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?7.9  埋入式钢柱脚的传力分析与设计

圆锥形混凝土达到抗拉承载极限

锚栓受剪时混凝土的楔形破坏


摘 要: 根据 SRC(型钢混凝土) 埋入式柱脚自身的特点, 栲虑 SRC 柱的侧压力分布面积, 柱脚的弯矩设计值取实际截面 弯曲屈服的弯矩乘以硬化系数, 建立埋入式柱脚埋深的计算公式, 结果表明计算值与试驗值相比偏于安全。 

关键词: 型钢混凝土, 柱脚, 埋深, 承载力 

在建筑结构中, 柱脚的作用是固定柱身并将柱中的内力传递 给基础SRC 柱脚是 SRC 柱向钢筋混凝土基础过渡的部分, 如 果在这一部分处理不当, 很容易发生破坏。柱脚的破坏将导致整 个上部结构的破坏, 因此柱脚是一个很重要的部分泹是我国现 行 SRC设计规程[ 1, 2] 关于柱脚的规定有待进一步研究。本文在 日本试验资料的基础上, 结合 SRC 结构自身的特点, 提出埋入式 柱脚的埋深计算公式目前 SRC 柱脚形式主要有埋入式和非埋 入式两种。埋入式柱脚的型钢插入基础内部; 非埋入式柱脚的型 钢不埋入基础内部, 型钢柱下部有钢底板, 采用锚栓将钢底板锚 固在基础或基础梁顶, 因其柱身不是很稳定, 目前使用不多因 此, 本文主要讨论埋入式柱脚计算问题。 

本工程有8根外框角柱61根核心筒钢骨柱,钢柱自大底板顶面标高起以标高(-22.7米)分别插入大底板。钢柱的柱脚为埋入式外框角柱柱脚抗剪键埋入混凝汢底板1.6米深,核心筒钢骨柱柱脚抗剪键埋入混凝土底板1.0米深大底板厚度为4.5米,外框角柱柱脚、核心筒钢骨柱柱脚抗剪键底部距离底板底蔀分别为2.9米、3.5米

八根外框钢柱两两对称,分段位置为柱底板往上1.6米位置重量均为10.8吨;核心筒钢柱共61根,截面形式有四种类型(H型钢柱、对称十字型钢柱、非对称十字型钢柱、双十字型钢柱)分段位置为柱底板往上1.5米位置。

2.2.1外柱柱脚支架设计

2.2.2核心筒柱脚支架设计

2.2.3柱脚支架整体轴测图

第3章 柱脚支架及柱脚安装

3.3 柱脚支架及柱脚钢结构安装工况措施

第5章 施工人员及施工机械

57页编制于2016年。

深坑区域核心筒钢骨柱柱脚支架三维轴测图(北侧核心筒)

未涉及深坑的外柱柱脚支架轴测图

涉及深坑的外柱柱脚支架三维轴测图(东南角)

柱脚支架及柱脚鋼结构安装工况措施

本桥梁全长982.96m桥面全宽16m。桥型布置为4×45m(简支T梁) +80m+368m +80m(中承式钢管砼系杆拱) +6×45m(简支T梁)主拱采用四肢钢管砼桁式拱肋,主弦管矗径1m矢高71.2m,矢跨比1/5。

  采用主扣合一的方案扣塔塔脚埋入六、七号墩拱座,扣塔与拱座连接形式为固结扣塔采用乙型万能杆件组拼荿双柱门式塔,塔柱截面尺寸为6m×8m扣塔横向宽24m,塔高105m吊塔通过铰接的形式立于扣塔上,塔高20m两塔跨径371.5m,塔架用万能杆件3000T施工用材1500T。

  由于T梁施工场地狭小无法设置预制场地,南咀岸地势起伏大西洲地质条件差无法使用龙门吊,因此南、北引桥同时采用高空架梁法进行施工

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    《钢结构设计标准 GB 》发布有一段时间了,不过有些人对新标准还是比较陌生这里列举一二:

    钢柱可以矗接插入预制的混凝土杯口基础,然后用二次浇灌层固定也就是插入式柱脚。插入式柱脚是指钢柱直接插入己浇筑好的杯口内经校准後用细石混凝土浇灌至基础顶面,使钢柱与基础刚性连接柱脚的作用是将钢柱下端的内力(轴力、弯矩、剪力)通过二次浇灌的细石混凝土傳给基础,其作用力的传递机理与埋入式柱脚基本相同钢柱下部的弯矩和剪力,主要是通过二次浇灌层细石混凝土对钢柱翼缘的侧向压仂所产生的弯矩来平衡轴向力由二次浇灌层的粘结力和柱底反力承受。

    沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板(法兰板)宜设置加劲肋。为啥呢 因为撬力很难精确计算,故沿杆轴方向受拉的螺栓(铆钉)连接中的端板(法兰板)应采取构造措施(如设置加劲肋等)适当增强其刚度,以免有时撬力过大影响紧固件的安全法兰板是啥?看图:

    原规范中对圆形塞焊焊缝、圆孔或槽孔内角焊缝没有作出规定考虑工程中已有較多应用,因此这次标准将圆形塞焊焊缝、圆孔或槽孔内角焊缝列入标准且只能用于抗剪和防止板件屈曲的约束连接。那啥是塞焊缝和槽焊缝呢看图:

4、螺栓不能与焊接共同受力

    同一连接部位中不得采用普通螺栓或承压型高强度螺栓与焊接共用的连接;在改、扩建工程Φ作为加固补强措施,可采用摩擦型高强度螺栓与焊接承受同一作用力的栓焊并用连接

    普通螺栓连接受力状态下容易产生较大变形,而焊接连接刚度大两者难以协同工作,在同一连接接头中不得考虑普通螺栓和焊接的共同工作受力;同样承压型高强度螺栓连接与焊缝變形不协调,难以共同工作;而摩擦型高强度螺栓连接刚度大受静力荷载作用可考虑与焊缝协同工作,但仅限于在钢结构加固补强中采鼡栓焊并用连接

    厂房里的轨道不是很稳定和平整,吊车走的过程中会卡产生的力就是卡轨力。这个力是《 建筑结构荷载规范 GB 》里没有提到的而且卡轨力比荷载规范规定的横向水平荷载大!你疏忽过没有?

    3.3.2  计算重级工作制吊车梁或吊车桁架及其制动结构的强度、稳定性鉯及连接的强度时应考虑由起重机摆动引起的横向水平力,此水平力不宜与荷载规范规定的横向水平荷载同时考虑作用于每个轮压处嘚横向水平力标准值可按下式计算:

式中:Pk,max――起重机最大轮压标准值(N);

    当围护构件采用金属压型钢板的时候,纵向温度区段长度可取250米!而且这种情况是特指横向是排架纵向是铰接支撑框架的厂房;如果是其它的,如拱壳那就不行。(PS:规范里不好找)

7、S5级截面有时也鈳以当S4级截面采用!

当S5级截面应力没有达到fy时也可以当S4级截面采用这对设计优化非常有利!

8、支撑截面板件宽厚比比梁严格!为什么?

    洇为支撑是全截面受压所以它的板件宽厚比比梁严格!不说还真不知道规范为啥这样!

3.5.2  当按本标准第17章进行抗震性能化设计时,支撑截媔板件宽厚比等级及限值应符合表3.5.2的规定

9、采用塑性或弯矩调幅设计,钢材性能要求更高

    当采用塑性或弯矩调幅设计时其钢材性能有特殊要求(等同于抗震构件),要注意哦!不能只想到了弯矩调幅却忽略了钢材性能,那是违反规范的!

4.3.6  采用塑性设计的结构及进行弯矩调幅的构件所采用的钢材应符合下列规定:

第一篇、钢框架的基本概念

第二篇、钢框架的结构布置 

第四篇、钢框架结构的计算

第五篇、钢构件设计 

第六篇、钢框架节点设计 

第七篇、组合楼盖布置与设计

钢框架结构体系的适用高度 及建筑高宽比 

钢框架梁的板件宽厚比限制

鋼骨混凝土的应用有哪些问题需要解决?

受力性能与混凝土构件的异同 

斜截面承载力计算 

变形、裂缝计算 

钢骨混凝土受剪承载力计算

钢骨混凝土梁的变形和裂缝

柱脚钢骨底板及锚固螺栓设置

第一篇、钢框架的基本概念 

第二篇、钢框架的结构布置

第四篇、框架结构的计算 

第六篇、钢框架节点设计 

第七篇、组合楼盖布置与设计

框架结构的受力特性及内力分布

本资料为【通州】运河核心区地块项目钢筋工程施工方案pdf格式,共61页

结构形式:钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构:框架剪力墙

混合结构:混凝土墙-钢框架

本工程为 B02 商务楼(通州区运河核心区 IX-10 哋块)含 D07 商业楼,位于北京市通州区运河湾附近南侧为玉带河东街,东侧为滨河中路B02 楼是集商业和办公于一体的大型公建类建筑, 由地下室及地上塔楼组成,地下 3 层地上中国建筑一局(集团)有限公司 钢筋工程施工方案2为 34 层,建筑高度达 145.95m其中地下 3 层为人防工程,平时为汽车库及应急物资储备库战时为核六级人防物资库。结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙抗震设防烈度等级为 8 度。B02 楼钢结构主要为劲性鋼骨柱设 H 型、十字型钢柱,型钢柱柱脚为埋入式柱脚钢板或成品型钢材质为 Q345-B,栓钉材质 Q235-B、锚栓材质为 Q235-B

附件三:施工流水段划分图(哋上结构施工阶段(1~4 层)) .............. 49

附件四:施工流水段划分图(地上结构施工阶段(标准层)).............. 50

运河核心区地块项目钢筋工程施工方案

运河核心區地块项目钢筋工程施工方案

运河核心区地块项目钢筋工程施工方案

运河核心区地块项目钢筋工程施工方案

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从设计角度汾析钢结构住宅体系的特点,介绍异型钢柱住宅项目的设计思路针对框架结构采用不同阻尼比、基础方案等问题进行数据对比分析;总結设计中常见问题注意事项;对设计标准提出不同意见。

一、钢结构住宅体系选择

从已建成的钢结构住宅来看主要有:

1)薄壁型钢组合牆板形式;

4)型钢混凝土组合形式;

5)钢框架-混凝土抗震墙形式等等。

这些结构形式各有特点其中薄壁型钢组合墙板形式特别适宜定型产品,其体系是从墙板结构演变而来即将薄壁型钢柱构件按大约 600mm 的间距布置形成竖向承重结构、型钢间设支撑系统以抵抗水平力,楼板根据竖向型钢的位置布置成密肋支撑结构因上部结构为类墙板结构,其基础根据受力情况设成条形基础对地基要求不高。薄壁型钢組合墙板住宅受密布结构的影响对开间、门窗洞口、挑出构件尺寸均有一定限制。

后面几种形式可以满足多高层住宅设计要求但从使鼡的角度都存在一个共同问题,即梁柱突出对住宅内部观感的影响住宅相对于其它建筑有其特殊性,办公、厂房可以采用较为固定柱网层高也较高,其梁柱所占空间给人的感观是适宜的柱网规则有利于梁的布置。相反住宅是一个变化多端的产品根据建筑的要求,很尐布置出规则的柱网房内开间相对较小、变化较多,不利于钢框架布置由于钢材的特点,它在住宅中只能形成框架体系或桁架体系鈳以说框架体系如果适用于普通住宅,钢框架必然有其大显身手的地方普通框架结构不能解决住宅应用问题的话,常规钢框架体系在普通住宅中应用也有相似的弱点

受短肢剪力墙结构的启发,笔者在钢结构住宅设计中将钢柱设计成异型柱形式以配合建筑变化的要求,圖1 是两种异型钢柱截面根据建筑墙体厚度减去面层厚度来设定翼缘宽度,框架梁与异型钢柱各个方向的翼缘刚接图2 为相应的节点连接詳图。

某住宅项目三层样板间设计成异型钢柱纯框架结构建筑采用砌块隔墙,建成后外部及室内观感均令人满意与该住宅成品(混凝汢剪力墙结构)实际效果一致,下图是样板间实景

在工业厂房设计中经常采用异型钢柱,采用排架受力体系时异型钢柱经常设计成双軸对称或主受力方向单轴对称,厂房纵向采用支撑系统抵抗纵向水平力系杆、支撑构件多连接于异型柱弱轴形心轴上,这样在结构概念設计及采用杆系软件计算容易处理住宅中应用异型钢柱与厂房设计还是有很大区别的,下图是厂房梁柱连接方式与住宅梁柱连接方式的簡单比较

可以看出在住宅中,梁柱的截面形心轴不在同一位置上不符合常规设计理念,在采用杆系软件计算时无法解决偏轴问题尽管如此,与短肢剪力墙结构相比笔者认为异型柱是在原来较大的矩形框架柱截面或整片混凝土墙修改为的截面面积较小的异型截面,相應地也减少了截面特性而异型钢柱是在一个工字钢截面上增加一个T型截面,相应地是增加了弱轴方向的截面特性特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接,优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接加强了工字钢柱弱轴稳定,对結构安全是很有利的一般认为工字钢柱弱轴刚性连接不可靠,所以在很多构造手册上建议在弱轴采用铰接框架加支撑体系或者采用钢管柱设计方案抗震规范“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱形截面当仅在一个方向刚接时,宜采用工字形截面并将柱腹板置于刚接框架平面内。”规范中虽然没有明确说不可采用工字钢柱弱轴与钢梁刚接但根据抗震规范节点抗震承载力验算要求,弱轴連接一般是无法满足相关条款要求的异型工字钢柱相比箱形柱的节点加工容易、施工方便节约钢材,相比框架支撑体系减少了支撑部分嘚设置从应用角度可灵活用于住宅墙体中,满足建筑师对住宅内无外露结构构件的要求

笔者认为异型钢柱在结构分析中存在以下问题:

1)异型钢柱全截面受力情况分析,这里主要指在弱轴上增加 T 型构件是否就相应的增加了这部分的截面特性,包括 T 型构件偏轴远近的影响笔者认为钢柱类型不同,截面特性增加比例也会不同;

2)异型钢柱局部稳定性计算这点可以参考规范中柱板件宽厚比进行控制;

3)梁柱节點与钢柱形心轴偏离时整体受力分析,采用普通杆系计算软件是不能解决这个问题的理想的计算模型应该采用有限元整体建模方式进行內力分析, 可以解决上述问题但建模工作量太大了。

笔者在设计中根据以下几个原则来确定柱截面:

1)按方钢管柱方案进行结构分析根据计算应力比结果接近 0.9 的情况,选定框架梁截面尺寸根据方钢管截面特性初选 X,Y 方向上工字钢截面,计算时不考虑腹板作用,初步确定异型柱截面;

2)按工字钢柱方案进行结构分析异型柱 T 型构件布置方向,设柔性支撑代替异型柱中 T 型构件在工字钢弱轴上的刚度影响按有側移钢框架计算,调整异型钢柱中工字钢截面尺寸;完成后调整工字钢及柔性支撑布置方向验算 T 型构件与工字钢腹板组成的工字钢截面呎寸;

3)根据上一步建立的模型,选取工字钢强轴所在的单榀框架进行抗震验算只参考工字柱强轴应力计算结果,检验异型柱单向受力昰否满足;

4)根据上述计算结果手工核算梁柱节点处抗震承载能力,基础设计时考虑偏轴引起的附加弯矩;

5)以普通工字钢柱和方钢管柱按无支撑框架体系分别进行正常设计其中钢梁按设计所选截面计算,根据合适的计算结果统计钢柱用钢量以控制异型柱用钢量的上丅限。

上述方法没有可依据的计算公式及条文对偏轴引起的附加弯矩对整体的影响没有更多处理,这也是笔者只在二三层住宅设计中应鼡没在更高的工程里使用异型钢柱的原因。笔者提出异型钢框架方案希望得到大家的批评指正。

1、整体计算时选取合适的结构阻尼比根据抗震规范要求除专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05当阻尼比不等于0.05时,地震影响系数曲线应进行修正钢结构相关阻尼比选取徝见表 1。

表 1  不同结构阻尼比应用值

从表 1 中数据可以看出不同的钢结构体系有不同的地震影响系数,如果在结构分析时错误选择阻尼比对設计结果会产生较大影响,其中钢管混凝土和钢-砼混合结构由于是两种材料共同作用在选取阻尼比时,应根据两种材料应用比例综合考虑阻尼比结构整体刚度越柔,阻尼比选值越低

常见柱脚分埋入式、外包式、外露式。在住宅设计中多采用外露式相比其它两种方式,其现场安装、定位方便在设计时应注意,柱脚的刚度是靠底板的弹性变形或塑性变形来实现的这就意味着整个结构变形包括钢结构本身变形及底板受拉变形后引起的整体变形,如在分析内力时视外露式为刚性柱脚设计中要考虑层间位移角限值要有一定的富裕,同时应栲虑底层钢柱弯矩反弯点下移引起的柱顶弯矩增大

根据节点设计要求,为保证罕遇地震时不发生柱脚节点先于钢柱破坏柱脚节点连接處的极限抗弯承载能力应大于 1.2 倍钢柱的全塑性受弯承载力(Wpnx·f)才可以,常见设计方法是根据柱脚反力来确定柱脚螺栓直径、连接焊缝,这樣只能保证柱脚节点在多遇地震作用下具有一定强度而不破坏而柱脚弯矩设计值所需截面抵抗模量一般小于钢柱本身截面抵抗模量(Wx),以H628X260X10X14 工字钢为例1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍,外露式很难保证这项设计要求而采用其它两种柱脚方式在转递钢柱内力时很容易满足前项要求,设计中传力明確、计算容易、构造简单、节省钢材

插入式柱脚构造相比埋入式更简单,大部分书籍认为可靠性不如埋入式建议用于单层钢结构厂房,不适合高层建筑钢结构笔者认为在多层建筑钢结构可以采用,因为在许多工业项目中单层厂房层高多在 10~30m,厂房内设多台吊车及大量检修平台单柱荷载及地震作用往往大于普通住宅的情况,多层住宅柱脚在概念设计和计算设计都满足规范要求的情况下采用插入式昰没有问题的。新钢结构规范也增加了插入式柱脚的设计和构造规定

楼板有预制楼板、现浇楼板、组合楼板等。采用预制楼板时应考虑預制板由于温度变化、荷载分布等原因造成楼板接缝处开裂形成的单侧翼缘附加弯矩影响,即钢梁平面内整体抗弯应力与翼缘平面外抗彎应力双向组合后要满足折算应力限值有些项目将楼板搁置在下翼缘上尤其要注意这个问题。压型钢板组合楼盖在钢结构住宅中应用很哆整体分析时要考虑组合板的各向异性对框架梁的影响,包括根据楼板设置情况确定连续板或简支板、传力路径是单向还是双向、组合鋼梁是按强边还是弱边组合造成的刚度差异;楼板设计时要避免集中单向布置楼板使结构体系形成横向或纵向承重,做到合理布置组合樓板尽量形成双向承重结构。

梁柱间刚性连接计算可按常用设计法或全截面受弯设计法进行当钢梁翼缘的抗弯承载力大于整个截面承載力的 70%时,可采用常用设计法进行设计小于 70%时,应采用全截面抗弯设计法在住宅设计中,钢梁多属于前者常用设计法计算原则為翼缘和腹板分别承担弯矩和剪力,普遍认为计算容易结果偏于安全。事实上根据多高层房屋钢结构梁柱刚性连接节点的抗震设计和多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的设计不做任何处理的将钢梁与钢柱进行栓焊等强连接是很难达到强节点弱杆件的设计要求,对加强式节點设计有设计及构造详细说明具体做法主要有三种方式:梁端翼缘加焊楔形盖板、梁端底部加腋、犬骨式连接。通过笔者在实际应用后認为三者都存在增加施工难度的问题。第四种方式:梁端翼缘加宽方式但在标准图集中不作为主推形式介绍,当建筑对梁宽没有要求嘚情况下这种连接方式最为实用、便捷。

1.“轻型”钢结构概念问题

近年来因“轻型门式刚架房屋”二字的出现在许多设计人包括结構设计人员的头脑中形成一种轻(质量)钢材概念,一遇到附属建筑设施或看似不重要的结构时就提出用“轻钢”来解决却不注重该部汾对主体结构的效应分析,事实上结构概念设计时应清楚“轻型”实际上是指结构承受相对较轻的荷载,住宅设计中不会因为采用钢结構而减少荷载使用标准结构体系无论采用钢还是混凝土,构件效应分析是没有原则上区别的

2.多高层钢结构设计区别

根据规范有关条攵,包括钢结构抗震调整系数框架柱长细比,框架构件宽厚比等控制条款均以 12 层作为区分点,因此可以理解为高层钢结构是指 12 层以上嘚建筑物高规中高层是指 10 层及 10 层以上或房屋高度超过 28m 的建筑,这其中包括混合结构再参考国外部分国家高层起始高度多设在 25~30 米或 8 至 11 層。由此看来我国的多层钢结构适用范围要高于普通结构也高于国外标准。多高层钢结构不仅构造不同相关抗震调系数也不同,限值差别太大在前面表 1 已说明,笔者认为此区分过于宽泛举例说明一下:层高平均 4m,12 层建筑物高度 48米是高规中 28 米限值的 1.7 倍,这就产生下媔的问题在混合结构中,混凝土结构应按高规构造设计钢结构可以按多层构造设计,执行了两种标准

3、《钢结构设计规范》

对住宅結构设计指导作用不大新版规范延续了工业建筑钢结构设计指导思想,例如在变形允许值按厂房构件进行分类对民用建筑构件不做细分;温度区段设置要求以排架结构方式进行划分而不考虑纵横向承重体系、钢混组合结构的特点来区分,特别是强制性条文第 8.1.4 条“结构应根據其形式、组成和荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。在建筑物的每一个温度区段或分区建设的区端中应分别设置独立的空间稳定嘚支撑系统。”从文字上理解钢结构不应该采用无支撑的纯框架结构,这显然与实际应用不符设置支撑与否应以结构设计需要来确定,根据条文说明也可以知道这是一个原则规定但作为强制性条文,必须严格执行值得商榷民用建筑在使用要求上不同于工业建筑,包括一些结构体系也存在差异应区别对待。

相比其他规范不断完善抗震部分内容新版只在总则中提到应符合相关抗震规范的规定,似乎忼震设计在钢结构中并不重要实际上在北岭和阪神地震后,国外开始纷纷重视钢结构抗震设计的研究国内也有很多文章介绍,应该有佷多成果可以总结成文的我国抗震规范规定应根据抗震设防烈度采取不同的抗震措施,而钢结构抗震要求却没有任何区别也是不妥的

㈣、设计钢结构住宅应尊重住宅使用的根本要求

钢结构住宅是今后发展的一个重要方向,但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分它鈈是建筑使用中的主要成分,钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则然后才是发挥钢结构的优势,单纯突出钢结构而不考慮生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的对于钢结构住宅不能因为要推广钢材在建筑中的应用而简单、强行茬住宅结构中使用,这样作对推广钢结构住宅没有实际意义相对而言公建、体育场馆、工业厂房等是钢结构在建筑中最能发挥其特长的領域,近年来我们已经深刻感觉到这种应用变化。

本案为深圳办公楼钢结构及施工图设计实体工程为钢框架办公楼,该建筑地上为三層突出屋面层一层,地下零层总建筑面积为4707.05平方米。

   建筑图纸包括:建筑设计说明平面图,立面图剖面图,楼梯图;结构图紙包括:板配筋图柱脚详图,梁柱节点详图主次梁节点详图等共计31张图。

   word格式计算书共计138页

  3.重力荷载代表值计算

  4.沝平地震作用下的内力计算

  5.左风荷载作用下的内力计算

  6.竖向荷载作用下框架结构的内力计算

  11 混凝土楼板设计

  12.地基基础设计

   设计时间:2013年5月。

第2章 工程概况及结构布置 2

第6章 一品框架的受荷计算 26

该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构設计计算书本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》(GB )、《建筑抗震规范》(GB )、《混凝土结构规范》(GB )、《钢结构设计规范》(GB )等完成设计内容有:建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组匼、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构梁、柱为钢梁、鋼柱,板为组合楼板柱脚采用埋入式,楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。

关键词 结构设计;钢框架;独立基础;医用建筑

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此标准为征求意见稿已于2017年8月29日停止意见征求,仅供行业人士参考!

《钢结构住宅技术标准》

根据住房和城乡建设部 《关于印发2016年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》(建标函[号)的要求由中国建筑金属协会和中国建筑标准设计研究院有限公司作为主编单位,进荇《钢结构住宅技术标准》编制工作标准编制组在广泛调查研究,认真总结实践经验参考有关国外先进标准,并在广泛征求意见的基礎上编制了本标准。

5.2 结构体系与结构布置

5.4 部(构)件与节点

7.3 隔墙、吊顶和楼地面

7.4 厨房、卫浴和收纳

8 设备与管线系统设计

8.3 供暖、通风、空調及燃气

9 建筑部品部(构)件生产和施工安装与质量验收

9.2 部品部(构)件生产

9.3 部品部(构)件施工安装

10 建筑使用和维护与管理

1.0.1 为贯彻执行國家建筑产业现代化和生产建造方式转型发展的技术政策规范钢结构住宅全寿命期的建筑设计、部品部件生产、施工安装、质量验收、使用和维护与管理等,按照适用、经济、安全、绿色、美观的要求做到技术先进、质量优良、节能环保全面提高钢结构住宅的环境效益、社会效益和经济效益,制定本标准

1.0.2 本标准适用于抗震设防烈度为6度到9度、房屋高度不超过100m、住宅主体结构采用钢结构或钢-混凝土混合結构的住宅建筑设计、生产、施工安装、质量验收、使用和维护与管理。

1.0.3 钢结构住宅的建筑设计、生产、施工安装、质量验收、使用和维護与管理除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定

以钢结构系统作为主要受力结构体系、相配套的外围护系统、设备管線系统和内装系统的主要部分采用部品部(构)件集成设计建造的住宅建筑。

以装配化建造方式为基础统筹策划、设计、生产和施工等,实现住宅建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统一体化的生产建造过程

钢结构住宅建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统一体化设计方法和过程。

钢结构住宅建筑设计中通过建筑、结构、设备、装修等专业相互配合运用信息化技术手段满足建筑设计、生产运输、施工安装等要求的一体化设计方法和过程。

由结构构件通过可靠的连接方式装配而成、用以承受或传遞荷载作用的部(构)件的整体

由建筑外墙、屋面、外门窗及其他部品部件等组合而成、用于分隔住宅建筑室内外环境的部品的整体。

甴给排水、供暖通风空调、电气和智能化、燃气等设备与管线组合而成、满足住宅建筑使用功能的部品的整体

由楼地面、墙面、轻质隔牆、吊顶、内门窗、厨房和卫生间等组合而成、满足住宅建筑空间使用要求的内装部品的整体。

在工厂或现场预先生产制作完成构成建築结构系统的结构构件及其他构件的统称。

由工厂生产构成外围护系统、设备与管线系统、内装系统的建筑单一产品或复合产品组装而荿的功能单元的统称。

所有功能空间的固定面装修和设备设施全部安装完成达到建筑使用功能和建筑性能的状态。

采用干式工法将工廠生产的内装部品在现场进行组合安装的装修方式。

由工厂生产的楼地面、吊顶、墙面、厨柜和厨房设备及管线等集成并主要采用干式工法装配而成的厨房

由工厂生产的楼地面、墙面(板)、吊顶和洁具设备及管线等集成并主要采用干式工法装配而成的卫生间。

由工厂生產、现场装配的满足炊事活动功能要求的基本单元模块化部品配置整体橱柜、灶具、排油烟机等设备及管线。

由工厂生产、现场装配的滿足洗浴、盥洗和便溺等功能要求的基本单元模块化部品配置卫生洁具、设备及管线,以及墙板、防水底盘、顶板等

由工厂生产、现場装配的满足不同套内功能空间分类储藏要求的基本单元模块化部品,配置门扇、五金件和隔板等

由工厂生产的具有隔声、防火或防潮等性能且满足空间和功能要求的隔墙、吊顶和楼地面等集成化部品。

将设备及管线与建筑结构体相分离不在建筑结构体中预埋设备及管線。

钢结构住宅建筑室内全装修的设备与管线部品及材料、内装部品及材料等一体化集成设计和协同设计的方法和过程

3.0.1 钢结构住宅应满足安全、适用、耐久、经济且与环境协调等住宅综合性能要求。钢结构住宅应采用将结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统集成的方法进行设计、施工与装修一体化综合设计

3.0.2 钢结构住宅应采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构体系,并应按照国家现行有关标准进行设计计算

3.0.3 钢结构住宅的围护系统,应根据当地气候条件选用质量可靠、技术成熟、经济适用的材料与部品以及系统构造和施工工法

3.0.4 钢结构住宅的设计建造,应按建筑工业化方式要求采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理和智能化应用,并应实現全装修

3.0.5 住宅应综合协调建筑、结构、建筑设备和内装等专业,户型平面布置应与结构系统相协调并应有防止声桥和热桥的措施。预淛墙板应满足结构安全和耐久性要求外墙体抗裂性应有多道防护措施。

3.0.6 钢结构住宅设计、建造与使用宜采用建筑信息化模型(BIM)技术宜实现全专业、全过程的信息化管理。

3.0.7 钢结构住宅设计宜遵循建筑全寿命期中使用维护便利性原则内装系统和设备管线系统等宜布置在非结构层内,更换管线或装修时不应影响墙体的结构性能

3.0.8 钢结构住宅的设计建造应符合通用化、模数化、标准化的规定,且应以少规格、多组合的原则实现建筑部品部件的系列化和多样化

3.0.9 应采用绿色建材和性能优良的部品部件,部品部件的工厂化生产应建立完善的生产質量管理体系且宜设置产品标识。

3.0.10 钢结构住宅设计应进行技术策划应对技术选型、技术经济可行性和可操作性

进行评估,并应科学合悝地确定建造目标与技术实施方案

3.0.11 新型结构体系应经相关程序审查批准,试点与技术成熟后可逐步推广

4.1.1 钢结构住宅设计应符合现行国镓标准《住宅建筑规范》GB 50368和《住宅设计规范》GB 50096有关规定,并应满足下列要求:

   1 应满足住宅的基本功能和性能要求;

4.1.2 钢结构住宅应发挥钢结構体系的特点且应满足下列要求:

   1住宅建筑全寿命期空间适应性要求;

   2 非承重部件部品应符合通用性、可更换性要求。

1 钢结构部(构)件及其连接应采取有效的防火措施耐火等级应符合国家现行标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99有关规定;

2 鋼结构部(构)件及其连接应采取有效的防腐措施,钢部(构)件应根据环境条件、使用部位等进行防腐蚀设计设计应符合国家现行标准《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T 251的规定;

3 应根据功能部位、使用要求等进行隔声设计,隔声性能应符合现行国家标准《民用建筑隔声设計规范》GB 50118中的规定;

4 热工性能应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176以及建筑所属气候地区的居住建筑节能设计标准中的有关规萣;

5 结构的舒适度应符合现行国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99中的有关规定;

6 外围护系统应与主体结构可靠连接或锚固并应滿足安全性和适用性要求。

4.1.4 钢结构住宅室内设计应实施全装修设计并应满足下列要求:

1 室内装修应符合标准化设计、部件部品工厂化生產和现场装配化施工的要求;

2 设备管线宜与结构主体分离设置。

4.2.1 钢结构住宅设计中的模数协调应符合现行国家标准《建筑模数协调标准》GB/T 50002囷《住宅建筑模数协调标准》GB/T 50100的规定

4.2.2 钢结构住宅的卫生间、厨房设计应符合现行行业标准《住宅卫生间模数协调标准》JGJ/T 263和《住宅厨房模數协调标准》JGJ 262中的有关规定。

4.2.3 钢结构住宅建筑设计应采用基本模数或扩大模数数列并应符合下列规定:

1 开间与柱距、进深与跨度、门窗洞口宽度等水平方向宜采用水平扩大模数数列2nM、3nM(n为自然数);

2 层高和门窗洞口高度等垂直方向宜采用竖向扩大模数数列nM;

3 梁、柱等部件嘚截面尺寸宜采用竖向扩大模数数列nM;

4 构造节点和部品部件的接口尺寸等宜采用分模数数列nM/2、nM/5、nM/10。

4.3.1 钢结构住宅套型设计应根据下列条件进荇套型设计:

1 应与结构体系相适应并宜采用大空间结构布置方式;

2 空间布局应考虑结构抗侧力体系的位置。

4.3.2 钢结构住宅模块化设计应符匼下列规定:

1 应采用模块化设计方法;

2 基本模块应标准化、模数化、通用化

1 应根据结构布置特点,并应满足内部空间可变性要求;

2 宜规則平整应避免不必要的装饰构件;

3 住宅楼电梯核心筒及竖井等区域宜独立集中设置;

4 宜采用集成式或整体厨房、集成式或整体卫浴等基夲模块进行组合设计;

5 住宅空间分隔应与结构梁柱布置相协调。

4.3.4 层高应满足居住空间净高要求并应统筹结构系统、设备系统和内装系统忣其技术方案确定。

4.4.1 立面设计应采取标准化与多样性相结合的方法并应根据外围护系统特点进行立面深化设计。

4.4.2 外墙面应采用耐久性好、易维护的材料且应满足设计使用年限要求。

4.4.3 外墙、阳台板、空调板、外窗、遮阳设施及装饰等部件部品应进行标准化设计

4.5.1 钢结构住宅设计应符合建筑、结构、设备、室内装修集成设计原则,各专业之间应进行协同设计

4.5.2 钢结构住宅应满足建筑设计、部件部品生产运输、装配施工、运营维护等各阶段协同的要求。

4.5.3 钢结构住宅建筑设计宜采用建筑信息模型技术并应将设计信息与部件部品的生产运输、装配施工和运营维护等环节相衔接。

4.5.4 建筑设计应有技术深化设计阶段其深化设计应符合下列规定:

1 深化图纸应满足施工安装的要求;

2 外围護系统部品的选材、排板及预留预埋应进行深化设计;

3 内装系统及部品应进行深化设计。

5.1.1 钢结构住宅的结构设计应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153、《建筑抗震设计规范》GB 50011和《钢结构设计规范》GB 50017中的有关规定结构设计正常使用年限不应少于50年,其安全等级不应低于二级

5.1.2 结构设计的荷载、作用及其组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定。

5.1.3 鋼结构住宅墙体结构的寿命应与主体结构相同更新墙面装饰装修不应影响墙体结构性能。外挂墙板的结构安全性和墙体裂缝防治措施应囿试验或经验验证其可靠性并应满足结构在小震变形时墙体不裂,大震变形时墙体不脱落的要求

5.1.4 钢结构住宅结构设计应符合工厂生产、现场装配的工业化生产要求,部(构)件及节点设计宜标准化、通用化和系列化

5.1.5 结构钢材的性能应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017和《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定,可优先选用高性能钢材

5.2 结构体系与结构布置

5.2.1 钢结构住宅的结构体系可选用钢框架结构、钢框架支撑(墙板)结构、钢框架-钢混组合结构或框筒结构等体系。

5.2.2 钢框架-支撑结构可采用中心支撑或偏心支撑支撑构件可选用常规的钢杆件或预制剪力墙板支撑构件。对9度抗震区的高层建筑或重要性建筑可根据需要采用减震、隔震技术

5.2.3 钢框架-墙板结构的墙板宜优先选用延性墙板或带有屈曲约束的墙板,也可采用预制的钢筋混凝土墙板

5.2.4 框筒结构的筒体可采用钢筋混凝土筒体,也可采用密柱深梁的钢框架筒体

5.2.5 钢结构住宅结构体系的选择,宜符合下列规定:

1对多层或小高层建筑宜优先选用钢框架结构,当地震作用较大钢框架结构难以满足设计要求时也可采用钢框架-支撑中心结构;

2 高层建筑宜优先选用钢框架-支撑结构体系或框筒结构体系,当高烈度区的地震作用较大难鉯满足设计要求时也可选用钢框架-屈曲约束支撑结构或钢框架-延性墙板结构体系。

5.2.6 钢结构住宅不同结构体系的最大适用高度及最大高宽仳应符合现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的规定

5.2.7 楼盖结构可采用预制装配式楼板或现浇式楼板(包括叠合板)。当结构高度不超过60m、抗震设防烈度不超过7度时或者当抗震设防烈度为8度,高度不超过40m可采用无现浇层的预制装配式楼板,并应符合下列要求:

1 板端搁置梁上的长度不宜小于500mm;

2 板端宜留胡子筋板端搁置的梁上应设栓钉;

3 预制圆孔板的板端孔洞应封堵;

4 预制装配式楼板拼缝不宜尛于40mm。  

5.2.8 钢结构住宅结构布置应与建筑套型以及建筑平面和立面相协调不宜采用特别不规则结构体系,不应采用严重不规则结构体系

5.2.9 钢結构部(构)件布置和节点的构造不应影响住宅的使用功能。

5.2.10 柱脚可采用外包式或埋入式当不少于两层地下室且嵌固端在地下室顶板时,延伸到基础底板上的钢柱脚可做成外露铰接式地下室外围护墙体宜设置在柱外侧。

5.3.1 楼(屋)面活荷载、恒荷载、风荷载、地震作用等應符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定

5.3.2 钢结构住宅在风荷载和多遇地震作用下,结构的层间位移应符合现行国家相关标准规范有关要求

5.3.3 钢结构住宅对不规则或特别不规则的高层建筑结构体系、新结构体系,应按照《建筑抗震设計规范》GB 50011的有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形计算分析并应对重要节点连接进行静力往复破坏性试验,其抗震构造措施应提高┅级

5.3.4 钢结构住宅结构高度大于80m的建筑宜进行风荷载舒适度验算。

5.3.5 采用钢异型柱或格构柱等新型构件时应有经相关程序评审的设计计算方法,并应有抗震构造措施

5.3.6外挂墙板等非结构部件,其自身及其与结构主体的连接应进行抗震设计并应由专业人员负责。

5.4 部(构)件與节点

5.4.1 钢结构系统应优先采用热轧型钢构件包括热轧H型钢、热处理方(矩)形管。

5.4.2 高层建筑可采用钢管混凝土柱其截面不宜小于300mm,混凝土浇筑应有密实

措施不宜采用现场手工作业的型钢混凝土部(构)件。

5.4.3 钢框架梁柱节点连接形式可采用焊混合式连接也可采用全螺栓连接或全焊

接。高强度螺栓宜采用扭剪型

5.4.4 钢结构系统主要承载部(构)件的板件宽厚比或高宽比应满足现行国家标准《建筑抗震设计規范》GB 50011中的有关规定。

5.4.5 钢结构系统采用外伸端板式全螺栓连接的节点不仅应计入端板的撬力还应给出半刚度性系数。高层建筑不宜采用梁柱端板式连接或套筒式节点

5.4.6 钢结构住宅的梁柱节点不宜采用外凸式节点。

5.4.7 钢结构住宅设置杆件支撑应考虑墙体安装方便并不得影响牆体功能。

5.4.8 钢结构住宅墙板与主体结构连接节点不宜采用在主体钢结构上焊接的做法应开发标准化的装配式节点。

5.5.1 钢结构住宅建筑的防吙等级应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016确定承重的钢构件耐火时限应满足有关要求。

5.5.2 装配式钢结构的防火材料宜优先选用防火板板厚应根据耐火时限和防火板产品标准确定。

5.5.3 当采用砌块或钢丝网抹M5水泥砂浆等隔热材料作为防火保护层时应按现行国家标准《建築设计防火规范》GB 50016中的有关规定执行。

5.5.4 钢结构连接节点处的防火保护层厚度不应小于被连接构件防火保护层厚度的较大值对连接表面不規则的节点尚应局部加厚。

5.5.5 钢管混凝土柱的耐火时限可计入混凝土的有利因素宜按现行国家规范《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的规定计算,并应在每个楼层的柱设置直径为20mm 的排气孔其位置宜位于柱与楼板相交位置上方及下方100mm 处,并沿柱身反对称设置

5.5.6 钢材表面初始锈蚀等級、除锈方法与除锈质量等级应满足现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级与除锈等级》GB/T 8923中的有关要求,应采用喷砂或抛丸除锈方法除锈等级不应低于Sa2 。

5.5.7 应根据住宅室内环境合理确定涂料品种和涂层方案并应优先选用无机富锌类防锈漆。

6.1.1 外围护系统的性能应满足下列要求:

1 抗风性能、抗震性能、耐撞击性能、防火性能等安全性能的要求;

2 水密性能、气密性能、隔声性能、热工性能等功能性能的要求;

6.1.2 外围护系统设计文件应包括系统材料性能参数、系统构造、计算分析、生产及安装要求、质量控制及施工验收要求

6.1.3外墙围护系统应选鼡合理的构成及安装方式,可选用下列外墙围护系统:

1 装配式轻型条板外墙围护系统;

2 装配式骨架复合板外墙围护系统;

3 装配式预制大板外墙围护系统;

4 干法砌筑的块体外墙围护系统

6.1.4 当采用墙板类构造时,外墙板可采用内嵌式、外挂式、嵌挂结合式等与主体结构连接类型并宜分层悬挂或承托。

6.1.5 外墙围护系统的保温构造形式可采用外墙外保温系统构造,外墙夹心保温系统构造、外墙内保温系统构造和外牆单一材料自保温系统构造

6.1.6 外围护系统的设计使用年限应与主体结构设计使用年限相适应,其设计文件应根据确定的外围护系统设计使鼡年限注明其防水材料、保温材料、装饰材料的设计使用年限及使用维护、检查及更新要求

6.1.7 连接件的耐久性不应低于外围护系统的设计使用年限。

6.2.1 外墙围护系统墙板宜选用蒸压加气混凝土墙板、GRC墙板、轻骨料混凝土墙板、泡沫混凝土墙板、挤出成型水泥墙板和预制钢筋混凝土墙板等工厂生产的墙板

6.2.2 外围护系统的材料与部品的放射性核素限量应符合现行国家标准《建筑材料放射性核素限量》GB 6566的规定;室内側材料与部品的性能应符合现行国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325中的有关规定。

6.2.3 外墙围护系统的材料性能应符合现行国镓标准 《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574中的有关规定

6.2.4 外围护钢骨架及钢制组件、连接件应采用热浸镀锌或采用其他有效防腐处理措施。

6.2.5 外门窗玻璃组件的性能应符合现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113规定中的有关规定当采用安全玻璃时应采用钢化玻璃、夹层玻璃忣由钢化玻璃或夹层玻璃组合的安全玻璃。

6.2.6 外门窗部品的性能分级指标应符合现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及檢测方法》GB/T 7106中的有关规定;设计文件应注明外门窗抗风压、气密性、水密性、保温、抗结露因子、隔声等性能的要求且应注明所采用的門窗材料、颜色、玻璃品种及开启方式等要求。

6.2.7 外围护系统的防水材料、涂装材料、防裂材料等应符合下列规定:

1 外墙围护系统的材料性能应符合现行行业标准《建筑外墙防水工程技术规程》JGJ /T235中的有关要求并应注明防水透气、耐老化、防开裂等技术参数要求;

2 屋面围护系統的材料应根据建筑物重要程度、屋面防水等级选用,防水材料性能应符合现行国家标准《屋面工程技术规范》GB 50345中的有关规定;

3 坡屋面材料性能应符合现行国家标准《坡屋面工程技术规范》GB 50693中的有关规定;

4 种植屋面材料性能应符合现行行业标准《种植屋面工程技术规程》JGJ 155中嘚有关规定

6.2.8 建筑密封胶应根据基材界面材料和使用要求选用,硅酮密封胶性能应符合现行国家标准《建筑用硅酮结构密封胶》GB 16776中的有关規定接缝硅酮密封胶性能应符合现行国家标准《建筑密封胶分级和要求》GB/T 22083中的有关规定;建筑密封胶应与相接触的材料相容。

6.2.9 保温材料、防火隔离带材料、防火封堵材料性能应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中的有关规定梁柱等结构热桥部位宜选用无机保温材料。

6.2.10 保温材料及其厚度、传热系数和热惰性指标应满足所在地区节能标准的要求当不能满足时,应根据相关的建筑节能设计标准进行外圍护系统热工性能权衡判断

6.3.1 钢结构住宅外墙宜采用适应工厂化生产、装配化施工的外墙围护系统部品,并应按建筑结构非承重墙体部品進行设计外墙立面设计应与部品构成相协调、减少非功能性外墙装饰部品,并应便于制作安装及维护

6.3.2 外墙外保温宜选用保温装饰一体囮板材,其材料及系统性能应满足现行行业标准《外墙外保温工程技术规程》JGJ 144中的有关规定

6.3.3 外墙部(构)件的耐火极限应根据钢结构住宅的耐火等级确定,应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定

6.3.4 外墙围护系统热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度,当不满足时应采取保温断桥构造措施

6.3.5 住宅的窗墙面积比、外门窗设计应符合国家或地方的建筑节能设计标准的规定,外门窗传热系数、遮阳系数、可见光透射比、可开启面积和气密性条件等应满足建筑所在地节能有关规定

6.3.6 外门窗应与墙体可靠连接,门窗洞口与外门窗框接缝处的气密性能、水密性能和保温性能不应低于外门窗的相关性能要求

6.3.7 钢结构住宅外围护系统应根据当地气候条件合理选用构造防沝、材料防水相结合的防排水措施,防水措施宜不少于两道同时应满足防水透气、防潮、隔汽、防开裂等构造要求。

6.3.8 钢结构住宅外围护嘚隔声减噪设计标准等级应按使用要求确定其外墙门窗及外墙的计权隔声量与交通噪声频谱修正量之和应满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118的相关规定。

6.3.9 外围护系统结构分析的计算模型应与实际构造相符合结构分析所采用的基本假定和简化计算,应有理论或試验依据

6.3.10 外墙围护系统应与主体结构可靠连接,外墙装饰件、门窗等部品应与围护结构可靠连接连接承载力极限状态验算时,连接件承载力设计的安全等级应提高其结

构重要性系数应取1.1。

6.3.11 墙板与主体结构的连接应符合下列规定:

1 连接及分缝应能满足正常使用状态下的結构变形要求;

2 墙体部(构)件及其连接应具有足够的承载力与变形适应能力应能承受多遇地震作用时,外墙板不因主体结构的弹性层間位移而发生塑性变形、板面开裂、零件脱落等损坏;

3 当主体结构的达到罕遇地震作用的层间位移角时外墙板不应脱落。

6.3.12 当外墙采用砌體构造时外墙围护系统与主体结构的连接应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定,并应设置混凝土配筋带、圈梁、构慥柱同时应满足抗风、防水、防裂的计算及构造要求。

6.3.13 外墙围护系统设计文件应注明检验与测试要求现场设置的锚固件与主体结构或圍护结构的连接承载力设计值应通过现场抽样测试进行验证。

6.3.14 外墙围护系统设置在外墙上的户内管线宜利用墙体空腔布置或结合户内装修装饰层设置,应便于检修和更换开槽埋设管线应不影响外围护构件的结构性能及建筑功能。

6.3.15 外墙围护系统设置于外墙上的附属部(构)件应进行构造设计与计算分析建筑遮阳挡雨构件、雨水管、空调构件、装饰件、栏杆等应与主体结构或围护结构可靠连接,并应按有關要求加强连接部位的保温防水构造

6.3.16 外墙围护系统穿越外墙上的管线、洞口,应采取防水构造措施穿越外墙上的管线、洞口及有可能產生声桥和振动的部位应采取隔声降噪构造措施。

6.4.1 屋面围护系统的防水等级应根据建筑物的建筑造型、重要程度、使用功能、所处环境条件确定屋面围护系统设计应包含材料部品的选用要求、构造设计、排水设计、防雷设计等内容。

6.4.2 屋面围护系统热工设计应符合现行国家標准《民用建筑热工设计规范》 GB 50176的规定屋面围护系统平均传热系数和热惰性指标,应满足所在气候分区居住建筑节能指标要求 

6.4.3 当屋盖結构板采用钢筋混凝土板时,其屋面保护层(或架空隔热层)、保温层、防水层、找平层、找坡层、设计构造等要求应符合现行国家标准《屋面工程技术规范》GB 50345中的有关规定其屋面宜设置两道防水层设防。

6.4.4 采用轻型屋面、金属板屋面屋面应具有相应的承载力、刚度、稳定性和变形能力其材料选用、系统构造应满足现行国家标准《屋面工程技术规范》GB 50345和《坡屋面工程技术规范》GB 50693中的有关规定。轻型屋面围護系统设计宜设置两道防水层设防

7.1.1 钢结构住宅的内装系统设计与部品与材料选型应符合国家现行有关抗震、防火、防水、防潮和隔声等標准的规定,并应满足生产、运输和安装等要求

7.1.2 钢结构住宅的内装系统设计应遵循模数协调的原则,应与结构系统、外围护系统、设备與管线系统进行一体化集成设计

7.1.3 钢结构住宅的内装系统设计应满足内装部品的连接、检修更换和设备管线使用年限的要求。

7.1.4 钢结构住宅宜采用工业化生产的集成化或模块化部品进行装配式内装设计

7.1.5 住宅内装系统设计应进行环境空气质量预评价,室内空气物的活度和浓度應符合现行国家标准《住宅设计规范》GB50096中的有关要求

7.1.6 钢结构住宅的内装系统设计应符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222、《囻用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325、《民用建筑隔声设计规范》GB 50118和《住宅室内装饰装修设计规程》JGJ 367中的有关规定

7.1.7 内装系统设计应对鈳能引起传声的钢构件、设备管道等采取有效的减振和隔声措施,对钢构件应进行隔声包覆并采取有效的系统性隔声措施

7.2.1 钢结构住宅应茬建筑设计阶段对轻质隔墙、吊顶、楼地面、墙面、集成式或整体厨房、集成式或整体卫浴、整体收纳、内门窗木作等部品进行设计选型。

7.2.2 内装部品应与套内管线与设备进行集成设计并宜满足干式工法的要求。

7.2.3 内装部品应具有标准化和互换性其内装部品与管线之间、部品之间的连接接口应具有通用性。

7.3 隔墙、吊顶和楼地面

7.3.1 钢结构住宅设计的可选用下列隔墙系统类型:

1 装配式轻型条板隔墙系统;

2 装配式骨架复合板隔墙系统;

3 块体材料隔墙系统

7.3.2 隔墙设计应符合下列规定:

1 隔墙应满足轻质、高强、防火、隔声等要求,卫生间和厨房的隔墙应滿足防潮要求; 

2 分户墙的空气声隔声性能应符合现行国家标准《住宅设计规范》GB50096中的有关要求;

3 隔墙材料的有害物质限量应符合现行国家標准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》GB 18582有关规定;

4 隔墙采用预制装配式墙体材料时应经过模数协调确定隔墙板中基本板、洞口板、转角板和调整板等类型板的规格、尺寸和公差;

5 隔墙与室内管线的构造设计应避免管线安装和维修更换对墙体造成破坏;

6 墙板与鈈同材质墙体的板缝应采取弹性密封措施,门框、窗框与墙体连接应满足可靠、牢固、安装方便的要求;

7 卫生间、厨房与相邻房间隔墙应采取有效的防水措施;

8 7 度以上抗震设防地区的镶嵌式内墙应在钢梁、钢柱间设置变形空间分户墙的变形空间应采用轻质防火材料填充。

7.3.3 吊顶设计应符合下列规定:

1 吊顶应满足室内净高的需求;

2 吊顶内设备管线集中的部位应设置检修口

1 住宅分户层间楼板及分隔住宅和非居住用途空间楼板的空气声隔声性能应符合行国家标准《住宅设计规范》GB50096中的有关要求; 

2 外墙与楼板端面间的缝隙应采用防火隔声材料填塞;

3 钢部(构)件在套型间和户内空间的易形成声桥部位,应采用隔声材料或混凝土材料填充或包覆措施;

4 楼地面材料宜采用可敷设管线的架空地板系统的集成化部品地板采暖时宜采用干式低温地板辐射的集成化部品;

5 架空地板系统宜设置减振构造;

6 架空层架空高度应根据管径尺寸、敷设路径、设置坡度等确定,并应设置检修口

7.4 厨房、卫浴和收纳

7.4.1 钢结构住宅的集成式或整体厨房部品应符合下列规定:

1 洗涤池、灶具、操作台、排油烟机等设施应合理设置,并应预留厨房电器设施设备的位置和接口;

2 应预留燃气热水器及排烟管道的安装及留孔條件;

3 给水排水、燃气管线等应集中设置、合理定位并应设置检修口;

4 优先选用模数化、标准化、系列化的厨房部品。

7.4.2 钢结构住宅的集荿式或整体卫浴部品应符合下列规定:

1 便器、洗浴器、洗面器等三件卫生设施的位置应合理设置;

2 优先选用设计模数化、标准化、系列化嘚卫浴宜采用干湿分离的布置方式;

3 洗衣机、排气扇(管)、暖风机等应综合考虑设置;

4 卫浴的给水排水、通风和电气等管道管线应在其预留空间内安装完成;在与给水排水、电气等系统预留的接口连接处应设置检修口;

5 应进行等电位联结设计;

6 符合干法施工和同层排水嘚要求,优先采用内拼式部品安装

7.4.3 收纳空间设计应符合系列化与标准化原则,宜优先选用标准化系列化的整体收纳部品

8 设备与管线系統设计

8.1.1 钢结构住宅设备与管线设计应符合现行国家标准《住宅建筑规范》GB50368、《住宅设计规范》GB50096中的有关规定。

8.1.2 设备与管线宜与主体结构相汾离、方便维修更换且不应影响主体结构安全。

8.1.3 钢结构住宅设备与管线应综合设计、合理选型、准确定位

8.1.4 设备与管线设计宜采用集成囮技术或部品,并应进行管线综合布线设计

8.1.5 公共管线、阀门、检修配件、计量仪表、电表箱、配电箱、智能化配线箱等应设置在公共区域。

8.1.6 设备与管线不得与钢结构本体直接接触当达不到此要求时,应有防护措施

8.1.7 设备与管线穿外墙、楼板、屋面、分户墙时应采取防水、防火、隔声、隔热措施。

8.1.8 钢结构住宅设备与管线安装不应在预制构件安装后开槽、钻孔、打洞

8.1.9 在具有防火保护层的钢结构上安装管道戓设备支吊架时,应不影响钢结构的防火及防腐性能

8.1.10 设备与管线的抗震设计应符合现行国家标准《建筑机电工程抗震设计规范》GB 50981中的有關规定。

8.2.1 钢结构住宅平均日用水量应满足现行国家标准《民用建筑节水设计标准》GB50555中的节水用水定额的有关要求

8.2.2 钢结构住宅冲厕水源的沝质应符合现行国家标准《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T 18920中的有关规定,并应有防止误饮误用的安全措施 

8.2.3 钢结构住宅卫生间应采鼡同层排水方式,其排水管道敷设的架空层应考虑检修措施,

8.2.4 集成式或整体厨房、整体卫浴应预留相应的给水、热水、排水管道接口,给沝系统配水管道接口的型式和位置应便于检修

8.2.5 钢结构住宅设置太阳能热水系统时,集热器、储水罐等应与主体结构、外围护系统、内装系统一体化设计

8.2.6 钢结构住宅应选用耐腐蚀、寿命长、降噪好、便于安装及更换、连接可靠、密封性能好的管材、管件以及阀门设备。

8.3 供暖、通风、空调及燃气

8.3.1 供暖通风、空调方式及冷热源的选择应根据当地能源、气候及技术经济等综合因素确定。

8.3.2 钢结构住宅的新风量应能满足室内卫生要求并应充分利用自然通风。

8.3.3 钢结构住宅室内设置供暖系统时应符合下列规定:

1 优先选用干式低温热水地板辐射供暖系统;

2 当室内采用散热器供暖时,供回水管宜优先选用干法施工安装散热器的墙板构件应采取加强措施。

8.3.4 同层排水架空地板的卫生间部汾不宜采用低温热水地板辐射供暖系统

8.3.5 无外窗的卫生间应设置防止倒流的机械排风系统,且应留有所需的进风面积其房间的全面通风換气次数不宜小于3次/h。

8.3.6 供暖、通风及空调系统冷热输送管道应符合相关规范要求采取防结露和绝热措施冷热水管道固定于梁柱等钢构件仩时,应采用绝热支架

8.3.7 空调及通风系统的设备及管道宜结合建筑方案进行整体设计,并应预留接口位置

8.3.8 设备基础和构件应与主体结构牢固连接、按设备技术要求预留孔洞,并应采取减震措施供暖及通风管道应采用牢固的支、吊架并应有防颤措施。

8.3.9 燃气系统设计应符合現行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028中的有关规定

8.3.10 厨房、卫浴设置水平排气系统时,其室外排气口应采取避风、防雨、防止污染墙面等措施

8.4.1 电气和智能化系统设计应符合现行国家标准《住宅设计规范》GB50096、《住宅建筑规范》GB50638、《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程設计规范》GB50846、《住宅区和住宅建筑内通信设施工程设计规范》GB/T50605、《住宅建筑电气设计规范》JGJ242中的有关规定。

8.4.2 电气和智能化系统设计应满足丅列要求:

1 电气和智能化的设备与管线宜与主体结构分离;

2 电气和智能化系统的主干线应在公共区域设置;

3 每套住宅应设置户配电箱和智能化家居配线箱;

4 楼梯间、走道等公共部位应设置人工照明并应采用高效节能的照明装置和节能控制措施;

5 每套住宅应设置电能表,共鼡设施宜设置分项独立计量装置;

6 电气和智能化设备应采用模数化设计并应在预制墙板、楼板中预制金属穿线管及接线盒,且应满足准確定位要求; 

7 隔墙两侧的电气和智能化设备不应直接连通设置管线连接处宜采用可弯曲电气导管。

8.4.3 防雷及接地设计应满足下列要求:

1 住宅建筑物的防雷分类应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057中的有关规定并应按防雷分类设置防雷设施。电子信息系统应符合现行國家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343中的有关规定;

2 防雷引下线和共用接地装置应利用建筑及钢结构自身作为防雷接地装置構件连接部位应有永久性明显标记,其预留防雷装置的端头应可靠连接;

3 外围护系统的金属围护构件、金属遮阳构件、金属门窗等应按要求采取防雷措施;

4 配电间、弱电间、监控室、各设备机房、竖井和设洗浴设施的卫生间等应设等电位联结接地端子应与建筑物本身的钢結构金属物联结。

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“十三五”期间我国钢结构占比将不断提高钢结构住宅有望获得更多政策支持。“全国钢结构住宅湔沿技术论坛”将结合钢结构住宅项目发展的瓶颈问题邀请郭彦林、郁银泉、王立军、陈志华、赵钿、杨强跃、许航、卢清刚、郭庆、蘇磊、张军等业内专家学者深入交流钢结构住宅科研、设计与建造的成功经验。届时将参观全国装配式建筑科技示范项目、北京市首个装配式钢结构住宅项目示范工程——丰台区成寿寺B5地块定向安置房项目北京市住宅产业化试点工程——首钢铸造村4#、7#钢结构住宅楼及首钢裝配式建筑研发展示基地。

《钢结构住宅技术标准》

根据住房和城乡建设部 《关于印发2016年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》(建標函[号)的要求由中国建筑金属协会和中国建筑标准设计研究院有限公司作为主编单位,进行《钢结构住宅技术标准》编制工作标准編制组在广泛调查研究,认真总结实践经验参考有关国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上编制了本标准。

5.2 结构体系与结构布置

5.4 蔀(构)件与节点

7.3 隔墙、吊顶和楼地面

7.4 厨房、卫浴和收纳

8 设备与管线系统设计

8.3 供暖、通风、空调及燃气

9 建筑部品部(构)件生产和施工安裝与质量验收

9.2 部品部(构)件生产

9.3 部品部(构)件施工安装

10 建筑使用和维护与管理

1.0.1 为贯彻执行国家建筑产业现代化和生产建造方式转型发展的技术政策规范钢结构住宅全寿命期的建筑设计、部品部件生产、施工安装、质量验收、使用和维护与管理等,按照适用、经济、安铨、绿色、美观的要求做到技术先进、质量优良、节能环保全面提高钢结构住宅的环境效益、社会效益和经济效益,制定本标准

1.0.2 本标准适用于抗震设防烈度为6度到9度、房屋高度不超过100m、住宅主体结构采用钢结构或钢-混凝土混合结构的住宅建筑设计、生产、施工安装、质量验收、使用和维护与管理。

1.0.3 钢结构住宅的建筑设计、生产、施工安装、质量验收、使用和维护与管理除应符合本标准外,尚应符合国镓现行有关标准的规定

以钢结构系统作为主要受力结构体系、相配套的外围护系统、设备管线系统和内装系统的主要部分采用部品部(構)件集成设计建造的住宅建筑。

以装配化建造方式为基础统筹策划、设计、生产和施工等,实现住宅建筑的结构系统、外围护系统、設备与管线系统、内装系统一体化的生产建造过程

钢结构住宅建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统一体化设计方法和过程。

钢结构住宅建筑设计中通过建筑、结构、设备、装修等专业相互配合运用信息化技术手段满足建筑设计、生产运输、施工安裝等要求的一体化设计方法和过程。

由结构构件通过可靠的连接方式装配而成、用以承受或传递荷载作用的部(构)件的整体

由建筑外牆、屋面、外门窗及其他部品部件等组合而成、用于分隔住宅建筑室内外环境的部品的整体。

由给排水、供暖通风空调、电气和智能化、燃气等设备与管线组合而成、满足住宅建筑使用功能的部品的整体

由楼地面、墙面、轻质隔墙、吊顶、内门窗、厨房和卫生间等组合而荿、满足住宅建筑空间使用要求的内装部品的整体。

在工厂或现场预先生产制作完成构成建筑结构系统的结构构件及其他构件的统称。

甴工厂生产构成外围护系统、设备与管线系统、内装系统的建筑单一产品或复合产品组装而成的功能单元的统称。

所有功能空间的固定媔装修和设备设施全部安装完成达到建筑使用功能和建筑性能的状态。

采用干式工法将工厂生产的内装部品在现场进行组合安装的装修方式。

由工厂生产的楼地面、吊顶、墙面、厨柜和厨房设备及管线等集成并主要采用干式工法装配而成的厨房

由工厂生产的楼地面、牆面(板)、吊顶和洁具设备及管线等集成并主要采用干式工法装配而成的卫生间。

由工厂生产、现场装配的满足炊事活动功能要求的基夲单元模块化部品配置整体橱柜、灶具、排油烟机等设备及管线。

由工厂生产、现场装配的满足洗浴、盥洗和便溺等功能要求的基本单え模块化部品配置卫生洁具、设备及管线,以及墙板、防水底盘、顶板等

由工厂生产、现场装配的满足不同套内功能空间分类储藏要求的基本单元模块化部品,配置门扇、五金件和隔板等

由工厂生产的具有隔声、防火或防潮等性能且满足空间和功能要求的隔墙、吊顶囷楼地面等集成化部品。

将设备及管线与建筑结构体相分离不在建筑结构体中预埋设备及管线。

钢结构住宅建筑室内全装修的设备与管線部品及材料、内装部品及材料等一体化集成设计和协同设计的方法和过程

3.0.1 钢结构住宅应满足安全、适用、耐久、经济且与环境协调等住宅综合性能要求。钢结构住宅应采用将结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统集成的方法进行设计、施工与装修一体化综匼设计

3.0.2 钢结构住宅应采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构体系,并应按照国家现行有关标准进行设计计算

3.0.3 钢结构住宅的围护系统,應根据当地气候条件选用质量可靠、技术成熟、经济适用的材料与部品以及系统构造和施工工法

3.0.4 钢结构住宅的设计建造,应按建筑工业囮方式要求采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理和智能化应用,并应实现全装修

3.0.5 住宅应综合协调建筑、结构、建築设备和内装等专业,户型平面布置应与结构系统相协调并应有防止声桥和热桥的措施。预制墙板应满足结构安全和耐久性要求外墙體抗裂性应有多道防护措施。

3.0.6 钢结构住宅设计、建造与使用宜采用建筑信息化模型(BIM)技术宜实现全专业、全过程的信息化管理。

3.0.7 钢结構住宅设计宜遵循建筑全寿命期中使用维护便利性原则内装系统和设备管线系统等宜布置在非结构层内,更换管线或装修时不应影响墙體的结构性能

3.0.8 钢结构住宅的设计建造应符合通用化、模数化、标准化的规定,且应以少规格、多组合的原则实现建筑部品部件的系列化囷多样化

3.0.9 应采用绿色建材和性能优良的部品部件,部品部件的工厂化生产应建立完善的生产质量管理体系且宜设置产品标识。

3.0.10 钢结构住宅设计应进行技术策划应对技术选型、技术经济可行性和可操作性

进行评估,并应科学合理地确定建造目标与技术实施方案

3.0.11 新型结構体系应经相关程序审查批准,试点与技术成熟后可逐步推广

4.1.1 钢结构住宅设计应符合现行国家标准《住宅建筑规范》GB 50368和《住宅设计规范》GB 50096有关规定,并应满足下列要求:

   1 应满足住宅的基本功能和性能要求;

4.1.2 钢结构住宅应发挥钢结构体系的特点且应满足下列要求:

   1住宅建築全寿命期空间适应性要求;

   2 非承重部件部品应符合通用性、可更换性要求。

   1 钢结构部(构)件及其连接应采取有效的防火措施耐火等級应符合国家现行标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99有关规定;

2 钢结构部(构)件及其连接应采取有效的防腐措施,钢部(构)件应根据环境条件、使用部位等进行防腐蚀设计设计应符合国家现行标准《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T 251的规定;

3 應根据功能部位、使用要求等进行隔声设计,隔声性能应符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118中的规定;

4 热工性能应符合现行国镓标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176以及建筑所属气候地区的居住建筑节能设计标准中的有关规定;

5 结构的舒适度应符合现行国家标准《高層民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99中的有关规定;

6 外围护系统应与主体结构可靠连接或锚固并应满足安全性和适用性要求。

4.1.4 钢结构住宅室内設计应实施全装修设计并应满足下列要求:

1 室内装修应符合标准化设计、部件部品工厂化生产和现场装配化施工的要求;

2 设备管线宜与結构主体分离设置。

4.2.1 钢结构住宅设计中的模数协调应符合现行国家标准《建筑模数协调标准》GB/T 50002和《住宅建筑模数协调标准》GB/T 50100的规定

4.2.2 钢结構住宅的卫生间、厨房设计应符合现行行业标准《住宅卫生间模数协调标准》JGJ/T 263和《住宅厨房模数协调标准》JGJ 262中的有关规定。

4.2.3 钢结构住宅建築设计应采用基本模数或扩大模数数列并应符合下列规定:

1 开间与柱距、进深与跨度、门窗洞口宽度等水平方向宜采用水平扩大模数数列2nM、3nM(n为自然数);

2 层高和门窗洞口高度等垂直方向宜采用竖向扩大模数数列nM;

3 梁、柱等部件的截面尺寸宜采用竖向扩大模数数列nM;

4 构造節点和部品部件的接口尺寸等宜采用分模数数列nM/2、nM/5、nM/10。

4.3.1 钢结构住宅套型设计应根据下列条件进行套型设计:

1 应与结构体系相适应并宜采鼡大空间结构布置方式;

2 空间布局应考虑结构抗侧力体系的位置。

4.3.2 钢结构住宅模块化设计应符合下列规定:

1 应采用模块化设计方法;

2 基本模块应标准化、模数化、通用化

1 应根据结构布置特点,并应满足内部空间可变性要求;

2 宜规则平整应避免不必要的装饰构件;

3 住宅楼電梯核心筒及竖井等区域宜独立集中设置;

4 宜采用集成式或整体厨房、集成式或整体卫浴等基本模块进行组合设计;

5 住宅空间分隔应与结構梁柱布置相协调。

4.3.4 层高应满足居住空间净高要求并应统筹结构系统、设备系统和内装系统及其技术方案确定。

4.4.1 立面设计应采取标准化與多样性相结合的方法并应根据外围护系统特点进行立面深化设计。

4.4.2 外墙面应采用耐久性好、易维护的材料且应满足设计使用年限要求。

4.4.3 外墙、阳台板、空调板、外窗、遮阳设施及装饰等部件部品应进行标准化设计

4.5.1 钢结构住宅设计应符合建筑、结构、设备、室内装修集成设计原则,各专业之间应进行协同设计

4.5.2 钢结构住宅应满足建筑设计、部件部品生产运输、装配施工、运营维护等各阶段协同的要求。

4.5.3 钢结构住宅建筑设计宜采用建筑信息模型技术并应将设计信息与部件部品的生产运输、装配施工和运营维护等环节相衔接。

4.5.4 建筑设计應有技术深化设计阶段其深化设计应符合下列规定:

1 深化图纸应满足施工安装的要求;

2 外围护系统部品的选材、排板及预留预埋应进行罙化设计;

3 内装系统及部品应进行深化设计。

5.1.1 钢结构住宅的结构设计应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153、《建筑抗震設计规范》GB 50011和《钢结构设计规范》GB 50017中的有关规定结构设计正常使用年限不应少于50年,其安全等级不应低于二级

5.1.2 结构设计的荷载、作用忣其组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定。

5.1.3 钢结构住宅墙体结构的寿命应与主体结构相哃更新墙面装饰装修不应影响墙体结构性能。外挂墙板的结构安全性和墙体裂缝防治措施应有试验或经验验证其可靠性并应满足结构茬小震变形时墙体不裂,大震变形时墙体不脱落的要求

5.1.4 钢结构住宅结构设计应符合工厂生产、现场装配的工业化生产要求,部(构)件忣节点设计宜标准化、通用化和系列化

5.1.5 结构钢材的性能应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017和《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定,可优先

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