8.2　计算要点

8.2.1　钢结构应按本节规定调整地震作用效应，其层间变形应符合本规范第 5.5 节的有关规定。构件截面和连接抗震验算时，非抗震的承载力设计值应除以本规范规定的承载力抗震调整系数；凡本章未作规定者，应符合现行有关设计规范、规程的要求。

8.2.2　钢结构抗震计算的阻尼比宜符合下列规定：

　　1　多遇地震下的计算，高度不大于 50m 时可取 0.04；高度大于 50m 且小于 200m 时，可取 0.03；高度不小于 200m 时，宜取 0.02。

　　2　当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50％时，其阻尼比可比本条 1 款相应增加 0.005。

　　3　在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取 0.05。

8.2.3　钢结构在地震作用下的内力和变形分析，应符合下列规定：

　　1　钢结构应按本规范第 3.6.3 条规定计入重力二阶效应。进行二阶效应的弹性分析时，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017 的有关规定，在每层柱顶附加假想水平力。

　　2　框架梁可按梁端截面的内力设计。对工字形截面柱，宜计入梁柱节点域剪切变形对结构侧移的影响；对箱形柱框架、中心支撑框架和不超过 50m 的钢结构，其层间位移计算可不计入梁柱节点域剪切变形的影响，近似按框架轴线进行分析。

　　3　钢框架-支撑结构的斜杆可按端部铰接杆计算；其框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以调整系数，达到不小于结构底部总地震剪力的 25％和框架部分计算最大层剪力 1.8 倍二者的较小值。

　　4　中心支撑框架的斜杆轴线偏离梁柱轴线交点不超过支撑杆件的宽度时，仍可按中心支撑框架分析，但应计及由此产生的附加弯矩。

　　5　偏心支撑框架中，与消能梁段相连构件的内力设计值，应按下列要求调整：

1）支撑斜杆的轴力设计值，应取与支撑斜杆相连接的消能梁段达到受剪承载力时支撑斜杆轴力与增大系数的乘积；其增大系数，一级不应小于 1.4，二级不应小于 1.3，三级不应小于 1.2；

2）位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值，应取消能梁段达到受剪承载力时框架梁内力与增大系数的乘积；其增大系数，一级不应小于 1.3，二级不应小于 1.2，三级不应小于 1.1；

3）框架柱的内力设计值，应取消能梁段达到受剪承载力时柱内力与增大系数的乘积；其增大系数，一级不应小于 1.3，二级不应小于 1.2，三级不应小于 1.1。

　　6　内藏钢支撑钢筋混凝土墙板和带竖缝钢筋混凝土墙板应按有关规定计算，带竖缝钢筋混凝土墙板可仅承受水平荷载产生的剪力，不承受竖向荷载产生的压力。

　　7　钢结构转换构件下的钢框架柱，地震内力应乘以增大系数，其值可采用 1.5。

8.2.4　钢框架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时，可不验算地震作用下的整体稳定。

8.2.5　钢框架节点处的抗震承载力验算，应符合下列规定：

　　1　节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力，除下列情况之一外，应符合下式要求：

1）柱所在楼层的受剪承载力比相邻上一层的受剪承载力高出 25％；

2）柱轴压比不超过 0.4，或 N₂≤φA_cf（N₂ 为 2 倍地震作用下的组合轴力设计值）；

3）与支撑斜杆相连的节点。

　　等截面梁

 ∑W_pc（f_yc－N/A_c）≥η∑W_pbf_yb　 　　　（8.2.5-1）

　　端部翼缘变截面的梁

 ∑W_pc（f_yc－N/A_c）≥∑（ηW_pblf_yb＋V_bps） 　　　（8.2.5-2）

式中：W_pc、W_pb——分别为交汇于节点的柱和梁的塑性截面模量；

　　　　　W_pbl——梁塑性铰所在截面的梁塑性截面模量；

　　　f_yc、f_yb——分别为柱和梁的钢材屈服强度；

　　　　　　 N——地震组合的柱轴力；

　　　　　　A_c——框架柱的截面面积；

　　　　　　 η——强柱系数，一级取 1.15，二级取 1.10，三级取 1.05；

　　　　　 V_pb——梁塑性铰剪力；

　　　　　　 s——塑性铰至柱面的距离，塑性铰可取梁端部变截面翼缘的最小处。

　　2　节点域的屈服承载力应符合下列要求：

ψ（M_pb1＋M_pb2）／V_p≤（4/3）f_yv 　　　（8.2.5-3）

　　工字形截面柱

V_p＝h_blh_clt_w 　　　（8.2.5-4）

　　箱形截面柱

V_p＝1.8h_blh_clt_w 　　　（8.2.5-5）

　　圆管截面柱

V_p＝（π/2）b_blh_clt_w 　　　（8.2.5-6）

　　3　工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算：

t_w≥（h_b1＋h_c1）/90 　　　（8.2.5-7）

（M_b1＋M_b2）/V_p≤（4/3）f_v/γ_RE 　　　（8.2.5-8）

式中：M_pb1、M_pb2——分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力；

　　　　　　　V_p——节点域的体积；

　　　　　　　f_v——钢材的抗剪强度设计值；

　　　　　　 f_yv——钢材的屈服抗剪强度，取钢材屈服强度的 0.58 倍；

　　　　　　　ψ——折减系数；三、四级取 0.6，一、二级取 0.7；

　　　 h_b1、h_c1——分别为梁翼缘厚度中点间的距离和柱翼缘（或钢管直径线上管壁）厚度中点间的距离；

　　　　　　 t_w——柱在节点域的腹板厚度；

　　　 M_b1、M_b2——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值；

　　　　　　γ_RE——节点域承载力抗震调整系数，取 0.75。

8.2.6　中心支撑框架构件的抗震承载力验算，应符合下列规定：

　　1　支撑斜杆的受压承载力应按下式验算：

N/（φA_br）≤ψf/γ_RE 　　　　（8.2.6-1）

 ψ＝1/（1＋0.35λ_n） 　　　　（8.2.6-2）

 λ_n＝（λ/π）(f_ay/E）^0.5　 　　（8.2.6-3）

式中：N——支撑斜杆的轴向力设计值；

　　A_br——支撑斜杆的截面面积；

　　　φ——轴心受压构件的稳定系数；

　　　ψ——受循环荷载时的强度降低系数；

　λ、λ_n——支撑斜杆的长细比和正则化长细比；

　　　E——支撑斜杆钢材的弹性模量；

　f、f_ay——分别为钢材强度设计值和屈服强度；

　　 γ_RE——支撑稳定破坏承载力抗震调整系数。

　　2　人字支撑和Ｖ形支撑的框架梁在支撑连接处应保持连续，并按不计入支撑支点作用的梁验算重力荷载和支撑屈曲时不平衡力作用下的承载力；不平衡力应按受拉支撑的最小屈服承载力和受压支撑最大屈曲承载力的 0.3 倍计算。必要时，人字支撑和V形支撑可沿竖向交替设置或采用拉链柱。

 注：顶层和出屋面房间的梁可不执行本款。

8.2.7　偏心支撑框架构件的抗震承载力验算，应符合下列规定：

　　1　消能梁段的受剪承载力应符合下列要求：

　　当 N≤0.15Af 时

V≤φV_l/γ_RE 　　（8.2.7-1）

V_l＝0.58A_wf_ay 或 V_l＝2M_lp/a，取较小值

A_w＝（h－2t_f）t_w

M_lp＝fW_p

　　当 N＞0.15Af 时

V≤φV_lc/γ_RE 　　（8.2.7-2）

V_lc＝0.58A_wf_ay/{（1－[N/（Af）]² }^0.5

或　V_lc＝2.4M_lp[1－N/（Af）]/a，取较小值

式中：N、V——分别为消能梁段的轴力设计值和剪力设计值；

　 V_l、V_lc——梁段受剪承载力和计入轴力影响的受剪承载力；

　　　 M_lp——消能梁段的全塑性受弯承载力；

　　 A、A_w——分别为消能梁段的截面面积和腹板截面面积；

　　　　W_p——消能梁段的塑性截面模量；

　　　A、h——分别为消能梁段的净长和截面高度；

　　t_w、t_f——分别为消能梁段的腹板厚度和翼缘厚度；

　　f、f_ay——消能梁段钢材的抗压强度设计值和屈服强度；

　　　　 φ——系数，可取 0.9；

　　　　γ_RE——消能梁段承载力抗震调整系数，取 0.75。

　　2　支撑斜杆与消能梁段连接的承载力不得小于支撑的承载力。若支撑需抵抗弯矩，支撑与梁的连接应按抗压弯连接设计。

8.2.8　钢结构抗侧力构件的连接计算，应符合下列要求：

　　1　钢结构抗侧力构件连接的承载力设计值，不应小手相连构件的承载力设计值；高强度螺栓连接不得滑移。

　　2　钢结构抗侧力构件连接的极限承载力应大于相连构件的屈服承载力。

　　3　梁与柱刚性连接的极限承载力，应接下列公式验算：

M_u^j≥η_lM_p　　　　　　　（8.2.8-1）

V_u^j≥1.2（2M_p/l_n）＋V_Gb　　（8.2.8-2）

　　4　支撑与框架连接和梁、柱、支撑的拼接极限承载力，应按下列公式验算：

　　支撑连接和拼接　　N^j_ubr≥η_jA_brf_v　　　（8.2.8-3）

　　梁的拼接　　　　　M^j_ub,sp≥η_jM_p　　　 （8.2.8-4）

　　柱的拼接　　　　　M^j_uc,sp≥η_jM_pc　　　（8.2.8-5）

　　5　柱脚与基础的连接极限承载力，应按下列公式验算：

 M^j_u,base≥η_jM_pc　　　（8.2.8-6）

式中：　　　　　M_p、M_pc——分别为梁的塑性受弯承载力和考虑轴力影响时柱的塑性受弯承载力；

　　　　　　　　　　V_Gb——梁在重力荷载代表值（9度时高层建筑尚应包括竖向地震作用标准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；

　　　　　　　　　　l_n——梁的净跨；

　　　　　　　　　 A_br——支撑杆件的截面面积；

　　　　　　　　M、V ——分别为连接的极限受弯、受剪承载力；

N^j_ubr、M^j_ub,sp、M^j_uc,sp——分别为支撑连接和拼接、梁、柱拼接的极限受压（拉）、受弯承载力；

　　　　　　　 M^j_u,base——柱脚的极限受弯承载力。

　　　　　　　　　　η_j——连接系数，可按表 8.2.8 采用。

表 8.2.8　　　　钢结构抗震设计的连接系数

注：1　屈服强度高于 Q345 的钢材，按 Q345 的规定采用；

　　2　屈服强度高于Q345GJ 的 GJ 材，按 Q345GJ 的规定采用；

　　3　翼缘焊接腹板栓接时，连接系数分别按表中连接形式取用。