2023模数化分层装配钢框架消能支撑结构技术规程.docx
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1、模数化分层装配钢框架消能支撑结构技术规程CONTENTS1总则2术语和符号2.1 术语2.2 符号3基本规定3.1一般规定3. 2材料3.1 3平面与立面设计3.4 模数化设计.3.5 防火与防腐4结构计算分析4. 1一般规定4.2 荷载与作用.4.3 计算简图和计算4.4 地震作用分析.5构件设计5. 1连续开孔梁.5.2分层柱5. 3普通支撑5.4楼盖结构6消能支撑设计6. 1般规定6.2 剪切阻尼器支撑6.3 屈曲约束支撑.7连接和节点设计7.1 框架节点7.2 楼板与梁连接节7.3 柱脚节点7.4 围护结构节点.8施工(制作、运输).8.1 一般规定.1.3.4.4.4.8.810.1
2、2.12.14.14.15.15.16.18.18.19.22.24.26.26283030作腐火装制防防安2 3 4 5& &od &9验收9J一般规定9.2验收.3536373737383939414142CONTENTS1 General32 Termsandsymbols42.1 Terms42.2 Symbols43 BasicRequirements83.1 General83.2 Materials93.3 Designofplanandfacade103.4 Modulardesign113.5 Fireprotectionandanticorrosion124 Structu
3、ralAnalysis144.1 General144.2 1.oadandaction154.3 Calcutiondiagramandparameters154.4 Seimicactionanalysis165 Componentdesign185.1 Continuousopenbeam185.2 1.ayeredcolumn205.3 Generalsupport225.4 Floorstructure246 Energy-dissipatedbrace266.1 General266.2 Shearingdamper276.3 Buckling-restrainedbrace287
4、 DesignofConnectionandJoint307.1 Framejoint307.2 Jointoffloorandbeam347.3 Jointofcolumnbase357.4 Jointofenvelop368 Construction(fabricationandtransportation)378.1 General378.2 Fabrication378.3 Anticorrosion388.4 Fireprotection398.5 Intallation399 Qualityacceptance419.1 General419.2 Acceptance42Expla
5、nationofWordinginThisCode431.istofQuotedstandards441.1.1为在模数化分层装配钢框架消能支撑结构的设计、生产、储运、施工安装及质量验收中,贯彻执行国家有关国家法规和规范,做到安全使用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。1. 1.2本规程适用于抗震设防烈度为6度至8度(0.2g)地区、层数不超过4层、采用模数化分层装配钢框架消能支撑结构的设计、制作、储运、施工安装及质量验收。条文说明:本条为本标准的适用范围。模数化分层装配钢框架消能支撑结构主要适用于设防烈度8(0.2g)及以下、不超过4层的民用建筑,适用于住宅、农居、宿舍、办公等居住类
6、建筑和公共建筑,也可用于循环拆装的临时建筑。1.1.3模数化分层装配钢框架消能支撑结构的设计、制作、安装与验收,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号2.1术语2. 1.1模数化分层装配钢框架消能支撑结构Modularfloor-by-floorassembledsteelframestructure采用模数化设计,以支撑及附加消能器的支撑作为主要抗侧力构件,梁贯通、柱分层,采用全螺栓连接,分层装配建造的钢结构体系。2. 1.2连续开孔梁Continuousopeningbeam采用工厂预制加工,按照模数间距,在梁腹板和翼缘预留梁梁节点和梁柱节点的螺栓连接孔,以及
7、腹板设备管线洞口的梁构件。分为框架梁和次梁。2. 1.3消能支撑Energydissipationbrace组合了消能器和框架斜撑,形成同时具有抗侧刚度和耗能能力的支撑系统。2. 1.4剪切型消能器Shearingenergydissipationdevice以金属剪切屈服耗能为特征的消能器。2. 1.5屈曲约束支撑Buckling-restrainedbrace由核心单元、外约束单元等组成,以金属核心单元轴向屈服变形耗散能量的消能器。2. 1.6分层柱Layeredtruncatedcolumn按楼层截断,每层柱身采用方钢管截面,柱端连接件采用十字形截面,按照模数与连续开孔梁或者基础连接的柱
8、构件。2.2符号2.2.1作用与作用效应设计值N-轴心力;料弯矩;V-一一剪力。2.2.2计算指标E-钢材的弹性模量;G钢材的剪切模量;f-一一钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值;/y钢材屈服强度;4一一梁柱节点域的抗剪强度设计值;k支撑构件轴向刚度;心个开间内布置的支撑的抗侧刚度;Kf不考虑支撑时框架的整体抗侧刚度。,、八柱、梁的线刚度;4、A柱、梁截面惯性矩;1.c.Lb柱高度、梁跨度,取构件轴线交点间距;K基于极限强度最小值的节点连接最大受剪承载力,仅由腹板的连接承担;一一梁的塑性受弯承载力;Kb梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值;目一一弹性设计时结构的层间位移角允许
9、值;LHaIe当一一罕遇地震下的最大层间位移角允许值Pe一一按设防烈度确定的层地震剪力;S一基本组合的效应设计值;国一一水平地震作用组合的效应设计值;条一一竖向地震作用组合的效应设计值;“k水平地震作用标准值的效应;SVk竖向地震作用标准值的效应;Wk永久荷载标准值的效应;冬风荷载标准值的效应。2.2.3几何参数Mo标准模数长度;升-一柱截面长边长度;B柱截面短边长度;f梁翼缘的宽度;/一一梁翼缘的厚度;k一一梁腹板的厚度;R梁腹板的高度;J柱壁厚度;A梁翼缘中心线之间的高度;A.柱翼缘中心线之间的宽度;几、支撑变形集中段的长度和支撑总长度;A梁的截面高度;A-柱的截面高度;d螺栓直径;1.C
10、柱高度(轴线间距);1.b一一梁跨度(轴线间距);O一一支撑与水平面夹角;h结构层高;4、4支撑和柱的横截面面积;B一一支撑所在开间的宽度;H支撑所在开间的高度;2.2.4计算系数及其他八对X轴的塑性发展系数,Sl级、S2级和S3级时取1.05;Zo一一结构的重要性系数:对安全等级为一级的结构构件不应小于LL对安全等级为二级的结构构件不应小于L0,对安全等级为三级的结构构件不应小于0.9;Vre承载力抗震调整系数;nc柱轴压比;。皿一一水平地震影响系数最大值;BE动力放大系数;Yg永久荷载分项系数;八一一风荷载分项系数;一一水平地震作用分项系数;九V竖向地震作用分项系数;九一一风荷载组合系数;
11、k一一钢号修正系数,其值为235与钢材牌号中屈服点数值的比值的平方根。3基本规定3.1 一般规定1. 1.1模数化分层装配钢框架消能支撑结构建筑应满足安全、适用、耐久、经济和环保等综合性能要求。可将结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统采用集成的方法进行一体化设计。条文说明:模数化分层装配钢框架消能支撑结构具有工厂制造、现场装配的基本特点。强调将结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统采用集成的一体化设计方法,目的是实现工业化建筑部品部(构)件的集成,设计安装相互协调。3. 1.2模数化分层装配钢框架消能支撑结构体系的设计应符合下列原则:4. 向和水平荷载(作用)的传递途径应合理
12、、明确;5. 构体系应具有必要的承载能力、刚度、变形能力和耗能能力;6. 盖、屋盖结构应有足够的面内刚度向下传递支撑内力;7. 间支撑应有足够延性,消能器应先于普通刚性支撑屈服耗能;8. 可能出现的薄弱部位,应采取有效的加强措施。条文说明:竖向荷载主要由柱子承担,水平荷载主要由支撑子结构承担,须有足够的面内刚度将水平力分配给各个支撑子结构。支撑子结构需要求足够的承载力和耗能能力。9. 1.3模数化分层装配钢框架消能支撑结构设计应标准化、部品部(构)件生产应工厂化、部品部(构)件安装应装配化、施工管理应信息化。模数化分层装配钢框架消能支撑结构建筑可实现全装修或装配式装修方式。条文说明:模数化分层
13、装配钢框架消能支撑结构作为一种标准集成化程度很高的一种生产建造方式,设计标准化是其实现的前提和基础,部品部(构)件生产工厂化和装配化是基本要求,信息化管理是其实现的保障手段。采用全装修或装配式装修方式,进一步提升标准化和集成化程度,减少二次装修对结构构件的损坏。10. 1.4模数化分层装配钢框架消能支撑结构的设计与建造应符合通用化、模数化、标准化的规定,应以少规格、多组合为原则实现建筑部品部(构)件的系列化和建筑功能的多样化。条文说明:模数化分层装配钢框架消能支撑结构设计和建造方法要立足于建筑工业化,进行标准化设计,少规格多组合实现建筑功能多样化,采用集成技术,便于工厂批量生产。11. .5模
14、数化分层装配钢框架消能支撑结构应满足防火、防腐、防水和隔声等建筑整体性能和品质的要求。12. 1.6模数化分层装配钢框架消能支撑结构的外围护系统应根据当地气候条件选用质量可靠、经济适用的材料和部品,并应选用技术成熟的施工工艺进行安装。13. 1.7模数化分层装配钢框架消能支撑结构设计宜遵循建筑全寿命期中使用与维护的便利性原则,设备管线与主体结构应分离,管线更换或装修时不应影响结构性能。14. .8模数化分层装配钢框架消能支撑结构设计与建造应采用绿色建材和性能优良的部品部(构)件,并应建立部品部(构)件工厂化生产的质量管理体系。15. 1.9模数化分层装配钢框架消能支撑结构设计宜考虑部品部(构)
15、件的可更换性。对于用于临时使用功能的建筑,应考虑结构构件的快装快拆方式,实现结构构件的循环使用和绿色节约。16. .10模数化分层装配钢框架消能支撑结构房屋的非承重墙体宜采用轻质墙。3.2 材料3.2.1 1模数化分层装配钢框架消能支撑结构宜采用Q235B钢或Q355B钢,钢材的质量应分别符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700和低合金高强度结构钢GB/T1591的有关规定。当采用更高牌号的钢材时,应符合相应的规定和要求。3.2.2 模数化分层装配钢框架消能支撑结构采用的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和硫、磷含量的合格保证。对焊接承重结构的钢材尚应具有碳当量的合格保证和冷弯试验的合格
16、保证。对需充分发展塑性的支撑变形集中段及有相同塑性变形能力要求的构件,所用钢材应符合下列规定:1屈强比不应大于0.85。2钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%。条文说明:屈强比和伸长率为了保证耗能构件有良好的延性和耗能能力,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。3.2.3 2.3钢材的强度设计值和物理性能指标应符合现行国家标准钢结构设计标准GB50017的有关规定。3.2.4 2.4钢结构用焊接材料和紧固件材料应符合现行国家标准钢结构设计标准GB50017的有关规定。3.2.5 模数化分层
17、装配钢框架消能支撑结构中的耗能构件宜采用Q235钢、LY225钢、LY160钢和LYlOOtR,其质量与设计指标应分别符合碳素结构钢GB/T700、建筑用低屈服强度钢板GB/T28905和高性能钢结构应用技术规程T/CECS599的规定。3.2.6 模数化分层装配钢框架消能支撑结构中的耐候钢,宜采用Q235NH、Q355NH和Q415NH,其质量等级不低于C级,且宜按现行国家标准耐候结构钢GB/T4171要求附加保证晶粒度不小于7级并且耐腐蚀指数不小于6.0o3.3 平面与立面设计3.3.1 1模数化分层装配钢框架消能支撑结构由钢梁、钢柱、普通支撑、消能支撑、消能器和楼盖组成稳定的结构体系(图
18、3.3.1)。楼盖结构可由钢梁和与之可靠连接的刚性楼板组成;当铺设非刚性楼板时,应由钢梁和水平支撑形成可靠的楼板面内刚度。图3.3.1模数化分层装配钢框架消能支撑结构体系立面示意图1一梁;2一柱;3普通支撑;4一消能支撑;5消能器;6基础;7二层;8三层;3.3.2 模数化分层装配钢框架消能支撑结构体系应采用柱按层分段、梁贯通的构成方式。梁的上层柱与下层柱可不对齐。梁与梁宜采用较接连接。当梁跨度超过运输长度限制时,梁拼接位置应与梁柱节点错开且应设在梁受力较小位置。现场连接节点应采用全螺栓连接。3.3.3 钢柱柱网布置应均匀,钢梁跨度不应过大。3.3.4 同一层中所有与柱连接的钢梁宜采用同一高度
19、。不与钢柱连接的次梁可采用不同高度的截面。3.3.5 纵横两个方向均应布置柱间支撑。柱间支撑在两个主轴方向应分散、均匀布置。柱间支撑宜上下层连续布置。条文说明:普通支撑(耗能支撑)在结构两个主轴方向均匀、对称、周边、分散的原则布置,保证两个主轴方向刚度均匀,并有足够的抗扭刚度。支撑宜上下层连续布置,传力直接。3.3.6 3.6模数化分层装配消能支撑钢框架房屋的建筑形体宜避免平面凹凸不规则和楼板局部不连续。不同层支撑应避免错跨布置,无法避免时,支撑间断处梁应计入支撑轴力的影响,并应避免侧向刚度突变。3.3.7 结构布置应与建筑设计和内装系统相协调,实现大空间、灵活分隔、多组合的功能要求,同时主体
20、构件不宜凸出隔墙,不可避免时主体构件宜凸出在次要房间角部等非关键位置或可通过内装隐藏的位置。3.4 模数化设计3.4.1 4.1模数化分层装配消能支撑钢框架房屋应采用标准化设计,模数数列应根据建筑功能、围护系统、内装系统和经济性等统筹确定,应符合现行国家标准建筑模数协调标准GBfT50002的有关规定,并应符合下列规定:1基本模数的数值应为100mm(IM等于IoOmm),整个建筑物和建筑的一部分以及建筑部件的模数化尺寸,应是基本模数的倍数;2开间或柱距、进深或跨度、门窗洞口宽度等宜采用水平基本模数数列和水平扩大模数数列,且水平扩大模数数列宜采用2nM、3nM(n为自然数);3梁、柱、墙、板等
21、构件的截面尺寸宜采用竖向扩大模数数列nM;4构造节点和部品部件的接口尺寸宜采用分模数数列nM/2、nM/5、nM/10;5层高和门窗洞口高度宜采用竖向基本模数和竖向扩大模数数列,且竖向扩大模数数列宜采用nMo3.4.2 模数化分层装配消能支撑钢框架房屋应进行功能空间、结构系统、外围护系统、内装系统及设备与管线系统之间的尺寸模数协调设计。3.4.3 模数化分层装配消能支撑钢框架房屋应优先采用工厂化生产、装配化施工的构件和部品,应采取减少现场焊接、湿作业的技术措施。3.5 防火与防腐1 .5.1模数化分层装配钢框架消能支撑结构防火设计应符合以下规定:1钢构件的耐火极限应符合现行国家标准建筑设计防火
22、规范GB50016中的有关规定;当钢构件的耐火时间不能达到规范规定的耐火极限时,应进行防火保护设计,建筑钢结构应按现行国家标准建筑钢结构防火技术规范GB51249进行抗火性能验算,钢结构节点的防火保护应与被连接构件中防火保护要求最高者相同;条文说明:根据住宅建筑规范和建筑防火设计规范相关规定,三层以下的住宅建筑采用四级耐火等级,柱、梁的耐火极限时间为1.0小时,可采取涂刷薄型防火涂料等方式,满足耐火极限和内装隔墙包覆的相应需求。多层公共建筑和大于3层的住宅建筑耐火极限可采用三级,应进行相应的防火设计,满足耐火极限时间要求。2钢结构的防火设计文件应注明建筑的耐火等级、构件的设计耐火极限、构件的防
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