标准规范下载简介

JGJ99-2015 高层民用建筑钢结构技术规程.pdf

9.11.1~9.11.4对于连接复杂的构件及受运输条件和吊装条件 限制，设计规定或者合同要求的构件在出厂前应进行预拼装。有 关预拼装方法和验收标准应符合现行国家标准《钢结构工程施工 质量验收规范》GB50205和《钢结构工程施工规范》GB50755 的规定。

构施工情况，对其中各项做了补充和修改，补充和修改的依据是 通过一些新建高层民用建筑钢结构的施工调查取得的。钢桁架外 形尺寸的允许偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205的相关要求。 9.12.2本条是在现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规 范》GB50205规定的基础上，结合高层民用建筑钢结构的特点 制定的，增加了无损检验和必要的材料复验要求。 本条规定的目的，是要制作单位为安装单位提供在制作过程 中变更设计、材料代用等的资料，以便据此施工，同时也为峻工 验收提供原始资料

10.1.1编制施工组织设计或施工方案是组织高层民用建筑钢结 构安装的重要工作，应按结构安装施工组织设计的一般要求，结 合钢结构的特点进行编制，其具体内容这里不拟一一列举。 异型、复杂结构施工过程中，结构构件的受力与设计使用状 态有较大差异，结构应力会产生复杂的变化，甚至出现应力和变 形超限的情况，施工过程模拟分析可以有效地预测施工风险，通 过采取必要的安全措施确保施工过程安全。 10.1.3塔吊锚固往往会对安装中的结构有较大影响，需要通过 精确计算确保结构和错固的安全。 10.1.6安装用的焊接材料、高强度螺栓和栓钉等，必须具有产 品出厂的质量证明书，并符合设计要求和有关标准的要求，必要 时还应对这些材料进行复验，合格后方能使用。 10.1.7高层民用建筑钢结构工程安装工期较长，使用的机具和 工具必须进行定期检验，保证达到使用要求的性能及各项指标。 10.1.8安装的主要工艺，在安装工作开始前必须进行工艺试验 （也叫工艺考核），以试验得出的各项参数指导施工。 10.1.9高层民用建筑钢结构构件数量很多，构件制作尺寸要求 严，对钢结构加工质量的检查，应比单层房屋钢结构构件要求更 严格，特别是外形尺寸，要求安装单位在构件制作时就派员到构 件制作单位进行检查，发现超出允许偏差的质量间题时，一定要 在厂内修理，避免运到现场再修理。 10.1.10土建施工单位、钢结构制作单位和钢结构安装单位三 家使用的钢尺，必须是由同一计量部门由同一标准鉴定的。原则 上，应由土建施工单位（总承包单位）向安装单位提供鉴定合格

的钢尺。 10.1.11高层民用建筑钢结构是多单位、多机械、多工种混 合施工的工程，必须严格遵守国家和企业颁发的现行环境保护 和劳动保护法规以及安全技术规程。在施工组织设计中GBT14173-93 平面钢闸门 技术条件，要针 对工程特点和具体条件提出环境保护、安全施工和消防方面的 措施

10.2定位轴线、标高和地脚螺检

10.2.1安装单位对土建施工单位提出的钢结构安装定位轴线、 水准标高、柱基础位置线、预埋地脚螺栓位置线、钢筋混凝土基 础面的标高、混土强度等级等各项数据，必需进行复查，符合 设计和规范的要求后，方能进行安装。上述各项的实际偏差不得 超过允许偏差。 10.2.2柱子的定位轴线，可根据现场场地宽窄，在建筑物外部 或建筑物内部设辅助控制轴线。 现场比较宽散、钢结构总高度在100m以内时，可在柱子轴 线的延长线上适当位置设置控制桩位，在每条延长线上设置两个 桩位，供架设经纬仪用；现场比较狭小、钢结构总高度在100m 以上时，可在建筑物内部设辅助线，至少要设3个点，每2点连 成的线最好要垂直，因此，三点不得在一条直线上。 钢结构安装时，每一节柱子的定位轴线不得使用下一节柱子 的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱子安装 正确无误，避免产生过大的累积偏差。 10.2.3地脚螺栓（锚栓）可选用固定式或可动式，以一次或二 次的方法埋设。不管用何种方法埋设，其螺栓的位置、标高、丝 扣长度等应符合设计和规范的要求。 施工中经常出现地脚螺栓与底板钢筋位置冲突干扰，地脚螺 不能正常就位而影响施工，必须做好工序间的协调。 10.2.4地脚螺栓的紧固力一般由设计规定，也可按表6采用。 地脚螺栓螺母的止退，一般可用双螺母，也可在螺母拧紧后将螺

一定按相 对标高安装，柱子的制作长度偏差只要不超过规范规定的允许偏 差土3mm即可，不考虑焊缝的收缩变形和荷载引起的压缩变形 对柱子的影响，建筑物总高度只要达到各节柱制作允许偏差总和 以及柱压缩变形总和就算合格；另一种是按设计标高安装（不是 绝对标高，不考虑建筑物沉降），即按土建施工单位提供的基础 标高安装，第一节柱子底面标高和各节柱子累加尺寸的总和，应 符合设计要求的总尺寸，每节柱接头产生的收缩变形和建筑物荷 载引起的压缩变形，应加到柱子的加工长度中去，钢结构安装完 成后，建筑物总高度应符合设计要求的总高度。 10.2.6底层第一节柱安装时，可在柱子底板下的地脚螺栓上加 个螺母，螺母上表面的标高调整到与柱底板标高齐平，放上柱 子后，利用底板下的螺母控制柱子的标高，精度可达土1mm以 内，用以代替在柱子的底板下做水泥墩子的老办法。柱子底板下 预留的空隙，可以用无收缩砂浆以抢浆法填实。使用这种方法 时，对地脚螺栓的强度和刚度应进行计算。 10.2.7地脚螺栓定位后往往会受到钢筋绑扎、混凝土浇筑及振 捣等工序的影响，成品保护难度很大。即使初始定位精确，最终 位置往往会发生一定的偏移，个别会出现超过规范允许值的偏 差。本条规定可以对柱底板孔适当扩大予以解决，但扩大值一般 不应超过20mm，且应在工厂完成。

10.3构件的质量检查

10.3.1安装单位应派有检查经验的人员深人到钢结构制作单 位，从构件制作过程到构件成品出厂，逐个进行细致检查，并作 好书面记录。 10.3.2对主要构件，如梁、柱、支撑等的制作质量，应在出厂 前进行验收， 10.3.3对端头用坡口焊缝连接的梁、柱、支撑等构件，在检查 其长度尺寸时，应将焊缝的收缩值计入构件的长度。如按设计标 高进行安装时，还要将柱子的压缩变形值计入构件的长度。 制作单位在构件加工时，应将焊缝收缩值和压缩变形值计入 构件长度。 10.3.4在检查构件外形尺寸、构件上的节点板、螺栓孔等位置 时，应以构件的中心线为基准进行检查，不得以构件的棱边、侧 面对准基准线进行检查，否则可能导致误差。

10.4.1~10.4.4为提高综合施工效率，构件分段应尽量减少。 但由于受工厂和现场起重能力限制，构件分段重量应满足吊装要 求；受运输条件限制，构件尺寸不宣太大。同时，应综合考虑构 件分段后单元的刚度满足吊装运输要求。这些问题都应在详图设 计阶段综合考虑确定。

10.5构件的安装及焊接顺序

10.5构件的安装及焊接顺序

10.5.1钢结构的安装顺序对安装质量有很大影响，为了确保 安装质量，应遵循本条规定的步骤。 10.5.2流水区段的划分要考虑本条列举的诸因素，区段内的结 构应具有整体性和便于划分。 10.5.3每节柱高范围内全部构件的安装顺序，不论是柱、梁 支撑或其他构件，平面上应从中间向四周扩展安装，竖向要由下

向上逐件安装，这样在整个安装过程中，由于上部和周边处于自 由状态，构件安装进档和测量校正都易于进行，能取得良好的安 装效果。 有一种习惯，即先安装一节柱子的顶层梁。但顶层梁固定 了，将使中间大部分构件进档困难，测量校正费力费时，增加了 安装的难度 10.5.4钢结构构件的安装顺序，要用图和表格的形式表示，图 中标出每个构件的安装顺序，表中给出每一顺序号的构件名称、 编号，安装时需用节点板的编号、数量、高强度螺栓的型号、规 格、数量，普通螺栓的规格和数量等。从构件质量检查、运输、 现场堆存到结构安装，都使用这一表格，可使高层建筑钢结构安 装有条不紊，有节奏、有秩序地进行。 10.5.5构件接头的现场焊接顺序，比构件的安装顺序更为重 要，如果不按合理的顺序进行焊接，就会使结构产生过大的变 形，严重的会将焊缝拉裂，造成重大质量事故。本条规定的作业 顺序必须严格执行，不得任意变更。高层民用建筑钢结构构件接 头的焊接工作，应在一个流水段的一节柱范围内，全部构件的安 装、校正、固定、预留焊缝收缩量（也考虑温度变化的影响）和 弹性压缩量均已完成并经质量检查部门检查合格后方能开始，因 焊接后再发现大的偏差将无法纠正。 10.5.6构件接头的焊接顺序，在平面上应从中间向四周并对称 扩展焊接，使整个建筑物外形尺寸得到良好的控制，焊缝产生的 残余应力也较小。 柱与柱接头和梁与柱接头的焊接以互相协调为好，一般可以 先焊一节柱的项层梁，再从下往上焊各层梁与柱的接头；柱与柱 的接头可以先焊也可以最后焊。 10.5.7焊接顺序编完后，应绘出焊接顺序图，列出焊接顺序 表，表中注明构件接头采用那种焊接工艺，标明使用的焊条、焊 丝、焊剂的型号、规格、焊接电流，在焊接工作完成后，记人焊 工代号，对王监督和管理焊接工作有指导作用。

10.5.8构件接头的焊接顺序按照参加焊接工作的焊工人数进行

10.6钢构件的安装

10.6.1柱子的安装工序应该是：①调整标高；2)调整位移（同 时调整上柱和下柱的扭转）；③调整垂直偏差。如此重复数次 如果不按这样的工序调整，会很费时间，效率很低。 10.6.2当构件截面较小，在地面将几个构件拼成扩大单元进行 安装时，吊点的位置和数量应由计算或试吊确定，以防因吊点位 置不正确造成结构永久变形。 10.6.3柱子、主梁、支撑等主要构件安装时，应在就位并临时 固定后，立即进行校正，并永久固定（柱接头临时耳板用高强度 螺栓固定，也是永久固定的一种）。不能使一节柱子高度范围的 各个构件都临时连接，这样在其他构件安装时，稍有外力，该单 元的构件都会变动，钢结构尺寸将不易控制，安装达不到优良的 质量，也很不安全。 10.6.4已安装的构件，要在当天形成稳定的空间体系。安装工 作中任何时候，都要考虑安装好的构件是否稳定牢固，因为随时 可能会由于停电、刮风、下雨、下雪等而停止安装。 10.6.5安装高层民用建筑钢结构使用的塔式起重机，有外附在 建筑物上的，随着建筑物增高，起重机的塔身也要往上接高，起 重机塔身的刚度要靠与钢结构的附着装置来维持。采用内爬式塔 式起重机时，随着建筑物的增高，要依靠钢结构一步一步往上爬 升。塔式起重机的爬升装置和附着装置及其对钢结构的影响，都 必须进行计算，根据计算结果，制定相应的技术措施。 10.6.6楼面上铺设的压型钢板和楼板的模板，承载能力比较 小，不得在上面堆放过重的施工机械等集中荷载。安装活荷载必 须限制或经过计算，以防压坏钢梁和压型钢板，造成事故

10.6.7一节柱的各层梁安装完毕后，宜随即把楼梯安装上，并 铺好梁面压型钢板。这样的施工顺序，既方便下一道工序，又保 证施工安全。国内有些高层民用建筑钢结构的楼梯和压型钢板施 工，与钢结构错开（6～10）层，施工人员上下要从塔式起重机 上爬行，既不方便，也不安全。 10.6.8楼板对建筑物的刚度和稳定性有重要影响，楼板还是抗 扭的重要结构，因此，要求钢结构安装到第6层时，应将第一层 楼板的钢筋混凝土浇完，使钢结构安装和楼板施工相距不超过6 层。如果因某些原因超过6层或更多层数时，应由现场责任工程 师会同设计和质量监督部门研究解决。 10.6.9一个流水段一节柱子范围的构件要一次装齐并验收合 格，再开始安装上面一节柱的构件，不要造成上下数节柱的构件 都不装齐，结果东补一根构件，西补一根构件，既延长了安装工 期，又不能保证工程质量，施工也很不安全。 10.6.10钢板剪力墙在国内应用相对较少。在形式上又有纯钢 板剪力墙和组合式钢板剪力墙，构造形式有加助和不加肋之分， 连接节点又分为高强度螺栓连接和焊接连接，差异性较大。共同 特点是单元尺寸大，平面外刚度差，本条仅对钢板剪力墙施工提 出原则性要求。 10.6.11在混合结构中，由于内筒简和外自重差异较大，沉降 变形不均勾，如果不采取措施，极易在伸臂桁架中产生较大的初 始内应力。在结构施工完成后，这种不均匀变形基本趋于完成， 此时再焊接伸臂桁架连接节点，能最大限度减小或消除桁架的初 始应力。 10.6.12转换桁架或腰桁架尺寸和重量都较大，现场一般采用 原位散装法，安装工艺及要求同钢柱和钢梁

10.7安装的测量校正

10.7安装的测量校正

10.7.1钢结构安装中，楼层高度的控制可以按相对标高，也可 以按设计标高，但在安装前要先决定用哪一种方法，可会同建设

单位、设计单位、质量检查部门共同商定。 10.7.2地上结构测量方法应结合工程特点和周边条件确定。可 以采用内控法，也可以采用外控法，或者内控外控结合使用。 10.7.3建筑高度较高时，控制点需要经过多次垂直投递时，为 减小多次投递可能造成的累计偏差过大，采用GPS定位技术对 投递后的控制点进行复核，可以保证控制点精度小于等 于20mm。 10.7.4柱子安装时，垂直偏差一定要校正到士0.000，先不留 焊缝收缩量。在安装和校正柱与柱之间的主梁时，再把柱子撑 开，留出接头焊接收缩量，这时柱子产生的内力，在焊接完成和 焊缝收缩后也就消失。 10.7.5高层民用建筑钢结构对温度很敏感，日照、季节温差、 焊接等产生的温度变化，会使它的各种构件在安装过程中不断变 动外形尺寸，安装中要采取能调整这种偏差的技术措施。 如果日照变化小的早中晚或阴天进行构件的校正工作，由于 高层民用建筑钢结构平面尺寸较小，又要分流水段，每节柱的施 工周期很短，这样做的结果就会因测量校正工作拖了安装进度。 另一种方法是不论在什么时候，都以当时经纬仪的垂直平面 为垂直基准，进行柱子的测量校正工作。温度的变化会使柱子的 垂直度发生变化，这些偏差在安装柱与柱之间的主梁时，用外力 强制复位，使之回到要求的位置（焊接接头别忘了留焊缝收缩 量），这时柱子内会产生（30～40）N/mm的温度应力，试验 证明，它比由于构件加工偏差进行强制校正时产生的内力要小 得多。 10.7.6仅对被安装的柱子本身进行测量校正是不够的，柱子 般有多层梁，一节柱有二层、三层，甚至四层梁，柱和柱之间的 主梁截面大，刚度也大，在安装主梁时柱子会变动，产生超出规 定的偏差。因此，在安装柱和柱之间的主梁时，还要对柱子进行 跟踪校正；对有些主梁连系的隔跨甚至隔两跨的柱子，也要一起 监测。这时，配备的测量人员也要适当增加，只有采取这样的措

10.8.12梁翼缘与柱的连接焊缝，一般宜先焊梁的下翼缘再焊 上翼缘。由于在荷载下梁的下翼缘受压，上翼缘受拉，故认为先 锂下翼缘最合理。一根染两个增头的焊缝不宜同时焊接，宜先焊 一端头，再焊另一端头。 10.8.13柱与柱、梁与柱接头的焊接收缩值，可用试验的方法， 或按公式计算，或参考经验公式确定，有条件时最好用试验的方 法。制作单位应将焊接收缩值加到构件制作长度中去。 10.8.14规定焊接时的风速是为了保证焊接质量。 10.8.15焊接工作完成后，焊工应在距焊缝5mm~10mm的明 显位置上打上焊工代号钢印，此规定在施工中必须严格执行。焊 缝的外观检查和超声波探伤检查的各次记录，都应整理成书面形 式，以便在发现问题时便于分析查找原因 10.8.16一条焊缝重焊如超过二次，母材和焊缝将不能保证原 设计的要求，此时应更换母材。如果设计和检验部门同意进行局 部处理，是允许的，但要保证处理质量。 10.8.17母材由于焊接产生层状撕裂时，若缺陷严重，要更换

母材；若缺陷仅发生在局部，经设计和质量检验部门同意，可以 局部处理。 10.8.18栓钉焊有直接焊在钢梁上和穿透压型钢板焊在钢梁上 两种形式，施工前必须进行试焊，焊点处有铁锈、油污等脏物 时，要用砂轮清除锈污，露出金属光泽。焊接时，焊点处不能有 水和结露。压型钢板表面有锌层必须除去以免产生铁锌共晶体熔 敷金属。栓钉焊的地线装置必须正确，防止产生偏弧。

10.9高强度螺栓施工工艺

10.9高强度螺栓施工工艺

L = A +B+C+D (10) 式中：L为螺杆需要的长度；A为接头各层钢板厚度总和；B为 垫圈厚度；C为螺母厚度；D为拧紧螺栓后丝扣露出（23）扣 的长度。 统计出各种长度的高强度螺栓后，要进行归类合并，以 5mm或10mm为级差，种类应越少越好。表10.9.2列出的数 值，是根据上列公式计算的结果。 10.9.4高强度螺栓节点上的螺栓孔位置、直径等超过规定偏差 时，应重新制孔，将原孔用电焊填满磨平，再放线重新打孔。安 装中遇到几层钢板的螺孔不能对正时，只允许用铰刀扩孔。扩孔 直径不得超过原孔径2mm。绝对禁止用气割扩高强度螺栓孔， 若用气割扩高强度螺栓孔时应按重大质量事故处理。 10.9.5高强度螺栓按扭矩系数使螺杆产生额定的拉力。如果螺 栓不是自由穿人而是强行打人，或用螺母把螺栓强行拉入螺孔 内，则钢板的孔壁与螺栓杆产生挤压力，将使扭矩转化的拉力很 大一部分被抵消，使钢板压紧力达不到设计要求，结果达不到高 强度螺栓接头的安装质量，这是必须注意的。 高强度螺栓在一个接头上的穿人方向要一致，目的是为了整 齐美观和操作方便。 10.9.6高层民用建筑钢结构中，柱与梁的典型连接，是梁的腹

板用高强度螺栓连接，梁翼缘用焊接。这种接头的施工顺序是， 先拧紧腹板上的螺栓，再焊接梁翼缘板的焊缝，或称“先栓后 焊”。焊接热影响使高强度螺栓轴力损失约5%～15%（平均损 失10%左右），这部分损失在螺栓连接设计中通常忽略不计。 10.9.8高强度螺栓初拧和复拧的目的，是先把螺栓接头各层钢 板压紧；终拧则使每个螺栓的轴力比较均匀。如果钢板不预先压 紧，一个接头的螺栓全部拧完后，先拧的螺栓就会松动。因此， 初拧和复拧完毕要检查钢板密贴的程度。一般初拧扭矩不能用得 太小，最好用终拧扭矩的89%。 10.9.9高强度螺栓拧紧的次序，应从螺栓群中部向四周扩展逐 个拧紧，无论是初拧、复拧还是终拧，都要遵守这一规则，目的 是使高强度螺栓接头的各层钢板达到充分密贴，避免产生弹簧 效应。 10.9.10拧紧高强度螺栓用的定扭矩扳子，要定期进行定扭矩 值的检查，每天上下午上班前都要校核一次。高强度螺栓使用扭 矩大，扳手在强大的扭矩下工作，原来调好的扭矩值很容易变 动，所以检查定扭矩扳子的额定扭矩值，是十分必要的。 10.9.11高强度螺栓从安装到终拧要经过几次拧紧，每遍都不 能少，为了明确拧紧的次数，规定每拧一遍都要做上记号。用不 同记号区别初拧、复、终拧，是防止漏拧的较好办法。 10.9.13作为安装螺栓使用会损伤高强螺栓丝扣，影响终拧 扭矩

10.10.1钢结构都要用防火涂层，因此钢结构加工厂在构件制 作时只作防锈处理，用防锈涂层刷两道，不涂刷面层。但构件的 接头，不论是焊接还是螺栓连接，一般是不刷油漆和各种涂料 的，所以钢结构安装完成后，要补刷这些部位的涂层。钢结构安 装后补涂层的部位，包括焊缝周围、高强度螺栓及摩擦面外露 部分，以及构件在运输安装时涂层被擦伤的部位

10.10.1钢结构都要用防火涂层，因此钢结构加工厂在构件制 作时只作防锈处理，用防锈涂层刷两道，不涂刷面层。但构件的 接头，不论是焊接还是螺栓连接，一般是不刷油漆和各种涂料 的，所以钢结构安装完成后，要补刷这些部位的涂层。钢结构安 装后补涂层的部位，包括焊缝周围、高强度螺栓及摩擦面外露 部分，以及构件在运输安装时涂层被擦伤的部位

10.10.2灰尘、杂质、飞溅等会影响油漆与钢材的粘接强度， 影响耐久性。涂装前必须彻底清除。 10.10.3本条规定涂装时温度以5℃～38℃为宜，该规定只适 合室内无阳光直接照射的情况，一般来说钢材表面温度比气温高 2℃～3℃。如果在阳光直接照射下，钢材表面温度比气温高8℃ ~12℃，涂装时漆膜耐热性只能在40℃以下，当超过43℃时， 膜容易产生气泡而局部鼓起，降低附着力。低于0℃时，漆膜 容易冻结而不易固化。湿度超过85%时，钢材表面有露点凝结， 漆膜附着力差。 10.10.4~10.10.6 钢结构安装补刷涂层工作，必须在整个安装 流水段内的结构验收合格后进行，否则在刷涂层后再作别的项目 工作，还会损伤涂层。涂料和涂刷工艺应和结构加工时所用相 司。露天、冬季涂剧，还要制定相应的施工工艺

10.11安装的峻工验收

10.11.1～10.11.3钢结构的峻工验收工作分为两步：第一步是 每个流水区段一节柱子的全部构件安装、焊接、栓接等各单项工 程，全部检查合格后，要进行隐蔽工程验收工作，这时要求这 段内的原始记录应该齐全。第二步是在各流水区段的各项工程全 部检查合格后，进行峻工验收。峻工验收按照本节规定的各条， 由各相关单位办理。 钢结构的整体偏差，包括整个建筑物的平面弯曲、垂直度 总高度允许偏差等，本规程不再做具体规定，按现行国家标准 （钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定执行。

11.3压型钢板组合楼板

11.3压型钢板组合楼板

（图7b)，随着荷载的增加，屈服线将贯穿整个楼板；在这种破 坏模式下，楼板不会产生薄膜效应；②梁的承载力大于楼板的承 载力时，楼板首先届服，梁内不产生塑性铰，此时楼板的极限承 载力将取决于单个板块的性能，其届服形式如图7c所示；如楼 板周边上的垂直支承变形一直很小，楼板在变形较大的情况下就 会产生薄膜效应。因此，楼板产生薄膜效应的一个重要条件是： 火灾下楼板周边有垂直支承且支承的变形一直很小

图6均匀受荷模板随者温度升高形成速膜效应的过程

图7楼板套曲破坏的形式

11.3.3由于楼板的面积很大，对压型钢板进行防火保护，工程

量大、费用高、施工周期长。在有些情况下，将压型钢板设计为 只作模板使用是更经济、可行的解决措施。 压型钢板进行防火保护时，常采用防火涂料。对于防火涂料 保护的压型钢板组合楼板，目前尚没有简便的耐火验算方法，因 此本条规定基于标准耐火试验结果确定防火保护

附录B钢板剪力墙设计计算

附录B钢板剪力墙设计计算

B.1.1主要用于抗震的抗侧力构件不承担竖向荷载，在欧美日 等国的抗震设计规范中是一个常见的要求，但是实际工程中具体 的构造是很难做到这一点。因此在实践上对这个要求应进行灵活 的理解：设置了钢板剪力墙开间的框架梁和柱，不能因为钢板剪 力墙承担了竖向荷载而减小截面。这样，即使钢板剪力墙发生了 屈曲，框架梁和柱也能够承担竖向荷载，从而限制钢板剪力墙届 曲变形的发展。 梁内加劲肋与剪力墙上加劲肋错开，可以减小或避免加劲助 承担竖向力，所以应采用这种构造和布置。 B.1.3剪切膜单元刚度矩阵，参考《钢结构设计方法》（童根 树，中国建筑工业出版社，2007年11月）或有关有限元分析方 面的专门书籍 加劲肋采取不承担竖向荷载的构造，使得地震作用下，加劲 助可以起到类似防屈曲支撑的外套管那样的作用，有利于提高钢 板剪力墙的抗震性能（延性和耗能能力）。

B.2非加劲钢板剪力墙计算

B.2.1本条提出的钢板剪力墙弹塑性屈曲的稳定系数，是早期 EC3（1994年版本）分段公式的简化和修正，对比如图8所示。 按照不承担竖向荷载设计的钢板剪力墙，无需考虑竖向荷载 在钢板剪力墙内实际产生的应力，因为钢板剪力墙一旦变形，共 同的作用使得钢梁能够马上分担竖向荷载，并传递到两边柱子， 变形不会发展。 B.2.2考虑屈曲后的抗剪强度计算公式，参照《冷弯薄壁型钢

图8钢板前力增弹塑性届曲的稳定系数对比

B.3仅设置竖向加劲助钢板剪力墙计算

B.3.1竖向加劲助中断是措施之一

B.5设置水平和竖向加劲肋的钢板剪力墙计算 B.5.2 经过分析表明，在设置了水平加劲肋的情况下，只要

7y≥22"，就不会发生整体的屈曲，考虑一部分缺陷影响，这 里放大1.5倍。竖向加劲肋，虽然不要求它承担竖向应力，但是 无论采用何种构造，它都会承担荷载，其抗弯刚度就要折减，因 此对竖向加劲肋的刚度要求增加20%。 B.5.3剪切应力作用下，竖向和水平加劲助是不受力的，加劲 助的刚度完全被用来对钢板提供支撑，使其剪切屈曲应力得到提 高，此时按照支撑的概念来对设置加劲助以后的临界剪应力提出 计算公式。有限元分析表明：如果按照98规程的规定，即式 (11)米计算：

fer=3.5,D/D/ 25

即使这个公式本身，按照正交异性板剪切失稳的理论分析来 判断，已经非常的保守，但与有限元分析得到的剪切临界应力计 算结果相比也是偏大的，属不安全的。因此在剪切临界应力的计 算上，在加劲助充分加劲的情况下，应放弃正交异性板的理论。 在竖向应力作用下，加劲钢板剪力墙的届曲则完全不同，此 时竖向加劲肋参与承受竖向荷载，并且还可能是钢板对加劲助提 供支援。

B.6弹塑性分析模型

B.6.2钢板剪力墙屈曲后的剪切刚度，从届曲瞬时的约0.7G 逐渐下降，可以减小到（0.6～0.4）G，这里取一个中间值。 B.6.4非加劲的钢板剪力墙，不推荐应用在设防烈度较高（例 如7度（0.15g）及以上）的地震区；滞回曲线形状随高厚比变 化，标准作出规定将非常复杂。而对于设置加劲肋的钢板剪力 墙，其设计思路已经发生变化，例如，此时屈曲后的退化就不是 很严重，因此，作为近似可以采用理想弹塑性模型。但是考虑到 实际工程的千变万化，设计人员仍要注意设置加劲肋以后的滞回 曲线的形状与理想的双线性曲线之间的差别

附录C无粘结内藏钢板支撑墙板的设计

C.3.1给出支撑设计承载力V与抗侧届服承载力的比值范围， 是为了使支撑在多遇地震作用下处于弹性，而在罕遇地震作用下 能先于框架梁和柱子屈服而耗能。 C3.4对于单斜钢板支撑，因泊松效应和支撑受压后与墙板孔壁 产生摩擦等因素，使相同侧移时，支撑的受压承载力高于受拉承 截力。在多遇地震作用下，结构设计中需要考支撑拉压作用下 受力差异对结构受力的不利作用时，可偏于安全取：1一P，！： 1.1X I +P,1 。 C.3.5这是为实现预估的罕遇地震作用下，钢支撑框架结构主 要利用无粘结内藏钢板支撑墙板耗能和尽量保持框架梁和柱处于 弹性的抗震设计目的。 C.3.6抗震分析表明，罕遇地囊作用下，因支撑大幅累积塑性 变形，导致其对被撑梁竖向支点作用几平消失

D.1设计原则与几何尺寸

D.1设计原则与几何尺寸

D.1.1使用阶段竖缝剪力墙板会承受一定的竖向荷载，本条规 定不应承受竖向荷载是指： 1横梁应该按照承受全部的竖向荷载设计，不能因为竖缝 剪力墙承受竖向荷载而减小梁的截面； 2两侧的立柱要按照承受其从属面积内全部的竖向荷载设 计，为在预估的罕遇地震作用下竖缝剪力墙板开裂、竖向承载能 力下降而发生的“竖向荷载重新卸载给两侧的柱子”做好准备， 以保证整体结构的“大震不到”； 3为达成以上目的，竖缝剪力墙的内力分析模型应按不承 担竖向荷载的剪切膜单元进行分析。 D.1.2本条前三款与98规程一致，第4款是新增要求，其目 的：一是增强梁柱节点竖向抗剪能力；二是增强框架梁上下翼缘 与竖缝墙板之间的传力，避免竖缝板与钢梁连接面成为薄弱 环节。

D.2.1混凝土实体墙和缝间墙的刚度计算采用现行国家标准 混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定，同时考虑混凝土 的开裂因素，对弹性模量乘以0.7系数。竖缝墙刚度等效必须考 虑如下变形分量： 1）单位侧向力作用下缝间墙的弯曲变形

Aesl h. (1. 25h,)3 2. 79h (12) 8. 4E,Iei 8.4E.Iai Etio

系数1.25是参考了联肢剪力墙的连梁的有效跨度而引人的。 2）单位侧向力作用下缝间墙的前切变形

1.71h, ZGelao

3）单位侧向力作用下上、下实体墙部分的前切变形

4）单位侧向力作用下钢梁腹板单切变形产生的原闻侧移，

多缝剪力墙总体抗创刚度由下式往

K = (4. +A +A +A,)

按照这个等效的刚度，换算出等效剪切膜的厚度。 在有限元的实现上，等效剪切板作为一个单元，四个角点 （图10）的位移记为u;、V:（i=1，2，3，4），从这些位移中计 算出剪切板的剪应变。整个剪力墙区块的变形包括剪切变形、弯 变形和伸缩变形，变形示意图分别见图11，由于弯曲变形和 伸缩变形中节点域两对角线的长度保持相等，两对角线长度差仅 由剪切变形引起，因此可以通过两对角线变形后的长度差来计算 等效剪切板的剪切角。记剪切变形为，L为变形前剪力墙对角 线的长度，L和L²为变形后剪力墙两对角线的长度，h和 分别为剪力墙的层高和跨度（梁形心到梁形心，柱形心到柱形 心），变形后对角线的长度差为：

L', =/(I + uz ug) +(h +v v,)3 Ld L'=/I+u, u,)+(h+) L2 L’ =

=G,te(u, +u,u+( +v,)

图10剪切膜四角点的位秘

图1坚缝取力造的零形分解

剪切膜的单元刚度矩阵必须与其他单元一起使用。 D.2.2内嵌竖缝墙的钢框架梁的梁端小段长度范围内存在很大 的剪力，剪切膜模型无法掌握，必须按照式（D.2.2）计算，确 保梁端的抗剪强度得到满足

D.3墙板承载力计算

D.3.2若超出此范围过多，则应重新调整缝间墙肢数n、缝间 墙尺寸{1、h以及《；（受力纵筋合力点至缝间墙边缘的距离） f。和了，的值，使e，尽可能控制在上述范围内。 D.3.5这是为了确保竖缝墙墙肢发生延性较好的压弯破坏

D.5强度和稳定性验算

D.5.1角部加强板起三个非常重要的作用

1为竖缝墙的安装提供快速固定，使墙板准确就位； 2 帮助框架梁抵抗式（D.2.2）的梁端剪力； 3加强梁下翼缘与竖缝墙连接面的水平抗剪强度，避免出 现抗单薄弱环节

D.6.1这是为了让竖缝增尽量少地承受竖向荷载。形成竖缝的 填充材料可采用石棉板等。

D.6.1这是为了让竖缝增尽量少地承受竖向荷载。形成竖缝的 填充材料可采用石棉板等

附录E屈曲约束支撑的设计

附录E屈曲约束支撑的设计

E.1.1由于届曲约束支撑在偏心受力状态下，可能在过渡段预 留的空隙处发生弯曲，导致整个支撑破坏，所以屈曲约束支撑应 用于结构中宜设计成轴心受力构件，并且要保证在施工过程中不 产生过大的误差导致屈曲约束支撑成为偏心受力构件。 耗能型屈曲约束支撑在风荷载或多遇地震作用产生的内力必 须小于屈曲约束支撑的屈服强度，面在设防地震与罕遇地震作用 下，屈曲约束支撑作为结构中附加的主要耗能装置，应具有稳定 的耗能能力，减小主体结构的破坏。 根据“强节点弱杆件”的抗震设计原则，在罕地震作用下 核心单元发生应变强化后，屈曲约束支撑的连接部分仍不应发生 损坏。 E.1.2在屈曲约束支撑框架中，支撑与梁柱节点宜设计为刚性 连接，便于梁柱节点部位的支撑节点的构造设计。尽管刚性连接 可能会导致一定的次弯矩，但其影响可忽略不计。尽管铰接连接 从受力分析是最合理的，但由于对连接精度的控制不易实现，故 较少在工程中采用。 采用K形支撑布置方式，在罕遇地震作用下，屈曲约束支 撑会使柱承受较大的水平力，故不宜采用。而由于屈曲约束支撑 的构造特点，X形布置也难以实现。 屈曲约束支撑的总体布置原则与中心支撑的布置原则类似。 屈曲约束支撑可根据需要沿结构的两个主轴方向分别设置或仅在 一个主轴方向布置，但应使结构在两个主轴方向的动力特性相 近。屈曲约束支撑在结构中布置时通常是各层均布置为最优，也 可以仅在薄弱层布置，但后者由于增大了个别层的层间刚度，需 301

要考患相邻层层间位移放大的现象。屈曲约束支撑的数量、规格 和分布应通过技术性和经济性的综合分析合理确定，且布置方案 应有利于提高整体结构的消能能力，形成均匀合理的受力体系， 减少不规则性

E.2屈曲约束支撑构件

E.2.1屈曲约束支撑的常用截面如图12所示

图12屈曲约速支撑常用微面形式

屈曲约束支撑一般由三个部分组成：核心单元、无粘结构造 层与约束单元

核心单元是屈曲约束支撑中主要的受力元件，由特定强度的 钢材制成，一般采用延性较好的低屈服点钢材或Q235钢，且应 具有稳定的屈服强度值。常见的截面形式为十字形、T形、双T 形、一字形或管形，适用于不同的承载力要求和耗能需求。 无粘结构造层是屈曲约束机制形成的关键。无粘结材料可选 用橡胶、聚乙烯、硅胶、乳胶等，将其附着于核心单元表面，目 的在于减少或消除核心单元与约束单元之间的摩擦剪力，保证外 围约束单元不承担或极少承担轴向力。核心单元与约束单元之间 还应留足间隙，以防止核心单元受压膨胀后与约束单元发生接 触，进而在二者之间产生摩擦力。该间隙值也不能过大，否则核 心屈服段的局部屈曲变形会较大，从而对支撑承载力与耗能能力 产生不利影响。 约束单元是为核心单元提供约束机制的构件，主要形式有钢 管混凝土、钢筋混凝土或全钢构件（如钢管、槽钢、角钢等）组 成。约束单元不承受任何轴力。 其中核心单元也由三个部分组成：工作段、过渡段、连 接段。 工作段也称为约束属服段，该部分是支撑在反复荷载下发生 屈服的部分，是耗能机制形成的关键。 过渡段是约束屈服段的延伸部分，是屈服段与非届服段之间 的过渡部分。为确保连接段处于弹性阶段，需要增加核心单元的 截面积。可通过增加构件的截面宽度或者焊接加劲肋的方式来实 现，但截面的转换应尽量平缓以避免应力集中。 连接段是屈曲约束支撑与主体结构连接的部分。为便于现场 安装，连接段与结构之间通常采用螺栓连接，也可采用焊接。连 接段的设计应考虑安装公差，此外还应采取措施防止局部届曲。 E.2.2设计承载力是届曲约束支撑的弹性承载力，用于静力荷 载、风荷载与多遇地震作用工况下的弹性设计验算，一般情况下 先估计一个支撑吨位、确定核心单元材料，然后确定支撑构件核 心单元的截面面积

N=(EI +KE,I)

式中：N为修正后的届曲约束支撑失稳承载力；K为约束单元 抗弯刚度的折减系数，0<≤K≤1，反映随着混凝土开裂和裂缝发 展，约束单元抗弯刚度的降低。当支撑芯材屈服后，取屈服后弹 性模量为αE；，α为支撑芯材屈服后刚度比，通常取2%～5%。 由N大于核心钢支撑的屈服承载力N~的条件，得到：

Nm=(aE,I+KE,I)≥N

约束单元为钢管混凝土时，Black等认为K=1。用钢筋混 凝土作为约束单元时，考虑纵向弯曲对钢筋混凝土抗弯刚度的降 低影响，系数K可由式（21）确定：

式中：B，为钢筋混凝土截面的短期刚度，B，三（0.22十 3.75αee）EI。，αg为钢筋与混凝土模量比，ag=E,/E。，，为 单边纵向钢筋配筋率，β.=A,/（bh。），A,为受拉纵向钢筋面积； 为截面有效高度。 由于约束单元对核心单元的约束作用和钢材的强化，屈曲约 束支撑的极限受压承载力Nymx往往大于Nyx。因此，为避免屈 曲约束支撑在达到Nmx前产生整体失稳，建议将式（20）修 改为：

Nm=(aE,I,+KE,I)≥Nmr=βN

式中：β为受压承载力调整系数，由受压极限承载力Nmx和受 拉极限承载力N.mx之比β=Namx/Nmx确定，FEMA450规定 ≤1.3；w为钢材应变强化调整系数，根据IwataM和Tremblay R的试验结果，支撑应变为1.5%～4.8%时，=1.2～1.5。偏 于安全取β—1.3，=1.5，则有&=1.95，因此有：

(aE/ + KE,I) ≥ 1. 95Ny

当采用钢管混凝土作为支撑约束单元时，取K=1，则式 23）与Kmiura建议的约束钢管混凝土Euler稳定承载力应大于

1.9倍核心单元届服承载力的要求接近

对于全钢型屈曲约束支撑，其约束单元只有全钢构件，其受 力途径比较明确，故计算可以简化，E,、I，直接取为外约束全 钢构件全截面的弹性模量和截面惯性矩。 E.2.7依据上海中娩钢结构设计有限公司委托清华大学所做的 研究成果，屈曲约束支撑的抗弯计算要求应与其整体稳定计算相 同，即应采用极限荷载Nmx作为抗弯设计的控制荷载，并应考 虑约束混凝土部分开裂的刚度折减。 如图13所示，设届曲约束支撑的初始缺陷为正弦函数，则 在屈曲约束支撑的极限荷载N。作用下的平衡方程为

图13届约速支撑载面形式和核心单元

KE++%)P0 o=asin

+V) Not 1 Lt N.

则在极限荷载N。作用下约束单元的跨中最大弯矩为

按M进行约束单元的抗弯设计即可 E.2.8核心单元在轴压力作用下会对约束单元产生侧向膨胀作 用，侧向膨胀作用的大小与无粘结层厚度有关。通常无粘结材料 的弹性模量远小于钢和混主材料，当无粘结层较厚时，约束单 元对核心单元的约束作用较弱。随着轴向压力增大，核心单元板 件最终形成如图14所示的多波高阶屈曲模态。此时当采用钢管 昆凝土作为约束单元时，可直接按抗弯要求确定钢管壁厚；采用 筋混凝土作为约束单元时，箍筋可按现行国家标准《混土结 构设计规范》GB50010中的构造要求配置即可

图14核心单元多波高阶屏面

当无粘结构造层较薄时，核心单元在轴压力作用下的侧间能 长会对约束单元产生挤压作用（图15）。这种挤压作用可能导致 昆主开裂，所以约束单元应通过计算配置定够的筛或保证钢 管具有足够的壁厚。核心单元膨胀容易使外包混凝土开裂，所以 不考患混凝土的抗拉强度，可将核心单元截面横向膨胀对约束单 元的作用力简化如图16所示，箍筋或钢管的环向拉力应与核心 单元的侧向膨胀力相平衡

E.2.9屈曲约束支撑的核心单元截面选用一字形、十字形、 H形或环形。MaseS，YabeY等人的试验研究表明，当核心单 元截面采用一字形时，其宽厚比对届曲约束支撑的低周疲劳性能 有一定影响，截面积相同，宽厚比越小，极限承载力越高，力学 行为越稳定。另外，对钢材的性能应有一定的要求，钢材的屈强 比不应大于0.8，且在3%应变下无弱化，有较好的低周疲劳性 能，当作为金属屈服型阻尼器设计时，可选择低屈服点特种钢 材，但核心单元内部不能存在对接焊缝，因为焊接残余应力会影 响核心单元的性能。 通常使用的无粘结材料有：环氧树脂、沥青油漆、乙烯基层 十泡沫、橡胶层、硅树脂橡胶层等，厚度为0.15mm~3.5mm。 Wakabayashi等研究了各种无粘结材料对屈曲约束支撑性能的影 响，建议采用“硅树脂十环氧树脂”做无粘结材料。其他研究者 也建议了多种无粘结构造，如0.15mm~0.2mm聚乙烯薄膜、 1.5mm丁基橡胶、2mm硅树脂橡胶层等。 在外包混凝土约束段端部与支撑加强段端部斜面之间预留间 隙，主要是为了避免在支撑受压时端部斜面楔入外包混凝土中， 所以预留的间隙值应考虑罕遇地震下核心单元的最大压缩变形。

图16核心单元对约束 单元能账力示意图

图15核心单元的搭压影脂

按此受力模型，采用有限元方法对不同钢板厚度和混凝土强 度时界面上的压应力进行分析。根据分析结果，当钢板与混凝土 界面为完全无粘结时GB／T 50597-2019 纺织工程常用术语、计量单位及符号标准，中部截面核心单元膨胀对混凝土产生的界 面压应力分布近似如图16所示。当约束单元为钢管时，可得支 撑中部钢管的壁厚1、应满足下式

式中：了为混凝土轴心抗压强度标准值；了，为钢管的屈服强度。 当采用钢筋混凝土时，可得到支撑中部箍筋的体积配箍率 0为：

E.3屈曲约束支撑框架结构

E.3.2通过国内外已有的对支撑结构的分析表明，在地震作用 时，地震水平力集中在支撑上，作为力传递路径的楼板也将产生 平面内的剪力。单独的组合大梁有可能发生楼板剪切破坏的情 况，此时水平面内作用有剪力，当大梁中间部分设置有“人”形 支撑时，支撑所产生的剪力与上述水平剪力合成使楼板剪力变得 非常大而导致其发生平面内的剪切破坏。由此可见，属曲约束支 撑设计时必须慎重考结构内力的传递路径。 E.3.3屈曲约束支撑与结构之间可以采用螺栓连接或焊接连 接。采用螺栓连接可方便替换，建议采用高强度螺栓摩擦型连 接，主要是为了保证地震作用下螺栓与连接板件间不发生相对滑

式中：b、h为截面边长；&，为混凝土保护层厚度；f>为箍筋屈 服强度。 由于核心单元与混凝土界面存在摩擦，特别是在屈曲约束支 撑端部，膨胀力比中部大，因此支撑端部应采取一定的加强措 施。根据试验结果和有限元分析结果，屈曲约束支撑端部的钢管 壁厚或者配箍率可取式（28）和式（29）计算值的两倍，且端部 加强区长度可取为构件长边边长的1.5倍

移，碳少螺程滑移对支撑非弹性变形的影响。对于极限承载力较 大的屈曲约束支撑，如节点采用螺栓连接，所需的螺栓数量比较 多，使得节点所需连接段较长，此时也可采用焊接连接。 为了保证屈曲约束支撑具有足够的耗能能力，支撑的连接节 点不应先于核心单元破坏。故屈曲约束支撑与梁柱的连接节点应 有足够的强度储备。在设计支撑连接节点时，最大作用力按照支 撑极限承载力的1.2倍考虑。 屈曲约束支撑与梁、柱构件的连接节点板应保证在最大作用 力下不发生强度破坏和稳定破坏。节点板在支撑压力作用下的稳 定性可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中节点板 强度与稳定性计算的相关规定计算

于核心单元的届服强度， 4）对于支撑试验，在变形大于第一个屈服点的轴向变形 值时，每一加载周期的最大压力和最大拉力的比值不 应于1.3

DB13／T 5056-2019 高速公路桥涵预防性养护技术规范附录F 高强度螺栓连接计算