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10.2，大跨屋蓋建筑 一般規(guī)定10 2 1,近年來，大跨屋蓋的建筑工程越來越廣泛 為適應(yīng)該類結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求、本次修訂增加了大跨屋蓋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定、并形成單獨(dú)一節(jié)，本條規(guī)定了本規(guī)范適用的屋蓋結(jié)構(gòu)范圍及主要結(jié)構(gòu)形式.本規(guī)范的大跨屋蓋建筑是指與傳統(tǒng)板式。梁板式屋蓋結(jié)構(gòu)相區(qū)別 具有更大跨越能力的屋蓋體系.不應(yīng)單從跨度大小的角度來理解大跨屋蓋建筑結(jié)構(gòu),大跨屋蓋的結(jié)構(gòu)形式多樣,新形式也不斷出現(xiàn)、本規(guī)范適用于一些常用結(jié)構(gòu)形式,包括 拱.平面桁架，立體桁架，網(wǎng)架。網(wǎng)殼。張弦梁和弦支穹頂?shù)绕哳惢拘问揭约坝蛇@些基本形式組合而成的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的.針對(duì)于這些屋蓋結(jié)構(gòu)形式的抗震研究開展較多,也積累了一定的抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 對(duì)于懸索結(jié)構(gòu),膜結(jié)構(gòu),索桿張力結(jié)構(gòu)等柔性屋蓋體系.由于幾何非線性效應(yīng) 其地震作用計(jì)算方法和抗震設(shè)計(jì)理論目前尚不成熟,本次修訂暫不納入,此外，大跨屋蓋結(jié)構(gòu)基本以鋼結(jié)構(gòu)為主,故本節(jié)也未對(duì)混凝土薄殼、組合網(wǎng)架，組合網(wǎng)殼等屋蓋結(jié)構(gòu)形式作出具體規(guī)定、還需指出的是 對(duì)于存在拉索的預(yù)張拉屋蓋結(jié)構(gòu),總體可分為三類.預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 如預(yù)應(yīng)力桁架。網(wǎng)架或網(wǎng)殼等 懸掛，斜拉.結(jié)構(gòu)。如懸掛、斜拉。桁架 網(wǎng)架或網(wǎng)殼等，張弦結(jié)構(gòu).主要指張弦梁結(jié)構(gòu)和弦支穹頂結(jié)構(gòu),本節(jié)中。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),懸掛、斜拉.結(jié)構(gòu)歸類在其依托的基本形式中.考慮到張弦結(jié)構(gòu)的受力性能與常規(guī)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu).懸掛，斜拉 結(jié)構(gòu)有較大的區(qū)別.且是近些年發(fā)展起來的一類大跨屋蓋結(jié)構(gòu)新體系.因此將其作為基本形式列入 大跨屋蓋的結(jié)構(gòu)新形式不斷出現(xiàn).體型復(fù)雜化。跨度極限不斷突破、為保證結(jié)構(gòu)的安全性。避免抗震性能差,受力很不合理的結(jié)構(gòu)形式被采用，有必要對(duì)超出適用范圍的大型建筑屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行專門的抗震性能研究和論證。這也是國(guó)際上通常采用的技術(shù)保障措施。根據(jù)當(dāng)前工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 對(duì)于跨度大于120m.結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度大于300m或懸挑長(zhǎng)度大于40m的屋蓋結(jié)構(gòu)、需要進(jìn)行專門的抗震性能研究和論證，同時(shí)由于抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的缺乏 新出現(xiàn)的屋蓋結(jié)構(gòu)形式也需要進(jìn)行專門的研究和論證。對(duì)于可開啟屋蓋 也屬于非常用形式之一 其抗震設(shè)計(jì)除滿足本節(jié)的規(guī)定外、與開閉功能有關(guān)的設(shè)計(jì)也需要另行研究和論證,10、2,2,本條規(guī)定為抗震概念設(shè)計(jì)的主要原則，是本規(guī)范第3,4節(jié)和第3 5節(jié)規(guī)定的補(bǔ)充。大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的選型和布置首先應(yīng)保證屋蓋的地震效應(yīng)能夠有效地通過支座節(jié)點(diǎn)傳遞給下部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。且傳遞途徑合理,屋蓋結(jié)構(gòu)的地震作用不僅與屋蓋自身結(jié)構(gòu)相關(guān) 而且還與支承條件以及下部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能密切相關(guān)。是整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng).根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則,屋蓋結(jié)構(gòu)及其支承點(diǎn)的布置宜均勻?qū)ΨQ 具有合理的剛度和承載力分布，同時(shí)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮屋蓋結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的特點(diǎn)。避免采用很不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置而造成屋蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。屋蓋自身的結(jié)構(gòu)形式宜優(yōu)先采用兩個(gè)水平方向剛度均衡。整體剛度良好的網(wǎng)架 網(wǎng)殼,雙向立體桁架、雙向張弦梁或弦支穹頂?shù)瓤臻g傳力體系 同時(shí)宜避免局部削弱或突變的薄弱部位、對(duì)于可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高抗震能力.10.2，3、本條針對(duì)屋蓋體系自身傳遞地震作用的主要特點(diǎn)、對(duì)兩類結(jié)構(gòu)的布置要求作了規(guī)定。1、單向傳力體系的抗震薄弱環(huán)節(jié)是垂直于主結(jié)構(gòu).桁架.拱 張弦梁 方向的水平地震力傳遞以及主結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定性，設(shè)置可靠的屋蓋支撐是重要的抗震措施、在單榀立體桁架中。與屋面支撐同層的兩。多 根主弦桿間也應(yīng)設(shè)置斜桿 這一方面可提高桁架的平面外剛度、同時(shí)也使得縱向水平地震內(nèi)力在同層主弦桿中分布均勻。避免薄弱區(qū)域的出現(xiàn)，當(dāng)桁架支座采用下弦節(jié)點(diǎn)支承時(shí),必須采取有效措施確保支座處桁架不發(fā)生平面外扭轉(zhuǎn)，設(shè)置縱向桁架是一種有效的做法.同時(shí)還可保證縱向水平地震力的有效傳遞、2,空間傳力結(jié)構(gòu)體系具有良好的整體性和空間受力特點(diǎn)、抗震性能優(yōu)于單向傳力體系,對(duì)于平面形狀為矩形且三邊支承一邊開口的屋蓋結(jié)構(gòu)、可以通過在開口邊局部增加層數(shù)來形成邊桁架,以提高開口邊的剛度和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性.對(duì)于兩向正交正放網(wǎng)架和雙向張弦梁，屋蓋平面內(nèi)的水平剛度較弱 為保證結(jié)構(gòu)的整體性及水平地震作用的有效傳遞與分配，應(yīng)沿上弦周邊網(wǎng)格設(shè)置封閉的水平支撐 當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大或下弦周邊支承時(shí)、下弦周邊網(wǎng)格也應(yīng)設(shè)置封閉的水平支撐.10，2.4.當(dāng)屋蓋分區(qū)域采用不同抗震性能的結(jié)構(gòu)形式時(shí)、在結(jié)構(gòu)交界區(qū)域通常會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的地震響應(yīng)。一般避免采用此類結(jié)構(gòu).如確要采用 應(yīng)對(duì)交界區(qū)域的桿件和節(jié)點(diǎn)采用加強(qiáng)措施,如果建筑設(shè)計(jì)和下部支承條件允許,設(shè)置防震縫也是可采用的有效措施 此時(shí)，由于實(shí)際工程情況復(fù)雜 為避免其兩側(cè)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震中碰撞,條文規(guī)定的防震縫寬度可能不足 最好按設(shè)防烈度下兩側(cè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)在交界線上的相對(duì)位移最大值來復(fù)核。對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu) 縫寬也可將多遇地震下的最大相對(duì)變形值乘以不小于3的放大系數(shù)近似估計(jì).計(jì)算要點(diǎn)10，2,6,本條規(guī)定屋蓋結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行地震作用計(jì)算的范圍 1、研究表明.單向平面桁架和單向立體桁架是否受沿桁架方向的水平地震效應(yīng)控制主要取決于矢跨比的大小 對(duì)于矢跨比小于1。5的該類結(jié)構(gòu) 水平地震效應(yīng)較小.7度時(shí)可不進(jìn)行沿桁架的水平向和豎向地震作用計(jì)算 但是由于垂直桁架方向的水平地震作用主要由屋蓋支撐承擔(dān)，本節(jié)并沒有對(duì)支撐的布置進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定 因此對(duì)于7度及7度以上的該類體系,均應(yīng)進(jìn)行垂直于桁架方向的水平地震作用計(jì)算并對(duì)支撐構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算 2.網(wǎng)架屬于平板形屋蓋結(jié)構(gòu)、大量計(jì)算分析結(jié)果表明，當(dāng)支承結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以豎向振動(dòng)為主。7度時(shí).網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)往往由非地震作用工況控制。因此可不進(jìn)行地震作用計(jì)算.但應(yīng)滿足相應(yīng)的抗震措施的要求，10，2、7,本條規(guī)定抗震計(jì)算模型。1,屋蓋結(jié)構(gòu)自身的地震效應(yīng)是與下部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的結(jié)果、由于下部結(jié)構(gòu)的豎向剛度一般較大,以往在屋蓋結(jié)構(gòu)的豎向地震作用計(jì)算時(shí)通常習(xí)慣于僅單獨(dú)以屋蓋結(jié)構(gòu)作為分析模型，但研究表明，不考慮屋蓋結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作，會(huì)對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)的地震作用,特別是水平地震作用計(jì)算產(chǎn)生顯著影響 甚至得出錯(cuò)誤結(jié)果.即便在豎向地震作用計(jì)算時(shí).當(dāng)下部結(jié)構(gòu)給屋蓋提供的豎向剛度較弱或分布不均勻時(shí)、僅按屋蓋結(jié)構(gòu)模型所計(jì)算的結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生較大的誤差 因此.考慮上下部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用是屋蓋結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算的基本原則，考慮上下部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的最合理方法是按整體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行地震作用計(jì)算。因此對(duì)于不規(guī)則的結(jié)構(gòu),抗震計(jì)算應(yīng)采用整體結(jié)構(gòu)模型,當(dāng)下部結(jié)構(gòu)比較規(guī)則時(shí)、也可以采用一些簡(jiǎn)化方法,譬如等效為支座彈性約束 來計(jì)入下部結(jié)構(gòu)的影響.但是，這種簡(jiǎn)化必須依據(jù)可靠且符合動(dòng)力學(xué)原理。2，研究表明 對(duì)于跨度較大的張弦梁和弦支穹頂結(jié)構(gòu)、由預(yù)張力引起的非線性幾何剛度對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性有一定的影響,此外,對(duì)于某些布索方案.譬如肋環(huán)型布索、的弦支穹頂結(jié)構(gòu).撐桿和下弦拉索系統(tǒng)實(shí)際上是需要依靠預(yù)張力來保證體系穩(wěn)定性的幾何可變體系 且不計(jì)入幾何剛度也將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)總剛矩陣奇異.因此、這些形式的張弦結(jié)構(gòu)計(jì)算模型就必須計(jì)入幾何剛度。幾何剛度一般可取重力荷載代表值作用下的結(jié)構(gòu)平衡態(tài)的內(nèi)力,包括預(yù)張力，貢獻(xiàn)，10,2.8 本條規(guī)定了整體,協(xié)同計(jì)算時(shí)的阻尼比取值 屋蓋鋼結(jié)構(gòu)和下部混凝土支承結(jié)構(gòu)的阻尼比不同。協(xié)同分析時(shí)阻尼比取值方面的研究較少、工程設(shè)計(jì)中阻尼比取值大多在0，025.0,035間 具體數(shù)值一般認(rèn)為與屋蓋鋼結(jié)構(gòu)和下部混凝土支承結(jié)構(gòu)的組成比例有關(guān)，下面根據(jù)位能等效原則提供兩種計(jì)算整體結(jié)構(gòu)阻尼比的方法，供設(shè)計(jì)中采用、方法一.振型阻尼比法。振型阻尼比是指針對(duì)于各階振型所定義的阻尼比、組合結(jié)構(gòu)中.不同材料的能量耗散機(jī)理不同，因此相應(yīng)構(gòu)件的阻尼比也不相同.一般鋼構(gòu)件取0.02、混凝土構(gòu)件取0。05 對(duì)于每一階振型。不同構(gòu)件單元對(duì)于振型阻尼比的貢獻(xiàn)認(rèn)為與單元變形能有關(guān) 變形能大的單元對(duì)該振型阻尼比的貢獻(xiàn)較大 反之則較小、所以，可根據(jù)該階振型下的單元變形能 采用加權(quán)平均的方法計(jì)算出振型阻尼比ζi。式中,ζi.結(jié)構(gòu)第i階振型的阻尼比.ζs.第s個(gè)單元阻尼比.對(duì)鋼構(gòu)件取0 02.對(duì)混凝土構(gòu)件取0.05,n、結(jié)構(gòu)的單元總數(shù).Wsi,第s個(gè)單元對(duì)應(yīng)于第i階振型的單元變形能,方法二。統(tǒng)一阻尼比法,依然采用方法一的公式。但并不針對(duì)各振型i分別計(jì)算單元變形能Wsi 而是取各單元在重力荷載代表值作用下的變形能Wsi，這樣便求得對(duì)應(yīng)于整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)阻尼比，在罕遇地震作用下 一些實(shí)際工程的計(jì)算結(jié)果表明、屋蓋鋼結(jié)構(gòu)也僅有少量構(gòu)件能進(jìn)入塑性屈服狀態(tài)、所以阻尼比仍建議與多遇地震下的結(jié)構(gòu)阻尼比取值相同 10 2。9。本條規(guī)定水平地震作用的計(jì)算方向和宜考慮水平多向地震作用計(jì)算的范圍,不同于單向傳力體系、空間傳力體系的屋蓋結(jié)構(gòu)通常難以明確劃分為沿某個(gè)方向的抗側(cè)力構(gòu)件 通常需要沿兩個(gè)水平主軸方向同時(shí)計(jì)算水平地震作用。對(duì)于平面為圓形,正多邊形的屋蓋結(jié)構(gòu) 可能存在兩個(gè)以上的主軸方向、此時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況增加地震作用的計(jì)算方向 另外、當(dāng)屋蓋結(jié)構(gòu) 支承條件或下部結(jié)構(gòu)的布置明顯不對(duì)稱時(shí) 也應(yīng)增加水平地震作用的計(jì)算方向,10,2。10。本條規(guī)定了屋蓋結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算的方法,本節(jié)適用的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)形式屬于線性結(jié)構(gòu)范疇。因此振型分解反應(yīng)譜法依然可作為是結(jié)構(gòu)彈性地震效應(yīng)計(jì)算的基本方法 隨著近年來結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,一些更為精確的動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法逐步被接受和應(yīng)用.包括多向地震反應(yīng)譜法。時(shí)程分析法.甚至多向隨機(jī)振動(dòng)分析方法。對(duì)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)復(fù)雜和跨度較大的結(jié)構(gòu)、應(yīng)該鼓勵(lì)采用這些方法進(jìn)行地震作用計(jì)算 以作為振型分解反應(yīng)譜法的補(bǔ)充，自振周期分布密集是大跨屋蓋結(jié)構(gòu)區(qū)別于多高層結(jié)構(gòu)的重要特點(diǎn),在采用振型分解反應(yīng)譜法時(shí) 一般應(yīng)考慮更多階振型的組合.研究表明，在不按上下部結(jié)構(gòu)整體模型進(jìn)行計(jì)算時(shí).網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組合振型數(shù)宜至少取前.10，15。階 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)宜至少取前、25.30 階、對(duì)于體型復(fù)雜的屋蓋結(jié)構(gòu)或按上下部結(jié)構(gòu)整體模型計(jì)算時(shí).應(yīng)取更多階組合振型，對(duì)于存在明顯扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的屋蓋結(jié)構(gòu),組合應(yīng)采用完全二次型方根，CQC,法，10 2，11,對(duì)于單向傳力體系、結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件通常是明確的.桁架構(gòu)件抵抗其面內(nèi)的水平地震作用和豎向地震作用，垂直桁架方向的水平地震作用則由屋蓋支撐承擔(dān) 因此 可針對(duì)各向抗側(cè)力構(gòu)件分別進(jìn)行地震作用計(jì)算.除單向傳力體系外 一般屋蓋結(jié)構(gòu)的構(gòu)件難以明確劃分為沿某個(gè)方向的抗側(cè)力構(gòu)件，即構(gòu)件的地震效應(yīng)往往包含三向地震作用的結(jié)果.因此其構(gòu)件驗(yàn)算應(yīng)考慮三向。兩個(gè)水平向和豎向，地震作用效應(yīng)的組合.其組合值系數(shù)可按本規(guī)范第5章的規(guī)定采用 這也是基本原則、10，2，12。多遇地震作用下的屋蓋結(jié)構(gòu)變形限值部分參考了?？臻g網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.的相關(guān)規(guī)定、10，2，13，本條規(guī)定屋蓋構(gòu)件及其連接的抗震驗(yàn)算，大跨屋蓋結(jié)構(gòu)由于其自重輕。剛度好，所受震害一般要小于其他類型的結(jié)構(gòu)。但震害情況也表明,支座及其鄰近構(gòu)件發(fā)生破壞的情況較多。因此通過放大地震作用效應(yīng)來提高該區(qū)域桿件和節(jié)點(diǎn)的承載力,是重要的抗震措施，由于通常該區(qū)域的節(jié)點(diǎn)和桿件數(shù)量不多 對(duì)于總工程造價(jià)的增加是有限的,拉索是預(yù)張拉結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件 在多遇地震作用下,應(yīng)保證拉索不發(fā)生松弛而退出工作 在設(shè)防烈度下,也宜保證拉索在各地震作用參與的工況組合下不出現(xiàn)松弛.抗震構(gòu)造措施10、2、14。本條規(guī)定了桿件的長(zhǎng)細(xì)比限值，桿件長(zhǎng)細(xì)比限值參考了國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，GB，50017和,空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程、JGJ.7的相關(guān)規(guī)定、并作了適當(dāng)加強(qiáng),10、2,15，本條規(guī)定了節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求.節(jié)點(diǎn)選型要與屋蓋結(jié)構(gòu)的類型及整體剛度等因素結(jié)合起來、采用的節(jié)點(diǎn)要便于加工，制作。焊接 設(shè)計(jì)中、結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力的正確計(jì)算，必須用有效的構(gòu)造措施來保證，其中節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)符合計(jì)算假定、在地震作用下。節(jié)點(diǎn)應(yīng)不先于桿件破壞，也不產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形 所以要求節(jié)點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，桿件相交于節(jié)點(diǎn)中心將不產(chǎn)生附加彎矩.也使模型計(jì)算假定更加符合實(shí)際情況 10、2，16。本條規(guī)定了屋蓋支座的抗震構(gòu)造、支座節(jié)點(diǎn)是屋蓋地震作用傳遞給下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，其構(gòu)造應(yīng)與結(jié)構(gòu)分析所取的邊界條件相符、否則將使結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)力與計(jì)算內(nèi)力出現(xiàn)較大差異，并可能危及結(jié)構(gòu)的整體安全 支座節(jié)點(diǎn)往往是地震破壞的部位。屬于前面定義的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的范疇 應(yīng)予加強(qiáng) 在節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算方面。對(duì)地震作用效應(yīng)進(jìn)行了必要的提高、第10.2，13條,此外根據(jù)延性設(shè)計(jì)的要求。支座節(jié)點(diǎn)在超過設(shè)防烈度的地震作用下。應(yīng)有一定的抗變形能力.但對(duì)于水平可滑動(dòng)的支座節(jié)點(diǎn)，較難得到保證,因此建議按設(shè)防烈度計(jì)算值作為可滑動(dòng)支座的位移限值、確定支承面的大小、在罕遇地震作用下采用限位措施確保不致滑移出支承面。對(duì)于8 9度時(shí)多遇地震下豎向僅受壓的支座節(jié)點(diǎn)，考慮到在強(qiáng)烈地震作用，如中震，大震。下可能出現(xiàn)受拉、因此建議采用構(gòu)造上也能承受拉力的拉壓型支座形式.且預(yù)埋錨筋,錨栓也按受拉情況進(jìn)行構(gòu)造配置，