17.3.2 因此钢柱周边的楼板钢筋应可靠锚固 l 因此当塑性耗能区位于梁端时 同时根据不同的结构延性要求相应的构造来保证设计的经济性 ——设防地震性能组合的消能梁段剪力(N) 4 /2—t steel 抗弯框架上覆混凝土楼板时 f 本条为保证框架结构抗震性能的重要规定 应按框架结构的框架梁设计 抗震设防的钢结构节点连接应符合《钢结构焊接规范》GB f 梁端换厚板 结构的刚度小 w 表17.3.4-1 中间加劲肋的间距宜在上述二者间采用线性插入法确定 应在距消能梁端部1.5b 采用翼缘加宽的方法时 受压承载力不断退化 下翼缘应设置侧向支撑 l 长细比较大的支撑杆 结构构件延性等级对应的塑性耗能区(梁端)截面板件宽厚比等级和设防地震性能组合下的最大轴力N b 则结构承载能力和塑性变形能力越小 式(17.2.5-4)要求 s)(V 可不配置中间加劲肋 柱长细比越大 2 ＜a≤2.6W y 17.3.10 各层同一水平地震作用方向的不同倾斜方向杆件截面水平投影面积之差不宜大于10％ 当长细比小时滞回曲线丰满而对称 当框架结构塑性耗能区延性等级为Ⅰ级或Ⅱ级时 塑性机构转动点会偏离截面中心轴 能够将对梁端塑性铰的转动需求分散在更长的长度上 最大长细比取150 图17.3.8 的限值 y 可由弹塑性稳定分析求得 17.3.4 削弱截面的弯矩可按梁端弯矩的0.80倍进行验算 消能梁段的长度应符合下列规定 f 下翼缘标高处设置的柱水平加劲肋或隔板的厚度不应小于梁翼缘厚度 消能梁段的构造应符合下列规定 y E2 ＞0.16Af ——梁内塑性铰截面的剪力 地震力可以取得更小 易引起整体失稳 3 99 当框架结构的梁柱采用刚性连接时 框架结构 l 中心支撑结构应符合下列规定 处配置中间加劲肋 框架-中心支撑结构和支撑结构相比较具有更好的延性 日本及钢结构设计规范EC3 从而改善结构的延性 h l 1)上翼缘的焊接衬板可采用角焊缝 并且规定了使用条件 50661-2011第5.7节的规定 1 f 应按本标准式(6.2.7-3)计算 n 梁翼缘楔形加宽和上下翼缘加盖板等方法 —h/5) 截面板件宽厚比等级宜满足受弯构件S1级要求 而设置纵向加劲肋可均化塑性铰区腹板中央集中的剪应力 实腹式柱脚采用外包式 表17.3.4-2 2)当2.6W 时 2)工字形梁受弯正则化长细比λ 另外 则框架部分应能够承担30％～70％的水平地震作用 这意味着支撑杆的长细比对Q235不超过120 应符合下列规定 当框架梁上覆混凝土楼板时 当其在受压斜杆屈曲前屈服时 yb l 本条改进型过焊孔及常规型过焊孔具体规定见现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 因为传递的力较小 b 长细比大的构件 时 —h/5) 为梁截面高度 2 3 1 梁翼缘与柱翼缘焊接时 表17.3.5与上述AIJ的要求基本等价 b 在地震作用下 3 引入轴压比N/N 但配套的设计规定使得其应用是有条件的 关键的是防止局部屈曲部位过大的 1)当a≤1.6W pb 对结构失稳的影响也较小 l 引弧部分应采用绕角焊 对Q235 17.3.3 17.3.13 滞回曲线形状复杂 在梁上 使整个加劲区域的腹板应力场均匀分布 消能梁段与柱连接时 滞回曲线随长细比的不同变化很大 每一列支撑 p 和长细比λ表示的控制条件 w 17.3.9 2 前者放得更宽 图17.3.7 s h 进行削弱截面的受弯承载力验算时 一般情况下 框架结构 钢筋可按图50设置 日本也将长细比大于130的支撑杆与长细比为32～59之间的划为同一类 塑性耗能区板件间的连接应采用完全焊透的对接焊缝 加强段的塑性弯矩的变化宜与梁端形成塑性铰时的弯矩图相接近 w 和10mm中的较大值 限值 H形和箱形截面柱的节点域受剪正则化宽厚比λ 应在两侧配置加劲肋 位于塑性耗能区的梁或支撑宜采用整根材料 17.3.13 由于地震作用为强烈的动力作用 结构高度大于50m或地震烈度高于7度的多高层钢结构截面板件宽厚比等级不宜采用S5级 pb 非塑性耗能区内力调整系数可取1.0 而截面板件宽厚比为S5级的构件延性较差 下翼缘均设置侧向支承 截面板件宽厚比等级应根据其结构构件延性等级符合表17.3.12的要求 尚应符合下列要求之一 表17.3.6 2.5 17.3.1 集中的塑性变形而导致的开裂 埋入式及插入式柱脚的埋入深度应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 3)当1.6W 17.3.14 a——消能梁段的长度(mm) f b pb 梁翼缘和柱翼缘焊接孔下焊接衬板长度不应小于翼缘宽度加50mm和翼缘宽度加两倍翼缘厚度 17.3.15 6 这是由于延性决定了结构的抗震能力 3 E——钢材的弹性模量 因此节点连接应满足承受动力荷载的构造要求 框架柱长细比宜符合表17.3.5的要求 当热轧型钢超过材料最大长度规格时 轴压比越大 1)工字形梁上翼缘有楼板且布置间距不大于2倍梁高的加劲肋 和10mm中的较大值 3)上 框架-中心支撑结构的框架部分 应按本标准式(12.3.3-1)或式(12.3.3-2)计算 Ⅱ c可按下列公式计算 一侧的加劲肋宽度不应小于(b p 17.3.2 s——塑性铰至柱面的距离 一般规定 本标准参照日本的规定 ——结构弹性屈曲对应的轴压力)即可避免结构整体屈曲引起的承载力显著降低 支撑结构及框架-支撑结构 E n 内力计算时可不计入压杆作用仅按受拉斜杆计算 注 f 支撑结构及框架-支撑结构 2-上翼缘 日本AIJ《钢结构塑性设计指针》采用解析并少量试验 强柱弱梁应满足本标准式(17.2.5-3) 无加劲的平腹板梁 应符合下列规定 式中 f 当柱子为箱形截面时 1 时 l f 当N 当长细比大时 structures关于H形和箱形截面柱的节点域计算和宽厚比限值的规定 y w 中心支撑在各类结构中应用非常广泛 应该在120～196之间 在支撑系统之间直接与支撑系统构件相连的刚接钢梁可视为连梁 按本标准式(17.2.4-1)计算的剪力V 消能梁段应按下列要求在其腹板上设置中间加劲肋 表17.3.5 l 支撑端部至节点板最近嵌固点在沿支撑杆件轴线方向的距离 l 将支撑分为3个等级 l 在梁翼缘上下各600mm的节点范围内 b 1-下翼缘 当支撑斜杆的长细比大于130 17.3.7 如果是框架-中心支撑体系 ) 图50 p 消能梁段两端上 y 限值应符合表17.3.6的规定 l 5)中间加劲肋应与消能梁段的腹板等高 偏心支撑的设计基本上与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 并宜采用改进型过焊孔 式中 l f 骨形节点 比较美国 w b E k 延性等级更高 时 4 翼缘加宽后的宽厚比不应超过13ε 2 17.3.16 of 2 1 50011的规定一致 地震力更小 当结构层数超过两层时 /V 提出满足N/N 当结构构件延性等级为Ⅰ级时 通过控制梁内轴力和剪力来保证潜在耗能区的塑性耗能能力 17.3.5 柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊缝应采用全熔透焊缝 并通过有限元分析发现 前者的抗震性能更好 17.3.12 1 ——框架梁截面高度(mm) 存在一个拉直的不受力的滑移阶段 使节点板在支撑杆平面外屈曲时不至于产生过大的计算中未能考虑的应力而导致焊缝的过早破坏 l 本节各条文的目的是保证节点破坏不先于构件破坏 /V b 骨形削弱段应采用自动切割 内力分析模型按未削弱截面计算时 y 且应满足相关标准的规定 本条第1款的规定使得结构在任意方向荷载作用下表现出相似的荷载变形特征 因此有抗震设防要求的钢结构需要控制的框架柱长细比与轴压比相关 而且剪应力集中于腹板中央区 5 当构造满足消能梁段的规定时 f 17.3.9 其长度不得大于1.6W ＋V p n 加劲肋的高度应为梁腹板高度 尺寸a Ⅲ 当消能梁段截面高度不大于640mm时 17.3.11 当梁端塑性耗能区为工字形截面时 y 采用盖板加强节点时 成对布置的单斜杆支撑结构的支撑系统 应符合表17.3.4-1的要求 17.3 当梁柱节点采用梁端加强的方法来保证塑性铰外移要求时 工字形梁受弯正则化长细比λ 4 w 17.3.14 控制长细比和轴压比的结构弹塑性失稳限界 钢柱周边钢筋锚固示意图 17.3.15 支撑长细比很大 中心支撑体系分为特殊中心支撑体系(SCB)和普通中心支撑体系(OCB) 由受拉的支撑提供的抗力不得大于70％ 17.3 b 框架梁应符合下列规定 y 且中间加劲肋间距不应大于(52t l Ⅳ 在节点部位更加容易设计成延性好的节点 支撑宜成对设置 可配置单向加劲肋 17.3.3 n ＜a≤5W 50191的有关规定 加劲肋间距不应大于(30t 位于塑性耗能区的支撑不宜进行现场拼接 高弹性承载力-低延性构造的具体体现 应采用全熔透焊缝 p 而腹板中央的屈服和屈曲由剪应力控制 H形和箱形截面柱节点域受剪正则化宽厚比λ 可按图17.3.8设计 消能梁段的腹板不得贴焊补强板 本条为低弹性承载力-高延性构造 ——框架梁翼缘宽度(mm) 4 直接与支撑系统构件相连的刚接钢梁 支撑和框架采用节点板连接时 结构构件延性等级对应的塑性耗能区(梁端)截面板件宽厚比等级和轴力 考虑压弯柱的结构整体弹塑性稳定性和柱塑性铰形成时的变形能力 柱脚 支撑长细比 中心交叉支撑的长细比 2 其楼板钢筋应可靠锚固 梁端无纵向加劲肋的腹板剪力不大于截面受剪承载力50％的规定是恰当的 梁柱刚性节点应符合下列规定 可不考虑轴压比和长细比耦合 一般规定 pb 受压承载力很小 在支撑系统之间 /V 厚度不应小于0.75t f 当消能梁段截面高度大于640mm时 轴力设计值不得小于梁轴向承载力设计值的2％ 亦可采用常规型过焊孔 y ≤0.25(N 梁的线刚度可按等截面计算的数值乘以0.90倍计算 反而比长细比为59～130之间的更好 表17.3.12 因此支撑的长细比与结构构件延性等级相关 支撑长细比 框架柱长细比要求 p 即不传递支撑内力的梁柱构件 17.3.12 如果水平力全由支撑承担 1 /2—t 无支撑框架结构侧移限值应乘以0.95 因此对其使用范围作了一定的限制 欧洲抗震设计规范EC8则规定 l 连梁可设计为塑性耗能区 厚度不应小于t 2 ≤0.15时 17.3.5 支撑的轴力设计值不得小于消能梁段翼缘轴向承载力设计值的6％ 长细比大的放在第2个等级 在美国 与柱翼缘的焊接构造(图17.3.7)应符合下列规定 除普通钢结构外 否则按框架梁要求设计 Ⅱ /V 在地震往复荷载作用下 人字形支撑与横梁的连接节点处应设置侧向支承 本条是为保证塑性耗能区性能所作的规定 剪力可由腹板全截面承受 Design /V p 本条第2款与欧洲抗震设计规范EC8第6.6.2条的规定类似但不相同 消能梁段与支撑连接处应在其腹板两侧配置加劲肋 17.3.4 根据5个框架H形截面子结构试件的反复加载试验 y Ⅲ /V 构件塑性耗能区应符合下列规定 n 侧向刚度降低 加宽的起点和柱翼缘间的距离宜为(0.3～0.4)h 宜增加翼缘厚度 f 注 也即梁开始变截面或开始加强的位置到柱表面的距离)可以预计梁加强段及其等截面部分长度内均能够产生一定的塑性变形 s p 17.3.10 其抗震构造应根据本标准表17.1.4-2确定的延性等级按框架结构采用 截面板件宽厚比等级采用S5级的构件 其中支撑截面板件宽厚比应按本标准表3.5.2对应的构件板件宽厚比等级的限值采用 可按消能梁段确定承载力 支撑必然经历失稳-拉直的过程 更容易处在长周期范围 同样的支撑 因此支撑设计时 4)当a＞5W 此时连梁类似偏心支撑的消能梁段 Ⅰ 5 基本抗震措施 从而具有更好的延性 注 /V 但是在对支撑杆的长细比的限值上 钢梁的挠度限值应乘以0.90 盖板的计算长度应以离开柱子表面50mm处为起点 p 美国AISC的SPSSB指出 翼缘边的斜角不应大于1 衬板与柱翼缘的焊接构造 长细比不应大于180 宝钢在本标准课题《腹板加肋框架梁柱刚性节点抗震性能研究》中 交叉支撑结构 剪力限值 限值符合表17.3.4-2的要求 截面板件宽厚比等级 抗震性能更好 Ⅰ 节点受剪正则化宽厚比λ 长细比不是最关键的 注 或减小对节点的转动需求 2 如果能够做到加强后的柱表面处的梁截面的塑性铰弯矩等于(W 遭遇强烈地震时 而只要纵向加劲肋设置合理 为方便结构设计 l 梁腹板的过焊孔应使其端部与梁翼缘和柱翼缘间的全熔透坡口焊缝完全隔开 1 一侧加劲肋的宽度不应小于(b 17.3.1 受弯正则化长细比λ 17.3.7 时 不对称 n 50011或《构筑物抗震设计规范》GB 也不得小于30％ y 基本抗震措施 并总结试验数据提出本条要求 1 3 轴压力较小 也不得开孔 钢支撑连接节点应符合下列规定 17.3.6 虽然欧美同行认为长细比大的支撑 单层或顶层无需满足最大轴力与最大剪力的限值 由于地震作用的不确定性 17.3.8 V 修正后宜满足S4级截面要求 轴压比N/N 17.3.6 框架柱有可能进入塑性 当梁柱刚性节点采用骨形节点(图17.3.8)时 式中 在采用梁端加腋 其板件经 s 2)下翼缘衬板应采用从上部往下熔透的焊缝与柱翼缘焊接 f 得 λ为支撑的最小长细比 梁端的塑性铰区受拉 ) 可进行等强拼接 ——钢材的屈服强度 本条第1款的规定是为了尽量减小应力集中 不宜小于节点板的2倍