多層教學樓建設鋼結構設計

1、多層教學樓建設鋼結構設計第一章 緒 論1.1 選題的背景和意義1.1.1 選題的背景改革開放以來，我國綜合實力日強，人民生活水平日漸提高。物質上的日漸豐富使得人們更加重視精神上的需求。作為人們主要活動場所的建筑的功能和質量成為人們關注的一個焦點。同時，我國也是一個人均資源占有量相對緊缺，能耗總量相對較大的國家。目前我國的能耗總量己達到世界第一，在提高建筑質量的同時必須綜合考慮資源節(jié)約問題，建筑節(jié)能與開發(fā)清潔能源刻不容緩1。我國目前建筑的各種成熟結構體系大多為砌體和鋼筋混凝結構。此類結構，材料強度低，對環(huán)境污染嚴重，不能重復回收利用，在適應人們的更高要求上有局限; 同時產(chǎn)業(yè)化程度低，不利于工業(yè)化

2、、系列化生產(chǎn)。特別是在磚混房屋中使用的粘土磚的制作要占用大量的可耕地，使我國原本就很缺乏的耕地資源更加短缺。這些都對結構體系的創(chuàng)新提出了要求2。2006 年 3 月 14 日，我國正式提出了第十一個五年計劃綱要，其中明確指出“把節(jié)約資源作為基木國策，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，保護生態(tài)環(huán)境”，“節(jié)約發(fā)展，清潔發(fā)展”， “實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”，“發(fā)展節(jié)能型建筑”。根據(jù)國外經(jīng)驗，要提高建筑性能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、標準化、節(jié)能化，符合“十一五”發(fā)展綱要，目前最適宜的結構首推鋼結構。本文以廣州地區(qū)較早興建的多層民用鋼結構建筑廣東某學院 1 號教學樓作為研究對象，對該類型的多層民用鋼結構房屋設計進行結構、經(jīng)濟分析和優(yōu)化研究。

3、1.1.2 研究的意義與傳統(tǒng)結構相比，鋼結構房屋具有許多優(yōu)點:1、強度高，質量輕鋼材與其他建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多，彈性模量也高， 因此結構構件質量輕且截面小，特別適用于跨度大，荷載大的構件和結構。研究數(shù)據(jù)表明，多、高層鋼結構的自重一般為餛凝土結構自重點 1/23/5.再以構件為例， 同樣荷載和跨度條件下，鋼屋架的重量是混凝土屋架的 1/41/3，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近 1/10。結構自重的降低，可以減小地震作用，進而減小結構內力，還可以使基礎的造價降低，這個優(yōu)勢在軟土地區(qū)更加明顯.此外，構件輕巧也便于運輸和安裝。2、構件截面小，有效空間大由于鋼材的強度高，構件截面小

4、，所占空間也就小。以相同受力條件的簡支梁為例，混凝土梁的高度通常是跨度的 1/101/8，而鋼梁約是 1/161/12，如果鋼梁有足夠的側向支撐，甚至可以達到1/20，有效增加了房屋的層間凈高。在梁高相同的條件下，鋼結構的開間可以比混凝土結構的開間大 50%，能更好地滿足建筑上大開間，靈活分割的要求。另外，多層民用建筑中的管道很多，如果采用鋼結構，可以在梁腹板上開洞以穿越管道，如果采用混凝土結構，則不宜開洞，管道一般從梁下通過，從而要占用一定的空間。因此在樓層凈高相同的條件下，鋼結構樓層高度要比混凝土的小，可以減小墻體高度，并節(jié)約室內空調所需的能源，減小房屋維護和使用費用。柱的截面尺寸也類似，

5、在多、高層建筑中，鋼柱的截面面積占建筑面積的 3%5%， 而混凝土柱的截面面積占建筑面積的 6%9%。兩者相比，鋼結構可以增加室內有效使用面積 2%一 6%。由于梁柱截面較小，避免了“粗柱笨梁”現(xiàn)象，室內視覺開闊， 美觀方便。3、材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越由于鋼材內部原子排列均勻接近各向同性，鋼結構的實際工作性能比較符合目 前采用的理論計算模型，因此可靠性高。同時，因鋼材塑性、韌性好，耗能能力強， 一般不會因超載而發(fā)生突然斷裂，適于承受動力荷載和沖擊荷載，抗震性能非常優(yōu) 越。表 1-1 所列為 1985 年墨西哥 8.1 級大地震中，鋼框架與混凝土框架的破壞對比 情況，即能說明這一點

6、。建造年代結構類型破鋼框架混凝土框架表 1-1 1985 年墨西哥地震震害統(tǒng)計3壞程度1957 年以前 1957-1976 年 1976 年以后合計倒塌73010嚴重破壞1102倒塌2751482嚴重破壞16236454、制造簡單，施工周期短鋼結構所用的材料多是成品或半成品材料，加工比較簡單，并能夠使用機械操作，易于定型化、標準化，工業(yè)化生產(chǎn)程度高，因此，鋼構件一般在專業(yè)化的金屬結構加工廠制作而成，精度高，質量穩(wěn)定，勞動強度低。構件在工地拼裝時，多采用簡單方便的焊接和螺栓連接，鋼構件與其他材料構件的連接也比較方便。有時鋼構件還可以在地面拼裝成較大的單元后再進行吊裝， 以降低高空作業(yè)量，縮短施工

7、工期。一般情況下，多、高層鋼結構平均 4 天一層， 而混凝土結構平均 6 天一層，即鋼結構的施工速度約是混凝土結構的 1.5 倍。結構施工周期短，使整個建筑更早投入使用，不但可以縮短貸款建設的還貸時間，減少貸款利息，而且提前收到投資回報。如前幾年高檔辦公樓的投資回收期為 3 年左右， 如果采用鋼結構代替混凝土結構，可提前半年投入使用，相當于節(jié)省投資 18%3。5、節(jié)能，環(huán)保與傳統(tǒng)的砌體結構和混凝土結構相比，鋼結構屬于綠色建筑結構體系。鋼結構房屋的墻體多采用新型輕質復合墻板或輕質砌塊，如高性能 NAIC 板(配筋加氣混凝土板)、復合夾心墻板、幕墻等;樓(屋)面多采用復合樓板，如壓型鋼板一混凝土組

8、合板、輕鋼龍骨樓蓋等，符合建筑節(jié)能和環(huán)保要求，可以達到節(jié)能 50%的目標，節(jié)約了我國相對人均短缺點能源。鋼結構的施工方式為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的環(huán)境污染。鋼結構材料還可利用夜間交通流暢期間運送，不影響城市鬧市區(qū)建筑物周圍的日間交通，噪聲也小。另外，對于己建成的剛架構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連接到鋼結構還可以根據(jù)需要進行拆遷，有利于環(huán)境保護3。近年來我國鋼與鋼材的產(chǎn)量、品種、規(guī)格增長迅速，價格下降，原來鋼產(chǎn)量和價格對建筑鋼結構使用造成的阻力己不復存在;同時，自 19% 年以來我國每年城市住宅竣工面積約 911 億立方米，鄉(xiāng)鎮(zhèn)住宅幾十億立方米。建筑鋼結構技術的應用正成為解決

9、鋼銷路的重要途徑。正是著眼于鋼結構優(yōu)秀的結構性能、鋼材的環(huán)保性質以及發(fā)展鋼結構對相關產(chǎn)業(yè)的帶動，國家主管部門也積極推廣鋼結構和支持鋼結構相關技術的研究。各種專業(yè)規(guī)范、規(guī)程相繼出臺或修訂，如高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程(JGJ99 一 98) 、鋼結構設計規(guī)范(GB50017 一 2003)、建筑抗震設計規(guī)范(GB50011 一 2001) 等等，標志著我國鋼結構技術的進一步成熟。另一方面，建設部等相關部委相繼發(fā)布了一系列指導性政策和意見，把鋼結構技術列為“十五”期間十大重點推廣技術， 對我國鋼結構建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展起到了積極推動作用。目前，我國多層民用鋼結構房屋技術還處于起步階段，需要解決的問

10、題很多， 如建筑配套技術、結構體系等還很不完善，以至于在一些工程設計中出現(xiàn)了嚴重的技術經(jīng)濟不合理現(xiàn)象，有的甚至造成工程質量事故。研制和開發(fā)適合于工業(yè)化和標準化的各類鋼結構體系己成為目前國內鋼結構研究人員面對的共同課題 .結構體系的可靠性、計算方法的合理性、施工作業(yè)的可操作性、墻體材料、防火防腐等制約鋼結構發(fā)展的問題都亟待解決。為了我國鋼結構產(chǎn)業(yè)的自主開發(fā)和國產(chǎn)化道路，有必要對鋼結構體系的這些關鍵技術進行研究。1.2 國內外研究現(xiàn)狀1.2.1 國外鋼結構的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀現(xiàn)代輕鋼房屋建筑體系誕生于 20 世紀初，于“二戰(zhàn)”期間得到快速發(fā)展。當時鋼結構多應用于工廠、橋梁和大型公共建筑;20 世紀 4

11、0 年代后期出現(xiàn)了門式剛架;20 世紀 60 年代開始大量應用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼凜條組成的輕質圍護體系;目前鋼結構體系開始逐步滲入到對跨度和荷載并無特殊要求的居住建筑領域。近兩年來，世界鋼鐵產(chǎn)量的增加和國際軍需用鋼量的下降，促使各國拓展了鋼結構使用范圍，各國建筑用鋼量在鋼材總耗用中的比例明顯提高，一般在 30%左右， 日本在 50%左右。美國、瑞典、日本等國家，鋼結構用鋼量已占鋼材產(chǎn)量的 30%以上， 鋼結構面積占到總建筑面積的 40%以上4。輕鋼結構已成為發(fā)達國家的主要建筑結構形式。在歐洲，“二戰(zhàn)”過后，歐洲一些國家為解決房荒問題，掀起住宅建筑工業(yè)化高潮，形成了一批完整的標準化系列的

12、建筑住宅體系并應用至今。英國新建的非居住類房屋建筑中，90%的單層和 60%的多層建筑都采用輕鋼結構.而瑞典己是當今世界上最大的輕鋼結構住宅制造國，他們的輕鋼結構住宅預制構件達 95%，歐洲各國都到瑞典去訂制住宅，通過集裝箱發(fā)運。在美國，輕鋼結構體系的分析、設計理論和方法及制造工藝上已經(jīng)非常完善， 開發(fā)了多種專利產(chǎn)品，其專用設計軟件可在短時間內完成設計、繪圖、工程量統(tǒng)計及工程報價，在制作上也實現(xiàn)了高度的標準化及工廠化5。在日本，日本新建的 1 一 4 層建筑大都采用了鋼結構.1999 年統(tǒng)計資料表明， 其鋼結構低層住宅已占工業(yè)住宅的 71%。在澳洲，澳洲鋼結構住宅的市場占有率約 15%。在以色

13、列，以色列居民定居點的住宅以鋼結構為主。同時，由于鋼結構本身具備自重輕、強度高、施工快等獨特優(yōu)點，因此對高層、大跨度，采用鋼結構更是非常理想，目前世界上最高、最大的結構都是采用鋼結構， 而歷屆奧運會的場館也多采用鋼結構。目前，世界上已建有幾個純鋼結構建筑為世界上最高的超高層建筑。1.2.2 我國鋼結構的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀一個國家采用鋼結構的歷史，往往與這個國家的鋼鐵產(chǎn)量和鋼鐵冶煉技術有關。我國古代鋼鐵冶煉技術在世界上處于前列。我國是最早用鋼鐵建造橋梁和寺塔等承重結構的少數(shù)幾個國家之一如建于 1705 年(清康熙 44 年)的四川滬定大渡河橋，橋寬 2.8m，全長 100m，比歐洲和美國建造的第一座

14、鐵橋早 100 年左右。塔剎類建筑則有建于 1061 年，目前仍保存完好的湖北荊洲 13 層玉泉寺鐵塔，以及山東濟南鐵塔寺鐵塔和江蘇鎮(zhèn)江的甘露寺鐵塔6。18 世紀歐洲工業(yè)革命以后，由于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼結構在歐洲各國的應用逐漸增多，范圍也不斷擴大，而我國在 1840 年鴉片戰(zhàn)爭以后，淪為半封建半殖民地國家，經(jīng)濟停滯不前，鋼結構發(fā)展非常緩慢，與歐美各國差距拉大。20 世紀 5060 年代，在前蘇聯(lián)的經(jīng)濟技術援助下，我國鋼結構迎來了第一個初盛期，在工業(yè)廠房、橋梁、大型公共建筑和高聳構筑物等方面都取得了卓越的成就，至今仍發(fā)揮著巨大的作用，如鞍鋼、包鋼、武鋼、沈陽飛機制造廠、大連造船廠、北京體育館(跨

15、度 57m 的兩鉸拱)、人民大會堂(跨度 60.9m 的鋼屋架)7、武漢長江大橋(全長1670m)等等，并且編制了我國第一部鋼結構行業(yè)規(guī)范(規(guī)結4 一54) ， 縮小了與發(fā)達國家間的差距，但多、高層民用鋼結構建筑仍然空白。20 世紀 60 年代中后期至 70 年代，盡管我國冶金工業(yè)有了較大的發(fā)展，但各部門需要鋼材量也越來越多，國家提出在建筑業(yè)節(jié)約鋼材的政策，并且在執(zhí)行過程中出現(xiàn)了一定的失誤，限制了鋼結構的合理使用與發(fā)展，鋼結構發(fā)展進入低潮。但這一時期的行業(yè)規(guī)范有了實質性的進展，獨立編制了彎曲薄壁型鋼結構技術規(guī)范草案(1969)、鋼結構工程施工及驗收規(guī)范(GBJ18 一 66) 和鋼結構設計規(guī)范

16、(TJ17 一 74)，標志著我國的鋼結構設計技術己走上了獨立發(fā)展的道路.20 世紀 80 年代，我國東部沿海地區(qū)引進國外現(xiàn)代鋼結構建筑技術，如上海寶山鋼鐵廠(105 萬 m2)、山東石橫火力發(fā)電廠等，促進了各種鋼結構廠房的建成，深圳、北京、上海各地也興建了一些高層鋼結構建筑，如深圳發(fā)展中心大廈(高 165m， 是我國第一棟超過 100m 的鋼結構高層建筑)、北京京廣大廈(高 208m)，迎來了鋼結構發(fā)展的又一次高峰.但是多層鋼結構只見于個別工業(yè)廠房的一部分，在民用建筑中仍然為空白。自 20 世紀 90 年代至今，我國鋼結構行業(yè)發(fā)展步入快速發(fā)展期，鋼結構的發(fā)展日新月異，規(guī)模更大、技術更新，呈現(xiàn)

17、出數(shù)百年來未有過的興旺景象，被成為建筑行業(yè)的“朝陽產(chǎn)業(yè)”。代表建筑有深圳帝王大廈(高 325m)、上海金貿(mào)大廈(高 460m)、上海東方明珠電視塔(高 468m).我國多層鋼結構比國外起步晚了接近一個世紀，因此，總體水平與西方發(fā)達國家相比，仍有較大的差距。我國鋼結構主要集中應用于工業(yè)廠房、大跨度或高層民用建筑中，鋼結構建筑在全部建筑中的應用比例非常低，還不到 1%，而美國、日本、瑞典等國的鋼結構房屋面積己達到總建筑面積的 40%以上。同時，我國建筑用鋼在鋼材總產(chǎn)量中的比例也很低，為 20%30%，低于發(fā)達國家的 45%55%，而且我國絕大多數(shù)建筑用鋼是用于鋼筋混凝土結構和砌體結構中的鋼筋，鋼結

18、構用鋼(板材、型材等)還不到建筑用鋼的 2%。要縮小差距，必須在量大面廣的多層民用建筑中推廣應用鋼結構。因此，我國鋼結構還是一個很年輕的行業(yè)，特別是多層民用鋼結構建筑，應用前景十分廣闊，有待于大力發(fā)展和支持。1.3 本文研究的內容本文的工作是研究多層教學樓的鋼結構的設計方法和構造措施，并進行技術經(jīng)濟分析比較，為我國多層民用鋼結構建筑的發(fā)展提供參考。本文在研究中選取了廣東某學院 1 號教學樓 1 區(qū)作為案例，通過結構體系選型、樓板體系選型、鋼結構防火處理、結構布置等方面進行鋼結構設計和技術分析，并與混凝土結構體系分別在技術和綜合經(jīng)濟效果方面進行比較分析。鋼結構計算分析采用了 STS 鋼結構 CA

19、D 軟件，SATWE 有限元分析軟件。第二章 鋼結構設計及技術性分析2.1 工程概況廣東某學院位于廣州市白云區(qū)江高鎮(zhèn)，己建成多棟鋼結構的多層建筑，如圖書館、1 號教學樓、2 號教學樓等。其中 1 號教學樓為 6 層鋼結構，建筑面積 11650m2。由于 1 號教學樓平面較大，根據(jù)所設伸縮縫分為 1、區(qū)。為使所研究的對象具有普遍性、實用性和可比性，本文具體選取了其中的 1 區(qū)建筑(V 軸至 X 軸) 進行分析。本工程的場區(qū)地形平坦，地表由素填土堆填而成，地貌單元屬沖積平原類型， 根據(jù)廣州市基巖地質圖，沒有區(qū)域性斷裂從場地通過。工程抗震設防分類為丙類， 建筑場穩(wěn)定性良好，地震設防烈度為 7 度，設

20、計基本地震加速度值為 0.10g。建筑場地屬于中軟場地土，場地土類別為類，中砂層屬可液化砂土層?；撅L壓按50 年一遇的風壓采用，取為 0.5kN/ m2。根據(jù)鉆探揭露，場地地基土自上而下分為:人工填土、第四系沖積層、殘積土層、石炭系下統(tǒng)基巖等四大類?；A選用靜壓混凝土預應力管樁，以礫砂殘積土或微風化灰?guī)r作為持力層，樁長 2535m，樁徑 400mm，單樁承載力標準值為 1200kN 。2.2 結構體系選型小震不壞 、大震不倒、中震可修是建筑結構抗震設計的基本原則.為了達到上述目的，結構體系應具有足夠的強度和剛度，以滿足建筑物在正常使用條件下的相關要求。同時，結構體系還應具有較高的延性和較大的

21、耗能能力，以使建筑結構在遭受高于本地區(qū)設防烈度的預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。強度、剛度和延性是結構抗震設計永恒的主題。由于鋼結構本身所具有的不同于鋼筋混凝土結構的材料性能，該主題在建筑鋼結構設計中體現(xiàn)得更為明顯。而設計技術的現(xiàn)代化更能使結構工程師對建筑鋼結構實現(xiàn)優(yōu)化設計，將材料性能與結構體系中力的分布和構件的變形有機地結合起來，真正實現(xiàn)基于性能的結構設計8。對建筑師來說，充分認識建筑鋼結構的抗側力體系也是必需的。建筑師可結合結構布置的需要，將鋼結構構件充分外露來展現(xiàn)鋼結構建筑的剔透玲瓏之美，以科學的誠實風格營造藝術的靈秀氣韻。在這方面，香港匯豐銀行大廈、中國銀行大廈

22、和上海證券大廈堪稱典范。對于鋼結構而言，結構抗側力性能是結構整體性能的重要因素，決定著結構的選型和用鋼量。適用于多層民用房屋的鋼結構體系根據(jù)層數(shù)、抗震等要求可分為薄壁鋼骨體系、純鋼框架結構體系、鋼混結構體系和交錯析架體系。2.2.1 薄壁鋼骨體系冷彎薄壁型鋼結構體系被用于 12 層的低層住宅或別墅，使用壽命一般只有 20 年，這種墻板式承重結構被美國所廣泛采用，構件主要是 C 或 Z 型冷彎薄壁型鋼， 厚度一般是 0.53.5mm.北美鋼結構協(xié)會(NASFA)專門針對此類型住宅制訂了描述性規(guī)范薄壁鋼骨體系外墻和樓板均采用由超級防腐的高強冷軋或冷彎鍍鋅鋼板制作的輕鋼龍骨為結構承重體系，輕鋼龍骨用

23、鋼的強度指標是 3350KSl(換算成公制是 230 一 340N/mm2）。其中采用最多的是33KSI，與我國3 號鋼的強度類似。墻體和樓板密集的薄壁鋼骨(通常龍骨間距 400mm)形成整體受力的基本框架體系，墻體龍骨厚度10015Omm，樓面龍骨的高度一般為 300mm 高，這樣墻體和樓面的中空空間可為住宅中布置管網(wǎng)提供方便。輕鋼龍骨的截面形狀可分為 C 型槽鋼和 C 型立龍骨，槽鋼和立龍骨的寬度可以從 60 一 360mm 不等，滿足不同結構部位、不同荷載、不同構件的要求。一般作為承重構件的鍍鋅鋼板厚度為 1.0 一 1.2mm。內隔墻不承重，可根據(jù)需要調整室內空間格局9。目前，在北美和

24、日本，針對該體系的一系列配套措施、設備產(chǎn)品已非常完備， 除結構體系的各種原材料、加工機械設備和連接配件外，從墻體圍護板材、飾面材料、保溫防水材料到配套廚衛(wèi)設備、固定家具等一應俱全，有上千種部件可供挑選。在空間設計上由于采用模數(shù)化設計，設計師可根據(jù)業(yè)主要求靈活調整空間格局，滿足不同生活方式的需要?？傮w來看，薄壁鋼骨體系住宅是一種工廠化制造、能快速組裝、完全干作業(yè)的裝配式輕鋼結構住宅體系，具有用鋼量少、抗震、節(jié)能和建造省時、省工等特點。目前，我國也有合作引進的該體系小住宅，據(jù)測算，此種住宅每平方米用鋼量不超過 40Kg/m2，造價 12003000 元/m2。(根據(jù)飾面材料和門窗材料的不同而有所區(qū)

25、別)8。2.2.2 純鋼框架體系多層建筑一般適宜采用空間(梁、柱)結構體系。純鋼結構框架體系具體分為框架結構體系和框架一支撐體系。2.2.2.1 框架結構體系1、結構簡介框架體系是指沿房屋的縱向和橫向均采用框架作為承重和抵抗側力的主要構件所形成的結構體系。地震區(qū)的建筑采用框架體系時，縱、橫向框架梁與柱的連接一般采用剛性連接，某些情況下，為加大結構的延性，或防止梁與柱連接焊縫的脆斷， 也有采取半剛性連接構造。對于層數(shù)不太多的樓房，框架體系是一種應用較多的結構體系，需作抗震設防的樓房，采用鋼框架結構體系，房屋的最大高度不應超過表 2 一 1 的規(guī)定10。表 2- 1 鋼結構民用建筑的最大高度 (m

26、)6 度、7 度8 度9 度框架1109050框架支撐、框架墻板220200140簡體和巨型框架300260180抗震設防烈度結構體系該結構設計理論成熟，設計施工簡單，節(jié)點構造簡單。但是其抗側力剛度較小， 水平位移較大.為滿足水平位移的要求，會導致梁、柱截面急劇增大，從而導致經(jīng)濟指標無法滿足市場推廣的要求。但對于多層民用建筑，鋼框架體系仍然是不可或缺的基本體系之一。2、變形性質水平荷載下框架的側移之中，由梁、柱軸向變形引起的側移分量所占比例較小，由梁、柱彎曲和剪切變形引起的側移分量、所占比例較大，所以框架仍屬于彎曲桿系。但是，就框架在水平荷載作用下總體變形產(chǎn)生的側移曲線形狀而言，框架仍屬于剪切

27、型抗側力構件。彎曲桿系并不是很有效的抗側力構件，當房屋層數(shù)較多、水平荷載較大時，梁、柱截面尺寸將大大超出經(jīng)濟、合理范圍.因此，鋼框架體系一般只適用于 30 層以下的建筑。3、主要分析計算方法(1) 豎向荷載作用下的近似計算方法一分層計算法11多層多跨框架在一般豎向荷載作用下，側移是比較小的，可以作為無側移框架按力矩分配法進行內力分析。由精確分析可知，各層荷載對其它層桿件內力影響不大，因此，在近似方法中，可將多層框架簡化成單層框架，即分層作力矩分配計算。上述兩點即為分層計算法的基本簡化假定。分層計算所得梁彎矩即為最后彎矩， 但是必須將上、下兩層所得同一柱子的內力疊加才能得到柱的內力。分層計算結果

28、在結點上的彎矩可能不平衡，但誤差不會很大，如果需要較為精確的結果，可將結點不平衡彎矩再進行一次分配。此外，還有力矩分配法、迭代法等。(2)水平荷載作用下的計算方法一 D 值法D 值法是反彎點法的改進.反彎點法是梁柱線剛度比大于 3 時，假定結點轉角為零的一種近似計算方法。當柱子截面較大時，梁柱線剛度比常常較小，結點轉角較大，用反彎點法計算的內力誤差較大。日本武藤清教授在分析多層框架的受力特點和變形特點的基礎上作了一些假定，經(jīng)過力學分析，提出了修正柱的抗側移剛度和調整反彎點高度的方法計算水平荷載下框架的內力，修正后的柱側移剛度用 D 表示，故稱為 D 值法。該方法的計算步驟與反彎點法相同，因而計

29、算簡單、實用，精度比反彎點法高。因此該方法在多高層的計算中得到了廣泛的應用。此外，還有反彎點法、迭代法、門架法以及無剪力分配法等。(3)框架在地震作用下的內力計算10地震作用又分為水平地震作用和豎向地震作用，對于多層住宅一般只考慮水平地震的作用。一般說來，水平地震作用的計算都采用振型分解反應譜法，而對于高度不超過 40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化算法。2.2.2.2 框架一支撐體系1、結構簡介以樓房的框架體系為基礎，沿房屋的縱、橫兩個方向均布置一定數(shù)量的豎向支撐所形成的結構體系稱為框架一支撐體系，簡稱框一撐體系。水平

30、剪力主要由腹桿而不是由柱承受，腹桿軸力的水平分量承擔側向剪力，可接近于一個真正懸臂梁的性能。梁柱框架可以是鉸接或半剛接，其側向剛度可以忽略不計.柱僅承受墻、梁、樓板傳來的豎向荷載。一般來說，此體系較純框架結構用鋼量少，節(jié)點構造較其他體系相對簡單。從經(jīng)濟角度看，把支撐設計為僅僅受拉的構件是很誘人的，因為鋼在抗拉時是十分有效的，但是這會導致在強震作用下低劣的彈塑性性能。但從另外一方面看， 支撐受拉屈服能比受壓屈服耗散更多的能量。支撐框架中的框架梁與框架柱大多仍為剛性連接。支撐斜桿兩端與框架梁、柱的連接盡管在結構計算簡圖中假定為鉸接，但實際構造仍多采用剛性連接，少數(shù)工程(上海金茂大廈等)也有采用鋼銷

31、連接的鉸接構造。該體系改進了框架體系抗側力能力較弱的缺點，但是支撐體系尤其是偏心支撐體系在施工當中難度較大，而且由于支撐截面寬度較大，墻板與其不易配套，從而給室內裝修帶來一定的問題，這些都需要著重解決。2、變形性質(1) 支撐的側移曲線支撐在水平荷載作用下所產(chǎn)生的位移主要是由于其中各桿件的軸向拉伸或壓縮變形引起的，與框架側移是由于桿件彎、剪變形所引起的情況相比較，其量值要小的多，表明豎向支撐的抗推剛度要比框架大的多。支撐側移主要是由水平荷載傾覆力矩時支撐整體彎曲產(chǎn)生的，支撐的一側拉伸、一側壓縮，導致樓面傾斜轉動，由下層到上層逐層積累，使支撐側移曲線的層間側移角 ( = /h)由下而上逐層增大。

32、(2)框 一 撐體系的側移采用框 一 撐體系的建筑，框架和支撐由于水平(側向)剛度很大的各層樓蓋的聯(lián)系和協(xié)調不再能自由的單獨變形，兩者的側向變形趨于一致。各層剛性樓蓋協(xié)調的結果使框一撐體系具有一條共同的側移曲線，從而使框架下部和支撐上部的較大層間側移角均得以較大幅度的減小。3、支撐形式就鋼支撐布置而言，可分中心支撐和偏心支撐兩類。(1)中心支撐中心支撐 (軸交支撐)的特征是:支撐的每個節(jié)點處，各桿的軸心線交匯于一點。中心支撐抗彎框架在相同的用鋼量下，比抗彎框架能更經(jīng)濟地提供較大的強度和剛度。不同的支撐的形式可能導致結構表現(xiàn)由很大不同。圖 2 一 1 顯示了一些常用的形式，這些能大大提高結構剛度

33、的中心支撐在地震中受到很大的壓力和拉力的作用，因此支撐的受壓屈曲支配了這些支撐的性能，還往往會產(chǎn)生捏攏的力一變形滯回性能，產(chǎn)生顯著的支撐破壞。所以，中心支撐框架被認為具有較大剛度、較高強度但較之鋼結構抗彎框架延性較小。圖 2 一 1 所示不同的支撐形式有不同的特點。圖 2 一 1 中心支撐框架的典型形式X 型支撐通常十分細軟，有很大的抗拉承載力但抗壓屈曲承載力很小。它對于抵抗側向荷載可能是十分經(jīng)濟的，但是它可能會引起彈塑性變形的集中，而且在強震作用下的能量耗散性能很差，所以美國規(guī)范規(guī)定只用于在地震較少發(fā)生的地區(qū)或地震較活躍地區(qū)中的低層建筑。K 形支撐會引起柱在大震作用下的屈服，當一根受壓時，其

34、中另外一根正在受拉，而且在受拉支撐屈服前，受壓支撐早就屈曲。支撐的屈曲會引起柱中很大的剪力和彎距。所以這種支撐在地震較多發(fā)生地區(qū)被禁止使用。V 形支撐(V 形或倒 V 形)在強震的激勵下會引起梁的屈服，而 K 形支撐引起柱的屈服。帶有 V 形支撐的梁在大震下會引起樓板的變形，但是同時也提供了額外的能量耗散，能改善大震作用下的地震反應。對角支撐在側向荷載向一個方向作用時受壓，而當側向荷載向另一個方向作用時受拉，UBC(美國統(tǒng)一建筑規(guī)范) 規(guī)定，由于支撐的受拉承載力比受壓承載力大許多，不同方向傾斜的支撐數(shù)目應均衡12。(2)偏心支撐偏心支撐(偏交支撐)的特征是:支撐斜桿與梁、柱的軸線不是交匯于一點

35、而是偏離一段距離，形成一個先于支撐斜桿屈服的“消能梁段”，偏心支撐框架的每根桿件應至少有一段與框架梁連接，并在斜桿與梁交點至柱之間或至同一跨內另一斜桿與梁交點之間形成消能梁段。這種設計是為了使其產(chǎn)生剪切和彎曲屈服而避免支撐的屈曲。偏心支撐有以下幾種類型:單斜桿的一端或兩端形成消能梁段(圖 2 一 2a) ;八字形支撐上端形成消能梁段(圖 2 一 2b);人字形上端形成豎向消能梁段(圖 2 一2c) ;X 形支撐中心節(jié)點形成一個消能板域(圖 2 一 2d) 或水平消能桿段(圖 2 一2e) ;X 型支撐中心節(jié)點采用彎曲型消能內框(圖 2 一 2f)。圖 2-2 幾種偏心支撐一個節(jié)間的構造示意13

36、4、計算方法框架一支撐結構體系的計算方法同框架體系的計算方法基本相同，只是其計算簡化有所不同。在進行結構分析時，可采用平面抗側力結構的空間協(xié)同計算模型。當結構布置規(guī)則、質量與高度沿高度分布均勻、且無扭轉效應時，可采用平面結構計算模型;當結構的平面或立面不規(guī)則、體形復雜、無法劃分成平面抗側力單元、或為筒體結構時，應采用三維空間結構計算模型。2.2.3 鋼混組合結構體系鋼混組合結構是指鋼框架和鋼筋混凝土結構混合使用的鋼結構類型.2.2.3.1 鋼管混凝土結構1、結構簡介鋼管混凝土結構指結構梁柱及支撐采用圓型或方型的鋼管，鋼管內現(xiàn)場灌注混凝土的框架體系.通常是在螺旋焊接鋼管內灌注高強度等級混凝土。它

37、是從密排螺旋箍等套箍混凝土演變而成的，其基本原理是:借助內填混凝土來增強鋼管壁的穩(wěn)定性; 借助鋼管對核心混凝土的約束作用，使其處于三向受壓狀態(tài)，從而提高其抗壓強度和變形能力。2、結構的性能(1)承載力高，鋼管混凝土受壓(或受彎)桿件，由于鋼管對內填混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，抗壓強度提高一倍以上。同時，內填混凝土反過來又阻止薄壁鋼管受壓時的局部屈曲，使鋼管的受壓強度得以充分發(fā)揮.試驗結果指出，與鋼筋混凝土桿件相比較，圓鋼管混凝土桿件的抗剪強度和抗扭承載力也幾乎提高一倍。(2)截面尺寸小。與鋼筋混凝土柱相比較，由于鋼管混凝土柱的受壓承載力高， 且可以不限制軸壓比，柱的截面尺寸可減

38、小 50%以上。與鋼骨混凝土柱相比，截面面積也可減小很多，因為鋼骨柱的承壓力大致等于柱內型鋼承載力與外包鋼筋混凝土承載力之和，而鋼管柱的受壓承載力幾乎是鋼管及內填混凝土單獨承載力之和的二倍。(3)延性好。鋼管內的混凝土由于鋼管的套箍作用，受壓時的脆性破壞轉變成為延性破壞:而套箍指標0.9 的鋼管混凝土受壓構件在往復水平荷載作用下，具有極好的延性。(4) 耐火性好。由于內填滿混凝士，能吸收大量熱能，遭受火災時，能延長柱的耐火時間14。2.2.3.2 鋼骨混凝土結構1、結構簡介鋼骨混凝土結構是在鋼梁、鋼柱周圍配置鋼筋，澆注混凝土后使鋼骨與混凝土成為共同作用的組合結構構件。2、結構的性能(1)與鋼筋

39、混凝土構件相比，具有以下特點:整體工作:鋼骨架與混凝土形成整體，共同受力。截面尺寸小:鋼筋混凝土柱受到配筋率限值的制約，提高承載力的唯一途徑是加大截面尺寸；而鋼骨混凝土柱可以利用設置較大截面的型鋼芯柱參與承壓，承載力相同，截面面積可以減小一半。構件延性好:由于鋼骨的存在使得構件延性得到很大改善，變形能力強、抗震性能好、承載能力高。1995 年日本阪神地震，鋼筋混凝土高樓破壞率高、破壞程度嚴重;形成鮮明對比的是，采用型鋼混凝土結構的高樓，破壞輕微。(2)與鋼結構相比，具有以下特點:節(jié)約鋼材 :采用鋼骨混凝土結構的高樓，約比全鋼結構節(jié)約鋼材 1/3 左右，造價降低較多。耐火度高:包裹在鋼骨架外面的

40、鋼筋混凝土，不僅在剛度和強度上發(fā)揮作用，還作為型鋼的保護層，可以取代型鋼外涂的防銹漆和防火涂料，不僅節(jié)省經(jīng)常性維護費用，而且由于混凝上蓄熱量較大，從而提高了構件的耐火度。兼作模板支架:型鋼在混凝土尚未澆灌之前即己形成鋼構架，有相當大的承載力，可用作其上若干樓層平行施工的模板支架和操作平臺，因而其施工速度僅稍慢于鋼結構。鋼管混凝土結構和鋼骨混凝土結構都是結構框架體系采用鋼與混凝土組合作 用，兩種材料相輔相成共同工作，都具有承載力高、抗震性能好、變形能力強的特點。其中，鋼骨混凝土更接近于混凝土框架結構的受力、變形狀態(tài).由于整體受力性能優(yōu)于純鋼框架結構，這兩種體系多用于高層及中高層住宅建筑，結構優(yōu)勢

41、發(fā)揮得更加充分。2.2.3.3 鋼框架一混凝土核心筒體系1、結構簡介(1)豎向構件混凝土核心筒一鋼框架體系是指由鋼筋混凝土核心筒與外圈的剛接或鉸接鋼框架共同組成的混合結構體系。當建筑的樓層平面采用核心式建筑布置方案，沿樓面中心部位的服務型面積周邊設置鋼筋混凝土墻體所形成的核心筒，是一個立體構件， 在各個方向都具有較大的抗推剛度?；炷梁诵耐彩墙Y構體系中的主要或唯一的抗側力豎向構件。當樓面外圈為剛接框架時，核心筒承擔著絕大部分作用于整個建筑的水平荷載，一小部分由鋼框架承擔。當樓面外圈為鉸接框架時，核心筒則承擔樓房的全部水平荷載.(2)水平構件進行樓面構件布置時，應恰當安排各層樓蓋的梁、板走向，以

42、便讓更多的樓面重力荷載直接傳到核心筒，加大其筒壁的豎向壓應力，以提高核心筒的受剪承載力和抵抗傾覆力矩的能力。當核心筒的高寬比值較大時，宜在頂層及每隔若千樓層的設備層或避難層，沿核心筒的縱、橫墻體所在平面，設置整層樓高的外伸剛性析架(剛臂)，加強核心筒與外圈鋼柱的連接，讓外圈鋼柱與核心筒連成一個整體抗彎構件，以加大整個結構體系的抗推剛度和抵抗傾覆力矩的能力，減小結構的頂點側移值和最大層間側移值。2、結構優(yōu)缺點該體系在我國應用極為廣泛，目前新建的高層、超高層建筑幾乎都采用了這種結構體系，混凝土筒體抗側力的效果較好，具有節(jié)約鋼材、降低造價，施工方便等優(yōu)點。但由于核心筒與鋼外框架的延性、剛度嚴重不匹配

43、.據(jù)研究分析結果表明，鋼筋混凝土核心筒約承擔 90%的水平力.在強震作用下，作為第一道防線的核心筒很容易遭到破壞，而恰恰第二道防線的鋼框架非常薄弱，這就是說鋼框架一混凝土核心筒結構基本上沒有進一步抵抗地震重用的能力。這種結構體系在歷史上曾有過震害破壞記錄。且混凝土筒體與鋼框架的連接較為復雜，施工進度不匹配，施工精度要求較高15。在美國，根據(jù)阿拉斯加地震經(jīng)驗，認為不宜用于地震區(qū);日本于 1992 年建成高度分別為 78m 和 1O7m 的兩棟該類型樓房，然而，以后再建此類結構，需經(jīng)建設大臣批準。主要問題是，國內外對該類型結構的抗震性能缺少全面、系統(tǒng)的研究，對其延性、耗能以及地震作用下兩類構件同步

44、工作程度、破壞機制和倒塌過程，尚未完全了解，需要做進一步的研究。2.2.4 交錯桁架體系1、結構簡介交錯桁架結構體系16，17是麻省理工學院于 20 世紀 60 年代中期開發(fā)的一種新型結構體系主要適用于中、高層住宅、旅館、辦公樓等平面為矩形或由矩形組成的鋼結構房屋，在美國、澳大利亞等國家己有不少應用，但在我國基本還是空白。在人們致力于為多層住宅建筑提供最小樓層高度的鋼結構體系時，交錯桁架體系發(fā)展起來了。這種體系由跨越整個建筑寬度且高度為一層的桁架組成。桁架在相鄰樓層被交替布置在柱軸線上，因而產(chǎn)生了桁架的交錯排列形式(圖 2 一 3)。桁架在外柱之間跨越大約 60ft(18.30m)的跨度，從而

45、可得到很大的無柱內部空間。此時，樓板跨越于一福析架的上弦與相鄰析架的下弦之間。由于交錯析架典型的中心間距為 20 一 30ft（6.109.15m），因此需要一種大跨度的樓板體系。通常使用帶敷層的預制混凝土板，因為除了滿足跨度要求外，預制混凝土板的板底也可施工成直接用作天花板。另一種是帶有填充混凝土的大跨度組合壓型金屬板。桁架的上弦和下弦通常采用寬翼緣型鋼來有效地抵抗由樓板荷載產(chǎn)生的彎曲應力。圖 2 一 3 交錯桁架體系桁架的斜腹桿在走廊開口處被略去了，這將導致桁架弦桿中產(chǎn)生由空腹桁架效應引起的彎曲應力。相應的，走廊通常布置在接近建筑物中線的位置，也即接近桁架跨中處（桁架的最小剪力點)，這樣可

46、以減小弦桿中的彎曲應力。橫向的水平力經(jīng)由樓板的蒙皮板作用(詳見 2.3.2 節(jié))傳遞到桁架上弦。這些荷載由桁架的垂直方向傳到下弦，然后通過同一水平高度的樓板傳到相鄰桁架的上弦上。從上弦到下弦的側向荷載傳遞所產(chǎn)生的傾覆力偶由桁架端部的豎向力偶來抵抗。外圍柱中只產(chǎn)生軸向力，因此，除了在桁架開口處，橫向的水平荷載通過結構往下傳而不會產(chǎn)生彎曲應力?？v向的水平荷載經(jīng)由樓板蒙皮板作用傳到外圍柱上，結構用一般的方式的抵抗了荷載，如剛性框架或支撐排架等。為了提供額外的強度和剛度，通常對外圍柱子加以調整以使強軸協(xié)助抵抗延縱向的側向荷載。為了在桁架和樓板之間取得必要的結構上的相互作用，以及提供樓板蒙皮作用所必需的

47、連續(xù)性，在各種結構構件之間必須提供足夠的連接，形式可采用焊接板、抗剪連接件等。帶有大開口及其他剪力不連續(xù)處的樓板一般需要進行額外的加強。雖然交錯桁架體系主要由桁架桿件的軸向力抵抗重力及水平力，但必須對外圍柱子中由于重力荷載作用下桁架變形而產(chǎn)生的彎曲應力加以考慮?？梢酝ㄟ^對桁架起拱的方式來顯著減小這種彎曲應力，相當于對柱子預施荷載:另一種可采用的方法是提供一種槽型下弦連接件，在施加恒載后擰緊或者焊接此連接件12。2、結構優(yōu)缺點其主要優(yōu)點:室內無柱，開間大，建筑平面布置靈活;樓板直接支承在相鄰柱列的上下弦上，不需設樓面梁格，降低層高，節(jié)約造價;柱、桁架預先在工廠制作，現(xiàn)場安裝方便，施工周期短。其主

48、要缺點在于: 桁架不利于門窗布置及人流安排;抗震性能待進一步研究。2.2.5 結構體系的選擇1、選用原則鋼結構設計的基本原則是:結構必須有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，整個結構安全可靠;結構應符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性;結構方案盡可能節(jié)約鋼材， 減輕鋼結構重量;盡可能縮短制造、安裝時間，節(jié)約勞動工日;結構構件應便于運輸、便于維護;在可能條件下，盡量注意美觀，特別是外露結構，有一定建筑美學要求。以上所列鋼結構體系的幾種類型，各有優(yōu)缺點，具體應用要根據(jù)實際情況，綜合比較，主要應考慮以下幾個方面的因素，并做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用和確保質量。(1)房屋荷載 ，特別是風荷載和地震作用。隨著

49、房屋高度的增加和抗震設等級的提高，需要的抗側剛度也隨之增大。對于層數(shù)不多、設防等級不高的房屋，應優(yōu)先采用框架體系。設防等級較高時，宜優(yōu)先考慮框架一支撐體系，抗側效果明顯且構造簡單;如有電梯、管道井，也可結合選用框架一核心筒體系。采用有混凝土抗側力體系(如剪力墻、混凝土筒體)時，結構自重也大幅度增加，對抗震和基礎設計也有不利的一面。(2) 房屋的尺寸和體形，包括平面形狀、立面要求、房屋高度及高寬比等。建筑平面簡單時，風荷載體形系數(shù)小，水平荷載作用下也不易發(fā)生扭轉振動，需要的抗側剛度就低。如果立面不規(guī)則，如立面有突變或結構存在薄弱層，結構剛度存在突變，不利于抗震，需要調整對應層的抗側剛度，往往采用

50、混合結構體系。當房屋高寬比增大時，傾覆力矩作用下結構側移增大，也需要較大的抗側剛度。某些建筑要求，對結構體系的選擇也有影響。例如，門窗或開間的設置與支撐體系發(fā)生沖突時，可能轉為采用其他結構體系。如果房屋內部設有較大空間，采用框架一剪力墻體系或框架一筒體體系則能很好地解決這一問題，因為剪力墻和筒體幾乎承擔了全部水平荷載，框架體系基本上僅承擔豎向荷載，同樣截面條件下所提供的空間比純框架體系大。(3)房屋材料，包括結構體系和圍護體系材料。采用輕質材料時，房屋質量輕， 承重結構的用鋼量低，同時，由于地震作用小，需要的抗側剛度也就小。(4)工程造價，也是影響結構體系選用的一個重要因素。一般來說，結構體系

51、的抗側剛度越大，工程造價也越高;在地質條件較差的地區(qū)，應優(yōu)先選用純鋼結構體系， 如框架體系、框架一支撐體系，以降低基礎造價。(5)施工條件。鋼結構一般在工廠制造，現(xiàn)場安裝，施工工期短，而混凝土抗側結構需要現(xiàn)場澆筑，施工周期長。當施工工期要求較短時，宜采用純鋼結構體系。(6) 規(guī)范要求。建筑抗震設計規(guī)范9規(guī)定，對于地震區(qū)的結構體系尚應符合以下要求:應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;應避免因部分結構或構件破壞而導致整體結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力 ;應具備必要的抗震承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力;對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力;對于鋼結構民用房屋，

52、其最大高寬比不宜超過表2 一2 的規(guī)定。表 2-2 鋼結構房屋適用的最大高寬比 (m)10抗震設防烈度最大高寬比6、7 度6.58 度6.09 度5.52、本案例的結構體系選用首先，在外部投資因素方面，由于甲方廣東某學院為民辦學院，教學樓需在開學前交付使用，要求有效地控制工程造價、施工工期，并且要求建筑物立面美觀、內部使用空間充分。在這方面，跟其他結構相比，純鋼結構是一個很好的選擇:施工速度快，可以大大提高資金的投資效益;各部分剛度比較均勻，構造簡單，更易于施工;比框筒結構在建筑設計和平面布置上具有更大的靈活性。其次，在內部設計因素方面，本案例為 6 層建筑，層數(shù)不高，體形規(guī)整，平面不復雜，立

53、面不存在結構突變，適宜采用框架體系。只是由于是民用建筑，門窗位置不能設支撐，并且外墻部分設支撐也會影響美觀，所以如果可以不設支撐就不設支撐。所以綜合以上的設計原則和設計因素，本案例采用鋼框架結構體系。2.3 樓板體系選型樓蓋是水平承重結構，是多層建筑的重要組成部分，樓蓋不但將其自身荷載傳遞給豎向承重結構，而且與豎向承重結構一起形成建筑空間承重骨架，共同抵抗荷載等各種作用。樓蓋的選型是否得當，布置是否合理，不但關系到結構受力的好壞， 而且對結構是否正常使用、造價高低、室內景觀效果以及施工是否方便有著十分重要的影響。樓蓋的做法有很多種，目前在多層鋼結構中，最常用的樓蓋有以下幾種:2.3.1 現(xiàn)澆整

54、體混凝土樓蓋現(xiàn)澆整體混凝土樓蓋是結構設計中最常用的一種樓板，也是設計及施工人員最為熟悉的一種結構形式。它的一些主要優(yōu)勢是:(1) 施工工藝簡單，取材方便，造價低廉，適用范圍廣。(2)平面整體剛度大，抗震性能好。(3)和鋼梁共同工作，形成組合梁，可減小梁截面的高度。(4)不受房間形狀的限制，開洞方便，便于設備和管道的垂直鋪設. (5)取消了壓型鋼板，減少了用鋼量。盡管它有以上許多優(yōu)點，但在多高層結構的樓板設計中并不常用，主要是由于以下幾點不利因素:(1)自重較大，現(xiàn)場濕作業(yè)多，現(xiàn)場凌亂。(2)它需要傳統(tǒng)的模板支撐系統(tǒng)，阻礙下部交通，支模拆模比較繁瑣。(3)混凝土澆筑完成后，不能及時為后續(xù)工作提供

55、條件。(4)樓板混凝土的硬化需要較長的時間，對工期的影響較大。另外，混凝土樓板和鋼框架組合還有一個缺點，就是可能會產(chǎn)生裂縫?；炷梁弯摬牡臉O限拉應變相差很大，混凝土的極限拉應變僅為 0.0001-0.00015，而鋼材達到屈服強度時的應變就要大得多了，約為 0.0005-0.0015。在氣溫高的地區(qū)，由于溫度的升高會造成暴露在空氣中的鋼材的溫度拉伸大于混凝土。雖然這種溫度產(chǎn)生的拉應變遠達不到材料的極限拉應變，但周而復始，與鋼材連接的混凝土樓板就會可能產(chǎn)生看不見的微小裂縫，繼而發(fā)展成可見的裂縫。這和混凝土框架是不同的， 混凝土結構的鋼筋是被混凝土包裹在里面的，溫度對它的直接影響可以說是小得多的.

56、2.3.2 壓型鋼板一混凝土樓蓋壓型鋼板混凝土組合樓板是將壓型鋼板鋪設在鋼梁上，在壓型鋼板和鋼梁翼緣板之間用圓柱頭焊釘進行穿透焊接，壓型鋼板即可作為澆筑混凝土時的永久性模板， 也可作為混凝土板下部受拉鋼筋與混凝土一起共同工作。1、分類：(1)組合樓板。壓型金屬板不僅僅充當混凝土樓板成形的永久模板，而且在混凝土硬化以后它還抵抗板的正彎距。也考慮混凝土樓板與鋼梁共同工作，同時鋼梁的剛度也有了提高.為了獲得這種組合作用效果，鋼板被加工成可以與混凝土之間機械咬合的形狀。為保證壓型鋼板和混凝土疊合面之間的剪力傳遞，須在壓型鋼板上增加縱向波槽、壓痕或橫向抗剪鋼筋等.美國鋼結構設計手冊13提出的做法是在混凝

57、土板表面下 25mm 處放焊接鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)雖然起不到多少結構上的作用，但它可以最大限度地減少由于混凝土收縮和熱脹冷縮效應引起的開裂，而且對于板在其支座負彎距區(qū)的開裂也能提供一定的控制作用。(2)非組合樓板。金屬板只是用來充當混凝土成型的模板，此種板在抵抗活荷載作用時被認為是一種無效的形式。梁上混凝土不參與鋼梁的受力，按普通混凝土樓板計算承載力。2、優(yōu)缺點。在鋼結構設計中，采用壓型鋼板與混凝土組合樓蓋具有多項優(yōu)點:(1)合理的設計后，可不設施工專業(yè)的模板系統(tǒng)，實現(xiàn)多層同時施工作業(yè)，大大加快施工進度。(2)壓型鋼板的四槽內鋪設通訊、電力、通風、采暖等管線，吊頂方便. (3)壓型鋼板便于運輸、堆放，安裝方便，不需拆卸，火災危險性小。(4)施工時可起增強鋼梁側向穩(wěn)定性作用，在組合樓板中壓型鋼板可以作受拉鋼筋使用。在另一方面，壓型鋼板組合樓蓋對建筑物也有一些不利的因素:(1)用壓型鋼板后，增加了材料的費用，尤其是鍍鋅壓型鋼板，本身造價較高， 需要進行防火處理。(2)樓板中增加了壓型鋼板，樓層凈高有少量的降低，按每層75mm 計，24