5.2 结构系统

5.2.1 本条采用直接引用的方法，规定了装配式钢结构建筑的结构设计必须遵守的规范，保证结构安全可靠。

5.2.2 工程经验表明，钢结构对钢材的品种、质量和性能有着更高的要求，同时也要求在设计选材时要做好优化比选工作。本条依据相关设计规范和工程经验，结合装配式钢结构建筑的用钢特点，提出了选材时应综合考虑的诸要素。其中应力状态指弹性或塑性工作状态和附加应力（约束应力、残余应力）情况；工作环境指高温、低温或露天等环境条件；钢材品种指轧制钢材、冷弯钢材或铸钢件；钢材厚度主要指厚板、厚壁钢材。为了保证结构构件的承载力、延性和韧性并防止脆断断裂，工程设计中应综合考虑上述要素，正确合理地选用钢材牌号、质量等级和性能。同时由于装配式钢结构建筑中钢材费用约占到工程总费用的30%，故选材还应充分地考虑到工程的经济性，选用性价比较高的钢材。此外作为工程重要依据，在设计文件中应完整的注明对钢材和连接材料的技术要求，包括牌号、型号、质量等级、力学性能和化学成分、附加保证性能和复验要求，以及应遵循的技术标准等。

5.2.9 对照国外的研究成果和有关标准，要求装配式钢结构建筑应具有良好的使用条件，满足舒适度的要求。按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的10年一遇的风荷载取值计算或进行风洞试验确定的结构顶点最大加速度不应超过本标准表5.2.9中的限值。计算舒适度时结构阻尼比的取值影响较大，一般情况下，对房屋高度为80m~100m的钢结构阻尼比取0.015，对房屋高度大于100m的钢结构阻尼比取0.01。

5.2.13 对钢框架结构的设计作如下说明：

    2 梁翼缘加强型节点塑性铰外移的设计原理如图1所示。通过在梁上下翼缘局部焊接钢板或加大截面，达到提高节点延性，在罕遇地震作用下获得在远离梁柱节点处梁截面塑性发展的设计目标。

    4 框架梁在预估的罕遇地震作用下，在可能出现塑性铰的截面（为梁端和集中力作用处）附近均应设置侧向支撑，可以采用增设次梁、隅撑或加劲肋的方式实现侧向支撑。在住宅建筑中，为避免影响使用功能，优先选用增设加劲助的方式，此时加劲肋所抵抗的侧向力应按照现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99来确定。由于地震作用方向变化，塑性铰弯矩的方向也随之发生变化，故要求梁的上下翼缘均应设侧向支撑。如梁上翼缘整体稳定性有保证，可仅在下翼缘设支撑。

    5 装配式钢结构建筑框架柱可选用异型组合截面，并应满足国家现行标准的规定；当没有规定时，应进行专项审查，通过后，方可采用。常见的异型组合截面如图2所示。

    式中：X——主体结构在钢板剪力墙所在楼层的层间竖向压缩变形平均值△与层高H比值的100倍。

    上述计算公式依据对不同厚度的非加劲钢板剪力墙的数值分析结果拟合得到。对于高层混凝土结构和钢结构，宜符合下式规定：

5.2.17 构件之间的连接作如下说明：

    1 钢框架的连接主要包括：梁与柱的连接、支撑与框架的连接、柱脚的连接以及构件拼接。连接的高强度螺栓数和焊缝长度（截面）宜在构件选择截面时预估。按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）的要求，构件的连接需符合“强连接弱构件”的原则，当梁与柱采用刚性连接时，连接的极限承载力应大于梁的全截面塑性承载力。此条主要针对采用梁柱刚性连接时的完全强度连接（即连接的设计强度不小于梁的设计强度）提出。对于全螺栓连接节点，如外伸式端板连接节点，当按照刚性连接设计时，可以设计为完全强度连接或部分强度连接（即连接的设计强度仅满足设计承载需求而小于梁的设计强度）。当外伸式端板连接节点设计为完全强度连接时，应满足此条文要求，即螺栓连接的极限承载力应大于梁的全截面塑性承载力，此时高强度螺栓连接的极限承载力应参考《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015中的表4.2.5计算。当外伸式端板连接节点设计为部分强度连接时，一般情况下不能满足此条要求；但根据已有研究的结果，部分强度连接的外伸式端板连接节点在达到节点承载力之后，虽然一般不能实现梁截面屈服形成塑性铰耗能，但通过充分发展端板弯曲变形仍可以得到较大的节点转角并实现较为充分的能量耗散，同样可以得到较好的抗震性能；因此，对于采用部分强度连接的外伸式端板连接节点可不满足此条要求，而按照“强连接弱板件”的原则进行设计，即控制螺栓连接的设计承载力大于端板屈服的设计承载力，并保证螺栓连接的极限承载力大于端板全截面屈服对应的承载力。

    2 连接构造应体现装配化的特点，尽可能做到人工少、安装快。现场施工中，优先选用螺栓连接，少采用现场焊接及湿作业量大的连接。比如在满足承载力和构造要求的前提下，优先选用外露式的钢柱脚，钢柱脚可采用预埋锚栓与柱脚板连接的外露式做法。

    3 在有可靠依据时，梁柱的连接可采用半刚性连接，但必须满足承载力和延性的要求，一般要求连接的极限转角达到0.02rad时，节点抗弯承载力下降不超过15%。

5.2.18 整体式楼板包括普通现浇楼板、压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板组合楼板等；装配整体式楼板包括钢筋桁架混凝土叠合楼板、预制混凝土叠合楼板；装配式楼板包括预制预应力空心板叠合楼板（SP板）、预制蒸压加气混凝土楼板等。

    无论采用何种楼板，均应该保证楼板的整体牢固性，保证楼板与钢结构的可靠连接，具体可以采取在楼板与钢梁之间设置抗剪连接件，将楼板预埋件与钢梁焊接等措施来实现。全预制的装配式楼板的整体性能较差，因此需要采取更强的措施来保证楼盖的整体性。对于装配整体式的叠合板，一般当现浇的叠合层厚度大于80mm时，其整体性与整体式楼板的差别不大，因此可以适用于更高的高度。

5.2.19 钢结构抗侧刚度较小，而楼梯的刚度比较大，楼梯参与抗侧力会对结构带来附加偏心等方面的问题，因此楼梯与主体结构宜采用不传递水平力的连接形式，具体措施可以通过连接螺栓开长圆孔、设置聚四氟乙烯板等方式实现。

5.2.20 多高层装配式钢结构建筑的地下室和基础作如下说明：

    1 规定基础最小埋置深度，目的是使基础有足够大的抗倾覆能力。抗震设防烈度高时埋置深度应取较大值。

    2 一般情况下，支撑、延性墙板等抗侧力构件应连续布置，宜避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变，原则上支撑、延性墙板等抗侧力构件需延伸至基础。当地下室对于局部抗侧力构件的设置有影响时，可移动至邻近位置，并应采取加强措施，保证水平力的可靠传递，地下室顶板宜为嵌固端。

    3 柱上的最大弯矩出现在地下室顶板的嵌固端位置，当地下室层数不小于两层时，柱脚的弯矩将明显减小，因此柱脚可设置为铰接，但应注意节点构造应满足铰接节点的相关要求。