多層鋼結構設計

第四章多層鋼結構設計4.1多層鋼結構體系4.2多層鋼結構的荷載效應和組合4.3多層鋼結構的內力分析4.4鋼與混凝土組合板和組合梁4.5多層鋼結構的連接4.6多層鋼結構設計實例4.1多層鋼結構體系多層鋼結構一般采用框架類結構體系，也稱多層鋼框架結構；多層鋼結構一般由柱、梁、樓蓋結構、支撐結構、墻板或墻架組成。層數<=10；高度<=60m受力特點：豎向力/側向力一、多層鋼結構類型多層鋼結構類型柱-支撐體系：梁柱節(jié)點均為鉸接，縱、橫向沿柱高設置柱間支撐（抗側力構件），適用于柱距不大但允許雙向設置支撐的建筑物；設計安裝簡便，側向剛度大，構件受力明確，耗鋼量?。患兛蚣荏w系：縱橫兩個方向均為剛接框架，適用于柱距較大但無法設置支撐的建筑物；節(jié)點構造較復雜，用鋼量較大；多層鋼結構類型框架-支撐體系：縱向柱-支撐體系，橫向為純框架體系，一方面滿足建筑功能要求，另一方面，簡化設計、施工，減小用鋼量?？蚣?支撐組合體系混合體系二、多層鋼結構布置原則多層鋼結構布置原則柱網及梁系布置合理，縱、橫向剛度均勻，構件傳力明確、類型統(tǒng)一，節(jié)點構造簡單，便于施工；應采用平面剛性樓蓋，保證空間整體剛度及空間協調工作；橫向框架為柱-支撐體系且采用平面剛性樓蓋時，柱間支撐間距不大于4L；鋼柱及支撐沿豎向可以變截面，但應防止層間剛度突變；柱-支撐體系剛度大，用鋼量省，條件允許時應優(yōu)先選用；支撐布置應合理、均勻。4.2多層鋼結構荷載效應和組合荷載效應計算荷載效應組合一、荷載效應計算荷載效應計算永久荷載：分項系數1.2；1.35；1.0可變荷載：分項系數1.4雪荷載積灰荷載樓面活荷載：>=4.0kN/m2時，分項系數1.3屋面活荷載風荷載荷載效應計算偶然荷載：地震荷載水平地震作用（內力組合中起主要作用）多遇地震（應）：承載力及變形驗算；振型分解反應譜法/彈性時程分析/底部剪力法罕遇地震（宜）：彈塑性時程分析/靜力彈塑性分析（pushover）荷載效應計算水平地震影響系數α振型數不少于3個，振型疊加采用平方和開方（SRSS）或完全二次項（CQC）GE重力荷載代表值：

GE=GK+0.5QS+0.5QA+kQL+GKT

k=0/0.5/1.0振型分解反應譜法典型公式荷載效應計算豎向地震作用（僅在計算多層框架內大跨度或大懸臂構件時考慮）豎向地震作用系數αv:8度0.1/9度0.2

二、荷載效應組合荷載效應組合不考慮地震的組合可變荷載控制：永久荷載控制：

荷載效應組合考慮地震的組合4.3多層籮鋼結壁構的籮內力翼分析一般規(guī)而定計算方低法多層鋼框結構的溫梁多層驗鋼結艱構的薯柱多層戒鋼結鐘構的悅支撐一、抱一般沒規(guī)定一般轎規(guī)定平面惱布置境規(guī)則直的多鉆層框械架，遵宜采既用平教面計鄙算模號型，模平面照不規(guī)秩則時短，宜鉗采用夜空間當計算晶模型鍋；地震作眨用效應杰分析時妙，結構告及附屬榴質量集闊中在各畝樓層，街應按不跳同維護希結構對闊自振周懂期折減捐（0.魯9/硬0.些85千/0助.8），屆維護夜墻體淹只計次質量壩不計息剛度挖；多層脖框架泥宜采掩用專賓門軟佩件計泰算或板手算僵；一般規(guī)橫定多層洞框架稿柱的左計算歡長度H0=μHμ為計儲算長飯度系蜻數，論根溝據上澆下端源匯交挽的橫領梁與曠框架群柱線言剛度挺之比嶼（k1=IB/L:們IC/H，K2）答查表剛確定險。有側移憂框架和惑無側移遮框架一般規(guī)抽定風荷載仗作用下京，Δ<=直H/5蛙00/頸δ<=歡h/4懸00；多掛遇地條震，δ<會=h陵/2答50；框架梁心與壓型奶鋼板組猛合樓板析可靠連駛接時，辱框架梁貸截面中擦應計入栗混凝土堪樓板的滋作用，之樓蓋主斯梁I=2鄭Is/其它I=1丟.5I移s；基本葛周期T1的估國算（司剛度唱沿高笨度分劍布均代勻的鴉鋼框透架）詠：二、誕計算童方法計算方秧法精確方征法：矩陣位棚移法有限元亦法近似方墻法：分層法班（豎向弱荷載）半剛架掃法、改鋪進反彎蛾點法（D值法聽）（懷水平硬荷載腰，框豈架）懸臂成鉸接芝桁架勉（水仗平荷果載，蠟柱-支撐）三、隊多層笨鋼結熊構的霸梁多層坡鋼結抄構的筆梁梁的昏截面臘形式軋制窩或焊封接H形鋼不對迷稱H形鋼蜂窩梁誓截面多層鋼倚結構的臥梁梁的螞設計按受彎鑼構件設伶計應采用軌最不利桶截面的工最不利繞組合內姻力進行搭梁截面礙驗算，巡壽最不利咱截面一反般在梁毅的兩端形、跨中蓬或集中砍荷載作妙用點；框架梁蛛截面調器整幅度泊較大（30箏%）時案，應篇重新女進行趙內力糕分析堡；樓板惰為壓扒型鋼鐮板組聲合樓探板且搬與梁斤可靠治連接四，按省鋼-混凝土糊組合樓損蓋進行折設計。四、多哥層鋼結戀構的柱多層鋼疊結構的吉柱柱的師截面盛形式軋制或互焊接H形鋼十字形滲截面方鋼辦管圓鋼管多層劣鋼結份構的舉柱鋼柱沿的設坡計鋼柱為調偏心受交壓構件化；鋼柱應印按兩個秀主軸方晨向分別舉進行強箱度和穩(wěn)俯定性驗們算；對厚鋼去板（>6吵0,給Q2湊35；>3掏6，Q34武5）應麥考慮匆鋼材刪沿厚丹度方黨向的先性能說，防搏止分凍層。五、多某層鋼結倉構的支姿撐多層鋼僵結構的培支撐支撐的辭布置和登形式支撐基布置相原則膏：承杠受水禍平荷寬載，鄉(xiāng)豐保證顫結構固穩(wěn)定驕性，捆避免梢過大刊的次梨應力始和溫砍度應間力平面布憂置：支角撐應沿光結構縱襲向和橫獻向分別展布置，廁最好沿啞結構主給軸對稱日，如正愿方平面幣，支撐鉤布置在臨房屋中釣央和四葬角；長之方形平塞面，支養(yǎng)撐布置半在長邊剛的兩端御和中部廊，沿橫巡壽向多布接，沿縱突向少布槐。沿高度辭布置：張最好上掙下貫通陶，否則筐應至少喜搭接一本層。支撐形侍式：X形支撐/K形支莖撐/華倫氏滅支撐多層鋼虎結構的始支撐支撐淚的計先算：一般椅按拉/壓桿計畏算；支撐藝承受耽水平蘋剪力啦：實際非水平何荷載遮產生蹄的層灶間剪廢力或憂；多層眼鋼結概構的菌支撐還要賞考慮革豎向久荷載宴引起糖的附療加內斃力，克受壓以交叉談斜撐交叉斜司撐按拉值桿設計沈時，不孝考慮附喝加內力橡，其連郊接應按蠅荷載作借用下的位拉力和愈其臨界尼壓力設席計。支撐按六內力設列計時，建端部的伏連接承戚載力宜飾按設計養(yǎng)內力提毒高10%舞~15疾%計算4.4鋼與混異凝土組千合板和槽組合梁鋼與幅混凝產土組伐合板鋼與混咸凝土組初合梁一、鋼供與混凝移土組合古板壓型鋼斬板+鋼筋墓混凝死土鋼與腦混凝遼土組返合板設計原它則組合腳板的隨設計萍應考儲慮施較工和聰使用皮兩個椒階段施工階勇段：壓框型鋼板脊為混凝表土模板面，應對誓其進行淡強度和克變形驗宇算；永犬久荷載香（壓型辮鋼板及斃混凝土市自重）+可變子荷載詞（施釘工荷遭載及猶附加兇荷載涼）使用階鄰段：在任全部荷筒載作用蓋下，對尚組合板仰或鋼筋城混凝土示樓板（拖壓型鋼朗板僅用食作模板告，厚度hc）進鞠行強隆度和棟變形努驗算鋼與娛混凝顆土組碎合板壓型鋼磨板跨中畜變形v>此20叢mm時，確置定混凝殘土自重奧時應考油慮凹坑炊效應，裕厚度+0.訓7v或增炕設支緊撐組合埋板有時局部元荷載皺時，鑒有效麥寬度焰的確消定抗彎計滴算：簡支天板bem=bm+2歡lp(1-穗lp/l)；連續(xù)板bem=bm+[帽4lp(1-及l(fā)p/l)換]/3抗剪計串算：bem=bm+lp(1-雕lp/l)其中蓋：bm=bp+2(掠hc+hf)鋼與混礎凝土組扶合板施工階暗段計算壓型鋼舌板為混怒凝土模羅板，應眼對其進掛行強度伸和變形上驗算，誰可采用嘴彈性分某析方法掌，順肋拳方向的揭正負彎鹿矩和撓懂度均按爪單向板丘計算，使不考慮舉垂直肋趙方向的息正、負溉彎矩。使用階旺段計算當hc=歸50-沙100閱mm時，紹可按丘以下頑規(guī)定籌設計額：順樹肋方兵向的勸正彎沒矩和押撓度雜均按菠單向盯簡支赤板計牙算，片負彎坐矩按逗嵌固邁端考趙慮，舞不考邪慮垂現直肋料方向吩的正蒼、負虛彎矩光。鋼與啦混凝屢土組乳合板組合板舒設計施工階嚴段驗算悉：壓型窯鋼板歉；強度和僑撓度及貸腹板局革部屈曲詠承載力攪驗算。使用階董段設計引：組合板洲；正截面隨抗彎承句載力/抗沖罪剪承薪載力/斜截面輔抗剪承察載力/負彎捧矩段所的截翁面強豪度和良裂縫窗寬度鋼與混揚凝土組夜合板正截面慣抗彎承權載力：煮塑性設汪計方法汪，假定賺截面受坦拉、受港壓區(qū)材忽料均達筒到強度押設計值甩（折減0.8）Asf<鑄fcmhcb時，快塑性液中和閣軸在陡壓型恢鋼板的上翼表緣以斤上混曬凝土廉內，M=<全0.8宮fcmxccby；xcc=Asf/掀fcmb；y=h0-皺xcc/2Asf>舅fcmhcb時，塑釘性中和蕉軸在壓減型鋼板躬內，M=<肌0.8恭(fcmhcby1+Ascfy2)；Asc=0.陽5(As-fcmhcb/f紗)；鋼與混異凝土組慰合板抗沖剪怨承載力Vp=<0箭.6ftcphc斜截鬧面抗響剪承有載力Vc=<0索.07然fcmbh0鋼與混許凝土組錘合板負彎重矩段怨的截翁面強弟度和列裂縫睬寬度堅按《混凝土駐結構設葛計規(guī)范》計算組合崇板撓透度分賊別按妄荷載屠短期郵效應售組合冠和長扭期效綢應組穩(wěn)合計魂算。組合板慕構造要效求壓型鋼膜板凈厚屯度>=鉛0.公75守mm，鍍蠻鋅層趙厚度錯滿足培防腐貨要求離；澆注粘混凝糞土的比槽（裳肋）料寬>=5回0mm；槽內毀設圓柱悲頭焊釘覽連接件廊時壓型請鋼板高=<8綠0mm；組合板便厚度>=脂90渡mm，hc>后=50誤mm；組合板紋端部必傅須內設做圓柱頭燥焊釘連系接件，桂將壓型慰鋼板凹沒肋焊牢透于鋼梁餐上，圓賢柱頭焊御釘直徑s=踩3m增,1宗3-找16掘/s澡=3菜m-牧6m爭,1狂6-擠19林/s姑>6處m,溝19鋼與混合凝土組送合板組合南板在應鋼梁抹上支寧承長葬度>=5剛0mm必要時現組合板償應配置贏鋼筋：僚附加抗喘拉鋼筋/負彎霸矩區(qū)株連續(xù)賄鋼筋/集中荷租載或孔咳洞周圍銜分布鋼濱筋/為改善刊防火的猛受拉鋼皮筋…組合側板負棟彎矩多區(qū)裂低縫寬敢度<=0揭.3m旺m/0起.2m逮m抗裂秀鋼筋/分布鋼言筋二、朝組合糊梁設堡計由鋼址梁及泉支承汪在其奮上的爐鋼筋窩混凝罷土翼梯板構申成鋼筋警混凝姨土抗教壓/鋼材妄抗拉/協同工星作，充負分發(fā)揮守材料作盾用組合帆梁設慌計組合梁雖的分類普通混權凝土翼廁板組合飲梁壓型廳鋼板毅組合氣梁預制就裝配堵式混畢凝土誓板組步合梁組合慎梁設擾計組合梁擴的優(yōu)點節(jié)約庭鋼材姿，降制低造借價；增大截騾面剛度扎，減小弦鋼梁撓龜度；減小晌結構片高度蜻及建允筑物弦總高瓜度；增強結炮構整體歲性；鋼梁靠為組惱合板襲支撐追，節(jié)施約模鮮板，抬縮短豬工期組合錯梁設嗓計組合梁非的缺點耐火地等級扒差；需在既鋼梁桑上焊積接連藏接件4.渡5多層勿鋼結播構的筍連接連接的洲一般規(guī)賴定梁柱節(jié)蔬點柱的拼上接節(jié)點柱腳節(jié)葬點一、連節(jié)接的一隨般規(guī)定連接的斬一般規(guī)旋定焊接刮、高剃強螺竿栓連金接或么栓焊豈混合樓連接栓焊混訊合連接脅僅可用刺于同一呈連接/不同耽部位重要未或復執(zhí)雜的房誠節(jié)點敞，承匪載力朋提高10-艱15%節(jié)點柳焊接鬼