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《全国民用建筑工程设计技术措施》结构篇之20HighSteelStruc.pdf全国民用建筑工程设计技术措施
第20章高层房屋钢结构
日 求·· 20.1一般规定 20.2结构的体系和布置. 4 20.3抗震措施工 D 20.4楼（屋）盖结构. 10 20.5支撑体系， 11 20.6围护结构DB65／T 3604-2014标准下载， 20.7节点及构造
20.1.1设计高层房屋钢结构时，应分别按房屋层数不超过12层和超过12层考虑，并符合其 相应的规定进行设计。 20.1.2在布置高层房屋钢结构的侧向抗力构件时，应注意避免产生整体结构的扭转，使按《高 层民用建筑钢结构技术规程》JcJ99附录二计算的偏心率小于0.15，或在整个建筑物中任 单元的最大水平位移不大于楼层两端单元平均值的1.2。当超过上述限值时，宜调整水平 抗侧力构件的刚度或布置，予以消除。 20.1.3高层房屋钢结构的底层采用钢筋混凝土结构，其余各层采用钢结构时，宜在两不同结 构变换的层间设置过渡层（用钢骨混凝土结构），以免刚度差异过大形成薄弱层；在高层钢 结构设置设备层时，亦应注意其层高差异引起的刚度差别， 20.1.4高层房屋钢结构应注意各层楼盖是否完整，当因局部开孔削弱楼盖刚度时，应在楼板 平面内设置支撑。 20.1.5高层房屋钢结构的材料应根据建筑物的安全等级、房屋高度和建筑抗震设防类别分别 选用下述钢材牌号： 1符合国家标准《碳素结构钢》CB700规定的Q235等级为B、C、D的钢材。 2符合国家标准《低合金高强度结构钢》CB/T1591规定的Q345等级为B、C、D、E的钢 材。 3符合国家行业标准《高层建筑结构用钢板》YB4104规定的Q235GJ或Q345GJ钢材，当 要求抗撕裂的Z向性能时，可采用该标准规定的Q235GJZ钢或Q345GJz钢。 20.1.6对焊接钢结构中采用钢板厚度不小于40mm且承受沿厚度方向的拉力的板材（如柱翼 缘与梁翼缘直接焊接并承受梁翼缘传来的拉力作用），其所采用的材质应保证乙向性能，不 应小于国家标准《厚度方向性能钢板》GB50313关于Z15级规定的容许值。 20.1.7对位于设防烈度8度及以上地区、甲类及乙类建筑物中采用钢框架作为抗地震作用的 抗侧力体系，其框架梁翼缘与柱的连接采用坡口的焊透焊缝时，其连接节点应具有良好的韧 性与可靠的质量保证，因此应采用下列措施：
1焊接应在良好的施焊条件下进行，如采用预热和缓冷措施，并避免在低温条件下施焊， 焊接过程中避免风速过大等。 2焊接应用具有优良韧性（如低氢型焊条）的焊条，并应保证其焊缝金属的冲击韧性可 达到在一20℃时不低于27J的要求。 3焊接由合格的焊工在符合施焊的条件下进行。
20.2结构的体系和布置
20.2.1高层钢结构房屋应根据所设计的建筑物高度和抗震设防烈度（无抗震设防要求时可按 没防烈度6度考虑）按《建筑抗震设计规范》（GB50011表8.1.1的要求选用相应的结构体 系。其建筑物的最大高宽比应符合该规范表8.1.2的要求。 注：计算高宽比的高度当只一侧有裙房时，应从地面算起，当两侧有裙房形成大底盘时， 应从大底盘顶部算起。 20.2.2层数不超过12层的高层钢结构房屋，其结构体系可采用一个方向为纯框架，另一个 方向为支撑的体系。 20.2.3在地震设防烈度为8度及以上的地区使用钢框架一支撑体系时，其支撑宜采用偏心支 撑，但亦可采用如开缝剪力墙板、内藏钢支撑剪力墙板和钢板剪力墙等延性剪力墙板， 20.2.4当采用钢框架一混凝土核心筒体系时，混凝土核心筒宜采用钢骨混凝土组合结构或预 埋小钢柱以增加筒体延性，并有利于施工。 20.2.5强震区不宜采用中部增设腰桁架或外伸刚臂的框架体系，此种结构体系对风力控制的 结构效果较好。 20.2.6超过12层的高层房屋钢结构应设置带有混凝土墙的地下室，此时其侧向抗力构件（如 支撑、剪力墙）应延伸至基础面，并不得错开，框架柱应至少延伸至地下一层。 20.2.7高层建筑房屋钢结构柱的柱脚应采用埋人式柱脚，12层以下的钢柱柱脚位于低烈度 地区时（即6.7度）可采用外包式柱脚，当有充分根据时方可采用外露式刚接柱脚。 20.2.8超高层房屋钢结构的层间位移和顶点位移起控制作用时，采用下部楼层为截锥型以扩 大底部尺寸的方法较为有效。 20.2.96度地震区和非地震区采用钢框架支撑体系时，可根据建筑物内部具体要求，对梁 与柱的刚性连接适当灵活布置，但应符合《建筑抗震设计规范》GB50011第8.1.6条的规定， 非地震区可不采用双重抗侧力体系，
20.3.1一般情况下，应按房屋结构的两个主轴方向分别计算地震作用与效应并进行抗震验 算，各方向的水平地震作用应该由该方向的抗侧力构件承担。此时，角柱和两个方向的支撑 或剪力墙所共有的柱构件，其水平地震作用引起的构件内力应提高30%。当有斜交抗侧力构 件且交角大于15°。时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。质量及刚度分布明显 不对称、不均匀的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。 20.3.2高层房屋钢结构在下述情况下应采用二阶弹性分析，并按相应结果计算结构杆件的稳 定性：
ZF,Au ≥ 0.1 ZF,h
(20. 3. 2)
式中乙F，一一产生层间侧移灿的所计算楼层及以上各层的水平荷载之和； △u一一按一阶弹性分析求得的所计算楼层的层间位移； 乙Fv一一所计算楼层以上各层的竖向荷载之和； h一一所计算楼层的高度。 当在以风重力荷载为主要水平荷载计算时，其荷载（水平及垂直）数值取标准值。当在 以地震作用力主要水平荷载计算时，竖向荷载取重力荷载代表值，地震作用取标准值。 20.3.3建筑结构地震影响系数曲线（图20.3.3）应根据建筑结构所采用的阻尼比进行计算 对高层房屋钢结构在弹性阶段，当房屋层数在12层以下取0.035，在12层以上取0.020，在 (详见表 20. 3. 3)
图20.3.3地震影响系数曲线
影响系数；αm*一地震影响系数最大值；n一直线下降段的下降斜率调整系数；y一衰减系数 T一特征周期：n一阻尼调整系数：T一结构自振周期：K一下降段系数
图20.3.4双重抗侧力体系侧力分配示意
20.3.5抗震设防的高层房屋钢框架柱，除符合下述任一条件外，应按下式进行强柱弱梁要求 的验算：
队Wpe、Wpb— 分别为节点处柱和梁的塑性截面模量 N一一包括地震作用在内的柱轴向压力设计值： A一柱截面面积； fye、fyb一一分别为柱和梁的钢材屈服强度； n一一强柱系数，超过6层的钢框架，6度IV类场地和7度时可取1.0，8度时 可取1.05，9度时可取1.15。 1任一楼层的受剪承载力比其上一层的受剪承载力高50%。 2柱轴力设计值与柱截面面积和其抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4。
32倍地震作用组合值的柱轴力设计值不大于柱构件考虑稳定系数后的承载力设计值 （即ΦAf值）。 20.3.6高层房屋钢结构应验算在侧力作用下的位移： 1验算结构在风荷载作用下的顶点位移及层间位移，并应符合《高层民用建筑钢结构报 术规程》JGJ99中第5.5.1条（二）款的规定，对高层和超高层尚应按JGJ99中第5.5.1条 （三）款的规定验算十年一遇风荷载下的顶点加速度，以满足人居住的舒适性。 2对处于地震区的高层房屋，尚应验算其在所处地震设防烈度的地震作用下层间位移不 得大于层高的1/300，对进行弹塑性变形验算的结构，尚应满足其层间位移不得大于层高的 1/50
表20.3.9框架柱长细比的限值
主：当为其他牌号时应乘顺，人为钢材牌号的屈
对工字形和箱形截面的腹板若只考虑截面止应力时则利用压弯构件的公式可得出工字形截面腹板 235 235 为85 子箱形截面腹板按68 进行截面假定。
20.4楼（屋）盖结构
20.4.1房屋层数超过12层的高层房屋钢结构的楼（屋）盖宜采用压型钢板现浇钢筋混巍土 的组合楼板或非组合楼板。对不超过12层的高层房屋钢结构尚可采用装配整体式钢筋混凝土 楼板、预制板或其他轻型楼板。采用装配整体式钢筋混凝土楼板、预制板或其他轻型楼板时， 应将楼板预理件与钢梁焊接，或采取其他保证楼盖整体性的措腋 20.4.2强震区的混凝土楼板与钢框架柱相接触处在混凝土楼板内宜放置上、下层的加强钢 筋，以加大挤压强度。 在强震区的框架组合梁塑性铰区内不宜设置栓钉，故当楼（屋）盖梁格构布置时，应优 先在不设栓钉范围内布置次梁，以维持框架梁平面外的稳定 20.4.3框架横梁的侧向支承应满足下列要求：抗震设计时，为防止框架横梁在大震下侧向屈 曲，应在可能出现塑性铰截向处的上、下翼缘设置侧向支撑，其侧向支撑的结构形式视位置 而定。 1当塑性铰出现在梁柱连接处附近时，可作成如图20.4.3（a）（b）所示的水平隅撑 此支撑可起到支承两根梁的作用。 2在设有偏心支撑的框架梁中，当塑性铰出现在框架梁的跨中段，以及在偏心支撑跨间 的消能梁段，当其侧向支撑的间距>13b，/235/J，时，可利用次梁与框架梁的连接作一些特 殊处理也可起到支撑的作用。如图20.4.3（C）（d）所示。 其相邻两支点之间构件的长细比不应超过表20.4.3规定的限值。
为侧向支承点间的距离：iT／CECS 525-2018 金属板饰面保温装饰板外墙外保温工程技术规程，一为截面回转半径
M一与塑性铰相距为11的侧向支承点处的弯矩；Wp*一对X轴的毛截面塑性抵抗矩。
弯矩；W*一对X轴的毛截面性抵抗矩 第10页
（a）抗震设防时，于框架梁上翼缘水平平面内须设置侧向 支撑的连接构造
（c）当h
（d）当h≥H/2时，可采用本节点的做法
图20.4.3框架梁设置侧向支撑图