建筑结构抗震设计

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1、7.4 建筑结构抗震设计众所周知，当我们设计一般的结构时，往往要求结构在规定荷载作用下处于或基本处 于弹性工作阶段，结构设计要有足够的强度，保证安全，又要有足够的刚度，保证结构的变 形在使用许可范围之内。这种预应力结构内力的分析与设计一般采用弹性分析法。在实际工 程中，按照这样的原则设计出来的结构，如果没有遇到特别的情况，在预期的荷载作用下， 极少出现严重破坏、过度变形等不正常状态。而地震作用则不同，由于地震本身的随机性很强，在某一地区，在某一基准期内，可 能出现的最大地震动是一个随机变量，事先无法预知。相对于上述荷载，地震动的影响次数 少，作用时间短，各次地震的强度差异很大。若要求在各种强度

2、地震动下，结构仍然保持弹 性状态是很不经济的，甚至是不可能的。因此，结构的抗震设计与结构抗御其他荷载作用的 设计是不同的，结构工程师应准确理解与把握结构抗震设计的基本原理。7.4.1 结构抗震的设计思想一、建筑抗震的三水准我国在89规范修订的同期，即 20世纪70年代后期至80年代中期，国际上关于建筑抗 震设防思想出现了一些新的趋势，其中最具代表性的当属美国应用技术委员会ATC的研究 报告ATC306。其在回顾和总结了 1976年以前的地震灾害第一次尝试性地对结构抗震设 计的风险水准进行了量化，同时还明确提出了建筑的三级性能标准：（1）允许建筑能抵抗较低水准的地震动而不破坏；（2）在中等水平地

3、震动作用下主体结构不被破坏；（3）在强烈地震作用下，建筑不会倒塌，确保生命安全。另外，对某些重要设备，特别是应急状态下对公共的安全和生命其主要作用的设备，在 地震时和地震后要保持正常运行。基于上述趋势， 89规范结合我国的经济能力，在78规范的基础上对抗震设防标准作了 如下一些规定：（1）在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时，建筑（包括结构和非结构部分）可能 有损坏，但不致危及人民生命财产安全，不需修理或稍加修理即可恢复使用；（2）在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时，建筑不损坏；（3）在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时，建筑不致倒塌或发生危及人民生命 财产的严重破坏。上

4、述三点规定可概述为“小震不坏、中震可修、大震不倒”这样一句话，即89 规范以来，我国建设工程界秉承的抗震设防思想。按照上述抗震设防思想，从结构受力角度看，当建筑遭遇第一水准烈度地震（小震）时， 结构应处于弹性工作状态，可以采用弹性体系动力理论进行结构和地震反应分析，满足强度 要求，构件应力完全与按弹性反应谱理论分析的计算结果相一致；当建筑遭受第二水准烈度 地震（中震）时，结构越过屈服极限，进入非弹性变形阶段，但结构的弹塑性变形被控制在 某一限度内，震后残留的永久变形不大；当建筑遭遇第三水准烈度地震（大震）时，建筑物 虽然破坏比较严重，但整个结构的非弹性变形仍受到控制，与结构倒塌的临界变形尚有一

5、段 距离，从而保证了建筑内部人员的安全。二、科学布局建筑平面和立面建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。抗震设计中， 建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则，结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置 不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加剧地 震的破坏力度；对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应 避免头重脚轻，房屋重心尽可能降低，避免采用错落的立面，突出屋面建筑部分的高度不应 过高，以免地震时发生鞭梢效应，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计

6、方案，即使不可避免 时，也应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复杂，平面特别不规则的建筑布局分割成几个 相对规则的独立单元。在实际工程设计中，应尽可能兼顾建筑造型，又满足使用功能要求的 前提下，将平面布置、立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方；同时又能有效地提 高工程的抗震性能。在实际工程中，对于各种不规则程度的判断和把握，可参照建质【2006】220 号文件超 限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点的相关规定执行：（1）一般不规则，按建筑结构布置上出现表1 中一项不规则进行界定。（2）特别不规则，按以下三种类型进行判断： 同时具有表 1 所列基本不规则的三个或三个以上； 具有表 2 所列

7、的一项不规则； 具有表1 所列两项基本不规则且其中有一项接近表2 的不规则指标。（3）严重不规则，指体型复杂，多项实质性的突变指标或界限大大超过规定值。不规则建筑方案的基本类型 表 1序不规则类型含义备注1扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2GB50011 第 3.4.2 条2偏心布置偏心距大于0.15或相邻层质心相差较大JGJ99 第 3.2.2 条3凸凹不规则平面凸凹尺寸大于相应边长30%等GB50011 第 3.4.2 条4组合平面细腰形或角部重叠形JGJ99 第 4.3.3 条5楼板不连续有效宽度小于50%,开洞面积大于30%，错层大于梁高GB50011 第 3.4.2 条6刚

8、度突变相邻层刚度变化大于70%或连续三层变化大于80%GB50011 第 3.4.2 条7尺寸突变缩进大于25%，外挑大于10%和4mJGJ99 第 4.4.5 条8构件间断上下墙、柱、支撑不连续，含加强层GB50011 第 3.4.2 条9承载力突变相邻层受剪承载力变化大于80%GB50011 第 3.4.2 条特别不规则的项目举例 表 2序简称含义1扭转偏大不含裙房的楼层扭转位移比大于1.42抗扭刚度弱扭转周期比大于0.9,混合结构扭转周期比大于0.853层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%4高位转换框支转换构件位置：7度超过5层，8度超过3层5厚板转换79度设防的厚板转换结构6塔楼

9、偏置单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长的20%7复杂连接各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体结构8多重复杂结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型的两种以上7.4.2 结构抗震的基本知识一、房屋体型方面（1）平面复杂的房屋，如L型、Y型等，破坏率显著增高；（2）有大地盘的高层建筑，裙房顶面与主楼相接处楼板面积突然减小的楼层，容易破 坏；（3）房屋高宽比值较大且上面各层刚度很大的高层建筑，底层框架柱因地震倾覆力矩 引起的巨大压力而发生剪压破坏；（4）相邻结构或毗邻建筑，因相互间的缝隙宽度不够而发生碰撞破坏。二、结构体系方面（1）相对于框架体系而言，采用框墙体系的房屋，破坏程

10、度较轻，特别有利于保护 填充墙和建筑装修免遭破坏；（2）采用“框架结构 + 填充墙”体系的房屋，在钢筋混凝土框架平面内嵌砌砖填充 墙时，柱上端易发生剪切破坏；外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切破 坏；（3）采用钢筋混凝土板柱体系的房屋，或因楼板冲切破坏，或因楼层侧移过大，柱顶、 柱脚破坏，各层楼板坠落，重叠在地面；（4）采用“底部纯框架 + 上部砌体结构”体系的房屋，相对柔弱的底层，破坏程度 十分严重；采用“框架结构 + 填充墙”体系的房屋，当底层为开敞式的纯框架，底层同样 遭到严重破坏；（5）采用单跨框架结构体系的房屋，因结构整体缺乏缓冲度，强震下容易整体倒塌；（6）在框架结

11、构中，绝大多数情况下，柱的破坏程度重于梁和板；（7）钢筋混凝土框架，如在同一楼层中出现长、短并用的情况，短柱破坏严重。三、刚度分布方面（1）采用L型、三角形等不对称平面的建筑，地震时因发生扭转振动而使震害加重；（ 2 ） 矩形平面建筑，电梯间竖筒等抗侧力构件的布置存在偏心时，同样因发生扭转振动而使震害加重。四、其他方面（ 1） 钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙（连梁）常发生斜向裂缝或交叉裂缝；（2）配置螺旋箍的钢筋混凝土柱，当层间位移角达到很大数值时核心混凝土仍保持完 好，柱仍具有较大的竖向承载能力；若螺旋箍崩开，则核心混凝土破碎脱落；（3）竖向布置不合理易导致建筑竖向刚度突变，产生抗震能力薄弱的

12、楼层；（ 4） 局部布置不合理，容易使框架柱形成短柱，产生剪切破坏；（5）附于楼屋面的机电设备、女儿墙等非结构，地震时易倒塌或脱落伤人，设计时应 采取与主体结构可靠的连接与锚固措施。五、良好的结构屈服机制 一个良好的结构屈服机制，其特征是结构在其杆件出现塑性铰后，竖向承载能力基本保持稳定，同时，可以持续变形而不倒塌，进而最大限度地吸收和耗散地震能量，因此，一个 良好的结构屈服机制应满足下列条件：（1）结构的塑性发展从次要构件开始，或从主要构件的次要杆件（部件）开始，最后 才在主要构件上出现塑性铰，从而形成多道防线；（2）结构中所形成的塑性铰的数量多，塑性变形发展的过程长；（3）构件中塑性铰的塑

13、性转动量大，结构的塑性变形量大。六、保证结构延性能力的抗震措施 延性对抗震来说是极其重要的一个性质，我们要想通过抗震措施来保证结构的延性，那么就必须清楚影响延性的因素。对于梁柱等构件，延性的影响因素最终可归纳为最根本的两 点：混凝土极限压应变，破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素实质都是这两个根本因 素的延伸。如受拉钢筋配筋率越大，混凝土受压区高度就越大，延性越差；受压钢筋越多， 混凝土受压区高度越小，延性越好；混凝土强度越高，受压区高度越低，延性越好（但如果 混凝土强度过高可能会减小混凝土极限压应变从而降低延性）；对柱子这类偏压构件，轴压 力的存在会增大混凝土受压区高度，减小延性；箍筋可以

14、提高混凝土极限压应变，从而提高 延性，但对于高强度混凝土，受压时，其横向变形系数较一般混凝土明显偏小，箍筋的约束 作用不能充分发挥，所以对于高强度混凝土，不适于用加箍筋的方法来改善其延性。此外， 箍筋还有约束纵向钢筋，避免其发生局部压屈失稳，提高构件抗剪能力的作用，因此箍筋对 提高结构抗震性能具有相当重要的作用。根据以上规律，在抗震设计中为保证结构的延性， 常常采用以下措施：控制受拉钢筋配筋率，保证一定数量受压钢筋，通过加箍筋保证纵筋不 局部压屈失稳以及约束受压混凝土，对柱子限制轴压比等。此外，那些一般不属于主体结构的非结构构件也应引起足够重视，应做好其细部构造， 如吊顶、装饰、附属机电设备、

15、女儿墙等，应加强锚固，防止其脱落伤人。7.4.3 多层砌体房屋的抗震设计一、多层砌体房屋的结构体系应符合下列要求：（1）应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。（2）纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间 墙宽度宜均匀。（3）房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋 高度确定，可采用 50mm 或 100mm: 房屋立面高差在 6m 以上； 房屋有错层 且楼板高差较大； 各部分结构刚度 质量截然不同； 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处； 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施， 不宜采

16、用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱； 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。二、砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值历次震害证明，砌体房屋的层数越多，高度越高，它的地震破坏程度越大，所以控制砖 砌体房屋的总高度及总层数对减少地震时带来的震害有很大的作用。现行建筑抗震设计规范（GB500112001）对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定：多层砌体房屋的总 高度及层数应满足表3 中的限值。砌体房屋的层数和高度限值（m）表3砌体类别最小墙厚（mm）烈度6789咼度层数咼度层数咼度层数咼度层数实心黏土砖24024八21七18六12四多孔砖24021七21七18六12四多孔砖19021七18六1

17、5五混凝土小砌块19021七21七18六（注：室内外高差大于 0.6m 时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于 1.0m） 在设计中房屋总高度及总层数应同时满足上标的限值，因为楼盖重量占房屋总重的一半 左右，房屋总高度相同，多一层楼盖就意味着增加半层楼的側向地震作用，同时加大对底部 的倾覆力矩。在中、强地震作用下，因倾覆力矩过大，使得底部墙体产生过大的压力或剪刀 而被破坏，故此减轻自重、减少层数、降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。三、砌体结构抗震构造要求（1）增强砌体房屋的刚度及整体性 房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的强 弱取决于结构的

18、空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配 地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点，是较理想 的抗震构件，不但可消除滑移、散落问题，增加房屋的整体性，增大楼板的刚度，而且对平 面上墙体对齐的要求也可予以适当放宽，因作为以剪切变形为主的砌体结构，层间变形是可 控制的。较强的楼板及屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件，平面上，当上下墙体不对 齐时，现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用，同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙 体的约束。因此，采现浇楼、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法， 在适当的部位增设构造柱，并配置些构造钢

19、筋，也能达到增强结构整体性的作用；另外，设 置配筋圈梁可限制散落问题，增强空间刚度，提高结构整体稳定性，从而提高房屋的抗震性 能。（2）构造柱的设置砌体房屋构造柱设置要求表 4房屋层数设置部位6度7度8度9度四、五三、四、三楼、电梯间的四角，楼梯 段上下端对应的墙体处； 外墙四角和对应转角；错 层部位横墙与外纵墙交 接处；大房间内外墙交接 处，较大洞口两侧每隔15m或单元横墙与外纵墙交 接处六、七五四隔开间横墙（轴线）与外墙交接处， 山墙与内纵墙交接处；79度时， 楼、电梯间的四角八六、七五、六三、四内墙（轴线）与外墙交接处，内墙 的局部较小墙垛处；79度时， 楼、电梯间的四角；9度时内纵墙

20、与横墙（轴线）交接处3） 钢筋混凝土构造柱应符合的要求 构造柱最小截面可采用240mmX 180mm纵向钢筋宜采用4 12箍筋间距不宜大于 250mm，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过六层，8度时超过五层和9度时，构造柱纵向 钢筋宜采用40 14箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。 构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设20 6拉结钢筋，每边伸 入墙内不宜小于lm；构造柱间距不大于4m左右时，宜将构造柱间拉结筋拉通。为保证钢筋 混凝土构造柱的施工质量，构造柱需有外露面。 钢筋混凝土构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下

21、贯通。 构造柱可不单独设置基础但应伸入室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈 梁相连。砖房圈梁配筋要求表 5配筋烈度6、7度8度9度最小纵筋40 1040 1240 14最大箍肋间距（mm）2502001507.4.4 多层和高层钢筋混凝土房屋的抗震设计 多高层钢筋混凝土结构以其优越的综合性能在现代化城市建设中得到了广泛的应用。在 我国城市大部分的多高层建筑都采用钢筋混凝土的结构形式。因此，了解与掌握多高层钢筋 混凝土结构的抗震设计方法，显然是十分重要的。一、 抗震设计要求无论采用何种结构体系，抗震的多、高层钢筋混凝土房屋的建筑体型和结构总体布置应 符合下列原则：（1）选择有利的场

22、地，避开不利场地，采取措施保证地基的稳定。（2）选择合理的结构体系。对于钢筋混凝土结构，一般框架抗震能力较差，框架剪 力墙结构较好，剪力墙结构和筒体结构抗震能力高。（3）采用对抗震有利的建筑平面、立面布置，即采用规则结构，不应采用严重不规则 结构。平面布置力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和收进；避免楼、电梯间偏置， 尽量减少扭转的影响。（4）宜具有合理的刚度和承载力分布，尽量避免建筑物竖向体型复杂、外挑内收变化 过多，力求刚度均匀，不要刚度突变，避免产生变形集中。当顶层设置大房间、底层部分剪 力墙变为框架时，应按专门规定进行设计。（5）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。（6

23、）加强结构空间整体性，增加超静定次数，组织多道抗震防线。（7）应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。保证构件的 延性，避免脆性破坏（如锚固破坏、剪切破坏等），也要采取措施防止因部分结构或构件的 破坏而导致整个结构在地震中失稳倒塌。（8）尽量减轻结构自重，减少地基土的压力，降低地震作用。（9）结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。（10）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。（11）节点的承载力应大于构件的承载力。要从构造上采取措施防止地震作用下节点的 承载力和刚度过早退化。（12）突出屋面的塔楼必须具有足够的承载力和延性，以承受鞭梢效应影响。（13）调整平面形状与尺

24、寸，采取构造措施和留临时性施工后浇灌的方法，尽量不设防 震缝，或少设防震缝。（14）在抗震设计时，建筑物各部分之间的关系应明确：如分开，则彻底分开；如相连， 则连接牢固。二、 延性框架设计的一般原则 合理选择了钢筋混凝土结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构 确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措 施包括以下几个方面内容：（1）“强柱弱梁”：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下， 梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在 达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。

25、从而保证框架具有一个较为 稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。（2）“强剪弱弯”：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就 将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可 以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何 构件都不会先发生剪切破坏。（3）抗震构造措施：通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形 能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。构造措施三、构造措施 构造措施是梁、柱、剪力墙塑性铰区要达到实际需要的塑性转动能力和耗能能力的保证。它与“强剪弱弯”、“强柱弱梁”相互关联，一起保

26、证结构的延性。“强剪弱弯”是保证塑性 铰转动能力和耗能能力的前提；“强柱弱梁”的严格程度，影响相应的构造措施，若实行严 格的“强柱弱梁”，保证柱子除底部外不出现塑性铰，相应的轴压比等构造措施就要松些。 我国采取相对的“强柱弱梁”，延缓柱子出铰的时间，所以需要采取较严的构造措施： 梁的构造措施梁塑性铰截面的延性与很多因素有关，截面延性随受拉钢筋配筋率及屈服强度的提高而 降低；随受压钢筋配筋率和混凝土强度提高而提高，随截面宽度增大而增大；塑性铰区的箍 筋可以防止纵筋的压屈、提高混凝土极限压应变、阻止斜裂缝的开展、抵抗剪力，充分发挥 塑性铰的变形和耗能能力；梁高跨比越小，剪切变形比例越大，易发生斜裂

27、缝破坏，使延性 降低。梁纵筋配箍率过低，梁开裂后钢筋可能屈服甚至拉断。因而，规范对于梁纵筋最大配 筋率和最小配筋率、箍筋加密区长度、最大间距、最小直径、最大肢距、体积配箍率都有严 格规定。为了抵抗梁端可能的正弯矩，保证截面延性，对梁端拉压钢筋面积比作出了限制。 同时，还对梁的最小宽度、跨高比、高宽比做了规定。（1）柱的构造措施 柱为压弯型受力构件，轴压比对延性及耗能性影响较大。轴压比小时，柱子发生大偏压 破坏，构件变形大，延性好，但耗能性降低；随轴压比的增大，耗能性增大，但是延性急剧 下降，而且箍筋对延性的帮助减小。我们对于采用低地震力设计的柱子，主要保证其延性， 而耗能性放到第二位。规范对轴

28、压比作出了限制，一般能保证在大偏压的范围内。箍筋同样 也对延性起到很大的作用，约束纵筋、提高混凝土压应变、阻止斜裂缝发展。柱一般为对称 配筋，其纵筋配筋率越大，柱子屈服时变形越大，延性越好。因而对柱子的纵筋最小配筋率、 箍筋加密区长度、最大间距、最小直径、最大肢距、体积配箍率做出了严格规定。同时对柱 子的高宽比、剪跨比、截面最小高度、宽度做出了规定，以提高抗震性能。（2）节点构造措施节点作为梁柱钢筋的锚固区，对结构性能影响很大。为保证在地震和竖向荷载作用下， 节点核心区剪压比偏低时为节点核心区提供必要的约束，保持节点在不利情况下的基本抗剪 能力，使梁柱纵筋可靠锚固，对节点核心区的箍筋最大间距、

29、最小直径、体积配箍率做出了 规定。梁柱纵筋在节点的可靠锚固是节点构造措施的主要内容。规范对梁筋过中节点的直径； 对梁柱纵筋锚固长度；锚固方式都有详细的规定。（3）剪力墙构造措施为保证剪力墙的延性和耗能能力，为墙肢提供约束，防止出现大的裂缝，规范对剪力墙 的边缘构件做出了详细规定；同时也对剪力墙的轴压比作出了限制；为保证剪力墙的承载力 和侧向刚度，对剪力墙提出了最小墙厚的要求；为防止斜拉剪切破坏，限制斜裂缝的发展， 减小温度收缩裂缝，对剪力墙的水平、竖向分布筋的最小配筋率、最大间距、最小直径做出 了规定。综上所述；框架结构主要就是通过计算和构造措施来实现“追求梁铰机构的能力设计方 案”从而，进而

30、实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防目标的7.4.5 多层和高层钢结构房屋的抗震设计一、 多层及高层建筑采用钢结构具有良好的综合经济效益和力学性能，其特点主要表现在：（1）自重轻 钢材的抗拉、抗压、抗剪强度高，因而钢结构构件结构断面小、自重轻。采用钢结构承 重骨架，可比钢筋棍凝土结构减轻自重约13 以上。结构自重轻，可以减少运输和吊装费 用，基础的负载也相应减少，在地质条件较差地区，可以降低基础造价。（2）抗震性能好 钢材良好的弹塑性性能，可使承重骨架及节点等在地震作用下具有良好的延性。此外， 钢结构自重轻也可显著减少地震作用，一般情况下，地震作用可减少40左右。（3）有效使用面积

31、高 建筑钢结构的结构断面小，因而结构占地面积小，同时还可适当降低建筑层高。与同类 钢筋混凝土高层结构相比，可相应增加建筑使用面积约4。（4）建造速度快 钢结构的构件一般在工厂制造，现场安装，因而可提供较宽敞的现场施工作业面。钢梁 和钢柱的安装、钢筋混凝土核心筒的浇注及组合楼盖的施工等可实施平行立体交叉作业。与 同类钢筋混凝土高层结构相比，一般可缩短建设周期约1413。（5）防火性能差不加耐火防护的钢结构构件，其平均耐火时限约15min左右，明显低于钢筋混凝土结构。 故当有防火要求时，钢构件表面必须用专门的防火涂料防护，以满足高层建筑防火规范的要 求。二、钢结构抗震使用高度及最大高宽比 纯钢框架

32、结构有较好的抗震能力，即在大震作用下具有很好的延性和耗能能力，但在弹 性状态下抗侧刚度相对较小。我国抗震规范对钢结构建筑使用高度和适用最大高宽比有 以下规定：钢结构房屋适用的最大高度结构类型6、7度8度9度框架1109050框架一支撑（抗震墙板）220200140筒体（框筒、筒中筒、束筒等）和巨型框架300260180注：房屋高度指屋外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）;超过表内高度的房屋，应进行专门的研究和论证，采取有效的加强措施。钢结构房屋适用最大高宽比烈度6、7度8度9度最大高宽比6.56.05.5三、 框架支撑结构的抗震支撑布置原则（1）在框架结构中增加中心支撑或偏心

33、支撑等抗侧力构件时，应遵循抗侧力刚度中心 与水平地震作用合力接近重合的原则，即在两个方向上均宜采用对称布置，同时支撑框架之 间楼盖的长宽比不宜大于3，以保证抗侧刚度沿长度方向分布均匀。（2）对于不超过12层的钢结构建筑，即地震力相对较小的结构可以采用中心支撑框架， 有条件时可以采用偏心支撑等消能支撑。超过12 层的钢结构宜采用偏心支撑框架。（3）多高层钢结构的中心支撑可以采用交叉支撑、人字支撑或单斜杆支撑，但不宜采用K形支撑，因K形支撑在地震力作用下受拉、受压斜杆易屈服引起较大侧移甚至倒塌。四、多高层钢结构房屋的地下室（1）我国抗震规范规定，超过12 层的钢结构应设置地下室，对12 层以下的不作 规定。设计地下室时，当采用天然地基时，其基础埋置深度不宜小于房屋总高度的 1/15； 当采用桩基时，桩载台埋置深度不宜小于房屋总高度的120。（2）钢结构房屋设置地下室时，为了增强刚度并便于连接构造，框架支撑（抗震墙 板）结构中竖向连续布置的支撑（或抗震墙板）应延伸至基础；框架柱应至少延伸至地下一 层；（3）在地下室部分，支撑的位置不可因建筑方面的要求而在地下室移动位置。