4.1 一般规定
4.1.1 交错桁架钢框架结构中的横向框架在竖向平面内每隔一层设置桁架,相邻横向框架的桁架在上下层间交错布置,横向桁架宜落地(图4.1.1)。横向桁架不落地时,应在二层的框架平面内设置横梁和吊杆支承楼面,且应在底层设置角撑;顶层无桁架时,应在框架平面内设置屋面梁和立柱支承屋面结构[图4.1.1(e)]。纵向框架抗侧刚度不足时,可沿纵向设置支撑[图4.1.1(f)]或其他抗侧力构件,并应避免结构产生扭转不规则。
4.1.3 风荷载或多遇地震标准值作用下,交错桁架钢框架结构的楼层最大弹性水平层间位移与层高之比不宜大于1/250。
7 度Ⅲ类和Ⅳ类场地、8度乙类建筑宜进行交错桁架钢框架结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。对侧向则度不规则的交错桁架钢框架结构,宜进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。罕遇地震作用下,交错桁架钢框架结构的楼层最大水平层间位移与层高之比不应超过1/50。
4.1.4 交错桁架钢框架结构的最大高度与最大高宽比应符合表4.1.4的规定,其桁架的跨度不宜超过21m。
4.1.5 受弯构件的挠度与其跨度的比值,不宜大于表4.1.5规定的限值。
2 对悬臂梁,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度。
4.1.1 交错桁架钢框架结构的基本组成是:框架柱、横向平面桁架、纵向抗侧力结构(包括框架或支撑等)、楼盖和底层角撑等。横向桁架的高度与层高相同,跨度与房屋的结构跨度相同,桁架两端支承于框架柱。这种结构横向刚度较大,纵向刚度较弱。因此,应在纵向形成框架或框架-支撑体系(或其他抗侧力体系),使结构在横向和纵向两个主轴方向的动力特性相近。结构的扭转不规则是指,在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
4.1.2 交错桁架钢框架结构用于高层建筑中时,正常使用状态下,需保证结构具有相应的侧向刚度,限制正常使用条件下结构的层间位移,保证主体结构基本处于弹性状态,并保证隔墙或幕墙等非结构构件不发生开裂或破坏等。
4.1.3 侧向刚度不规则结构应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。对于交错桁架钢框架结构,侧向刚度不规则主要是指:某层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;或楼层抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。
4.1.4 交错桁架钢框架结构的最大高度限值,参考了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中对框架结构的规定,考虑到这种新型结构在我国应用还缺乏设计与施工经验,抗震设防烈度在8度及以下时,最大高度均按框架结构适当降低;超过8度(0.30g)时,暂不建议采用。交错桁架钢框架结构高宽比按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对钢结构民用房屋最大高宽比的规定执行。依据国外现有工程实践,桁架的跨度过大时经济效果较低,故建议一般不超过21m。
4.1.5 楼层梁和桁架挠度限值,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定执行;当仅为改善外观条件时,构件挠度应减去起拱度。交错桁架钢框架结构中,结构的全部水平剪力都需完全通过楼板逐层向下传递;因此交错桁架钢框架结构中钢筋混凝土楼板比一般结构体系中的楼板承担更大的剪力作用,刚度要求更高,其挠度限值小于现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。
图4.1.1 交错桁架钢框架结构
4.1.2 正常使用状态下,交错桁架钢框架结构应具有足够的侧向刚度,避免产生过大的侧向位移而影响结构的承载力、稳定和使用要求。4.1.3 风荷载或多遇地震标准值作用下,交错桁架钢框架结构的楼层最大弹性水平层间位移与层高之比不宜大于1/250。
7 度Ⅲ类和Ⅳ类场地、8度乙类建筑宜进行交错桁架钢框架结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。对侧向则度不规则的交错桁架钢框架结构,宜进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。罕遇地震作用下,交错桁架钢框架结构的楼层最大水平层间位移与层高之比不应超过1/50。
4.1.4 交错桁架钢框架结构的最大高度与最大高宽比应符合表4.1.4的规定,其桁架的跨度不宜超过21m。
表4.1.4 交错桁架钢框架结构适用的最大高度与最大高宽比
表4.1.5 受弯构件的挠度限值
注:1 表中l为构件跨度;2 对悬臂梁,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度。
条文说明
4.1 一般规定4.1.1 交错桁架钢框架结构的基本组成是:框架柱、横向平面桁架、纵向抗侧力结构(包括框架或支撑等)、楼盖和底层角撑等。横向桁架的高度与层高相同,跨度与房屋的结构跨度相同,桁架两端支承于框架柱。这种结构横向刚度较大,纵向刚度较弱。因此,应在纵向形成框架或框架-支撑体系(或其他抗侧力体系),使结构在横向和纵向两个主轴方向的动力特性相近。结构的扭转不规则是指,在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
4.1.2 交错桁架钢框架结构用于高层建筑中时,正常使用状态下,需保证结构具有相应的侧向刚度,限制正常使用条件下结构的层间位移,保证主体结构基本处于弹性状态,并保证隔墙或幕墙等非结构构件不发生开裂或破坏等。
4.1.3 侧向刚度不规则结构应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。对于交错桁架钢框架结构,侧向刚度不规则主要是指:某层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;或楼层抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。
4.1.4 交错桁架钢框架结构的最大高度限值,参考了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中对框架结构的规定,考虑到这种新型结构在我国应用还缺乏设计与施工经验,抗震设防烈度在8度及以下时,最大高度均按框架结构适当降低;超过8度(0.30g)时,暂不建议采用。交错桁架钢框架结构高宽比按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对钢结构民用房屋最大高宽比的规定执行。依据国外现有工程实践,桁架的跨度过大时经济效果较低,故建议一般不超过21m。
4.1.5 楼层梁和桁架挠度限值,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定执行;当仅为改善外观条件时,构件挠度应减去起拱度。交错桁架钢框架结构中,结构的全部水平剪力都需完全通过楼板逐层向下传递;因此交错桁架钢框架结构中钢筋混凝土楼板比一般结构体系中的楼板承担更大的剪力作用,刚度要求更高,其挠度限值小于现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。