3 多、高层钢结构
3.1 一般规定
3.1.1 钢结构房屋具有材料强度高、自重轻、结构抗震性能好、但耐火性能和耐腐蚀性能差等特点。钢结构承重构件的设计一般均需满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定的要求。
3.1.2 多、高层建筑的钢结构设计,除应遵守现行国家标准、规范、规程相关规定之外,尚应与建筑设计紧密配合,根据所设计房屋的高度和抗震设防烈度,综合考虑其特点和使用功能、荷载性质、材料供应、制作安装、施工条件等因素,选用抗震和抗风性能好且又经济合理的结构体系。
3.1.3 多、高层钢结构房屋,宜按房屋的高度、建筑体型和抗震设防烈度,根据实际需要经方案比较后采用框架体系、框架-中心支撑体系、框架-偏心支撑体系、钢框架-核心筒体系、带伸臂桁架的钢框架-核心筒体系以及筒体体系。各类钢结构体系的最大适用高度应符合表3.1.3-1的要求;高宽比限值不宜超过表3.1.3-2的规定;丙类建筑的抗震等级按表3.1.3-3确定。
注:1 表中适用高度是指规则结构的高度,为从室外地坪至主要屋面板板顶的高度。
2 非地震区可不采用双重抗侧体系。
3 平面和竖向不规则或建造于Ⅳ类场地的钢结构,适用的最大高度应适当降低。
4 超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,并采取有效的加强措施。
超过12层的钢结构房屋,8、9度时,宜采用偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板或其它消能支撑及筒体结构。
3.1.16 高度超过12层(50m)的钢结构房屋,宜设置地下室,抗震设防建筑的高层部分,基础埋深宜一致,不宜采用局部地下室。
3.1.17 高层建筑钢结构的基础埋置深度(从室外地坪或通长采光井底面到承台底部或基础底部的深度),当采用天然地基时,不宜小于房屋总高度的1/15,当采用桩基时,桩承台埋深不宜小于房屋总高度的1/20。房屋总高度为室外地坪或通长采光井底面至屋顶檐口的高度,不包括突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
3.1.18 多、高层钢结构建筑承重构件的钢材宜采用Q235B、C、D等级的碳素结构钢和Q345B、C、D、E等级的低合金高强度结构钢。其质量标准应分别符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定;对安全等级为一级和抗震设防类别为甲类的承重钢结构的钢材,其质量等级宜不低于C级。在设计中应注明所采用钢材的牌号、等级和对Z向性能的附加要求。有抗震设防要求时,钢结构构件的钢材应符合下列规定:
1 钢材的的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;
2 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;
3 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
4 甲、乙类高层建筑钢结构采用的钢材,其屈服点不宜超过其标准值的10%。
注:由于Q390钢(15MnV或15MnVq钢)及桥梁钢的延伸率满足不了上述2款的要求,因而不应在有抗震设防要求的高层钢结构中应用。
3.1.19 采用焊接连接的钢结构,当板厚等于或大于40mm,并承受垂直于板厚方向的拉力作用时,应按现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB 5313规定的受拉试件板厚方向的截面收缩率,并不得小于该标准Z15级规定的容许值。
3.1.20 钢材的物理性能和强度设计值,应按现行国家标准《钢结构设计规范》的规定采用。
3.1.21 处于外露情况和低温环境时,钢材的性能尚应按现行国家有关标准,采用符合耐大气腐蚀和避免低温冷脆要求的钢材。
3.1.22 节点采用的连接材料(焊条、螺栓等),应按现行国家标准《高层民用建筑钢结构设计规程》的规定采用。
3.1.23 多、高层建筑钢结构的墙体(含内隔墙)、楼梯、顶棚及非承重构件(包括装修材料等)宜采用轻质高强材料,以减轻自重与地震作用。
3.1.24 多、高层钢结构应有将墙体和幕墙的风力或地震作用传给主体结构的可靠传力体系或墙骨架体系,同时宜妥善处理围护墙与主体结构构件的连接(例如采用柔性连接),以适应变形的需要,使幕墙不致增大主体结构的刚度。