鋼結(jié)構(gòu)多高層房屋結(jié)構(gòu)圖片很好.ppt

,本章目錄,基本要求,9.1 概述 9.2 高層鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算特點(diǎn) 9.3 壓型鋼板組合樓（屋)蓋結(jié)構(gòu) 9.4 構(gòu)件及連接的設(shè)計(jì)特點(diǎn),1了解多、高層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系和特點(diǎn)及組合樓蓋的設(shè)計(jì)。 2掌握高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。,第9.1節(jié) 概述,1. 多、高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 2. 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系,1 .了解多、高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 2 .了解常用的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系,本節(jié)目錄,基本要求,9.1.1 多、高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),世界上第一幢高層鋼結(jié)構(gòu)是美國(guó)芝加哥的家庭保險(xiǎn)公司大樓(10層，高55m)，建于1884年。 20世紀(jì)開(kāi)始，鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國(guó)大量建成，最具代表性的有： l02層、高381m的紐約帝國(guó)大廈(圖9.1.1) 110層、高411m的世界貿(mào)易中心 目前世界上最高的鋼結(jié)構(gòu)建筑為110層、高443m的芝加哥西爾斯大廈(圖9.1.2)。,圖9.1.1,圖9.1.2,我國(guó)現(xiàn)代高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自80年代中期起步，第一幢高層建筑鋼結(jié)構(gòu)為43層、高165m的深圳發(fā)展中心大廈（圖9.1.3）。此后，較具代表性有： 44層、高144m的上海希爾頓飯店 60層、高208m的北京京廣中心 81層、高325m的深圳地王大廈（圖9.1.4） 88層、高420.5m的金茂大廈 1998年底，我國(guó)頒布高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ9998）。,圖9.1.3,圖9.1.4,圖9.1.5 鋼結(jié)構(gòu)住宅,高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在： (1)自重輕 (2)抗震性能好 (3)有效使用面積高 (4)建造速度快 (5)防火性能差,9.1.2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系,常用的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系主要有： 框架結(jié)構(gòu)體系 框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系 框架支撐結(jié)構(gòu)體系 框架核心筒結(jié)構(gòu)體系及筒體體系,(1)框架結(jié)構(gòu)體系 純框架結(jié)構(gòu)一般適用于層數(shù)30的高層鋼結(jié)構(gòu)，如圖9.1.5。 框架結(jié)構(gòu)的平面布置靈活，可為建筑提供較大的室內(nèi)空間，且結(jié)構(gòu)各部分剛度比較均勻?？蚣芙Y(jié)構(gòu)有較大延性，自震周期較長(zhǎng)，因而對(duì)地震作用不敏感，抗震性能好。但框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，由于側(cè)向位移大，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。,圖9.1.5,(2)框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系 在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，如圖9.1.6。 這種結(jié)構(gòu)以剪力墻作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，既具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度，可用于4060層的高層鋼結(jié)構(gòu)。 剪力墻按其材料和結(jié)構(gòu)的形式可分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼筋混凝土帶縫剪力墻和鋼板剪力墻等。,圖9.1.6,(3)框架支撐結(jié)構(gòu)體系 框架支撐結(jié)構(gòu)體系由沿豎向或橫向布置的支撐桁架結(jié)構(gòu)和框架構(gòu)成，是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的一種結(jié)構(gòu)體系，一般適用于4060層的高層建筑。 它的特點(diǎn)是框架與支撐系統(tǒng)協(xié)同工作，豎向支撐桁架起剪力墻的作用，承擔(dān)大部分水平剪力。在罕遇地震中，若支撐系統(tǒng)破壞，尚可內(nèi)力重分布由框架承擔(dān)水平力，即所謂兩道抗震設(shè)防。 支撐應(yīng)沿房屋的兩個(gè)方向布置，狹長(zhǎng)形截面的建筑也可布置在短邊。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)建筑物高度及水平力作用情況調(diào)整支撐的數(shù)量、剛度及形式。,支撐一般沿同一豎向柱距內(nèi)連續(xù)布置，見(jiàn)圖9.1.7(a)。這種布置方式層間剛度變化較均勻，適合地震區(qū)；當(dāng)不考慮抗震時(shí)，若立面布置需要，亦可交錯(cuò)布置，圖9.1.7(b)；在高度較大的建筑中，若支撐桁架的高寬比太大，為增加支撐桁架的寬度，亦可布置在幾個(gè)跨間，圖9.1.7(c)。,(4)框架核心筒結(jié)構(gòu)體系 若將框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置于內(nèi)筒的四周形成封閉的核心筒體，而外圍鋼框架柱柱網(wǎng)較密，就形成了框架核心筒體系，見(jiàn)圖9.1.8。 這種結(jié)構(gòu)形式近年來(lái)被大量采用，中心筒既可采用鋼結(jié)構(gòu)亦可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，核心筒體承擔(dān)全部或大部分水平力及扭轉(zhuǎn)力。樓面多采用鋼梁、壓型鋼板與現(xiàn)澆混凝土組成的組合結(jié)構(gòu)，與內(nèi)外筒均有較好的連接，水平荷載將通過(guò)剛性樓面?zhèn)鬟f到核心筒。,圖9.1.8,(5)筒體結(jié)構(gòu)體系 筒體結(jié)構(gòu)是超高層建筑中受力性能較好的結(jié)構(gòu)體系，適用于90層左右的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。筒體結(jié)構(gòu)由內(nèi)外兩個(gè)筒體多個(gè)筒體結(jié)構(gòu)組合而成，前者稱筒中筒體系，見(jiàn)圖9.1.9(a)，后者稱束筒體系，見(jiàn)圖9.1.9(b)。各個(gè)筒體共同抵抗水平力，具有很好的空間整體作用。,圖9.1.9,第9.2節(jié) 高層鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算特點(diǎn),1. 結(jié)構(gòu)荷載 2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1.掌握高層鋼結(jié)構(gòu)的荷載及抗震設(shè)計(jì) 2.了解高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),本節(jié)目錄,基本要求,9.2.1 結(jié)構(gòu)荷載,高層鋼結(jié)構(gòu)多為超高層建筑，水平荷載較大是其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。水平荷載包括風(fēng)荷載和地震荷載。,9.2.1.2 豎向荷載,豎向荷載主要是永久荷載(結(jié)構(gòu)自重)和活荷載。 這里，樓面和屋面活荷載以及雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其準(zhǔn)永久性系數(shù)等，應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的有關(guān)條文取值。 對(duì)某些未作具體規(guī)定的屋面或樓面活荷載如直升飛機(jī)平臺(tái)荷載等，應(yīng)根據(jù)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程以及其他有關(guān)規(guī)定采用。,高層建筑中，活荷載值與永久荷載值相比不大，因而計(jì)算時(shí)，一般對(duì)樓面和屋面活荷載可不作最不利布置工況的選擇，即按各跨滿載簡(jiǎn)化計(jì)算。但當(dāng)活荷載較大時(shí)，需將簡(jiǎn)化算得的框架梁的跨中彎矩計(jì)算值乘以1.11.2的系數(shù)；梁端彎矩值乘以1.051.1的系數(shù)予以提高。,當(dāng)施工中采用附墻塔、爬塔等對(duì)結(jié)構(gòu)有影響的起重機(jī)械或其他設(shè)備時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行施工階段驗(yàn)算。,9.2.1.2 風(fēng)荷載,作用在高層建筑任意高度處的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ，應(yīng)按下式計(jì)算：,以上參數(shù)的取值，可按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范或高層建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定取用。,9.2.1.3 地震作用,(1)一般計(jì)算原則 采用兩階段設(shè)計(jì)法： 第一階段按多遇地震計(jì)算，第二階段按罕遇地震計(jì)算,注意：當(dāng)高層建筑主體結(jié)構(gòu)頂部有突出的小體型建筑(如電梯機(jī)房等)時(shí)，應(yīng)計(jì)入“鞭梢效應(yīng)”。一般可根據(jù)小體型建筑作為獨(dú)立體時(shí)的自振周期 與主體建筑的基本周期 的比例，分別按下列規(guī)定處理： （1）當(dāng) 時(shí)，可假定主體建筑為等截面沿高度延伸至小體型建筑的頂部，以此計(jì)算風(fēng)振系數(shù)。 （2）當(dāng) 時(shí)，其風(fēng)振系數(shù)按風(fēng)振理論進(jìn)行計(jì)算。,第一階段應(yīng)考慮下列原則： 通常情況下，應(yīng)在結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)入水平地震作用，各方向的水平地震作用應(yīng)全部由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)； 當(dāng)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)，應(yīng)分別計(jì)入各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用， 質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)； 按9度抗震設(shè)防的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，或者按8度和9度抗震設(shè)防的大跨度和長(zhǎng)懸臂構(gòu)件，應(yīng)計(jì)入豎向地震作用。,(2)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜，取阻尼比為0.02，地震影響系數(shù)曲線如圖9.2.1所示。,值應(yīng)根據(jù)近震、遠(yuǎn)震、場(chǎng)地類別及結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算， 及特征用期 按表9.1和表9.2的規(guī)定采用。,系數(shù) 按下列公式確定： 當(dāng) 時(shí)， 當(dāng) 時(shí)， 當(dāng) 時(shí)， 值不小于,當(dāng)主要抗側(cè)力構(gòu)件為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，地震影響系數(shù)應(yīng)按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定采用。,(3)水平地震作用計(jì)算 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的地震作用計(jì)算方法有： 底部剪力法 振型分解反應(yīng)譜法 時(shí)程分析法 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同情況，分別采用不同的地震作用計(jì)算方法。,底部剪力法 底部剪力法適用于高度不大于60m 且平面和豎向較規(guī)則的高層建筑。底部剪力法根據(jù)建筑物的總重力荷載計(jì)算結(jié)構(gòu)底部的總剪力，然后按一定的比例分配到各樓層。得到各樓層的水平地震作用后，即可按靜力方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。 采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用時(shí)，各樓層可僅按一個(gè)自由度計(jì)算，見(jiàn)圖9.2.3。 與結(jié)構(gòu)的總水平地震作用等效的底部剪力標(biāo)準(zhǔn)值按照下式計(jì)算：,在質(zhì)量沿高度分布基本均勻、剛度沿高度分布基 本均勻或向上均勻減小的結(jié)構(gòu)中，各層水平地震作用 標(biāo)準(zhǔn)值按下式比例分配： 頂部附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：,頂部附加地震作用系數(shù)； 頂部附加水平地震作用； 結(jié)構(gòu)的基本自振周期； 結(jié)構(gòu)的基本自振周期，可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算： 或者，對(duì)于重量及剛度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可用下式近似計(jì)算： 結(jié)構(gòu)頂層假想側(cè)移（m)，即假想將結(jié)構(gòu)各層的重力荷載作為樓層的集中水平力，按彈性靜力方法計(jì)算得到的頂層側(cè)移值。,計(jì)算周期修正系數(shù)，可取 。,采用底部剪力法時(shí)，突出屋面小塔樓的地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)3。增大影響宜向下考慮12層，但不再往下傳遞。,振型分解反應(yīng)譜法 不符合底部剪力法適用條件的其他高層鋼結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜法。 對(duì)體型比較規(guī)則、簡(jiǎn)單，可不計(jì)扭轉(zhuǎn)影響的結(jié)構(gòu)，振型分解反應(yīng)譜法僅考慮平移作用下的地震效應(yīng)組合，沿主軸方向，結(jié)構(gòu)第j振型第i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，按下列公式計(jì)算：,在復(fù)雜體型或不能按平面結(jié)構(gòu)假定進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)按空間協(xié)同工作或空間結(jié)構(gòu)計(jì)算空間振型。,時(shí)程分析法 豎向特別不規(guī)則的建筑及高度較大的建筑，宜采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算。 采用時(shí)程分析法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)時(shí)，應(yīng)輸入典型的地震波進(jìn)行計(jì)算。場(chǎng)地特征的地震加速度波不能少于4條，其中宜包括一條本地區(qū)歷史上發(fā)生地震時(shí)的實(shí)測(cè)記錄波。地震波的持續(xù)時(shí)間不宜過(guò)短，宜取1020s或更長(zhǎng)。,9.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),9.2.2.1 一般原則,(1)內(nèi)力與位移一般采用彈性方法計(jì)算。對(duì)罕遇地震作用，采用彈塑性方法進(jìn)行分析。 (2)一般可假定樓面在自身平面內(nèi)為絕對(duì)剛性。對(duì)于整體性較差、或樓面有大開(kāi)孔、有較長(zhǎng)外伸段或相鄰層剛度有突變的面，宜采用樓板平面內(nèi)的實(shí)際剛度（或者，按剛性樓面計(jì)算，但對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行調(diào)整）,(3)進(jìn)行彈性分析時(shí)，宜考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作。當(dāng)進(jìn)行彈塑性分析時(shí)，由于樓板可能嚴(yán)重開(kāi)裂，因此，不宜考慮樓板與鋼梁的共同工作。 在進(jìn)行框架彈性分析時(shí)，壓型鋼板組合樓蓋中梁的慣性矩可取為：當(dāng)兩側(cè)有樓板時(shí)，取1.5 ；當(dāng)僅一側(cè)有樓板時(shí)，取1.2 。 為鋼梁的慣性矩。 (4)當(dāng)結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、不計(jì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，可采用平面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型； 當(dāng)結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復(fù)雜、無(wú)法劃分成平面抗例力單元或?yàn)楹?jiǎn)體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。,(5)在計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移時(shí),一般不考慮梁的軸向變形，但應(yīng)考慮梁、柱的剪切變形。當(dāng)梁同時(shí)作為腰桁架或帽桁架的弦桿時(shí)，應(yīng)計(jì)人軸力的影響。 (6)鋼框架剪力墻體系中,現(xiàn)澆豎向連續(xù)鋼筋混凝土剪力墻的計(jì)算應(yīng)計(jì)入墻的彎曲變形、剪切變形和軸向變形。 當(dāng)鋼筋混凝土剪力墻具有比較規(guī)則的開(kāi)孔時(shí)，可按帶剛域的框架計(jì)算；當(dāng)具有復(fù)雜開(kāi)孔時(shí)，宜采用平面有限元法計(jì)算。 (7)柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接，但可按兩端鉸接連接計(jì)算。若采用偏心支撐，由于耗能梁段在大震時(shí)將首先屈服，計(jì)算時(shí)應(yīng)取為單獨(dú)單元。,9.2.2.2 內(nèi)力與位移計(jì)算,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜、體型多樣、受力復(fù)雜且桿件數(shù)量眾多。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力分析時(shí)，一般都應(yīng)借助電子計(jì)算機(jī)來(lái)完成。 若是在初設(shè)階段進(jìn)行截面的預(yù)估，也可參考有關(guān)資料和手冊(cè)采用一些近似計(jì)算方法，如分層法、D值法、空間協(xié)同工作分析、等效角柱法、等效截面法以及展開(kāi)平面框架法等。 當(dāng)進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析時(shí)，尚應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題；,(1)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的梁、柱桿件一般采用H形和箱形，梁柱連接節(jié)點(diǎn)城的剪切變形對(duì)內(nèi)力的影響較小，計(jì)算時(shí)可以不考慮。,但是，此剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)水平位移的影響較大，一般可達(dá)1020。因此，分析時(shí)應(yīng)計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)位移的影響。由于用精確方法計(jì)算比較困難，在工程設(shè)計(jì)中，可采用近似方法考慮其影響。即可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，也可按下列規(guī)定作近似計(jì)算： 對(duì)于箱形截面柱框架，可將梁柱節(jié)點(diǎn)域當(dāng)作剛域，剛域的尺寸取節(jié)點(diǎn)域尺寸的一半。,對(duì)工字形截面柱框架，可先按結(jié)構(gòu)軸線尺寸進(jìn)行分析，然后進(jìn)行修正。,(2)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的P-效應(yīng)較強(qiáng)，一般應(yīng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。但根據(jù)理論分折和實(shí)例計(jì)算，若將結(jié)構(gòu)的層間位移限制在一定范圍內(nèi)，就能控制二階效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載能力的影響。故鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)可采用一階彈性分析，當(dāng)滿足下面的規(guī)定時(shí)，宜采用二階彈性分析。,為了考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的各種初始缺陷對(duì)內(nèi)力的影響，此時(shí)應(yīng)該在每層柱頂附加考慮由下式計(jì)算的假想水平力 ： 式中 第i樓層的總重力荷載設(shè)計(jì)值； 框架總層數(shù)； 鋼材強(qiáng)度影響系數(shù)，對(duì)Q235、Q345、Q390和Q420分別采用1.0、1.1、1.2和1.25。,框架柱采用二階彈性分析方法設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取為1.0。,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力應(yīng)滿足下式的要求： 非抗震設(shè)計(jì)時(shí)： 抗震設(shè)計(jì)時(shí)： 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的抗震調(diào)整系數(shù)。按照下表采用。,9.2.2.3 承載力驗(yàn)算,9.2.2.4 位移限制,(1)不考慮地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下，頂點(diǎn)質(zhì)心位置的側(cè)移不宜超過(guò)建筑高度的1/500，質(zhì)心層間側(cè)移不宜超過(guò)樓層高度的1/400。 對(duì)于以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主要抗側(cè)力構(gòu)件的高層鋼結(jié)構(gòu)的位移，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，但在保證主體結(jié)構(gòu)不開(kāi)裂和裝修材料不出現(xiàn)較大破壞的情況下，可適當(dāng)放寬。 結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移不得超過(guò)質(zhì)心側(cè)移的1.2倍。,(2) 第一階段抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其層間側(cè)移標(biāo)準(zhǔn)值不得超過(guò)結(jié)構(gòu)層高的1/250。對(duì)于以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主要抗側(cè),力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，其側(cè)移值應(yīng)符合高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移不得超過(guò)質(zhì)心側(cè)移的1.3倍。 (3) 第二階段抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)層間側(cè)移不得超過(guò)層高的1/70，結(jié)構(gòu)層間側(cè)移延性比不得大于下表的規(guī)定。,第9.3節(jié) 壓型鋼板組合樓（屋）蓋結(jié)構(gòu),1.組合樓板的設(shè)計(jì)要求 2.組合梁的設(shè)計(jì)要求,1.了解壓型鋼板組合樓板的驗(yàn)算方法 2.了解組合梁的設(shè)計(jì)要求,本節(jié)目錄,基本要求,9.3.1 組合樓板的設(shè)計(jì)要求,使用壓型鋼板組合樓板，有利于各種復(fù)雜管線系統(tǒng)的鋪設(shè)，在施工過(guò)程中，無(wú)傳統(tǒng)模板支模拆模的繁瑣作業(yè)。 組合樓蓋常用的壓型鋼板一般由厚0.81.0mm的熱鍍鋅薄板成型，長(zhǎng)度為812m。各塊壓型鋼板之間應(yīng)用緊固件將其連成整體。安裝時(shí)，壓型鋼板表面的油污應(yīng)清除，避免長(zhǎng)期顯露而生銹。 對(duì)處于較嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的建筑，不宜采用壓型鋼板組合樓蓋體系。,設(shè)計(jì)時(shí)，壓型鋼板可以有三種形式： 壓型鋼板只作為永久性模板使用； 壓型鋼板既是模板又作為底面受拉配筋，即組合樓板； 壓型鋼板承受全部靜荷載和活荷載。 其中、兩種是目前采用最多的。 當(dāng)僅作為永久性模板使用時(shí)，壓型鋼板承受施工荷載和混凝土的重量?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，單向密肋鋼筋混凝土板即承受全部荷載。這種形式的樓板在使用階段屬于非組合板，可按一般鋼筋混凝土樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)同時(shí)兼作模板和受拉配筋的壓型鋼板組合樓板的設(shè)計(jì)，應(yīng)分施工階段和使用階段進(jìn)行驗(yàn)算。,施工階段壓型鋼板作為澆注混凝土的模板，應(yīng)按彈性設(shè)計(jì)方法驗(yàn)算壓型鋼板的強(qiáng)度和剛度。若不滿足要求，應(yīng)考慮設(shè)置臨時(shí)支撐。 （1）抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算,9.3.1.1 施工階段壓型鋼板的驗(yàn)算,（2）剛度驗(yàn)算 壓型鋼板在施工階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度不得超過(guò)l180(l為板的跨度)和20mm，取其中較小值。 若壓型鋼板在自重與濕混凝土荷載下的跨中撓度w按正常使用狀態(tài)計(jì)算大于20mm時(shí)，因壓型鋼板變形的“坑凹”效應(yīng)將增加混凝土的厚度，故在單位板寬內(nèi)應(yīng)考慮沿全跨增加0.7w厚度的混段土重量進(jìn)行計(jì)算，或增設(shè)臨時(shí)支撐。,9.3.1.1 使用階段壓型鋼板的驗(yàn)算,在使用階段，壓型鋼板與混凝土面層結(jié)合為整體形成組臺(tái)板，應(yīng)驗(yàn)算組合板在全部荷載作用下的強(qiáng)度和剛度。,(1)組合樓板的強(qiáng)度計(jì)算 抗彎強(qiáng)度計(jì)算 組合板承受正彎矩作用時(shí)，一般采用塑性設(shè)計(jì)法。但考慮到壓型鋼板沒(méi)有混凝土保護(hù)層，同時(shí)，中和軸附近材料強(qiáng)度的發(fā)揮也不夠充分，因而壓型鋼板和混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8。,a. 當(dāng) 時(shí)，塑性中和軸位于組合板的混凝土內(nèi)，如下圖，組合板的橫截面抗彎能力按下式計(jì)算：,b. 當(dāng) 時(shí)，塑性中和軸位于組合板的混凝土內(nèi)，如下圖，組合板的抗彎承載力按下式計(jì)算：,組合板斜截面抗剪承載力應(yīng)符合下式要求:,斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算,抗沖切強(qiáng)度計(jì)算 在集中荷載作用下，需驗(yàn)算組合板的抗沖切強(qiáng)度。組合板的抗沖切力V1應(yīng)符合下式要求:, 組合板負(fù)彎矩區(qū)的最大裂縫寬度，可按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的規(guī)定計(jì)算。,(2)組合樓板的剛度及裂縫寬度驗(yàn)算 組合板的撓度可用換算截面剛度按結(jié)構(gòu)力學(xué)公式計(jì)算，此時(shí)，單元寬度內(nèi)的截面慣性矩可近似地取 。組合板應(yīng)分別按荷載短期效應(yīng)組合和荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算撓度，其撓度值不應(yīng)超過(guò)計(jì)算跨度的1/360。,9.3.2 組合梁的設(shè)計(jì)要求,9.3.2.1 組合梁的組成及其工作原理,壓型鋼板組合梁通常由三部分組成，即：鋼筋混凝土翼板、抗剪連接件和鋼梁。其原理見(jiàn)下圖。,9.3.2.2 組合梁截面的基本假定及混凝土翼板的有效寬度,(1)組合梁截面的基本假定 平截面假定； 鋼梁與混凝土翼板之間沒(méi)有相對(duì)位移；, 鋼材與混凝土均為理想的彈塑性體。受拉混凝上不參加工作，而混凝土受壓區(qū)假定為均勻受壓，并達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ，鋼梁均勻受力并達(dá)到鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ；, 忽略鋼筋混凝土翼板受壓區(qū)中鋼筋的作用； 假定剪力全部由鋼梁承受，同時(shí)，不考慮剪力對(duì)組合梁抗彎承載力的影響。,(2)混凝土翼板的有效寬度 有效寬度 應(yīng)按下式計(jì)算，并取最小值：,9.3.2.3 組合梁的截面設(shè)計(jì),組合梁的截面高度一般為跨度的1/151/16，為使鋼梁的抗剪強(qiáng)度與組合梁的抗彎強(qiáng)度相協(xié)調(diào)，鋼梁截面高度不宜小于組合梁截面總高度h的1/2.5。,組合梁的撓度按彈性分析法計(jì)算。將受壓區(qū)混凝土翼板的有效寬度bce折算為與鋼材等效的換算寬度beq，成為“換算截面”。,對(duì)荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合：,對(duì)荷載的準(zhǔn)永久組合：,組合梁的計(jì)算一般分為兩個(gè)階段，即施工階段和使用階段。施工階段，若鋼梁下未設(shè)臨時(shí)支撐，則鋼梁承受自重和澆灌混凝上翼板時(shí)的混凝重量以及施工活荷載，可按梁一章的規(guī)定計(jì)算；使用階段，組合梁作為一個(gè)整體承受使用期間的荷載。 (1)組合梁在正彎矩作用下的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 在彎矩作用下，組合梁的塑性中和軸可能位于鋼筋混凝土翼板內(nèi)也可能位于鋼梁截面內(nèi)，計(jì)算時(shí)應(yīng)分這兩種情況考慮。,塑性中和軸位于混凝土受壓翼板內(nèi)（ 時(shí)） 梁的抗彎承載力按下式計(jì)算：,塑性中和軸位于鋼梁截面內(nèi)（ 時(shí)） 梁的抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：,鋼梁受壓區(qū)截面面積； 鋼梁受拉區(qū)截面應(yīng)力合力至混凝土翼板截面應(yīng)力合力的距離； 鋼梁受拉區(qū)截面應(yīng)力合力至鋼梁受壓區(qū)截面應(yīng)力合力的距離；,(2)組合梁在負(fù)彎矩作用下的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 此時(shí)，組合梁受拉區(qū)位于翼緣一側(cè)，梁的抗彎承載力應(yīng)滿足下式要求：,(3)組合梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算,組合梁截面的剪力假定全部由鋼梁腹板承受并沿腹板均勻分布，即抗剪承載能力應(yīng)按下式計(jì)算：,9.3.2.4 組合梁連接件的設(shè)計(jì),組合梁的連接件主要傳逐鋼筋混凝土翼板與鋼梁間的縱向水平剪力,并承受豎向掀拉力。連接件可以采用圓柱頭栓釘、槽鋼或彎起鋼筋。如下圖所示。,(1)一個(gè)圓柱頭栓釘連接件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算： 栓釘材料抗拉強(qiáng)度最小值與屈服強(qiáng)度之比；栓釘材料性能等級(jí)通常為4.6級(jí)，則,(2)一個(gè)槽鋼連接件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算：,(3)一個(gè)彎起鋼筋連接件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算,第9.4節(jié) 構(gòu)件及連接的特點(diǎn),1.梁的設(shè)計(jì) 2.柱的設(shè)計(jì) 3.抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),1.了解梁、柱及抗側(cè)力構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì) 2.了解連接節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì),本節(jié)目錄,基本要求,9.4.1 梁的設(shè)計(jì),當(dāng)按抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除滿足梁一章的要求外，尚應(yīng)滿足以下各方面的要求。 (1)梁的抗彎強(qiáng)度 框架梁在罕遇地震下允許出現(xiàn)塑性鉸，在多遇地震下應(yīng)保證不破壞和不需修理，即抗震設(shè)計(jì)時(shí)不允許考慮截面應(yīng)力的塑性發(fā)展，梁的抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：,(2)梁的整體穩(wěn)定 框架梁的整體穩(wěn)定性通常通過(guò)梁上的剛性鋪板或支撐體系加以保證。當(dāng)梁符合梁一章規(guī)定的受壓翼緣自由長(zhǎng)度與其寬度之比的限值時(shí)，可不計(jì)算整體穩(wěn)定性。但7度以上設(shè)防的高層鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)罕遇地震下可能出現(xiàn)塑性鉸的部位，如梁端、集中荷載作用點(diǎn)，應(yīng)有側(cè)向支撐點(diǎn)。由于地震力方向變化，塑性鉸彎矩的方向也變化，故應(yīng)在梁上下翼緣均設(shè)支撐。這些支撐和相鄰支撐點(diǎn)間的距離，應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中塑性設(shè)計(jì)時(shí)的長(zhǎng)細(xì)比要求。,(3)梁的局部穩(wěn)定 框架梁翼緣和腹板的局部穩(wěn)定在一般情況下應(yīng)符合梁一章的規(guī)定。但處于地震設(shè)防烈度7度地區(qū)的高層建筑，,對(duì)抗側(cè)力框架的梁中可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)段，其組成板件的寬厚比應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中塑性設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)定限值。,9.4.2 柱的設(shè)計(jì),框架柱截面可以采用H形、箱形、十字形及圓形等。 高層建筑框架柱的主要特點(diǎn)是組成板件的厚度可能超過(guò)40mm，有時(shí)甚至超過(guò)100mm。這時(shí),注意按照軸心受壓構(gòu)件一章中板厚大于40mm的表格分類。,當(dāng)框架柱按非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵守軸心受力構(gòu)件一章和拉彎壓彎構(gòu)件一章的規(guī)定；當(dāng)按抗震設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)滿足以下各條的要求。,(1)為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”，使塑性鉸出現(xiàn)在梁端而不是柱端，在框架的任一節(jié)點(diǎn)處,柱截面的塑性抵抗矩和梁截面的塑性抵抗矩宜滿足下式的要求：,在罕遇地震作用下不可能出現(xiàn)塑性鉸的部分，框架柱可按下式計(jì)算：,(2)按 7度抗震設(shè)防的框架柱，其板件的寬厚比限值應(yīng)滿足下表的要求。,(3)高層建筑中框架柱的長(zhǎng)細(xì)比，當(dāng)按7度設(shè)防時(shí)，不宜大于 ；按6度抗震設(shè)防和非抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，柱的長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于 。,9.4.3 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)包括各種豎向支撐體系、鋼筋混凝土剪力墻以及鋼板剪力墻等。鋼筋混凝土剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)參照高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。 豎向垂直支撐，分為中心支撐和偏心支撐。,9.4.3.1 中心支撐的設(shè)計(jì)特點(diǎn),中心支撐的形式可以采用十字交叉型、單斜桿、人字型斜桿或V型斜桿體系。K形支撐體系在地震作用下可能因受壓斜桿失穩(wěn)或受拉斜桿屈服而引起較大的側(cè)向變形，故不應(yīng)在抗震設(shè)計(jì)中采用。,（1）內(nèi)力計(jì)算特點(diǎn) 在初步設(shè)計(jì)階段，可采用近似計(jì)算方法。此時(shí)，應(yīng)注意： 垂直支撐主要承受水平荷載引起的剪力。但由于高層建筑在水平荷載下變形較大，在自重和水平力下，還承受水平位移和重力荷載產(chǎn)生的附加彎曲效應(yīng)。, 框架柱在重力荷載作用下的彈性壓縮變形將十字交叉支撐、人字撐和V形支撐的斜桿中引起的斜桿中引起附加壓應(yīng)力，故在計(jì)算此類形式的支撐截面時(shí)，應(yīng)計(jì)入附加應(yīng)力的影響。 人字形支撐的受壓斜桿若受壓屈曲，將導(dǎo)致框架橫梁產(chǎn)生較大變形。在進(jìn)行多遇地震作用下的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)人字形支撐和V形支撐斜桿的內(nèi)力應(yīng)乘以增大系數(shù)1.5。十字交叉支撐和單斜桿支撐應(yīng)乘以1.3，以提高斜撐的承載力。,（2）截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求 支撐斜桿可設(shè)計(jì)為只能承受拉力，也可設(shè)計(jì)為既能受拉也能受壓。當(dāng)按非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，桿件截面的設(shè)計(jì)可參考軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法。但在多遇地震作用下，支撐斜桿的截面還應(yīng)滿足下列要求。 整體穩(wěn)定承載力,剛度 地震作用下支撐體系的滯回性能，主要取決于其受壓行為。支撐長(zhǎng)細(xì)比較大者，滯回圈較小，吸收能量的能力也較弱。因而對(duì)抗震設(shè)防建筑中支撐桿件的長(zhǎng)細(xì)比，限制應(yīng)更嚴(yán)。需要滿足下列要求：,當(dāng)按6、7度設(shè)防時(shí)，,當(dāng)按8度設(shè)防時(shí)，,當(dāng)按9度設(shè)防時(shí)，,局部穩(wěn)定 板件若喪失局部穩(wěn)定將影響支撐斜桿的承載能力和消能能力，因而對(duì)7度以上抗震設(shè)防的支撐斜桿，其板件寬厚比應(yīng)滿足以下要求：,一邊簡(jiǎn)支一邊自由時(shí)，不得大于 ；兩邊簡(jiǎn)支時(shí)，不得大于 。,9.4.3.2 偏心支撐的設(shè)計(jì)特點(diǎn),偏心支撐為使支撐斜桿的軸線偏離梁和柱軸線的交點(diǎn)，水平荷載較小時(shí)具有足夠的剛度，而超載時(shí)又具有良好的延性。常用偏心支撐構(gòu)造形式：門架式、單斜桿式、人字形及V字形。,耗能梁段宜設(shè)計(jì)成剪切屈服型。,剪切屈服型,彎曲屈服型,偏心支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要進(jìn)行耗能梁段的強(qiáng)度計(jì)算和支撐斜桿的承載力設(shè)計(jì)。應(yīng)滿足下列要求：,（1）腹板的設(shè)計(jì)剪力不超過(guò)受剪承載力的80，即,（2）耗能梁段的翼緣強(qiáng)度應(yīng)滿足,時(shí),時(shí),耗能梁段的腹板不得加焊貼板提高強(qiáng)度，也不允許開(kāi)洞。翼緣和腹板的寬厚比應(yīng)滿足：,為保證耗能梁段屈服時(shí)支撐斜桿不發(fā)生屈曲，要求支撐桿件滿足下式要求：,取以下兩式的較小者。,為跨間梁在最不利組合下的支撐軸力。,為體現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則，偏心支撐框架柱的內(nèi)力設(shè)計(jì)值需要適當(dāng)提高，按照下式的較小者采用：,9.4.4 連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),9.4.4.1 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般要求,當(dāng)按抗震設(shè)計(jì)時(shí)，按照“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則，節(jié)點(diǎn)連接的承載力要高于構(gòu)件本身的承載力，即,9.4.4.2 節(jié)點(diǎn)的連接,多、高層鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接可采用焊接、高強(qiáng)度螺栓連接，也可以采用焊接與高強(qiáng)度螺拴的混合連接。 (1)焊接連接 焊接連接的傳力最充分，有足夠的延性，但焊接連接存在較大的殘余應(yīng)力，對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì)不利。焊接連接可采用全熔透或部分熔透焊縫。但對(duì)要求與母材等強(qiáng)的連接和框架節(jié)點(diǎn)塑性區(qū)段的焊接連接，必須采用全熔透的焊接連接。 焊接連接節(jié)點(diǎn)的計(jì)算可參照第3章。,(2)高強(qiáng)度螺栓連接 高層鋼結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的高強(qiáng)度螺接連接應(yīng)采用摩擦型，其設(shè)計(jì)可參照第3章。 對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在罕遇地震作用下，考慮高強(qiáng)度螺栓連接間的摩擦力已被克服，此時(shí)連接的抗剪承載力取決于螺拴的抗剪能力，故高強(qiáng)度螺栓的最大抗剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算：,(3)栓焊混合連接 栓