋盖建筑,宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配。3 半刚性楼、屋盖建筑,可取上述两种分配结果的平均值。3.4.1 1 临时建筑物、构筑物应按3.4.5条折减后的地震作用进行多遇地震作用下的变形验算,必

37、要时尚宜进行基本烈度下薄弱层的弹塑性变形验算。变形验算时钢结构的弹性层间位移角不应大于1/3 0 0,弹塑性层间位移角不应大于1/5 0;铝合金结构和木结构的层间位移角限值可根据工程实际经验确定。3.4.12钢结构的抗震措施。1 工字形截面柱(翼缘)和箱形截面柱时,应符合下列要求:1)梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝;2)柱在梁翼缘对应位置设置横向加劲肋,且加劲肋厚度不应小于梁翼缘厚度,加劲肋与柱翼缘的连接焊缝应采用全熔透对接焊缝;3)梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接;腹板角部宜设置扇形切角,其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开;4)当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量

38、的7 0%时,梁腹板与柱的连接螺栓不得少于二列:当计算仅需一列时,仍应布置二列,且此时螺栓总数不得少于计算值的1.5 倍;5)柱在梁翼缘上下各5 0 0 m m 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,应采用坡口全熔透焊缝。2 梁柱的拼接应采取等强度连接。3 梁在其与V 形或人字形支撑相交处,应设置侧向支撑。该支承点与梁端支承点间的侧向长细比4,应符合下列要求。M当一 1 上:40.5时:Wp xJf2V(60-40(3.4.1 2-1)M当 0.51.0 时:(3.4.1 2-2)式中梁侧向支承点处弯矩。当梁在支承点范围内为同向曲率时叫/(W,J)为正,反之为负。叫“对梁x

39、轴的塑性毛截面模量。4 柱与基础的连接可根据具体情况采用埋入式、外包式及外露式等刚接或较接形式。1 4采用埋入式(或外包式)柱脚时;埋 入(或外包)深度不得小于钢柱截面高度的2倍;采用外露式柱脚时,柱脚螺栓的组合弯矩设计值应乘以增大系数1.2 o3.4.13木构件应符合下列要求:1 木柱的梢径不宜小于1 5 0 m m;应避免在柱的同一高度处纵横向同时开槽,且在柱的同一截面开槽面积不应超过截面总面积的1/2。2 柱子不能有接头。3 穿杨应贯通木构架各柱。1 54钢结构设计4.1 术语4.1.1 整体稳定 overall stability在外荷载作用下,对整个结构或构件能否发生屈曲或失稳的评估

40、。4.1.2 腹板屈曲后强度 postbuckling strength of web plate腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力。4.1.3 长细比 slenderness ratio构件计算长度与构件截面回转半径的比值。4.1.4 摇摆柱 leaning column框架内两端为钦接不能抵抗侧向荷载的柱。4.1.5 宽厚比 width-to-thickness ratio板件的宽度与厚度之比。4.1.6 一阶弹性分析 first order elastic analysis不考虑结构二阶变形对内力的影响,根据未变形的结构建立平衡条件,按弹性阶段分析结构内力及位移。4.1.7 屈曲 bu

41、ckling杆件或板件在轴心压力、弯矩、剪力单独或共同作用下突然发生与原受力状态不符的较大变形而失去稳定。4.2 材料4.2.1 承重结构的钢材宜采用屈服强度235 420N/mm2的钢材:当有可靠依据时,也可采用屈服强度高于420 N/mm2以上的钢材;钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构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所采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。4.2.2 对抗震设防的主要承重结构,结构的钢材应符合下列规定:1抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2。2钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率应大于20%。3钢材应

42、有良好的可焊性和合格的冲击韧性。4.2.3 连接件的钢材材质应满足强度要求,当有动力荷载作用时,尚应满足冲击韧性的要求,焊接采用的焊丝和焊剂应与主体金属力学性能相适应。4.2.4 钢材的强度设计值,应根据钢材厚度或直径按表4.2.4 采用。表4.2.4钢材的强度设计值(N/曲)钢 材抗拉、抗压和抗弯f抗剪A端面承压(刨平顶紧)fJ ce牌号厚度或直径(mm)Q235 钢16-402051201 6注:1表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。Q345 钢1635295170Q390 钢1635335190Q420 钢16353602102当采用冷弯薄壁型

43、钢时,强度设计值按上表降低5%。4.2.5焊缝连接的强度设计值应按表4.2.5采用。表4.2.5焊缝的强度设计值(N/曲)焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝牌号厚度或直径(mm)抗压/;1焊缝质量为卜.列等级时,抗拉f,w抗剪f:抗拉、抗压和抗剪一级、ff二级三级自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235 钢1640205205175120自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345 钢1635295295250170自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390 钢1635335335285190Q420 钢1635360360305210注:对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取了:,在

44、受拉区的抗弯强度设计值取7 7。4.2.6螺栓连接的强度设计值应按表4.2.6采用。表4.2.6螺栓连接的强度设计值(N/mm2)螺栓的性能等级、锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A级、B级螺栓抗拉f.b抗剪承压fe抗拉尸抗剪g承昆fe抗拉*抗拉尸抗剪f:承压fe普通螺栓4.6 级、4.8级1701405.6级210190一8.8级400320锚栓Q235 钢一一140Q345 钢1801 7注:1 A级螺栓用于d 4 2 4丽 和/4 1 0”或/4150??(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于 2 4,w n或/1 0 4或/1 5 0”加(按较小值)的螺栓。”为公称

45、直径,/为螺杆公称长度;承压型连接高强度螺栓8.8级4 0 02 5 01 0.9 级5 0 03 1 0构件Q 2 3 5 钢3 0 54 0 54 7 0Q 3 4 5 钢3 8 55 1 05 9 0Q 3 9 0 钢4 0 0一5 3 06 1 5Q 4 2 0 钢4 2 55 6 06 5 52 A、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G B 5 0 2 0 5的要求。4.2.7计算下列情况的结构构件或连接时,第4.2.4条第4.2.6条规定的强度设计值应乘以相应的折减系数。1单面连接的单角钢:1)按

46、轴心受力计算强度和连接乘以系数 0.85;2)按轴心受压计算稳定性:等边角钢乘以系数 0.6+0.0015%,但不大于1.0;短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.00252,但不大于1.0;长边相连的不等边角钢乘以系数 0.70;4为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当420时,取:=20;2无垫板的单面施焊对接焊缝乘以系数 0.85;3施工条件较差的高空安装焊缝和钏钉连接乘以系数 0.90;4沉头和半沉头钾钉连接乘以系数 0.80。注:当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。4.2.8钢材的物理性能指标应按表4.2.8采用。表4.2.8钢材的物理性能指标弹性模量E

47、 (N/m m2)剪变模量G (N/m m2)线膨胀系数a(以每。C)质量密度夕(k g/n?)2 0 6 X 1 037 9 X 1(P1 2 X 1 0 67 8 5 04.3结构选型4.3.1根据建筑物及构筑物的不同功能和造型,结构体系可选用钢框架、钢排架、钢框架一支撑、门式刚架、空间网格、钢一索等结构形式。当有可靠依据时.,也可采用其他结构形式。4.4结构变形规定4.4.1结构与构件的挠度不应超过表4.4.1的容许值。1 8表4.4.1结构与构件的挠度容许值项次类别容许值楼盖和工作平台梁、平台板(1)主梁及桁架L/4 0 01(2)抹灰顶棚的梁(仅用可变荷我计算)L/3 5 0(3)除

48、(1)、(2)款外的其它梁(包括楼梯梁)1 7 2 5 0(4)平台板L/1 5 0屋若(1)屋面桁架L/4 0 0(2)有吊顶的屋面梁1 7 3 0 02(3)无吊顶的屋面梁L/2 0 0(4)有吊顶的楝条L/2 4 0(5)仅支承压型钢板的橡条1 7 1 8 0(6)压型钢板屋面板L/1 5 03墙梁(1)支柱L/4 0 0(2)带有玻璃窗墙面的横梁(水平方向)L/2 0 0(3)压型钢板墙面的横梁(水平方向)1 7 1 5 0平板型矩形网架和网壳(1)平板型矩形平面网架结构的屋盖1 7 2 5 04(2)平板型矩形平面网架结构的楼盖1 7 3 0 0(3)平板型矩形平面网架结构的悬挑L/

49、1 5 0(4)网壳的屋盖L/3 0 0(5)网壳的悬挑1 7 1 5 0注:1 L为短跨长度(对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍。2大跨度屋面梁、桁架及网架应考虑起拱,起拱大小宜为恒载标准值加1/2活载标准值所产生的挠度值。3圆钢支撑的张紧矢度按1/7 00杆长控制。4.4.2轻型门式刚架的柱顶位移不应超过表4.4.2 的容许值。表4.4.2轻型门式刚架的柱顶位移容许值项次类别容许值1当采用轻型钢墙板时(无吊车)H/7 52当采用砌体墙时(无吊车)H/100注:表中H为刚架柱高度。4.4.3多层轻型钢框架的柱顶及层间位移在风荷载作用下不应超过表4.4.3 的容许值。表4.4.3在风荷载作用下柱

50、顶及层间位移容许值项次类别容许值1柱顶位移H/5 002层间位移h/4 00注:表中H为结构总高度,h为层高。1 94.5结构分析4.5.1对结构可进行多种不利荷载效应组合下的弹性内力和变形分析。4.5.2对于规则的钢框架、钢排架、钢框架一支撑、门式刚架结构可沿结构二个主轴方向进行平面分析,其他结构宜进行空间分析。4.5.3当结构的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%时,应计入重力二阶效应的影响。4.5.4对网壳结构(单层网壳以及厚度小于跨度1/50的双层网壳)及大跨度空间格构结构应进行非线性整体稳定性验算,对大型的和体型复杂的网壳结构宜采用弹塑性分析方法。网壳稳定承载力(标准值)为网壳极限承载力

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