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8。2。計算要點8。2、1、鋼結構構件按地震組合內力設計值進行抗震驗算時,鋼材的各種強度設計值需除以本規(guī)范規(guī)定的承載力抗震調整系數(shù)γRE，以體現(xiàn)鋼材動靜強度和抗震設計與非抗震設計可靠指標的不同 國外采用許用應力設計的規(guī)范中，考慮地震組合時鋼材的強度通常規(guī)定提高1,3或30,與本規(guī)范γRE的作用類似、8。2 2，2001規(guī)范的鋼結構阻尼比偏嚴,本次修訂依據(jù)試驗結果適當放寬、采用屈曲約束支撐的鋼結構.阻尼比按本規(guī)范第12章消能減震結構的規(guī)定采用，采用該阻尼比后,地震影響系數(shù)均按本規(guī)范第5章的規(guī)定采用 8,2,3 本條規(guī)定了鋼結構內力和變形分析的一些原則要求.1 鋼結構考慮二階效應的計算 鋼結構設計規(guī)范。GB。50017，2003第3、2，8條的規(guī)定。應計入構件初始缺陷，初傾斜 初彎曲。殘余應力等。對內力的影響。其影響程度可通過在框架每層柱頂作用有附加的假想水平力來體現(xiàn)。2、對工字形截面柱。美國NEHRP抗震設計手冊 第二版、2000年節(jié)點域考慮剪切變形的方法如下.可供參考?？紤]節(jié)點域剪切變形對層間位移角的影響.可近似將所得層間位移角與由節(jié)點域在相應樓層設計彎矩下的剪切變形角平均值相加求得,節(jié)點域剪切變形角的樓層平均值可按下式計算、式中，γi一一第i層鋼框架在所考慮的受彎平面內節(jié)點域剪切變形引起的變形角平均值。Mj、i一一第i層框架的第j個節(jié)點域在所考慮的受彎平面內的不平衡彎矩、由框架分析得出，即Mji Mb1、Mb2,Vpe。ji一一第i層框架的第j個節(jié)點域的有效體積。Mb1。Mb2一一分別為受彎平面內第i層第j個節(jié)點左、右梁端同方向地震作用組合下的彎矩設計值。對箱形截面柱節(jié)點域變形較小,其對框架位移的影響可略去不計、3,本款修訂依據(jù)多道防線的概念設計?？蚣?支撐體系中，支撐框架是第一道防線 在強烈地震中支撐先屈服,內力重分布使框架部分承擔的地震剪力必需增大。二者之和應大于彈性計算的總剪力、如果調整的結果框架部分承擔的地震剪力不適當增大，則不是。雙重體系.而是按剛度分配的結構體系 美國IBC規(guī)范中 這兩種體系的延性折減系數(shù)是不同的，適用高度也不同，日本在鋼支撐.框架結構設計中 去掉支撐的純框架按總剪力的40、設計,遠大于25 總剪力,這一規(guī)定體現(xiàn)了多道設防的原則、抗震分析時可通過框架部分的樓層剪力調整系數(shù)來實現(xiàn),也可采用刪去支撐框架進行計算來實現(xiàn),4，為使偏心支撐框架僅在耗能梁段屈服.支撐斜桿、柱和非耗能梁段的內力設計值應根據(jù)耗能梁段屈服時的內力確定并考慮耗能梁段的實際有效超強系數(shù) 再根據(jù)各構件的承載力抗震調整系數(shù) 確定斜桿 柱和非耗能梁段保持彈性所需的承載力，2005AISC抗震規(guī)程規(guī)定.位于消能梁段同一跨的框架梁和框架柱的內力設計值增大系數(shù)不小于1,1。支撐斜桿的內力增大系數(shù)不小于1、25。據(jù)此.對2001規(guī)范的規(guī)定適當調整,梁和柱由原來的8度不小于1。5和9度不小于1、6調整為二級不小于1。2和一級不小于1，3。支撐斜桿由原來的8度不小于1，4和9度不小于1、5調整為二級不小于1,3和一級不小于1 4、8、2、5，本條是實現(xiàn) 強柱弱梁,抗震概念設計的基本要求。1.軸壓比較小時可不驗算強柱弱梁，條文所要求的是按2倍的小震地震作用的地震組合得出的內力設計值。而不是取小震地震組合軸向力的2倍.參考美國規(guī)定增加了梁端塑性鉸外移的強柱弱梁驗算公式,骨形連接。RBS，連接的塑性鉸至柱面距離。參考FEMA350的規(guī)定 取，0、5,0、75.bf.0,65,0 85.hb。2、其中、bf和hb分別為梁翼緣寬度和梁截面高度，梁端擴大型和加蓋板的連接按日本規(guī)定.取凈跨的1。10和梁高二者的較大值，強柱系數(shù)建議以7度、0 10g。作為低烈度區(qū)分界,大致相當于AISC的等級C.按AISC抗震規(guī)程，等級B.C是低烈度區(qū) 可不執(zhí)行該標準規(guī)定的抗震構造措施.強柱系數(shù)實際上已隱含系數(shù)1，15,本次修訂,只是將強柱系數(shù) 按抗震等級作了相應的劃分 基本維持了2001規(guī)范的數(shù)值，2 關于節(jié)點域，日本規(guī)定節(jié)點板域尺寸自梁柱翼緣中心線算起、AISC的節(jié)點域穩(wěn)定公式規(guī)定自翼緣內側算起.本次修訂、擬取自翼緣中心線算起。美國節(jié)點板域穩(wěn)定公式為高度和寬度之和除以90。歷次修訂此式未變。我國同濟大學和哈爾濱工業(yè)大學做過試驗.結果都是1、70，考慮到試件板厚有一定限制，過去對高層用1、90，對多層用1 70 板的初始缺陷對平面內穩(wěn)定影響較大.特別是板厚有限時，一次試驗也難以得出可靠結果、考慮到該式一般不控制，本次修訂擬統(tǒng)一采用美國的參數(shù)1，90,研究表明 節(jié)點域既不能太厚 也不能太薄，太厚了使節(jié)點域不能發(fā)揮其耗能作用.太薄了將使框架側向位移太大、規(guī)范使用折減系數(shù)來設計 取0,7是參考日本研究結果采用,高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程 JGJ 99、98規(guī)定在7度時改用0 6、是考慮到我國7度地區(qū)較大。可減少節(jié)點域加厚.日本第一階段設計相當于我國8度 考慮7度可適當降低要求，所以按抗震等級劃分擬就了系數(shù),當兩側梁不等高時.節(jié)點域剪應力計算公式可參閱、鋼結構設計規(guī)范.管理組編著的，鋼結構設計計算示例,p582頁,中國計劃出版社、2007年3月，8、2，6，本條規(guī)定了支撐框架的驗算、1?？紤]循環(huán)荷載時的強度降低系數(shù)，是高鋼規(guī)編制時陳紹蕃教授提出的 考慮中心支撐長細比限值改動較大、擬保留此系數(shù).2 當人字支撐的腹桿在大震下受壓屈曲后。其承載力將下降。導致橫梁在支撐處出現(xiàn)向下的不平衡集中力.可能引起橫梁破壞和樓板下陷。并在橫梁兩端出現(xiàn)塑性鉸,此不平衡集中力取受拉支撐的豎向分量減去受壓支撐屈曲壓力豎向分量的30.V形支撐情況類似、僅當斜桿失穩(wěn)時樓板不是下陷而是向上隆起.不平衡力與前種情況相反、設計單位反映 考慮不平衡力后梁截面過大.條文中的建議是AISC抗震規(guī)程中針對此情況提出的、具有實用性，參見圖20、8 2.7 偏心支撐框架的設計計算、主要參考AISC于1997年頒布的，鋼結構房屋抗震規(guī)程，并根據(jù)我國情況作了適當調整、當消能梁段的軸力設計值不超過0。15Af時、按AISC規(guī)定。忽略軸力影響。消能梁段的受剪承載力取腹板屈服時的剪力和梁段兩端形成塑性鉸時的剪力兩者的較小值、本規(guī)范根據(jù)我國鋼結構設計規(guī)范關于鋼材拉.壓。彎強度設計值與屈服強度的關系、取承載力抗震調整系數(shù)為1。0 計算結果與AISC相當,當軸力設計值超過0、15Af時.則降低梁段的受剪承載力.以保證該梁段具有穩(wěn)定的滯回性能。為使支撐斜桿能承受消能梁段的梁端彎矩，支撐與梁段的連接應設計成剛接。圖21、8,2、8.構件的連接，需符合強連接弱構件的原則 1 需要對連接作二階段設計 第一階段,要求按構件承載力而不是設計內力進行連接計算、是考慮設計內力較小時將導致連接件型號和數(shù)量偏少、或焊縫的有效截面尺寸偏小.給第二階段連接.極限承載力。設計帶來困難，另外,高強度螺栓滑移對鋼結構連接的彈性設計是不允許的。2,框架梁一般為彎矩控制.剪力控制的情況很少，其設計剪力應采用與梁屈服彎矩相應的剪力,2001規(guī)范規(guī)定采用腹板全截面屈服時的剪力，過于保守 另一方面，2001規(guī)范用1、3代替1，2考慮豎向荷載往往偏小 故作了相應修改.采用系數(shù)1 2、是考慮梁腹板的塑性變形小于翼緣的變形要求較多,當梁截面受剪力控制時、該系數(shù)宜適當加大,3、鋼結構連接系數(shù)修訂,系參考日本建筑學會，鋼結構連接設計指南、2001,2006、的下列規(guī)定擬定 表中的連接系數(shù)包括了超強系數(shù)和應變硬化系數(shù)，SS是碳素結構鋼。SM是焊接結構鋼.SN是抗震結構鋼 其性能是逐步提高的，連接系數(shù)隨鋼種的性能提高而遞減,也隨鋼材的強度等級遞增而遞減.是以鋼材超強系數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)的.而應變硬化系數(shù)各國普遍取1、1.該文獻說明，梁端連接的塑性變形要求最高.連接系數(shù)也最高、而支撐連接和構件拼接的塑性變形相對較小,故連接系數(shù)可取較低值。螺栓連接受滑移的影響，且釘孔使截面減弱,影響了承載力。美國和歐盟規(guī)范中 連接系數(shù)都沒有這樣細致的劃分和規(guī)定 我國目前對建筑鋼材的超強系數(shù)還沒有作過統(tǒng)計 本規(guī)范表8。2 8是按上述文獻2006版列出的。它比2001規(guī)范對螺栓破斷的規(guī)定降低了0.05,借鑒日本上述規(guī)定，將構件承載力抗震調整系數(shù)中的焊接連接和螺栓連接都取0 75。連接系數(shù)在連接承載力計算表達式中統(tǒng)一考慮 有利于按不同情況區(qū)別對待，也有利于提高連接系數(shù)的直觀性,對于Q345鋼材。連接系數(shù)1.30 fu、fy、470,345 1.36、解決了2001規(guī)范所規(guī)定綜合連接系數(shù)偏高，材料強度不能充分利用的問題 另外，對于外露式柱腳，考慮在我國應用較多.適當提高抗震設計時的承載力是必要的 采用了1 1系數(shù)，本規(guī)范表8.2，8與日本規(guī)定相當接近，