2023高性能钢结构应用技术规程

总则1.0.1为了在建筑钢结构的设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、安全适用、性能优异、经济合理，制定本规程。条文说明：本条是在建筑钢结构中合理应用高性能钢结构必须遵循的总方针。1.0.2本规程适用于抗震设防烈度为6度至9度(以下简称6度至9度)以及非抗震设防的多层及高层建筑钢结构。条文说明：高性能钢结构抗震性能好，在地震区应优先采用。高性能钢结构承载力高，用钢量低，在非地震区，也鼓励采用。1.0.3高性能钢结构应满足结构体系承载力高、延性好和用钢量低的要求。条文说明：本条是高性能钢结构应满足的基本要求。高性能钢结构通过采用高强钢构件和高延性构件，以及通过合理的结构布置，可以满足这一要求。1.0.4高性能钢结构设计除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。术语与符号术语高性能结构体系（HighPerformanceStructuralSystem）指通过运用钢材材性的优越性或采用具有高延性及理想耗能性能的构件使结构具有相比普通结构更加优越的抗震性能的体系。延性框架（DuctileFrame)侧向力作用下塑性变形能力好的框架。延性支撑（DuctileBrace-Frame)具有良好塑性变形能力的支撑型构件，如屈曲约束支撑、屈曲约束钢板墙等。屈曲约束支撑（Bucklingrestrainedbrace)亦称“防屈曲支撑”，是采用约束单元防止核心单元受压屈曲使得其可以充分实现受压屈服的一种支撑构件，可作为结构体系的水平抗侧力构件和消能减震构件使用。钢板剪力墙（Steelplateshearwalls）以钢板为材料填充于框架中承受水平剪力为主的墙体。屈曲约束钢板剪力墙（Buckling-restrainedsteelplateshearwalls）在内嵌钢板面外设置约束构件以抑制平面外屈曲的钢板剪力墙。延性剪力墙（Ductileshearwalls）延性剪力墙是指具有良好塑性变形能力的通过合理的结构形式及细部构造，保证剪力墙结构在抵抗地震作用时，可以通过墙肢或墙肢间的连系构件形成有效的塑性铰区域（弯矩塑性铰或剪切塑性铰）进而耗散地震能量的一种结构形式。此时，结构的刚度发生退化，但又有足够的竖向承载能力而不至于发生倒塌。墙肢间的连系构件应具有足够的刚度和承载能力以使结构作为一个整体来抵抗侧向荷载。连系构件(Couplingmembers)连系构件是指相邻延性剪力墙肢间，以承受剪切或弯曲变形为主的协调剪力墙肢间变形的结构构件。主要包括钢连梁或屈曲约束钢板。等强匹配焊接（Matchingstrengthwelding）焊接材料熔敷金属的力学性能不小于相应母材标准的下限值。欠强匹配焊接(Undermatchingstrengthwelding)焊接材料熔敷金属的力学性能满足设计要求，但小于相应母材标准的下限值。符号Acc——边缘构件宽度范围内的T型转换件截面积；、——屈曲约束支撑等效截面积；B——钢板墙的宽度；DC——连肢墙结构的耦连率；Dc——面外约束部件的平面外抗弯刚度；E——钢材弹性模量；——承受屈曲约束支撑轴力的连接作用力设计值；G——钢材剪切模量；H——钢板墙的高度；，——梁的上柱和下柱截面惯性矩；Iwp、Iwpx和Iwpy——角焊缝有效截面对焊缝形心的极惯性矩、角焊缝有效截面对其x、y轴的惯性矩；、、钢连梁的净跨度、有效计算跨度、钢连梁嵌入混凝土墙中的长度；、——梁端极限弯矩、弯矩之和；——组合梁正弯矩承载力；——组合梁梁端屈服负弯矩；，——梁的上柱和下柱端弯矩；——梁跨中截面最大正弯矩设计值；Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩；——框架梁柱节点的极限弯矩承载能力；——剪力墙截面抗震受弯承载力；N——所计算构件段范围内的轴心压力；——不考虑螺栓孔变形的高强螺栓承压承载力设计值；——考虑螺栓孔变形的高强螺栓承压承载力设计值；N′Ex、N′Ey——参数，；——屈曲约束支撑屈服承载力，由式(6.2.2)条确定；、、——一个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值；Nv、Nt——某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力；P——一个高强度螺栓的预拉力；P0——上部无屈曲波纹钢板墙对本层铰接端柱的竖向力作用；Q——屈曲约束钢板墙剪力设计值；Qb——屈曲约束钢板墙的设计承载力；Qb1——双阶屈服连梁第一阶屈服承载力设计值；Qu——钢板墙的极限承载力；——结构构件承载力设计值。——荷载作用组合效应；——多遇地震作用标准值效应；——罕遇地震作用标准值效应；——永久荷载标准值效应；——楼（屋）面活载标准值效应；——风载标准值效应；V1——屈曲约束支撑的设计轴向力在水平方向上分量之和；V0——对于框架柱从下到上基本不变的规则结构，取地震作用下的结构底部总剪力；对于框架柱从下到上有变化的结构，取地震作用下的每变化段最下一层结构的总剪力。——延性剪力墙中，连系构件沿结构高度范围内的实际设计截面的抗剪承载力之和；——延性剪力墙中，连系构件沿结构高度范围内的弹性分析得到的剪力计算值之和；W1x——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；d0——螺栓或铆钉的孔径；——钢材的抗拉、抗压、和抗弯强度设计值，屈服强度设计值；——钢材屈服强度标准值；——钢材断面承压强度设计值；——角焊缝的抗拉、抗剪和抗压强度设计值；、、——螺栓抗拉、抗剪和承压强度设计值；、、——对接焊缝抗拉、抗剪和承压强度设计值；——钢材（螺栓）极限抗拉强度最小值；、、——为焊缝金属抗拉强度设计值、母材抗拉强度设计值、对接接头抗拉强度设计值；——钢材抗剪强度设计值；——钢材屈服强度；fyc——T型转换件的屈服强度；h0、tw——工字形及H形截面的受压构件中腹板计算高度与其厚度；——角焊缝焊脚尺寸；——屈曲约束支撑的轴向刚度；kcr——剪切屈曲系数：，——梁的上柱和下柱高度。nf——传力摩擦面数目；nv——螺栓受剪面数目；——芯材的强化系数，可取为1%。t——外层较薄板件的厚度。——钢材线膨胀系数；——高强螺栓承压承载力计算承压系数；——限制螺栓孔变形系数；、——折减系数；——高强螺栓承压承载力计算中考虑不同破坏模式影响的系数；βmx、βmy、βtx、βty——等效弯矩系数；——结构重要性系数；——水平地震作用分项系数；——地震作用延性调整系数，——结构构件承载力的抗震调整系数——竖向地震作用分项系数；γx——截面塑性发展系数。η——钢构件截面影响系数；——芯材的超强系数；φx、φy——轴心受压构件稳定系数；φb、φbx、φby——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数；φnλ——构件长细比；μ——摩擦面的抗滑移系数；——钢材质量密度；σmax——腹板计算高度边缘的最大压应力；σmin——腹板计算高度另一边缘相应的应力；——应变强化调整系数；——楼（屋）面活载的组合值系数，——风载的组合值系数；——屈曲约束支撑初始塑性变形。基本规定一般规定高性能钢结构应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数设计表达式进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。条文说明：我国目前各种建筑结构设计均遵循《建筑结构设计统一标准》GB50068，采用以概率理论为基础的极限状态设计法，具有明确的可靠度意义。为使设计表达式符合工程习惯，通过简化和优化，采用分项系数设计表达式进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。计算结构、构件或连接的承载力时，应采用荷载或作用的设计值（荷载或作用的标准值乘以荷载或作用的分项系数）；计算结构、构件或连接的疲劳和变形时，应采用荷载或作用的标准值。条文说明：为使结构的承载力设计具有确定的目标可靠度，以及结构的疲劳和变形设计具有合理的可靠度，《建筑结构设计统一标准》GB50068规定，承载能力极限状态设计应采用荷载或作用的设计值，正常使用极限状态设计应采用荷载或作用的标准值。荷载或作用的标准值、分项系数及其组合，应符合《结构结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设计规范》GB50011等的规定。条文说明：《结构结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设计规范》GB50011分别规定了非抗震设计和抗震设计时荷载或作用的标准值、分项系数及其组合，可符合《建筑结构设计统一标准》GB50068规定的承载能力极限状态和正常使用极限状态的可靠度要求。对于在结构设计使用期内可能产生较大塑性变形的结构钢构件，钢材等级不宜高于Q345；对于在结构设计使用期内不可能产生较大塑性变形的结构钢构件，钢材等级不宜低于Q390；对于同时起结构和耗能双重功能的钢构件，宜采用Q235钢或低屈服点钢。条文说明：钢材的延性和塑性变形能力与钢材的强度等级有关，当钢材等级不高于Q345时，钢材具有很好的延性，伸长率大于20%；但当钢材等级不低于Q390时，钢材延性变差，伸长率会难以大于20%。结构体系高性能钢结构可采用下列结构体系：1延性框架结构；2延性支撑-框架结构；3延性剪力墙-框架结构。条文说明：“延性好”是高性能钢结构的最重要邀请。为保证结构体系在水平作用力（特别是地震作用）下的延性，需加强框架的延性，以及加强框架支撑结构的延性。框架的支撑结构有支撑型和剪力墙型两类，延性支撑型结构可采用屈曲约束支撑、屈曲约束钢板剪力墙或无屈曲波纹钢板墙，延性剪力墙可采用钢连梁联肢剪力墙或屈曲约束钢板联肢剪力墙。延性框架结构应设计成强柱弱梁型。条文说明：框架结构设计成强柱弱梁型，可以防止框架形成薄弱层，使塑性变形的楼层分布集中薄弱层，降低框架结构的延性。延性框架结构梁柱连接可采用刚性节点或半刚性节点，节点转动变形能力不应小于0.03rad。条文说明：节点转动变形能力不小于0.03rad，可以适应结构层间相对位移不小于1/33，使框架具有较大的变形能力。延性支撑可采用屈曲约束支撑或屈曲约束钢板剪力墙。延性支撑在1/150、1/100、1/75和1/50结构楼层层间变形往复各三次作用下，应保持滞回曲线稳定，承载力不降低。延性剪力墙可采用屈曲约束钢板或钢连梁联肢剪力墙。延性剪力墙的联肢（屈曲约束钢板或钢连梁）在1/150、1/100、1/75和1/50结构楼层层间变形往复各三次作用下，应保持滞回曲线稳定，承载力不降低。条文说明：耗能延性构件（屈曲约束支撑、屈曲约束钢板剪力墙或钢连梁）在地震作用下不应发生地震疲劳破坏。美国钢结构协会的研究表明，如果结构构件的累积塑性变形不小于200初始屈服变形，在一次强烈地震下，该构件不会发生低周疲劳破坏。而同济大学的研究表明，结构构件在1/150、1/100、1/75和1/50结构楼层层间变形往复各三次作用下，其累积塑性变形一般远超200初始屈服变形。因此，满足本条要求，可保证一次强烈地震下耗能延性构件不会发生低周疲劳破坏。在水平地震或风作用下，延性支撑-框架结构中的屈曲约束支撑或屈曲约束钢板剪力墙，应先于框架屈服。延性剪力墙-框架结构中的屈曲约束钢板或钢连梁，应先于混凝土剪力墙和钢框架屈服。条文说明：延性支撑-框架结构中的屈曲约束支撑或屈曲约束钢板剪力墙，以及延性剪力墙-框架结构中的屈曲约束钢板或钢连梁，均为延性构件，耗能能力大，塑性变形能力强在水平地震或风作用下，这些延性构件先于框架屈服，可充分发挥这些延性构件的耗能作用，并提高结构的延性变形能力。延性支撑-框架结构和延性剪力墙-框架结构中的框架，可采用延性框架、普通刚接框架或铰接框架。高性能钢结构建筑的最大适用高度应符合表3.2.8要求。

表3.2.8高性能钢结构建筑的最大适用高度（m）结构类型地震烈度6度、7度（0.10g）7度（0.15g）8度（0.2g）8度（0.3g）9度（0.40g）延性刚接框架1301101109070延性支撑-延性刚接框架260240240200180延性支撑-普通刚接框架240220200180160延性支撑-延性半刚接框架220200180150120延性支撑-铰接框架11090907050延性剪力墙-延性刚接框架270250220210190延性剪力墙-普通刚接框架250230210190170延性剪力墙-延性半刚接框架230210190160130延性剪力墙-铰接框架1201001008060条文说明：各类高性能钢结构建筑结构体系的最大适用高度主要是参考目前我国的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-2015）、《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》（CECS230:2008）以及上海市的地方标准《高层建筑钢结构设计规程》（DG/TJ08-32-2008）制定的。结合高性能钢结构的特点，对采用了延性较好的延性框架的结构体系，适用高度进行了适当的提高；对采用半刚接框架的结构体系，适用高度进行了适当的降低，并容许采用铰接框架，通过延性支撑或延性剪力墙抵抗侧向力（特别是地震作用）。在各类高性能钢结构的结构体系中，延性支撑-延性刚接框架的延性最好，适用高度最大；其次为延性支撑-普通刚接框架和延性支撑-延性半刚接框架，铰接框架的延性较差，因此延性支撑-铰接框架的使用高度较低一些。延性剪力墙的刚度和承载力一般均较延性支撑高，因此延性剪力墙所对应的高性能钢结构体系的最大适用高度均较延性支撑对应的高性能钢结构体系高一些。如果实际结构采用的高度大于表3.2.8的值，如果满足结构抗震超限审查的设计要求，也是容许的。

作用效应组合进行高性能钢结构设计时，可分别考虑结构仅受有竖向荷载时的作用效应组合及同时受有水平荷载和竖向荷载时的作用效应组合。条文说明：仅承受竖向荷载及同时承受水平荷载和竖向荷载，是一般建筑结构的两种基本承载状态。结构仅受有竖向荷载时应考虑下列作用效应组合：1由可变荷载控制的用于结构承载力验算的组合：(3.3.2-1)2由永久荷载控制的用于结构承载力验算的组合：(3.3.2-2)3用于梁挠度验算的组合：(3.3.2-3)式中——荷载作用组合效应；——永久荷载标准值效应；——楼（屋）面活载标准值效应；——楼（屋）面活载的组合值系数，一般情况取为0.7，对于书库、档案库、储藏室、通风机房、电梯机房等楼面活载，取为0.9。结构同时受有水平和竖向荷载时应考虑下列作用效应组合：有风参与的用于结构承载力验算：(3.3.3-1)或(3.3.3-2)或(3.3.3-3)有地震参与的用于结构承载力验算：S=(3.3.3-4)由风控制的用于结构侧移验算：(3.3.3-5)由多遇地震控制的用于结构侧移验算：(3.3.3-6)用于罕遇地震下结构侧移验算：(3.3.3-7)式中——风载的组合值系数，取为0.6；——风载标准值效应；——多遇地震作用标准值效应；——罕遇地震作用标准值效应；γEℎ水平地震作用分项系数，取为1.4；γVℎ竖向地震作用分项系数，取为0.5或0；γRS地震作用延性调整系数，对于延性刚接（半刚接）框架结构和延性支撑（延性剪力墙）延性框架结构，取为0.6；对于延性支撑（延性剪力墙）-非延性框架结构，取为0.70；对于延性支撑（延性剪力墙）铰接框架结构，取为0.85。(3.3.3-5)、(3.3.3-6)中，、分别表示永久荷载和楼（屋）面活载标准值产生的结构侧移，一般值较小，可近似忽略。对于标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面活荷载，上面作用效应组合中的楼面活荷载分项系数1.4应改用为1.3；对于藏书库、档案库，上面有地震作用的作用效应组合中的楼面活荷载组合系数0.5应改用为0.8。3.3.2,3.3.3条文说明：根据《结构结构荷载规范》GB50009和《建筑抗震设计规范》GB50011的规定，给出对于仅承受竖向荷载及同时承受水平荷载和竖向荷载这两种承载状态的作用效应组合具体要求。结构验算要求高性能钢结构在规定的荷载效应和荷载效应组合下，应分别满足结构承载力验算要求和结构变形验算要求。条文说明：本条是结构承载力极限状态和正常使用极限状态的的设计要求。进行高性能钢结构承载力验算时，应分别考虑无地震作用和有地震作用情况。无地震作用时非抗震设防的结构，以及抗震设防的结构在不包含地震作用的效应组合中，结构各构件的承载力应满足下式要求：(3.4.2-1)式中——结构重要性系数；——荷载效应组合设计值；——结构构件承载力设计值。结构重要性系数应根据结构构件安全等级或结构设计使用年限确定，可按表3.3.2采用。表3.4.2结构重要性系数结构构件安全等级一级二级三级结构使用年限100年50年5年1.11.00.9有地震作用时进行多遇地震作用下高性能钢结构的设计验算时，结构各构件的承载力应满足下式要求：(3.4.2-2)式中——包含地震作用的荷载效应组合设计值；——结构构件承载力设计值；——结构构件承载力的抗震调整系数，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011表5.4.2采用。条文说明：本条是结构承载力极限状态设计的具体要求。进行结构变形验算时，应分别验算下列内容：重力荷载作用下构件容许挠度：主梁l/400次梁l/250其中l为梁的跨度。风载或多遇地震作用下结构的侧移限值：结构质心处最大层间侧移不宜超过楼层高度的1/250。罕遇地震作用下结构的侧移限值结构质心处的最大层间侧移不得超过层高的1/50。条文说明：本条是结构正常使用极限状态设计的具体要求。高性能材料钢材牌号及标准钢结构用钢材应为按国家现行标准所规定的性能、技术与质量要求生产的钢材。稳定控制的承压构件钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，非稳定控制的承压构件和受拉构件宜采用Q420钢、Q460钢、Q550钢、Q690钢和Q890钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591、《高强度结构用调质钢板》GB/T16270和《建筑结构用钢板》GB/T19879的规定。结构用钢板的厚度和外形尺寸应符合现行国家标准《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709的规定。热轧工字钢、槽钢、角钢、H型钢和钢管等型材产品的规格、外形、重量和允许偏差应符合相关的现行国家标准的规定。钢结构中的耗能构件宜采用Q235钢、LY225钢、LY160钢和LY100钢，需要良好变形能力的节点、端板及连接部位的钢材牌号不易超过Q390，其质量应分别符合现行国家标准《建筑用低屈服强度钢板》GB/T28905、《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定。对处于外露环境，且对耐腐蚀有特殊要求或在腐蚀性气体和固态介质作用下的承重结构，稳定控制的构件钢材宜采用Q235NH、Q355NH和Q415NH牌号的耐候结构钢，非稳定控制的构件钢材宜采用Q460NH和Q550NH牌号的耐候结构钢，其性能和技术条件应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T4171的规定。非焊接结构用铸钢件的材质与性能应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T11352的规定；焊接结构用铸钢件的材质与性能应符合现行国家标准《焊接结构用碳素钢铸件》GB/T7659的规定。当采用本规范未列出的其它牌号钢材或国外钢材时，除应符合相关标准和设计文件的规定外，生产厂应进行生产过程质量控制认证，提交质量证明文件，并进行专门的验证试验和统计分析，确定设计强度及其质量等级。连接材料型号及标准高性能钢结构用焊接材料应符合下列要求：手工焊接采用的焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117或《热强钢焊条》GB/T5118的规定，选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957、《气体保护电弧焊用碳钢焊丝》GB/T8110，及《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493的规定。埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470的规定。气体保护焊使用的氩气应符合现行国家标准《氩》GB/T4842的规定，其纯度不应低于99.95%。气体保护焊使用的二氧化碳应符合现行国家标准《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。高性能钢结构用紧固件材料应符合下列要求：高性能钢结构连接宜采用10.9级及12.9级高强度螺栓，其性能和质量应符合现行国家标准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1的规定。钢结构用大六角高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231的规定。钢结构用扭剪型高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定。条文说明：对于12.9级钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈及连接副的检验，因现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231中尚未涉及相关规则，其检验应满足《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1的规定。材料选用钢结构选材应遵循技术可靠、经济合理的原则，综合考虑结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度、价格和工作环境等因素，选用合适的钢材牌号和材性。承重结构采用的钢材应具有屈服强度、伸长率、抗拉强度、冲击韧性和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量（或碳当量）的合格保证。焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。以焊接方法加工钢构件时，焊接材料熔敷金属的力学性能不宜低于相应母材标准的下限值，焊接材料匹配推荐见表4.3.3。当所采用的焊接材料不满足上述要求而造成欠强匹配时，应对焊缝进行受力验算以满足设计要求。条文说明：现有《热强钢焊条》GB/T5118-2012所规定的最大抗拉强度代号为E62（620MPa），现有《气体保护电弧焊用碳钢焊丝》GB/T8110-2008、《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493-2008和《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470-2003所规定的最大抗拉强度代号为ER83-X、E83XTX-X和F83XX-X（均为830MPa）。当上述焊接材料规范更新列入更高强度焊接材料时，宜按照焊接材料熔敷金属力学性能不低于相应母材标准的下限值这一准则匹配采用。当设计或被焊母材有冲击韧性要求规定时，熔敷金属的冲击韧性应不低于设计规定或对母材的要求。对直接承受动力荷载或振动荷载且需要验算疲劳的结构，或低温环境下工作的厚板结构，宜采用低氢型焊条或低氢焊接方法。对T形、十字形、角接接头，当其翼缘板厚度等于大于40mm且连接焊缝熔透高度等于大于25mm或连接角焊缝高度大于35mm时，设计宜采用对厚度方向性能有要求的抗层状撕裂钢板，其Z向性能等级不应低于Z15（或限制钢板的含硫量不大于0.01%）；当其翼缘板厚度等于大于40mm且连接焊缝熔透高度等于大于40mm或连接角焊缝高度大于60mm时，Z向性能等级宜为Z25（或限制钢板的含硫量不大于0.007%）。钢板厚度方向性能等级或含硫量限制应根据节点形式、板厚、熔深或焊高、焊接时节点拘束度，以及预热后热情况综合确定。对于采用Q690及更高牌号钢材的构件，其承载力计算不应利用其非弹性状态承载力。结构按调幅设计时，塑性铰处钢材的力学性能应满足屈强比不大于0.83，断后伸长率不应小于15%，相应于抗拉强度的应变不小于20倍屈服点应变。有抗震设防要求的钢结构，罕遇地震作用下会产生塑性变形的构件或部位，其钢材性能应符合《建筑抗震设计规范》GB5001中下列规定：钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。有抗震设防要求的钢结构，罕遇地震作用下会产生塑性变形的构件或部位，其钢材性能应符合《建筑抗震设计规范》GB5001中下列规定：钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。条文说明：断后伸长率采用《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002中A值。GB/T228—2002GB/T228—1987符号含义Aδ5试棒的标距等于5倍直径（短标距）A11.3δ10试棒的标距等于10倍直径（长标距）Axmmδxmm试棒的标距为定标距Xmm（定标距）表4.3.3焊接材料选用匹配推荐表匹配类型母材焊接材料GB/T700GB/T1591标准钢材GB/T19879标准钢材GB/T4171GB/T4172标准钢材焊条电弧焊SMAW实心焊丝气体保护焊GMAW药芯焊丝气体保护焊FCAW埋弧焊SAW等强匹配Q460Q460GJQ460NHGB/T5118:E5515、16-XE6215、16-XGB/T8110:ER55-XER62-XGB/T17493：E55XTX-XE62XTX-XGB/T12470:F55XX-H08MnMoAF55XX-H08Mn2MoVA等强匹配Q550—Q550NH—GB/T8110:ER69-XGB/T17493：E69XTX-XGB/T12470:F69XX-H08MnMoAF69XX-H08Mn2MoVA等强匹配Q690———GB/T8110:ER83-XGB/T17493：E83XTX-XGB/T12470:F83XX-H08MnMoAF83XX-H08Mn2MoVA欠强匹配Q890GB/T8110:ER83-XGB/T17493：E83XTX-XGB/T12470:F83XX-H08MnMoAF83XX-H08Mn2MoVA注：1表中XX、-X，X为对应焊材标准中的焊材类别。2当所焊接头的板厚≥25mm时，焊条电弧焊应采用低氢焊条。设计指标和设计参数1高性能钢材的强度设计指标，应根据钢材牌号、厚度或直径按表4.4.1-1采用。表4.4.1-1钢材的强度设计值（N/mm2）牌号厚度或直径（mm）抗拉、抗压、和抗弯抗剪端面承压（刨平顶紧）钢材名义屈服强度极限抗拉强度最小值Q460≤16410235470460550﹥16～40390225440﹥40～63355205420﹥63～100340195400Q550≤16495285570550670﹥16～40475275530﹥40～63470270530520620﹥63～80450260510500600﹥80～100440255500490590Q690≤16620360655690770﹥16～40605350670﹥40～63595345640660750﹥63～80575335620640730Q890≤50720415755890940﹥50～100670390705830880Q460GJ≤16410235470460550﹥16～35390225460﹥35～50380220450﹥50～100370215440Q460NH≤16415240485460570﹥16～40405235450﹥40～60395230440Q550NH≤16495285530550620﹥16～40485280540﹥40～60475275530注：1GJ钢的名义屈服强度取上屈服强度，其他均取下屈服强度；2表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。2低屈服点钢的设计强度标准值按照表4.4.1-2取用。表4.4.1-2低屈服点钢的屈服强度标准值（N/mm2）钢材牌号屈服强度标准值fay屈服强度设计值fLY1008072LY160140126LY225205184条文说明：调研工作内容（钢厂、材料研究所、检测中心、文献）钢材力学性能统计分析结果抗力分项系数取值高强度结构用调质钢板高性能钢材抗力分项系数取值厚度分组（mm）≥6～40＞40～100钢牌号Q460钢1.1251.180Q460NH1.111Q550NH1.111Q550钢1.111Q690钢1.111（1.106）Q890钢1.111/0.9

强度设计值的换算关系材料和连接种类应力种类换算关系钢材抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压(刨平顶紧)焊缝对接焊缝抗压抗拉焊缝质量为一级、二级焊缝质量为三级抗剪角焊缝抗拉、抗压和抗剪承压型高强度螺栓抗拉抗剪承压

焊缝的强度设计值按表4.4.2采用。表4.4.2焊缝的强度设计值（N/mm2）焊接方法和焊条型号厚度或直径（mm）对接焊缝角焊缝抗压焊缝质量为下列等级时，抗拉抗剪抗拉抗压抗剪一级、二级三级自动焊、半自动焊和E55、E62型焊条手工焊≤16410410350235220(E55)250(E62)﹥16～40390390330225﹥40～63355355300205﹥63～100340340290195自动焊、半自动焊和E69、E76型焊条手工焊≤16495495420285280(E69)310(E76)﹥16～40475475405275﹥40～63470470400270﹥63～80450450385260﹥80～100440440375255自动焊、半自动焊和E83型焊条手工焊≤16620620525360340(E83)﹥16～40605605515350﹥40～63595595505345﹥63～80575575490335注：1手工焊用焊条、自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属的力学性能不低于母材的性能。2焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的规定，其检验方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。3对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取，在受拉区的抗弯强度设计值取。4表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。5进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计算时，上表规定的强度设计值应乘折减系数0.85。

螺栓连接的强度设计值按表4.4.3采用。表4.4.3螺栓连接的强度设计值(N/mm2)螺栓的性能等级、锚栓和构件钢材的牌号锚栓承压型或网架用高强度螺栓抗拉抗拉抗剪承压承压型连接高强度螺栓8.8级—400250—10.9级—500310—12.9级—585365—构件Q460钢Q460GJ钢≤100———695Q460NH钢≤60720Q550钢≤40———845﹥40～63———780﹥63～80———755﹥80～100———745Q550NH钢≤60780Q690钢≤40———970﹥40～63———945﹥63～80———920Q890钢≤50———1185﹥50～100———1110钢材的物理性能指标应按表4.4.4采用。表4.4.4钢材的物理性能指标钢材种类弹性模量E(N/mm2)剪切模量G(N/mm2)线膨胀系数（1/℃）质量密度(kg/m3)钢材和铸钢2.06×1050.79×1051.20×10-57.85×103高性能结构体系一般规定本章仅规定下列结构的设计原则，即延性框架结构、屈曲约束钢支撑-框架结构、屈曲约束钢板墙-框架结构及延性剪力墙-框架结构。除此之外的高性能结构体系的选用，应依据相应的设计规范、规程进行设计，必要时应采用试验对结构体系的有效性及高效性进行验证。条文说明：本章仅对几种已经通过理论分析、试验验证或是实际工程检验的高性能结构的设计进行基本规定。除此之外的高性能结构的设计工作，应通过试验验证或组织专家评审按照有关法规及规程进行实施。高性能结构体系的选用，应综合考虑体系适用性、结构合理性、施工工艺可行性及结构经济性等因素。条文说明：结构工程师对高性能结构体系的选用，应在充分理解该结构体系的受力特点及应用范围之后，方可进行设计。在设计过程中，应充分考虑施工工艺的可行性。高性能结构的布置应符合下列要求：应具有清晰、完整及可靠的传力途径；宜采用高性能材料及装置，以提高结构性能；对具有抗震设防要求的结构，其结构布置平面及立面布置宜规则，结构的刚度及质量沿竖向宜均匀、连续。同时，结构的抗侧力体系应具有足够的延性。可将结构的承受竖向荷载体系与抵抗侧力体系分开，并通过合理的构造保证其体系的有效性及可行性；应具有足够的冗余度，避免因部分结构构件或装置的失效而导致整个结构体系丧失承载能力条文说明：结构的竖向荷载承重体系可以与结构抗侧力体系进行分开，但是需要通过合理的构造方式来确保实际结构的力学行为与计算假定相符合。对关键节点及构造部位，除应采用理论分析或有限元分析来确保合理性的同时，必要时需利用试验加以验证。高性能构件可分为高强钢构件及高延性耗能构件（如屈曲约束支撑、屈曲约束钢板墙）。高强钢构件在结构中的布置，应满足下列要求之一：在罕遇地震作用下构件的塑性变形较小，延性比不大于2；在罕遇地震作用下不发生塑性变形的铰接框架柱、延性半刚接框架柱、强柱弱梁刚接框架柱等构件。高延性耗能构件在结构中的布置应符合下列要求：宜使结构在两个主轴方向的动力特性相近,不应增加结构的扭转效应；宜使结构具有合理的刚度和承载力分布，避免结构产生刚度和承载力突变；宜布置在结构相对变形较大的位置，并采取便于检查和替换的措施；宜沿建筑高度方向至下而上连续布置，避免交错及叠合；构件中轴线宜与梁柱的中轴线交汇与一点。条文说明：由于高强钢材料强度高但延性差的特点，在高性能结构抗震设计时，高强钢构件往往只用于弹性承载，即在地震作用下保持弹性，但为提高其经济性，可允许高强钢构件在罕遇地震作用下部分进入屈服，但需保证塑形变形较小，延性比不大于2。高性能结构中节点连接处的受力应可靠，节点设计中应适当考虑施工过程中的便捷性。在有抗震设防要求的结构中，若节点区域屈服，应通过合理的构造措施保证节点具有足够的延性，以避免节点延性过低导致整个结构的延性降低。按双重抗侧力体系设计的结构中(延性支撑-框架或延性剪力墙-框架)，应满足下列要求：第一重抗侧力体系应采用屈曲约束支撑、屈曲约束钢板墙或延性剪力墙，第二重抗侧力体系可采用延性框架或普通框架；在第一重抗侧力体系完全丧失功能的条件下，第二重抗侧力体系应具有独立的 抗侧能力，且有合理的刚度、承载力分布；在多遇地震作用下，第二重抗侧力体系部分按刚度分配计算得到的层剪力不满 足式（5.1.1）要求时，框架各层剪力应按0.25V0采用，V≥（5.1.1）式中：V0——对于框架柱从下到上基本不变的规则结构，取地震作用下的结构底部总剪力；对于框架柱从下到上有变化的结构，取地震作用下的每变化段最下一层结构的总剪力。第二重抗侧力体系的地震总剪力按上述规定调整后，应按调整前、后总剪力的比值调整每根构件的内力，框架柱的轴力可不予调整。条文说明：双重抗侧力体系的性能目标为：第一重抗侧力体系首先进入屈服，耗散地震输入能量，起到结构“保险丝”的作用，因此可采用屈曲约束支撑、屈曲约束钢板墙等延性好、耗能能力强的构件；第二重抗侧力体系起到结构大震不倒的作用，利用合理的刚度和承载力分布，保证其在大震下具有独立抗侧的能力，因此，可通过剪力调整的做法来保证其承载力满足要求。高性能结构应进行罕遇地震下弹塑性计算分析。高性能构件的设计位移应通过结构在罕遇地震作用下的弹塑性分析确定。延性框架结构延性框架梁柱节点的转动能力不应小于0.03弧度。条文说明：为了实现梁弯矩重分布或梁柱节点抗震耗能，节点连接需满足一定的转动能力要求；节点转动能力由节点构造确定。通过大量试验和理论研究表明，延性耗能梁柱节点的转动能力不应小于0.03rad；若转动不足，需通过相关试验确定。延性刚接框架中，框架梁、柱的板件宽厚比应符合现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017、《建筑抗震设计规范》GB50011的规定，保证塑性变形须满足转动能力要求。延性半刚接框架应符合下列要求：进行延性半刚接框架设计时，框架仅考虑承受竖向荷载，水平荷载由屈曲约束支撑、屈曲约束钢板墙或延性剪力墙等抗侧力构件承担。框架梁柱节点的极限弯矩承载能力组合梁梁端屈服负弯矩竖向荷载作用下延性半刚接框架梁跨中最大正弯矩应符合下列要求(5.2.1)式中——组合梁正弯矩承载力；——梁跨中截面最大正弯矩设计值。延性半刚接框架柱在竖向荷载下的柱端弯矩可由与该柱端相连的梁端极限弯矩之和，按梁的上柱和下柱线刚度分配求得(5.2.2-1)(5.2.2-2)式中，——梁的上柱和下柱端弯矩；，——梁的上柱和下柱截面惯性矩；，——梁的上柱和下柱高度。若与柱端相连的梁端极限弯矩之和小于较大的梁端极限弯矩的10%，则按式(5.2.2)计算时，取。的作用方向可与较大的梁端极限弯矩作用方向一致。当时，的作用方向应取对柱的稳定不利的方向。条文说明：3进行竖向荷载下框架梁设计时，传统方法假定梁柱连接是铰接或刚接。梁柱铰接时连接仅能传递梁端剪力，对于半刚性连接钢框架，铰接和刚接框架的设计方法均不适用，此时可采用半连续设计方法。半连续设计方法的基本原理为：通过限制梁端节点弯矩，来调整支座和跨中弯矩。为了阐明此原理，如图所示，随着荷载的增加，单跨半刚接组合梁弯矩的变化情况。梁柱节点采用半刚接的组合节点，在承载能力极限状态下节点处会形成等效的塑性铰，使梁发生弯矩重分布。为了实现梁弯矩重分布，节点连接需满足一定的转动能力要求，即：节点转动能力θu>需要的节点转角θa。节点转动能力由节点构造确定；需要的节点转动能力与结构体系、梁承载力、荷载形式等有关。图5.3.4弯矩重分布注：M‘为组合梁端部弯矩；Mu为节点极限弯矩承载力；My为钢梁下翼缘应力刚达到材料屈服强度时的梁跨中屈服弯矩；Mp为梁跨中塑性弯矩承载力。半连续设计方法需要确定的节点主要参数有：节点弯矩承载力；节点转动能力；需要的节点转动能力。前两个参数由特定的节点构造特征决定的，第三个参数则与整个结构体系、梁承载力、荷载形式等有关。半连续设计方法以很简单的方式，通过简单的塑性分析方法获得梁的弯矩分布图来代替通常连续结构设计方法用弹性分析获得的弯矩图。而一旦确定了组合梁正弯矩承载力，可通过选择节点弯矩承载力确定弯矩重分布程度，来满足塑性机理条件的形成。半刚性连接组合梁塑性分析与设计有三个限定条件：条件1：节点的极限弯矩承载能力Mu≤组合梁梁端屈服负弯矩条件2：组合梁跨中设计弯矩Md≤组合梁跨中塑性弯矩承载能力条件3：需要的节点连接转动能力θa≤点连接的转动能力为了正确地应用塑性分析，半连续结构设计要建立在前两条基础上，而在第三个条件范围内校核。在框架设计中，结构整体分析是最费时最复杂的一个设计环节。对于半刚性连接组合框架的承载力验算设计，采用塑性分析方法可避免结构整体分析，分析的工作量极大降低，而且能给出较为准确的分析结果，因此在竖向荷载下半刚接组合框架梁的承载力验算设计中推荐使用塑性分析方法，其步骤如下：根据以往经验，初步选择梁尺寸和节点类型确定节点弯矩承载力Mu1,M根据钢梁和楼板等构造，计算组合梁的屈服负弯矩Mby−和跨中的塑性正弯矩承载力Mby梁端极限弯矩不能超过梁柱节点的极限弯矩承载力，可按下列情况确定：中柱梁端Mbmax≤Mu；顶层边柱梁端Mbmax再根据荷载和梁端弯矩Mbmax1(5.3.4)校核是否满足条件2，即Md计算需要的节点转动能力θa，校核是否满足条件3，即θ如果上面所有条件均满足要求，则梁设计完成。否则修改梁尺寸或（和）重新选择节点类型，重复第1步～第6步，直至满足要求为止，梁的设计完成。参考文献：[1]王静峰,李国强,刘清平.竖向荷载下半刚性连接组合框架梁的承载能力极限状态设计.建筑结构学报,2006,27(6):9-17.

屈曲约束钢支撑-框架结构屈曲约束支撑-框架中的框架可以采用铰接框架、普通框架或延性耗能节点框架。条文说明：屈曲约束支撑可与典型框架结构结合，形成屈曲约束支撑-框架结构。它利用屈曲约束支撑拉压对称且屈服消能能力强的特性，根据框架是否参与抗侧以及是否参与消能，框架采用三类：当框架只承重不参与抗侧和消能时，可采用铰接框架；当框架参与抗侧，但不考虑其消能时，可采用普通框架；当框架同时参与抗侧和消能时，可采用延性耗能节点框架。屈曲约束支撑应先于相连的梁、柱等构件进入屈服状态。条文说明：屈曲约束支撑为结构第一道抗震防线，由于建筑结构的复杂性和不规则性，使按照平面框架理论分析设计的屈曲约束支撑与实际情况可能存在较大偏差，因此实际地震下其仍存在一定的侧向失稳可能，而侧向失稳直接关系到屈曲约束支撑的减震效果，因此，在屈曲约束支撑结构设计中，需保证梁柱等主要构件晚于屈曲约束支撑进入屈服状态。罕遇地震作用下，不宜在框架柱中出现塑性铰，柱脚位置除外。条文说明：框架柱柱脚位置为弯矩最大的位置，在罕遇地震作用下，无法避免该位置出现塑形铰；而上柱可通过“强柱弱梁”的规定来避免在柱端出现塑形铰。屈曲约束支撑形式可采取V字形支撑、人字形支撑或单斜杆支撑等形式，不应采用K 形或X 形；防屈曲支撑的水平夹角宜控制在35°～55°之间。支撑与主体结构的连接可采用V字撑、人字撑或单斜撑等形式。而K形或者X形支撑会对所连接的框架柱在其中部节点处产生侧向集中力的不利作用，在地震作用下，可能在受压和受拉支撑的水平分力的合力下产生较大侧向变形，使得该框架柱屈曲破坏进而引起结构倒塌，故不应采用K形或者X形。屈曲约束支撑的水平夹角控制在35°～55°时抗侧效率最高，经济性最好。在布置屈曲约束支撑的楼层，屈曲约束支撑的设计轴向力在水平方向上分量之和V1应满足：对于屈曲约束支撑-普通框架：V1（5.3.1-1）对于屈曲约束支撑-延性耗能节点框架：V（5.3.1-2）式中：V0——对于框架柱从下到上基本不变的规则结构，取地震作用下的结构底部总剪力；对于框架柱从下到上有变化的结构，取地震作用下的每变化段最下一层结构的总剪力。条文说明：屈曲约束支撑等耗能构件，当分担到足够大的剪力时，可保证其有效耗散地震输入能量，当其分担的剪力小于25%结构底部剪力时，则无法保证结构达到高性能结构体系的性能目标。普通框架耗能能力差，主要由屈曲约束支撑耗散地震输入能量，因此，屈曲约束支撑的设计轴向力在水平方向上的分量之和需不小于50%结构底部剪力；而延性框架具有一定的耗能能力，因此其分担剪力可适当降低，但不应小于25%。按双重抗侧力体系设计的屈曲约束支撑－框架的适用最大高度可适当提高。按双重抗侧力体系设计的屈曲约束支撑－框架，框架结构的抗震构造要求可适当降低。降低程度可根据屈曲约束支撑－框架的地震作用延性调整系数确定，最大降低程度按照地震作用延性调整系数为0.5对降低1度控制。条文说明（5.3.6-5.3.7）：按照双重抗侧力体系设计的屈曲约束支撑-框架，由于屈曲约束支撑的附加阻尼比可使得结构的地震反应降低，构件的截面尺寸可能会有所减小。主体结构的抗震等级是根据设防烈度、结构类型、房屋高度进行区分，主体结构应采用对应结构体系的计算和构造措施执行，抗震等级的高低，体现了对结构抗震性能要求的严格程度。因此，对于按照双重抗侧力体系设计的屈曲约束支撑-框架，其结构抗震等级应根据自身特点，按照相应的规范和规程取值，当屈曲约束支撑的减震效果比较明显时，框架结构的抗震构造措施可适当降低，即当屈曲约束支撑结构的地震影响系数不到非屈曲约束支撑结构的50%时，主体结构的构造措施可降低一度执行。普通框架应用在屈曲约束支撑框架中时，其梁柱刚性节点的塑性转动能力应大于0.02弧度。条文说明：屈曲约束支撑-框架结构的弹塑性层间位移角限值为1/50，为保证结构变形能力不小于弹塑性层间位移限值，梁柱刚性节点的塑性转动能力同样应大于0.02弧度。屈曲约束支撑结构的计算模型应正确地反映结构的受力特点、不同荷载工况的传递途径、在不同地震动水准下主体结构和屈曲约束支撑所处的工作状态。条文说明：屈曲约束支撑工作时表现的非线性特性使结构的分析复杂化；在多遇地震作用时，主体结构保持弹性状态，屈曲约束支撑未进入或刚进入工作状态，此时屈曲约束支撑基本只为结构提供刚度；在设防地震时，屈曲约束支撑在主体结构进入弹塑性之前进入耗能阶段，屈曲约束支撑非线性强；在罕遇地震时，主体结构将产生较大弹塑性变形，屈曲约束支撑非线性程度更大。因此，屈曲约束支撑结构分析必须考虑主体结构与支撑在不同工作状态下的性能特征。当采用弹塑性分析方法时，屈曲约束支撑可选用如图5.3.1所示的双线性恢复力模型。NNysc图5.3.1 屈曲约束支撑双线性恢复力模型其中：——屈曲约束支撑屈服承载力，由式(6.2.2)条确定；——屈曲约束支撑初始塑性变形；——屈曲约束支撑的轴向刚度，可按照取值；——钢材弹性模量；——屈曲约束支撑等效截面积；——支撑长度；——芯材的强化系数，可取为1%。

条文说明：屈曲约束支撑的恢复力模型可采用双线性模型或者Bouc-Wen模型，模型参数应体现刚度、屈服承载力和滞回特性。屈曲约束支撑的拉、压指标可按照对称性计算，并考虑材料超强对承载力的影响。屈曲约束支撑的恢复力模型应经过足尺试验的验证。结构分析时，屈曲约束支撑可采用等代杆单元，其力学性能应根据计算要求体现屈曲约束支撑对主体结构的作用。条文说明：防屈曲支撑结构采用弹塑性时程分析法计算时，应根据主体结构构件弹塑性参数和防屈曲支撑的参数确定防屈曲支撑结构的非线性分析模型，相对于弹性分析模型可有所简化，但两者在多遇地震下的线性分析结果应基本一致。屈曲约束钢板墙-框架结构屈曲约束钢板墙可用于普通刚接框架、延性刚接框架、延性半刚接框架、延性铰接框架。条文说明：屈曲约束钢板墙可与典型框架结构结合，形成屈曲约束钢板墙-框架结构。它利用屈曲约束钢板墙拉压对称且屈服消能能力强的特性，根据框架是否参与抗侧以及是否参与消能，框架采用三大类：当框架只承重不参与抗侧和消能时，可采用铰接框架；当框架参与抗侧，但不考虑其消能时，可采用普通刚接框架；当框架同时参与抗侧和消能时，可采用延性刚接框架和延性半刚性框架。屈曲约束钢板墙应先于相连的梁、柱等构件进入屈服状态。条文说明：与屈曲约束支撑相似，屈曲约束钢板墙为结构第一道抗震防线，由于建筑结构的复杂性和不规则性，使按照平面框架理论分析设计的屈曲约束钢板墙与实际情况可能存在较大偏差，因此实际地震下其仍存在一定的侧向失稳可能，而侧向失稳直接关系减震效果，因此需保证梁柱等主要构件晚于屈曲约束钢板墙进入屈服状态。屈曲约束钢板墙用于普通刚接框架时，梁柱刚性节点的塑性转动能力应大于0.02弧度。条文说明：屈曲约束钢板墙-框架结构的弹塑性层间位移角限值为1/50，为保证结构变形能力不小于弹塑性层间位移限值，梁柱刚性节点的塑性转动能力同样应大于0.02弧度。屈曲约束钢板墙用于延性刚接框架时，钢板墙应具有不小于框架的塑性变形能力。同一框架结构中，可单独使用屈曲约束钢板墙，也可以和屈曲约束支撑混合使用。条文说明（5.4.4-5.4.5）：屈曲约束钢板墙具有足够的塑形变形能力，设计应保证钢板墙与框架协同工作。屈曲约束钢板墙与屈曲约束支撑的塑性变形能力、耗能能力相当，可实现协同工作，因此可混合使用。延性刚接框架中，布置屈曲约束钢板墙的楼层，屈曲约束钢板墙承担的水平剪力之和不应小于楼层层间屈服剪力的25%。同时布置屈曲约束钢板墙和屈曲约束支撑的楼层，屈曲约束钢板墙承担的水平剪力与屈曲约束支撑设计轴向力在水平方向上分量之和不应小于楼层层间屈服剪力的25%。普通刚接框架中，布置屈曲约束钢板墙的楼层，屈曲约束钢板墙承担的水平剪力之和不应小于楼层层间屈服剪力的50%。同时布置屈曲约束钢板墙和屈曲约束支撑的楼层，屈曲约束钢板墙承担的水平剪力与屈曲约束支撑设计轴向力在水平方向上分量之和不应小于楼层层间屈服剪力的50%。条文说明（5.4.6-5.4.7）：与屈曲约束支撑类似，屈曲约束钢板墙在分担到足够大的剪力情况下，可保证其有效耗散地震输入能量，当其分担的剪力小于25%结构底部剪力时，则无法保证结构达到高性能结构体系的性能目标。普通框架耗能能力差，主要由支撑或墙等耗能构件耗散地震输入能量，因此，耗能构件分担的剪力之和应不小于50%结构底部剪力；而延性框架具有一定的耗能能力，因此其分担剪力之和可适当降低，但不应小于25%。屈曲约束钢板墙不宜承担竖向荷载。条文说明：大量试验表明，屈曲约束钢板墙承受竖向荷载会降低其屈曲承载力，容易造成其失稳破坏；同时，竖向荷载会造成其应力偏置，耗能能力、变形能力降低，且更容易达到极限承载力而破坏。因此，屈曲约束钢板墙不宜承担竖向荷载。与屈曲约束钢板墙相连的梁、柱构件宜按重要构件设计，并应考虑罕遇地震作用效应和其它荷载作用标准值的效应，其值应小于构件极限承载力。条文说明：为确保屈曲约束钢板墙结构在罕遇地震作用下不发生倒塌，屈曲约束钢板墙需要保证在主体结构达到极限承载力前不发生失稳或者节点破坏；为保证屈曲约束钢板墙的安全，其连接节点和相连梁、柱构件都应进行罕遇地震作用下由屈曲约束钢板墙引起的附加外荷载作用的截面验算。屈曲约束钢板墙的布置宜使与其连接的梁柱构件的内力较小，同时整体结构具有较大的结构刚度。在一定的承载力需求下，屈曲约束钢板墙的宽度宜大于梁跨度的1/3，并将钢板墙布置在梁跨中间。如果钢板墙的宽度只能小于跨度的1/3，则宜靠近梁端部布置。屈曲约束钢板墙宜采用等效支撑简化模型进行结构分析。等效支撑模型简图如图7.2.5所示。图5.4.1屈曲约束钢板墙等效支撑模型条文说明（5.4.10-5.4.11）：通过大量试验和有限元参数分析表明：等效交叉支撑可以较好地模拟屈曲约束钢板墙在框架中的受力情况，而且建模和计算更加简便，便于对屈曲约束钢板墙框架进行计算分析与设计。其中，H和B分别为屈曲约束钢板墙高度和宽度；b0为中部削弱段宽度；l’为钢板墙距框架柱的距离；e为等效交叉支撑偏心距，可由下式计算：当l’不小于700mm时，e=500mm；当l’小于700mm时，e=(B+l’)(700-l’)/3.5(B-l’)+60(B-800)/(700+l’)。屈曲约束钢板墙的高宽比过大时，其抗侧效率低，经济性相对较差，因此，一般建议其宽度宜大于梁跨度的1/3；同时，由图5.4.1可知，布置在梁跨中时，梁受到钢板墙对其附加的剪力最小；但当钢板墙宽度小于梁跨度1/3时，若仍布置在跨中，则会由于钢板墙两侧梁所提供的转动约束较弱，导致钢板墙为结构提供的抗侧刚度偏小，而布置在梁端部可有效增大钢板墙上下端部的转动约束，提高抗侧刚度贡献以及经济性。延性剪力墙-框架结构延性剪力墙可以采用以下两种形式：屈曲约束钢板连肢剪力墙：利用屈曲约束钢板连接混凝土墙肢以共同工作，形成抵抗侧向力的延性结构（图5.5.1-a）。钢连梁连肢剪力墙：利用钢连梁连接混凝土墙肢以共同工作，形成抵抗侧向力的延性结构（图5.5.1-b）条文说明：工程应用中常用的延性剪力墙形式可分为延性整体墙及延性连肢墙。本章主要关注延性连肢墙的两种形式，即屈曲约束钢板连肢剪力墙及钢连梁连肢剪力墙。其它形式的延性墙可参照本章的相应规定及设计思想进行结构设计。屈曲约束钢板连肢剪力墙，是利用沿结构高度上分布的屈曲约束钢板将两片或多片混凝土墙肢连系在一起，共同抵抗侧向荷载的一种连肢剪力墙形式。屈曲约束钢板主要由抗剪钢板（耗能部件）和抑制钢板屈曲的面外约束盖板（预制混凝土盖板、钢盖板或内藏槽钢混凝土盖板等形式）组成的一种耗能构件。其中，钢板作为抵抗侧向力的主要构件，而约束盖板不参与抵抗侧力，仅用于抑制钢板面外屈曲行为。钢连梁连肢剪力墙中，钢连梁的截面形式一般采用工字型截面。延性剪力墙-框架结构中，框架的形式可采用延性刚接框架、普通刚接框架、铰接框架 及延性半刚接框架。当采用普通框架时，底层分担的地震剪力不宜小于结构底部总地 震剪力的50%。当采用延性刚接框架时，底层分担的地震剪力不宜小于结构底部总地 震剪力的25%。（a）屈曲约束钢板连肢剪力墙 (b)钢连梁连肢剪力墙图5.5.1延性剪力墙的形式条文说明：与条文5.3.5、5.4.6和5.4.7类似。延性剪力墙-框架结构中，结构梁、板不宜搁置在延性剪力墙中的钢连梁或屈曲约束钢 板上。条文说明：屈曲约束钢板作为屈曲约束钢板连肢墙结构承受水平地震作用时的主要耗能构件，其不应承受由结构梁、板传递的竖向荷载。过大的初始压应力会影响屈曲约束钢板的耗能能力。延性剪力墙中，沿结构高度范围内的连系构件的剪力设计值可以在弹性计算得到的剪 力计算值基础上适当调幅，折减系数不应小于0.8。调幅后，连系构件应满足：V（5.5.1）其中： Vs： Vc： 条文说明：延性剪力墙的设计前提是通过合理设计，使墙肢及墙肢间的连系构件（屈曲约束钢板或钢连梁）具有很好的延性。更重要的是保证结构具有合理的屈服机制，即：沿结构高度的连系构件要先于墙肢的底部进入塑性。即使需要保证抗震设计中的“强墙肢弱连系构件”的设计思想。为使连系构件首先屈服，可以对其的弯矩（弯曲屈服）或剪力（剪切屈服）进行适当调整，降低其抗弯（剪）承载设计值，以使其较早进入塑性，出现塑性铰。设计中可以通过以下两种办法，两种方法均是采用线弹性计算方法，通过局部系数调整使结构达到理想的屈服机制。第一种是适当减低墙肢间连系构件的刚度，进而影响其设计内力，即是采取乘以刚度折减系数的办法。第二种是根据弹性计算结构，直接对其计算内力结果进行调幅，用调幅后的弯矩或剪力进行设计。对结构高度范围内（一般选取中部楼层）某一部分的连系构件的抗弯（剪）计算值进行折减，其余部分的连系构件及墙肢的承载能力做相应提高，以维持静力平衡。同时，折减系数取值不宜过大，否则会对连梁的延性要求提出过高的要求。延性剪力墙中的钢连梁或屈曲约束钢板，其罕遇地震下的转动能力宜满足下列要求： 对于钢连梁连肢剪力墙中的钢连梁： 当Le≤1.6 当Le≥2.6 对于连梁跨度位于1.6Mp/ 对于屈曲约束钢板连肢剪力墙中的屈曲约束钢板：θmax条文说明：在钢连梁的腹板上合理地布置加劲肋，是充分发挥钢连梁延性及理想的耗能能力的前提。当钢连梁处于剪切屈服时，即a≤1.6M高强钢构件及连接一般规定Q460及上牌号的高强钢构件采用火焰矫正残余变形时，宜按表6.1.1对加热温度进行控制。当火焰加热温度超过表6.1.1限值时，需对所加热部位的高性能钢材的弹性模量、屈服强度及抗拉强度进行折减。表6.1.1高性能钢构件火焰矫正温度控制限值（℃）钢材牌号温控限值Q460钢、Q550钢、Q690钢650Q890钢600条文说明：根据国内外高强钢受火后力学性能的研究结果（Qiang2012，Qiang2013），发现高性能钢材受火温度低于600-650℃时，其受火冷却后力学性能退化较小，弹性模量下降小于10%，屈服强度及抗拉强度下降小于5%。当受火温度高于600-650℃时，其受火冷却后力学性能退化显著，应按照表1进行折减。火焰矫正温度宜采用测温笔或测温仪测量，当不具备测温条件时，可按照表2目测判断火焰矫正的加热温度。表1高温火焰矫正后钢材力学性能折减系数温度（℃）Q460Q550、Q690Q890EfyfuEfyfuEfyfu6000.940.980.970.961.001.000.950.990.996500.940.950.950.921.000.980.910.930.937000.920.970.950.870.890.910.870.720.917500.870.900.880.800.750.790.800.680.728000.860.870.890.750.610.670.750.560.988500.840.870.900.70.530.620.710.490.859000.810.870.890.670.400.590.660.390.7310000.710.760.810.650.380.570.650.380.64表2钢材表面颜色及其相应温度（℃）颜色温度颜色温度深褐红色550-580淡樱红色800-830褐红色580-650亮樱红色830-900暗樱红色650-730橘黄色900-1050深樱红色730-770暗黄色1050-1150樱红色770-800亮黄色1150-1250高强钢构件的螺栓连接宜采用10.9级和12.9级的高强度螺栓。条文说明：8.8级螺栓抗拉强度设计值为400MPa，小于Q460抗拉强度设计值410MPa，因此在本规范中不建议采用。对于高性能的结构钢材，焊缝连接宜采用等强匹配焊接材料；对于强度等级在Q460至Q890的高强度钢材，焊接材料熔敷金属的力学性能可以低于相应母材的强度，欠强匹配的焊接材料应按照表4.4.2选取。条文说明：该条是对《钢结构设计规范》征求意见稿第12.1.1条的补充，原规范来自《钢结构焊接规范》7.2.1和EC3规范EN1993-1-122007的修改。对于高性能的结构钢材，焊缝连接宜采用等强匹配焊接材料；对于高强度钢材，焊接材料熔敷金属的力学性能也可以低于相应母材的强度，但是对欠强匹配的焊接材料应有相应的限制，匹配要求见第4章表4.4.2。文献--Numericalstudyoftheplasticbehaviourintensionofweldsinhighstrengthsteels—研究发现当采用较大的热输入和合理的接头宽厚比时，对于极端的低强匹配情况，接头强度的削减的程度也不会超过10%。等强情况下，焊缝强度直接等于母材强度，欠强匹配的情况，需要通过实验数据给出，实验目前还没有进行。受弯构件Q460以上牌号的焊接工字形截面纯弯钢梁可按照《钢结构设计规范》GB50017中受弯构件的公式进行强度、整体稳定和局部稳定的计算，强度设计值按本规程采用。轴心受力构架Q460以上牌号的焊接工字形截面和箱形截面轴心受力构件可按照《钢结构设计规范》GB50017中轴心受力构件的计算公式进行强度计算，强度设计值按本规程采用。Q460以上牌号的焊接工字形截面和箱形截面轴心受力构件，可按照《钢结构设计规范》GB50017中轴心压构件的公式进行整体稳定的计算，其轴心受压构件的稳定系数应按照本按规程表6.3.2确定。表6.3.2高强钢轴心受压构件的截面分类(板厚t＜40mm)截面形式钢牌号对x轴对y轴焊接，翼缘为焰切边Q460、Q550b类b类Q690、Q890a类b类轧制等边角钢Q460、Q550Q690、Q890a类a类焊接Q460、Q550b类b类Q690、Q890b类b类Q460以上牌号的焊接H形截面和箱形截面轴心受力构件可按照《钢结构设计规范》GB50017中轴心受力构件的计算规定进行局部稳定的计算。拉弯构件和压弯构件Q460以上牌号的焊接H形及箱形截面的拉弯构件和压弯构件，弯矩作用在主平面内其强度应按《钢结构设计规范》GB50017中拉弯构件和压弯构件的规定计算。Q460以上牌号的焊接H形及箱形截面的拉弯构件和压弯构件，弯矩作用在主平面内其稳定性应按下列规定计算：弯矩作用平面内的稳定性：Q460以上牌号：(6.4.2-1)式中N——所计算构件段范围内的轴心压力；——参数，；φx——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数按照表6.3.2截面分类确定；Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩；W1x——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；βmx——等效弯矩系数，应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用；γx——截面塑性发展系数，对Q690及以上牌号钢材取1.0，其余钢材应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用。弯矩作用平面外的稳定性：(6.4.2-2)式中φy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数，按照表6.3.2截面分类确定；φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，应按《钢结构设计规范》GB50017中规定采用；对闭口截面φb=1.0；Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩；η——截面影响系数，闭口截面叩η=0.7，其他截面η=1.0；βtx——等效弯矩系数，应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用。弯矩作用在两个主平面内的双轴对称实腹式高强钢焊接工字形(含H形)和箱形(闭口)截面的压弯构件，其稳定性应按下列公式计算：(6.4.3-1)(6.4.3-2)式中φx、φy——对强轴x—x和弱轴y—y的轴心受压构件稳定系数，按照表6.3.2截面分类确定；φbx、φby——均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数，应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用；对闭口截面，取φbx=φby=1.O；Mx、My——所计算构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩；N′Ex、N′Ey——参数，；Wx、Wy——对强轴和弱轴的毛截面模量；βmx、βmy——等效弯矩系数，应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用；βtx、βty——等效弯矩系数，应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用；γx——截面塑性发展系数，对Q690及以上牌号钢材取1.0，其余钢材应按《钢结构设计规范》GB50017中列规定采用。受压构件的局部稳定Q460以上牌号受压构件的局部稳定可按照《钢结构设计规范》GB50017中的要求进行设计，强度设计值按本规程采用。高强度螺栓连接承压型高强螺栓连接应按下列规定计算：承压型连接的高强度螺栓的预拉力P应与摩擦型连接高强度螺栓相同。连接处构件接触面应清除油污及浮锈。高强度螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载的结构。在高强螺栓受剪的连接中，每个高强螺栓的承载力设计值应取受剪和承压承载力设计值中的较小者。受剪承载力设计值：(6.6.1-1)承压承载力设计值：承压承载力设计值按式（6.6.1-2）计算：(6.6.1-2)式中：nv-受剪面数目；d-螺栓杆直径；-在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值；fvb，fcb-螺栓的抗剪和承压强度设计值，按照本规程第4章采用。在高强螺栓杆轴方向受拉的连接中，每个高强螺栓或锚栓的承载力设计值应按下列公式计算：普通螺栓(6.6.1-3)锚栓(6.6.1-4)式中de——螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径；、、——普通螺栓、锚栓和铆钉的抗拉强度设计值，按照本规程第4章采用。同时承受剪力和杆轴方向拉力的承压型连接的高强度螺栓，应符合下列公式的要求：(6.6.1-5)(6.6.1-6)式中Nv、Nt——某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力；、、——一个高强度螺栓的受剪、受拉和承压承载力设计值。条文说明：3每个高强螺栓的受剪承载力按式(6.6.1-1)计算，式(6.6.1-1)沿用了现行钢结构设计规范（GB50017-2003）对螺栓受剪承载力的设计条款，根据同济大学进行的超500MPa高强度钢材螺栓承压试验结果，12.9级螺栓可沿用式(6.6.1-1)进行设计，以避免使用过程中螺栓发生剪断破坏。当螺栓群的受剪设计由式(6.6.1-1)控制时，螺栓群的受剪承载力按全部螺栓基于式(6.6.1-1)计算结果中的最小值与螺栓颗数的乘积来考虑。每个螺栓的承压承载力按式(6.6.1-2)计算，式(6.6.1-2)在现行钢结构设计规范（GB50017-2003）螺栓承压承载力设计公式的基础上，增加了1.3倍的放大系数。根据同济大学进行的超500MPa高强度钢材（Q550D，Q690D和Q890D牌号钢材）单螺栓双剪切面螺栓承压试验结果，单个螺栓承压工作曲线的极限承载力与端距呈线性关系。本规程条款6.6.9规定的最小容许端距为2.0d0，对应极限承载力为2.08fudt。由于螺栓承压工作曲线在达极限承载力时变形发展迅速，设计时不宜采用极限承载力作为失效控制值。根据63组高强度钢材单、双螺栓（垂直受力方向排布）试验荷载位移曲线的研究发现，单螺栓、双螺栓的荷载位移曲线的等效屈服点对应88%峰值荷载与32%峰值点位移，以等效屈服点作为失效控制值可偏于安全取为0.8*2.08fudt。沿用现行钢结构设计规范（GB50017-2003）中承压强度设计值的表述方式，式(6.6.1-2)中的放大系数取整为1.3。出于设计简便的考虑，端距大于2.0d0时的压承载力仍按式(6.6.1-2)设计，设计值偏更安全。根据本规程进行的超500MPa高强度钢材顺内力排布双、三螺栓的实验结果，国产高强度钢材（Q550D，Q690D和Q890D牌号钢材）在2mm施工误差条件下仍能满足螺栓内力重分配的延性需求，故螺栓群的承压承载力可取各螺栓基于式(6.6.1-2)计算结果之和。高强度螺栓摩擦型连接应按下列规定计算：在抗剪连接中，每个高强度螺栓的承载力设计值应按下式计算：(6.6.2-1)式中nf——传力摩擦面数目；μ——摩擦面的抗滑移系数，应按表6.6.2-1采用；P——一个高强度螺栓的预拉力，应按表6.6.2-2采用。

表6.6.2-1a摩擦面