4.2 荷载与作用
4.2.1 本规程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按分项系数设计表达式进行计算。
4.2.2 设计交错桁架钢框架结构时，荷载标准值、荷载分项系数、荷载组合、荷载组合值系数均应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定执行；抗震设防的结构还应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
4.2.3 交错桁架钢框架结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
1 按承载能力极限状态设计时，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。荷载和材料强度均采用设计值。结构的承载能力计算应包括连接、构件和结构的强度及稳定性计算。抗震设防的结构尚应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和其他有关规定进行结构构件和连接的抗震承载能力计算。承载能力计算应满足下列要求：
式中：γ0——结构重要性系数，应按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068执行；
S——不考虑地震作用时荷载效应组合的设计值；
SE——考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的设计值；
R——结构构件承载力设计值；
γRE——承载力抗震调整系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011执行。
2 按正常使用极限状态设计时，应采用荷载效应的标准组合，结构或构件的变形不应超过正常使用要求的规定限值。计算结构和构件的变形时，可按构件毛截面计算。计算桁架的弦杆-楼板组合梁时尚应考虑荷载效应的准永久组合。
4.2.4 交错桁架钢框架结构的抗震设计，应符合下列规定：
1 抗震设防烈度为6度时，Ⅰ～Ⅲ类场地上的丙类建筑，可不计算地震作用。
2 按6度设防位于Ⅳ类场地上的丙类建筑、按6度设防的乙类建筑以及按7度～8度设防的建筑，应按本地区的抗震设防烈度计算地震作用。
3 按6度设防的建筑可不进行罕遇地震作用下的结构计算。
4 交错桁架钢框架结构的抗震等级，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对钢结构房屋的规定确定。
4.2.5 交错桁架钢框架结构内力与位移可按弹性方法计算，结构横向可不考虑二阶效应，结构纵向宜考虑二阶效应。
4.2.6 一般情况下，应至少在交错桁架钢框架结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
4.2.7 质量和刚度分布明显不对称的不规则结构，应计算双向水平地震作用并计入扭转的影响；其他情况，可不进行扭转耦联计算，但应沿结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，并按本规程第4.2.13条进行地震作用调整。
4.2.8 计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。矩形平面每层质心沿垂直于地震作用方向的附加偏心距ei可按下式计算：
式中：Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物长度。
4.2.9 地震作用计算时，交错桁架钢框架结构的阻尼比，多遇地震作用下，高度不大于50m时可取0.04；高度大于50m可取0.03；罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。风荷载作用下，交错桁架钢框架结构的阻尼比可取0.02。
4.2.10 交错桁架钢框架结构的水平地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计算。当高度不超过40m、质量和刚度沿高度分布比较均匀时，交错桁架钢框架结构的水平地震作用计算，可采用底部剪力法，其他情况宜采用振型分解反应谱法。底部剪力法和振型分解反应谱法应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
对复杂交错桁架钢框架结构应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算；当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以上的时程曲线时，计算结果可取时程分析法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。
计算罕遇地震下交错桁架钢框架结构的变形，应采用弹塑性时程分析法。
4.2.11 交错桁架钢框架结构按多遇地震进行抗震变形验算时，可不考虑风荷载参与组合，但风荷载起控制作用的建筑应取组合值系数0.2。当进行罕遇地震作用验算时，不应计入风荷载，其竖向荷载宜取重力荷载代表值。
4.2.12 分析交错桁架钢框架结构的横向水平作用时，宜考虑桁架弦杆与楼板的组合效应。横向水平作用下的内力分析时未考虑组合效应，内力组合时可假定横向水平荷载引起的桁架弦杆轴力由混凝土楼板承受，而剪力和弯矩由桁架弦杆承受。
4.2.13 规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀各构件，其地震作用效应应乘以增大系数，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用。角部构件宜同时乘以两个方向各自的增大系数。
4.2.14 桁架端斜杆及与空腹节间相邻斜杆的轴力设计值应乘以增大系数1.4。对于桁架不落地的横向框架，应设底层角撑(或中间斜撑)，其轴力设计值应乘以增大系数1.5。
4.2.15 当底层桁架不落地而设置底层角撑(或中间斜撑)时，相应的底层框架柱的地震内力应乘以增大系数1.8。
4.2.16 多遇地震作用下，交错桁架钢框架结构任一楼层的水平地震剪力应满足下式要求：
式中：VEKi——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；
λ——剪力系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011取值；
Gj——第j层的重力荷载代表值；
n——结构计算总层数。
4.2.17 采用钢管混凝土框架柱时，尚应结合施工工艺，进行空钢管施工阶段的强度、稳定和变形验算。钢管在施工阶段的荷载效应不应大于其承载力设计值的60％。
4.2.1 按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定执行。
4.2.3 按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068、《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
4.2.4 本条是在现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223和《建筑抗震设计规范》GB 50011的基础上，对交错桁架钢框架结构建筑的抗震设计作了进一步的规定。
4.2.5 交错桁架钢框架结构中，结构横向为布置桁架的轴列方向，纵向为结构另一方向。交错桁架钢框架结构的横向抗侧刚度一般较大，P-△效应影响较小。结构纵向为框架或框架-支撑体系(也可采用其他形式的抗侧力体系)。当纵向为纯框架体系时，抗侧刚度一般较低，P-△效应对结构的影响较明显，可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017中的方法考虑P-△效应的影响。
4.2.6 按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定执行。
4.2.7 结构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倍时，为扭转不规则，应计算双向地震作用并按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计入扭转的影响。不进行扭转耦联计算时，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定对边榀构件的地震作用效应进行调整。
4.2.8 参考现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的规定制定。
4.2.9 交错桁架钢框架结构一般为全钢结构，当框架柱采用钢管混凝土柱时，其阻尼比可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《建筑结构荷载规范》GB 50009对钢结构的规定执行。
4.2.10 本条参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行规定。交错桁架钢框架结构布置规则，质量和刚度沿竖向分布基本均匀时，弹性分析可采用底部剪力法。一般情况下，采用底部剪力法得到的地震作用进行设计时偏于安全。
复杂交错桁架钢框架结构是指建筑形体及其构件布置的平面、竖向的不规则性与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的参考指标相比，存在多项不规则或某项不规则超过较多的交错桁架钢框架建筑。
4.2.11 按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
4.2.12 在计算模型中是否考虑平面桁架与混凝土楼板的组合作用，对计算结果有较大影响。压型钢板-混凝土组合楼板、装配整体式叠合楼板或现浇钢筋混凝土楼板、通过抗剪连接件与桁架弦杆相连，混凝土楼板在一定程度上参与桁架弦杆的受力。美国AISC设计指南“Steel Design Guide Series 14：Staggered Truss Framing System”认为在竖向荷载作用下，桁架下弦杆产生轴拉力，鉴于混凝土材料不能有效传递拉力，建议分析竖向荷载作用时忽略组合效应；分析横向水平荷载作用时，要考虑组合效应，楼板参与受力，但在横向水平荷载下的桁架内力分析时并不考虑组合效应，而在最后弦杆内力组合时考虑楼板影响，AISC设计指南采用如下假定：所有横向荷载引起的桁架弦杆轴力由混凝土楼板承受，不参与桁架弦杆的内力组合；横向水平荷载引起的桁架弦杆剪力和弯矩由弦杆承受，参与桁架弦杆的内力组合。
4.2.13 本条参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011；规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向边榀框架的地震作用效应需乘以增大系数。
4.2.14 静力推覆试验及有限元模拟结果表明，交错桁架钢框架结构中桁架端斜杆受力最大，其破坏起始于桁架端斜杆和相邻空腹节间的斜杆受压屈曲或拉断。端斜杆一旦破坏，桁架不能传力给框架柱，结构体系将失效。部分空腹式桁架在横向水平地震作用下，结构的延性耗能主要集中在无斜腹杆的空腹节间。为保证空腹节间形成主要的耗能区域，在强烈地震作用下，相邻斜腹杆及连接应避免过早破坏。当底层桁架不落地时，应设置底层角撑(或中间斜撑)以增强底层的侧向刚度，此时底层易形成薄弱层，斜撑杆件轴力应乘以增大系数。
4.2.15 底层不设落地桁架，只设角撑或斜撑时刚度偏弱，容易形成薄弱层。参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011钢结构转换层下的钢框架，对底层柱的地震内力偏于安全地取增大系数1.8。底层框架柱地震作用效应乘以1.8的调整系数后，再与其他作用效应组合后进行框架柱设计；连接承载力验算时应按调整后的效应组合进行设计。
4.2.16 本条按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011确定。
4.2.17 施工阶段的荷载主要为湿混凝土的重力和实际可能作用的施工荷载。本条参考现行协会标准《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS 159中的规定。
4.2.2 设计交错桁架钢框架结构时，荷载标准值、荷载分项系数、荷载组合、荷载组合值系数均应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定执行；抗震设防的结构还应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
4.2.3 交错桁架钢框架结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
1 按承载能力极限状态设计时，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。荷载和材料强度均采用设计值。结构的承载能力计算应包括连接、构件和结构的强度及稳定性计算。抗震设防的结构尚应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和其他有关规定进行结构构件和连接的抗震承载能力计算。承载能力计算应满足下列要求：
S——不考虑地震作用时荷载效应组合的设计值；
SE——考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的设计值；
R——结构构件承载力设计值；
γRE——承载力抗震调整系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011执行。
2 按正常使用极限状态设计时，应采用荷载效应的标准组合，结构或构件的变形不应超过正常使用要求的规定限值。计算结构和构件的变形时，可按构件毛截面计算。计算桁架的弦杆-楼板组合梁时尚应考虑荷载效应的准永久组合。
4.2.4 交错桁架钢框架结构的抗震设计，应符合下列规定：
1 抗震设防烈度为6度时，Ⅰ～Ⅲ类场地上的丙类建筑，可不计算地震作用。
2 按6度设防位于Ⅳ类场地上的丙类建筑、按6度设防的乙类建筑以及按7度～8度设防的建筑，应按本地区的抗震设防烈度计算地震作用。
3 按6度设防的建筑可不进行罕遇地震作用下的结构计算。
4 交错桁架钢框架结构的抗震等级，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对钢结构房屋的规定确定。
4.2.5 交错桁架钢框架结构内力与位移可按弹性方法计算，结构横向可不考虑二阶效应，结构纵向宜考虑二阶效应。
4.2.6 一般情况下，应至少在交错桁架钢框架结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
4.2.7 质量和刚度分布明显不对称的不规则结构，应计算双向水平地震作用并计入扭转的影响；其他情况，可不进行扭转耦联计算，但应沿结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，并按本规程第4.2.13条进行地震作用调整。
4.2.8 计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。矩形平面每层质心沿垂直于地震作用方向的附加偏心距ei可按下式计算：
4.2.9 地震作用计算时，交错桁架钢框架结构的阻尼比，多遇地震作用下，高度不大于50m时可取0.04；高度大于50m可取0.03；罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。风荷载作用下，交错桁架钢框架结构的阻尼比可取0.02。
4.2.10 交错桁架钢框架结构的水平地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计算。当高度不超过40m、质量和刚度沿高度分布比较均匀时，交错桁架钢框架结构的水平地震作用计算，可采用底部剪力法，其他情况宜采用振型分解反应谱法。底部剪力法和振型分解反应谱法应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
对复杂交错桁架钢框架结构应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算；当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以上的时程曲线时，计算结果可取时程分析法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。
计算罕遇地震下交错桁架钢框架结构的变形，应采用弹塑性时程分析法。
4.2.11 交错桁架钢框架结构按多遇地震进行抗震变形验算时，可不考虑风荷载参与组合，但风荷载起控制作用的建筑应取组合值系数0.2。当进行罕遇地震作用验算时，不应计入风荷载，其竖向荷载宜取重力荷载代表值。
4.2.12 分析交错桁架钢框架结构的横向水平作用时，宜考虑桁架弦杆与楼板的组合效应。横向水平作用下的内力分析时未考虑组合效应，内力组合时可假定横向水平荷载引起的桁架弦杆轴力由混凝土楼板承受，而剪力和弯矩由桁架弦杆承受。
4.2.13 规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀各构件，其地震作用效应应乘以增大系数，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用。角部构件宜同时乘以两个方向各自的增大系数。
4.2.14 桁架端斜杆及与空腹节间相邻斜杆的轴力设计值应乘以增大系数1.4。对于桁架不落地的横向框架，应设底层角撑(或中间斜撑)，其轴力设计值应乘以增大系数1.5。
4.2.15 当底层桁架不落地而设置底层角撑(或中间斜撑)时，相应的底层框架柱的地震内力应乘以增大系数1.8。
4.2.16 多遇地震作用下，交错桁架钢框架结构任一楼层的水平地震剪力应满足下式要求：
λ——剪力系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011取值；
Gj——第j层的重力荷载代表值；
n——结构计算总层数。
4.2.17 采用钢管混凝土框架柱时，尚应结合施工工艺，进行空钢管施工阶段的强度、稳定和变形验算。钢管在施工阶段的荷载效应不应大于其承载力设计值的60％。
条文说明
4.2 荷载与作用4.2.1 按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定执行。
4.2.3 按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068、《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
4.2.4 本条是在现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223和《建筑抗震设计规范》GB 50011的基础上，对交错桁架钢框架结构建筑的抗震设计作了进一步的规定。
4.2.5 交错桁架钢框架结构中，结构横向为布置桁架的轴列方向，纵向为结构另一方向。交错桁架钢框架结构的横向抗侧刚度一般较大，P-△效应影响较小。结构纵向为框架或框架-支撑体系(也可采用其他形式的抗侧力体系)。当纵向为纯框架体系时，抗侧刚度一般较低，P-△效应对结构的影响较明显，可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017中的方法考虑P-△效应的影响。
4.2.6 按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定执行。
4.2.7 结构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倍时，为扭转不规则，应计算双向地震作用并按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计入扭转的影响。不进行扭转耦联计算时，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定对边榀构件的地震作用效应进行调整。
4.2.8 参考现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的规定制定。
4.2.9 交错桁架钢框架结构一般为全钢结构，当框架柱采用钢管混凝土柱时，其阻尼比可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《建筑结构荷载规范》GB 50009对钢结构的规定执行。
4.2.10 本条参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行规定。交错桁架钢框架结构布置规则，质量和刚度沿竖向分布基本均匀时，弹性分析可采用底部剪力法。一般情况下，采用底部剪力法得到的地震作用进行设计时偏于安全。
复杂交错桁架钢框架结构是指建筑形体及其构件布置的平面、竖向的不规则性与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的参考指标相比，存在多项不规则或某项不规则超过较多的交错桁架钢框架建筑。
4.2.11 按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
4.2.12 在计算模型中是否考虑平面桁架与混凝土楼板的组合作用，对计算结果有较大影响。压型钢板-混凝土组合楼板、装配整体式叠合楼板或现浇钢筋混凝土楼板、通过抗剪连接件与桁架弦杆相连，混凝土楼板在一定程度上参与桁架弦杆的受力。美国AISC设计指南“Steel Design Guide Series 14：Staggered Truss Framing System”认为在竖向荷载作用下，桁架下弦杆产生轴拉力，鉴于混凝土材料不能有效传递拉力，建议分析竖向荷载作用时忽略组合效应；分析横向水平荷载作用时，要考虑组合效应，楼板参与受力，但在横向水平荷载下的桁架内力分析时并不考虑组合效应，而在最后弦杆内力组合时考虑楼板影响，AISC设计指南采用如下假定：所有横向荷载引起的桁架弦杆轴力由混凝土楼板承受，不参与桁架弦杆的内力组合；横向水平荷载引起的桁架弦杆剪力和弯矩由弦杆承受，参与桁架弦杆的内力组合。
4.2.13 本条参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011；规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向边榀框架的地震作用效应需乘以增大系数。
4.2.14 静力推覆试验及有限元模拟结果表明，交错桁架钢框架结构中桁架端斜杆受力最大，其破坏起始于桁架端斜杆和相邻空腹节间的斜杆受压屈曲或拉断。端斜杆一旦破坏，桁架不能传力给框架柱，结构体系将失效。部分空腹式桁架在横向水平地震作用下，结构的延性耗能主要集中在无斜腹杆的空腹节间。为保证空腹节间形成主要的耗能区域，在强烈地震作用下，相邻斜腹杆及连接应避免过早破坏。当底层桁架不落地时，应设置底层角撑(或中间斜撑)以增强底层的侧向刚度，此时底层易形成薄弱层，斜撑杆件轴力应乘以增大系数。
4.2.15 底层不设落地桁架，只设角撑或斜撑时刚度偏弱，容易形成薄弱层。参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011钢结构转换层下的钢框架，对底层柱的地震内力偏于安全地取增大系数1.8。底层框架柱地震作用效应乘以1.8的调整系数后，再与其他作用效应组合后进行框架柱设计；连接承载力验算时应按调整后的效应组合进行设计。
4.2.16 本条按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011确定。
4.2.17 施工阶段的荷载主要为湿混凝土的重力和实际可能作用的施工荷载。本条参考现行协会标准《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS 159中的规定。