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《高层民用建筑钢结构技术规程》

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共 415 条公开条文 · 本页 50 条

10.9.5-10.9.6

10.9.5  高强度螺栓应能自由穿入螺孔内,严禁用榔头强行打入或用扳手强行拧入。一组高强度螺栓宜同一方向穿入螺孔内,并宜以扳手向下压为紧固螺栓的方向。


10.9.6  当钢框架梁与柱接头为腹板栓接、翼缘焊接时,宜按先栓后焊的方式进行施工。


条文说明

10.9.5  高强度螺栓按扭矩系数使螺杆产生额定的拉力。如果螺栓不是自由穿入而是强行打入,或用螺母把螺栓强行拉入螺孔内,则钢板的孔壁与螺栓杆产生挤压力,将使扭矩转化的拉力很大一部分被抵消,使钢板压紧力达不到设计要求,结果达不到高强度螺栓接头的安装质量,这是必须注意的。
高强度螺栓在一个接头上的穿入方向要一致,目的是为了整齐美观和操作方便。


10.9.6  高层民用建筑钢结构中,柱与梁的典型连接,是梁的腹板用高强度螺栓连接,梁翼缘用焊接。这种接头的施工顺序是,先拧紧腹板上的螺栓,再焊接梁翼缘板的焊缝,或称“先栓后焊”。焊接热影响使高强度螺栓轴力损失约5%~15%(平均损失10%左右),这部分损失在螺栓连接设计中通常忽略不计。

10.9.7 -10.9.8

10.9.7  在工字钢、槽钢的翼缘上安装高强度螺栓时,应采用与其斜面的斜度相同的斜垫圈。


10.9.8  高强度螺栓应通过初拧、复拧和终拧达到拧紧。终拧前应检查接头处各层钢板是否充分密贴。钢板较薄,板层较少,也可只作初拧和终拧。


条文说明

10.9.8  高强度螺栓初拧和复拧的目的,是先把螺栓接头各层钢板压紧;终拧则使每个螺栓的轴力比较均匀。如果钢板不预先压紧,一个接头的螺栓全部拧完后,先拧的螺栓就会松动。因此,初拧和复拧完毕要检查钢板密贴的程度。一般初拧扭矩不能用得太小,最好用终拧扭矩的89%。

10.9.9 -10.9.10

10.9.9  高强度螺栓拧紧的顺序,应从螺栓群中部开始,向四周扩展,逐个拧紧。


10.9.10  使用扭剪型高强度螺栓扳子时,应定期进行扭矩值的检查,每天上班前检查一次。


条文说明

10.9.9  高强度螺栓拧紧的次序,应从螺栓群中部向四周扩展逐个拧紧,无论是初拧、复拧还是终拧,都要遵守这一规则,目的是使高强度螺栓接头的各层钢板达到充分密贴,避免产生弹簧效应。


10.9.10  拧紧高强度螺栓用的定扭矩扳子,要定期进行定扭矩值的检查,每天上下午上班前都要校核一次。高强度螺栓使用扭矩大,扳手在强大的扭矩下工作,原来调好的扭矩值很容易变动,所以检查定扭矩扳子的额定扭矩值,是十分必要的。

10.9.11 -10.9.13

10.9.11  扭剪型高强度螺栓的初拧、复拧、终拧,每完成一次应做一次相应的颜色或标记。


10.9.12  对于个别不能用扭剪型专用扳手进行终拧的扭剪型高强度螺栓,可用六角头高强度螺栓扳手进行终拧(扭转系数为0.13)。


10.9.13  高强度螺栓不得用作安装螺栓使用。


条文说明

10.9.11  高强度螺栓从安装到终拧要经过几次拧紧,每遍都不能少,为了明确拧紧的次数,规定每拧一遍都要做上记号。用不同记号区别初拧、复拧、终拧,是防止漏拧的较好办法。


10.9.13  作为安装螺栓使用会损伤高强螺栓丝扣,影响终拧扭矩。

10.10 现场涂装

10.10.1 -10.10.3

10.10.1  高层民用建筑钢结构在一个流水段一节柱的所有构件安装完毕,并对结构验收合格后,结构的现场焊缝、高强度螺栓及其连接点,以及在运输安装过程中构件涂层被磨损的部位,应补刷涂层。涂层应采用与构件制作时相同的涂料和相同的涂刷工艺。


10.10.2  涂装前应将构件表面的焊接飞溅、油污杂质、泥浆、灰尘、浮锈等清除干净。


10.10.3  涂装时环境温度、湿度应符合涂料产品说明书的要求,当产品说明书无要求时,温度应为5℃~38℃,湿度不应大于85%。

条文说明

10.10.1  钢结构都要用防火涂层,因此钢结构加工厂在构件制作时只作防锈处理,用防锈涂层刷两道,不涂刷面层。但构件的接头,不论是焊接还是螺栓连接,一般是不刷油漆和各种涂料的,所以钢结构安装完成后,要补刷这些部位的涂层。钢结构安装后补刷涂层的部位,包括焊缝周围、高强度螺栓及摩擦面外露部分,以及构件在运输安装时涂层被擦伤的部位。


10.10.2  灰尘、杂质、飞溅等会影响油漆与钢材的粘接强度,影响耐久性。涂装前必须彻底清除。


10.10.3  本条规定涂装时温度以5℃~38℃为宜,该规定只适合室内无阳光直接照射的情况,一般来说钢材表面温度比气温高2℃~3℃。如果在阳光直接照射下,钢材表面温度比气温高8℃~12℃,涂装时漆膜耐热性只能在40℃以下,当超过43℃时,漆膜容易产生气泡而局部鼓起,降低附着力。低于0℃时,漆膜容易冻结而不易固化。湿度超过85%时,钢材表面有露点凝结,漆膜附着力差。

10.10.4 -10.10.6

10.10.4  涂层外观应均匀、平整、丰满,不得有咬底、剥落、裂纹、针孔、漏涂和明显的皱皮流坠,且应保证涂层厚度。当涂层厚度不够时,应增加涂刷的遍数。


10.10.5  经检查确认不合格的涂层,应铲除干净,重新涂刷。


10.10.6  当涂层固化干燥后方可进行下道工序。


条文说明

10.10.4~10.10.6  钢结构安装补刷涂层工作,必须在整个安装流水段内的结构验收合格后进行,否则在刷涂层后再作别的项目工作,还会损伤涂层。涂料和涂刷工艺应和结构加工时所用相同。露天、冬季涂刷,还要制定相应的施工工艺。

10.11 安装的竣工验收

10.11.1 -10.11.3

10.11.1  钢结构安装工程的竣工验收应分下列两个阶段进行:

  1  每个流水段一节柱的高度范围内全部构件(包括钢楼梯、压型钢板等)安装、校正、焊接、栓接完毕并自检合格后,应作隐蔽工程验收;

  2  全部钢结构安装、校正、焊接、栓接完成并经隐蔽工程验收合格后,应做钢结构安装工程的竣工验收。


10.11.2  安装工程竣工验收,应提交下列文件:

  1  钢结构施工图和设计变更文件,并在施工图中注明修改内容;

  2  钢结构安装过程中,业主、设计单位、钢构件制作厂、钢结构安装单位达成协议的各种技术文件;

  3  钢构件出厂合格证;

  4  钢结构安装用连接材料(包括焊条、螺栓等)的质量证明文件;

  5  钢结构安装的测量检查记录、高强度螺栓安装检查记录、栓钉焊质量检查记录;

  6  各种试验报告和技术资料;

  7  隐蔽工程分段验收记录。


10.11.3  钢结构安装工程的安装允许偏差应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的相关规定。

条文说明

10.11.1~10.11.3  钢结构的竣工验收工作分为两步:第一步是每个流水区段一节柱子的全部构件安装、焊接、栓接等各单项工程,全部检查合格后,要进行隐蔽工程验收工作,这时要求这一段内的原始记录应该齐全。第二步是在各流水区段的各项工程全部检查合格后,进行竣工验收。竣工验收按照本节规定的各条,由各相关单位办理。
钢结构的整体偏差,包括整个建筑物的平面弯曲、垂直度、总高度允许偏差等,本规程不再做具体规定,按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定执行。

11抗火设计

11.1 一般规定

11.1.1 -11.1.9

11.1.1 钢结构的梁、柱和楼板宜进行抗火设计。钢结构各种构件的耐火极限应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定。


11.1.2 在规定的结构耐火极限时间内,结构或构件的承载力应满足下式要求:

                           

式中:Rd——结构或构件的承载力;

Sm——各种作用所产生的组合效应值。


11.1.3 结构的抗火设计可按各种构件分别进行。进行结构某一构件抗火设计时,可仅考虑该构件受火升温。


11.1.4 结构构件抗火设计应按下列步骤进行:

1 确定防火被覆厚度;

2 计算构件在耐火时间内的内部温度;

3 计算构件在外荷载和受火温度作用下的内力;

4 进行构件荷载效应组合;

5 根据构件和受载的类型,按本规程第11.2节的有关规定,进行构件抗火验算;

6 当设定的防火被覆厚度不适合时(过小或过大),调整防火被覆厚度,重复本条第1款至第5款的步骤。


11.1.5 构件在耐火时间内的内部温度可按下列公式计算:

                                                               

                                                               

式中:Ts——构件在耐火时间内的内部温度(℃);

t——构件耐火时间(s);

B——防火被覆的综合参数;

ρs——钢材的密度,ρs=7850kg/m3;

cs——钢材的比热,cs=600J/(kg·K);

ρi——防火保护层的密度(kg/m3);

ci——防火保护层的比热[J/(kg·K)];

Fi——单位构件长度的防火保护层的内表面积(m3/m);

di——防火保护层厚度(m);

λi——防火保护层的导热系数[W/(m·K)]。


11.1.6 进行结构构件抗火验算时,受火构件在外荷载作用下的内力,可采用常温下相同荷载所产生的内力。


11.1.7 进行结构抗火验算时,采用下式对荷载效应进行组合:

                                     

式中:S——荷载组合效应;

SGk——永久荷载标准值的效应;

SQki——楼面或屋面活载(不考虑屋面雪载)标准值的效应;

SWk——风荷载标准值的效应;

ST——构件或结构的温度变化(考虑温度效应)产生的效应;

γG——永久荷载分项系数,取1.0;

γQi——楼面或屋面活载分项系数,取0.7;

γW——风载分项系数,取0或0.3,选不利情况;

γF——温度效应的分项系数,取1.0。


11.1.8 进行钢构件抗火设计时,应考虑温度内力的影响。在荷载效应组合中不考虑温度内力时,则对于在结构中受约束较大的构件应将计算所得的保护层厚度增加30%作为构件的保护层设计厚度。


11.1.9 连接节点的防火保护层厚度不得小于被连接构件保护层厚度的较大值。

11.2 钢梁与柱的抗火设计

11.2.1 -11.2.2

11.2.1 对于钢框架梁,当有楼板作为梁的可靠侧向支撑时,应按下列公式进行梁的抗火验算。

式中:q——作用在梁上的局部荷载设计值(N/mm);

l——梁的跨度(mm);

Bn——与梁连接有关的系数,当梁两端铰接时,取1.0,当梁两端刚接时,取0.5;

Wp——梁的塑性截面模量(mm3);

f——常温下钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2);

γR——钢材抗火设计强度调整系数,取1.1;

ηT——高温下钢材强度折减系数;

Ts——火灾下构件的内部温度(℃),按本规程第11.1.5条确定。


11.2.2 钢框架柱应按下列公式验算火灾下框架平面内和平面外的整体稳定性。

式中:N——火灾下框架柱的轴压力设计值(N);

φT——按框架平面内或平面外柱的计算长度确定的高温下轴压构件的稳定系数的较小值;

α——系数,根据构件的长细比和温度按表11.2.2确定;

φ——受压构件的稳定系数,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定确定。

表11.2.2 系数α的确定

11.3 压型钢板组合楼板

11.3.1

当压型钢板组合楼板中的压型钢板仅用作混凝土楼板的永久性模板、不充当板底受拉钢筋参与结构受力时,压型钢板可不进行防火保护。


条文说明

11.3.1  压型钢板组合楼板是建筑钢结构中常用的楼板形式。压型钢板使用有两种方式:一是压型钢板只作为混凝土板的施工模板,在使用阶段不考虑压型钢板的受力作用(实际上不能算是组合楼板);二是压型钢板除了作为施工模板外,还与混凝土板形成组合楼板共同受力。显然,当压型钢板只作为模板使用时,不需要进行防火保护。当压型钢板作为组合楼板的受力结构使用时,由于火灾高温对压型钢板的承载力会有较大影响,因此应进行耐火验算与抗火设计。

11.3.2

 当压型钢板组合楼板中的压型钢板除用作混凝土楼板的永久性模板外、还充当板底受拉钢筋参与结构受力时,组合楼板应按下列规定进行耐火验算与防火设计。

  1  组合楼板不允许发生大挠度变形时,在温升关系符合国家现行标准规定的标准火灾作用下,组合楼板的耐火时间td应按式(11.3.2-1)进行计算。当组合楼板的耐火时间td大于或等于组合楼板的设计耐火极限tm时,组合楼板可不进行防火保护;当组合楼板的耐火时间td小于组合楼板的设计耐火极限tm时,应按本规程第11.3.3条规定采取措施。

                                                                   

式中:td——无防火保护的组合楼板的耐火时间(min);

        M——火灾下单位宽度组合楼板内的最大正弯矩设计值(N·mm);

        ft——常温下混凝土的抗拉强度设计值(N/mm2);

        W——常温下素混凝土板的截面模量(mm3)。

  2  组合楼板允许发生大挠度变形时,组合楼板的耐火验算可考虑组合楼板的薄膜效应。当火灾下组合楼板考虑薄膜效应时的承载力符合下式规定时,组合楼板可不进行防火保护;不符合下式规定时,应按本规程第11.3.3条的规定采取措施。

                                                             

式中:qr——火灾下组合楼板考虑薄膜效应时的承载力设计值(kN/m2),应按国家现行标准的规定确定;

        q——火灾下组合楼板的荷载设计值(kN/m2),应按国家现行标准的规定确定。

条文说明

11.3.2  组合楼板中压型钢板、混凝土楼板之间的粘结,在楼板升温不高时即发生破坏,压型钢板在火灾下对楼板的承载力实际几乎不起作用。但忽略压型钢板的素混凝土板仍有一定的耐火能力。式(11.3.2-1)给出的耐火时间即为素混凝土板的耐火时间,此时楼板的挠度很小。
组合楼板在火灾下可产生很大的变形,“薄膜效应”是英国Cardington八层足尺钢结构火灾试验(1995年~1997年)的一个重要发现(图6),这一现象也出现于2001年5月我国台湾省东方科学园大楼的火灾事故中。楼板在大变形下产生的薄膜效应,使楼板在火灾下的承载力可比基于小挠度破坏准则的承载力高出许多。利用薄膜效应,发挥楼板的抗火性能潜能,有助于降低工程费用。
组合楼板在火灾下薄膜效应的大小与板块形状、板块的边界条件等有很大关系。如图7a所示支承于梁柱格栅上的钢筋混凝土楼板,在火灾下可能产生两种破坏模式:①梁的承载能力小于板的承载能力时,梁先于板发生破坏,梁内将首先形成塑性铰(图7b),随着荷载的增加,屈服线将贯穿整个楼板;在这种破坏模式下,楼板不会产生薄膜效应;②梁的承载力大于楼板的承载力时,楼板首先屈服,梁内不产生塑性铰,此时楼板的极限承载力将取决于单个板块的性能,其屈服形式如图7c所示;如楼板周边上的垂直支承变形一直很小,楼板在变形较大的情况下就会产生薄膜效应。因此,楼板产生薄膜效应的一个重要条件是:火灾下楼板周边有垂直支承且支承的变形一直很小。

11.3.3

当组合楼板不满足耐火要求时,应对组合楼板进行防火保护,或者在组合楼板内增配足够的钢筋、将压型钢板改为只作模板使用。其中,组合楼板的防火保护应根据组合楼板耐火试验结果确定,耐火试验应按现行国家标准《建筑构件耐火试验方法  第1部分:通用要求》GB/T 9978.1、《建筑构件耐火试验方法  第3部分:试验方法和试验数据应用注释》GB/T 9978.3、《建筑构件耐火试验方法  第5部分:承重水平分隔构件的特殊要求》GB/T 9978.5的有关规定进行。

条文说明

11.3.3  由于楼板的面积很大,对压型钢板进行防火保护,工程量大、费用高、施工周期长。在有些情况下,将压型钢板设计为只作模板使用是更经济、可行的解决措施。
压型钢板进行防火保护时,常采用防火涂料。对于防火涂料保护的压型钢板组合楼板,目前尚没有简便的耐火验算方法,因此本条规定基于标准耐火试验结果确定防火保护。

附录A偏心率计算


A.0.1

偏心率应按下列公式计算:

                                       

式中:εx、εy——分别为所计算楼层在x和y方向的偏心率;

ex、ey——分别为x和y方向水平作用合力线到结构刚心的距离;

rex、rey——分别为x和y方向的弹性半径;

∑Kx、∑Ky——分别为所计算楼层各抗侧力构件在x和y方向的侧向刚度之和;

KT——所计算楼层的扭转刚度;

x、y——以刚心为原点的抗侧力构件坐标。

附录B钢板剪力墙设计计算


B.1一般规定

B.1.1

钢板剪力墙可采用非加劲钢板和加劲钢板两种形式,并符合下列规定:

  1  非抗震设计及四级的高层民用建筑钢结构,采用钢板剪力墙时,可以不设加劲肋(图B.1.1-1);

  2  三级及以上时,宜采用带竖向及(或)水平加劲肋的钢板剪力墙(图B.1.1-2),竖向加劲肋的设置,可采用竖向加劲肋不连续的构造和布置;

  3  竖向加劲肋宜两面设置或两面交替设置,横向加劲肋宜单面或两面交替设置。

                                                                   

                                                                                              图B.1.1-1  非加劲钢板剪力墙

                                                                     

                                                                                                  图B.1.1-2  加劲钢板剪力墙

条文说明

B.1.1  主要用于抗震的抗侧力构件不承担竖向荷载,在欧美日等国的抗震设计规范中是一个常见的要求,但是实际工程中具体的构造是很难做到这一点。因此在实践上对这个要求应进行灵活的理解:设置了钢板剪力墙开间的框架梁和柱,不能因为钢板剪力墙承担了竖向荷载而减小截面。这样,即使钢板剪力墙发生了屈曲,框架梁和柱也能够承担竖向荷载,从而限制钢板剪力墙屈曲变形的发展。
梁内加劲肋与剪力墙上加劲肋错开,可以减小或避免加劲肋承担竖向力,所以应采用这种构造和布置。

B.1.2 -B.1.3

B.1.2  钢板剪力墙宜按不承受竖向荷载设计。实际情况不易实现时,承受竖向荷载的钢板剪力墙,其竖向应力导致抗剪承载力的下降不应大于20%。


B.1.3  钢板剪力墙的内力分析模型应符合下列规定:

  1  不承担竖向荷载的钢板剪力墙,可采用剪切膜单元参与结构的整体内力分析;

  2  参与承担竖向荷载的钢板剪力墙,应采用正交异性板的平面应力单元参与结构整体的内力分析。

条文说明

B.1.3  剪切膜单元刚度矩阵,参考《钢结构设计方法》(童根树,中国建筑工业出版社,2007年11月)或有关有限元分析方面的专门书籍。
加劲肋采取不承担竖向荷载的构造,使得地震作用下,加劲肋可以起到类似防屈曲支撑的外套管那样的作用,有利于提高钢板剪力墙的抗震性能(延性和耗能能力)。

B.2非加劲钢板剪力墙计算

B.2.1

不承受竖向荷载的非加劲钢板剪力墙,不利用其屈曲后抗剪强度时,应按下列公式计算其抗剪稳定性:

                                       

式中:fv——钢材抗剪强度设计值(N/mm2);

        v——泊松比,可取0.3;

        E——钢材弹性模量(N/mm2);

        as、hs——分别为剪力墙的宽度和高度(mm);

        t——钢板剪力墙的厚度(mm)。

条文说明

B.2.1  本条提出的钢板剪力墙弹塑性屈曲的稳定系数,是早期EC3(1994年版本)分段公式的简化和修正,对比如图8所示。
按照不承担竖向荷载设计的钢板剪力墙,无需考虑竖向荷载在钢板剪力墙内实际产生的应力,因为钢板剪力墙一旦变形,共同的作用使得钢梁能够马上分担竖向荷载,并传递到两边柱子,变形不会发展。

B.2.2

 不承受竖向荷载的非加劲钢板剪力墙,允许利用其屈曲后强度,但在荷载标准值组合作用下,其剪应力应满足本规程第B.2.1的要求,且符合下列规定:

  1  考虑屈曲后强度的钢板剪力墙的平均剪应力应满足下列公式要求:

                                       

2  按考虑屈曲后强度的设计,其横梁的强度计算中应考虑压力,压力的大小按下式计算:

                                         

式中:as——钢板剪力墙的宽度(mm);

        t——钢板剪力墙的厚度(mm)。

  3  横梁尚应考虑拉力场的均布竖向分力产生的弯矩,与竖向荷载产生的弯矩叠加。拉力场的均布竖向分力按下式计算:

                                           

4  剪力墙的边框柱,尚应考虑拉力场的水平均布分力产生的弯矩,与其余内力叠加。

  5  利用钢板剪力墙屈曲后强度的设计,可设置少量竖向加劲肋组成接近方形的区格,其竖向强度、刚度应分别满足下列公式的要求:

                                           

式中:ax——竖向加劲肋之间的水平距离(mm),在闭口截面加劲肋的情况下是区格净宽;

        D——剪力墙板的抗弯刚度(N·mm)。

条文说明

B.2.2  考虑屈曲后的抗剪强度计算公式,参照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2003和EC3的简化公式,但是进行了连续化,由分段表示改为连续表示。对比如图9所示。

B.2.3-B.2.4

B.2.3  竖向重力荷载产生的压应力应满足下列公式的要求:

                                                             

                                                             

式中:X——嵌固系数,取1.23。


B.2.4  钢板剪力墙承受弯矩的作用,弯曲应力应满足下列公式要求:

                                                                 

B.2.5 -B.2.7

B.2.5  承受竖向荷载的钢板剪力墙或区格,应力组合应满足下式要求:

                                                                                     


B.2.6  未加劲的钢板剪力墙,当有洞口时应符合下列规定:

  1  洞口边缘应设置边缘构件,其平面外的刚度应满足下式的要求:

                                                                                             

2  钢板剪力墙的抗剪承载力,应按洞口高度处的水平剩余截面计算;

  3  当钢板剪力墙考虑屈曲后强度时,竖向边缘构件宜采用工字形截面或双加劲肋,尚应按压弯构件验算边缘构件的平面内、平面外稳定。其压力等于剪力扣除屈曲承载力;弯矩等于拉力场水平分力按均布荷载作用在两端固定的洞口边缘加劲肋上。


B.2.7  按不承受竖向重力荷载进行内力分析的钢板剪力墙,不考虑实际存在的竖向应力对抗剪承载力的影响,但应限制实际可能存在的竖向应力。竖向应力σG应满足本规程第8.2.3条的要求,σG应按下式计算:

                                                                                             

式中:∑Ni,∑Ai——分别为重力荷载在剪力墙边框柱中产生的轴力(N)和边框柱截面面积(mm2)的和,当边框是钢管混凝土柱时,混凝土应换算成钢截面面积;

        As——剪力墙截面面积(mm2)。

B.3仅设置竖向加劲肋的钢板剪力墙计算

B.3.1

按本节和第B.4节规定设计的加劲钢板剪力墙,一般不利用其屈曲后强度。竖向加劲肋宜在构造上采取不承受竖向荷载的措施。


条文说明

B.3.1  竖向加劲肋中断是措施之一。

B.3.2

 仅设置竖向加劲肋的钢板剪力墙,其弹性剪切屈曲临界应力应按下列公式计算:

式中:X——闭口加劲肋时取1.23,开口加劲肋时取1.0。

        Jsy、Isy——分别为竖向加劲肋自由扭转常数和惯性矩(mm4);

        ax——在闭口加劲肋的情况下取区格净宽(mm);

        nv——竖向加劲肋的道数。

B.3.3

仅设置竖向加劲肋的钢板剪力墙,竖向受压弹性屈曲应力应按下列公式计算:


B.3.4

仅设置竖向加劲肋的钢板剪力墙,其竖向抗弯弹性屈曲应力应按下列公式计算:

B.3.5

加劲钢板剪力墙,在剪应力、压应力和弯曲应力作用下的弹塑性承载力的计算应符合下列规定:

  1  应由受剪、受压和受弯各自的弹性临界应力,分别按本规程第B.2.1条、第B.2.3条和第B.2.4条计算稳定性;

  2  在受剪、受压和受弯组合内力作用下的稳定承载力应按本规程第B.2.5条计算;

  3  当竖向重力荷载产生的应力设计值,不符合本规程第B.2.7条的规定时,应采取措施减少竖向荷载传递给剪力墙。

B.4仅设置水平加劲肋的钢板剪力墙计算

B.4.1

仅设置水平加劲肋的钢板剪力墙的受剪计算,应符合下列规定:

式中:Jsx、Isx——分别为水平加劲肋自由扭转常数和惯性矩(mm4);

ay——在闭口加劲肋的情况下取区格净高(mm);

nh——水平加劲肋的道数。

B.4.2

仅设置水平加劲肋的钢板剪力墙竖向受压计算,应符合下列规定:

B.4.3

仅设置水平加劲肋的钢板剪力墙的受弯计算,应符合下列规定:

B.4.4

水平加劲钢板剪力墙,在剪应力、压应力和弯曲应力作用下的弹塑性承载力的验算,应符合下列规定:

1 应由受剪、受压和受弯各自的弹性临界应力,分别按本规程第B.2.1条、第B.2.3条和第B.2.4条计算各自的稳定性;

2 在受剪、受压和受弯组合内力作用下的稳定承载力应按本规程第B.2.5条计算;

3 当竖向重力荷载产生的应力设计值,不符合本规程第B.2.7条的规定时,应采取措施减小竖向荷载传递给剪力墙。

B.5设置水平和竖向加劲肋的钢板剪力墙计算

B.5.1 -B.5.2

    B.5.1  同时设置水平和竖向加劲肋的钢板剪力墙,不宜采用考虑屈曲后强度的计算;加劲肋一侧的计算宽度取钢板剪力墙厚度的15倍(图B.5.1)。加劲肋划分的剪力墙板区格的宽高比宜接近1;剪力墙板区格的宽厚比应满足下列公式的要求:

图B.5.1  单面加劲时计算加劲肋惯性矩的截面


B.5.2  当加劲肋的刚度参数满足下列公式时,可只验算区格的稳定性。

条文说明

B.5.2  经过分析表明,在设置了水平加劲肋的情况下,只要γx=γy≥22η,就不会发生整体的屈曲,考虑一部分缺陷影响,这里放大1.5倍。竖向加劲肋,虽然不要求它承担竖向应力,但是无论采用何种构造,它都会承担荷载,其抗弯刚度就要折减,因此对竖向加劲肋的刚度要求增加20%。

B.5.3 -B.5.4

    B.5.3  当加劲肋的刚度不符合本规程第B.5.2条的规定时,加劲钢板剪力墙的剪切临界应力应满足下列公式的要求:

式中:τcrp——小区格的剪切屈曲临界应力(N/mm2);

        τcr0——未加劲板的剪切屈曲临界应力(N/mm2)。


B.5.4  当加劲肋的刚度不符合本规程第B.5.2条的规定时,加劲钢板剪力墙的竖向临界应力应按下列公式计算:

条文说明

B.5.3  剪切应力作用下,竖向和水平加劲肋是不受力的,加劲肋的刚度完全被用来对钢板提供支撑,使其剪切屈曲应力得到提高,此时按照支撑的概念来对设置加劲肋以后的临界剪应力提出计算公式。有限元分析表明:如果按照98规程的规定,即式(11)来计算:

即使这个公式本身,按照正交异性板剪切失稳的理论分析来判断,已经非常的保守,但与有限元分析得到的剪切临界应力计算结果相比也是偏大的,属不安全的。因此在剪切临界应力的计算上,在加劲肋充分加劲的情况下,应放弃正交异性板的理论。
在竖向应力作用下,加劲钢板剪力墙的屈曲则完全不同,此时竖向加劲肋参与承受竖向荷载,并且还可能是钢板对加劲肋提供支援。

B.5.5-B.5.7

       B.5.5  设置水平和竖向加劲肋的钢板剪力墙,其竖向抗弯弹性屈曲应力应按下列公式计算:

                                                   


B.5.6  双向加劲钢板剪力墙,在剪应力、压应力和弯曲应力作用下的弹塑性稳定承载力的验算,应符合下列规定:

  1  应由受剪、受压和受弯各自的弹性临界应力,分别按本规程第B.2.1条、第B.2.3条和第B.2.4条计算各自的稳定性;

  2  在受剪、受压和受弯组合内力作用下的稳定承载力应按本规程第B.2.5条计算;

  3  竖向重力荷载作用产生的应力设计值,不宜大于竖向弹塑性稳定承载力设计值的0.3倍。


B.5.7  加劲的钢板剪力墙,当有门窗洞口时,应符合下列规定:

  1  计算钢板剪力墙的抗剪承载力时,不计算洞口以外部分的水平投影面积;

  2  钢板剪力墙上开设门洞时,门洞口边加劲肋的刚度,应满足本规程第B.2.6条的要求,加强了的竖向边缘加劲肋应延伸至整个楼层高度,门洞上边的边缘加劲肋宜延伸600mm以上。

B.6弹塑性分析模型

B.6.1 -B.6.2

B.6.1  允许利用屈曲后强度的钢板剪力墙,参与整体结构的静力弹塑性分析时,宜采用下列平均剪应力与平均剪应变关系曲线(图B.6.1)。


B.6.2  允许利用屈曲后强度的钢板剪力墙,平均剪应变应按下列公式计算:

式中:φ′s、φ′sp——分别为扣除竖向重力荷载影响的剩余剪切屈曲强度和屈曲后强度的稳定系数。

条文说明

B.6.2  钢板剪力墙屈曲后的剪切刚度,从屈曲瞬时的约0.7G逐渐下降,可以减小到(0.6~0.4)G,这里取一个中间值。

B.6.3 -B.6.4

B.6.3  设置加劲肋的钢板剪力墙,不利用其屈曲后强度,参与静力弹塑性分析时,应采用下列平均剪应力与平均剪应变关系曲线(图B.6.3)。


B.6.4  弹塑性动力分析时,应采用合适的滞回曲线模型。在设置加劲肋的情况下,可采用双线性弹塑性模型,第二阶段的剪切刚度取为初始刚度的0.01~0.03,但最大强度应取为φ′sfv。

条文说明

B.6.4  非加劲的钢板剪力墙,不推荐应用在设防烈度较高(例如7度(0.15g)及以上)的地震区;滞回曲线形状随高厚比变化,标准作出规定将非常复杂。而对于设置加劲肋的钢板剪力墙,其设计思路已经发生变化,例如,此时屈曲后的退化就不是很严重,因此,作为近似可以采用理想弹塑性模型。但是考虑到实际工程的千变万化,设计人员仍要注意设置加劲肋以后的滞回曲线的形状与理想的双线性曲线之间的差别。

B.7焊接要求

B.7.1 -B.7.4

B.7.1 钢柱上应焊接鱼尾板作为钢板剪力墙的安装临时固定,鱼尾板与钢柱应采用熔透焊缝焊接,鱼尾板与钢板剪力墙的安装宜采用水平槽孔,钢板剪力墙与柱子的焊接应采用与钢板等强的对接焊缝,对接焊缝质量等级三级;鱼尾板尾部与钢板剪力墙宜采用角焊缝现场焊接(图B.7.1)。

图B.7.1 焊接要求

a-钢梁;b-钢柱;c-水平加劲肋;d-贯通式水平加劲肋;

e-水平加劲肋兼梁的下翼缘;f-竖向加劲肋;g-贯通式水平

加劲肋兼梁的上翼缘;h-梁内加劲肋,与剪力墙上的加劲肋错开,

可尽量减少加劲肋承担的竖向应力;i-钢板剪力墙;k-工厂熔透焊缝


B.7.2 当设置水平加劲肋时,可以采用横向加劲肋贯通,钢板剪力墙水平切断的形式,此时钢板剪力墙与水平加劲肋的焊缝,采用熔透焊缝,焊缝质量等级二级,现场应采用自动或半自动气体保护焊,单面熔透焊缝的垫板应采用熔透焊缝焊接在贯通加劲肋上,垫板上部与钢板剪力墙角焊缝焊接。钢板厚度大于等于22mm时宜采用K形熔透焊。


B.7.3 钢板剪力墙跨的钢梁腹板,其厚度不应小于钢板剪力墙厚度。其翼缘可采用加劲肋代替,但此处加劲肋的截面,不应小于所需要钢梁的翼缘截面。加劲肋与钢柱的焊缝质量等级按梁柱节点的焊缝要求执行。


B.7.4 加劲肋与钢板剪力墙的焊缝,水平加劲肋与柱子的焊缝,水平加劲肋与竖向加劲肋的焊缝,根据加劲肋的厚度可选择双面角焊缝或坡口全熔透焊缝,达到与加劲肋等强,熔透焊缝质量等级为三级。

附录C无粘结内藏钢板支撑墙板的设计


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