8.1.1
混凝土核心筒-钢框架混合结构,在美国主要用于非抗震区,且认为不宜大于150m。在日本,1992年建了两幢,其高度分别为78m和107m,结合这两项工程开展了一些研究,但并未推广。据报导,日本规定今后采用这类体系要经建筑中心评定和建设大臣批准,至今尚未出现第三幢。
我国自80年代在不设防的上海希尔顿酒店采用混合结构以来,应用较多,但对其抗震性能和合理高度尚缺乏研究。由于这种体系主要由混凝土核心筒承担地震作用,钢框架和混凝土筒的侧向刚度差异较大,国内对其抗震性能尚未进行系统的研究,故本次修订,不列入混凝土核心筒-钢框架结构。
本章主要适用于民用建筑,多层工业建筑不同于民用建筑的部分,由附录G予以规定。
本章不适用于上层为钢结构下层为钢筋混凝土结构的混合型多层结构。用冷弯薄壁型钢作主要承重结构的房屋,构件截面较小,自重较轻,可不执行本章的规定。
8.1.2
国外70年代及以前建造的高层钢结构,高宽比较大的,如纽约世界贸易中心双塔,为6.6,其他建筑很少超过此值的。注意到美国东部的地震烈度很小,《高层民用建筑钢结构技术规程》据此对高宽比作了规定。本规范考虑到市场经济发展的现实,在合理的前提下比高层钢结构规程适当放宽高宽比要求。
8.1.5
本章对钢结构房屋的抗震措施,一般以12层为界区分。凡未注明的规定,则各种高度的钢结构房屋均要遵守。
8.1.6
不超过12层的钢结构房屋宜优先采用交叉支撑,它可按拉杆设计,较经济。若采用受压支撑,其长细比及板件宽厚比应符合有关规定。
大量研究表明,偏心支撑具有弹性阶段刚度接近中心支撑框架,弹塑性阶段的延性和消能能力接近于延性框架的特点,是一种良好的抗震结构。常用的偏心支撑形式如图8.1.6所示。
偏心支撑框架的设计原则是强柱、强支撑和弱消能梁段,即在大震时消能梁段屈服形成塑性铰,且具有稳定的滞回性能,即使消能梁段进入应变硬化阶段,支撑斜杆、柱和其余梁段仍保持弹性。因此,每根斜杆只能在一端与消能梁段连接,若两端均与消能梁段相连,则可能一端的消能梁段屈服,另一端消能梁段不屈服,使偏心支撑的承载力和消能能力降低。
8.1.9
支撑桁架沿竖向连续布置,可使层间刚度变化较均匀。支撑桁架需延伸到地下室,不可因建筑方面的要求而在地下室移动位置。支撑在地下室是否改为混凝土抗震墙形式,与是否设置钢骨混凝土结构层有关,设置钢骨混凝土结构层时采用混凝土墙较协调。该抗震墙是否由钢支撑外包混凝土构成还是采用混凝土墙,由设计确定。
日本在高层钢结构的下部(地下室)设钢骨混凝土结构层,目的是使内力传递平稳,保证柱脚的嵌固性,增加建筑底部刚性、整体性和抗倾覆稳定性。而美国无此要求,故本规范对此不作规定。
多层钢结构与高层钢结构不同,根据工程情况可设置或不设置地下室。当设置地下室时,房屋一般较高,钢框架柱宜伸至地下一层。
8.1.10
钢结构的基础埋置深度,参照高层混凝土结构的规定和上海的工程经验确定。