JGJ 99-1998(条文说明) 高层民用建筑钢结构技术规程.pdf
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1、中华人民共和国行业标准高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99-98 条文说明编制说明本行业标准是根据建设部(89)建标计字第8号文,由中国建筑技术研究院建筑标准设计研究所会同北京市建筑设计研究院、哈尔滨建筑大学、冶金部建筑研究总院、清华大学、同济大学、西安建筑科技大学、中国建筑科学研究院结构所、中国建筑科学研究院抗震所、武警学院、中国建筑西北设计院、北京建筑机械厂、北京市机械施工公司、沪东造船厂、中国建筑总公司第二工程三局共同编制的,送审时名为高层建筑钢结构设计与施工规程),现改名为高层民用建筑钢结构技术规程。本标准在编制过程中,编制组进行了广泛的调查研究,总结了80年代在我国建造的基本上由国
2、外设计的约十幢高层建筑钢结构的设计施工经验,参考了有关的国外先进标准,并借鉴了某些国外工程的经验,由我部会同有关部门于1991年9月进行审查定稿。其后,又反复进行了修改。鉴于本标准系初次编制,国内对高层建筑钢结构的设计经验不多,在施行过程中,希望各单位结合工程实践和科学研究,认真总结经验。如发现有需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交中国建筑技术研究院建筑标准设计研究所高层民用建筑钢结构技术规程管理组(北京车公庄大街19号,邮政编码100044),以供今后修改时参考。160 建设部1997年7月目次第一章总则164第二章材料.第三章结构体系和布置.169 第节结构体系和选型.169 第二节
3、结构平面布置.170 第三节结构竖向布置.171 第四节结构布置的其他要求.第五节地基、基础和地下室.172 第四章作用.173 第-节竖向作用.173 第二节风荷载第三节地震作用.第五章作用效应计算.181 第一节一般规定第二节静力计算.182 第三节地震作用效应验算._.186 第四节作用效应组合.188 第五节验算要求.189 第六章钢构件设计.第一节梁.第二节轴心受压柱第三节框架柱.195 第四节中心支撑.197 第五节偏心支撑第七章组合楼盖.202 第一节一般要求.202 第二节组合梁设计.203 161 第三节压型铜板组合楼板设计.205 第四节组合梁和组合板的构造要求.,.206
4、 第八章节点设计.207第一节设计原则.207 第二节连接.208 第三节梁与校的连接.209第四节柱与挂的连接.212 第五节梁与梁的连接.213 第六节钢柱脚.,.214第七节支撑连接.215 第九章幕墙与钢框架的连接.218 第一节一般要求.218 第二节连接节点的设计和构造.219 第三节施工要点.221 第十章制作. 223 第一节一般要求.223 第二节材料.224 第三节放样、号料和切割.226 第四节矫正和边缘加工.226第五节组装.227 第六节焊接.228 第七节制孔.233 第八节摩擦面的加工.234 第九节端部加工.234 第十节防锈、涂层、编号和发运.第十一节构件验收
5、.236 第十一章安装.237 第一节-般要求.237 第二节定位轴线、标离和地脚螺栓.238 第三节构件的质量检查.239 第四节构件的安装顺序.240 第五节构件接头的现场焊接顺序.240 162 第六节钢构件的安装.241 第七节安装的测量校正.第八节安装的焊接工艺.第九节高强度螺栓施工工艺.第十节结构的涂层.249 第十一节安装的竣工验收.249 第十二章防火250第一节一般要求.250 第二节防火保护材料及保护层厚度的确定.第三节防火构造与施工.253例题.255一、附录二例题一一建筑物偏心率计算.二、附录六例题一一带竖缝混凝土剪力墙板的计算.256 三、附录七例题一一钢构件防火保护
6、层计算.260 163 第一章总则第1.0.1条本条是建筑工程设计和施工必须遵循的总方针。第1.O. 2条本规程主要对象是高层民用建筑钢结构,也涉及有混凝土剪力墙的钢结构。根据我国建筑设计防火规范,居住建筑10层以下和其他民用建筑24m以下为多层建筑。-*规程不规定适用高度的下限,是考虑到在特定情况下在多层民用建筑中采用钢结构的可能性。表1.0.2的适用高度考虑了90年代初国内外高层建筑的实践,也考虑到我国在高层建筑钢结构设计方面经验还较少,以及高度过大可能带来的其他问题。第1.0.3条本条是高层建筑钢结构选型和设计的般原则,对不同类型的高层建筑结掏,这些原则是共同的。第1.O. 4条本规程根
7、据现行国家标准建筑结构设计统一标准)(GBj 68)的原则制定,采用以概率理论为基础的极限状态设计法,并按作用和抗力分项系数表达式进行计算;符号和基本术语符合现行国家标准工程结构设计基本术语和通用符号(GB 132)的要求。本规程是根据现行国家标准建筑结构荷载规范)(G凹的、建筑抗震设计规范)(GBj 11)、建筑地基础设计规范(GBj 7)、钢结构设计规范HGB17)、钢结构工程施工及验收规范)(GB 50205)、高层民用建筑设计防火规范)(GB 5004日等,并结合高层钢结构的特点编制的,和这些标准配套使用。本规程编制过程中,考虑了我国在80年代兴建的一批高层建筑钢结构取得的实践经验,参
8、考了美、日、欧共体等国家和地区的有关设计规范,利用了我国近年开展的高层钢结构研究的一些成果。164 第1.O. 5条抗震设防的高层民用建筑钢结构的分类,完全执行现行国家标准建筑抗震设防分类标准)(GB 50233)的规定,此处不再重述。第1.O. 6条本条在现行国家标准建筑抗震设防分类标准)(GB50233)的基础上,对各类高层建筑钢结构,特别是6度设防的高层建筑钢结构的设计要求,作了进一步的规定。165 第二章材料第2.0.1条高层建筑钢结构的钢材选用标准,主要依据近年修订和颁布的国家标准钢结构设计规范)(GBJ 17) , (GB 5313)适用于造船、海上石油平台、锅炉和压力容器等重要焊
9、接结构,它将厚度方向的断面收缩率分为215、225、235三个等级,并规定了试件取材方法和试件尺寸。高层钢结构在梁柱连接和箱形柱角部焊缝等处.由于局部构造,形成高约束,焊接时容易引起层状撕裂。本条规定高层钢结构采用的钢材,当符合现行国家标准CGB/T1591-94) 的要求,其厚度等于或大于50mm时,尚应满足诙标准215级的断面收缩率指标,它相当于硫的含量不超过0.01,%。第2.0.6条各组钢材的强度设计值,由材料屈服强度标准值除以抗力分项系数而定。各钢种的抗力分项系数与现行国家标准钢结构设计规范(GBJ17)的取值一致,即Q235钢为1.087 , Q345钢(原16Mn钢)钢为1.11
10、1C也可取为1.087。不同受力方式之间的换算关系,可参见现行国家标准钢结构设计规范(GBJ 17)的条文说明。第2.0.7条钢材物理性能可参见现行国家标准钢结构设计规范)(GBJ 17),此处不再重复。第2.0.8、2.0.9条关于连接材料的规定,均可参见现行国家标准钢结构设计规范)(GBJ 17),此处不再重复。168 第三章结构体系和布置第一节结构体系和选型第3.1.1条本条列举的,是高层钢结构和有海凝土剪力墙的高层钢结构最常用的结构体系。第3.1.2条当高层钢结构的侧向刚度不能满足设计要求时,通常要采用腰柏架和(或)帽析架。腰柿架和帽柏架与刚性伸臂配合使用。刚性伸臂需横贯楼层连续布置。
11、为了不在建筑的使用上带来不便,这些精架照例设在设备层。第3.1.3条偏心支撑和带竖缝的剪力墙板在弹性阶段有很大刚度,在弹塑性阶段有良好的延性和耗能能力,用于抗震设防烈度较高的高层建筑钢结构,是一种较理想的抗侧力构件。50层的北京京城大厦采用了强凝土板内藏的偏心支撑,52层的北京京广中心采用了带竖缝剪力墙板,是非常适合的选择。中心支撑在保证稳定的情况下具有较大刚度,在用偏心支撑的时候,高度较大的第一层往往布置中心支撑。美国加州规范(1988)规定,若偏心支撑的第一层能表明其弹性承载力比该框架中其上部任一层的承载力高出至少50%,则该第层可采用中心支撑。它有利于减小结构的变位。第3.1.4条高层建
12、筑钢结构的选型,应注意概念设计。本条一至四款引自现行国家标准建筑抗震设计规范(GBJ11)。减轻结构自重对减小结构地震作用有重要意义。第3.1.5条结构高宽比对结构的整体稳定性和人在建筑中的舒适感等有重要影响,应谨慎对待。西尔斯大厦、纽约世界贸易中心、芝加哥汉考克大厦等100层以上建筑的高宽比都不超过6.5,据此将筒体结构非抗震设防时的高宽比适用高度限值定为169 6.5,其他情况下也大致作了相应规定,设计中不宜超过本条规定。第二节结构平面布置第3.2.1条本条给出了高层建筑钢结构平面布置的基本要求。矩形平面框筒结构的边长,一般说来,不宜超过45m,太长了会因剪力滞后效应而变得很不经济。柱距太
13、大会导致柱截面过大,钢板太厚,给钢材供应、结构制作、现场焊接带来困难,柱轴力太大还会给地基处理带来困难,因此规定板厚不宜越过100mm。第3.2.2条本条关于平面不规则性的规定,是参考美国加州规范(1988)、日本规定和欧共体规范拟定的。本规程第一款按加州规范是将结构一端偏离轴线的值大于两端平均层间位移1.2倍时,视为扭转不规则,要先作结构分析,然后才能判断是否属扭转不规则;而日本的规定是偏心率大于0.15即视为扭转不规则,用起来方便得多,欧共体规范也采用了此项规定,故将此款改为按日本的规定拟定。根据日本规定,计算偏心率时不包括附加偏心矩,使用时应注意。第二款按加州规范为15%,本条参考欧共体
14、规范拟定为25%。本条其余二款均参照加州规范采用。根据美国的调查,结构传力途径不规则和布置不规则,是结构在强震中破坏的主要原因,在结构设计上,应采取相应的计算和构造措施。第3.2.3条风荷载对超高层建筑结构有重要影响,往往起控制作用,在体型上选用风压较小的形状有重要意义。邻近高层建筑对待建房屋风压的影响不可忽视,必要时应按规定进行风洞试验。高层钢结构建筑一般高度较大,为塔形建筑,外墙墙面往往很光滑,当具有圆形或接近圆形的断面且高宽比较大时,容易产生涡流脱出的横风向振动,建筑设计应注意避免或减小其效应。第3.2.4条高层建筑不宜设置防震缝,因此对防震缝宽度未作规定,若必需设置,原则上应使缝的两侧
15、在大震时相对侧移170 不碰撞。高层建筑钢结构高度较大,其平面尺寸一般达不到需要设置伸缩缝的程度,设缝会引起建筑构造和结构构造上的很多麻烦。若键不够宽或缝的功能不能发挥,地震时可能因缝两侧的部分撞击而引起破坏,1985年墨西哥地震时就有不少撞击倒塌的例子。日本高层建筑一般都不设伸缩缝。在特殊情况下需设伸缩缝时,抗震设防的高层建筑钢结构的伸缩缝,应满足防震缝的要求。第三节结构坚向布置第3.3.1条本条第一款和第三款引自现行国家标准建筑抗震设计规范)(GBJ 11),其余各款参考加州规范拟定。第3.3.2条抗剪支撑在坚向连续布置,结梅的受力和层间刚度变化都比较均匀,现有工程中基本上都采用竖向连续布
16、置的方法。建筑底部的楼层刚度可较大,顶层不受层间刚度比规定的限制,这是参考国外有关规定制订的。在坚向支撑楠架与刚性伸臂相交处,照例都是保持刚性伸臂连续,以发挥其水平刚臂的作用。第四节结构布置的其他要求第3.4.1条压型钢板现浇钢筋说凝土楼板,整体刚度大,施工方便,是高层钢结构楼板的主要结构形式。预应力叠合板在钢筋滋凝土高层建筑中应用较多,当保证楼板与钢梁有可靠连接时,也可考虑在高层钢结构中采用。预制钢筋棍凝土楼板整体刚度较差,在高层钢结构中不宜采用。第3.4.2条转换楼层剪力较大,洞口较多的楼层平面内刚度有较大削弱,必需采用现海钢筋混凝土楼板。在多功能的高层建筑中,上部常常要求设置旅馆或公寓,
17、但这类房间的进深不能太大,因而必需设置天庭。在中庭上下端设置水平析架,是参照北京京城大厦等工程的做法提出的。171 第五节地基、基础和地下室第3.5.1条饶基、箱基、桩基和复合基础,是高层建筑常用的基础形式,可根据具体情况选用。第3.5. 23. 5.3条增加基础埋深有利于建筑物抗震,地下部分的复土对建筑物在地震作用F的振动起逸散衰减作用,故高层建筑宜设地下室,抗震设防的建筑基础埋深不宜太浅。桩基的埋深一般不宜小于H/18Q第3.5.5条高层钢结构下部若干层采用钢骨混凝土结构是日本的作法,它将上部钢结构与钢混凝土基础连成整体,使传力均匀,并使框架柱下端完全固定,对结构受力有利。我国京城大厦地下
18、部分有4层钢骨棍凝土,京广中心地下部分有3层钢骨说凝土,北京国贸中心地下1层和地上1层为钢骨混凝土。第3.5.6条支撑楠架(含剪力墙板)在地下部分以剪力墙形式延伸至基础,对于将水平力传至基础是很重要的,不可缺少。建筑物周边设钢筋混凝土墙,是参考日本建筑中心高层建筑耐震建筑计算指针)(日本建设省,1982)的建议,沿筒体周边布置钢筋棍凝土墙.是根据很多工程的实际做法,用以增大高层建筑地下部分的整体刚度。172 第四章作用第一节竖向作用第4.1.1条本条补充了现行国家标准建筑结构荷载规范(GBJ 9)中未给出的一般高层办公楼、旅馆、公寓中所需要的酒吧间、屋顶花园等的最小屋顶活荷载标准值。当与实际情
19、况不符时,应按实际情况采用。第4.1.2条高层建筑中活荷载值与永久荷载相比,是不大的,不考虑活荷载的不利分布可简化计算。第4.1.3条本条关于直升机平台活荷载的规定,系根据荷载规范编制组的建议拟定。第4.1.4条结构设计要考虑施工时的情况,对结构进行验算。第二节凤荷载第4.2.1条风荷载Wk的表达式,采用了现行国家标准建筑结构荷载规范)(GBj 9)的风荷载标准值计算公式的表达形式。第4.2.2条现行国家标准建筑结构荷载规范)(GBj 9)的风荷载对一般建筑结构的重现期为30年,并规定对高层建筑采用的重现期为50年,因而基本风压值要有所提高,取荷载规范的30年重现期基本风压Wo乘1.1,对于特
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- JGJ 99 1998 条文 说明 高层 民用建筑 钢结构 技术规程
