建筑幕墙防雷专家讲座上海第二课-张芹

建筑幕墙防雷专家讲座上海第二课-张芹 比D/B?1.0时，背风面的体型系数由-0.5增加到-0.6，矩形高层建筑的风力系数也由1.3增加到1.4。 必须指出，表8.3.1中的系数是有局限性的，风洞试验仍应作为抗风设计重要的辅助工具，尤其是对于体型复杂而且性质重要的房屋结构。 8.3.2 当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数μs乘以相互干扰系数。相互干扰系数可按下列规定确定: 1 对矩形平面高层建筑，当单个施扰建筑与受扰建筑高度相近时，根据施扰建筑的位置，对顺风向风荷载可在1.00,1.10范围内选取，对横风向风荷载可在1.00,1.20范围内选取; 2 其它情况可比照类似条件的风洞试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。 条文说明8.3.2 当建筑群，尤其是高层建筑群，房屋相互间距较近时，由于旋涡的相互干扰，房屋某些部位的局部风压会显著增大，设计时应予注意。对比较重要的高层建筑，建议在风洞试验中考虑周围建筑物的干扰因素。 本条文增加的矩形平面高层建筑的相互干扰系数取值是根据国内大量风洞试验研究结果给出的。试验研究直接以基底弯矩响应作为目标，采用基于基底弯矩的相互干扰系数来描述基底弯矩由于干扰所引起的静力和动力干扰作用。相互干扰系数定义为受扰后的结构风荷载和单体结构风荷载的比值。 建筑高度相同的单个施扰建筑的顺风向和横风向风荷载相互干扰系数的研究结果分别见图6和图7。图中假定风向是由左向右吹，b为受扰建筑的迎风面宽度，x和y分别为施扰建筑离受扰建筑的纵向和横向距离。 建筑高度相同的两个干扰建筑的顺风向荷载相互干扰系数见图8。图中l为两个施扰建筑A和B的中心连线，取值时l不能和l1和l2相交。图中给出的是两个施扰建筑联合作用时的最不利情况，当这两个建筑都不在图中所示区域时，应按单个施扰建筑情况处理并依照图 6选取较大的数值。 图 6 单个施扰建筑作用的顺风向风荷载相互干扰系数 图 7 单个施扰建筑作用的横风向风荷载相互干扰系数 图 8 两个施扰建筑作用的顺风向风荷载相互干扰系数 8.3.3 计算围护构件及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数μsl: 1 封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用; 1 2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0; 3 其他房屋和构筑物可按本 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。 2 条文说明8.3.3 通常情况下，作用于建筑物表面的风压分布并不均匀，在角隅、檐口、边棱处和在附属结构的部位(如阳台、雨篷等外挑构件)，局部风压会超过按本规范表8.3.1 所得的平均风压。局部风压体型系数是考虑建筑物表面风压分布不均匀而导致局部部位的风压超过全表面平均风压的实际情况作出的调整。 本次修订细化了原规范对局部体型系数的规定，补充了封闭式矩形平面房屋墙面及屋面的分区域局部体型系数，反映了建筑物高宽比和屋面坡度对局部体型系数的影响。 8.3.4 计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数μsl可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用: 1 当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0; 2 当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0; 3 当从属面积大于1m2小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数: /1.4 (8.3.4) 条文说明8.3.4 本条由原规范7.3.3条注扩充而来，考虑了从属面积对局部体型 系数的影响，并将折减系数的应用限于验算非直接承受风荷载的围护构件，如檩条、幕墙骨架等，最大的折减从属面积由10m2增加到25m2，屋面最小的折减系数由0.8减小到0.6。 8.3.5 计算围护构件风荷载时，建筑物μsl应取主导洞口对应位置的值。 条文说明8.3.5 本条由原规范7.3.3条第2款扩充而来，增加了建筑物某一面有主导洞口的情况，主导洞口是指开孔面积较大且大风期间也不关闭的洞口。对封闭式建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别孔口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取?(0.18, 3 0.25)的压力系数，本次修订仍取?0.2。 对于有主导洞口的建筑物，其对屋盖结构的风振问题过去没有提及，这次修订予以补充。需考虑风振的屋盖结构指的是跨度大于36m的屋盖结构以及质量轻刚度小的索膜结构。 屋盖结构风振响应和等效静力风荷载计算是一个复杂的问题，国对于一般竖向悬臂型结构，例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构，均可仅考虑结构第一振型的影响，结构的顺风向风荷载可按公式(8.1.1-1)计算。z高度处的风振系数可按下式计算: g式中: ——峰值因子，可取2.5; 0.23和0.39; ——10m高名义湍流强度，对应A、B、C和D类地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、 R——脉动风荷载的共振分量因子; 4 z——脉动风荷载的背景分量因子。 条文说明8.4.3~8.4.6 对于一般悬臂型结构，例如框架、塔架、烟囱等高耸结构，高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，由于频谱比较稀疏，第一振型 起到绝对的作用，此时可以仅考虑结构的第一振型，并通过下式的风振系数来表 达: B Dk(z) (1)* (z)为顺风向单位高度平均风力(KN/m)，可按下式计算: 式中:Dk (2) ˆ(z)FDk为顺风向单位高度第一阶风振惯性力峰值(kN/m)，对于重量沿高度无 变化的等截面结构， 采用下式计算: (3) 式中:1为结构顺风向第一阶自振圆频率;为峰值因子，取为2.5;均方根，按 下式计算: 1 g 1 为顺风向一阶广义位移 B 2 (4) 将风振响应近似取为准静态的背景分量及窄带白噪声共振响应分量之和。则式(4)与频率有关的积分项可近似表示为: 1/2 而式(4)中与频率无关的积分项乘以 以背景分量因子表达: B 将式(2),(6)代入式(1)，就得到规范规定的风振系数计算式(8.4.3)。 共振因子R的一般计算式为: (6) Sf 为归一化风速谱，若采用Davenport建议的风速谱密度经验公式: 2 则可得到规范的共振因子计算公式(8.4.4-1)。 在背景因子计算中，可采用Shiotani提出的与频率无关的竖向和水平向相干函数: 4x 2 50 (9) (10) 湍流度沿高度分布可按下式计算: (11) 5 式中为地面粗糙度指数，对应于A、B、C和D类地貌，分别取为0.12、0.15、0.22和0.30。 I10为10m高名义湍流度，对应A、B、C和D类地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39 式(6)为多重积分式，为方便使用，经过大量试算及回归分析，采用非线性最小二乘法拟合得到简化经验公式(8.4.5)。拟合计算过程中，考虑了迎风面和背风面的风压相关性，同时结合工程经验乘以了0.7的折减系数。 对于体型或质量沿高度变化的高层建筑和高耸结构，在应用公式(8.4.5)时应注意如下问题:对于结构进深尺寸比较均匀的构筑物，即使迎风面宽度沿高度有变化，计算结果表明，与按等截面计算的结果十分接近，故对这种情况仍可采用公式(8.4.5)计算背景分量因子;对于进深尺寸和宽度沿高度按线性或近似于线性变化、而重量沿高度按连续规律变化的构筑物，例如截面为正方形或三角形的高耸塔架及圆形截面的烟囱，计算结果表明，必须考虑外形的影响，对背景分量因子予以修正。 本次修订在附录I中增加了顺风向风振加速度计算的 式中，q1为顺风向第一阶广义位移响应功率谱。 采用Davenport风速谱和Shiotani空间相关性公式，上式可表示为: 为便于使用，上式中根号 ——结构第一阶振型系数; H——建筑总高度(m); ——脉动风荷载水平方向相关系数; ——脉动风荷载竖直方向相关系数; k，a1——系数，按表8.4.5-1取值。 表8.4.5-1 系数k和a1 6 2 构，式8.4.5计算的背景分量因子与底部宽度B (0)Bz应乘以修正系数和。为构筑物在z高度处的迎风面宽度B(z) 8.4.6 脉动风荷载的空间相关系数可按下列规定确定: 1 竖直方向的相关系数可按下式计算: (8.4.6-1) 式中:H——建筑总高度(m);对A类、B类、C类和D类地面粗糙度，H的取值分别不应大于300m、350m、450m和550m。 2 水平方向相关系数可按下式计算: 式中:B——为结构迎风面宽度(m)，B?2H。 (8.4.6-2) 。 3 对迎风面宽度较小的高耸结构，水平方向相关系数可取x 8.4.7 振型系数应根据结构动力计算确定。对外形、质量、刚度沿高度按连续规律变化的竖向悬臂 型高耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑，振型系数 也可根据相对高度zH按附录G确定。 条文说明8.4.7 1为结构振型系数，理应在结构动力分析时确定。为了简化，在确定风荷载时，可采用近似公式。按结构变形特点，对高耸构筑物可按弯曲型考虑，采用下述近似公式: 对高层建筑，当以剪力墙的工作为主时，可按弯剪型考虑，采用下述近似公式: 3H4 对高层建筑也可进一步考虑框架和剪力墙各自的弯曲和剪切刚度，根据不同的综合刚度参数，给出不同的振型系数，附录G对高层建筑给出前四个振型系数，它是假设框架和剪力墙均起主要作用时的情况，即取。综合刚度参数可按下式确定: 式中:C——建筑物的剪切刚度; EIw——剪力墙的弯曲刚度; 7 EIN——考虑墙柱轴向变形的等效刚度; Cf——框架剪切刚度; Cw——剪力墙剪切刚度; CfCw H——房屋总高。 8.5 横风向和扭转风振 8.5.1 对于横风向风振作用效应明显的高层建筑以及细长圆形截面构筑物，宜考虑横风向风振的影响。 条文说明8.5.1 判断高层建筑是否需要考虑横风向风振的影响这一问题比较复杂，一般要考虑建筑的高度、高宽比、结构自振频率及阻尼比等多种因素，并要借鉴工程经验及有关资料来判断。一般而言，建筑高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑可出现较为明显的横风向效应，并且效应随着建筑高度或建筑高宽比增加而增加。细长圆形截面构筑物一般指高度超过30m且高宽比大于4的构筑物。 8.5.2 横风向风振的等效风荷载可按下列规定采用: w1 对于平面或立面体型较复杂的高层建筑和高耸结构，横风向风振的等效风荷载Lk宜通过风洞试 验确定;也可比照有关资料确定; 2 对于圆形截面高层建筑及构筑物，其由跨临界强风共振(旋涡脱落)引起的横风向风振等效风荷载wLk可按本规范附录H.1确定; w3 对于矩形截面及凹角或削角矩形截面的高层建筑，其横风向风振等效风荷载Lk可按本规范附录 H.2确定。 注:高层建筑横风向风振加速度可按本规范附录J计算。 条文说明8.5.2~8.5.3 当建筑物受到风力作用时，不但顺风向可能发生风振，而且在一定条件下也能发生横风向的风振。导致建筑横风向风振的主要激励有:尾流激励(旋涡脱落激励)、横风向紊流激励以及气动弹性激励(建筑振动和风之间的耦合效应)，其激励特性远比顺风向更为复杂。 对于圆截面柱体结构，若旋涡脱落频率与结构自振频率相近，可能出现共振。大量试验表明，旋涡脱落频率fs与平均风速v成正比，与截面的直径D成反比，这些变量之间满足如下关系: ，其中，St是斯脱罗哈数，其值仅决定于建筑断面形状和雷诺数。 (可用近似公式Re,69000vD计算，其中，分母中为空气运动粘性系数，约为雷诺数 1.45×10-5m2/s;分子中v是平均风速;D是圆柱结构的直径)将影响圆截面柱体结构的横风向风力和振 f动响应。当风速较低，即Re?3×105时， St?0.2。一旦s与结构频率相等，即发生亚临界的微风共振。 当风速增大而处于超临界范围，即3×105?Re,3.5×106时，旋涡脱落没有明显的周期，结构的横向振动也呈随机性。当风更大，Re?3.5×106，即进入跨临界范围，重新出现规则的周期性旋涡脱落。一旦与结构自振频率接近，结构将发生强风共振。 一般情况下，当风速在亚临界或超临界范围内时，只要采取适当构造措施，结构不会在短时间内出现严重问题。也就是说，即使发生亚临界微风共振或超临界随机振动，结构的正常使用可能受到影响，但不至于造成结构破坏。当风速进入跨临界范围内时，结构有可能出现严重的振动，甚至于破坏，国内外都曾发生过很多这类损坏和破坏的事例，对此必须引起注意。在应用公式(8.5.3-2)计算临界风速时,应考虑结构的不同振型。验算亚临界微风共振时,一般考虑多个低阶振型;而在验算强风共振时,应该考虑多个高阶振型的响应。 规范附录H.1给出了发生跨临界强风共振时的圆形截面横风向风振等效风荷载。公式(H.1.1-1)中的计算系数是对j振型情况下考虑与共振区分布有关的折算系数。此外，应注意公式中的临界风速cr与 v结构自振周期有关，也即对同一结构不同振型的强风共振，cr是不同的。 附录H.2的横风向风振等效风荷载计算方法是依据大量典型建筑模型的风洞试验结果给出的。这些 8 典型建筑的截面为均匀矩形，高宽比(H/B)和截面深宽比(D/B)分别为4~8和0.5~2。试验结果的适 用折算风速范围为HL10。 大量研究结果表明，当建筑截面深宽比大于2时，分离气流将在侧面发生再附，横风向风力的基本特征变化较大;当设计折算风速大于10或高宽比大于8，可能发生不利并且难以准确估算的气动弹性现象，不宜采用附录H.2计算方法，建议进行专门的风洞试验研究。 高宽比H/B在4~8之间以及截面深宽比D/B在0.5~2之间的矩形截面高层建筑的横风向广义力功率谱可按下列公式计算得到: eR1.260.34 .23 式中:——横风向风力谱的谱峰频率系数; NR——地面粗糙度类别的序号，对应A、B、C和D类地貌分别取1、2、3和4; Sp——横风向风力谱的谱峰系数; ——横风向风力谱的偏态系数。 ——横风向风力谱的带宽系数; 图H.2.4 给出的是将代入该公式计算得到的结果，供设计人员手算时用。 本次修订在附录I中增加了横风向风振加速度计算的 (8.5.3—1) 式中:v——计算所用风速，可取临界风速值cr; D——结构截面的直径(m)，当结构的截面沿高度缩小时(倾斜度不大于0.02)，可近似取2,3结构高度处的直径。 5 临界风速vvcr和结构顶部风速vH可按下列公式确定: 9 式中:DTiSt (8.5.3—2) (8.5.3—3) Ti——结构第i振型的自振周期，验算亚临界微风共振时取基本自振周期T1; St——斯脱罗哈数，对圆截面结构取0.2; ——结构顶部风压高度变化系数; w0——基本风压(kN/m2); ——空气密度(kg/m3)。 8.5.4 对于扭转风振作用效应明显的高层建筑及高耸结构，宜考虑扭转风振的影响。 条文说明8.5.4~8.5.5 扭转风荷载是由于建筑各个立面风压的非对称作用产生的，受截面形状和湍流度等因素的影响较大。判断高层建筑是否需要考虑扭转风振的影响，主要考虑建筑的高度、高宽比、深宽比、结构自振频率、结构刚度与质量的偏心等多种因素。 T建筑高度超过150m， 同时满足H3、D/B?1.5、 ?0.4的高层建筑(T1为第一阶 扭转周期(s))，扭转风振效应明显，宜考虑扭转风振的影响。 截面尺寸和质量沿高度基本相同的矩形截面高层建筑，当其刚度或质量的偏心率(偏心距/回转半径) 不大于0.2 ?6，D/B在1.5,5 10，可按附录H.3计算扭转风振等效风荷载。 当偏心率大于0.2时，高层建筑的弯扭耦合风振效应显著，结构风振响应规律非常复杂，不能采用附录H.3给出的方法计算扭转风振等效风荷载;大量风洞试 验结果表明，风致扭矩与横风向风力具有较 6 强相关性， 时，两者的耦合作用易发生不稳定的气动弹性现象。对于符合上述情况的高层建筑，规范建议在风洞试验基础上，有针对性地进行研究。 8.5.5 扭转风振等效风荷载可按下列规定采用: w1 对于体型较复杂以及质量或刚度有显著偏心的高层建筑，扭转风振等效风荷载Tk宜通过风洞试 验确定;也可比照有关资料确定。 w2 对于质量和刚度较对称的矩形截面高层建筑，其扭转风振等效风荷载Tk可按附录H.3确定。 8.5.6 顺风向风荷载、横风向风振及扭转风振等效风荷载宜按表8.5.6考虑风荷载组合工况。 FTF表8.5.6中的单位高度风力Dk、Lk及扭矩Tk标准值应按下列公式计算: 式中: (8.5.6—1) (8.5.6— (8.5.6—3) FDk——顺风向单位高度风力标准值(kN/m); FLk——横风向单位高度风力标准值(kN/m); TTk——单位高度风致扭矩标准值(kNm/m); wk1,wk2——迎风面、背风面风荷载标准值(kN/m2); B——为迎风宽度(m)。 10 和扭转风振等效风荷载一般是同时存在的，但三种风荷载的最大值并不一定同时出现，因此在设计中应当考虑表8.5.6中的三种风荷载组合工况。 表8.5.6主要参考日本规范方法并结合我国的实际情况和工程经验给出，考虑了顺风向、横风向风振响应的相关性:一般情况下顺风向风振响应与横风向风振响应的相关性接近零，对于顺风向风荷载为主的情况(项次1),横风向风荷载不参与组合;对于横风向风荷载为主的情况(项次2)，顺风向风荷载仅静力部分参与组合，简化为在顺风向风荷载标准值前乘以0.6的折减系数加以考虑。 虽然横风向和扭转方向风振响应之间相关性较大，但影响因素较多，在目前研究尚不成熟情况下，暂不考虑扭转风振等效风荷载与另外两个方向的风荷载的组合(项次3)。 8.6 阵风系数 8.6.1 计算围护构件(包括门窗)风荷载时的阵风系数应按表8.6.1确定。 8.6.1 阵风系数 gz 条文说明8.6.1 其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为5m,10m,15m和30m，即阵风系数不大于1.65, 1.70,2.05和2.40。调整后的阵风系数与原规范相比系数有变化，来流风的极值速度压(阵风系数乘以高度变化系数)与原规范相比降低了约5%到10%。对幕墙以外的其它围护结构，由于原规范不考虑阵风系数，因此风荷载标准值会有明显提高，这是考虑到近几年来轻型屋面发生风灾破坏的事件较多的情况而作出的修订。但对低矮房屋非直接承受风荷载的围护结构，如檩条等，由于其最小局部体型系数由-2.2修改为-1.8，按面积的最小折减系数由0.8减小到0.6，因此整体取值与原规范相当。 11 编者解读: 阵风系数βgz 计算公式改按下式计算 αβgz = 1+2gI10(Z/10)- 式中: g ——峰值因子，可取2.5; I10——为 10 m高度处的湍流强度，对应A、B、C和D类地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、 0.23和0.39。 (取自8.4.3) α βgz A = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.12×(Z/10)-0.12 αβgz B = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.14×(Z/10)-0.15 αβgz C = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.23×(Z/10)-0.22 αβgz D = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.39×(Z/10)-0.30 例4.2-1 求A类地区高度60m处风压高度变化系数。 解:风压高度变化系数 μZA=1.284×(60/10)0.24=1.974 例4.2-2 求B类地区高度90m处风压高度变化系数 。 解:风压高度变化系数 μZB=1.000(90/10)0.30=1.933 例4.2-3 求C类地区高度115m处风压高度变化系数。 解:风压高度变化系数 μZC=0.544×(115/10)0.44=1.593 例4.2-4 求D类地区高度138m处风压高度变化系数 。 解:风压高度变化系数 μZD=0.262×(138/10)0.60=1.265 例4.2-5 计算A类地区高度50m处阵风系数。 解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.12=1+2×2.5×0.12×(50/10)-0.12=1.495 例4.2-6 计算B类地区高度80m处阵风系数。 解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.15=1+2×2.5×0.14×(80/10)-0.15=1.512 例4.2-7 计算C类地区高度120m处阵风系数。 解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.22=1+2××2.50.23×(120/10)-0.22=1.666 例4.2-8 计算D类地区高度160m处阵风系数。 解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.30=1+2×2.5×0.39×(160/10)-0.30=1.849 例4.2-9 厦门市一矩形建筑幕墙工程位于滨海大道上，计算高度120m处幕墙面板风荷载标准值。 解:基本风压W0=800N/m2 风压高度变化系数μZA=1.284×(120/10)0.24=2.331 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.12=1+2×2.5×0.12×(120/10)-0.12=1.445 迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×(1+0.2)×800=3234N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6 风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×- (1.4+-0.2)×800=- 4311N/m2 侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×- (1.0+-0.2)×800=- 3234N/m2 例4.2-10 求上海中心区一矩形幕墙工程高度200m处幕墙面板风荷载标准值。 解: 基本风压W0=550N/m2 风压高度变化系数μZD=0.262×(200/10)0.60=1.581 阵风系数 βgzD=1+2I10(Z/10)-0.3=1+2×2.5×0.39×(200/10)-0.30=1.794 迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×(1+0.2)×550=1.782N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6 风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×- (1.4+0.2)×550=- 2496N/m2 侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×- (1.0+0.2)×550=- 1782N/m2 例4.2-11 求常州市郊区一矩形幕墙工程高度100m处幕墙面板风荷载标准 值。 解:基本风压 W0=400N/m2 风压高度变化系数μZB=1.000×(100/10) 0.30=1.995 12 阵风系数 βgzB=1+2I10(Z/10)-0.15=1+2×2.5×0.14×(100/10)-0.15=1.496 迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×(1+0.2)×400=1433N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6 风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×- (1.4+0.2)×400=- 1910N/m2 侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×- (1.0+0.2)×400=- 1433N/m2 例4.2-12 求合肥市市区一矩形幕墙工程高度90m处幕墙面板风荷载标准值。 解:基本风压 W0=350N/m2 风压高度变化系数μZC=0.544×(90/10) 0.44=1.430 阵风系数 βgzC=1+2I10(Z/10)-0.22=1+2×2.5×0.23×(90/10)-0.22=1.709 迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×(1+0.2)×350=1026N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6 风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×- (1.4+0.2)×350=- 1369N/m2 侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2 风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×- (1.0+0.2)×350=- 1026N/m2 例4.2-13 厦门市一建筑幕墙工程位于滨海大道上，层高3.6m，分格1.5m， 求高度120m处幕墙立柱风荷载标准值。 解:基本风压W0=800N/m2 风压高度变化系数μZA=1.284×(120/10) 0.24=2.331 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.12=1+2×2.5×0.12×(120/10)-0.12=1.445 从属面积 3.6×1.5=5.4m2 log5.4=0.732 迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.732/1.4=0.895 μSL=0.895+0.2=1.095 风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×(0.895+0.2)×800=2591N/m2 侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.732/1.4=- 1.254 μSL=-1.254+(-0.2)=-1.454 风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×-1.454×800=- 3918N/m2 侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.732/1.4=-0.895 μSL=-0.895+(-0.2)=1.095 风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×- 1.095×800= - 2591N/m2 例4.2-14 上海中心区一幕墙工程，层高3.2m，分格1.8m，求高度200m处幕 墙立柱风荷载标准值。 解: 基本风压W0=550N/m2 风压高度变化系数μZD=0.262×(200/10) 0.60=1.581 阵风系数 βgzD=1+2I10(Z/10)-0.3=1+2×2.5×0.39×(200/10)-0.30=1.794 从属面积 3.2×1.8=5.76m2 log5.76=0.76 迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.76/1.4=0.891 μSL=0.891+0.2=1.091 风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×1.091×550=1072N/m2 侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.76/1.4=- 1.248 μSL=-1.248+(-0.2)=-1.448 风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×-1.448×550=- 2259N/m2 侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.76/1.4= -0.891 μSL=-0.891+(-0.2)= -1.091 风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×- 1.091×550= - 1702N/m2 例4.2-15 常州市郊区一幕墙工程层高3.9m，分格1.2m，求高度100m处幕墙 立柱风荷载标准值。 解:基本风压 W0=400N/m2 风压高度变化系数μZB=1.000×(100/10) 0.30=1.995 13 阵风系数 βgzB=1+2I10(Z/10)-0.15=1+2×2.5×0.14×(100/10)-0.15=1.496 从属面积 3.9×1.2=4.68m2 log4.68=0.67 迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.67/1.4=0.904 μSL=0.904+0.2=1.104 风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×1.104×400=1318N/m2 侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.67/1.4=- 1.266 μSL=-1.266+(-0.2)=-1.466 风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×-1.466×400=- 1750N/m2 侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.67/1.4= -0.904 μSL=-0.904+(-0.2)= -1.104 风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×- 1.104×400= - 1318N/m2 例4.2-16 合肥市市区一幕墙工程层高4.2m，分格1.5m，求高度90m处幕墙 立柱风荷载标准值。 解:基本风压 W0=350N/m2 风压高度变化系数μZC=0.544×(90/10) 0.44=1.430 阵风系数 βgzC=1+2I10(Z/10)-0.22=1+2×2.5×0.23×(90/10)-0.22=1.709 从属面积 4.2×1.5=6.3m2 log6.3=0.799 迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.799/1.4=0.886 μSL=0.886+0.2=1.086 风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×1.086×350=929N/m2 侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.799/1.4=- 1.240 μSL=-1.240+(-0.2)=-1.440 风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×-1.440×350=- 1232N/m2 侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.799/1.4= -0.886 μSL=-0.886+(-0.2)= -1.086 风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×- 1.086×350= - 929N/m2 一. 地震作用 中华人民共和国住房和城乡建设部 关于实施《建筑抗震设计规范》GB50011—2010有关规定的 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 建办标函[2011]12号 各省、自治区住房和城乡建设厅，直辖市建委(建设交通委)及有关部门，新疆生产建设兵团建设局，国务院有关部门，总后基建营房部: 《建筑抗震设计规范》GB50011—2010(以下简称新版《规范》)已经我部批准发布，于2010年12月1日起实施。原《建筑抗震设计规范》GB50011—2001(以下简称旧版《规范》)同时废止。为做好新版《规范》与旧版《规范》实施的衔接，保障建筑抗震安全，现将有关要求通知如下: 一、在新版《规范》实施日之后，签订建设工程设计 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 的工程项目，应按新版《规范》执行。 二、在新版《规范》实施日之前，已经签订建设工程设计合同的工程项目，鼓励按新版《规范》执行。 三、执行新版《规范》的同时，可提前执行已批准发布但尚未正式实施的《混凝土结构设计规范》GB50010—2010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010等新标准，确保抗震措施和要求全面落实;并应执行其他相关现行标准。 四、各省级住房城乡建设主管部门应按上述原则，结合当地实际，做好新版《规范》的实施工作。 中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅 二〇一一年一月十日 1)《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2013规定: 5.3.4幕墙支承结构的地震作用宜采用振型分解反应谱法或时程分析方法确定。对玻璃面板、框支承幕墙 14 中的横梁和立柱、全玻璃幕墙中的玻璃肋、跨度不超过6m的支承结构，垂直于玻璃幕墙平面上作用的分布水平地震作用标准值也可按下式计算: (5.3.4) 2式中:qEk ——垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值(kN/m); ——动力放大系数，可取5.0; ——水平地震影响系数最大值，应按表5.3.4采用。对水平倒挂玻璃及其支承 结构，应按表5.3.4乘0.65后采用; Gk ——玻璃幕墙构件(包括玻璃面板和铝框)的重力荷载标准值(kN); A ——玻璃幕墙平面面积(m2)。 表5.3.4 水平地震影响系数最大值 5.3.5平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值可按下式计算，E按5.3.4规定取值: (5.3.5) 式中:PEk——平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值(kN)。 条文说明5.3.4~5.3.5 常遇地震(大约50年一遇)作用下，作为围护结构的幕墙面板的地震作用可采用 GB50011-2010简化的等效静力方法计算，地震影响系数最大值按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》 的规定采用。 由于玻璃面板是不容易发展成塑性变形的脆性材料，为使设防烈度下不产生破损伤人，考虑动力放大系数βE。按照《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关非结构构件的地震作用计算规定，玻璃幕墙结构的地震作用动力放大系数可表示为: (5.3) 式中 ——非结构构件功能系数，可取1.4; ——非结构构件类别系数，可取0.9; ——体系或构件的状态系数，可取2.0; ——位置系数，可取2.0。 按照(5.3)式计算，幕墙结构地震作用动力放大系数约为5.0。 βE=1.4×0.9×2×2=5.04?5.0 框支承幕墙中的横梁和立柱、全玻璃幕墙中的玻璃肋、跨度不超过6m的支承结构的结构刚度良好，也同样为非主体结构构件，采用和玻璃面板同样的地震作用动力放大系数βE约为5.0。 但随着玻璃幕墙发展，幕墙支承结构越来越复杂，跨越多块玻璃面板的支承结构(如索桁架、平面索网等)由于其刚度较小，涉及的面板数量和质量较大，按非结构构件的地震作用计算不再合理。本次修订时，提出了支承结构宜采用振型分解反应谱法或时程分析方法确定水平地震作用标准值的设计要求。但是，由于幕墙支承结构是依附于主体结构上，离地较高的主体结构会产生地震作用放大效应，因此，在采用反应谱或时程分析方法计算大范围的幕墙支承结构地震作用时，需要考虑主体结构的地震放大效应影响。 5.3.6幕墙的主要受力构件以及连接件、锚固件所承受的地震作用标准值，应包括所支承的玻璃幕墙构件及自身重力荷载标准值产生的地震作用标准值。幕墙横梁和立柱重力荷载标准值产生的地震作用标准值，可按本规范第5.3.5条的规定计算。 2)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定: 1.0.1-------按本规范进行抗震设计的建筑，其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继 续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。使用功能或其他方面有专门要求的建筑，当采用抗震性能化设计时，具有更具体或更高的抗震设防目标。 15 条文说明1.0.1 -----本次修订，继续保持89规范提出的并在2001规范延续的抗震三个水准目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒” 的某种具体化。根据我国华北、西北和西南地区对建筑工程有影响的地震发生概率的统计分析，50年1g= 9.8m/s=980cm/s 1Gal=10m/s=1cm/smax取 2.25 (GB50011条文说明第5.1.2条) α——设计基本地震加速度(g) 3. 带*者用于设计基本地震加速度为0.15g的地区;带**者用于设计基本地震加速度为0.30g的地区。 4 .地震烈度增加1度，加速度增加1倍;地震烈度降低1度，加速度降低1/2，烈度降低半度，加速度降低1/?2;烈度降低1.5度，相当于加速度降低1/2×1/?2=1/2.83;烈度降低1.55度，则加速度降低到1/3。 设计使用年限100年的地震加速度峰值(cm/s2) 16 max。 注:括号中数字为水平地震影响系数最大值α 1.0.2抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。 条文说明1.0.2 本条文是“强制性条文”，要求抗震设防区所有新建的建筑工程均必须进行抗震设计。以下，凡用粗体表示的条文，均为建筑工程房屋建筑部分的《强制性条文》。 1.0.3 本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑工程的抗震设计以及隔震、消能减震设计。 建筑抗震性能化设计，可采用本规范规定的基本方法。 1.0.4 抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。 1.0.5 一般情况下，建筑的抗震设防烈应采用中国地震动参数区划图确定的抗震基本烈度(本规范设计基本加速度所对应的烈度值)。 地震动峰值加速度分区与设地震基本烈度对照表 资料: 《建筑抗震设计规范》与《中国地震动参数区划图》(GB18306—2000)配套 实施。 《中国地震动参数区划图》(GB18306—2000)给出了中国地震动参数区划图及其技术要素和使用规定，适用于新建、改建、扩建一般建设工程抗震设防，及编制社会经济发展和国土规划，即新建、扩建、改建一般建设工程的抗震设计和已建一般建设工程的抗震鉴定与加固必须按此标准规定的抗震设防要求进行。下列工程或地区的抗震设防要求不应直接采用此标准，需做专门研究: a) 抗震设防要求高于地震动参数区划图抗震设防要求的重大工程。可能发生严重次生灾害的工 程、核电站和其他有特殊要求的核设施建设工程; b) 位于地震动参数区划分界线附近的新建、扩建、改建建设工程; c) 某些地震研究程度和资料详细程度较差的边远地区; d) 位于复杂工程地震条件区域的大城市、大型厂矿企业、长距离生命线工程以及新建开发区等。 《中国地震动参数区划图》直接采用地震动参数，不再采用地震基本烈度。现行有关技术标准中涉 及地震基本烈度概念的，应逐步修正。在技术标准等尚未修订(包括局部修订)之前，可以参照下述方法确定: a) 抗震设计验算采用《中国地震动参数区划图》提供的地震动参数; b) 当涉及地基处理，构造措施或其他防震减灾措施时，地震基本烈度参数值可由《中国地震动 区划图》查取地震动峰值加速度并按表4-12确定，也可根据需要做更细微的划分。 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 表4-12 GB50011附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”，仅提供了我国抗震设防区(设计基本地震加速度?0.05g(6度)的地区)各县级及县级以上城镇中心地区抗震设防烈度、设计基本地震加速度(地震动峰值加速度)和设计地震分组。 按照当前的经济和技术条件，基本烈度小于6度或地震动峰值加速度小于0.05g的地区，属于可不考虑抗震设防地区，根据现行的《中国地震动参数区划图》GB18306—2001，凡是没有列入2001抗震设计规范附录A的县和县级以上城镇(中心地区)，房屋建筑可不考虑抗震设防。这些城市汇总如下: 1.河北省:康保 2.内蒙古自治区:林西、阿鲁科尔沁旗、巴林左旗、巴林右旗、克什克腾旗、霍林郭勒旗、扎鲁特旗、 17 科左后旗、牙克石、根河、额尔古纳、新阿尔巴虎左旗、陈阿尔巴虎旗、鄂伧 春旗、鄂温克旗、乌兰浩特、阿尔山、突泉、科右前旗、科右中旗、锡林浩特、二连浩特、多伦、阿巴嘎旗、东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、太仆寺旗、镶黄旗、正镶白旗、正蓝旗、化德、额济纳旗。 3.辽宁省:新宾、清远、本溪县、桓仁。 4.吉林省:双辽、通化、集安、通化县、柳河、白山、临江、江源、长白、敦化。 5.黑龙江省:依安、克山、克东、拜泉、嫩江、逊克、孙吴、林甸、杜尔伯特、伊春(南岔、翠峦、 新青、美溪、汤旺河、乌伊岭、上甘岭)、铁力、绥滨、同江、富锦、抚远、双鸭山(四个区)、集贤、友谊、宝清、饶河、虎林、密山、林口、海伦、呼玛、塔河、漠河。 6.浙江省:建德、桐庐、淳安、宁海、诸暨、嵊州、新昌、衢州(23个区)、江山、常山、开化、龙 游、金华(2个区)、兰溪、永康、义乌、东阳、武义、浦江、磐安、台州(3个区)、临海、温岭、三门、田太、仙居、玉环、文承、丽水、龙泉、缙云、青田、遂昌、松阳。 7.安徽省:黄山(3个区)、歙县、休宁、黟县、祁门、宁国、旌德、绩溪。 8.福建省:邵武、武夷山、建阳、顺昌、浦城、光泽。 9.江西省:新建、安义、永修、景德镇(2个区)、乐平、浮梁、鹰潭、贵溪、余江、新余、分宜、 萍乡(2个区)、连化、上栗、芦溪、赣州、南康、赣县、信丰、上犹、崇义、于都、兴国、上饶、德兴、上饶县、广丰、玉山、铅山、衡峰、戈阳、波阳、万年、婺源、抚州、南承、黎川、南丰、崇仁、乐安、宜黄、金溪、资溪、东乡、广昌、乙醇、丰城、樟树、高安、奉新、万载、上高、吉安(2个区)、井冈山、吉安县、吉水、峡江、新干、勇峰、泰和、遂川、万安、安福、永信。 10.河`南省:舞钢、鲁山、方城、西峡、浙川、确山、新蔡。 11.湖北省:枣阳、汉川、孝昌、大悟、阳新、随州、广水、来凤、鹤峰。 12.湖南省:浏阳、桑植、株州(4个区)、醴陵、株州县、攸县、茶陵、炎陵、湘潭、湘潭县、衡阳 (5个区)、常宁、来阳、衡阳县、衡山、衡南、衡东、祁东、桂阳、永兴、嘉禾、汝城、桂东、安仁、永州(2个区)、东安、江水、蓝山、新田、双牌、祁阳、武冈、洞口、绥宁、新宁、城步、怀化、辰溪、麻阳、新晁、芷江、通道、吉首、凤凰、花桓、保靖、古丈、永顺、龙山。 13.广东省:连州、连山、连南、阳山、乐昌、广宁、德庆、怀集。 14.广西自治区:阳朔、灌阳、平乐、荔浦、龙胜、恭城、柳江、柳城、蒙山、河池、宜州、南丹、 罗城、环江、合山、来宾、忻城、三江、金秀、昭平、富川。 15.重庆市:垫江、武隆、梁平、开县、彭水、酉阳、秀山。 16.四川省:南充(3个区)、营山、蓬安、岳池、武胜、遂宁、莲溪、合江、平昌、开江、安岳。 17.贵州省:开阳、修文、息烽、遵义、仁怀、遵义县、桐梓、绥阳、正安、凤冈、湄潭、余庆、道 真、务川、大方、黔西、铜仁、江口、石阡、德江、玉屏、沿合、松桃、万山、施秉、三穗、镇远、岑巩、天柱、锦屏、剑合、台江、黎平、榕江、从江、雷山、丹寨、荔波、独山、平塘、三都。 18.陕西省:榆林、横山、靖边、子洲。 3.1.1 防类别及抗震设防标准。 3.3.1 选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地 质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段做出综合 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 。对不利地段，应提出避开要求;当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类建筑，不应建造丙类建筑。 4.1.1 选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、一般、不利和危险的地段。 18 3.5.5 结构各构件之间的连接，应符合下列要求: 1 构件接点的破坏，不应先于其连接的构件。 2 预埋件的的破坏，不应先于连接件。 ---------- 3.7.1 非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与主体结构的连接，应进行抗震设计。 3.7.3 附着于楼、屋面结构上的非结构构件，以及楼梯间的非承重墙体，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌或砸坏重要设备。 3.7.4 框架结构的围护墙和隔墙，应估计其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。 3.7.5 幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠的连接，避免地震时脱落伤人。 3.10.1 当建筑结构采用抗震性能化设计时应根据其抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结钩类型和不规则性，建筑使用功能的要求、投资大小、震后损失和修复易难程度等，对选定的抗震性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证。 3.10.2 建筑结构的抗震性能化设计，应根据实际需要和可能，具有针对性;可分别选定针对整体结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件、以及建筑构件和机电设备支座的性能目标。 3.10.3建筑结构的抗震性能化设计应符合下列要求: 1(选定地震动水准。对设计使用年限50年的结构，可选用本规范的多遇地震的地震作用，其中，设防地震的加速度应按本规范表3.2.2的设计基本地震加速度采用,设防地震的地震影响系数最大值,6度、7度(0.10g)、7度(0.15g)、8度(0.20g)、8度(0.30g)、9度可分别采用0.12、0.23、0.34、0.45、0.68和0.90。对设计使用年限超过50年的结构，宜考虑实际需要和可能，经专门研究后对地震作用作适当调整。对处于发震断裂两侧10km以结构及其构件抗震性能化设计的参考目标和计算方法可按本规定附录M第M.1节的规定采用.。 5.3.2 跨度、长度小于本规范第5.1.2条第5款规定且规则的平板网架屋盖和跨度大于24m的屋架、屋盖横梁及托架的竖向地震作用标准值，宜取其重力荷载代表值和竖向地震作用系数的乘积;竖向地震作用系数可按表5.3.2采用。 19 表5.3.2 竖向地震作用系数 注:括号中数值用于设计基本加速度0.30g的地区。 5.5.1 表5.5.1所列各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其搂层 (5.5.1) 式中:Δu e——多遇地震作用标准值产生的搂层 h——计算搂层层高。 表5.5.1 弹性层间位移角限值 5.5.5 结构薄弱层(部位)弹塑性层间位移应符合下式要求: Δu p?[,p]h (5.5.5) 式中:Δu p——弹塑性层间位移; [,e]——弹塑性层间位移角限值，宜按表5.5.5采用;对钢筋混凝土框架结构，当轴压比小于0.40时可提高10%;当柱子全高的箍筋构造比本规范第6.3.8条规定的体积配箍率大30%，可提高20%，但累计不超过25%。 h——薄弱层搂层高度或单层厂房上柱高度。 表5.5.5 弹塑性层间位移角限值 13.1.1 本章主要适用于非结构构件与建筑结构的连接。非结构构件包括持久性的建筑非结构构件和支承于建筑结构的附属机电设备。 20 13.1.2 非结构构件应根据所属建筑的抗震设防类别和非结构地震破坏的后果及其对整个建筑结构影响的范围，采用不同的抗震措施，达到相应的性能化设计目标。 建筑非结构构件和建筑附属机电设备实现抗震性能化设计目标的某些方法可按本附录M第M2节执行。 13.2.1 建筑结构抗震计算时，应计入非结构构件的影响: 1 地震作用计算时，应计入支承于结构构件的建筑构件和建筑附属机电设备的重力。 2 对柔性连接的建筑构件，可不计入刚度;对嵌入抗侧力构件平面支承非结构构件的结构构件，应将非结构构件地震作用效应作为附加作用对待，并满足连接件的锚固要求。 13.2.2 非结构构件的地震作用计算方法，应符合下列要求: 1 各构件和部件的地震力应施加于其重心，水平地震力应沿任一水平方向。 2 一般情况下，非结构构件自身重力产生的地震作用可采用等效侧力法计算;对支承于不同楼层或防震缝两侧的非结构构件，除本身重力产生的地震作用外，尚应同时计及地震时支承点之间相对位移产生的作用效应。 3 ------ 13.2.3 采用等效侧力法时，水平地震作用标准值宜按下列公式计算: F=γεδ1δ2αmaxG (13.2.3) 式中:F——沿最不利方向施加于非结构构件重心处的水平地震作用标准值; γ——非结构构件功能系数(幕墙取1.4); ε——非结构构件类别系数(幕墙取0.9); δ1——状态系数(幕墙取2.0); δ2——位置系数，建筑的顶点宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度线性分布; αmax ——地震影响系数最大值; G——非结构构件重力。 注:JGJ102-2003式5.3.4中βE=γεδ1δ2=1.4×0.9×2×2=5.04?5.0 13.3.1 建筑结构中，设置连接幕墙、围护墙、隔墙、女儿墙、雨蓬、商标、广告牌、顶蓬支架、大型储物架等建筑非结构构件的预埋件、锚固件的部位，应采取加强措施，以承受建筑非结构构件传给主体结构的地震作用。 13.3.9 玻璃幕墙、预制墙板、附着于楼屋面的悬臂构件和大型储物架的抗震构造，应符合相关专门标准的规定。 问题解答 1)什么是地震、震源、震中、极震区、震源距、震中距, GB/T18207.1-2008《防震减灾术语 第1部分 基本术语 》说明如下: 3.1 地震earthquake 大地震动。包括天然地震(构造地震、火山地震)、诱发地震(矿山开采活动、水库蓄水等引发的地震)和人工地震(爆破、核爆炸、物体坠落等产生的地震)。一般指天然地震的构造地震。 3.2震源 earthquake source ;seismic source 产生地震的源。 3.7 震中 epicenter 震源在地面上的投影。 3.8 极震区 miezoseismal area 一次地震破坏或影响最严重的区域。 3.9 宏观震中 macro-epicentre 极震区的几何中心。 3.10 震源距 hypocentral distance 震源至某一指定点的距离。 3.11 震中距 epicenter distance 震中至某一指定点的地面距离。 2)什么是震级、地震烈度、(宏观)震中烈度，它们之间的关系是怎样的, GB/T18207.1-2008《防震减灾术语 第1部分 基本术语 》说明如下: 21 3.3 震级 magnitude 对地震大小的相对量度。 3.4 地震烈度 seismic intensity 地震引起的地面震动及其影响程度。 3.12 (宏观)震中烈度 (macro)epicenter intensity 极震区的地震烈度 3) GB/T17742-2008 中国地震烈度表 1 范围 本标准规定了地震烈度的评定指标，包括人的感觉、房屋震害程度、其他震害现象、水平地震参数。 本标准适用于地震烈度评定。 2 术语和定义 下述术语和定义适用于本标准。 2.1 地震烈度seismic intensity 地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。 2.2 震害指数damage index 房屋震害程度的定量指标，以0.00到1.00之间的数字表示由轻到重的震害程度。 2.3 平均震害指数mean damage Index 同类房屋震害指数的加权平均值，即各级震害的房屋所占比率与其相应的震害指数的乘积之和。 3等级和类别划分 3.1 地震烈度等级划分 地震烈度划分为12等级，分别用罗马数字?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?和?表示。 3.2 数量词的界定 数量词采用个别、少数、多数、大多数和绝大多数，其范围界定如下: a)“个别”为10%以下; b)“少数”为10%~45%; c)“多数”为40%~70%; d)“大多数”为60%~90% e)“绝大多数”为80%以上。 3.3 评定烈度房屋类型 用于评定烈度的房屋，包括以下三种类型: a)A类:木构架和土、石、砖墙建造的旧式房屋; b)B类:未经抗震设防的单层或多层砖砌体房屋; c)C类:按照?度抗震设防的单层或多层砖砌体房屋。 3.4 房屋破坏等级及其对应的震害指数 房屋破坏等级分为其本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和毁坏五类，其定义和对应的震 害指数d如下: a)基本完好:承重和非承重构件完好，或个别承重构件轻微损坏，不加修理可继续使用。对 应的震害指数范围为0.00?d,0.10; b)轻微破坏:个别承重构件出现可见裂缝，非承重构件有明显裂缝，不需要 修理或稍加修理即可继续使用。对应的震害指数范围为0.1?d,0.30; c)中等破坏:多数承重构件出现轻微裂缝，部分有明显裂缝，个别非承重构件破坏严重，需要一般修理后可使用。 对应的震害指数范围为0.30?d,0.55; d)严重破坏: 多数承重构件破坏较严重， 非承重构件局部倒塌，房屋修复困难。对应的震害指数范围为0.55?d,0.85; 22 e)毁坏: 多数承重构件严重破坏，房屋结构濒于崩溃或已倒毁，已无修复可能。对应的震害指数范围为0.85?d,1.00。 4地震烈度评定 4.1按表1划分地震烈度等级。 表1 中国地震烈度表 23 应以房屋震害为主，参照其他震害现象，当房屋震害程度与平均震害指数评定结果不同时，应以震害程度评定结果为主，并综合考虑不同类型房屋的平均震害指数;?度和?度应综合房屋震害和地表震害。 4.3 以下三种情况的地震烈度评定结果，应作适当调整: a)当采用高楼上人的感觉和器物反应评定地震烈度时，适当降低评定值; b)当采用低于或高于?度抗震设计房屋的震害程度和平均震害指数评定地震烈度时，适当降低或提高评定值; c)当采用建筑质量特别差或特别好房屋的震害程度和平均震害指数评定地震烈度时，适当降低或提高评定值。 4.4 当计算的平均震害指数位于表1中地震烈度对应的平均震害指数重叠搭接区间时，可参照其他判别指标和震害现象综合判定地震烈度。 4.5 各类房屋平均震害指数D可按式(1)计算: 5 D=Σdiλi (1) i=1 式中: di——房屋破坏等级为i的震害指数; λi——破坏等级为i的房屋破坏比，用破坏面积与总面积之比或破坏栋数与总栋数之比表示。 4.6 农村可按自然村，城镇可按街区为单位进行地震烈度评定，面积以1km2为宜。 4.7 当有自由场地强震动 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 时，水平向地震动峰值加速度和峰值速度可作为综合评定地震烈度的参考指标。 4) 震级和烈度的关系可用以下近似公式来描述: 震中烈度 I0=0.24+1.26M (332-1) 影响烈度 IX(X=1、2、3。。。。。)=0.92+1.63M-3.49lgR (332-2) 式中: M—震级; R—距震中距离的半径(km); X—1、2、3------(取R/100的整数) 例332 某地发生7级地震，求震中烈度与影响烈度。 24 震中烈度: I0=0.24+1.26×7=9.05度 距震中100km处影响烈度: I1=0.92+1.63×7-3.49Ig100=5.35度 距震中200km处影响烈度: I2=0.92+1.63×7-3.49Ig200=4.30度 25 汶川地震烈度分布图发布:成都市区烈度7度 汶川8.0级地震发生后，中国地震局组织专家赴四川、甘肃、陕西、重庆、云南、宁夏等省(自治区、直辖市)开展了现场调查，调查面积达50万平方公里，调查点4150个，在实地调查基础上，编绘了汶川8.0级地震烈度分布图。 一、汶川8.0级地震烈度分布图 (一)烈度分布图 (二)各烈度区面积和范围 汶川8.0级地震?度区以上面积合计440442平方公里，其中: ?度区:面积约2419平方公里，以四川省汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心呈长条状分布，其中映秀?度区沿汶川,都江堰,彭州方向分布，长轴约66公里，短轴约20公里，北川?度区沿安县,北川,平武方向分布，长轴约82公里，短轴约15公里。 ?度区:面积约3144平方公里，呈北东向狭长展布，长轴约224公里，短轴 约28公里，东北端达四川省青川县，西南端达汶川县。 ?度区:面积约为7738平方公里，呈北东向狭长展布，长轴约318公里，短轴约45公里。东北端达到甘肃省陇南市武都区和陕西省宁强县的交界地带， 26 27 28 5)什么是抗震设防、抗震设防要求, 抗震设防—各类工程结构按照规定的可靠性要求，针对可能遭遇的地震危害性所采取的工程和非工程措施。 GB/T18207.1-2008《防震减灾术语 第1部分 基本术语 》说明如下: 5.16 抗震设防要求 requirement for fortification against earthquake 建设工程抗御地震破坏的准则和在一定风险水准下抗震设计采用的地震烈度或者地震动参数。 6)什么是地震基本烈度, GB/T18207.1-2008《防震减灾术语 第1部分 基本术语 》说明如下: 5.14 地震基本烈度 basic intensity 一个地区在未来一定时间内、一定场地条件和超越概率水平下 可能遭遇的地震烈度。 例如，1990年颁发的《中国地震烈度区划图》定义地震基本烈度为:50年期限内，一般场地条件下， 29 可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度。 7) 什么是抗震设计,什么是抗震设防分类、抗震设防烈度、抗震设防标准, GB/T18207.1-2008《防震减灾术语 第1部分 基本术语 》说明如下: 5.21 抗震设计 earthquake resistance desingn 对地震区的工程结构进行的一种专业设计。一般包括概念设计、结构抗震计算和抗震构造措施三个方面。 GB50223—2008《建筑工程抗震设防分类标准》 2.0.1 抗震设防分类 根据建筑遭遇地震破坏后，可能造成人员伤亡，直接和间接经济损个失、社会影响的程度及其在抗震救灾中的作用等因素，对各类建筑所做的设防类别划分。 2.0.2抗震设防烈度 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下，取50年衡量抗震设防要求高低的尺度，由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定。 8)什么是地震作用标准值, 抗震设计所采用由地运动引起结构动态作用的基本代表值。由结构重力荷载代表值及地震影响系数或地震动参数等综合确定，分水平地震作用和竖向地震作用。 9)为什么抗震设计验算要按 “设计基本地震加速度”确定设计参数, 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定:《建筑抗震设计规范》与《中国地震动参数区划图》(GB18306—2000)配套实施。 《中国地震动参数区划图》(GB18306-2000)给出了中国地震动参数区划图及其技术要素和使用规定，适用于新建、改建、扩建一般建设工程抗震设防，及编制社会经济发展和国土规划，即新建、扩建、改建一般建设工程的抗震设计和已建一般建设工程的抗震鉴定与加固必须按此标准规定的抗震设防要求进行。 《中国地震动参数区划图》直接采用地震动参数，不再采用地震基本烈度。现行有关技术标准中涉 及地震基本烈度概念的，应逐步修正。在技术标准等尚未修订(包括局部修订)之前，可以参照下述方法确定: a) 抗震设计验算采用《中国地震动参数区划图》提供的地震动参数; b) 当涉及地基处理，构造措施或其他防震减灾措施时，地震基本烈度参数值可由《中国地震动 区划图》查取地震动峰值加速度并按表1确定，也可根据需要做更细微的划分。 《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)自2001年8月1日起实施，对于设计基本地震加速度 与原来相比有所变化的地区，自2001年8月1日应按变化后的值进行抗震设防，即不再按《中国地震烈度区划图(1990)》采用，而应按GB18306规定采用。 抗震设计验算采用《中国地震动参数区划图》提供的地震动参数来确定设计参数(αmax 或地震加速度时程曲线最大值)。当涉及地基处理，构造措施或其他防震减灾措施时采用抗震设防烈度。例如天津市和上海市都是抗震设防烈度七度，但天津市αmax，为0.12、上海市αmax，为0.08、就是因为天津市设计基本 地震加速度为0.15 g，上海市设计基本地震加速度为0.10g。 10)幕墙设计为什么要区分为抗震设计和非抗震设计，怎样区分, 答:GB50011第1.0.2条规定:“抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。”JGJ102-2003 第5.1.3条规定:“1 非抗震设计时，应计算重力荷载、和风荷载效应 2 抗震设计时，应计算重力荷载、风荷载和地震作用效应 ”。 GB50011附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”，仅提供了我国抗震设防区(设计基本地震加速度?0.05g(6度)的地区)各县级及县级以上城镇中心地区抗震设防烈度、设计基本地震加速度(地震动峰值加速度)和设计地震分组。 30 按照当前的经济和技术条件，基本烈度小于6度或地震动峰值加速度小于0.05g的地区，属于可不考虑抗震设防地区，根据现行的《中国地震动参数区划图》GB18306—2001，凡是没有列入2001抗震设计规范附录A的县和县级以上城镇(中心地区)，房屋建筑可不考虑抗震设防。这些城市汇总如下: 1.河北省:康保 2.内蒙古自治区:林西、阿鲁科尔沁旗、巴林左旗、巴林右旗、克什克腾旗、霍林郭勒旗、扎鲁特旗、 科左后旗、牙克石、根河、额尔古纳、新阿尔巴虎左旗、陈阿尔巴虎旗、鄂伧春旗、鄂温克旗、乌兰浩特、阿尔山、突泉、科右前旗、科右中旗、锡林浩特、二连浩特、多伦、阿巴嘎旗、东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、太仆寺旗、镶黄旗、正镶白旗、正蓝旗、化德、额济纳旗。 3.辽宁省:新宾、清远、本溪县、桓仁。 4.吉林省:双辽、通化、集安、通化县、柳河、白山、临江、江源、长白、敦化。 5.黑龙江省:依安、克山、克东、拜泉、嫩江、逊克、孙吴、林甸、杜尔伯特、伊春(南岔、翠峦、 新青、美溪、汤旺河、乌伊岭、上甘岭)、铁力、绥滨、同江、富锦、抚远、双鸭山(四个区)、集贤、友谊、宝清、饶河、虎林、密山、林口、海伦、呼玛、塔河、漠河。 6.浙江省:建德、桐庐、淳安、宁海、诸暨、嵊州、新昌、衢州(23个区)、江山、常山、开化、龙 游、金华(2个区)、兰溪、永康、义乌、东阳、武义、浦江、磐安、台州(3个区)、临海、温岭、三门、田太、仙居、玉环、文承、丽水、龙泉、缙云、青田、遂昌、松阳。 7.安徽省:黄山(3个区)、歙县、休宁、黟县、祁门、宁国、旌德、绩溪。 8.福建省:邵武、武夷山、建阳、顺昌、浦城、光泽。 9.江西省:新建、安义、永修、景德镇(2个区)、乐平、浮梁、鹰潭、贵溪、余江、新余、分宜、 萍乡(2个区)、连化、上栗、芦溪、赣州、南康、赣县、信丰、上犹、崇义、于都、兴国、上饶、德兴、上饶县、广丰、玉山、铅山、衡峰、戈阳、波阳、万年、婺源、抚州、南承、黎川、南丰、崇仁、乐安、宜黄、金溪、资溪、东乡、广昌、乙醇、丰城、樟树、高安、奉新、万载、上高、吉安(2个区)、井冈山、吉安县、吉水、峡江、新干、勇峰、泰和、遂川、万安、安福、永信。 10.河`南省:舞钢、鲁山、方城、西峡、浙川、确山、新蔡。 11.湖北省:枣阳、汉川、孝昌、大悟、阳新、随州、广水、来凤、鹤峰。 12.湖南省:浏阳、桑植、株州(4个区)、醴陵、株州县、攸县、茶陵、炎陵、湘潭、湘潭县、衡阳 (5个区)、常宁、来阳、衡阳县、衡山、衡南、衡东、祁东、桂阳、永兴、嘉禾、汝城、桂东、安仁、永州(2个区)、东安、江水、蓝山、新田、双牌、祁阳、武冈、洞口、绥宁、新宁、城步、怀化、辰溪、麻阳、新晁、芷江、通道、吉首、凤凰、花桓、保靖、古丈、永顺、龙山。 13.广东省:连州、连山、连南、阳山、乐昌、广宁、德庆、怀集。 14.广西自治区:阳朔、灌阳、平乐、荔浦、龙胜、恭城、柳江、柳城、蒙山、河池、宜州、南丹、 罗城、环江、合山、来宾、忻城、三江、金秀、昭平、富川。 15.重庆市:垫江、武隆、梁平、开县、彭水、酉阳、秀山。 16.四川省:南充(3个区)、营山、蓬安、岳池、武胜、遂宁、莲溪、合江、平昌、开江、安岳。 17.贵州省:开阳、修文、息烽、遵义、仁怀、遵义县、桐梓、绥阳、正安、凤冈、湄潭、余庆、道 真、务川、大方、黔西、铜仁、江口、石阡、德江、玉屏、沿合、松桃、万山、施秉、三穗、镇远、岑巩、天柱、锦屏、剑合、台江、黎平、榕江、从江、雷山、丹寨、荔波、独山、平塘、三都。 18.陕西省:榆林、横山、靖边、子洲。 11)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对竖向地震作用怎样规定, 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定设计平板型网架和跨度大于24m屋架的竖向地震作用标准值的竖向地震作用系数见表340。 31 样规定的, 《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2008对建筑工程抗震设防分类、抗震设防标准规定: 1.0.1 为明确建筑工程抗震设计的设防类别和相应的抗震设防标准，以有效地减轻地震灾害，制定 本标准。 1.0.2 本标准适用于抗震设防区建筑工程的抗震设防分类。 1.0.3 抗震设防区的所有建筑工程应确定其抗震设防类别。 3.0.2 建筑工程应分为以下四个抗震设防类别: 1特殊设防类:指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。 2 重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。 简称乙类。 3 标准设防类:指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。 4 适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。 3.0.3 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求: 1 标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 注:对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑，当改用抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要 求时，允许按标准设防类设防。 青海省玉树县2010年4月14日晨发生两次地震，最高震级7.1级，地震震中位于县城附近。截止4月25日下午17时，玉树地震造成2220人遇难，失踪70人。为表达全国各族人民对青海玉树地震遇难同胞的深切哀悼，2010年4月20日国务院决定，2010年4月21日举行全国哀悼活动，全国和驻外使领馆下半旗志哀，停止公共娱乐活动。 名称: 4?14玉树地震 时间: 2010年4月14日 5:39:57 地理位置: 青海省玉树藏族自治州玉树县拉秀乡日麻村 震中经纬度: 北纬33.1度，东经96.6度 震源深度: 6千米 震级: 里氏7.1级 截止4月25日下午17时 玉树地震造成2220人遇难，失踪70 伤亡人数: 人 英雄的建筑——玉树巴塘机场 玉树远离青藏铁路，公路只有一条214国道，航空运输在抗震救灾中成为生命线。2009年才建成， 32 2010年初刚刚开航的玉树机场成为英雄建筑。 玉树机场航站楼刚建成就经历了大地震的考验。钢结构屋架完好，明框玻璃幕墙和铝板屋面没受到损坏，这为震后第一时间通航提供了保证。 玉树地震发生后，海拔3905米的支线机场玉树机场供电中断，通信中断，部分房屋受损。在与外界信息隔绝的情况下，玉树机场立即组织人员，冒着强余震的危险，对场区整个基础设施和设备运行情况进行了勘查、确认、核实。 地震当日9时10分，玉树机场通过塔台调度与西部机场集团青海机场公司取得联系。在大地震过后仅仅1个多小时，玉树机场恢复运行。15时23分，第一架救灾飞机抵达玉树机场;16时40分，第二架救灾飞机抵达玉树机场;19时18分，中央政治局委员、国务院副总理回良玉受胡锦涛总书记、温家宝总理委托，飞抵玉树机场。地震当天，玉树机场共保障抗震救灾航班14个架次，为抗震救灾赢得了宝贵时间。 为了支援玉树机场，西部机场集团从各成员机场紧急抽调了机务、消防、医疗和特种车驾驶员等专业人员70多人次，调配平台车、客梯车、电源车等民航专业设备15台，全力支援玉树、西宁机场。一时间，全集团的人力、物力迅速向玉树汇集，集团化管理的优势凝结成了抗震救灾的强大力量。 4月15日，随着“空中生命通道”的安全畅通，救援人员、设备、物资和伤员大量涌进机场。玉树机场面临开航以来最繁忙、最紧张的一天。为了提高转运效率，机场打破常规、简化流程，想尽一切办法快速转运伤员。西部机场集团董事长何喜奎在现场组织指挥，公司领导身先士卒，与员工一起共同卸货。大家拖着疲惫的身躯，维持秩序、搬运物资、抬运伤员、充当翻译，24小时没有吃一口饭，没有喝一口热水，没有片刻休息。 经过奋力拼搏，当天共转运742名重症伤员，送到机场的伤员没有一人滞留。直到凌晨两点，大家才在不断发生的余震中，靠在椅子上或蜷缩在地板上稍事休息。早晨五点，又起来迎接新一天的战斗。由于劳累过度、睡眠不足，玉树机场、西宁机场的员工一连好几天产生了厌食、手脚发麻和嘴唇干裂流血、嗓子严重发炎的症状，大家却依然战斗在第一线。 在抗震救灾期间，机场每天都有40多个起降，高峰时段有5架飞机降落。在各项保障力量有限、机场仅有三个机位、没有夜航设施的情况下，玉树机场实现了高海拔地区机场安全保障工作万无一失，创造了国内乃至世界民航应急救援史上的奇迹～ 胡锦涛总书记、温家宝总理、回良玉副总理在玉树慰问受灾群众、指导抗震救灾工作期间，高度评价西部机场集团所做的工作和所发挥的作用。回良玉副总理在玉树机场对西部机场集团公司董事长何喜奎说:“这次玉树抗震救灾工作中，机场起到了关键性作用，你们干得好，很出色。” 从玉树机场大楼岿然不动的英雄身影中，我们深深感受到钢结构和建筑幕墙优异的抗震性能(图28~图 30)。 33 图28 玉树巴塘机场 图29 钢屋架，铝板屋面，玻璃幕墙 34 图30 机场大楼安全，生命线畅通无阻 图31 幕墙完好无损，救援迅速到达 35 图32 透过幕墙玻璃，看到光明，看到希望 四、小结 这次玉树地震和2008年汶川地震一样，震害情况表明，固定窗的耐震能力与 玻璃幕墙相比是有较大差别的。 强震区没倒塌建筑中的固定窗，玻璃的破损程度相差悬殊，取决于主体结构侧向位移的大小。平面4~8 B.按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施的具体做法参见GB50011 8.3.1、8.3.2等。 8.3.1 框架柱的长细比,应符合下列规定: 1.不超过12层的钢框架柱的长细比,6~8度时不应大于120?235/fay , 9度时不应大于100?235/ fay. 2. 超过12层的钢框架柱的长细比,应符合表8.3.1的规定: 表8.3.1 超过12层的钢框架柱的长细比限值 36 8.3.2框架梁、柱板件宽厚比应符合下列规定: 1(不超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应符合表8.3.2-1的要求: 注:表列数值适用于Q235,当材料为其它牌号钢材时,应乘以?235/fay , 2. 超过12层框架梁、柱板件宽厚比应符合表8.3.2-2的规定: 表8.3.2-2 超过12层的框架的梁柱板件宽厚比限值 注: 表列数值适用于Q235钢, 采用其它牌号钢材时,应乘以?235/fay , C.如果工程所在地未进行地震安全性评价，可参照下表确定其地震作用(即提高一个设计基本 地震加速度分区)。 37 ----- 2 重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;------同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;------同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 例如《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)附录A规定: A.0.24 陕西省 1 抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g: 第一组:西安(8个市辖区)，--- 西安市重点设防类，按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，即按抗震设防烈度9度的要求加强其抗震措施;按设计基本地震加速度分区为0.20g确定其地震作用。 西安市特殊设防类，按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，即按抗震设防烈度9度的要求加强其抗震措施;按批准的地震安全性评价的结果且高于设计基本地震加速度分区为0.20g的要求，提高一个分区(0.30g)确定其地震作用。 三. 铝合金构件抗震构造措施 特殊设防类、重点设防类高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施的具体做法补充如下 A . 为执行GB50011-2001(2008年版)、GB50224-2008关于特殊设防类、重点设防类抗震构造措施的要求，对GB50429作如下补充: 表5.2.1-1 受压板件全部有效的最大宽厚比 注:1 表中ε=(240 / f 0.2) f 0.2按附录A确定。 2 ε为加劲肋修正系数，应按第5.2.6条采用，对于不带加劲肋的板件, ε=1. 38 3 k’ =k/k0 其中k为不均匀受压情况下的板件局部稳定系数，应按第5.2.2条采用。对于均匀受压板件, k’ =1.0。对于加劲板件或中间加颈板件，k0=4 ;对于非加劲板件或边缘加劲板件 ， k0=0.425 。 表5.2.1-1 受压园管截面的最大径厚比 表4.5.4 受压构件的容许长细比 注:1 桁架(包括空间桁架)的受压腹杆，当其2 计算单角铝受压构件的长细比时，应采用角铝的最小回转半径，但计算在交叉点互相连接的交叉杆件平面外的长细 比时，可采用与角铝肢边平行轴的回转半径。 3 跨度等于或大于60m的桁架，其受压弦杆和端压杆的容许长细比宜取100，其他受压腹杆可取150(承受静力荷载)。 4.由容许长细比控制截面的杆件，在计算其长细比时，可不考虑扭转效应。 4.5.5受拉构件的长细比不宜超过表4.5.5的容许值。 表4.5.5 受拉构件的容许长细比 注:1承受静力荷载的结构中，可仅计算受压构件在竖向平面内的长细比。 2受拉构件在永久荷载与风荷载组合下受压时，其长细比不宜超过250。 3跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300(承受静力荷载)。 B . 为执行GB50011-2001(2008年版)、GB50224-2008关于特殊设防类、重点设防类抗震构造措施的要求， 对JGJ102-2003作如下补充: 6.2.1 横梁截面主要受力部位的厚度，应符合下列要求: 39 截面自由挑出部位(图6.2.1α)和双侧加劲部位(图6.2.1b)的宽厚比b0/t应符合表6.2.1的要求: 图6.2.1 横梁的截面部位示意 表6.2.1 横梁截面宽厚比b /t限值 例341 根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)、《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008的要求， “设计说明书”应注明本工程抗震设防类别(特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等)、本工程抗震设防标准，具体分别列出西安市重点设防类、特殊设防类的抗震设防类别和抗震设防标准。 1.西安市重点设防类 工程所在地区:陕西省西安市 --------- 基本参数 基本风压: 0.35KPa 地面粗糙度类别: B 类 抗震设防烈度: 8 度 设计基本地震加速度:0.20g 设计地震分组:第 一 组 本工程抗震设防标准: 抗震设防类别: 重点设防类 按 9度采取抗震措施 时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为: 70cm/s2 (0.20 g) 标准反应谱法(水平地震影响系数最大值αmax)取为:0.16 (0.20 g) 2.西安市特殊设防类 工程所在地区:陕西省西安市 --------- 基本参数 基本风压: 0.35KPa 地面粗糙度类别: B 类 抗震设防烈度: 8 度 设计基本地震加速度:0.20g 设计地震分组:第 一 组 40 本工程抗震设防标准: 抗震设防类别: 特殊设防类 按 9度采取抗震措施 时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为: 110cm/s2 (0.30 g) 标准反应谱法(水平地震影响系数最大值αmax)取为:0.24 (0.30 g) 《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第四部分防灾救灾建筑 4.0.1 本章适用于城市和工矿企业与防灾和救灾有关的建筑。 条文说明4.0.1 本章的防灾救灾建筑主要指地震时应急的医疗、消防设施和防灾应急指挥中心。与防灾救灾相关的供电、供水、供气、供热、广播、通信和交通系统的建筑，在城镇基础设施中已经予以规定。 4.0.2 防灾救灾建筑应根据其社会影响及在抗震救灾中的作用划分抗震设防类别。 条文说明4.0.2 本条保持2004年版的规定。 4.0.3 医疗建筑的抗震设防类别，应符合下列规定: 1三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、医技、住院用房，抗震设防类别应划为特殊设防类。 2二、三级医院的门诊、医技、住院用房，具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院的医疗用房，县级及以上急救中心的指挥、通信、运输系统的重要建筑，县级及以上的独立采供血机构的建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。 3 工矿企业的医疗建筑，可比照城市的医疗建筑示例确定其抗震设防类别。 条文说明4.0.3 本条修订有三处: 其一，将2004年版条文说明中提到的承担特别重要医疗任务的医院，在正文中对文字予以修改，以避免三级特等医院与三级甲等医院相混。 其二，我国的一、二、三级医院主要反映设置规划确定的医院规模和服务人口的多少。当前在100万人口以上的大城市才建立三级医院，并且需联合二级医院才能完成所需的服务任务。因此，本次局部修订明确为二级、三级医院均提高为重点设防类。仍需考虑与急救处理无关的专科医院和综合医院的不同，区别对待。 其三，2004年版根据新疆伽师、巴楚地震的经验，针对边远地区实际医疗机构分布的情况，增加了8、9度区的乡镇主要医疗建筑提高抗震设防类别的要求。本次修订更突出医疗卫生系统防灾救灾的功能，考虑到二级医院的急救处理范围不能或难以覆盖的县和乡镇，需要建立具有外科手术室和急诊科的医院或卫生院，并提高其抗震设防类别，可以逐步形成覆盖城乡范围具有地震等突发灾害时医疗卫生急救处理和防疫设施的完整保障系统。 医院的级别，按国家卫生行政主管部门的规定，三级医院指该医院总床位不少于500个且每床建筑面 22积不少于60m , 二级医院指床位不少于100个且每床建筑面积不少于45m 。 工矿企业与城市比照的原则，指从企业的规模和在本行业中的地位来对比。 4.0.4 消防车库及其值班用房，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明4.0.4 本条保持2004年版的规定，消防车库等不分城市和县、镇的大小，均划为重点设防类。 工矿企业的消防设施，比照城市划分。工业行业建筑中关于消防车库抗震设防类别的划分规定均予以取消，避免重复规定。 4.0.5 20万人口以上的城镇和县及县级市防灾应急指挥中心的主要建筑，抗震设防类别不应低于重点设防类。 工矿企业的防灾应急指挥系统建筑，可比照城市防灾应急指挥系统建筑示例确定其抗震设防类别。 条文说明4.0.5 本次修订，将8、9度的县级防灾应急指挥中心，扩大到6、7度，即所有烈度。 考虑到防灾应急指挥中心具有必需的信息、控制、调度系统和相应的动力系统，当一个建筑只在某个区段具有防灾应急指挥中心的功能时，可仅加强该区段，提高其设防标准。 4.0.6 疾病预防与控制中心建筑的抗震设防类别，应符合下列规定: 1承担研究、中试和存放剧毒的高危险传染病病毒任务的疾病预防与控制中心的建筑或其区段，抗震设防类别应划为特殊设防类。 2不属于1款的县、县级市及以上的疾病预防与控制中心的主要建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。 41 条文说明4.0.6 本条保持2004年版的规定。考虑到地震后容易发生疫情，对县级及以上的疾病预防与控制中心的主要建筑提高设防标准;其中属于研究、中试、存放具有剧毒性质的高危险传染病病毒的建筑，与本标准第6.0.9条的规定一致，划为特殊设防类。 4.0.7 作为应急避难场所的建筑，其抗震设防类别不应低于重点设防类。 条文说明4.0.7本条是新增的。按照2007年发布的国家标准《城市抗震防灾规 划标准》等相关规划标准的要求，作为地震等突发灾害的应急避难场所，需要有提高抗震设防类别的建筑。 5 基础设施建筑 5.1 城镇给排水、燃气、热力建筑 5.1.1 本节适用于城镇的给水、排水、燃气、热力建筑工程。 工矿企业的给水、排水、燃气、热力建筑工程，可分别比照城市的给水、排水、燃气、热力建筑工程确定其抗震设防类别。 条文说明5.1.1 本节主要为属于城镇的市政工程以及工矿企业中的类似工程。 5.1.2 城镇和工矿企业的给水、排水、燃气、热力建筑，应根据其使用功能、规模、修复难易程度和社会影响等划分抗震设防类别。其配套的供电建筑，应与主要建筑的抗震设防类别相同。 条文说明5.1.2 配套的供电建筑，主要指变电站、变配电室等。 5.1.3 给水建筑工程中，20万人口以上城镇、抗震设防烈度为7度及以上的县及县级市的主要取水设施和输水管线、水质净化处理厂的主要水处理建(构)筑物、配水井、送水泵房、中控室、化验室等，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.1.3 给水工程设施是城镇生命线工程的重要组成部分，涉及生产用水、居民生活饮用水和震后抗震救灾用水。地震时首先要保证主要水源不能中断(取水构筑物、输水管道安全可靠);水质净化处理厂能基本正常运行。要达到这一目标，需要对水处理系统的建(构)筑物、配水井、送水泵房、加氯间或氯库和作为运行中枢机构的控制室和水质化验室加强设防。对一些大城市，尚需考虑供水加压泵房。 水质净化处理系统的主要建构筑物，包括反应沉淀池、滤站(滤池或有上部结构)、加药、贮存清水等设施。对贮存消毒用的氯库加强设防，是避免震后氯气泄漏，引发二次灾害。 条文强调“主要”，指在一个城镇排水建筑工程中，20万人口以上城镇、抗震设防烈度为7度及以上的县及县级市的污水干管(含合流)，主要污水处理厂的主要水处理建(构)筑物、进水泵房、中控室、化验室，以及城市排涝泵站、城镇主干道立交处的雨水泵房，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.1.4 排水工程设施包括排水管网、提升泵房和污水处理厂，当系统遭受地震破坏后，将导致环境污染，成为震后引发传染病的根源。为此，需要保持污水处理厂能够基本正常运行、排水管网的损坏不致引发次生灾害，应予以重视。相应的主要设施指大容量的污水处理池，一旦破坏可能引发数以万吨计的污水泛滥，修复困难，后果严重。 污水厂(含污水回用处理厂)的水处理建构筑物，包括进水格栅间、沉砂池、沉淀池(含二次沉淀)、生物处理池(含曝气池)、消化池等。 对污水干线加强设防，主要考虑这些排水管的体量大，一般为重力流，埋深较大，遭受地震破坏后可能引发水土流失、建构筑物基础下陷、结构开裂等次生灾害。 道路立交处的雨水泵房承担降低地下水位和排除雨后积水的任务，城市排涝泵站承担排涝的任务，遭受地震破坏将导致积水过深，影响救灾车辆的通行，加剧震害，故予以加强。 条文强调“主要”，指一个城镇燃气建筑中，20万人口以上城镇、县及县级市的主要燃气厂的主厂房、贮气罐、加压泵房和压缩间、调度楼及相应的超高压和高 压调压间、高压和次高压输配气管道等主要设施，抗震设防类别应划为 42 重点设防类。 条文说明5.1.5 燃气系统遭受地震破坏后，既影响居民生活又可能引发严重火灾或煤气、天然气泄漏等次生灾害，需予以提高。输配气管道按运行压力区别对待，可体现城镇的大小。超高压指压力大于4.0MPa，高压指1.6~4.0MPa，次高压指0.4~1.6MPa。 5.1.6 热力建筑中，50万人口以上城镇的主要热力厂主厂房、调度楼、中继泵站及相应的主要设施用房，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.1.6 热力建筑遭受地震破坏后，影响面不及供水和燃气系统大，且输送管道均采用钢管，需要提高设防标准的范围小些。相应的主要设施指主干线管道。 5.2 电力建筑 5.2.1 本节适用于电力生产建筑和城镇供电设施。 条文说明5.2.1 本节保持本标准2004年版的适用范围。 5.2.2 电力建筑应根据其直接影响的城市和企业的范围及地震破坏造成的直接和间接经济损失划分抗震设防类别。 条文说明5.2.2 本条保持本标准2004年版的规定。供电系统建筑一旦遭受地震破坏，不仅影响本系统的生产，还影响其它工业生产和城乡的人民生活，因此，需要适当提高抗震设防类别。 5.2.3 电力调度建筑的抗震设防类别，应符合下列规定: 1 国家和区域的电力调度中心，抗震设防类别应划为特殊设防类。 2 省、自治区、直辖市的电力调度中心，抗震设防类别宜划为重点设防类。 条文说明5.2.3 考虑到电力调度的重要性，对国家和大区的调度中心予以提高。 5.2.4 火力发电厂(含核电厂的常规岛)、变电所的生产建筑中，下列建筑的抗震设防类别应划为重点设防类: 1 单机容量为300MW及以上或规划容量为800MW及以上的火力发电厂和地震时必须维持正常供电的重要电力设施的主厂房、电气综合楼、网控楼、调度通信楼、配电装置楼、烟囱、烟道、碎煤机室、输煤转运站和输煤栈桥、燃油和燃气机组电厂的燃料供应设施。 2 330kV及以上的变电所和220kV及以下枢纽变电所的主控通信楼、配电装置楼、就地继电器室;330kV及以上的换流站工程中的主控通信楼、阀厅和就地继电器室。 3 供应20万人口以上规模的城镇集中供热的热电站的主要发配电控制室及其供电、供热设施。 4 不应中断通信设施的通信调度建筑。 条文说明5.2.4 本条保持2004年版的有关的规定，与《电力设施抗震设计规范》GB 50260-1996的有关规定协调。电力系统中需要提高为设防标准的，是属于相当大规模、重要电力设施的生产关键部位的建筑。 地震时必须维持正常工作的重要电力设施，主要指没有联网的大中型工矿企业的自备发电设施，其停电会造成重要设备严重破坏或者危及人身安全，按各工业 部门的具体情况确定。 作为城市生命线工程之一，将防灾救灾建筑对供电系统的相应要求一并规定。 本次修订还补充了燃油和燃气机组发电厂安全关键部位的建筑——卸、输、供油设施。此外，还增加了换流站工程的相关交通运输建筑 5.3.1 本节适用于铁路、公路、水运和空运系统建筑和城镇交通设施。 条文说明5.3.1 本节适用范围与2004年版相同。 5.3.2 交通运输系统生产建筑应根据其在交通运输线路中的地位、修复难易程度和对抢险救灾、恢复生产所起的作用划分抗震设防类别。 条文说明5.3.2 本条保持本标准2004 年版的规定。 5.3.3 铁路建筑中，高速铁路、客运专线(含城际铁路)、客货共线?、?级干线和货运专线的铁路枢纽的行车调度、运转、通信、信号、供电、供水建筑，以及特大型站和最高聚集人数很多的大型站的客运候车楼，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.3.3 本条基本保持2004年版的规定。 铁路系统的建筑中，需要提高设防标准的建筑主要是五所一室和人员密集的候车室。重要的铁路干线 43 由铁道设计规范和铁道行政主管部门规定。特大型站，按《铁路旅客车站建筑设计规范》GB 50226-1995的规定，指全年上车旅客最多月份中，一昼夜在候车室公路建筑中，高速公路、一级公路、一级汽车客运站和位于抗震设防烈度为7度及以上地区的公路监控室，一级长途汽车站客运候车楼，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.3.4 本条基本保持本标准2004年版的规定，将8、9度设防区扩大为7~9度设防区。 高速公路、一级公路的含义由公路设计规范和交通行政主管部门规定。一级汽车客运站的候车楼，按《汽车客运站建筑设计规范》JGJ 60-1999的规定，指日发送旅客折算量(指车站年度平均每日发送长途旅客和短途旅客折算量之和)大于7000人次的客运站的候车楼。 5.3.5 水运建筑中，50万人口以上城市、位于抗震设防烈度为7度及以上地区的水运通信和导航等重要设施的建筑，国家重要客运站，海难救助打捞等部门的重要建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.3.5 本条基本保持本标准2004 年版的规定。将8、9度设防区扩大为7~9度设防区。 国家重要客运站，指《港口客运站建筑设计规范》JGJ86-1992规定的一级客运站，其设计旅客聚集量(设计旅客年发客人数除以年客运天数再乘以聚集系数和客运不平衡系数)大于2500人。 5.3.6 空运建筑中，国际或国城镇交通设施的抗震设防类别，应符合下列规定: 1 在交通网络中占关键地位、承担交通量大的大跨度桥应划为特殊设防类;处于交通枢纽的其余桥梁应划为重点设防类。 2城市轨道交通的地下隧道、枢纽建筑及其供电、通风设施，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.3.7 本条保持2004年版的规定。城镇桥梁中，属于特殊设施类的桥梁，如跨越江河湖海的大跨度桥梁，担负城市出入交通关口， 往往结构复杂、型式多样，受损后修复困难;其余交通枢纽的桥梁、按重点设防类对待。 城市轨道交通包括轻轨、地下铁道等，在我国特大和大城市已迅速发展，其枢纽建筑具有体量大、结构复杂、人员集中的特点，受损后影响面大且修复困难。 交通枢纽建筑主要包括控制、指挥、调度中心，以及大型客运换乘站等。 5.4 邮电通信、广播电视建筑 5.4.1 本节适用于邮电通信、广播电视建筑。 条文说明5.4.1 本条保持本标准2004年版的规定。 5.4.2 邮电通信、广播电视建筑，应根据其在整个信息网络中的地位和保证信息网络通畅的作用划分抗震设防类别。其配套的供电、供水建筑，应与主体建筑的抗震设防类别相同;当特殊设防类的供电、供水建筑为单独建筑时，可划为重点设防类。 条文说明5.4.2 本条保持本标准2004 年版的规定。 5.4.3 邮电通信建筑的抗震设防类别，应符合下列规定: 1国际出入口局、国际无线电台，国家卫星通信地球站，国际海缆登陆站，抗震设防类别应划为特殊设防类。 2省中心及省中心以上通信枢纽楼、长途传输一级干线枢纽站、国广播电视建筑的抗震设防类别，应符合下列规定: 1 国家级、省级的电视调频广播发射塔建筑，当混凝土结构塔的高度大于250m或钢结构塔的高度大 44 于300m时，抗震设防类别应划为特殊设防类;国家级、省级的其余发射塔建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。国家级卫星地球站上行站，抗震设防类别应划为特殊设防类。 2 国家级、省级广播中心、电视中心和电视调频广播发射台的主体建筑，发射总功率不小于200kW的中波和短波广播发射台、广播电视卫星地球站、国家级和省级广播电视监测台与节目传送台的机房建筑和天线支承物，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明5.4.4 本条保持本标准2004 年版的规定，与《广播电影电视工程建筑抗震设防分类标准》作了协调。 鉴于国家级卫星地球站上行站的节目发送中心具有保证发送所需的关键设备，设防类别提高为特殊设防类。 6 公共建筑和居住建筑 6.0.1 本章适用于体育建筑、影剧院、博物馆、档案馆、商场、展览馆、会展中心、教育建筑、旅馆、办公建筑、科学实验建筑等公共建筑和住宅、宿舍、公寓等居住建筑。 6.0.2 公共建筑，应根据其人员密集程度、使用功能、规模、地震破坏所造成的社会影响和直接经济损失的大小划分抗震设防类别。 条文说明6.0.2 本条保持本标准2004 年版的规定。 6.0.3 体育建筑中，规模分级为特大型的体育场，大型、观众席容量很多的中型体育场和体育馆(含游泳馆)，抗震设防类别应划为重点设防类 条文说明6.0.3 本条扩大了对人民生命的保护范围，参照《体育建筑设计规范》JGJ 31-2003的规模分级，进一步明确体育建筑中人员密集的范围:观众座位很多的大型体育场指观众座位容量不少于30000人或每个结构区段的座位容量5000人，观众座位很多的大型体育馆(含游泳馆)指观众座位容量不少于4500人。 6.0.4 文化娱乐建筑中，大型的电影院、剧场、礼堂、图书馆的视听室和报告厅、文化馆的观演厅和展览厅、娱乐中心建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明6.0.4 本条参照《剧场建筑设计规范》JGJ 57-2000和《电影院建筑设计规范》JGJ 58-1988关于规模的分级，本标准的大型剧场、电影院、礼堂，指座位不少于1200座;本次修订新增的图书馆和文化馆，与大型娱乐中心同样对待，指一个区段商业建筑中，人流密集的大型的多层商场抗震设防类别应划为重点设防类。当商业建筑与其它建筑合建时应分别判断，并按区段确定其抗震设防类别。 条文说明6.0.5 本条基本保持2004 年版的有关要求，扩大了对人民生命的保护范围。借鉴《商店建筑设计规范》JGJ 48关于规模的分级，考虑近年来商场发展情况，本次修订，大型商场指一个区段人流5000 22人，换算的建筑面积约17000m或营业面积7000m以上的商业建筑。这类商业建筑一般需同时满足人 员密集、建筑面积或营业面积符合大型规定、多层建筑等条件;所有仓储式、单层的大商场不包括在博物馆和档案馆中，大型博物馆，存放国家一级文物的博物馆，特级、甲级档案馆，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明6.0.6 本条保持本标准2004 年版的有关要求。参照《博物馆建筑设计规范》JGJ66,1991，本标准的大型博物馆指建筑规模大于10000m2，一般适用于中央各部委直属博物馆和各省、自治区、直辖市博物馆。按照《档案馆建筑设计规范》JGJ25,2000，特级档案馆为国家级档案馆，甲级档案馆为省、自治区、直辖市档案馆，二者的耐久年限要求在100年以上。 6.0.7 会展建筑中，大型展览馆、会展中心，抗震设防类别应划为重点设防类。 条文说明6.0.7 本条保持2004年版的规定。这类展览馆、会展中心，在一个区段的设计容纳人数一般在5000人以上。 6.0.8 教育建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类。 条文说明6.0.8 对于中、小学生和幼儿等未成年人在突发地震时的保护措施，国际上随着经济、技术发 45 展的情况呈日益增加的趋势。 2004年版的分类标准中，明确规定了人数较多的幼儿园、小学教学用房提高抗震设防类别的要求。本次局部修订，为在发生地震灾害时特别加强对未成年人的保护，在我国经济有较大发展的条件下，对2004年版“人数较多”的规定予以修改，所有幼儿园、小学和中学(包括普通中小学和有未成年人的各类初级、中级学校)的教学用房(包括教室、实验室、图书室、微机室、语音室、体育馆、礼堂)的设防类别均予以提高。鉴于学生的宿舍和学生食堂的人员比较密集，也考虑提高其抗震设防类别。 本次修改后，扩大了教育建筑中提高设防标准的范围。 6.0.9 科学实验建筑中，研究、中试生产和存放具有高放射性物品以及剧毒的生物制品、化学制品、天然和人工细菌、病毒(如鼠疫、霍乱、伤寒和新发高危险传染病等)的建筑，抗震设防类别应划为特殊设防类。 条文说明6.0.9 本条基本保持本标准2004年版的规定。在生物制品、天然和人工细菌、病毒中，具有剧毒性质的，包括新近发现的具有高发危险性的病毒，列为特殊设防类，而一般的剧毒物品在本标准的其它章节中列为重点设防类，主要考虑该类剧毒性质的传染性，建筑一旦破坏的后果极其严重，波及面很广。 6.0.10 电子信息中心的建筑中，省部级编制和贮存重要信息的建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。 国家级信息中心建筑的抗震设防标准应高于重点设防类。 条文说明6.0.10 本条是新增的，将2004年版第7.3.5条1款的规定移此，以进一步明确各类信息建筑的设防类别和设防标准。 6.0.11 高层建筑中，当结构单元居住建筑的抗震设防类别不应低于标准设防类。 条文说明6.0.12本条将规范用词“可”改为“不应低于”，与全文强制的《住宅建筑设计规范》一致。 第三节 铝合金结构设计规范 GB50429和JGJ102的差别 两种规范计算方法列表如下: 横梁 46 注:JGJ102-2003采用双系数法(荷载分项系数、材料性能分项系数，材料性能分项系数即GB50429中抗力分项系数)总安全系数K取为1.8 材料性能分项系数K2=1.8/1.4(荷载分项系数)=1.286 fa=f0.2/1.286 例如 6063T5 f0.2=110N/mm 2 fa=110/1.286=85.5 N/mm 2 1.05×85.5=89.775 90/89.775=1.0025 计算中两种规范有三点不同: 第一.塑性发展系数。在JGJ102-2003中，规定所有的塑性发展系数均为1.05;而在GB50429-2007中 根据材料的强弱硬化的性质以及截面的类型具体的进行了规定(1.0、1.05); 第二.有效厚度法的应用。GB50429-2007通过宽厚比的条件判定是否使用有效 厚度的方法计算截面性质，通过有效厚度的方法计算来判断宽厚比是否符合要求。JGJ102-2003规定最小壁厚和宽厚比，直接判断宽厚比是否符合最低要求; [条文说明5.1.1因铝合金弹性模量小，局部稳定问题突出。若限制受压板件的宽厚比，保证构件整体破坏前不发生局部屈曲，即不利用板件的屈曲后强度，则受压板件应满足较小的宽厚比限值(约为钢板件宽厚比的1/2，参考条文第5.2.1条)，设计出的截面不很经济;另外考虑到目前国2.64Kg/m b/t= 22,最大有效宽厚比25.11，不要进行有效厚度计算;墙边角区Wk=2769KN/m2，180系列 3.32Kg/m b/t= 26,最大有效宽厚比25.11，要进行有效厚度计算，计算结果满足要求。荷载增加65%，用料仅增加26%。) 第三.铝合金强度设计值的不同。GB50429-2007基于大量铝合金的统计数据，根据可靠度理论计算推导了铝合金材料的强度设计值。这一设计值稍高于JGJ102-2003规定的铝合金强度设计值。 《铝合金结构设计规范》GB50429-2007规定: 2 术语和符号 2.1.8弱硬化 Weak hardening 状态为T6的铝合金材料为弱硬化合金(铝合金材料强屈比fu/f0.2?1.2时为弱硬化合金)。 2.1.9强硬化 strong hardening 状态为除T6以外的其他铝合金材料为强硬化合金(铝合金材料强屈比fu/f0.2,1.2时为强硬化合金)。 2.1.10有效厚度 effective thickness 考虑受压板件屈曲后强度以及焊接热影响区效应对构件承载力进行计算时，板件的折减计算厚度。 1.1.11加劲板件 两纵边均与其他板件相连的板件。 2.1.12非加劲板件 unstiffened elements 一纵边与其他板件相连，另一纵边为自由的板件。 2.1.13边缘加劲板件 edge stiffened elements 一纵边与其他板件相连，另一纵边由符合要求的边缘卷边加劲的板件 2.1.14中间加劲板件 intermediate stiffened elements 中间加劲板件是指带中间加劲肋的加劲板件 2.1.15子板件 sub-elements 子板件是指一纵边与其他板件相连,另一纵边与中间加劲肋相连或两纵边均与中间加劲肋相连的板件. 2.1.16腹板屈曲后强度 post-buckling strength of web plates 腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力. 2.1.17整体稳定 overall stability 在外荷载作用下,对整个结构或构件能否发生屈曲或失稳的评估 补充(GB50018) 47 2.1.5均匀受压板件uniformly compressed elements 承受轴心均匀压力作用的板件。 2.1.6非均匀受压板件uniformly non-compressed elements 承受线性非均匀分布应力作用的板件。 图2.1.5 图2.1.6 48 1 矩形管(翼板加劲板件) 2矩形管 (翼板加劲板件) 3 槽型(翼板非加劲板件) 4槽型 (翼板加劲板件) 5工字型(翼板非加劲板件) 1~2 下一列为中间带加劲肋 3~5 下一列为边缘带加劲肋 49 1为翼板 2为腹板 (假定为竖向作用) 50 《铝合金结构设计规范》第4章为基本设计规定(为便于与原规范查对，有关条文的条文号、表号、式号等均按原规范采用)。 4. 基本设计规定 4(1 设计原则 4.1.1 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。 条文说明4.1.1遵照《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068，本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式计算(双系数 法)。对于铝合金结构的疲劳计算，本规范不予考虑。 4.1.2 在铝合金结构设计文件中，应注明建筑结构的安全等级、设计使用年限、铝合金材料牌号及供货状态、连接材料的型号和对铝合金材料所要求的力学性能、化学成分及其他的附加保证项目。 条文说明4.1.2本条提出的在设计文件中应注明的铝合金结构应按下列承载能力极限状态和正常使用状态进行设计: 1(承载能力极限状态包括:构件和连接的强度破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。 2(正常使用极限状态包括:影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏。 条文说明4.1.3承载能力极限状态可理解为结构或构件发挥允许的最大承载功能的状态。正常使用极限状态可理解为结构或构件达到使用功能上允许的某个限值状态。 4.1.4 按承载能力极限状态设计铝合金结构时，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。按按正常使用极限状态设计铝合金结构时，应考虑荷载效应的标准组合。 条文说明4.1.4荷载效应的组合原则是根据《建筑结构可靠度统一标准》GB50068的规定，结合铝合金结构的特点提出的。对荷载效应的偶然组合，统一标准只作出原则性的规定，具体的设计表达式及各种系数应符合专门规范的有关规定。对于正常使用极限状态，铝合金结构一般只考虑荷载效应的标准组合，当有可靠依据和实践经验时，亦可考虑荷载效应的频遇组合，当考虑长期效应时，可采用准永久组合。 4.1.5 铝合金结构的计算模型和基本假定应尽量与构件连接的实际性能相符合。 4.1.6 铝合金结构正常使用环境温度应低于100C0。 条文说明4.1.6铝合金材料具有优良的负温工作性能，在低温条件下其强度及延性均有所提高，所以不必规定铝合金结构的负温临界工作温度。但铝合金耐高温性能差，1500以上时速丧失强度，这也是可以通过挤压工艺生产型材的主要原因。 4(2 荷载和荷载效应计算 4.2.1设计铝合金结构时应考虑永久荷载、可变荷载、支承结构的变形和或沉降、施工荷载、检修荷载等及地震作用、温度变化作用。 条文说明4.2.1国内外目前对铝合金结构抗震设计的研究还不深入，铝合金抗震设计时，对幕墙结构可以按照现行有关国家行业标准的规定执行;对其他结构，抗震设计参数可以按照现行抗震规范中的钢结构的有关参数取用。 4.2.2设计铝合金结构时，荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。 结构的重要性系数γ0应按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的规定采用，其中设计年限为25年的结构构件，γ0不应小于0.95。 4.2.3框架结构中，梁与柱的刚性连接应符合受力过程中梁柱间交角不变的假定，同时连接应具有充分的强度，承受交汇构件端部传递的所有最不利内力。梁和柱铰接时，应使连接具有充分的转动能力，且能有效地传递横向剪力与轴向力。梁与柱的半刚性连接只有有限的转动刚度，在承受弯矩的同时会产生相应的交角变化，在内力分析时，必须预先确定连接的弯矩—转角特性曲线，以便考虑连接 变形的影响。 条文说明4.2.3梁柱连接一般采用刚性和铰接连接。半刚性连接的弯矩—转角关系较为复杂，它随连接形式、构造细节的不同而异。进行结构设计时，这种连接形式的实验数据或设计资料必须足以提供为准确的弯矩—转角关系。 4.2.4框架结构内力分析宜符合下列规定: 51 1(框架结构 (4.2 .4-1) 式中 Δu——按一阶弹性分析求得的所计算楼层的层间侧移; h——所计算楼层的高度; ΣN——所计算楼层各柱轴心压力设计值之和; ΣH——产生层间侧移Δu的所计算楼层及以上各层的水平力之和; Qi ——第i层的总重力荷载设计值; ks =(0.5+1/ns)1/2 ks?1 ; ns ——框架总层数; kc=(0.5+1/nc) 1/2 kc?1 ; nc ——第i层 M?= MIb+α2i MIs (4.2..4-2) α2i =1/[1-(ΣN ?Δu)/( ΣH?h)] (4.2..4-3) 式中 MIb ——假定框架无侧移时按一阶弹性分析求得的各杆杆端弯矩; MIs ——框架各节点侧移时按一阶弹性分析求得的各杆杆端弯矩; α2i ——考虑二阶效应第i层杆件的侧移弯矩增大系数。 注:当按公式(4.2.4-3)计算α2I?1.33时，宜增加框架结构的刚度。 条文说明4.2.4一阶分析是针对未变形的结构进行平衡分析，不考虑变形对外力效应的影响。在分析结构 本条对铝合金框架结构的内力分析方法作出了具体规定，即所有框架结构(不论有无支撑结构)均可采用一阶弹性分析方法计算框架杆件的内力，但对于(ΣN?Δu)/(ΣH?h)?0.1的框架结构则推荐采用二阶弹性分析确定，以提高计算精度。 当采用二阶弹性分析时，为配合计算精度，不论是精确计算或近似计算，亦不论有无支撑结构，均应考虑结构和构件的各种缺陷(如柱子的初倾斜、初偏心和残余应力等)对内力的影响。其影响程度可通过在框架每层柱的柱顶作用有附加的假想水平力(概念荷载)Hni 来综合体现，见下面图示1。 研究表明，框架层数越多，构件缺陷的影响越小。通过数值分析及与国外规范的比较，本规范采用了公式(4.2.4-1)计算Hni 52 本条对无支撑纯框架在考虑侧移对 (1) 当采用二阶分析时，框架杆端弯矩M?为: M? =M I b+α2 i M I s (2) 式中: M I b ——假定框架无侧移时(图2b)按一阶弹性分析求得的各杆杆端弯矩; M I s ——框架各节点侧移时(图2c)按一阶弹性分析求得的各杆杆端弯矩; α2 i ——考虑二阶效应第i层杆件的侧移弯矩增大系α2 i =1/ [1,(ΣN?Δu)/(ΣH?h)] 其中ΣN系指生产层间侧移Δu的所计算楼层及以上各层的水平荷载之和，不包括支座位移和温度的作用。 上述二阶弹性分析的近似计算方法与国外的规定基本相同。该计算方法不仅可用于二阶弯矩的计算， 还可以用于二阶轴力及剪力的计算。经过大量具体实例验算证明该方法具有较高的精度。数值计算表明: 当ΣN?Δu/ΣH?h?0.25时，该近似方法比较精确，弯矩的误差不大于10%;而当ΣN?Δu/ΣH?h, 0.25时，(即α2 I,1.33)时,误差较大,应适当增加框架结构的侧移刚度,使α2 i?1.33 另外，当(ΣN?Δu/ΣH?h)?0.1时，说明框架结构的抗侧移刚度较大，可忽略侧移对 大跨度空间结构 设计指标 4.3.1铝合金材料的强度设计值等于强度标准值除以抗力分项系数(材料性能分项系数)。 4.3.2铝合金结构构件的抗力分项系数γR在抗拉、抗压和抗弯情况下取1.2，在计算局部强度时取1.3。 条文说明4.3.1~4.3.2本条遵照现行《建筑结构荷载规范》GB50009和《建筑结构可靠度设计统一标准》 53 GB50068的规定，铝合金强度设计值根据强度标准值除以抗力分项系数求得，其中抗力分项系数根据以概率理论为基础的极限状态设计方法确定。 考虑到目前铝合金材料力学性能指标的统计资料尚不充分，且大部分经过热处理和冷加工硬化处理后的合金材料强屈比较低，破坏时极限伸长率较小，安全储备普遍低于钢材，在计算铝合金结构构件的抗力分项系数时目标可靠指标参照钢结构构件承载能力极限状态并相应提高一个等级，按β=3.7采用。 按文献《建筑结构概率极限状态设计》(李继华，中国建筑工业出版社，1990)，采用概率方法计算时，极限状态方程为: R-SG-SQ=0 (3) 式中 R——结构抗力 SG ——恒载效应 SQ ——可变荷载效应(可为楼面活载效应SL或风荷载效应SW等) 影响结构构件抗力R的因素主要有:材料性能的不确定性Ωm ，几何参数的不确定性Ωa ，计算模式的不确定性ΩP 。其中: 1.材料性能的不确定性，构件的材料性能按试件实测数据采用，而构件实际使用的材料性能与试件材料性能的差异; 2.几何参数的不确定性，主要取决于现有型材的生产工艺水平，型材的公称尺寸与实际尺寸有允许偏差(即实际尺寸有可能小于公称尺寸); 3.计算模式的不确定性，这是由于计算时采用的计算简图与实际受力状况不完全吻合。 综合上述三种主要因素，挤压铝合金构件抗力的统计参数可按下式计算: 抗力均值: μR=μΩP?μΩm?μΩa 抗力变异系数: δR= (δΩP 2+δΩm2 +δΩa 2 )1/2 由此计算得到的不同材料、不同状态下的抗力统计特性见表4所示。 作用效应S的统计参数参照现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，设计基准期为50年，表5列出了部分调整后的常见荷载统计参数。 应组合的基础上经优化方法确定的;其中G表示恒载，L表示活载，W表示风荷载。由于办公楼和住宅活荷载的统计参数不同，所以分开考虑。表6列出了采用优选法按不同合金牌号，不同受力状态计算的抗力分项系数γR 。计算中考虑了G+L(办)，G+L(住)和G+W三种荷载效应组合，荷载效应比值ρ=SQK/SGK=0.25 , 0.5 , 1.02 , 2.0 四种情况。 54 考虑到铝合金材性实验的统计数据有限，为安全起见，统一取铝合金结构构件的抗力分项系数γR为1.2。 考虑到在计算局部强度时计算模式不确定性的变异性更大，并且目标可靠指标也应适当提高，偏于安全地取抗力分项系数γR为1.3。 4.3.3铝合金材料的强度标准值按《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880、《铝及铝合金冷轧带材》GB/T8544、《铝及铝合金挤压棒材》GB/T3191、《铝及铝合金拉 (轧)制无缝管》GB/T6893、《铝及铝合金热挤压管》GB/T4437、《铝合金建筑型材》GB5237、《工业用铝及铝合金热挤压型材》GB/T6892采用。 条文说明4.3.3现行国家标准给出的各牌号及状态下铝合金板材、带材、棒材、挤压型材(管材)、拉制管材的材料强度标准值可能略有不同，设计中可根据具体情况按附录A采用，或按相应的国家标准采用。 4.3.4铝合金材料的强度设计值按表4.3.4采用: 表4.3.4 铝合金材料强度设计值(N/mm2)4.3.5铝合金结构普通螺栓和铆钉连接的强度设计值按表4.3.5-1和表4.3.5-2采用: 2 55 2 注:对于两种不同种类合金的焊接，焊缝的强度设计值应采用较小值。 5 构件的有效截面 5.1.1对于可能出现受压局部屈曲的薄壁构件，可利用板件的屈曲后强度，并在确定构件有效截面的基础上进行强度及整体稳定稳定验算。 条文说明5.1.1因铝合金弹性模量小，局部稳定问题突出。若限制受压板件的宽厚比，保证构件整体破坏前不发生局部屈曲，即不利用板件的屈曲后强度，则受压板件应满足较小的宽厚比限值(约为钢板件宽厚比的1/2，参考条文第5.2.1条)，设计出的截面不很经济;另外考虑到目前国内多数厂家提供的铝合金幕墙型材均较薄，不能满足上述宽厚比限值。在借鉴发达国家铝合金结构设计规范编 制经验的基础上(如欧规和英规都容许利用板件的屈曲后强度)，本规范容许利用受压板件的屈曲后强度，并按有效截面法考虑局部屈曲对构件整体承载力的影响，以便更好地发挥材料性能。 5.1.2设计焊接铝合金构件时，应考虑焊接热影响效应对截面的折减，并在确定构件有效截面的基础上进行强度及整体稳定验算。 条文说明5.1.2本规定采用有效截面法考虑焊接热影响效应对构件承载力的不利影响。 5.1.3有效截面的计算应采用有效厚度法。 条文说明5.1.3铝合金构件多为挤压型材，截面形状复杂，加劲形式多样，采用有效宽度法计算有效截面时涉及到有效宽度在截面中如何分布的问题，这将导致计算更加复杂，所以本规范参考欧规和英规的编制经验，采用有效厚度法计算铝合金构件的有效截面。另外采用有效厚度法便于统一计算原则，因为板件有效厚度的概念既可以用于考虑局部屈曲的影响，也可以用于考虑焊接热影响效应。但是应该指出:对于非 56 轴心受压构件，即使采用同样的有效截面折算系数ρ=te/t=be/b，由于按各自简化模型确定的截面中和轴位置和有效截面模量等参数有所不同，求得的截面承载力也会略有差异，如图3所示;经比较，按有效厚度法计算出的构件承载力略高于有效宽度法的计算结果，但两者均低于数值分析的结果。 5.1.4构件截面的加劲板件类型如图5.1.4所示的阴影部分。 条文说明5.1.4板件分类主要依据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的板件分类法，并参考了欧规的相关规定。 5.2 受压板件的有效厚度 5.2.1当构件截面中受压板件宽厚比小于表5.2.1-1的限值时，板件全截面有效。园管截面的外径与壁厚之比不应超过表5.2.1-2给出的限值。 表5.2.1-1 受压板件全部有效的最大宽厚比 注:1 表中ε=(240 / f 0.2) f 0.2按附录 A确定。 2 ε为加劲肋修正系数，应按第5.2.6条采用，对于不带加劲肋的板件, ε=1. 3 k’ =k/k0 其中k为不均匀受压情况下的板件局部稳定系数，应按第5.2.2条采用。对于均匀受压板件, k’ =1.0。对于加劲板件或中间加颈板件，k0=4 ;对于非加劲板件或边缘加劲板件 ， k0=0.425 。 57 效，构件承载力不受局部屈曲的影响。该限值主要受材料硬化性能、名义屈服强度、板件应力梯度、加劲肋形式的影响。 目前，铝合金材料的本构关系广泛采用Ramberg-Osgood模型，该模型中的指数n是描述应变硬化的参数，n值越小应变硬化程度越高，国 (5.2.3-1) 对于非双轴对称截面中的非加颈板件或边缘加劲板件，例如槽形截面或C形截面的翼缘以及角形截面的外伸肢，te除按公式(5.2.3-1)计算外，尚应满足: te / t ?1/λ (5.2.3-2) 式中 te——考虑局部屈曲的板件有效厚度; t——板件厚度; α1 α2——计算系数，应按表5.2.3取值; λ——板件的换算柔度系数，λ=(f0.2/, ; c r) 2 2 ,c r——受压板件的弹性临界屈曲应力，应按第5.2.4条和第5.2.6条采用。 α的取值 58 条文说明5.2.3本条中式(5.2.3-1)由受压板件有效宽度的winter公式转换推导而得。根据国外研究成果并参考欧规，确定了计算系数α1α2 ;通过与国外的铝合金薄壁短柱试验数据和大量的数值分析结果比较，表明该公式完全适用于铝合金受压板件的计算。考虑到轴压双轴对称构件中的非加劲板件或边缘加劲板件(例如槽形截面或C形截面的翼缘以及角形截面的外伸肢)受压屈曲后，截面形心及剪均有所偏移，形成次弯矩促进构件稳定承载力的进一步降低，故本规范不考虑利用该类板件的屈曲后强度，其有效厚度按本板件本条式(5.2.3-2)计算。 参考国外铝合金结构设计规范，本规范没有给出受压板件的最大宽度比限值。 5.2.4受压加劲板件、非加劲板件的弹性临界屈曲应力应按下式计算: ,c r =kπ2E/ 12(1-υ2)?(b/t)2 (5.2.4) 式中 k —— 受压板件局部稳定系数，应按第5.2.5条计算; υ ——铝合金材料的泊松比, υ=0.3; b ——板件净宽,应按图5.2 .2采用; t ——板件厚度. 5.2.5受压板件局部稳定系数可按下列公式计算: 1.加劲板件(双侧有腹板的翼板): 当1?ψ,0时;(图5.2.5a、图5.2.5b) 图5.2.5a 图5.2.5a k=8.2/(ψ+1.05) (5.2.5-1) ψ=,m i n /,m a X = 1.0 ψ=1 k=4 ψ=,m i n /,m a X ,1.0 但ψ,0 按ψ值代入(5.2.5-1)计算k值 当0,ψ?-1时; 59 图5.2.5c 图5.2.5d 图5.2.5e k= 7.81-6.29ψ+9.78ψ2 (5.2.5-2) (腹板 受弯或压弯) 受弯(图5.2.5c) ,min=N/A0+M/(1.0W)= -3002807/34904= -86.03 N/mm2 ,max=N/A0+M/(1.0W)= +3002807/34904=86.03N/mm2 ψ=,m i n /,m a X = -86.03/86.03= -1.0 k=7.81-6.29ψ+9.78ψ2=7.81+6.29+9.78=23.88 压弯(图5.2.5d) ,min=N/A0+M/(1.0W)= +2592/895-3002807/34904= -83.13 N/mm2 ,max=N/A0+M/(1.0W)= +2592/895+3002807/34904=88.93N/mm2 ψ=,m i n /,m a X = -83.13/88.93= -0.935 0,-0.935,-1 k=7.81-6.29×(-0.935)+9.78×(-0.935)2=22.24 当ψ,-1时; k=5.98 (1-ψ)2 (5.2.5-3) (腹板 拉弯) 拉弯(图5.2.5e) ,min=N/A0+M/(1.05W)= -2592/895-3002807/34904= -88.93 N/mm2 ,max=N/A0+M/(1.05W)= -2592/895+3002807/34904=83.13N/mm2 2ψ=,m i n /,m a X = -88.93/83.13= -1.07 ψ= -1.07,-1 取ψ= -1 k=5.98×[1-(-1)]2=5.98×(2)=23.92 (GB50018 注:当ψ,-1时，以上各式的k值按ψ=-1的值采用。) 式中: ψ ——压应力分布不均匀系数，ψ=,m i n /,m a X ; ,m a X——受压板件边缘最大压应力(N/mm2)，取正值; ,m i n——受压板件另一边缘的应力(N/mm2)，取压应力为正，拉应力为负。 2.非加劲板件(一侧自由挑出的翼板): 1)最大压应力作用于支承边: 当1?ψ,0时:(图5.2.5f、 图5.2.5g) 60 图5.2.5f 图5.2.5g 0.578 k= ———— (5.2.5-4) ψ+0.34 当0?ψ,-1时:(图5.2.5h) 图5.2.5h k=1.7-5ψ+17.1ψ2 (5.2.5-5) 1) 最大压应力作用于自由边: 当1,ψ?-1(1?ψ?-1)时:(图5.2.5i、 图5.2.5j) 图5.2.5ji 图5.2.5j k=0.425 (5.2.5-6) (GB50018 注:当ψ,-1时，以上各式的k值按ψ=-1的值采用。) 条文说明5.2.4、5.2.5受压板件局部稳定系数计算公式参考了《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018和 《欧洲钢结构设计规范》EC3。需要指出的是:涉及到如何考虑应力梯度对不均匀受压板件有效厚度的影 响时，本规范与欧规及英规的处理方法略有差异。本规范采用以压应力分布不均匀系数ψ计算屈曲系数κ 的方法;而在欧规及英规中采用以压应力分布不均匀系数ψ计算换算宽厚比的方法，两种方法只是在公式 表达上有所不同，本质上仍是一致的。 5.2.6 均匀受压的边缘加劲(肋)板件、中间加劲(肋)板件的弹性临界应力应按下式计算: ,k0π2E ζcr= ———————— (5.2.6-1) 12(1-υ2)(b/t)2 式中 k0 ——均匀受压板件局部稳定系数;对于边缘加颈板件，k0=0.425;对于中间加劲板件k0=4; , ——加劲肋修正系数，用于考虑加劲肋对被加劲板件抵抗局部屈曲(或畸变弯曲)的有 61 利影响，应按下式计算: 1 对于边缘加劲(肋)板件: ,=1+0.1(c/t-1)2 (5.2.6-2) 2 对于有一个等间距中间加劲肋的中间加劲板件: (c/t-1)2 ,=1+2.5———— (5.2.6-3) b/t 3 对于有两个等间距中间加劲肋的中间加劲板件: (c/t-1)2 ,=1+4.5———— (5.2.6-4) b/t 式中 t —— 加劲肋所在板件的厚度，也即加劲肋的等效厚度; c ——加劲肋等效高度;等效的原则是:加劲肋对其所在板件中平面的截面惯性距与等效后的 截面惯性距相等，如图5.2.6所示，虚线表示等效加劲肋。 4 对于有两道以上中间加劲肋的中间加劲板件，宜保留最外侧两道加劲肋，并忽略其余加劲肋的加劲作用，按有两道加劲肋的情况计算。 5对于其它带不规则加劲肋的复杂加劲板件: ζ cr 0.8 ,=,——, (5.2.6-5) ζ cr0 式中 ζ cr ——假定加劲边简支情况下，该复杂加劲板件的临界屈曲应力;宜按有限元法或有限条法 计算。 ζ cr0 ——假定加劲边简支情况下，不考虑加劲肋作用，同样尺寸的加劲板件的临界屈曲应力。可 按公式(5.2.6-1)计算，并取ε=1.0。 5.2.7 不均匀受压的边缘加劲板件、中间加劲板件及其他带不规则加劲肋的复杂加劲板件，其临界屈曲应力ζ cr0宜按有限元法计算，计算中可不考虑相邻板件的约束作用，按加劲边简支情况处理，如图5.2.7所示。当缺乏计算依据时，可忽略加劲肋的加劲作用，按不均匀受压板件由第5.2.4条和5.2.5条计算其临界屈曲应力ζ cr，再由第5.2.3条计算板件的有效厚度，但截面中加劲部分的有效厚度应取板件的有效厚度和对加劲部分按非加劲板件单独计算的有效厚度中的较小值。 62 条文说明5.2.6、5.2.7加劲肋修正系数ε用于计算加劲肋对受压板件局部屈曲承载力的提高作用。第5.2.6条给出了常见三种加劲形式ε的计算公式，该公式来自于ε=,c r / ,c ro=κ/κO，其中,c r为带加劲肋单板的弹性屈曲应力理解，κ为 屈曲系数。以边缘加劲板件为例，图4绘出了加劲肋厚度与板件厚度相同时板件宽度比β=15和β=30两种情况下，屈曲系数κ与加劲肋高厚比C/t的关系。由图可见，屈曲系数与板件屈曲波长有关。当屈曲半波较长时，增大加劲肋的高厚比，不能显著地提高边缘加劲板件的屈曲系数，也即不能显著提高板件的临界屈曲应力。然而，考虑到实际构件中板件屈曲的相关性，其屈曲半波长度一般不超过7倍板宽，通常可以取屈曲半波长度与宽度的比值l/b=7来确定边缘加劲板件的屈曲系数κ。图5是板件屈曲波长度等于7倍板宽时，板件宽厚比等于10、20、30、40四种情况下，边缘加劲板件的屈曲系数与加劲肋高厚比的关系。由图可见，式(5.2.6)给出了相对保守的计算结果。 63 对于更复杂的加劲形式，一般很难通过弹性屈曲理论分析获得屈曲系数κ和加劲肋修正系数ε。在此情况下，ε应按式(5.2.6-5)计算，其中,c r为假定加劲边简支的情况下，该复杂加劲板件的临界屈曲应力;可以按有限元法或有限条分法计算。,c r o为假定加劲边简支的情况下，不考虑加劲肋作用，同样尺寸的加劲板件的临界屈曲应力，可按公式(5.2.6-1)计算，并取ε=1.0 。在公式(5.2.6-5)中取指数为0.8而非1.0，这样做是偏保守的.在缺乏计算依据或不能按式(5.2.6-5)计算时，建议忽略加劲肋的加劲作用，即取ε=1.0。 5.2.8 对于边缘加劲板件和中间加劲板件，除应将其作为整体按第5.2.3条计算外，尚应按加劲板件和非加劲板件根据第5.2.3条分别计算各子板件及加劲肋的有效厚度te，并取各板件的最小有效厚度。 条文说明5.2.8当中间加劲板件或边缘加劲板件的加劲肋高厚比过大时，加劲肋本身可能先于板件局部屈曲，这时应将加劲肋视为非加劲板件，将子板件视为加劲板件分别计算其效厚度te ，加劲肋和子板件的最终有效厚度应取上述有效厚度和将其作为整体按第5.2.3条计算的有效厚度这两者中的小值。 5.3 焊接板件的有效厚度 5.3.1 对于焊接铝合金构件，应考虑热影响区热影响区范围 (5.3.2) 式中ρhaz按表3.3.3取值，bhaz按第3.3.2条确定。 条文说明5.3.1、5.3.2对于焊接铝合金构件，采用有效厚度法计算有效截面时， 通常采用假定热影响区有效截面的计算 5.4.1 确定构件有效截面时，按下述三种情况考虑: 1 对于不满足第5.2.1度te，并在板件受压区范围内以有效厚度te取代板件厚度t，但各板件根部连接区域或倒角部位应按全部有效处理，如图5.4.1-1所示: 64 2 对于焊接受拉板件或满足第5.2.1条宽厚比限值的焊接受压板件，仅需按第5.3.2条计算有效厚度te，haz，并在热影响区以有效厚度te，haz取代板件厚度t; 3 对于不满足第5.2.1条宽厚比限值的焊接受压板件，应同时考虑局部屈曲和热影响效应:在非热影响区的受压区范围轴压构件的有效截面应按第5.4.1条确定的各板件有效厚度计算，如图5.4.2(a)所示。 5.4.3受弯构件及压弯构件的有效截面应按第5.4.1条确定的各板件有效厚度计算，如图5.4.2(b)。 条文说明5.4.3受弯构件或压弯构件中，不均匀受压加劲板件的的有效厚度依赖于压应力分布不均匀系数,，而计算,首先应确定截面中和轴位置，但中和轴位置又取决于各板件有效厚度在全截面中的分布，因此，需要通过迭代计算确定中和轴位置后才可计算其他有效截面参数。当中和轴位于截面形状发生变化部分的附近时(例如工字形截面腹板和翼缘交界处)，迭代计算可能发生振荡不易收敛。因中和轴附近受压区域的板件实际应力很小，不易发生局部屈曲，迭代计算时可不考虑该区域板件的厚度折减以保证计算的收敛性。 有效截面特性按下述迭代方法进行计算: 1 计算受压翼缘的有效截面。 65 2 假定腹板全部有效(不考虑局部屈曲影响，但对于焊接情况,仍应考虑焊接热 影响效应,按第5.4.1条第2 款确定腹板有效截面)确定中和轴位置。 3 根据中和轴位置计算腹板的压应力分布不均匀系数,，并按第5.4.1条第3款确定腹板的有效截面。 4 根据第三步确定的腹板有效截面再次计算中和轴位置。 5 重复步骤第3、4步直至两次计算的腹板有效截面厚度及中和轴位置近似相等。 6 根据最后确定的中和轴位置及各受压板件的有效截面计算有效截面惯性矩Ie 及有效截面模量We ，We 为距中和轴较远的受压侧有效截面模量。 6 受弯构件的计算 6.1强度 6.1.1在主平面 (6.1.1) 式中 MX、My ——同一截面处绕X轴和Y轴的弯矩(对工字形截面:X轴为强轴，Y轴为弱轴); Wenx、Weny ——对截面主轴X轴和Y轴的较小有效净截面模量，应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区; γX 、γy ——截面塑性发展系数，按表6.1.1采用; f ——铝合金材料的抗弯强度设计值。 编者注:幕墙铝合金构件除十字形截面和实腹圆棒外γx ,γy均取1.0。 条文说明6.1.1计算梁的抗弯强度时，考虑截面可以部分地发展塑性，故式(6.1.1)中引进了截面塑性发展系数γx ,γy但是应该指出:对于铝合金结构而言，截面抵抗弯矩不仅取决于截面塑性抵抗矩，还与材料的非弹性性能有关。文献《铝合金结构》(意大利 马佐拉尼 著)的研究认为:γx ,γy的取值原则应是:保证梁在均匀弯曲作用下，跨中残余挠度υr小于其跨长的1%o 。当采用材料名义屈服强度计算截面抵抗弯矩时，即按下式 66 M=γWf0.2 =γM0.2 (4) ′′确定的截面塑性发展系数γX , γY往往小于1。这是因为根据铝合金材料的,~ε关系，应力区间 fp,,,f0.2是在非弹性范围内的。当截面边缘应力达到f0.2再卸载时，结构已经发生残余变形。按上述原 ′则确定的工字截面的塑性发展系数γ如图6、图7所示。图中L为梁长，h为梁高度，αp=Wp/W为截面 形状系数，Wp为塑性截面模量，W为弹性截面模量。由图可见，在跨高比较大，形状系数较小和材料为 ′弱硬化合金的情况下，满足跨中残余挠度要求的γY往往小于1。但考虑到式(6.1.1)中采用了强度设计 值f=f0.2/γR ，而变形验算针对正常使用极限状态，通常采用强度标准值，故最后确定的截塑性发展系数可适当放宽，即当塑性发展系数小于1时取1。 ′′ 67 6.1.2在主平面 (6.1.2) 式中 Vmax——计算截面沿腹板平面作用的最大剪力; S ——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩; I ——毛截面惯性矩; tW ——腹板厚度; fv ——材料的抗剪强度设计值。 《铝合金研究报告集》(上篇) 挤压铝合金压弯构件 第五章 铝合金压弯构件的实用计算公式(P87) γx——截面塑性发展系数，采用文献[16]给出的研究成果。文献[16]为吴亚轲论文。 68 附录:吴亚轲论文 69 70 71 72 73 74 75 76 77 6.2整体稳定 6.2.1符合下列情况时，可不计算梁的整体稳定性: 1有铺板(如钢板、夹层玻璃板)密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。 2 等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度l与其宽度b之比不超过表6.2.1所规定的数值时。 条文说明6.2.1当有铺板密铺在梁的受压翼缘上并牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向位移时，梁就不会丧 失整体稳定，因此也不必计算梁的整体稳定性。对于工字形截面不需要验算整体稳定时的l/b值主要参考 钢规并结合铝合金材料性能给出。 6.2.2当不满足6.2.1条时，在最大刚度平面 (6.2.2) 式中 Mx——绕强轴作用的最大弯矩; Wex——对强轴受压边缘的有效截面模量，应考虑局部屈曲、焊接影响区的影响; ,b——梁的弯扭整体稳定系数，应按附录C计算。 附录C 受弯构件的整体稳定系数 受弯构件的整体稳定系数应按下式计算: ,b =(1+ε+/2 ),?[(1+ε+ 2/2 2)- (1/ 2 ) ] (C-1) 式中 ε——构件的几何缺陷系数，应按下式计算: ε=α(λ-λ0) (C-2) 对于弱硬化合金:α=0.20 , λ0=0.36 对于强硬化合金:α=0.25 , λ0=0.30 λ——弯扭稳定相对长细比,应按下式计算: λ= ?Wex f/ Mc r (C-3) Mc r——弯扭稳定临界弯矩,应按下式计算: Mc r =β1(π2EIy /ly2)[ β2ea+β3βy+? (β2ea+β3βy)2+(lω/Iy)(1+GItlω2/π2EIω)] (C-4) 式中 Iy ------绕弱轴y轴的毛截面惯性矩; Iω-----毛截面扇性惯性矩,对于T形截面,十字形截面,角形截面可近似取Iω=0 ; I t------毛截面扭转惯性矩,若截面是由长度为hi和厚度为ti的n个矩形块组成则可取I t为: n n 3 I t = Σ Iit=1/3 Σ biti; i=1 i=1 lω------扭转屈曲计算长度,取决于构件端部的约束条件, Iω=μωl , μω为扭转屈曲计算长度系数,按 表C-1取用; ly -----梁的侧向计算长度, ly =μbl，μb为侧向计算长度系数;在跨间无侧向支撑时取1;跨中设一 道侧向支撑或跨间有不少于两个等距布置的侧向支撑时取0.5; e a——横向荷载作用点至剪心的距离，如图C-1所示;当横向荷载作用在剪心时, e a =0;当荷载 不作用在剪心且荷载方向指向剪心时,，e a为负，离开剪心时e a为正; βy-----截面不对称系数，应按下式计算: βy = (?A y (x2+y2)Da/2 Ix )- y0 (C-5) Ix ----绕主轴x轴的毛截面惯性矩; y0-----剪心至形心的竖向距离; β1-----临界弯矩修正系数，取决于受弯构件上的荷载作用形式,按表C-2取值; β2------荷载作用点位置影响系数,按表C-2取值; β3----荷载形式不同时对单轴对称截面的修正系数,按表C-2取值。 78 79 条文说明6.2.2铝合金梁的弯扭稳定系数,为弯扭屈曲应力与材料名义屈服强度的比值，由Perry公式给出，这样梁与柱的稳定曲线有统一的表达形式;式中ε为计及构件几何缺陷的Perry-Robertson系数，可 以采用不同的取值方法，其中欧规建议的缺陷系数形式为:ε=αb( λp, λo , b ) (5) 式中，参数αb 、λo , b对稳定系数,b有着不同的影响;当αb不变时，λo , b越大，受弯构件在较小长细比情况下的稳定系数越高;而当λo , b不变时αb，构件在中等长细比情况下的稳定系数越高。 分析表明，影响弯扭屈曲应力的因素主要有:?合金材料性能，?构件的截面形状及其尺寸比，?荷载类型及其在截面上的作用点位置，?跨中有无侧向支承和端部约束情况，?初始变形、加载偏心和残余应力等初始缺陷;?截面的塑性发展性能等。本规范根据不同合金材料、不同荷载作用形式下各类工字形截面、槽形截面、T形截面梁的数值模似计算结果，经统计分析后得出α、λo的取值，从而确定梁的弹塑性弯扭稳定系数计算公式。图8和图9给出了同济大学完成的10根跨中集中力作用下工字形截面梁和10根槽形截面梁的弯扭稳定试验结果、有限元计算值、本规范公式以及欧规公式的计算结果。对于槽形梁，考虑其截面受压部分局部屈曲的影响，按有效截面模量进行计算。由图可知:本规范给出的公式与有限元计算值和试验实测值基本吻合并偏于安全;对于工字形截面，由于本规范在计算其弯扭稳定时未考虑截面的塑性发展，故给出的计算结果较欧规计算结果偏小。 80 本条给出的临界弯矩计算公式适用于对称截面以及单轴对称截面绕对称轴弯 曲的情况。但对于绕非对称轴弯曲的截面，如单轴对称工字形截面绕强轴弯曲时，临界弯矩计算式中β1β2β3的取值存在一定争议，见《薄壁钢梁稳定性计算的争议及其解决》(童根树，建筑结构学报，2002)。本条给出的β1β2β3均参考欧规。 本条中给出的翘曲计算长度系数μω=1.0适用于端部夹支的边界约束条件;对于端部有端板固定或端部支座有加劲肋板的情况，虽然翘曲约束有所增强，但根据文献《钢结构设计原理》(陈绍蕃)的分析以及欧规的规定，除非端部加劲板的厚度用得很大，否则其对梁端翘曲的约束作用在计算中可以忽略，故这里仍采用μω=1.0。 用作减小梁侧向计算长度的跨间侧向支撑应具有足够的侧向刚度并与受压翼缘相连，以提供足够的支撑力阻止受压翼缘的侧向位移。采用多道支撑时，偏于安全按跨中一道支撑考虑，取计算长度系数为0.5。 6.2.3梁的支座处，应采取构造措施防止梁端截面的扭转。 条文说明6.2.3铝合金梁整体失稳时，梁将发生较大的侧向弯曲和扭转变形，因此为了提高梁的稳定承载能力，任何梁在其端部支承处都应采取构造措施,以防止其截面的扭转。 7 轴心受力构件的计算 7.1强度 7.1.1轴心受拉构件的强度应按下式计算: ,=N/Aen?f 式中 ,---正应力; f ----铝合金材料的抗拉强度设计值; N ---轴心拉力设计值; 81 Aen ----有效净截面面积，对于受拉构件仅考虑焊接热影响区和截面孔洞的影响。 条文说明7.1.1本条为轴心受拉构件的强度计算要求。从轴心受拉构件的承载能力极限状态来看，可分为两种情况: 1. 毛截面的平均应力达到材料的名义屈服强度，构件将产生很大的变形，即达到不适于继续承载的变形的极限状态。其计算式为: ,=N/A?f0.2/γR = f (6) 式中抗力分项系数γR按第4.3.2条取1.2。 2.考虑焊接热影响的净截面的平均应力达到材料的抗拉强度fu，即达到最大承载能力的极限状态，其计算式为:: ,=N/ Aen ?fu /γuR =γR /γuR ×fu / f0.2?0.923(fu / f0.2)×f0.2/γR (7) 式中γuR为局部强度计算情况下的抗力分项系数，按第4.3.2条取1.3。 对于附录A中所列的铝合金材料，其屈强比均小于或很接近于0.923，为间化计算，本规范偏于安全地采用了净截面处应力不超过名义屈服强度的计算方法，采用下式[即本规范式(7.1.1)]: ,=N/ Aen ?f0.2/γR = f (8) 如果采用了屈强比更大的铝合金材料，宜用式(6)和(7)来计算，以确保安全。 7.1.2轴心受压构件的强度应按下式计算: ,=N/Aen?f 式中 ,-----正应力; f -----铝合金材料的抗压强度设计值; N -----轴心压力设计值; Aen ------有效净截面面积，对于受压构件应同时考虑局部屈曲，焊接热影响区和截面孔洞的影响。 条文说明7.1.2当轴心受压构件截面有所削弱(如开孔或缺口等)时，应按式(7.1.2)计算其强度，式中Aen为有效净截面面积，应根据考虑局部屈曲及焊接影响的有效厚度计算有效截面孔洞面积得到有效净截面积Aen。 7.1.3轴心受力构件中,高强度磨擦型螺栓连接处的强度应按下式计算: ,=(1-0.5n1/n)N/Aen?f ,=N/A?f 式中 n ----在节点或拼接处,构件一端连接的高强度螺栓数目; n1----所计算截面最外排螺栓处的高强度螺栓数目; A ----毛截面面积。 条文说明7.1.3摩擦型高强度螺栓连接处，构件的强度计算公式是从连接的传力特点建立的。规范中的式(7.1.3-1)为计算最外螺栓处由螺栓孔削弱的截面，在该截面上考虑了 ,---轴心受压构件的稳定计算系数(取截面两主轴计算系数中的较小者)，应按第7.2.2条和第7.2.3条的规定进行计算; A--毛截面面积。 7.2.2 双轴对称截面轴心受压构件的稳定计算系数应按下式计算: εeεhaz, 式中 εe----修正系数,对需考虑板件局部屈曲的截面进行修正; 截面中受压板件的宽厚比小于等于表5.2.1-1及表5.2.2-2规定时，εe =1; 戴面中受压板件的宽厚比大于表5.2.1-1或表5.2.1-2规定时;εe =Ae/A，Ae为仅考虑局部屈曲 82 影响的有效截面面积; εhaz----焊接缺陷影响系数，按表7.2.2取用，若无焊接时，εhaz =1; ,-----轴心受压构件的稳定系数，应根据构件的长细比λ、铝合金材料的强度标准值f0.2按附录B取用。 附录 B 83 构件长细比λ应按照下式确定: λx=l0x/ix λy= l0y/iy 式中 λx，λy-----构件对截面主轴x轴和y轴的长细比; l0x， l0y----构件对截面主轴x和y轴的计算长度; ix，iy-----构件毛截面对其主轴x轴和y轴的回转半径。 条文说明7.2.1、7.2.2本条为轴心受压构件的稳定性计算要求。 1.轴心受压构件的稳定系数,是根据构件的长细比λ按规范附录B的各表查出，表中 f 0.2 / 240 为考虑不同铝合金材料对长细比λ的修正。采用非线性函数的最小二乘法将各类截面的理论,值拟合为Perry-Roberson公式形成的表达式:,=(1/2λ2){(1+ε+λ2)-[(1+ε+λ2)2 -4λ2]1/2} 且,?1 (9) 式中 ε=α( λ , λ0 )为构件考虑初始弯曲及偏心的系数。对于弱硬化材料构件:α=0.2, λ0=0.15;对于强硬化材料构件:α=0.35, λ0=0.1。 λ=(λ/π) f 0.2 / E 为相对长细比。 图10为弱硬化合金柱子曲线与试验值的比较情况，由于国内未进行强硬化合金的试验研究，该试验值来自于国外的试验结果。从试验值与公式计算结果的比较看，两者吻合较好。 84 2.焊接缺陷影响系数εhaz 是根据F.M.马佐拉尼等人大量的数值模拟结果及在列日大学所进行的试验研究的基础上得出的;并经过了在同济大学结构试验室所进行的几十根焊接受压构件的试验验证。从试验值与公式计算结构的比较看，两者吻合较好，并偏于安全(见图12)。 85 3.当截面中受压板件宽厚比较大，不满足全面有效的宽厚比要求时，应采用修正系数εe对截面进行折减。 4.对于十字形截面轴压构件，除应按本条进行验算外，尚应考虑其扭转失稳，设计中应采用必要的构造措施防止其发生扭转失稳。 7.2.3非焊接单轴对称截面的轴心受压构件的稳定计算系数应按下式计算: ,=εeεas, (7.2.3-1) 式中 εas-----截面非对称性系数，按表7.2.2取用。 单轴对称截面的构件，绕非对称轴的长细比λx仍按式(7.2.2-2)计算，但绕对称轴应取计及扭转效应的下列换算长细比λyω代替λy : λyω ={1/2[λy 2+λω2+?(λy 2+λω2)2-4[λy 2λω2 (1-y02/i02)]}1/2 (7.2.3-2) λω= [/i02A/(I t /25.7+ Iω/ lω2)] 1/2 (7.2.3-3) i0= (ix2+ iy2+ y02)1/2 (7.2.3-4) 式中 λy-----构件绕对称轴的长细比; λω ----扭转屈曲换算长细比; i0----截面对剪心的极回转半径; y0——为截面形心至剪心的距离; Iω----毛截面扇性惯性矩; I t-----毛截面抗扭惯性矩 lω----扭转屈曲计算长度,应按附录C中表C-1的规定进行计算。 条文说明7.2.3鉴于工程上不会采用轴压焊接单轴对称截面构件以及轴压不对称截面构件，因此本规范仅给出了非焊接单轴对称截面的稳定计算公式。 系数εas为构件截面非对称性影响系数，该系数是在欧规相应计算公式基础上经数值分析验证给出的。 根据弹性稳定理论，对于两端简支的轴心受压构件，其弯扭屈曲荷载为: Pyω=(Py+ Pω)-{(Py+ Pω)2-4 Py Pω[1-(e0-i0)2]} 1/2 Py / 2[1-(e0-i0)2] (10) 构件发生弹性弯扭屈的条件是P yω应小于绕截面非对称轴的弯曲屈曲荷载Px=π2EIx/L2而且截面的应力小于比例极限。 将Py =π2EA/λy2，Pω=π2EA/λω2和Pyω= Py =π2EA/λyω2代入公式(10)可得: λyω={1/2[λy2+λω2+?(λy2+λω2)2-4λy2λω2(1-e02/i02)]}1/2 (11) 上式即为规范公式(7.2.3-2)，其中 λy—构件绕对称轴长细比，λy =/loy/iy; λω—扭转屈曲等效长细比，由式Pω=π2EA/λω2及弹性扭转屈曲承载力公式Pω=1/ i02(π2EIω/Lω2+GIt)可得λω=[ i02A/(GIt /π2E+Iω/ Lω2)]1/2。 图13为单轴对称截面弱硬化合金柱子曲线与我国试验值的比较情况。从试验值与公式计算结果的比较看，总体上考虑弯扭失稳后两者吻合较好。在中等长细比情况下，构件的试验值偏高。 86 7.2.4对于状态除O、F和T4以外的端部焊接的构体制构件，其计算长度取值时应按端部铰接考虑。 条文说明7.2.4对于端部为焊接连接的构件，即使其端部连接为刚接，但由于焊接热影响效应的存在使其刚度大大降低，故在计算受压构件长细比时，其计算长度取值应偏保守的按铰接考虑。由于状态O、F和T4的铝合金材料焊接后强度不下降，因此不用考虑焊接热影响效应对构件计算长度产生的影响。 8 拉弯构件和压弯构件的计算 8.1强度 8.1.1弯矩作用在截面主平面/ γxWenx ?My / γyWeny?f (8.1.1) 式中 N——轴心拉力或轴心压力; Mx 、 My——同一截面处绕截面主轴x轴和y轴的弯矩(对工字形截面，x轴为强轴，y轴为 弱轴); Aen——有效净截面面积，应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区以及截面孔洞的影响; Wenx、Weny——对x轴和y轴的有效净截面模量，应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区以及 截面孔洞的影响; γx、、γy——截面塑性发展系数，应按表6.1.1采用; f——铝合金材料的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。 条文说明8.1.1在轴力和弯矩的共同作用下，如按边缘纤维屈服准则，N-M相关曲线应为直线。考虑截面Mx /γxWLex (1-εl N/N’Ex)?f (8.2.1-1) 式中 N——所计算构件段范围=π2EA(1.2λ2x); x——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定计算系数，按第7.2.1条确定; Mx —— 所计算构件段范围内的最大弯矩; 87 WLex——在弯矩作用平面=0.65+0.35(M2/M1) ，M1和M2为端弯矩，使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号;使构件产生反向曲率(有反弯点)时取异号, ?M1???M2?; b 有端弯矩和横向荷载同时作用时:使构件产生同向曲率时， βmx =1.0;使构件产生反向曲率时， βmx =0.85; c 无端弯矩但有横向荷载作用时:βmx =1.0。 2)悬臂构件和分析=1.0。 3(对于单轴对称截面(T形和槽形截面)压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面N/N’Ex) ?f (8.2.1-2) 式中W2ex ——对无翼缘端的有效截面模量，应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区的影响; ε2——弱硬化合金取1.15,强硬化合金取1.25; Ae——有效截面面积，应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区的影响; 4.对于双轴对称工字形(含H形)和箱形(闭口)截面的压弯构件，其弯矩作用平面外的稳定性应按下式计算: N/ ,yA+εMx/,bWlex?f (8.2.1-3) 式中 ,y —弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定计算系数，应按第7.2.1条确定; ,b —受弯构件整体稳定系数，应按附录C计算;对闭口截面为1.0; Mx—所计算构件段范围 (12) 式中 N/Ex——参数，N/Ex = NEx /1.2;相当于欧拉临界力NEx除以抗力分项系数γR= 1.2。 对于满足截面宽厚比限值的压弯构件可以考虑截面部分塑性发展，此时压弯构件采用下式较为合理: N/,xA+[βmxMx/W1x(1-ε1 N/N/Ex)]?f (13) 式中 ε1——修正系数。 对于单轴对称截面(即T形和槽形截面)压弯构件，当弯矩作用在称轴平面 (14) 式中: ε2——压弯构件受拉侧的修正系数。 88 修正系数ε1和ε2值与构件长细比、合金种类、截面形式、受弯方向和荷载偏心率等参数有关。针对上述各种参数进行大量数值计算，并将承载力极限值的理论计算结果代入式(13)和式(14)，可以得到一系列ε1和ε2值。分析表明，ε1和ε2值与铝合金的材料类型关系较大，根据弱硬化合金和强硬化合金对ε1和ε2分别取值较为合适。 与轴压构件相同，压弯构件当截面中受压板件的宽厚比大于表5.2.1-1或表5.2.1-2规定时,还应考虑 局部屈曲的影响。本规范还考虑了截面非对称性和焊接缺陷的影响。在引入轴压构件稳定计算系数,x后，相关式(13)和式(14)成为: N/,xA+[βmxMx/γxW1x(1-ε1 N/N/Ex)]?f (15) N/Ae+[βmxMx/W1x(1-ε2 N/N/Ex)]?f (16) 式(15)和式(16)即为规范式(8.2.1-1)和式(8.2.1-2). 同济大学针对铝合金压弯构件弯矩平面内的稳定做了相关试验，包括6根绕弱轴受弯的偏压试件和6根绕强轴受弯的偏压试件，均为双轴对称H形截面弱硬化合金。 图14为上述试验所得稳定承载力与数值计算结果的比较情况，可见两者吻合得较好。图15为规范式(8.2.1-1)与数值计算结果和欧洲规范相应公式的比较情况，可见本规范公式是偏于安全的。 89 2.弯矩作用平面外的稳定。双轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在最大刚度平面时，应校核其弯矩作用平面外的稳定性。规范采用的由弹性稳定理论导出的线性相关公式是偏于安全的。与轴心受压构件和受弯构件整体稳定计算相衔接，并与理论分析结果和同济大学做的试验结果作了对比分析后确定的。 同济大学针对铝合金压弯构件弯矩平面外的稳定做了相关试验，为6根绕强轴受弯的双轴对称H形截面弱硬化合金偏压试件，图16为该试验所得稳定承载力与数值计算结果和欧洲规范相应公式的比较情况，可见本规范相应公式是偏于安全的。 鉴于对单轴对称截面压弯构件弯矩作用平面外稳定性的研究还不充分，暂定规范式(8.2.1-3)仅适用于双轴对称实腹式工字形(含H形)和箱形(闭口)截面的压弯构件。 90 8.2.2弯矩作用在两个主平面 (8.2.2-1) N/ ,y A+εMx/,bxWex +βmyMy/γyWey(1-ε1N/N/ Ey)?f (8.2.2-2) 式中 x， y —对强轴X-X和弱轴Y-Y的轴心受压构件稳定性计算系数; ,bx，,by—受弯构件整体稳定系数,应按附录C计算, 对闭口截面均取1.0; Mx，My—所计算构件段范围N/ Ey=π2EA/(1.2λ2y), Wex，Wey—对强轴和弱轴的有效截面模量,应同时考虑局部屈曲、焊接热影响区的影响; βmx，βmy—等效弯矩系数，应按第8.2.1条弯矩作用平面双向弯曲的压弯构件，其稳定承载力极限的计算较为复杂，一般仅考虑双轴对称截面的情况。规范采用 的半经验性质的线性相关公式形式简单，可使双向弯曲压弯构件计算与轴心受压构件、单向弯曲压弯构件以及双向弯曲受弯构件的稳定计算都能互相衔接，并经研究表明是偏于安全的。 9 连接计算 9.1 紧固件(螺栓、铆钉等)连接 9.1.1 普通螺栓和铆钉连接应按下列规定计算: 1(在普通螺栓或铆钉受剪的连接中，每个普通螺栓或铆钉的承载力设计值应取受剪和承压承载力设计 值中的较小者。 受剪承载力设计值: 普通螺栓(受剪面在栓杆部位) N vb=n v(πd2/4)fvb (9.1.1-1) 普通螺栓(受剪面在螺纹部位) N vb=n v(πd2e/4)fvb (9.1.1-2) 铆钉 N vr=n v(πd20/4)fvr (9.1.1-3) 承压承载力设计值: 普通螺栓 N cb=dΣt• fcb (9.1.1-4) 铆钉 N cr=d0Σt• fcr (9.1.1-5) 式中: n v——受剪面数目; d——螺栓杆直径; de——螺栓在螺纹处的有效直径; d0——铆钉孔直径 Σt——在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值; fvb ，fcb——螺栓的抗剪和承压强度设计值; fvr ， fcr——铆钉的抗剪和承压强度设计值。 2(铝合金铆钉不应用于杆轴方向受拉的连接中。 3(当普通螺栓承受沿杆轴方向的拉力时，螺栓同时应能承受由于撬力引起的附加拉力。 4(在普通螺栓杆轴方向受拉的连接中，每个普通螺栓包括撬力引起附加力的承载力设计值，应取螺栓抗拉承载力设计值和螺栓头及螺母下构件抗冲切承载力设计值中的较小者。 螺栓抗拉承载力设计值: N tb=(πd2e/4)ftb (9.1.1-6) 螺栓头及螺母下构件抗冲切承载力设计值: N tpb=0.8πdmtpfv (9.1.1-7) 式中: de——螺栓在螺纹处的有效直径; dm——为下列两者中较小值:(a)螺栓头和螺母外接园直径与——连接构件的抗剪强度设计值。 5(同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓，应符合下列公式的要求: [(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]1/2?1 91 Nv?Ncb Nt?NTpb 式中: Nv，Nt —某个普通螺栓所承受的剪力和拉力; Nvb ，Ntb，Ncb— 一个普通螺栓的抗剪、抗拉和压强度设计值。 条文说明9.1.1本条规定了铝合金结构普通螺栓和铆钉连接的计算方法。 1.关于普通螺栓或铆钉受剪连接的计算，欧规和英规的计算公式均可转化为同钢规相同的形式， 即分别计算紧固件的受剪承载力和连接构件的承载力，并取其较小值作为受剪连接的承载力设计值。钢规中规定的单个螺栓抗剪强度设计值是由实验数据统计得出的，未区分受剪面是在栓杆部位还是在螺纹部位。而本规范条文中单个螺栓抗剪强度设计值是参照国外铝合金结构规范并比较强度设计值与材料机械性能的相关关系式得出的，因此在计算公式中必须区分不同受剪部位剪切面积不同的影响。欧规中，连接构件承压承载力计算公式中考虑了紧固件端距与孔洞直径比值、中距与孔洞直径比值、紧固件抗拉强度与连接构件抗拉强度比值等参数的影响，计算公式比较复杂。如将欧规中规定的最小端距2d0、常用中距2 .5d0代入，则计算得到的连接构件承压强度设计值为连接材料抗拉强度的1.16倍，基本相当并略高于钢规的规定。钢规的构件承压强度设计值是根据受拉构件且端距为2d0得到的试验统计值，因此可从简仍采用钢规的公式形式，不再考虑以上参数的影响，并规定2d0为允许端距的最小值。英规关于承压承载力的计算不仅要验算连接构件的承压强度，还要求验算紧固件的承压强度，按照该公式对本次规范中所规定的几种紧固件材料进行验算，由于紧固件的抗拉强度一般均大于铝合金连接构件的抗拉强度，因此不会发生紧固件先于构件被挤压坏的现象，故此，本规范计算公式中也不考虑验算紧固件承压强度。综上所述，受剪连接的计算公式，采用钢规的形式，可保证满足欧规、英规相应的安全性要求。 2.见条文说明第4.3.5条第3款，此处单独列出以强调其重要性。 3.关于普通螺栓杆轴方向受拉连接的计算，欧规明确要求在设计中应考虑因撬力作用引起的附加力的影响，即应采用适当的方法分析计算撬力的大小。在钢规中，不要求计算撬力，而仅将螺栓的抗拉强度设计值降低20%，这相当于考虑了25%的撬力，这样虽然简化了设计计算，但在某些情况下撬力与节点承受的轴向拉力的比值很可能会超过25%，在设计中不考虑撬力作用是不安全的，因此作出本条规定。同时考虑到缺乏充分的理论和实验研究，为保证结构的安全，螺栓抗拉强度设计值仍按降低20%取值。 撬力作用是否显著，主要与连接板抗弯刚度和螺栓杆轴向抗拉刚度的比值有关，该比值越小，则撬力 引起的不利影响越大。此外，撬力大小与还与受拉型连接节点的形式、螺栓数目和位置等因素有关。对于如图17所示的双T形轴心受拉连接，给出其极限承载力的计算公式，以供参考。 图17中所示的由4个螺栓连接的双T形节点，在轴心拉力P的作用下，随T形构件翼缘板抗弯刚度和螺栓杆轴抗拉刚度比值的不同，可能会发生3种不同的破坏模式，见图18。图18中黑色园点代表翼缘出现塑性铰的位置，下面所示为翼缘板的弯矩图。 破坏模式1:T形构件螺栓孔洞处及T形构件腹板与翼缘交接处产生塑性铰破坏。极限承载力为:P1=4Mp/α1 。其中，Mp=0.25Bt2f为T形构件翼缘板的塑性抵抗弯矩，f为翼缘材料的抗弯强度设计值，其余符号参见图17。 破坏模式2:T形构件腹板与翼缘交接处产生塑性铰，同时螺栓被拉断。极限承载力为: P2=(2Mp+ΣNtb•C)/(C+α1)。其中C?1.25α1 , Ntb为全部螺栓的受拉承载力。 破坏模式3:螺栓被拉断，极限承载力为:P3=ΣNtb 。 连接节点的承载力应取P1 、P2和P3的最小值。当T形构件的翼缘板较薄时，节点容易发生模式1的破坏，撬力Q是非常显著的。上述公式来源于《欧洲钢结构规范》EC3，并经在同济大学完成的铝合金双T形受拉节点试验研究，证明同样适用于铝合金结构的计算。对于其它类型的受拉型螺栓连接，在设计中应结合实际情况采用适当的方法分析计算撬力的大小。 92 图18 双T形受拉连接的破怀模式 资料: 铝合金结构设计规范编制组《铝合金研究报告集》“铝合金连接节点” 第四章 铝合金双T形轴心受拉螺栓连接试验报告 试验目的:对于双T形轴心受拉螺栓群，在设计计算中应当考虑因存在的撬力对节点承载能力产生的不利影响。对于铝合金材料，其较大的弹性模量是否会比钢结构产生更大的撬力，需要通过试验加以验证。此外，本章还将通过试验来验证欧钢规的计算公式是否可用于铝合金的双T形轴心受拉节点。 试验材料:试验所采用的铝合金T形构件材料为6061-T6合金，螺栓采用符合国家标准《六角头螺栓C级》GB/T5781的 4.8级镀锌钢螺栓。 试验步骤:首先完成了铝合金T形构件的单向拉伸材性试验，以得到T形构件材料的名义屈服强度并完成了单个螺栓轴心抗拉试验，以得到单个螺栓的抗拉强度。最后，采用两种规格的T形构件，并考虑不同的栓孔位置，加工制作出双T形轴心受拉螺栓群度件并完成试验。 4(4试验研究结论 通过对本章试验研究结果的分析，可以总结得出以下主要结论: 93 1( 双T形轴心受拉螺栓群设计时，应充分考虑到撬力对节点承载性能的不利影响。当T形构件采用 6061-T6合金、螺栓采用4.8级镀锌钢螺栓时，根据 2( 撬力对双T形节点承载性能的影响程度，与T形构件翼缘板抗弯刚度同螺栓抗拉刚度的比值有关该 比值越大，撬力的影响越小。在我国铝合金结构设计规范中，螺栓抗拉强度设计值的制定保留了我国钢结构设计规范中将螺栓抗拉强度设计值降低20%的思路，为撬力的存在留有一些余地，在这一背景下根据 3( 欧洲钢结构规范在附录J给出了双T形轴心受拉螺栓群连接的承载力计算 公式。通过 按照欧钢规公式计算得出的试件极限承载力，同试验结果相当吻合。其中，所有DTA试件的欧钢规计算值同试验结果的平均比值为96%;所有DTB试件的欧钢规计算值同试验结果的平均比值为84%。 4( 根据试验研究结果，对铝合金结构双T形轴心受拉螺栓群连接的承载力计算，可采用欧钢规的公式， 计算结果足够精确，同时又可保证安全性的要求。在本次铝合金结构设计规范中，对双T形节点的承载力计算和撬力分析，推荐采用欧钢规的计算方法。 注:目前工程设计计算，还是按现行规范执行，即不计算撬力，将螺栓的抗拉强度设计值降低20%， 这等于考虑了相当于强度设计值的25%的撬力，215×0.8=172。 4.关于普通螺栓沿杆轴方向受拉连接的计算，欧规中除规定应验算螺栓的抗拉承载力外，还提出应验算螺栓头及螺母下构件的抗冲切承载力，并将二者中的较小值作为受拉螺栓连接的承载力设计值。英规中不考虑构件抗冲切承载力的验算，美规也无此项要求。对铝合金结构而言，当所采用螺栓材料的抗拉强度超出铝合金连接构件的名义屈服强度较多时，如螺栓中的拉应力较大，螺栓头或螺母对连接构件的压紧应力有可能引起构件表面损伤进而使构件发生冲切破坏。因此，考虑构件抗冲切的验算是必要的。参考欧规公式， 94 螺栓头及螺母下构件抗冲切承载力为BP RD=0.6πdmtPf0.2/γM2 , 其中γM2=1.25为抗力分项系数。由于构件抗冲切实质上是验算构件的抗剪强度，故经变换后提出式(9.1.1-7)，式中0.8来源于0.6?3/γM2=0.831的取整值。 5(关于同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓计算，英规为园形相关公式，同钢规一致;欧规为直线相关公式Nv/Nvb+N t/1.4N tb?1。本规范依据英规的设计形式，这样也可同钢规保持一致，同时应验算满足连接构件的承压承载力设计值和螺栓头及螺母下构件抗冲切承载力设计值。 《铝合金结构设计规范》第11章对铝合金面板作了专章规定。 第四节 杆件 (立柱、横梁) 《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2013规定(为便于与原规范查对，本节条文号、表号、式号、图号均按原规范采用): 5.1 一般规定 5.1.1幕墙结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。幕墙的结构设计使用年限不应少于25年;大跨度钢结构支承体系和预埋件的设计使用年限 宜按主体结构的设计使用年限确定。 条文说明5.1.1 幕墙是由面板和支承结构组成的完整结构体系，主要承受其自重以及直接作用于其上的风荷载、地震作用、温度作用等。因此，幕墙应进行结构设计，并应符合承载能力极限状态和正常使用极限状态的所有设计规定。同时，幕墙也是建筑物的外围护结构，其本身不分担主体结构承受的荷载和(或)地震作用。 作为建筑物的外围护结构，绝大多数幕墙均附着于主体结构，必须具备适应主体结构变形的能力。幕墙适应变形的能力，除自身的刚度、承载力和稳定性要求外，可以通过多种可靠的构造措施来保证，比如足够的胶缝宽度、构件之间的活动连接等。 2008年5月12日汶川地震中，幕墙震害很少，表明幕墙具有很大的位移适应能力，可以达到在设防烈度下无损害或轻微损害，经修理后继续使用的要求。 根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的有关规定，幕墙面板系统(面板、与面板相关的附件、胶缝等)一般是属于易于替换的结构构件，其设计使用年限不应少于25年;幕墙的支承结构体系(横梁、立柱等主要龙骨系统以及与主体结构的连接锚固系统等)不应看作是易于更换的结构构件，从结构安全和节约资源的角度出发，其设计使用年限应与主体结构相同。 5.1.2非抗震设计的幕墙，应计算重力荷载和风荷载效应;抗震设计的幕墙，应计算重力荷载、风荷载和地震作用效应。 当温度作用不可忽略时，幕墙结构设计应考虑温度效应影响。 5.1.3幕墙结构在施工阶段和正常使用阶段的作用可按弹性方法分别计算，并应按本规范第5.4节的规定进行作用的组合。幕墙结构应按最不利作用组合进行设计。 条文说明5.1.2, 5.1.3 我国是多地震国家，幕墙设计应区分是否考虑抗震。对非抗震设计的幕墙，需要考虑风荷载、重力荷载以及温度作用;对抗震设计的幕墙，尚应考虑地震作用。 目前，结构抗震设计的标准是小震下保持弹性，基本不产生损坏。在这种情况下，幕墙构件也应基本处于弹性工作状态。因此，本规范中有关构件的内力和变形计算均可采用弹性方法进行，可采用有关专业结构分析软件或手工计算。 95 地震是动力作用，对连接节点会产生较大的影响，使连接发生震害甚至使建筑幕墙脱落、倒坍。所以，除计算地震作用外，还必须加强构造措施。 在幕墙工程中，温度变化引起的面板、胶缝、支承结构的作用效应是存在的，问题是如何计算或考虑其作用效应。幕墙设计中，温度作用的影响一般可通过建筑或结构构造措施解决，而不一一进行计算，实践证明是简单、可行的办法。对于温度变化剧烈的幕墙工程，有关构件在设计计算和构造处理上应采取必要的措施，避免因温度作用而引起幕墙破坏。 幕墙构件的作用效应，应按本规范的规定进行组合，并按最不利的组合效应进行设计。 5.1.4幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度: 1 无地震作用组合时，承载力应符合下式要求: (5.1.4-1) 2 有地震作用组合时，承载力应符合下式要求: (5.1.4-2) 式中: S ——荷载按基本组合的效应设计值; SE ——地震作用和其他荷载按基本组合的效应设计值; R ——构件抗力设计值; ——结构构件重要性系数，应取不小于1.0; ——结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0。 3 挠度应符合下式要求: -3) 式中:df ——作用标准值引起的幕墙构件挠度值; df,lim ——构件挠度限值。 4 双向受弯杆件，两个方向的挠度应分别符合本条第3款的规定。 条文说明5.1.4 幕墙结构构件类型较多，非抗震设计时，承受重力荷载、风荷载和温度作用;抗震设计时，还要考虑地震作用。各种构件产生的内力(应力)和变形不同，情况比较复杂，但均应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。 幕墙结构的可靠度与荷载的取值和材料强度设计值的取值有关。因此，幕墙结构的作用、作用效应、承载力(抗力)应采用统一的标准体系进行计算，以免产生设计安全度过低或过高的情况。 承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合;正常使用极限状态设计时，可考虑作用效应的标准组合或频遇组合。当采用标准组合时作用的分项系数均取1.0。本条给出的承载力设计表达式具有通用意义，作用效应设计值S或SE可以是内力或应力，抗力设计值R可以是构件的承载力设计值或材料强度设计值。 结构或结构构件的重要性系数，是《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定的，主要考虑因素是结构或结构构件破坏后果的严重程度，应按结构构件的安全等级、设计使用年限和不同结构的工程经验确定。幕墙属于建筑的外围护结构，其重要程度和破坏后果的严重程度通常低于主体结构。除预埋件 96 之外，其余幕墙构件的安全等级一般不高于二级。但是，幕墙大多用于大型公共建筑，正常使用中不允许发生破坏，而且对于石材面板而言，其破坏后坠落的后果还是比较严重的。因此，规定幕墙结构的重要性系数取不小于1.0是比较妥当的。对于次要的幕墙结构(如临时性幕墙结构)其重要性系数可取小于1.0，但不应小于0.9。 抗震设计的幕墙结构，其地震作用效应相对风荷载效应是比较小的，即便对于重量较大的石材幕墙通常也不会超过30%。如果采用小于1.0的系数对抗力予以放大，对幕墙结构设计是偏于不安全的。因此，本规范规定幕墙构件承载力抗震调整系数取1.0是比较妥当的。 幕墙面板及金属构件(如横梁、立柱)习惯上不采用当面板偏离横梁截面形心时，面板的重力偏心作用会使横梁产生扭转变形。当采用自重较大的面板(如石 材)和(或)偏心距较大时，需要考虑其不利影响，必要时应进行横梁的抗扭承载力验算。具体的计算和设计方法，可参照材料力学及有关规范的规定。 5.1.6结构构件的受拉承载力应按净截面计算;受压承载力应按有效净截面计算;稳定性应按有效截面计算。构件的变形和稳定系数可按毛截面计算。 条文说明5.1.6 本条参考了有关钢结构设计规范的规定。 5.1.7采用螺栓连接、挂接或插接的幕墙构件，应采取可靠的防松动、防滑移、防脱离措施。 条文说明5.1.7 幕墙构件之间的连接应能可靠地传递风荷载、地震和自身重力荷载作用。采用螺栓连接、挂件连接、背拴连接、背槽连接、背卡连接时，除承载力和变形验算外，尚应采取必要的措施，预防在连接部位松动、滑脱等。 5.1.8石材幕墙面板不应采用硅酮结构密封胶粘接的结构装配方式。 5.1.9除本规范另有规定外，幕墙的金属支承结构及金属面板设计尚应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017、《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB 50018和《铝合金结构设计规范》GB 50429的有关规定。 资料: 1.《钢结构设计规范》GB50017-2003 1.0.2 本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计，其中，由冷弯成型钢材制作的构件及其连接应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定。条文说明1.0.2条:“本条明确指出本规范仅适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计，不包括冷弯薄壁型钢结构。” 2. 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 1.0.2 本规范适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构的设计与施工。条文说明1.0.2条:“本条明确指出本规范仅适用于工业与民用房屋和一般构筑物的冷弯薄壁型钢结构设计与施工，而热轧型钢的钢结构设计，应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。” 97 7.1 横 梁 7.1.1横梁截面有效受力部位的厚度，应符合下列要求: 1 截面的宽厚比应符合国家现行标准《钢结构设计规范》GB 50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018和《铝合金结构设计规范》GB 50429的有关规定。 2 铝合金横梁型材截面有效受力部位的厚度不应小于2.0mm。铝合金型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受拉、压连接时，应进行螺纹受力计算，螺纹的旋合长度应符合现行国家标准《普通螺纹公差》GB 197的有关规定; 3 热轧钢型材截面有效受力部位的厚度不应小于2.5mm。冷成型薄壁型钢截面有效受力部位的厚度不应小于2.0mm。在采用螺纹进行受拉、受压连接时，应进行螺纹受力计算。 条文说明7.1.1 受弯薄壁金属梁的截面存在局部稳定问题，为防止产生压应力区的局部屈曲，通常可用下列方法之一加以控制: 1) 规定最小壁厚tmin和规定最大宽厚比; 2) 对抗压强度设计值或允许应力予以降低。 本规范中，幕墙横梁与立柱设计，采用前一种控制方法。 1 最小壁厚 我国现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018规定薄壁型钢受力构件壁厚不宜小于2mm。我国现行国家标准《铝合金建筑型材》GB5237规定用于幕墙的铝型材最小壁厚为3mm，该数据主要来自行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96的规定，在JGJ102-2003中，这一规定已作修改。 通常横梁跨度较小，相应的应力也较低，因此本条规定小跨度(跨度不大于1.2m)的铝型材横梁截面最小厚度为2.0mm，其余情况下截面受力部分厚度不小于2.5mm。 采用钢螺钉与铝型材受拉、压连接时，为了使直接受拉、压螺纹有足够丝扣数量，保证连接的可靠性，防止自攻螺钉拉脱，在采用螺纹直接受拉、压连接的局部，铝型材厚度不应小于螺钉的公称直径。 钢材防腐蚀能力较低，采用热轧钢型材时，横梁型钢的壁厚不应小于2.5mm，并且本规范明确必要时可以预留腐蚀厚度。钢型材采用螺纹直接受拉连接时，由于钢型材不可能局部加大壁厚，因此宜校核螺纹的承载力。 冷成型薄壁型钢梁的截面最小厚度，按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定采用。通常，冷成型薄壁型钢表面采用热浸镀锌后再附加氟碳或聚酯涂层，有较强的防腐蚀能力。 2 最大宽厚比 型材杆件相邻两纵边之间的平板部分称为板件。一纵边与其他板件相连接，另一纵边为自由的板件，称为截面的自由挑出部位;两纵边均与其他板件相连接的板件，称为截面的双侧加劲部位。板件的宽厚比不应超过一定限值，以保证载面受压时保持局部稳定性。截面中不符合宽厚比限值的部分，在计算承载力和稳定时不予考虑，或者按照现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB 500XX的规定这算其界面的有效厚度。 弹性薄板的在均匀受压下的稳定临界应力可由下式计算: 98 式中:E—弹性模量; t—截面厚度; v—泊松比; (7.1) b0—截面宽度; —弹性屈曲系数，自由挑出部位(边界条件视边三边简支、一边自由)取0.425，双侧加劲部位(边界条件视为四边简支)取4.0。 由(7.1)式可得到型材截面的宽度比要求，即: 式中:f—型材强度设计值。 本条表7.1.1的铝型材和热轧钢型材的宽厚比限值即由公式(7.2)计算得出。冷成型薄璧型钢按规定允许截面局部屈曲后继续工作，因此其宽厚比限值比普通热轧型钢要宽松。 7.1.2横梁可采用铝合金型材或钢型材，铝合金型材的表面处理应符合本规范第3.2.2条的要求。碳素钢结构钢、低合金高强度结构钢、冷成型薄壁型钢应采取有效的防腐措施。焊缝应采取防护措施，可涂防锈涂料。冷成型薄壁型钢可采用 氟碳涂层、聚酯涂层或粉末涂层。处于严重腐蚀条件下的钢型材宜采用高耐候钢并预留腐蚀厚度。 7.1.3应根据板材在横梁上的支承状况决定横梁的荷载，并计算横梁承受的弯矩和剪力。大跨度开口截面横梁宜考虑约束扭转产生的双力矩。单元式幕墙采用组合横梁时，横梁上、下两部分可按各自承担的荷载和作用分别进行计算。 7.1.4横梁截面受弯承载力和受剪承载力应符合国家现行标准《钢结构设计规范》GB 50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018和《铝合金结构设计规范》GB 50429的有关规定。 7.1.5石材面板相对于横梁截面的弯曲中心线偏置较大时，应考虑横梁的抗扭承载力设计和构造设计。 条文说明7.1.5 横梁的抗扭计算可按材料力学方法进行。当为开口薄壁截面时，应考虑界面的约束扭转作用。 7.1.6在风荷载或重力荷载标准值作用下，横梁的挠度限值df,lim宜按下列规定采用: (7.1.6) b0? (7.2) t 式中:l——横梁的跨度(mm)，悬臂构件可取挑出长度的2倍。 条文说明7.1.6 挠度控制是正常使用状态下的功能要求。因所采用的风荷载是50年一遇的最大值，发生的机会较少，所以不宜控制过严，避免由于挠度控制要求而使材料用量增加太多。 根据国内外标准的规定和工程实践，定跨度的1/200为挠度控制的指标。原规定的钢横梁跨度超过7.5m时，挠度限值取1/500，实际上这个数值过严，也无此必要，因此本次修订予以取消。 7.1.7横梁连续多跨设置时，每段横梁长度不宜大于9m;相邻两段连梁之间应留空隙，空隙宽度不宜小于 99 10mm。 条文说明7.1.7 本条规定是考虑横梁因主体结构位移或温度变化而发生变形时，有伸缩的余地。 7.1.8单元式幕墙采用组合截面横梁时，横梁上、下两部分可按各自承担的各种作用分别进行计算和设计。 7.1.9横梁可通过连接件、螺栓或螺钉与立柱连接;钢横梁与立柱可采用焊缝连接。连接件和焊缝应能承受横梁传递的剪力和扭矩，其厚度不宜小于3mm;连接件与立柱之间的连接螺栓或螺钉应满足抗拉、抗剪、抗弯、抗扭承载力要求。 条文说明7.1.9 原标准JGJ133-2001编制于上世纪90年代，当时行业立柱 7.2.1立柱截面有效受力部位的厚度，应符合下列要求: 1 铝型材截面开口部位的厚度不应小于3.0mm，闭口部位的厚度不应小于 2.5mm; 2 铝型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受拉、压连接时，应进行螺纹受力计算，其螺纹连接处的型材局部加厚部位的壁厚不应小于4mm，宽度不应小于13mm; 3 热轧钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3.0mm，冷成型薄壁型钢截面主要受力部位的厚度不应小于2.5mm，采用螺纹进行受拉连接时，应进行螺纹受力计算; 4 对偏心受压立柱和偏心受拉立柱的杆件，其有效截面宽厚比应符合本规范第7.1.1条的相应规定。 条文说明7.2.1 立柱截面最小厚度的考虑原则，与横梁基本相同。 铝型材立柱的截面最小厚度与型材截面形式有关。闭口箱形截面，由于有较好的抵抗局部失稳性能，可以采用较小的壁厚，因此允许采用最小壁厚为2.5mm的型材。 热轧钢型材最小壁厚取为3.0mm。 冷成型薄壁型钢柱的最小壁厚，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002的规定，取为2.0mm。 工程中偏心受压的立柱很少，但即使是偏心受拉的立柱，也可能有受压板件，因此立柱截面受压板件的宽厚比也应符合本规范表7.1.1的规定。 7.2.2立柱可采用铝合金型材或钢型材。必要时也可采用铝合金型材和钢型材组合柱。铝合金型材的表面处理应符合本规范第3.2.2条的要求。碳素结构钢、低合金高强度结构钢、冷成型薄壁型钢应采取有效的防腐措施，并应符合本规范第3.3.2条的规定。冷成型薄壁型钢可采用氟碳涂层、聚酯涂层或粉末涂层。处于严重腐蚀环境的钢型材宜采用高耐候钢并预留腐蚀厚度。 7.2.3立柱布置和设计应符合下列规定: 1 立柱上、下端均宜与主体结构铰接，宜采用上端悬挂方式;螺栓连接时，其上端支承点宜采用圆 100 h/t=160/1.0=160,875/(f0.2)=63.5 ,c r=280000/(160/1.2)2=15.75N/mm2 fv=105 N/mm2 Vv=160×1.0×sin54.570×15.75=2053 N Vb / Vv=347/2053=0.17,1 (M/ Mu)2+(Vb / Vv)2=0.022+0.172=0.03,1 指向屋面时作用小于背向屋面，工形支托、檩条不再验算。 101