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U D C 中华人民共和国行业标准 P 高层 民用建筑钢结构 技 术 规程 T echnical specification forsteelstructure oftall buildings 旧 1nU1 9 9 8 一 0 5 一 1 2发布1 9 9 8 一 1 2 一 实施 中 华 人民共和国建设部发 布 中华人民共和国行业标准 高层 民用建筑钢结构 技 术 规 程 T echnical specification forsteelstructure of tall buildings J G J 9 9 一 9 8 主编单位中 国建筑技 术研究 院 批准部门中华人民共和国建设部 施行日期1 9 9 8年1 2月 1日 中国建筑工业出版社 1 9 9 8北京 中华人 民共和 国行业标 准 高层 民用建筑钢结构技术规程 T echnlcal speclflcatlon forsteolstructure of tall bulldings J G.】9 9 一 9 8 中国建筑工业出版社 出版、发行( 北京西郊百万庄) 各地新华书店、建筑书店经销 北京市兴顺印刷厂印刷 开本 . 85 oxll6 8 毫米 1/3 2印张8灯 字数 2 2 9千字 1 9 9 8年H月第 一 版 2。 。 8年1 0月第十九次印刷 定价 4 2.0 0元 统 一 书号 1 5 1 1 2 1 1 9 2 5 版权所有翻印必究 如有印装质量 问题,可寄本社退换 (邮政编码1 0 0 0 3 7 本社网址http / /www.cabp comC n 网上书店 .http.//www .chna- -bullding .comcn 关于发布行业标准 高层民用建筑钢结构技术规程 的通知 建标 [1 9 9 5〕1 0 3号 根据建设部(89)建标计字第8号文的要求,由中国建筑技 术研究院标准设计研究所主编的高层民用建筑钢结构技术规 程,业经审查,现批准为行业标准,编号J G J 9 9 一 9 8,自1 9 9 8年 1 2月1日起施行。 本规程由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研 究院归口管理,由中国建筑技术研究院标准设计研究所负责具体 解释。本规程的出版发行由建设部标准定额研究所组织。 中华人民共和国建设部 1 9 9 8年5月1 2日 目录 第 一 章总则 . . .. . . . . ... . . .. .. . .. . . ... . .. .. .. .. ... .. . ..... . .. . .. . . ⋯ ⋯ 1 第二章材料 . . . . . . .. . .. . .. .. ... . ..... . . . . .. . . ⋯ ⋯ 3 第三章结构体系和布置 , ⋯, . .. . .. . ..⋯⋯ ,.. . . ⋯⋯ 6 第 一 节结构体系和选型 .. .. . .. .. . . ... .. ..⋯⋯ 6 第二节结构平面布置 . ... .. . .. . . ... .. ..⋯⋯ 7 第三节结构竖向布置 . . .. ... . .... . . .⋯⋯ ,. .⋯ 9 第四节结构布置的其他要求 ⋯⋯ 1 0 第五节地基、基础和地下室 ⋯⋯ 1 0 第四章作用 ⋯⋯, ... .. . .. . . .. .. . .. . .. . .. . .. . .⋯⋯ n 第 一 节竖 向作用 , . . ⋯⋯ n 第二节风荷载 . . , , ⋯ 1 2 第三节地震作用 , ⋯⋯ 1 4 第五章作用效应计算 . . . . .. . .. . .. . ⋯⋯,. . . ⋯⋯ 2 1 第 一 节 一 般规定 .. .. .. ⋯⋯,.⋯ 2 1 第二节静力计算 . . . . . . . .. . .. . ..... . . ⋯⋯ 2 2 第三节地震作用效应验算 , , ⋯⋯ 2 6 第四节作用效应组合 , . . . . ..⋯⋯ 2 8 第五节验算要求 , ⋯, . . ... . .⋯⋯ 2 9 第六章钢构件设计 . .. .. . ... .. . .. .... .⋯⋯ 3 3 第 一 节梁 , ⋯⋯ 3 3 第二节轴心受压柱 , . .. ⋯⋯ 3 5 第三节框架柱 , , . ⋯⋯ 3 7 第四节中心支撑 . . ⋯⋯,⋯ ⋯ 3 9 第五节偏心支撑 .. . . . .... . . .. .. .. .⋯ ⋯ 4 2 第六节其他抗侧力构件 . ..⋯⋯,. . .. . .. . .⋯⋯ 4 5 第七章组合楼盖 , , .. . . ... .. . . . . ... . . ..⋯ ⋯ 4 6 第 一 节 一 般要求 ⋯ ⋯, .⋯ 4 6 第二节组合梁设计 ⋯⋯ ‘ ⋯”” 5 0 第三节压型钢板组合楼板设计 ⋯ ⋯ 6 0 第四节组合梁和组合板的构造要求 ⋯⋯ 6 3 第八章节点设计 ⋯ ⋯”’⋯”““““ 6 6 第 一 节设计原则 , ‘ 一、、 、 , , 、 , ⋯ ⋯ 6 6 第二节连接 ⋯ ⋯ 6 8 第三节梁与柱的连接 ⋯⋯ ’⋯” ’二”““ 6 9 第四节柱与柱的连接 ⋯⋯’二”““ 7 4 第五节梁与梁的连接 ⋯⋯ ’二” 7 7 第六节钢柱脚 ⋯⋯ 80 第七节支撑连接 ⋯⋯ 87 第九章幕墙与钢框架的连接 ⋯⋯ 9 1 第 一 节 一 般要求 ⋯⋯ 9 1 第二节连接节点的设计和构造 ⋯⋯ 9 1 第三节施工要点 ⋯⋯ 9 6 第十章制作 ⋯⋯ 9 8 第 一 节 一 般要求 ⋯⋯ 9 8 第二节材料 , ⋯⋯ 9 8 第三节放样、号料和切割 “ , , ⋯⋯ 9 9 第四节矫正和边缘加工 , 一 1 0 0 第五节组装 ⋯⋯ 1 0 0 第六节焊接 ⋯⋯ 1 0 3 第七节制孔 ⋯⋯ 1 1 0 第八节摩擦面的加工 ⋯⋯ I n 第九节端部加工 ⋯⋯ 1 1 2 第十节防锈、涂层、编号及发运 ,, , ⋯⋯ 1 1 2 第十 一 节构件验收 ⋯⋯‘ 二 1 1 3 第十 一 章安装 , ⋯⋯ 1 1 7 第 一 节 一 般要求 ⋯⋯ 1 1 7 第二节定位轴线、标高和地脚螺栓 ⋯⋯ 1 1 8 第三节构件的质量检查 ⋯⋯ 1 1 9 第四节构件的安装顺序 , , , ⋯⋯ 1 1 9 6 第五节构件接头的现场焊接顺序 ⋯⋯ 1 2 0 第六节钢构件的安装 ⋯ ⋯ 1 2 0 第七节安装 的测量校正 , , , , ⋯⋯ 1 2 1 第八节安装 的焊接工艺 ⋯⋯ 1 2 2 第九节高强度螺栓施工 工艺 ⋯⋯ 1 2 5 第十节结构 的涂层 ⋯⋯ 1 2 6 第十 一 节安装的竣工验收 , ⋯⋯ 1 2 7 第十二章防火 ⋯⋯ 1 3 1 第 一 节 一 般要求 , ⋯⋯ 1 3 1 第二节防火保护材料及保护层厚度 的确定 ⋯⋯ 1 3 2 第三节防火构造与施工 ⋯⋯’ ‘⋯ 1 3 3 附录 一 高层建筑风荷载体型系数 ⋯⋯”⋯”“ 1 3 5 附录二偏心率计算 ⋯ ⋯”⋯”““““ 1 3 8 附录三轴心受压构件d类截面稳定系数甲 ⋯ ⋯ 1 3 9 附录四钢板剪力墙的计算 , ⋯ ⋯” .’ ” “““““ 1 4 0 附录五内藏钢板支撑剪力墙的设计 ⋯⋯ 1 4 2 附录六带竖缝混凝 土剪力墙板 的设计 ⋯⋯ 1 4 7 附录七钢构件防火保护层厚度 的计算 ⋯ ⋯ 1 5 3 附录八本规程 用词说明 ⋯⋯ ’⋯’⋯’ ““““““ 1 5 7 附加说明本规程主编单位、参加单位和主要起草人 ⋯⋯ 1 5 8 条文说明 ⋯ ⋯ 1 5 9 主要符号 作用和作用效应 G E结构抗震设计采用的重力荷载代表值; G eq 结构抗震设计采用的等效重力荷载; F E k、F E vk结构总水平、竖向地震作用标准值; w 。基本风压; vcr 一 高层建筑临界风速; 叽 一 建筑顶层处风速; vn ,m 一 建筑顶层处平均风速; aw高层建筑顶点顺风向最大加速度; a,高层建筑顶点横风向最大加速度; wk风荷载标准值; S作用效应; N轴心力; M 弯矩; 如轴心力产生的构件平均正应力; u第,层楼层侧移; u 第 ,层楼层修正后的侧移; un 一 建筑顶点侧移; 。u, 第 层层间侧移差; 夕角位移。 材料强度和结构抗力 E钢材弹性模量; f钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值; 几钢材屈服强度; fu钢材极限抗拉强度最小值; fv钢材抗剪强度设计值; 广锚栓抗拉强度设计值; 君、广螺栓抗拉、抗剪强度设计值; 式栓钉钢材的极限抗拉强度最小值; 广、刀、君对接焊缝抗拉、抗压、抗剪强度设计值; 厂角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值; R结构抗力; 鱿洲钢柱的全塑性受弯承载力;钢构件考虑轴力时的 全塑性受弯承载力; M P b钢梁的全塑性受弯承载力; M u连接的最大受弯承载力; N E欧拉临界力; N忿 一 个锚栓受拉承载力设计值; N卜 、N李 一 个螺栓受拉、受剪承载力设计值; N录 混凝土中 一 个栓钉受剪承载力设计值; V v节点连接的最大受剪承载力; T t建筑横风向基本 自振周期。 几何参数 a 偏心支撑耗能梁段净长; b。 箱形梁翼缘在两腹板间的宽度; 反t加劲肋外伸宽度; hb梁截面高度; h。 柱截面高度; h。 腹板计算高度; h。b 梁腹板高度; hoc柱腹板高度; he角焊缝有效厚度; hs栓钉高度; 瓜地面饰面层厚度; hp压型钢板截面高度; t,钢构件翼缘厚度; tw钢构件腹板厚度; ts,加劲肋厚度; A钢构件毛截面面积; A 。钢构件净截面面积; A br支撑斜杆截面面积; A ,加劲肋截面面积; vp节点域体积; W毛截面抵抗矩; W n净截面抵抗矩; wp 毛截面塑性抵抗矩; wnp净截面塑性抵抗矩; I毛截面惯性矩; I n净截面惯性矩; I,翼缘对截面中和轴的惯性矩; I w腹板对截面中和轴的惯性矩。 系数 cG恒荷载效应系数; q楼面活荷载效应系数; cE、cE,水平地震作用、竖向地震作用效应系数; C w风荷载效应系数; 了G - J恒荷载分项系数 ; yQ楼面活荷载分项系数; 人、人,水平地震作用、竖向地震作用分项系数; 了w 风荷载分项系数; 7 R E构件承载力抗震调整系数; y0结构重要性系数; 艺结构j振型参与系数; a~ 、 a~ 二水平、竖向地震影响系数最大值; al与结构基本 自振周期相应的地震影响系数; 戈顶层附加地震作用系数; 宁计算周期修正系数; 产 风压高度变化系数; 八 风荷载体型系数; 肠风压重现期调整系数; v风荷载脉动影响系数; 杏建筑横风向临界阻尼 比; 沪 w风荷载组合值系数; 又 长细比; 凡正则化长细比; 外、外 ‘ 钢梁整体稳定系数; P配筋率。 防 火 设 计 参 数 c 荷载等级; T 构件的耐火极限; T s钢构件的临界强度; tl构件的温度滞后时间; 。 防火材料的比热; ‘、 一 钢材的比热; a 防火保护层厚度; A 单位长度构件的隔热材料内表面面积; v, 单位长度构件的钢材体积; 尸防火材料密度; 几 防火材料导热系数; w防火材料平均含水率; 宁构件欠载系数。 第 一 章总则 第1 .0.1条 为在高层建筑钢结构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、经济合理、安全适用、确保 质量,制定本规程。 第1 .0.2条 本规程适用于高度和结构类型符合表1.0.2规 定 的非抗震设防和设防烈度为6度至g度(以下简称6度至9 度)的乙类及以下高层民用建筑钢结构的设计和施工。 钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度 (m 表1.0.2 结 构 种 类结构体系 非抗震 设防 抗震设防烈度 6、789 钢结构 框架 框架 一支撑 (剪力墙板) 各类筒体 11 0 2 6 0 3 6 0 1 1 0 2 2 0 3 0 0 9 0 2 0 0 2 6 0 7 0 1 4 0 1 80 有混凝土剪力 墙的钢结构 钢框架 一混凝土剪力墙 钢框架 一混凝土核心筒 2 2 01 801 0 07 0 钢框筒 一混凝土核心筒 2 2 01 801 5 07 0 注表中适用高度系指规则结构的高度,为从室外地坪算起至建筑糖口的高度。 第1 .0.3条 高层建筑钢结构的设计,应根据高层建筑的特 点,综合考虑建筑的使用功能、荷载性质、材料供应、制作安装、 施工条件等因素,合理选择结构型式,对结构选型、构造和节点 设计,应择优选用抗震和抗风性能好且又经济合理的结构体系和 平立面布置。 第1 .0.4 条有混凝土剪力墙的钢结构尚应符合国家现行标 准钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程(J G J 3)的规定。 第1 .0.5条 抗震设防的高层民用建筑钢结构,根据其使用 功能的重要 性 可分为 甲类、乙类、丙类、丁类四个类别。其划分 应符合现行国家标准建设抗震设 防分类标准( G B5 0 2 3 3)的规 定。 第1 .0.6条 高层建筑钢结构各类建筑的抗震设计,应符合 下列要求 一 、甲类建筑应按专门研究的地震动参数计算地震作用; 二、按6度设防位于I 一 皿类场地上的丙类建筑, 可不计算 地震作用; 三、按6度设防位于w类的地上的丙类建筑、按6度设防的 乙类建筑以及按7度至9度设防的乙、丙类建筑,应按本地 区的 设 防烈度计算地震作用; 四、按6度设防的建筑可不进行罕遇地震作用下的结构计算。 第二章材料 第2.0.1条高层建筑钢结构的钢材,宜采用Q 2 3 5等级B、 C 、D的碳素结构钢,以及Q 3 4 5等级B、C、D、E的低合金高强 度结构钢。其质量标准应分别符合我国现行国家标准碳素结构 钢(G B7 0 0)和低合金高强度结构钢( G B/T1 5 9 1)的规定。 当有可靠根据时,可采用其他牌号的钢材。 第2.0.2条承重结构的钢材应根据结构的重要性、荷载特 征、连接方法、环境温度以及构件所处部位等不同情况,选择其 牌号和材质,并应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲 击韧性合格和硫、磷含量符合限值。对焊接结构尚应保证碳含量 符合限值。 第2.0.3条抗震结构钢材的强屈 比不应小于1 .2;应有明 显的屈服台阶;伸长率应大于2 0;应有 良好的可焊性。 第2.0.4条承重结构处于外露情况和低温环境时,其钢材 J性能尚应符合耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求 。 第2.0.5条采 用焊接连接 的节点,当板厚等于或大于 somm,并承受沿板厚方向的拉力作用时,应按现行国家标准厚 度方向性能钢板 ( G B531 3)的规定,附加板厚方向的断面收缩 率,并不得小于该标准2 1 5级规定的允许值。 第2.0.6条结构采用 的钢材强度设计值,不得小于表 2.0.6的规定。 第2.0.7条钢材的物理性能,应按现行国家标准钢结构 设计规范 ( G B J 1 7)第3.2.3条的规定采用。 在高层建筑钢结构的设计和钢材订货文件中,应注明所采用 钢材的牌号、等级和对Z向性能的附加保证要求。 第2.0.8条钢结构的焊接材料应符合下列要求 一 、手工焊接用焊条的质量,应符合现行国家标准碳钢焊 条 ( G B 511 7)或低合金钢焊条 ( G B5 1 1 8)的规定。选用的 焊条型号应与主体金属相匹配。 设计用钢材强度值 ( N /mmZ)表2.0.6 强度设计值 钢材 牌号 钢 材厚度 mm 屈服强 j, 抗剪 fv 端面承压 ( 刨平顶紧)fL。 3 2 0 3 2 0 Q 2 3 5 Q 3 4 5 蕊1 6 1 6 4 0 4 0 6 0 6 0 1 0 0 1 6 1 6 3 5 3 5 5 0 5 0 1 0 0 极 限抗拉 强度最小值 fu 3 7 5 3 7 5 3 7 5 3 7 5 4 7 0 4 7 0 4 7 0 4 7 0 2 3 5 2 2 5 2 1 5 2 0 5 3 4 5 3 2 5 2 9 5 2 7 5 抗拉、抗压、 抗弯j 2 1 5 2 0 5 2 0 0 1 9 0 3 1 5 3 0 0 2 7 0 2 5 0 1 2 5 1 2 0 11 5 11 0 1 85 1 7 5 1 5 5 1 4 5 3 2 0 4 1 0 41 0 4 1 0 二 、自动焊接或半 自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金 属强度相适应,焊丝应符合现行国家标准熔化焊用钢丝(G B/ T1 4 9 5 7) 或气体保护焊用钢丝 ( G B/T1 4 9 5 8)的规定。 焊缝的强度设计值应按表2.0.8的规定采用。 设计用焊缝强度值 ( N /mm “ 焊接方法和 焊条型号 构件钢材牌号 焊 限 强 小 接 极 拉 最 ju 对 缝 抗 度 值 对接焊缝强度设计值 角焊缝强 度设计值 钢 材 牌号 厚度或直径 mm 抗压 介 焊缝质量为下 列 级别时抗拉 和抗弯介 撇 介 触 瓶 撇 窍 一 、二级 二 蜘 自动焊、半自 动焊和E 4 3 又 又型焊 条的 手工焊 Q 2 3 5 毛1 6 1 6 4 0 4 0 6 0 6 0 1 0 0 3 7 5 3 7 5 3 7 5 3 7 5 2 1 5 2 0 5 2 0 0 1 9 0 }匕 亡 刁 0 0 } 1 0 0 Q J 今 一 n 乙 今 一 , 土 1 85 1 7 5 1 7 0 1 6 0 1 2 5 1 2 0 11 5 11 0 1 6 0 1 6 0 1 6 0 1 6 0 表2 0 8 4 第三章结构体系和布置 第 一 节结构体系和选型 第3 .1.1条 本规程适用于高层建筑钢结构的下列体系 一 、框架体系 二 、双重抗侧力体系 1.钢框架 一 支撑(剪力墙板)体系 2.钢框架 一 混凝土剪力墙体系 3.钢框架 一 混凝土核心筒体系 三、筒体体系 1 .框筒体系 2.析架筒体系 3.筒中筒体系 4.束筒体系 第3 .1.2条 高层建筑钢结构当根据刚度需要设置外伸刚臂 和腰析架或帽析架(在顶层)时,宜设在设备层。外伸刚臂应横 贯楼层连续布置。 第3 .1.3条 支撑和剪力墙板可选用中心支撑、偏心支撑、内 藏钢板支撑、带缝混凝土剪力墙板或钢板剪力墙。 第3 .1.4条 抗震高层建筑钢结构的体系和布置 ,应符合下 列要求 一 、应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径; 二 、宜有避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗 震能力的多道设防; 三、应具备必要的刚度和承载力、良好的变形能力和耗能能 力; 6 四、宜具有均匀的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突 变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能 出现的薄弱部位,应采取加强措施。 五、宜积极采用轻质高强材料。 第3 .1.5条 钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的 高宽比不宜大于表3.1.5的规定。 高 宽比的限值表3.1.5 结构种类结 构 体系 非抗震 设防 抗震设防烈度 6、789 钢结构 框架 框架 一支撑 (剪力墙板) 各类筒体 5 6 6 5 亡 J 几 匕 心 U 左 L 仁 J 亡 口 口 J A ‘ 只 U 有混凝土剪力墙 的钢结构 钢框架 一混凝土剪力墙 钢框架 一混凝土核心筒 钢框筒 一混凝土核心筒 一 匕 亡 J 『 b 亡 J 眨 J 亡 」 连 ‘ 盛 任 J 左 几 连 ‘ 左 且 注当塔形建筑的底部有大底盘时,高宽比采用的高度应从大底盘的顶部算起。 第二节结构平面布置 第3 .2.1条 建筑平面宜简单规则,并使结构各层的抗侧力 刚度中心与水平作用合力中心接近重合,同时各层接近在同 一 竖 直线上。建筑的开间、进深宜统 一 ;柱截面的钢板厚度不宜大于 1 0 0 rnrn 。 抗震设防的高层建筑钢结构,其常用平面的尺寸关系应符合 表3 . 2 . 1和 图3 .2.1的要求。 当钢框筒结构采用矩形平面时,其 长宽比不宜大于 1.5 1,不能满足此项要求时,宜采用多束筒结 构。 L,l,I ,丑 ,的限值 表3.2.1 L/BL/B、xl/bl ,/B max B ,/ B max 541 51蕊0 5 虑邻近高层建筑物对该建筑物风压的影响 。在体形上应避免在设 计风速范围内出现横风向振动。 第3 .2.4 条高层建筑钢结构不宜设置防震缝。薄弱部位应 采取措施提高抗震能力。 高层建筑钢结构不宜设置伸缩缝。当必须设置时,抗震设防 的结构伸缩缝应满足防震缝要求。 第三节结构竖向布置 第3 .3.1条 抗震设防的高层建筑钢结构,宜采用竖向规则 的结构。在竖向布置上具有下列情况之 一 者,为竖向不规则结构 一 、楼层刚度小于其相邻上 层刚度的7 0,且连续三层总的 刚度降低超过5 0; 二 、相邻楼层质量之 比超过 1 . 5(建筑为轻屋盖时,顶层除 外); 三、立 面收进尺寸的比例为 L l/LT l / 3 时,其风振系数宜按风振理论进行计算。 第三节地 震 作 用 第4 .3.1条 高层建筑抗震设计时,第 一 阶段设计应按多遇 地震计算地震作用,第二阶段设计应按罕遇地震计算地震作用。 第4 .3.2条 第 一 阶段设计时,其地震作用应符合下列要求 一 、通常情况下,应在结构的两个主轴方向分别计人水平地 震作用,各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构件承 担; 二 、当有斜交抗侧力构件时,宜分别计人各抗侧力构件方向 的水平地震作用; 三、质量和刚度明显不均匀、不对称的结构,应计人水平地 震作用的扭转影响; 四、按9度抗震设防的高层建筑钢结构,或者按8度和9度 抗震设防的大跨度和长悬臂构件,应计人竖向地震作用。 第4 .3.3条 高层建筑 钢结构 的设计反应谱,应采 用 图 4 . 3 . 3所示阻尼 比为0.0 2的地震影响系数a 曲线表示,并应符合 下列规定 一 、 a值应根据近震、远震、 场地类别及结构 自振周期计算, ama二及特征 周期T g按表4 .3.3 一 1和4.3.3 一 2的规定采用,系数 雪( T)按下列公式确定 夸( T 13.S T0T镇0.14.3.2 一 1 夸( T 1.3 50.1Z T 4 .3.2 一 3 并应使修正后的a值不小于0.Z a~。 二 、抗震 设计水平地 震 影响系数最大值,应按表4.3.3 一 1 1 4 3 5 a。 。 、 歹(T)。 口们 伟 日 x 。一 ( 乎) 0 硫 04 5口。。x 0 2“。a 、 __ ____二 址 Ts \ \ 1 jl 未 了 , I j 1 1 1 长 l 0 0 1几2几 3 0 6 0 图4 .3.3 高层建筑钢结构的地震影响系数 a 一 地震影响系数,断dx 一 地震影响系数最大值; T 一 结构自振周期,T g 一 场地特征周期 采用。 抗震设计水平地震影响系数
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