共 415 条公开条文 · 本页 50 条
3.9.4 结构抗连续倒塌设计时，荷载组合的效应设计值可按下式确定：
式中：SGk——永久荷载标准值产生的效应；
SQi,k——竖向可变荷载标准值产生的效应；
Swk——风荷载标准值产生的效应；
ψqi——第i个竖向可变荷载的准永久值系数；
ψw——风荷载组合值系数，取0.2；
ηd——竖向荷载动力放大系数，当构件直接与被拆除竖向构件相连时取2.0，其他构件取1.0。
3.9.5 构件截面承载力计算时，钢材强度可取抗拉强度最小值。
3.9.6 当拆除某构件不能满足结构抗连续倒塌要求时，在该构件表面附加80kN／m2侧向偶然作用设计值，此时其承载力应满足下列公式的要求：
式中：Rd——构件承载力设计值，按本规程第3.6.1条采用；
Sd——作用组合的效应设计值；
SGk——永久荷载标准值的效应；
SQk——活荷载标准值的效应；
SAd——侧向偶然作用设计值的效应。
钢材的选用应综合考虑构件的重要性和荷载特征、结构形式和连接方法、应力状态、工作环境以及钢材品种和厚度等因素，合理地选用钢材牌号、质量等级及其性能要求，并应在设计文件中完整地注明对钢材的技术要求。
4.1.1 工程经验表明，以高层民用建筑钢结构为代表的现代钢结构对钢材的品种、质量和性能有着更高的要求，同时也要求在设计选材中更要做好优化比选工作。本条依据相关设计规范和工程经验并结合高层民用建筑钢结构的用钢特点，提出了选材时应综合考虑的诸要素。其中应力状态指弹性或塑性工作状态和附加应力(约束应力、残余应力)情况；工作环境指高温、低温或露天等环境条件；钢材品种指轧制钢材、冷弯钢材或铸钢件；钢材厚度主要指厚板、厚壁钢材。为了保证结构构件的承载力、延性和韧性并防止脆性断裂，工程设计中应综合考虑上述要素，正确合理的选用钢材牌号、质量等级和性能要求。同时由于钢结构工程中钢材费用约可占到工程总费用的60％左右，故选材还应充分的考虑到工程的经济性，选用性价比较高的钢材。此外作为工程重要依据，在设计文件中应完整的注明对钢材和连接材料的技术要求，包括牌号、型号、质量等级、力学性能和化学成分、附加保证性能和复验要求，以及应遵循的技术标准等。
钢材的牌号和质量等级应符合下列规定：
1 主要承重构件所用钢材的牌号宜选用Q345钢、Q390钢，一般构件宜选用Q235钢，其材质和材料性能应分别符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB／T 1591或《碳素结构钢》GB／T 700的规定。有依据时可选用更高强度级别的钢材。
2 主要承重构件所用较厚的板材宜选用高性能建筑用GJ钢板，其材质和材料性能应符合现行国家标准《建筑结构用钢板》GB／T 19879的规定。
3 外露承重钢结构可选用Q235NH、Q355NH或Q415NH等牌号的焊接耐候钢，其材质和材料性能要求应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB／T 4171的规定。选用时宜附加要求保证晶粒度不小于7级，耐腐蚀指数不小于6.0。
4 承重构件所用钢材的质量等级不宜低于B级；抗震等级为二级及以上的高层民用建筑钢结构，其框架梁、柱和抗侧力支撑等主要抗侧力构件钢材的质量等级不宜低于C级。
5 承重构件中厚度不小于40mm的受拉板件，当其工作温度低于—20℃时，宜适当提高其所用钢材的质量等级。
6 选用Q235A或Q235B级钢时应选用镇静钢。
4.1.2 钢材的牌号和质量等级的规定，主要是考虑了国内钢材的生产水平、高层和超高层民用建筑钢结构应用的现状、高性能钢材发展的趋势和相关国家标准的规定而修订的。
1 近年来国内建造的高层和超高层民用建筑钢结构除大量应用Q345钢外，也较多应用了Q390钢与Q345GJ厚板。经验表明，由于品种完善和质量性能的提高，现国产结构用钢已可在保有较高强度的同时，也具有较好的延性、韧性和焊接性能，完全能够满足抗风、抗震高层钢结构用钢的综合性能要求。故本条提出承重构件宜采用Q345、Q390与Q235等牌号的钢材。由于轧制状态交货的钢材在强度提高时，其延性、韧性与焊接性能会有一定幅度的降低。如Q460钢的伸长率较Q345要降低15％，按最小值计算的屈强比要提高约10％；Q500钢—40℃冲击功较Q345钢要降低约10％，碳当量也相应有所提高。故本条提出了有依据时，如进行性能化设计，经比选确认可同时保证相应的延性与韧性性能时，也可采用更高强度的钢材。本条规定与国外经验也是一致的，如日本SN系列高性能钢材(推荐为抗震用钢)仅列出SN400钢(相当于Q235钢)与SN490钢(相当于Q345钢)，同时专门研发出高性能抗震结构用SA440钢[屈服强度(440～540)N／mm2，屈强比≤0.8，伸长率≥20％～26％，其C级钢可保证Z25性能]用于工程；美国抗震规程规定对预期会出现较大非弹性受力构件，如特殊抗弯框架、特殊支撑框架、偏心支撑框架和屈曲约束支撑框架等所用钢材屈服强度均不应超过345N／mm2；对经受有限非弹性作用的普通抗弯框架和普通中心支撑等结构允许采用屈服强度不大于380N／mm2的钢材。
2 GJ钢板(《建筑结构用钢板》GB／T 19879)是我国专为高层民用建筑钢结构生产的高性能钢板，其性能与日本SN系列高性能钢材相当。与同级别低合金结构钢相比，除化学成分优化、并有较好的延性、塑性与焊接性能外，还具有厚度效应小、屈服强度波动范围小等特点，并将屈服强度幅(屈服强度波动范围，对Q345钢、Q390钢为120N／mm2)、屈强比、碳当量均作为基本交货条件予以保证。虽然按国家标准《低合金高强度结构钢》GB／T 1591-2008生产的低合金钢较原标准提高了屈服强度和冲击功，增加了碳当量作为供货条件，综合质量有明显改善，其性能与GJ钢板已较为接近，但采用较厚的GJ钢板时仍有一定的综合优势。以Q345钢80～100mm厚板为例，Q345GJ钢板屈服强度较普通Q345钢板可提高6.5％，伸长率可提高10％，碳当量可降低8％以上，故推荐其为重要构件较厚板件优先选用的钢材。
3 耐候钢是我国早已制订标准并可批量生产的钢种，现可生产Q235NH、Q355NH、Q415NH、Q460NH等六种牌号焊接结构用耐候钢，其性能与《低合金高强度结构钢》GB／T 1591系列钢材相当。除力学性能、延性和韧性性能有保证外，其耐腐蚀性能可为普通钢材的2倍以上，并可显著提高涂装附着性能，故用于外露大气环境中有较好的耐腐蚀效果。选用时作为量化的性能指标宜要求其晶粒度不小于7级，耐腐蚀性指数不小于6。但由于以往建筑钢结构工程中耐候钢应用不多，现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017亦未对其抗力分项系数和强度设计值作出规定，如在工程中选用时需按该规范的规定进行钢材试样统计分析，以确定抗力分项系数和强度设计值。
近年来，我国宝钢、鞍钢、马钢等钢铁企业已研发生产了耐火结构用钢板和H形钢，其在600℃高温作用下，屈服强度降幅不大于1／3，因而具有较好的耐火性能，但因缺乏实用经验，也缺少相关的设计标准与参数，故本规程暂未列入其相关条文。
4 现行各钢材标准规定的钢材质量等级主要体现了其韧性(冲击吸收功)和化学成分优化方面的差异，质量等级愈高则冲击功保证值越高，而有害元素(硫、磷)含量限值则越低，因而是一个材质综合评定的指标，不同级别钢材价格也有差别。选材时应按优材优用的原则合理选用质量等级。本条根据相关规范规定和工程经验提出了钢材质量等级选用的规定和建议。对抗震结构主要考虑地震具有强烈交变作用的特点，会引起结构构件的高应变低周疲劳，因而二级抗震框架与抗侧力支撑等主要抗侧力构件钢材等级不宜低于C级，以保证应有的韧性性能。另应注意部分钢材产品不分质量等级或只限定较低或较高的质量等级(如Q390GJ和Q420GJ钢板最低质量等级为C级，冷弯矩形钢管未规定Q345E级与Q390D、E级质量等级)，选用质量等级时，不应超出其规定范围。
5 防止结构脆断破坏是钢结构选材的基本要求之一。《钢结构设计规范》GB 50017-2003在选材和构造规定中，均提出了防止结构构件脆断的要求和构造措施。研究表明钢结构的抗脆断性能与环境温度、结构形式、钢材厚度、应力特征、钢材性能、加荷速率等多种因素有关。工作环境温度越低、钢材厚度越厚、名义拉应力越大、应力集中及焊接残余应力越高(特别是有多向拉应力存在时)和加荷速率越快，则钢材韧性越差，结构更易发生脆断。而提高钢材抗脆断能力的主要措施是提高其韧性性能。关于钢材应力状态与厚度、温度对抗脆断性能的影响国内尚较少研究，但欧洲规范Eurocode 3对此已有明确的规定，如JO级S335钢板工作(拉)应力为0.75fy时，其允许厚度在10℃时可为60mm，0℃与—20℃时则分别降至50mm与30mm。高层钢结构具有板件厚度大，焊接残余应力高并承受交变荷载的特点，其选材应考虑防脆断性能的要求。据此，本条提出了宜适当提高低温环境下受拉(包括弯曲受拉)厚板的质量等级。
6 当用平炉及铸锭方法生产时，Q235A级或B级钢的脱氧方法可分为沸腾钢或镇静钢，后者脱氧充分，晶粒细化，材质均匀而性能较好。现转炉和连铸方法生产的钢材一般均为镇静钢，目前已在国内钢材生产总量中约占90％以上，故现市场上沸腾钢有时价格反而偏高。根据近年来工程用材经验，钢结构用钢应选用镇静钢。
关于A级钢的选用问题，按相关标准规定，Q235A级钢可能会以超过其含碳量限值(0.22％)交货，而现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017又以强制性条文规定了“对焊接结构尚应具有碳当量的合格保证”，故一直以来在工程用焊接结构中规定不采用Q235A级钢。但参照国内外实际用材经验，美国与日本的235级碳素结构钢允许含碳量可达0.25％，国内也有含碳量达0.24％钢材应用于焊接结构的实例，亦即不宜绝对不允许Q235A级钢的应用。如对经复验其含碳量合格的Q235A级钢或碳含量不大于0.24％的Q235A级钢，经采取必要的焊接措施并检验认可后仍可用于一般承重结构中。而对Q345A级钢，若其碳当量或焊接裂纹敏感性指数符合要求即可用于焊接结构的一般构件，不必因其碳、锰单项指标未符合标准规定而限制其使用。
承重构件所用钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能和冷弯试验的合格保证；同时尚应具有碳、硫、磷等化学成分的合格保证。焊接结构所用钢材尚应具有良好的焊接性能，其碳当量或焊接裂纹敏感性指数应符合设计要求或相关标准的规定。
4.1.3 本条依据现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定了高层民用建筑钢结构承重构件钢材应保证的基本性能要求，包括化学成分含量限值、力学性能和工艺性能(冷弯、焊接性能)等，冷弯虽属钢材工艺性能但也是体现钢材材质细化和防脆断性能的参考指标，仍应作为承重结构用钢的基本保证项目。目前实际工程中多以碳当量作为量化焊接性能的指标，其计算公式和允许限值可依现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB／T 1591的规定为依据，并按钢材熔炼分析的化学元素含量值计算。由于各种交货状态钢材的碳当量有差异，若对焊接性能有更高要求时，可选用按热机械轧制(TMCP)状态交货的钢材并要求较低的碳当量保证，其在细化晶粒、提高韧性、焊接性能方面有较好的改善效果。
高层民用建筑中按抗震设计的框架梁、柱和抗侧力支撑等主要抗侧力构件，其钢材性能要求尚应符合下列规定：
1 钢材抗拉性能应有明显的屈服台阶，其断后伸长率A不应小于20％；
2 钢材屈服强度波动范围不应大于120N／mm2，钢材实物的实测屈强比不应大于0.85；
3 抗震等级为三级及以上的高层民用建筑钢结构，其主要抗侧力构件所用钢材应具有与其工作温度相应的冲击韧性合格保证。
4.1.4 在强烈的交变地震作用下，承重钢结构的工作条件与失效模式与静载作用下的结构是完全不同的。罕遇地震作用时，较大的频率一般为(1～3)Hz，造成建筑物破坏的循环周次通常在(100～200)周以内，因而使结构带有高应变低周疲劳工作的特点，并进入非弹性工作状态。这就要求结构钢材在有较高强度的同时，还应具有适应更大应变与塑性变形的延性和韧性性能，从而实现地震作用能量与结构变形能量的转换，有效地减小地震作用，达到结构大震不倒的设防目标。这一对钢材延性的要求，目前已作为一个基本准则列入美国、加拿大、日本等国的相关技术标准中，我国现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011也以强制性条文规定了为保证结构钢材延性的相应指标要求。综上所述，本条提出了对钢材伸长率和屈强比限值的规定。同时为了保证钢材实物产品的屈强比限值不会有较大的波动，参照GJ钢板标准对Q345GJ、Q390GJ性能指标的规定，补充提出了钢材的屈服强度波动范围不应大于120N／mm2的要求。
焊接节点区T形或十字形焊接接头中的钢板，当板厚不小于40mm且沿板厚方向承受较大拉力作用(含较高焊接约束拉应力作用)时，该部分钢板应具有厚度方向抗撕裂性能(Z向性能)的合格保证。其沿板厚方向的断面收缩率不应小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB／T 5313规定的Z15级允许限值。
4.1.5 关于抗层状撕裂性能问题，国内外研究和工程经验均表明，因较高拉应力而在沿厚度方向承受较大撕裂作用的钢材，应有抗撕裂性能(Z向性能)的保证，并需按不同性能等级分别要求板厚方向断面收缩率不小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB／T 5313规定的15％(Z15)、25％(Z25)和35％(Z35)限值。由于要求Z向性能会大幅增加钢材成本(约15％～20％)，而国内有关规范对如何合理选用Z向性能等级缺乏专门研究与相应规定，致使目前工程设计中随意扩大或提高要求Z向性能的情况时有发生。实际上在高层民用建筑钢结构中有较大撕裂作用的典型部位是厚壁箱型柱与梁的焊接节点区，而高额拉应力主要是焊接约束应力。欧洲钢结构规范Eurcode3根据研究成果，已在相关条文中提出了量化确定Z向等级的计算方法，表明影响Z向性能指标的因素主要是：节点处因钢材收缩而受拉的焊脚厚度、焊接接头形式(T字形，十字形)、约束焊缝收缩的钢材厚度、焊后部分结构的间接约束以及焊前预热等，可见抗撕裂性能问题实质上是焊接问题，而结构使用阶段的外拉力并非主要因素。合理的解决方法首先是节点设计应有合理的构造，焊接时采取有效的焊接措施，减少接头区的焊接约束应力等，而不应随意要求并提高Z向性能的等级，在采取相应措施后不宜再提出Z35抗撕裂性能的要求。综上所述，本条做出了相应的规定。
钢框架柱采用箱形截面且壁厚不大于20mm时，宜选用直接成方工艺成型的冷弯方(矩)形焊接钢管，其材质和材料性能应符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG／T 178中Ⅰ级产品的规定；框架柱采用圆钢管时，宜选用直缝焊接圆钢管，其材质和材料性能应符合现行行业标准《建筑结构用冷成型焊接圆钢管》JG／T 381的规定，其截面规格的径厚比不宜过小。
4.1.6 近年来，在高层民用建筑钢结构工程中，箱形截面与方(矩)钢管截面以其优良的截面特性得到了更普遍的应用。随着现行国家标准《结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB／T 6728和行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG／T 178相继颁布，大尺寸冷弯矩形钢管(600×400×20或500×500×20)亦可批量供货，同时后者还规定了按Ⅰ级产品交货时，应以保证成型管材的力学性能，屈强比、碳当量等作为交货基本保证条件，使得产品质量更有保证。现已有多项工程的框架柱采用冷成型方(矩)钢管混凝土柱的实例。同时工程经验表明，当四块板组合箱形截面壁厚小于16mm，时，不仅加工成本高，工效低而且焊接变形大，导致截面板件平整度差，反而不如采用方(矩)钢管更为合理可行。
由于热轧无缝钢管价格较高，产品规格较小(直径一般小于500mm)并壁厚公差较大，其Q345钢管的屈服强度和—40℃冲击功要低于Q345钢板的相应值。故高层民用建筑钢结构工程中选用较大截面圆钢管时，宜选用直缝焊接圆钢管，并要求其原板和成管后管材的材质性能均符合设计要求或相应标准的规定。还应注意选用时为避免过大的冷作硬化效应降低钢管的延性，其截面规格的径厚比不应过小，根据现有的应用经验，对主要承重构件用钢管不宜小于20(Q235钢)或25(Q345钢)。
偏心支撑框架中的消能梁段所用钢材的屈服强度不应大于345N／mm2，屈强比不应大于0.8；且屈服强度波动范围不应大于100N／mm2。有依据时，屈曲约束支撑核心单元可选用材质与性能符合现行国家标准《建筑用低屈服强度钢板》GB／T 28905的低屈服强度钢。
4.1.7 为了保证偏心支撑消能梁段有良好的延性和耗能能力，本条依据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011，对其用材的强度级别和屈强比作出了规定。
钢结构楼盖采用压型钢板组合楼板时，宜采用闭口型压型钢板，其材质和材料性能应符合现行国家标准《建筑用压型钢板》GB／T 12755的相关规定。
4.1.8 多年来，高层民用建筑钢结构楼盖结构多采用压型钢板-混凝土组合楼板，压型钢板主要作为模板起到施工阶段的承载作用，所沿用板型多为开口型。现行国家标准《建筑用压型钢板》GB／T 12755对建筑用压型钢板的材料、质量、性能等技术要求作出了规定，并提出组合楼板用压型钢板宜采用闭口型板，该种板型可增加组合楼板的有效厚度和刚度，提高楼盖使用的舒适度和隔声效果，并便于吊顶构造，近年来已有较多的工程应用实例，本条据此作出了相应规定。
钢结构节点部位采用铸钢节点时，其铸钢件宜选用材质和材料性能符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB／T 7659的ZG 270-480H、ZG 300-500H或ZG 340-550H铸钢件。
4.1.9 现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017对铸钢件选材，仅规定了可选用《一般工程用铸造碳钢件》GB／T 11352，但其碳当量过高仅适用于非焊接结构。在近年来国内钢结构工程中，焊接结构用铸钢节点不仅在大跨度管结构中被普遍采用，而且也已有多个在高层民用建筑钢结构中应用的先例，其节点铸钢件所用材料多采用符合欧洲标准的G20Mn5牌号铸钢件。按新修订的国家标准《焊接结构用铸钢件》GB／T 7659-2011的规定，国内已可生产牌号为ZG340-550H的铸钢件，其性能与G20Mn5相当。据此，本条提出了焊接结构用铸钢件的选材规定。
关于铸钢件的材质，因其为铸造成型，缺少轧制改善钢材性能的效应，其致密度、晶粒度均不如轧制钢材，故抗力分项系数要比轧制钢材高15％以上，亦即强度级别相同时，其强度设计值约低15％，加之价格是热轧钢材的(2～3)倍。因而铸钢件是一种性价比不高的钢材，选用铸钢件时，应进行认真的优化比选与论证，防止随意扩大用量并增大工程成本的不合理做法。
钢结构所用焊接材料的选用应符合下列规定：
1 手工焊焊条或自动焊焊丝和焊剂的性能应与构件钢材性能相匹配，其熔敷金属的力学性能不应低于母材的性能。当两种强度级别的钢材焊接时，宜选用与强度较低钢材相匹配的焊接材料。
2 焊条的材质和性能应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB／T 5117、《热强钢焊条》GB／T 5118的有关规定。框架梁、柱节点和抗侧力支撑连接节点等重要连接或拼接节点的焊缝宜采用低氢型焊条。
3 焊丝的材质和性能应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB／T 14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB／T 8110、《碳钢药芯焊丝》GB／T 10045及《低合金钢药芯焊丝》GB／T 17493的有关规定。
4 埋弧焊用焊丝和焊剂的材质和性能应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB／T 5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB／T 12470的有关规定。
4.1.10 现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661对焊接材料的质量、性能要求及与母材的匹配和焊接工艺、焊接构造等有详细的规定，应作为设计选用焊接材料和技术要求的依据。选用焊接材料时应注意其强度、性能与母材的正确匹配关系。同时对重要构件的焊接应选用低氢型焊条，其型号为4315(6)、5015(6)或5515(6)。各类焊接材料与结构钢材的合理匹配关系可见表2：
表2 焊接材料与结构钢材的匹配
注：1 被焊母材有冲击要求时，熔敷金属的冲击功不应低于母材的规定；
2 表中X对应各焊材标准中的相应规定。
钢结构所用螺栓紧固件材料的选用应符合下列规定：
1 普通螺栓宜采用4.6或4.8级C级螺栓，其性能与尺寸规格应符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB／T 3098.1、《六角头螺栓 C级》GB／T 5780和《六角头螺栓》GB／T 5782的规定。
2 高强度螺栓可选用大六角高强度螺栓或扭剪型高强度螺栓。高强度螺栓的材质、材料性能、级别和规格应分别符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB／T 1228、《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／T 1230、《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／T 1231和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB／T 3632的规定。
3 组合结构所用圆柱头焊钉(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／T 10433的规定。其屈服强度不应小于320N／mm2，抗拉强度不应小于400N／mm2，伸长率不应小于14％。
4 锚栓钢材可采用现行国家标准《碳素结构钢》GB／T 700规定的Q235钢，《低合金高强度结构钢》GB／T 1591中规定的Q345钢、Q390钢或强度更高的钢材。
4.1.11 选用高强度螺栓时，设计入应了解大六角型和扭剪型是指高强度螺栓产品的分类，摩擦型和承压型是指高强度螺栓连接的分类，不应将二者混淆。在选用螺栓强度级别时，应注意大六角螺栓有8.8级和10.9级两个强度级别，扭剪型螺栓仅有10.9级。现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82，对螺栓材料、性能等级、设计指标、连接接头设计与施工验收等有详细的规定，设计时可作为主要的参照依据。
锚栓一般按其承受拉力计算选择截面，故宜选用Q345、Q390等牌号钢。为了增加柱脚刚度或为构造用时，也可选用Q235钢。
各牌号钢材的设计用强度值应按表4.2.1采用。
表4.2.1 设计用钢材强度值(N／mm2)
注：表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和受压杆件系指截面中较厚板件的厚度。
4.2.1 国家标准《钢结构设计规范》GB 50017-2003中Q235、Q345钢材的抗力分项系数的取值依据仍为1988年以前的试样与统计分析数据，时效性已较差，而对Q390钢、Q420钢、Q460钢及Q345GJ钢板则一直未进行系统的取样与统计分析工作，现规定的取值多为分析推算所得，其科学性、合理性亦不充分。有鉴于此，负责《钢结构设计规范》GB 50017修编工作的编制组根据极限状态设计安全度的准则和概率统计分析参数取值的要求，组织了较大规模的国产结构钢材材性调研和试样取集以及试验研究工作。共对上述牌号钢材取集试样1.8万余组，代表了十个钢厂约27万吨钢材，在统一取样，统一试验，并对材料性能不定性、材料几何特性不定性及试验不定性等重要影响参数深入细致分析的基础上，得出了规律性的相关公式与计算参数，最终经细化分析计算得出了Q235、Q345、Q390、Q420、Q460与Q345GJ等牌号钢材的抗力分项系数与强度设计值，建议列入规范。该项研究已作为大型课题于2012年9月通过了专家鉴定并给予较高评价，认为研究结论所得数据代表性强、可信度高，一致同意其建议值可列入正修订的《钢结构设计规范》GB 50017作为设计依据。本条表4.2.1即据此列入了各牌号钢的强度设计值。应用表4.2.1各强度设计值时，需注意各钢种系列的厚度分组是不相同的，新采用的抗力分项系数也因厚度分组不同而略有差异，较合理的体现了其性能的差异性。
2008年在本规程的修订中，中国建筑标准设计研究院与舞阳钢厂、重庆大学等单位也组织了专题研究，对舞阳钢厂的Q345GJ钢板产品进行了系统的抽样统计分析与试验研究，其成果也较早通过了专家鉴定，最终确认舞阳钢厂的Q345GJ钢板仍可按抗力分项系数为1.111取值。这与表4.2.1中所列相关值也是一致的。
4.2.2 冷弯成型的型材与管材，其强度设计值应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定采用。
4.2.3 焊接结构用铸钢件的强度设计值应按表4.2.3采用。
表4.2.3 焊接结构用铸钢件的强度设计值(N／mm2)
注：本表适用于厚度为100mm以下的铸件。
4.2.3 现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定了《一般工程用铸造碳钢件》GB／T 11352的强度设计值，其抗力分项系数按γR＝1.282取值。表4.2.3即按此值计算列出了焊接结构用铸钢件的强度设计值。
设计用焊缝的强度值应按表4.2.4采用。
表4.2.4 设计用焊缝强度值(N／mm2)
注：1 焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定，其检验方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。
2 对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取fwc，在受拉区的抗弯强度设计值取fwt。
3 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。
4 进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计算时，上表规定的强度设计值应乘折减系数0.85。
5 Q345GJ钢与Q345钢焊接时，焊缝强度设计值按较低者采用。
4.2.4 表4.2.4根据新的钢材性能指标和调整后的钢材强度设计值，列出了焊缝的强度设计值，同时根据现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661和相应的焊剂、焊丝标准补充列出了其与钢材匹配的型号。当抗震设计需进行焊接连接极限承载力验算时，其对接焊缝极限强度可按表中fu取值，角焊缝可按0.58fu取值。
设计用螺栓的强度值应按表4.2.5采用。
表4.2.5 设计用螺栓的强度值(N／mm2)
注：1 A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或l＞10d或l＞150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径，l为螺杆公称长度。
2 B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度及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的规定。
3 摩擦型连接的高强度螺栓钢材的抗拉强度最小值与表中承压型连接的高强度螺栓相应值相同。
4.2.5 表4.2.5按《钢结构设计规范》GB 50017-2003列出了螺栓和锚栓的强度设计值。同时增加了锚栓和高强度螺栓钢材的抗拉强度最小值。
5.1.1 高层民用建筑的楼面活荷载、屋面活荷载及屋面雪荷载等应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。
5.1.2 计算构件内力时，楼面及屋面活荷载可取为各跨满载，楼面活荷载大于4kN／m2时宜考虑楼面活荷载的不利布置。
5.1.3 施工中采用附墙塔、爬塔等对结构有影响的起重机械或其他施工设备时，应根据具体情况验算施工荷载对结构的影响。
5.1.4 旋转餐厅轨道和驱动设备自重应按实际情况确定。
5.1.1 高层民用建筑的竖向荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的相关规定采用。当业主对楼面活荷载有特别要求时，可按业主的要求采用，但不应小于现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定值。
5.1.2 高层民用建筑中活荷载与永久荷载相比是不大的，不考虑活荷载不利分布可简化计算。但楼面活荷载大于4kN／m2时，宜考虑不利布置，如通过增大梁跨中弯矩的方法等。
5.1.3 结构设计要考虑施工时的情况，对结构进行验算。
5.1.5 擦窗机等清洁设备应按实际情况确定其大小和作用位置。
5.1.6 直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大内力的荷载：
1 直升机总重量引起的局部荷载，应按实际最大起飞重量决定的局部荷载标准值乘以动力系数确定。对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；当没有机型技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按表5.1.6取用。
表5.1.6 局部荷载标准值及其作用面积
2 等效均布活荷载5kN／m2。
5.1.7 宜考虑施工阶段和使用阶段温度作用对钢结构的影响。
5.1.6 本条关于直升机平台活荷载的规定，是根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定确定的。
5.1.7 温度作用属于可变的间接荷载，主要由季节性气温变化、太阳辐射、使用热源等因素引起。钢结构对温度比较敏感，所以宜考虑其对结构的影响。
垂直于高层民用建筑表面的风荷载，包括主要抗侧力结构和围护结构的风荷载标准值，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定计算。
5.2.1 风荷载计算主要依据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定。
对于房屋高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，应考虑风压脉动对结构产生顺风向振动的影响。结构顺风向风振响应计算应按随机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。
对横风向风振作用效应或扭转风振作用效应明显的高层民用建筑，应考虑横风向风振或扭转风振的影响。横风向风振或扭转风振的计算范围、方法及顺风向与横风向效应的组合方法应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。
5.2.2 本条是根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的要求拟定的，意在提醒设计人员注意考虑结构顺风向风振、横风向风振或扭转风振对高层民用建筑钢结构的影响。一般高层民用建筑钢结构高度较高，高宽比较大，结构顶点风速可能大于临界风速，引起较明显的结构横向振动。横风向风振作用效应明显一般是指房屋高度超过150m或者高宽比大于5的高层民用建筑钢结构。
判断高层民用建筑钢结构是否需要考虑扭转风振的影响，主要考虑房屋的高度、高宽比、厚宽比、结构自振频率、结构刚度与质量的偏心等多种因素。
考虑横风向风振或扭转风振影响时，结构顺风向及横风向的楼层层间最大水平位移与层高之比应分别符合本规程第3.5.2条的规定。
5.2.3 横风向效应与顺风向效应是同时发生的，因此必须考虑两者的效应组合。但对于结构侧向位移的控制，不必考虑矢量和方向控制结构的层间位移，而是仍按同时考虑横风向与顺风向影响后的计算方向位移确定。
基本风压应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。对风荷载比较敏感的高层民用建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。
5.2.4 按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定，对风荷载比较敏感的高层民用建筑，其基本风压适当提高。因此，本条明确了承载力设计时，应按基本风压的1.1倍采用。
对风荷载是否敏感，主要与高层民用建筑的体型、结构体系和自振特性有关，目前尚无实用的划分标准。一般情况下高度大于60m的高层民用建筑，承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用；对于房屋高度不超过60m的高层民用建筑，风荷载取值是否提高，可由设计人员根据实际情况确定。
本条的规定，对设计使用年限为50年和100年的高层民用建筑钢结构都是适用的。
计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数μs可按下列规定采用：
1 对平面为圆形的建筑可取0.8。
2 对平面为正多边形及三角形的建筑可按下式计算：
式中：μs——风荷载体型系数；
n——多边形的边数。
3 高宽比H／B不大于4的平面为矩形、方形和十字形的建筑可取1.3。
4 下列建筑可取1.4：
1)平面为V形、Y形、弧形、双十字形和井字形的建筑；
2)平面为L形和槽形及高宽比H／B大于4的平面为十字形的建筑；
3)高宽比H／B大于4、长宽比L／B不大于1.5的平面为矩形和鼓形的建筑。
5 在需要更细致计算风荷载的场合，风荷载体型系数可由风洞试验确定。
5.2.5 本条是对现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009有关规定的适当简化和整理，以便于高层民用建筑钢结构设计时采用。
当多栋或群集的高层民用建筑相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应。一般可将单栋建筑的体型系数μs乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，必要时通过风洞试验或数值技术确定。
5.2.6 对高层民用建筑群，当房屋相互间距较近时，由于漩涡的相互干扰，房屋某些部位的局部风压会显著增大，所以设计人员应予注意。对重要的高层民用建筑，建议在风洞试验中考虑周围建筑物的干扰因素。
本规程中所说的风洞试验是指边界层风洞试验。
房屋高度大于200m或有下列情况之一的高层民用建筑，宜进行风洞试验或通过数值技术判断确定其风荷载：
1 平面形状不规则，立面形状复杂；
2 立面开洞或连体建筑；
3 周围地形和环境较复杂。
5.2.7 对结构平面及立面形状复杂、开洞或连体建筑及周围地形和环境复杂的结构，建议进行风洞试验或通过数值计算。对风洞试验或数值计算的结果，当与按规范计算的风荷载存在较大差距时，设计人员应进行分析判断，合理确定建筑物的风荷载取值。
5.2.8 计算檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件的局部上浮风荷载时，风荷载体型系数μs不宜大于—2.0。
5.2.9 设计高层民用建筑的幕墙结构时，风荷载应按国家现行标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133、《人造板材幕墙工程技术规范》JGJ 336和《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用。
5.2.8 高层民用建筑表面的风荷载压力分布很不均匀，在角隅，檐口，边棱处和附属结构的部位(如阳台、雨篷等外挑构件)，局部风压会超过按本规程第5.2.5条体型系数计算的平均风压。根据风洞试验和一些实测成果，并参考国外的风荷载规范，对水平外挑构件，其局部体型系数不宜大于—2.0。
5.2.9 建筑幕墙设计时的风荷载计算，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009以及幕墙的相关现行行业标准的有关规定采用。
高层民用建筑钢结构的地震作用计算除应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定外，尚应符合下列规定：
1 扭转特别不规则的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响；
2 9度抗震设计时应计算竖向地震作用；
3 高层民用建筑中的大跨度、长悬臂结构，7度(0.15g)、8度抗震设计时应计入竖向地震作用。
5.3.1 本条基本采用了引用的方法。除第3款“7度(0.15g)”外，与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定基本一致。某一方向水平地震作用主要由该方向抗侧力构件承担。有斜交抗侧力构件的结构，当交角大于15°时，应考虑斜交构件方向的地震作用计算。扭转特别不规则的结构应考虑双向地震作用的扭转影响。
大跨度指跨度大于24m的楼盖结构、跨度大于12m的转换结构，悬挑长度大于5m的悬挑结构。大跨度、长悬臂结构应验算自身及其支承部位结构的竖向地震效应。
大跨度、长悬臂结构7度(0.15g)时也应计入竖向地震作用的影响。主要原因是：高层民用建筑由于高度较高，竖向地震作用效应放大比较明显。
高层民用建筑钢结构的抗震计算，应采用下列方法：
1 高层民用建筑钢结构宜采用振型分解反应谱法；对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层民用建筑钢结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。
2 高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层民用建筑钢结构，可采用底部剪力法。
3 7度～9度抗震设防的高层民用建筑，下列情况应采用弹性时程分析进行多遇地震下的补充计算。
1)甲类高层民用建筑钢结构；
2)表5.3.2所列的乙、丙类高层民用建筑钢结构；
3)不满足本规程第3.3.2条规定的特殊不规则的高层民用建筑钢结构。
表5.3.2 采用时程分析的房屋高度范围
4 计算罕遇地震下的结构变形，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定，采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。
5 计算安装有消能减震装置的高层民用建筑的结构变形，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定，采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。
5.3.2 不同的结构采用不同的分析方法在各国抗震规范中均有体现，振型分解反应谱法和底部剪力法仍是基本方法。对高层民用建筑钢结构主要采用振型分解反应谱法，底部剪力法的应用范围较小。弹性时程分析法作为补充计算方法，在高层民用建筑中已得到比较普遍的应用。
本条第3款对于需要采用弹性时程分析法进行补充计算的高层民用建筑钢结构作了具体规定，这些结构高度较高或刚度、承载力和质量沿竖向分布不均匀的特别不规则建筑或特别重要的甲、乙类建筑。所谓“补充”，主要指对计算的底部剪力、楼层剪力和层间位移进行比较，当时程法分析结果大于振型分解反应谱法分析结果时，相关部位的构件内力作相应的调整。
本条第4、5款规定了罕遇地震和有消能减震装置的高层民用建筑钢结构计算应采用的分析方法。
进行结构时程分析时，应符合下列规定：
1 应按建筑场地类别和设计地震分组，选取实际地震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际地震记录的数量不应少于总数量的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反应谱曲线在统计意义上相符。进行弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65％，多条时程曲线计算所得结构底部剪力平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的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5.3.3采用。
表5.3.3 时程分析所用地震加速度最大值(cm／s2)
注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
4 当取三组加速度时程曲线输入时，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的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。
5.3.3 进行时程分析时，鉴于不同地震波输入进行时程分析的结果不同，本条规定一般可以根据小样本容量下的计算结果来估计地震效应值。通过大量地震加速度记录输入不同结构进行时程分析结果的统计分析，若选用不少于2组实际记录和1组人工模拟的加速度时程曲线作为输入，计算的平均地震效应值不小于大样本容量平均值的保证率在85％以上，而且一般也不会偏大很多。当选用较多的地震波，如5组实际记录和2组人工模拟时程曲线，则保证率很高。所谓“在统计意义上相符”是指，多组时程波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数相比，在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20％。计算结果的平均底部剪力一般不会小于振型分解反应谱法计算结果的80％，每条地震波输入的计算结果不会小于65％；从工程应用角度考虑，可以保证时程分析结果满足最低安全要求。但时程法计算结果也不必过大，每条地震波输入的计算结果不大于135％，多条地震波输入的计算结果平均值不大于120％，以体现安全性与经济性的平衡。
正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间均要符合规定。频谱特性可用地震影响系数曲线表征，依据所处的场地类别和设计地震分组确定；加速度的有效峰值按表5.3.3采用。输入地震加速度时程曲线的有效持续时间，一般从首次达到该时程曲线最大峰值的10％那一点算起，到最后一点达到最大峰值的10％为止，约为结构基本周期的(5～10)倍。
本次修订增加了结构抗震性能设计规定，本条第3款给出了设防地震(中震)和6度时的数值。
计算地震作用时，重力荷载代表值应取永久荷载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应按表5.3.4采用。
表5.3.4 组合值系数
建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值αmax应按表5.3.5-1采用；对处于发震断裂带两侧10km以内的建筑，尚应乘以近场效应系数。近场效应系数，5km以内取1.5，5km～10km取1.25。特征周期Tg应根据场地类别和设计地震分组按表5.3.5-2采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。周期大于6.0s的高层民用建筑钢结构所采用的地震影响系数应专门研究。
表5.3.5-1 水平地震影响系数最大值αmax
注：7、8度时括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
表5.3.5-2 特征周期值Tg(s)
5.3.5 本条规定了水平地震影响系数最大值和场地特征周期取值。现阶段仍采用抗震设防烈度所对应的水平地震影响系数最大值αmax，多遇地震烈度(小震)和预估的罕遇地震烈度(大震)分别对应于50年设计基准周期内超越概率为63％和2％～3％的地震烈度。本次按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011作了修订，补充中震参数和近场效应的规定；同时为了与结构抗震性能设计要求相适应，增加了设防烈度地震(中震)的地震影响系数最大值规定。
根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度将建筑的场地划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类，其中Ⅰ类分为Ⅰ0和Ⅰ1两个亚类，本规程中提及Ⅰ类场地而未专门注明Ⅰ0或Ⅰ1的均包含这两个亚类。
建筑结构地震影响系数曲线(图5.3.6)的阻尼调整和形状参数应符合下列规定：
1 当建筑结构的阻尼比为0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.0采用，形状参数应符合下列规定：
1)直线上升段，周期小于0.1s的区段；
2)水平段，自0.1s至特征周期Tg的区段，地震影响系数应取最大值αmax；
3)曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期的区段，衰减指数γ应取0.9；
4)直线下降段，自5倍特征周期至6.0s的区段，下降斜率调整系数η1应取0.02。
图5.3.6 地震影响系数曲线
α-地震影响系数；αmax-地震影响系数最大值；η1-直线下降段的下降斜率调整系数；γ-衰减指数；Tg-特征周期；η2-阻尼调整系数；T-结构自振周期
2 当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，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：γ——曲线下降段的衰减指数；
ξ——阻尼比。
2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：
式中：η1——直线下降段的下降斜率调整系数，小于0时取0。
3)阻尼调整系数应按下式确定：
式中：η2——阻尼调整系数，当小于0.55时，应取0.55。
5.3.6 弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论，本规程的反应谱与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011一致。这次《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010只对其参数进行调整，达到以下效果：
1 阻尼比为5％的地震影响系数维持不变。
2 基本解决了在长周期段不同阻尼比地震影响系数曲线交叉、大阻尼曲线值高于小阻尼曲线值的不合理现象。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的地震影响系数曲线在周期接近6s时，基本交汇在一点上，符合理论和统计规律。
3 降低了小阻尼(2％～3.5％)的地震影响系数值，最大降低幅度达18％，使钢结构设计地震作用有所降低。
4 略微提高了阻尼比6％～10％的地震影响系数值，长周期部分最大增幅约5％。
5 适当降低了大阻尼(20％～30％)的地震影响系数，在5Tg周期以内，基本不变，长周期部分最大降幅约10％，扩大了消能减震技术的应用范围。
多遇地震下计算双向水平地震作用效应时可不考虑偶然偏心的影响，但应验算单向水平地震作用下考虑偶然偏心影响的楼层竖向构件最大弹性水平位移与最大和最小弹性水平位移平均值之比；计算单向水平地震作用效应时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下列公式计算：
式中：ei——第i层质心偏移值(m)，各楼层质心偏移方向相同；
ri——第i层相应质点所在楼层平面的转动半径(m)；
Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物长度(m)。
5.3.7 本条规定主要是考虑结构地震动力反应过程中可能由于地面扭转运动，结构实际的刚度和质量分布相对于计算假定值的偏差，以及在弹塑性反应过程中各抗侧力结构刚度退化程度不同等原因引起的扭转反应增大，特别是目前对地面运动扭转分量的强震实测记录很少，地震作用计算中还不能考虑输入地面运动扭转分量。采用附加偶然偏心作用计算是一种实用方法。
本条规定方形及矩形平面直接取各层质量偶然偏心为0.05Li，其他形式平面取0.172ri来计算单向水平地震作用。实际计算时，可将每层质心沿主轴的同一方向(正向或反向)偏移。
采用底部剪力法计算地震作用时，也应考虑偶然偏心的不利影响。
当采用双向地震作用计算时，可不考虑偶然偏心的影响，但进行位移比计算时，按单向地震作用考虑偶然偏心影响计算。同时应与单向地震作用考虑偶然偏心的计算结果进行比较，取不利的情况进行设计。
采用振型分解反应谱法时，对于不考虑扭转耦联影响的结构，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：
1 结构j振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：
式中：Fji——j振型i层的水平地震作用标准值；
αj——相应于j振型自振周期的地震影响系数，应按本规程第5.3.5条、第5.3.6条确定；
Xji——j振型i层的水平相对位移；
γj——j振型的参与系数；
Gi——i层的重力荷载代表值，应按本规程第5.3.4条确定；
n——结构计算总层数，小塔楼宜每层作为一个质点参与计算；
m——结构计算振型数；规则结构可取3，当建筑较高、结构沿竖向刚度不均匀时可取5～6。
2 水平地震作用效应，当相邻振型的周期比小于0.85时，可按下式计算：
式中：SEk——水平地震作用标准值的效应；
Sj——j振型水平地震作用标准值的效应(弯矩、剪力、轴向力和位移等)。
考虑扭转影响的平面、竖向不规则结构，按扭转耦联振型分解法计算时，各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角位移共三个自由度，并应按下列规定计算结构的地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。
1 j振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：
式中：Fxji、Fyji、Ftji——分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方向的地震作用标准值；
Xji、Yji——分别为j振型i层质心在x、y方向的水平相对位移；
φji——j振型i层的相对扭转角；
ri——i层转动半径，可取i层绕质心的转动惯量除以该层质量的商的正二次方根；
αj——相当于第j振型自振周期Tj的地震影响系数，应按本规程第5.3.5条、第5.3.6条确定；
γtj——计入扭转的j振型参与系数，可按本规程式(5.4.2-2)～式(5.4.2-4)确定；
n——结构计算总质点数，小塔楼宜每层作为一个质点参与计算；
m——结构计算振型数。一般情况可取9～15，多塔楼建筑每个塔楼振型数不宜小于9。
式中：γxj、γyj——分别由式(5.4.2-2)、式(5.4.2-3)求得的振型参与系数；
θ——地震作用方向与x方向的夹角(度)。
2 单向水平地震作用下，考虑扭转耦联的地震作用效应，应按下列公式确定：
式中：SEk——考虑扭转的地震作用标准值的效应；
Sj、Sk——分别为j、k振型地震作用标准值的效应；
ξj、ξk——分别为j、k振型的阻尼比；
ρjk——j振型与k振型的耦联系数；
λT——k振型与j振型的自振周期比。
3 考虑双向水平地震作用下的扭转地震作用效应，应按下列公式中的较大值确定：
式中：Sx——仅考虑x向水平地震作用时的地震作用效应，按式(5.4.2-5)计算；
Sy——仅考虑y向水平地震作用时的地震作用效应，按式(5.4.2-5)计算。
5.4.2 引用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的条文。增加了考虑双向水平地震作用下的地震效应组合方法。根据强震观测记录的统计分析，两个方向水平地震加速度的最大值不相等，二者之比约为1：0.85；而且两个方向的最大值不一定发生在同一时刻，因此采用完全两次型方根法计算两个方向地震作用效应的组合(CQC法)。
作用效应包括楼层剪力，弯矩和位移，也包括构件内力(弯矩、剪力、轴力、扭矩等)和变形。
本规程建议的振型数是对质量和刚度分布比较均匀的结构而言的。对于质量和刚度分布不均匀的结构，振型分解反应谱法所需的振型数一般可取为振型参与质量达到总质量的90％时所需的振型数。
采用底部剪力法计算高层民用建筑钢结构的水平地震作用时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值，应按下列公式确定(图5.4.3)。
图5.4.3 结构水平地震作用计算简图
式中：FEk——结构总水平地震作用标准值(kN)；
α1——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，应按本规程第5.3.5条、第5.3.6条确定；
Geq——结构等效总重力荷载代表值(kN)，多质点可取总重力荷载代表值的85％；
Fi——质点i的水平地震作用标准值(kN)；
Gi、Gj——分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值(kN)，应按本规程第5.3.4条确定；
Hi、Hj——分别为质点i、j的计算高度(m)；
δn——顶部附加地震作用系数，按表5.4.3采用；
△Fn——顶部附加水平地震作用(kN)。
表5.4.3 顶部附加地震作用系数δn
注：T1为结构基本自振周期。
5.4.3 底部剪力法在高层民用建筑水平地震作用计算中已很少应用，但作为一种方法，本规程仍予以保留。
对于规则结构，采用本条方法计算水平地震作用时，仍应考虑偶然偏心的不利影响。
高层民用建筑钢结构采用底部剪力法计算水平地震作用时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3。此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予计入；采用振型分解法反应谱时，突出屋面部分可作为一个质点。
多遇地震水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
5.4.5 本条采用直接引用方法，与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定一致。由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3.5s的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能过小。出于结构安全的考虑，增加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求，规定了不同设防烈度下的楼层最小地震剪力系数值。当不满足时，结构水平地震总剪力和各楼层的水平地震剪力均需要进行相应的调整，或改变结构的刚度使之达到规定的要求。但当基本周期为3.5s～5.0s的结构，计算的底部剪力系数比规定值低15％以内、基本周期为5.0s～6.0s的结构，计算的底部剪力系数比规定值低18％以内、基本周期大于6.0s的结构，计算的底部剪力系数比规定值低20％以内，不必采取提高结构刚度的办法来满足计算剪力系数最小值的要求，而是可采用本条关于剪力系数最小值的规定进行调整设计，满足承载力要求即可。
对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力，本规程第3.3.3条规定应乘以不小于1.15的增大系数，该层剪力放大后，仍需要满足本条规定，即该层的地震剪力系数不应小于规定数值的1.15倍。
扭转效应明显的结构，是指楼层两端弹性水平位移(或层间位移)的最大值与其平均值的比值大于1.2倍的结构。
高层民用建筑钢结构抗震计算时的阻尼比取值宜符合下列规定：
1 多遇地震下的计算：高度不大于50m可取0.04；高度大于50m且小于200m可取0.03；高度不小于200m时宜取0.02；
2 当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于地震总倾覆力矩的50％时，多遇地震下的阻尼比可比本条1款相应增加0.005；
3 在罕遇地震作用下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。
5.4.6 本条引用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
采用该阻尼比后，地震影响系数均应按本规程第5.3.5条、第5.3.6条的规定计算。
9度时的高层民用建筑钢结构，其竖向地震作用标准值应按下列公式确定(图5.5.1)；楼层各构件的竖向地震作用效应可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配，并宜乘以增大
式中：FEvk——结构总竖向地震作用标准值(kN)；
Fvi——质点i的竖向地震作用标准值(kN)；
αvmax——竖向地震影响系数最大值，可取水平地震影响系数最大值的65％；
Geq——结构等效总重力荷载代表值(kN)，可取其总重力荷载代表值的75％。
5.5.1 本条竖向地震作用的计算，是现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011所规定的，采用了简化的计算方法。
跨度大于24m的楼盖结构、跨度大于12m的转换结构和连体结构，悬挑长度大于5m的悬挑结构，结构竖向地震作用效应标准值宜采用时程分析法或振型分解反应谱法进行计算。时程分析计算时输入的地震加速度最大值可按规定的水平输入最大值的65％采用，反应谱分析时结构竖向地震影响系数最大值可按水平地震影响系数最大值的65％采用，设计地震分组可按第一组采用。
5.5.2 本条主要考虑目前高层民用建筑中较多采用大跨度和长悬挑结构，需要采用时程分析方法或反应谱方法进行竖向地震分析，给出了反应谱和时程分析计算时需要的数据。反应谱采用水平反应谱的65％，包括最大值和形状参数，但认为竖向反应谱的特征周期与水平反应谱相比，尤其在远离震中时，明显小于水平反应谱，故本条规定，现行特征周期均按第一组采用。对处于发震断裂10km以内的场地，其最大值可能接近水平反应谱，特征周期小于水平谱。
共 1 部