第八章多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋

多、高層房屋結(jié)構(gòu)8.1多、高層房屋的結(jié)構(gòu)體系8.2高層鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算特點(diǎn)8.3壓型鋼板組合樓（屋）蓋設(shè)計(jì)8.4鋼構(gòu)件及連接的設(shè)計(jì)特點(diǎn)基本概念高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，10層和10層以上或房屋高度超過28m的建筑為高層建筑。民用建筑設(shè)計(jì)通則規(guī)定，以高度為24米、100米的住宅和公共建筑分別列為高層及超高層建筑，其防火要求不同。實(shí)際上結(jié)構(gòu)沒有確切的劃分低層、中層和高層的界限，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言影響設(shè)計(jì)的重要因素—水平荷載及其效應(yīng)是隨高度而漸變的。低層、中層和高層建筑都要承受豎向荷載和水平荷載（風(fēng)荷載及地震作用），其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理基本相同，但控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素不同；豎向荷載作用下的基底軸力與結(jié)構(gòu)高度成正比，水平荷載產(chǎn)生的基底剪力與結(jié)構(gòu)高度成正比；但水平荷載產(chǎn)生的總體傾覆力矩與結(jié)構(gòu)高度平方成正比，而頂點(diǎn)側(cè)移與結(jié)構(gòu)高度四次方成正比。低層建筑由豎向荷載控制，高層建筑一般由水平荷載控制。

內(nèi)力或位移=f(H4)M=f(H2)

N=f(H)H

結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度H的關(guān)系芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大廈第一座依照現(xiàn)代鋼框架結(jié)構(gòu)原理建造起來的高層建筑是芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大廈。日本神戶情報(bào)文化大廈防火鋼結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)體系18層)日本東京都廳高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)(巨型框架結(jié)構(gòu)體系48層)日本東京晴海大廈1號(hào)館

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)體系50層)日本東京RC錦系町大廈鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)體系16層)日本岡山縣水島沙龍

防火鋼結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)體系4層)日本靜岡縣清水市廣場(chǎng)

鋼結(jié)構(gòu)體系(采用超低屈服鋼阻尼器5層)

日本靜岡縣政府大樓鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)16層(采用超低屈服鋼阻尼器)上海金茂大廈高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)體系88層(采用超低屈服鋼阻尼器)日本東京JR東日本本部大樓高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)體系28層)日本東京品川大廈

高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)體系32層)第一節(jié)多、高層房屋的結(jié)構(gòu)體系一、多、高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)自重輕（8-15KN/m2大約為砼結(jié)構(gòu)的60%）2、抗震性能好3、減少結(jié)構(gòu)所占建筑面積，能充分利用建筑空間。（砼7%——鋼3%）4、施工周期短（1.5倍于砼結(jié)構(gòu)）5、耐火性能差

二、多、高層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系根據(jù)不同建筑高度、不同抗側(cè)力結(jié)構(gòu)對(duì)水平荷載效應(yīng)的適應(yīng)性，分為：純框架結(jié)構(gòu)體系框架-抗震墻結(jié)構(gòu)體系框架-支撐結(jié)構(gòu)體系框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系1、純框架結(jié)構(gòu)體系由水平桿件和豎向構(gòu)件正交或非正交連接而成。優(yōu)點(diǎn)——框架柱網(wǎng)可大可小，建筑平面布置靈活。延性大、耗能能力強(qiáng)的延性框架結(jié)構(gòu)，具有較好的抗震性能。缺點(diǎn)——?jiǎng)偠刃。瑐?cè)移大，使用高度最低。圖8-1框架結(jié)構(gòu)體系a）結(jié)構(gòu)平面b）結(jié)構(gòu)剖面a）b）工程實(shí)例：北京長富宮中心（教材307頁）建于1987年，旅館，地下2層，地上26層，房屋高度96m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3m。建筑平面25.8m×48m，主要柱網(wǎng)尺寸8m×9.8m?？蚣苤鶠楹附酉湫谓孛妫叽?50mm×450mm?？蚣芰簽楹附庸ぷ中谓孛?，650mm×

200mm～250mm。次梁采用軋制H型鋼。焊接箱形柱焊接工字形鋼梁軋制H型鋼圖8-2北京長富宮中心標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面圖

2、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)——兼有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、延性好和剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、承載力大的特點(diǎn)。水平荷載由鋼框架和抗震墻共同承擔(dān)?？拐饓Γ轰摻铐趴拐饓︿摻铐艓Эp抗震墻鋼板抗震墻。

豎縫鋼梁鋼柱圖8-3帶豎縫鋼筋混凝土抗震墻鋼梁鋼柱橫向加勁肋縱向加勁肋圖8-4帶加勁肋鋼板抗震墻鋼筋砼抗震墻—?jiǎng)偠却蟮袘?yīng)力集中問題—解決辦法：帶縫鋼板抗震墻—鋼板厚度8-10mm,抗震設(shè)防烈度不小于7度時(shí)應(yīng)設(shè)置加勁肋，周邊與鋼框架采用高強(qiáng)度螺栓連接。工程實(shí)例：北京京廣中心大廈主樓圖8-5北京京廣中心大廈a)標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面b)墻板布置平面c)結(jié)構(gòu)橫剖面b)c)焊接工字鋼梁RC帶豎縫墻板（6~52層）方鋼管柱750×750×60RC帶豎縫墻板（6~37層）鋼框架23層鋼支撐38層RC帶豎縫墻板208.00196.00a)天井北京京廣中心大廈主樓為綜合性多用途建筑，地下3層，地上51層，總高度208m，平面為扇形，結(jié)構(gòu)采用框架-抗震墻體系。地面以上框架柱采用焊接方管，框架梁采用焊接工字鋼，抗震墻采用預(yù)制鋼筋混凝土帶豎縫墻板。a）b）鋼框架鋼支撐鋼支撐鋼框架框架+豎向支撐桁架3、框架-支撐結(jié)構(gòu)體系豎向支撐桁架作用同抗震墻，一般沿兩個(gè)方向在同一豎向柱距內(nèi)連續(xù)布置。不考慮抗震時(shí)，根據(jù)立面要求也可以交錯(cuò)布置。支撐體系布置在中部時(shí)，外圍柱不考慮參加抵抗水平力。支撐桁架類型：圖8-8中心支撐類型a）交叉形斜桿b）單斜桿c）人字形斜桿d）V形斜桿e）K形斜桿a）b）c）d）e）b）c）d）e）a）aaaaaaaaa圖8-9偏心支撐類型a）單斜桿式b）V字形式c）人字形式d）門架式1e）門架式2注：粗線a為消能梁段Ｋ型斜桿支撐在地震區(qū)不得采用，因斜桿易反復(fù)壓曲而降低承載力【工程實(shí)例8-3】第一中心銀行大廈（見圖8-10）美國印第安納波尼斯的一幢52層的鋼結(jié)構(gòu)辦公大樓，高度為190m，標(biāo)準(zhǔn)層平面尺寸為58m×37m。大樓的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)采用框架—支撐體系，周邊為鋼框架，內(nèi)部為支撐。支撐系統(tǒng)由兩片翼緣支撐和兩片腹板支撐組成。翼緣支撐為抵抗傾覆力矩提供了最大的力臂，同時(shí)將樓面核心區(qū)的重力荷載傳遞至外柱。圖8-10第一中心銀行大廈的框架-支撐體系a）結(jié)構(gòu)平面b）抗側(cè)力體系a）b）122003×10670=3200012200117001170011700鋼框架翼緣支撐腹板支撐腹板支撐翼緣支撐翼緣支撐4、框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系核心筒側(cè)向剛度有限，設(shè)防烈度8度以上地震區(qū)不宜采用這種結(jié)構(gòu)。工程實(shí)例：加拿大國家銀行大廈a）b）跨層偏心支撐1.25m21.6551.051.021.65跨層偏心支撐鋼框架柱5、筒體結(jié)構(gòu)體系

外框架筒體系筒中筒體系束筒體系外支撐桁架筒體系(1)外框架筒體系外筒：密柱深梁；柱距3-4.5m；梁高0.9-1.5m;承擔(dān)全部水平荷載和按荷載面積比例分配的樓層重力荷載；內(nèi)部框架:只承擔(dān)重力荷載。梁柱節(jié)點(diǎn)可以采用鉸接。工程實(shí)例：芝加哥標(biāo)準(zhǔn)石油公司大廈該大廈建于1973年，地下5層、地上82層的辦公大樓，建筑高度342m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.86m。建筑平面尺寸為59.15m×59.15m，內(nèi)部承重框架平面尺寸為28.96m×28.96m。外筒鋼柱柱距3.05m，柱截面采用人字形，深梁截面高度1.68m。圖8-13芝加哥標(biāo)準(zhǔn)石油大廈a)結(jié)構(gòu)平面b)框筒柱截面a)b)3050人字形截面柱鋼框筒角柱2896059150等邊角鋼1520翼緣厚33~63翼緣厚16~32承重框架760(2)筒中筒體系內(nèi)框筒：采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼砼結(jié)構(gòu)外框筒：多采用密柱深梁的鋼框筒工程實(shí)例：上海國際貿(mào)易中心該大廈建筑平面為矩形，在四個(gè)角部有局部收進(jìn)，地下2層、地上35層，建筑總高度140m。建筑平面尺寸為40.4m×50m，內(nèi)筒寬度為25.6m×16m，內(nèi)、外筒柱距均為3.2m，內(nèi)外筒之間的跨度為12.2m，鋼柱采用箱形截面，梁采用軋制H型鋼，樓板采用壓型鋼板上澆鋼筋混凝土板，厚度90mm，壓型鋼板僅作模板使用。b)a)外框筒內(nèi)框筒H型鋼箱形截面柱500×50040.42.611×3.2=35.22.62.614×3.2=44.82.650.0AA129.55A—A外框筒內(nèi)框筒上海國際貿(mào)易中心（３）束筒體系工程實(shí)例：西爾斯大廈3×5×4570=685503×5×4570=68550密柱深梁腹板框架焊接H型鋼柱平面形狀50層35層90層110層66層周邊桁架框筒周邊桁架鋼結(jié)構(gòu)和有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的適用高度(m)結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6、7度8度9度鋼結(jié)構(gòu)框架框架-支撐(剪力墻板)各類筒體1102603601102203009020026050140180有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)鋼框架-混凝土剪力墻鋼框架-混凝土核心筒32018010070鋼框筒-混凝土核心筒22018018070高寬比是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。鋼結(jié)構(gòu)高寬比的限值結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6、7度8度9度鋼結(jié)構(gòu)框架框架-支撐(剪力墻板)各類筒體566.5566455345有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)鋼框架-混凝土剪力墻鋼框架-混凝土核心筒55554444鋼框筒-混凝土核心筒6554最大適用高度是經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)定，突破高度限制的建筑已經(jīng)建成，當(dāng)積累了更多的經(jīng)驗(yàn)以后在修訂規(guī)程時(shí)適用的最大高度也會(huì)改變。高寬比限制值更是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)定，符合高寬比限制值要求的建筑比較容易滿足側(cè)移限制，而側(cè)移限制才是最根本的要求，如果各方面都能滿足規(guī)范要求，突破高寬比限制值是可能的。第二節(jié)多、高層鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算特點(diǎn)一、荷載1、豎向荷載自重、樓面和屋面活荷載、雪荷載多層結(jié)構(gòu)：活荷載不利布置高層結(jié)構(gòu)：各跨滿載，當(dāng)活荷載較大時(shí)，可將簡化后框架梁的彎矩適當(dāng)加大。注意施工階段的驗(yàn)算。2、風(fēng)荷載計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)和抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：式中ω

k—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；βz—順風(fēng)向高度z處的風(fēng)振系數(shù)；

μs—風(fēng)荷載體型系數(shù)；

μz—風(fēng)壓的高度變化系數(shù)；

ωo—基本風(fēng)壓(kN/㎡)。

基本風(fēng)壓ωo：風(fēng)荷載基準(zhǔn)壓力，以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上，離地面10米高度處，10分鐘平均的風(fēng)速觀測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)得出50年一遇最大值確定的風(fēng)速，再考慮相應(yīng)的空氣密度，計(jì)算確定的風(fēng)壓。注意：建筑物的重要性不同，其風(fēng)壓值的重現(xiàn)期不同。對(duì)于高層建筑重現(xiàn)期為100年，但對(duì)于高層建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)，重現(xiàn)期仍為50年。對(duì)于高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，上述的風(fēng)壓應(yīng)乘以1.1對(duì)于特別重要和有特殊要求的高層建筑和高層結(jié)構(gòu)，應(yīng)乘以1.2（8-1）風(fēng)壓的高度變化系數(shù)μz：根據(jù)地面類別查表，必要時(shí)應(yīng)修正。風(fēng)荷載體型系數(shù)μs：1、對(duì)單獨(dú)高層建筑：按《高鋼規(guī)程》附錄一采用。2、對(duì)城市建成區(qū)內(nèi)新建高層建筑，應(yīng)考慮周圍已有高層建筑，特別是鄰近已有高層建筑的影響。增加一個(gè)相互干擾增大系數(shù)：見表8-13、驗(yàn)算墻面構(gòu)件及其連接時(shí)，對(duì)風(fēng)吸力區(qū)應(yīng)采用表8-2規(guī)定的局部體型系數(shù)。封閉式建筑物的內(nèi)表面，應(yīng)按外表面的風(fēng)壓情況取±0.2方向d/Bd/H地面粗糙度風(fēng)向角θ0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°順風(fēng)向≤3.5≤0.7A、B類1.151.351.451.50～1.801.45～1.751.401.401.301.251.15C、D類1.101.151.251.30～1.551.25～1.501.201.201.101.101.10≥7.5≥1.5A、B類C、D類1.00橫風(fēng)向≤2.25≤0.45A、B類1.30～1.50C、D類1.10～1.30≥7.5≥1.5A、B類C、D類1.00表8-1建筑群體風(fēng)荷載體型系數(shù)的增大系數(shù)

注：1.θ為風(fēng)向與相鄰建筑物平面形心之間連線夾角，d為兩建筑物之間的距離，B、H分別為所討論建筑物迎風(fēng)面寬度和高度。2.d/B或d/H為上表中間值時(shí)，采用插值法確定。3.表中同一格有兩個(gè)數(shù)時(shí)，低值適用于兩個(gè)高層建筑，高值適用于兩個(gè)以上高層建筑。部位局部體型系數(shù)外墻構(gòu)件、玻璃幕墻墻面一般位置-1.0墻角、屋面周邊和屋面坡度大于10°的屋脊部位1-1.5檐口、雨蓬、遮陽板、陽臺(tái)-2.0注：作用寬度為房屋總高度的0.1，但不小于1.5m。表8-2風(fēng)吸力區(qū)的局部體型系數(shù)順風(fēng)向高度z處的風(fēng)振系數(shù)βz考慮范圍：房屋結(jié)構(gòu)H>30m&H/B>1.5高聳結(jié)構(gòu)T1>0.25s考慮方法：等截面鋼結(jié)構(gòu)高層建筑順風(fēng)向βz簡化表格見表8-4在主體結(jié)構(gòu)的頂部有小體型建筑時(shí)，應(yīng)計(jì)入鞭稍效應(yīng)，可根據(jù)小體型建筑作為獨(dú)立體時(shí)的基本自振周期Ｔｕ與主體建筑的基本自振周期Ｔ１的比例，分別按下列規(guī)定處理：一、當(dāng)Ｔｕ≤Ｔ１/３時(shí)，可假定主體建筑的高度延伸至小體型建筑的頂部，對(duì)于沿高度等截面的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》采用。二、當(dāng)Ｔｕ＞Ｔ１/３時(shí)，其風(fēng)振系數(shù)宜按風(fēng)振理論進(jìn)行計(jì)算3、地震作用（1）計(jì)算原則高層建筑根據(jù)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目標(biāo)，采用兩階段設(shè)計(jì)方法：第一階段設(shè)計(jì)按多遇地震計(jì)算地震作用，驗(yàn)算構(gòu)件的承載力和穩(wěn)定以及結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移；第二階段按罕遇地震計(jì)算地震作用，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移和層間側(cè)移延性比。兩階段設(shè)計(jì)階段目標(biāo)烈度地震作用性質(zhì)受力狀態(tài)作用效應(yīng)組合第一階段小震不壞（隱含中震可修）多遇地震作用對(duì)應(yīng)的烈度（小震）可變作用彈性（部分彈塑性）承載力驗(yàn)算采用基本組合(多層、高層鋼筋混凝土房屋層間彈性位移計(jì)算，采用短期效應(yīng)組合，即作用分項(xiàng)系數(shù)均取1.0)第二階段大震不倒罕遇地震作用對(duì)應(yīng)的烈度（大震）偶然作用彈塑性部分建筑物的層間彈塑性位移驗(yàn)算，采剛短期效應(yīng)組合，即怍用分項(xiàng)系數(shù)均取1.0說明：第一階段為彈性分析，包括截面設(shè)計(jì)和變形計(jì)算；大部分建筑的第二階段設(shè)計(jì)主要由概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施來保證。

第一階段設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：

1一般情況下，應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用，并進(jìn)行抗震驗(yàn)算各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。

2有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15°時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。

3質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響，其他情況，應(yīng)允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響。

48、9度時(shí)的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑，應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。

注:8、9度時(shí)采用隔震設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定計(jì)算豎向地震作用。

（2）、影響設(shè)計(jì)地震作用的因素地震動(dòng)特性方面抗震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)近遠(yuǎn)震場(chǎng)地類別結(jié)構(gòu)特性方面：結(jié)構(gòu)自振周期建筑質(zhì)量（重力荷載）結(jié)構(gòu)阻尼比（材料）設(shè)計(jì)地震作用的方向水平（兩個(gè)）豎向（一個(gè)）結(jié)構(gòu)效應(yīng)的方向平動(dòng)（兩個(gè)水平、一個(gè)豎向）扭轉(zhuǎn)（豎軸）（3）、設(shè)計(jì)地震作用的方向（4）設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的概念水平地震影響系數(shù)

水平地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)最大值設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類別Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90地震影響6度7度8度9度設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g多遇地震0.040.080.120.160.240.32罕遇地震—0.500.720.901.201.4000.1Tg5Tg6.0T(s)地震作用的計(jì)算方法及其適用范圍地震作用結(jié)構(gòu)方法使用范圍水平彈性底部剪力法高度不超過60m，以剪切變形為主，質(zhì)量和剛度分布較均勻振型分解反應(yīng)譜法不滿足底部剪力法應(yīng)用條件的結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法（補(bǔ)充計(jì)算）甲類建筑、特別不規(guī)則的建筑H>80m，7、8度I、II類場(chǎng)地乙、丙類建筑H>60m，8度III、IV類場(chǎng)地和9度乙、丙類建筑彈塑性簡化方法（略）時(shí)程分析法（略）豎向彈性底部軸力法需考慮豎向地震作用的結(jié)構(gòu)（5）水平地震作用的計(jì)算1）底部剪力法2）振型分解反應(yīng)譜法3）時(shí)程分析法1）底部剪力法適用范圍：高度不超過60m，以剪切變形為主，質(zhì)量和剛度分布較均勻的高層鋼結(jié)構(gòu)的彈地震反映分析。用底部剪力法計(jì)算地震作用時(shí)，將多自由度體系等效成單自由度體系，只考慮結(jié)構(gòu)的基本自振周期計(jì)算總水平地震力，然后再按一定規(guī)律分配到各個(gè)樓層。計(jì)算方法：底部剪力的計(jì)算地震作用沿高度的分配mHiHiFiFEkΔFnGeq——結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值Geq=Sum(Gi)*0.852）振型分解反應(yīng)譜法按平面結(jié)算時(shí)，X,Y兩個(gè)水平方向分布計(jì)算，一個(gè)水平方向每個(gè)樓層有一個(gè)平移自由度，n個(gè)樓層有n個(gè)自由度、n個(gè)頻率和n個(gè)振型。平面結(jié)構(gòu)的振型如下圖所示。第一振型第二振型第j振型第n振型圖1

平面結(jié)構(gòu)第j振型，i質(zhì)點(diǎn)的等效水平地震力為相應(yīng)與j振型自振周期的地震響應(yīng)系數(shù)第j振型i質(zhì)點(diǎn)的振幅系數(shù)第i層（i質(zhì)點(diǎn)）重力荷載代表值j振型的振型參與系數(shù)：對(duì)于平面結(jié)構(gòu)，根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論，地震作用下的內(nèi)力和位移由各振型的內(nèi)力和位移平方和再開方的方法（SquareRootofSumofSquare,簡稱SRSS方法）組合得到：注：采用振型組合法時(shí)，突出屋面的小塔樓按其樓層質(zhì)點(diǎn)參與振型計(jì)算，鞭梢效應(yīng)可在高振型體現(xiàn)。參與組合的振型數(shù)由j振型等效地震荷載求得的彎矩、或剪力、或軸力、或位移振型組合后的彎矩、或剪力、或軸力、或位移3）時(shí)程分析法（簡述）時(shí)程分析法時(shí)一種動(dòng)力計(jì)算方法，用地震波（加速度時(shí)程）作為地面運(yùn)動(dòng)輸入，直接計(jì)算并輸出結(jié)構(gòu)隨時(shí)間而變化的地震反應(yīng)。它既考慮了地震的振幅、頻率和持續(xù)時(shí)間三要素，又考慮了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。計(jì)算結(jié)果可得到結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)全過程，包括每一時(shí)刻的內(nèi)力、位移、屈服位置、塑性變形等，也可以得到反應(yīng)的最大值，是一種先進(jìn)的直接動(dòng)力計(jì)算方法。（6）、豎向地震作用的計(jì)算高層房屋（9度）地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FviHiFviFEvk樓屋蓋的豎向地震作用效應(yīng)分配

按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配，并宜乘以增大系數(shù)1.5二、結(jié)構(gòu)的承載力與變形計(jì)算１、計(jì)算的一般規(guī)定１）關(guān)于彈性假定目前工程上實(shí)用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計(jì)算方法。在垂直荷載或一般風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況。但是對(duì)于有抗震設(shè)防要求的在遭受地震或強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用時(shí)，高層高層建筑，由于允許結(jié)構(gòu)進(jìn)入到彈塑性工作階段，應(yīng)按彈塑性動(dòng)力分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，驗(yàn)算罕遇地震下的層間位移和層間位移延性比。２）關(guān)于剛性樓板假定許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計(jì)。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度，簡化了計(jì)算方法。一般來說，對(duì)框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是，對(duì)于樓板整體性差樓面開孔較大，有較長外伸樓面，或豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)，樓板變形的影響較大。特別是對(duì)結(jié)構(gòu)底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯?？蓪⑦@些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整來考慮這種影響。３）當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈性分析時(shí)，宜考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同工作，并且在設(shè)計(jì)中使樓板與鋼梁間有可靠連接。當(dāng)進(jìn)行彈塑性分析時(shí)，鋼筋混凝土樓板可能嚴(yán)重開裂，故此時(shí)不宜考慮樓板與鋼梁的共同工作。當(dāng)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應(yīng)乘以增大系數(shù)：兩側(cè)有樓板的梁乘以1.5;對(duì)僅一側(cè)有樓板的梁取1.2。4）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算模型應(yīng)根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)形式和計(jì)算內(nèi)容確定。一般情況下，可采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計(jì)算模型；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、無法劃分成平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)，或?yàn)橥搀w結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。５）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件跨度與截面高度之比一般都很小，因此當(dāng)作桿件體系進(jìn)行內(nèi)力和位移的分析時(shí)，應(yīng)考慮梁柱的彎曲變形、剪切變形和柱軸向變形的影響。梁的軸向變形一般忽略。但當(dāng)梁同時(shí)作為腰桁架或帽桁架的弦桿時(shí)，軸向變形不可以忽略。計(jì)算側(cè)移必須考慮剪切變形的影響，但剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響較小，故計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)可以忽略剪切變形。６）在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，柱間支撐兩端應(yīng)為剛性連接，但計(jì)算內(nèi)力時(shí)按兩端鉸接的計(jì)算簡圖求得，其端部連接的剛度通過修正支撐的計(jì)算長度加以考慮。但若采用偏心支撐則應(yīng)按單獨(dú)單元計(jì)算。７）對(duì)現(xiàn)澆豎向連續(xù)鋼筋混凝土抗震墻的計(jì)算，宜計(jì)入墻的彎曲變形、剪切變形、軸向變形，按獨(dú)立豎向懸臂彎曲構(gòu)件考慮。８）考慮荷載效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)區(qū)分地震區(qū)和非地震區(qū)；同時(shí)還要區(qū)分用于承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算還是正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。截面承載力驗(yàn)算：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證在荷載作用下結(jié)構(gòu)有足夠的承載力。我國《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定構(gòu)件按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，采用荷載效應(yīng)組合的構(gòu)件不利內(nèi)力，進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算。其一般表達(dá)式為：無地震作用組合時(shí)

有地震作用組合時(shí)

Ｓ≤Ｒ／

式中：

—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》采用;一般高層建筑取1.0，安全等級(jí)一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件取1.1，抗震構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)不考慮安全等級(jí)；S—荷載效應(yīng)組合得到的構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值，參見教材公式8-12，8-13；R—結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值，按無地震作用組合和有地震作用組合兩種情況分別采用，抗彎時(shí)二者相同，抗剪時(shí)二者不同；—承載力抗震調(diào)整系數(shù)，見表8-11。材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼柱、梁0.75支撐0.80節(jié)點(diǎn)板件、連接螺栓0.85連接焊縫0.90承載力抗震調(diào)整系數(shù)9度60m以上高層建筑；8度、9度長懸臂結(jié)構(gòu)1.40.51.31.2重力荷載，風(fēng)荷載水平、豎向地震作用560m以上高層建筑1.4—1.31.2重力荷載，風(fēng)荷載水平地震作用4—0.51.31.2重力荷載，水平、豎向地震作用39度高層建筑；8度、9度長懸臂結(jié)構(gòu)—1.3—1.2重力荷載，豎向地震作用2各類建筑——1.31.2重力荷載，水平地震作用1適用條件風(fēng)荷載豎向地震作用水平地震作用重力荷載組合情況抗震設(shè)計(jì)的荷載組合與分項(xiàng)系數(shù)重力荷載作用下構(gòu)件的撓度驗(yàn)算時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移驗(yàn)算時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值一般情況當(dāng)重力荷載產(chǎn)生的側(cè)移不可忽略時(shí)水平地震作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移驗(yàn)算時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值一般情況當(dāng)重力荷載產(chǎn)生的側(cè)移不可忽略時(shí)正常使用極限狀態(tài)：

9)當(dāng)進(jìn)行第一階段抗震設(shè)計(jì)的承載力驗(yàn)算時(shí)，按表8-10的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)進(jìn)行第一階段抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)取相同的組合，但分項(xiàng)系數(shù)取1.0;當(dāng)進(jìn)行第二階段抗震設(shè)計(jì)采用時(shí)程分析放驗(yàn)算時(shí)，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載，其豎向荷載應(yīng)取重力荷載代表值，同時(shí)考慮的荷載和作用均取標(biāo)準(zhǔn)值。10)應(yīng)注意二階效應(yīng)的影響２、結(jié)構(gòu)變形計(jì)算重力荷載作用下構(gòu)件允許撓度主梁≤；次梁≤風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移限值（按彈性方法）

1）結(jié)構(gòu)頂端質(zhì)心處的側(cè)移2）樓層質(zhì)心處的層間側(cè)移3）結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件的最大側(cè)移，不得超過質(zhì)心側(cè)移的1.2倍?！?/500

≤1/400（3）地震作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移限值第一階段抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算，即多遇地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)的側(cè)移應(yīng)滿足下列要求：1）最大彈性層間側(cè)移不得超過樓層高度的1/3002）結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件的最大側(cè)移，不得超過該樓層質(zhì)心側(cè)移的1.3倍第二段抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)側(cè)移驗(yàn)算，即罕遇烈度地震作用時(shí)，側(cè)移應(yīng)滿足下列要求：1）結(jié)構(gòu)薄弱層的彈塑性層間側(cè)移不得超過該薄弱層高度h的1/502）結(jié)構(gòu)層間側(cè)移延性比不得超過表8-12中數(shù)值。結(jié)構(gòu)類別層間側(cè)移延性比鋼框架偏心支撐框架中心支撐框架有混凝土剪力墻的鋼框架3.53.02.52.0結(jié)構(gòu)層間側(cè)移延性比限值8.3壓型鋼板組合樓（屋）蓋設(shè)計(jì)樓面結(jié)構(gòu)（1）壓型鋼板和混凝土組合樓板；（2）密肋輕鋼─混凝土組合樓板；（3）現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓板；（4）混凝土預(yù)制疊合樓板。樓蓋結(jié)構(gòu)的作用1、直接承受豎向荷載的作用，并將其傳遞給豎向構(gòu)件；2、起橫隔作用。

影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的性能；影響到施工進(jìn)程；影響到建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

樓蓋布置方案和設(shè)計(jì)的影響樓蓋結(jié)構(gòu)的方案選擇原則1）保證樓蓋有足夠的整體剛度。2）減輕結(jié)構(gòu)的自重，減小結(jié)構(gòu)層的高度。3）有利于現(xiàn)場(chǎng)安裝方便及快速施工。4）較好的防火、隔聲性能，并便于管線的鋪設(shè)。用于多、高層建筑的樓板現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板預(yù)制樓板壓型鋼板組合樓板衛(wèi)生間開洞較多處高度不大且無地震設(shè)防的建筑（較少采用）應(yīng)用最廣8.3.1壓型鋼板組合樓板組合形式組合樓板

非組合樓板

主要區(qū)別——對(duì)壓型鋼板的功能要求。

組合樓板中的壓型鋼板不僅用作永久性模板，而且作為混凝土板下部的受拉鋼筋，與混凝土共同工作。組合樓板的設(shè)計(jì)應(yīng)分施工階段和使用階段。

非組合樓板中的壓型鋼板僅用作永久性模板，不考慮與混凝土共同工作。壓型鋼板與混凝土板之間的粘結(jié)，靠以下方式實(shí)現(xiàn)：

1）依靠壓型鋼板的縱向波槽（見圖8-20a）。

2）依靠壓型鋼板上的壓痕、開的小洞或沖成的不閉合孔眼（見圖8-20b）。

3）依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼筋（見圖8-20c）。

4）在任何情況下，均應(yīng)設(shè)置端部錨固件（栓釘）（見圖8-20d）。壓型鋼板和與混凝土之間水平剪力的

傳遞形式依靠壓型鋼板的縱向波槽傳遞依靠壓型鋼板上的壓痕、小洞或沖成的不閉合的孔眼傳遞依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼筋傳遞依靠設(shè)置于端部的錨固件傳遞(任何情形下都應(yīng)當(dāng)設(shè)置端部錨固件)

8.3.2組合樓板的設(shè)計(jì)要求1）壓型鋼板一般由厚0.8~1.0mm的熱鍍鋅薄板成型，長度宜為8~12m，以充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。2）壓型鋼板表面的油污應(yīng)清除，避免長期暴露而生銹。3）在有較嚴(yán)重的腐蝕情況下，不宜采用壓型鋼板組合樓蓋體系。4）各塊壓型鋼板之間，應(yīng)用接縫緊固件將其連成整體，接縫緊固件的間距不應(yīng)大于500mm。5）在組合樓板的設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行施工階段和使用階段的驗(yàn)算。1．一般規(guī)定2、組合樓板設(shè)計(jì)(b)通常的布置方案(a)

不設(shè)次梁時(shí)的布置方案保證樓板和鋼梁之間可靠地傳遞水平剪力

抗剪栓釘?shù)牟贾?/p>

抗剪栓釘?shù)牟贾每辜羲ㄡ攭盒弯摪迮c抗剪栓釘?shù)倪B接壓型鋼板與抗剪栓釘?shù)倪B接組合樓板設(shè)計(jì)時(shí)的基本原則組合樓板的設(shè)計(jì)考慮兩個(gè)受力階段：

1)施工階段:對(duì)作為澆注混凝土底模的壓型鋼板進(jìn) 行強(qiáng)度和變形驗(yàn)算.2)使用階段:對(duì)于非組合板，壓型鋼板僅作為模板使用；驗(yàn)算組合板在永久荷載和使用段的可變荷載作用下的強(qiáng)度和變形.壓型鋼板的跨中變形時(shí)：撓度w0大于20mm時(shí)，確定混凝土自重應(yīng)考慮撓曲效應(yīng)，在全跨增加混凝土厚度0.7w0,或增設(shè)臨時(shí)支撐.組合樓板施工階段的設(shè)計(jì)

永久荷載:壓型鋼板、鋼筋和混凝土的自重.可變荷載:施工荷載和附加荷載.附加荷載:當(dāng)有過量沖擊、混凝土堆放、管線和泵的荷載時(shí)考慮.驗(yàn)算:

采用彈性方法.力學(xué)模型：見右圖.如果承載能力和變形能力不滿足要求，可加在板下設(shè)置臨時(shí)支護(hù),以減小板跨加以驗(yàn)算.施工階段力學(xué)模型的說明強(qiáng)邊方向(順肋)弱邊方向?qū)嵸|(zhì)上是壓型鋼板的計(jì)算只考慮荷載沿強(qiáng)邊方向傳遞(單向板)

(因強(qiáng)邊方向的截面剛度遠(yuǎn)大于弱邊方向)組合樓板使用階段的設(shè)計(jì)非組合板:按常規(guī)鋼筋混凝土樓板設(shè)計(jì),應(yīng)在壓型鋼板波槽內(nèi)設(shè)置鋼筋，并進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算.組合板:

永久荷載+使用階段可變荷載變形驗(yàn)算承載力驗(yàn)算正截面抗彎承載力、抗沖剪承載力、斜截面抗剪承載力內(nèi)容組合板的力學(xué)模型（一）承載力驗(yàn)算的力學(xué)模型板厚不超過100mm時(shí)1)正彎矩計(jì)算的力學(xué)模型:單向彎曲簡支板：2)負(fù)彎矩計(jì)算的力學(xué)模型:單向彎曲固支板.板厚超過100mm時(shí)1）0.5<λe<2.0時(shí)：雙向彎曲板；2）λe≤0.5或λe≥2.0時(shí)：單向彎曲板.參數(shù)λe＝μlx／ly,

μ=(Ix／Iy)1/4（異向性系數(shù)）

Ix、Iy：組合板順肋方向和垂直肋方向的截面慣性矩，計(jì)算Iy時(shí)只考慮壓型鋼板頂面以上的混凝土計(jì)算厚度hc.組合板正截面抗彎承載力驗(yàn)算圖8-23塑性中和軸在壓型鋼板頂面以上的混凝土截面內(nèi)時(shí)的受彎承載力計(jì)算圖bxH0hc

α1fcbxApfyphcxh0α1fcbhc(As-Ap2)fAp2fyp2yp1圖8-24塑性中和軸在壓型鋼板截面內(nèi)時(shí)的受彎承載力計(jì)算圖組合板正截面抗彎承載力驗(yàn)算（1）x:組合板受壓區(qū)高度

x>0．55h0時(shí)，取x=0.55h0h0

:組合板有效高度yp:壓型鋼板截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng)力合力的距離b:壓型鋼板的波距AP:壓型鋼板波距內(nèi)的截面面積hc

:壓型鋼板頂面以上混凝土厚度f:壓型鋼板鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值0.8:考慮到起受拉鋼筋作用的壓型鋼板沒有混凝土保護(hù)層，以及中和軸附近材料強(qiáng)度發(fā)揮不充分等因素。驗(yàn)算公式若組合板正截面抗彎承載力驗(yàn)算（2）b-----壓型鋼板的波距hc-----壓型鋼板頂面以上混凝土厚度AP2

---塑性中和軸以上的壓型鋼板波距內(nèi)截面面積yP1,yP2

壓型鋼板受拉區(qū)截面應(yīng)力合力分別至受壓區(qū)混凝土板截面和壓型鋼板截面應(yīng)力合力的距離驗(yàn)算公式對(duì)于壓型鋼板樓板的負(fù)彎矩配筋計(jì)算，無論是否考慮其組合作用，統(tǒng)一按T形截面梁進(jìn)行計(jì)算。a.當(dāng)時(shí)，說明樓板負(fù)彎矩過大，無法進(jìn)行配筋計(jì)算，應(yīng)加大壓型鋼板頂面以上混凝土厚度。式中——樓板負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值；——單位長度內(nèi)壓型鋼板的下翼緣寬度（mm）；——壓型鋼板的高度（mm）；——壓型鋼板頂面以上混凝土計(jì)算厚度（mm）；——混凝土保護(hù)層厚度（mm）。b.當(dāng)時(shí)，中和軸在壓型鋼板中（見圖8-25），由可得圖8-25中和軸在壓型鋼板內(nèi)圖8-26中和軸在混凝土板內(nèi)1000Asbα1fcbxfstAshchp

x1000Ashc

hpb

xα1fcbhpfstAsα1fc×1000(x-hp)c.當(dāng)時(shí)，中和軸在混凝土板內(nèi)（見圖8-26），由式中可得

組合板斜截面抗剪承載力驗(yàn)算承受局部荷載時(shí)，取有效工作寬度bef進(jìn)行計(jì)算。組合板一個(gè)波距內(nèi)斜截面最大剪力設(shè)計(jì)值Vin應(yīng)滿足:Vin≤0.07ftbh0bfbf1befhp

hc

hdh有效工作寬度bef的最大值1.抗彎計(jì)算時(shí)簡支板：bef=bf1+2lP(1

-lP/l)連續(xù)板：bef=bf1+[4lP(1-lP/l)]/32.抗剪計(jì)算時(shí)

bef=bf1+lP(1

-lP/l),bf1=bf+2(hc+hd

)

l：組合板跨度lP：荷載作用點(diǎn)到組合板較近支座的距離bf1：集中荷載在組合板中的分布寬度bf：荷載寬度hc

：壓型鋼板頂面以上的混凝土計(jì)算厚度hd

：地板飾面層厚度組合板抗沖剪承載力驗(yàn)算組合板在集中荷載下的沖切力V1，應(yīng)滿足:臨界周界長度2）撓度驗(yàn)算按簡支單向板計(jì)算沿強(qiáng)邊（順肋）方向的撓度.ν≤l/360采用換算單質(zhì)的截面剛度進(jìn)行計(jì)算。3）裂縫驗(yàn)算計(jì)算方法同混凝土結(jié)構(gòu)。4）自振頻率驗(yàn)算——振動(dòng)舒適度樓板的自振頻率f≥15Hz來控制3．組合樓板構(gòu)造要求（自學(xué)）1）組合板端部應(yīng)設(shè)置栓釘錨固件。栓釘?shù)奈恢迷诎祭咛?，穿透壓型鋼板并將栓釘、鋼板均焊牢在鋼梁上。栓釘?shù)闹睆桨聪铝幸?guī)定采用：跨度小于3m的板，栓釘直徑宜為13mm或16mm；跨度在3m~6m的板，栓釘直徑宜為16mm或19mm；跨度大于6m的板，栓釘直徑宜為19mm。2）應(yīng)采用鍍鋅鋼板，其鍍鋅層厚度尚應(yīng)滿足在使用期間不致銹蝕的要求。3）壓型鋼板的規(guī)格：凈厚度不應(yīng)小于0.75mm；僅作模板的壓型鋼板厚度不應(yīng)小于0.5mm；澆注混凝土的波槽平均寬度不應(yīng)小于50mm；當(dāng)在槽內(nèi)設(shè)置栓釘錨固件時(shí)，壓型鋼板總高度不應(yīng)大于80mm。4）組合板的總厚度不應(yīng)小于90mm；壓型鋼板頂面以上混凝土厚度不應(yīng)小于50mm；此外，尚應(yīng)滿足樓板防火保護(hù)層厚度的要求。5）組合板中的壓型鋼板在鋼梁上的支承長度，不應(yīng)小于50mm；在砌體上的支承長度不應(yīng)小于75mm。6）組合板在下列情況之一時(shí)應(yīng)配置鋼筋：為組合板提供儲(chǔ)備承載力的附加抗拉鋼筋；在連續(xù)組合板或懸臂組合板的負(fù)彎矩區(qū)配置連續(xù)鋼筋；在集中荷載區(qū)段和孔洞周圍配置分布鋼筋；改善防火效果的受拉鋼筋；在壓型鋼板上翼緣焊接橫向鋼筋，應(yīng)配置在剪跨區(qū)段內(nèi)，其間距為150~300mm。7）連續(xù)組合板在中間支座負(fù)彎矩區(qū)的上部縱向鋼筋，應(yīng)伸過梁的反彎點(diǎn)，并應(yīng)滿足錨固長度且設(shè)置彎鉤；下部縱向鋼筋在支座處應(yīng)連續(xù)配置，不得中斷。8）集中荷載作用下，應(yīng)設(shè)置不小于壓型鋼板頂面以上混凝土板截面面積的0.2%的橫向鋼筋。bfbf1befhp

hc

hdh9）當(dāng)連續(xù)組合板按簡支板設(shè)計(jì)時(shí)，在中間支座處上部抗裂鋼筋的截面面積不應(yīng)小于混凝土截面面積的0.2%，抗裂鋼筋從支座邊緣算起的長度，不應(yīng)小于跨度的1/6，且應(yīng)與不少于5支分布鋼筋相交?？沽唁摻钭钚≈睆綖?mm，最大間距為150mm。順肋方向鋼筋保護(hù)層厚度宜為20mm。與抗裂鋼筋垂直的分布鋼筋直徑，不應(yīng)小于抗裂鋼筋直徑的2/3，其間距不應(yīng)大于抗裂鋼筋間距的1.5倍。10）壓型鋼板的表面處理。1．組合梁的形式及工作原理8.3.3組合梁的設(shè)計(jì)要求鋼梁板托抗剪連接件a)b)鋼梁混凝土翼板實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)不再考慮其組合作用

2．組合梁設(shè)計(jì)的基本原則1）對(duì)不直接承受動(dòng)力荷載的組合梁，且梁的受壓板件的寬厚比滿足下表規(guī)定時(shí)，其承載能力可用塑性分析法計(jì)算。表8-13腹板翼緣截面形式th0

t

th0

t

bb0bbtwtw注：表中為負(fù)彎矩截面中鋼筋的截面面積；為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為鋼梁截面面積；為鋼材屈服強(qiáng)度；為鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2）組合梁正常使用極限狀態(tài)下的撓度計(jì)算采用彈性理論進(jìn)行計(jì)算。3）在強(qiáng)度計(jì)算和變形計(jì)算中，為簡化計(jì)算，常將板托截面忽略不計(jì)。4）組合梁混凝土翼板的有效寬度按下式計(jì)算板托b2b0b2b1b0b2hc1beb2b0b2s1s0hbeb1b0b2bebes1s0鋼梁hc1hc2bc1,bc2：各取梁跨度l的1/6和翼緣板厚度hc的6倍中的較小值;bc1尚不應(yīng)超過混凝土翼板實(shí)際外伸長度s1;bc2不應(yīng)超過凈距s0的1/2;5）組合梁設(shè)計(jì)應(yīng)分兩個(gè)階段進(jìn)行計(jì)算。第一階段：自重及其上全部施工荷載僅由鋼梁獨(dú)立承擔(dān)。此時(shí)鋼梁應(yīng)按一般受彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。第二階段：全部荷載由組合梁承受。此時(shí)可不考慮鋼梁的整體穩(wěn)定性。當(dāng)組合梁按彈性理論分析時(shí)，其撓度和強(qiáng)度的計(jì)算應(yīng)將第一階段和第二階段計(jì)算所得的撓度值和應(yīng)力值相疊加；當(dāng)組合梁按塑性理論分析時(shí)，其強(qiáng)度的計(jì)算不分階段，按照組合梁一次承受全部荷載的情況進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)力疊加原理不再適用。對(duì)施工時(shí)鋼梁下設(shè)有臨時(shí)支承的組合梁，不論是彈性分析還是塑性分析，組合梁均按一次承受全部荷載的情況進(jìn)行撓度和承載力的驗(yàn)算，且不分施工階段。此時(shí)，對(duì)鋼梁在施工時(shí)的強(qiáng)度和穩(wěn)定仍應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算。3．組合梁設(shè)計(jì)在多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中，組合梁一般不直接承受動(dòng)力荷載，因此多采用塑性設(shè)計(jì)法進(jìn)行內(nèi)力分析。基本假定：1）鋼梁與混凝土翼板之間有可靠連接。2）破壞時(shí)形成塑性鉸。3）假定剪力全部由鋼梁承擔(dān)，忽略剪力對(duì)組合梁抗彎承載力的影響。4）當(dāng)塑性中和軸在鋼梁腹板內(nèi)時(shí)，鋼梁各板件的寬厚比均滿足表8-13的要求。5）忽略鋼筋混凝土翼板受壓區(qū)鋼筋的作用。6）組合梁不存在應(yīng)力疊加問題，在計(jì)算組合梁的最終承載力時(shí)，不考慮施工過程有無支承情況，也不考慮混凝土的徐變、收縮及溫度作用的影響。在計(jì)算施工時(shí)鋼梁的承載力以及組合梁的撓度時(shí)仍按彈性方法分析。（1）組合梁在施工階段的驗(yàn)算（略）1）抗彎強(qiáng)度2）抗剪強(qiáng)度3）所需抗剪栓釘數(shù)量4）撓度5）負(fù)彎矩區(qū)段混凝土裂縫寬度的驗(yàn)算。（2）組合梁在使用階段的驗(yàn)算換算寬度的折算受壓混凝土翼板的有效寬度bce與鋼材等效的換算寬度beq彈性分析時(shí)換算公式：荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：beq=bce/αE

荷載準(zhǔn)永久組合：beq=bce/（2αE）αE：鋼材彈性模量與混凝土彈性模量的比值hc1x圖8-31塑性中和軸在混凝土翼板內(nèi)時(shí)組合梁截面及應(yīng)力圖形塑性中和軸栓釘fcfcbexybeMAf1）抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算滿足以下條件在混凝土翼板的有效寬度內(nèi)，縱向鋼筋和鋼梁受拉及受壓應(yīng)力均達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；塑性中和軸受拉側(cè)的混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可忽略不計(jì)；塑性中和軸受壓側(cè)的混凝土截面均勻受壓，并達(dá)到彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。正彎矩作用下的情況一hc1x圖8-31塑性中和軸在混凝土翼板內(nèi)時(shí)組合梁截面及應(yīng)力圖形塑性中和軸栓釘fcfcbexybeMAf正彎矩作用下的情況二hc1塑性中和軸AcA-Acbefcfffcbehc1fAc(A-Ac)fy1

y2圖8-32塑性中和軸在鋼梁內(nèi)時(shí)組合梁截面及應(yīng)力圖形負(fù)彎矩作用下的情況組合梁塑性中和軸be鋼梁塑性中和軸Asty3

y4fstffM′

視全部剪力由鋼梁腹板承受：2）受剪承載力驗(yàn)算hw、tw:分別為鋼梁腹板的高度和厚度；

fv：塑性設(shè)計(jì)時(shí)鋼梁鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值.抗剪栓釘3）栓釘連接件驗(yàn)算一個(gè)栓釘連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值：

Ast——栓釘釘桿截面面積Ec——混凝土彈性模量fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

f——栓釘鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值——栓釘材料抗拉強(qiáng)度最小值與屈服強(qiáng)度之比當(dāng)栓釘材料性能等級(jí)為4.6時(shí)，取f=215N／mm2。——壓型鋼板混凝土翼板影響栓釘承載力的折減系數(shù)可根據(jù)壓型鋼板的擺放位置進(jìn)行計(jì)算。栓釘受剪承載力設(shè)計(jì)值的折減：位于梁負(fù)彎矩區(qū)的栓釘，周圍混凝土對(duì)其約束的程度不如受壓區(qū)，栓釘受剪承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)予折減：(a)位于連續(xù)梁中間支座上負(fù)彎矩段時(shí)：取折減系數(shù)0.9

(b)位于懸臂梁負(fù)彎矩段時(shí)：取折減系數(shù)0.8正彎矩區(qū)剪跨段

Vs1

=Af(塑性中和軸位于混凝土翼板內(nèi))

Vs2

=bcehcfcm(塑性中和軸位于鋼梁截面內(nèi))負(fù)彎矩區(qū)剪跨段

Vs

=Astfstn個(gè)栓釘連接件均勻分布于其剪跨區(qū)段內(nèi)每個(gè)剪跨區(qū)內(nèi)所應(yīng)配置的栓釘連接件總數(shù)4）撓度計(jì)算(自學(xué))5）負(fù)彎矩區(qū)段混凝土裂縫寬度驗(yàn)算4．組合梁構(gòu)造要求(自學(xué))計(jì)算方法同混凝土結(jié)構(gòu)8.4鋼構(gòu)件及連接的設(shè)計(jì)特點(diǎn)無地震作用組合時(shí)——按4、5、6章的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)

有地震作用組合時(shí)Ｓ≤Ｒ／

——按本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)8.4.1鋼梁的設(shè)計(jì)截面形式：軋制窄翼緣H型鋼焊接工字型截面箱形截面設(shè)計(jì)內(nèi)容：強(qiáng)度和穩(wěn)定承載力的驗(yàn)算1．鋼梁強(qiáng)度有抗震設(shè)防時(shí)取1.01）鋼梁的抗彎強(qiáng)度：2）不考慮腹板屈曲后強(qiáng)度時(shí)，抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算框架梁端截面的抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算2．鋼梁的整體穩(wěn)定（1）不驗(yàn)算鋼梁整體穩(wěn)定性的范圍1）剛性鋪板2）按6度抗震設(shè)防和非抗震的結(jié)構(gòu)，滿足表5-3的要求3）對(duì)按7度以上抗震設(shè)防的高層建筑，當(dāng)鋼梁設(shè)有側(cè)向支撐體系時(shí)，鋼梁受壓翼緣在支撐連接點(diǎn)間的長度與其寬度之比，即鋼梁的側(cè)向長細(xì)比應(yīng)滿足下列要求4）鋼框架梁的上翼緣采用抗剪連接件與組合樓板連接時(shí)，可不驗(yàn)算地震作用下的整體穩(wěn)定。(2)當(dāng)鋼梁不滿足（1）中的要求時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼梁進(jìn)行整體穩(wěn)定的驗(yàn)算

——限制梁受壓翼緣的寬厚比以及腹板的高厚比。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，可以允許框架梁出現(xiàn)塑性鉸，為保證塑性變形能充分發(fā)揮，對(duì)板件的寬厚比有更嚴(yán)格的限制，應(yīng)滿足表8-15的要求。3．鋼梁的局部穩(wěn)定8.4.2鋼柱的設(shè)計(jì)1．軸心受壓柱宜采用雙軸對(duì)稱截面，通常為軋制或焊接H型鋼，或由四塊鋼板焊接而成的箱形截面。

鋼材厚度可能超過40mm，有時(shí)甚至超過100mm，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定。本節(jié)介紹抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)容1）軸心受壓鋼柱的強(qiáng)度，除高強(qiáng)度螺栓摩擦連接處外，應(yīng)按下式驗(yàn)算≤高強(qiáng)度螺栓摩擦連接處柱的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算≤（1）強(qiáng)度驗(yàn)算2）軸心受壓鋼柱的剪力沿構(gòu)件的全長認(rèn)為是不變的，可按式（4-62）？？計(jì)算。（2）穩(wěn)定性驗(yàn)算實(shí)腹式軸心受壓鋼柱的整體穩(wěn)定，按下式驗(yàn)算≤

高層建筑中實(shí)腹式軸心受壓鋼柱的局部穩(wěn)定同第4章的局部穩(wěn)定的要求。（3）剛度驗(yàn)算有抗震設(shè)防時(shí)：2．框架柱（1）強(qiáng)度驗(yàn)算

≤

——截面塑性發(fā)展系數(shù)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)均取1.0在多遇地震作用下進(jìn)行構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)，承托鋼筋混凝土抗震墻的鋼框架柱由地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力，應(yīng)乘以增大系數(shù)1.5?！皬?qiáng)柱弱梁”要求：

≥——強(qiáng)柱系數(shù)，超過6層的鋼框架，6度Ⅳ類場(chǎng)地和7度時(shí)可取1.0，8度時(shí)可取1.05，9度時(shí)可取1.15（8-57）屬于下列情況之一時(shí)，可不按式（8-57）進(jìn)行驗(yàn)算。1）當(dāng)柱所在樓層的受剪承載力高出上一層柱的受剪承載力的25%。2）3）作為軸心受壓構(gòu)件在2倍地震力作用下穩(wěn)定性得到保證時(shí)。在罕遇地震作用下不可能出現(xiàn)塑性鉸的部分，框架柱應(yīng)控制軸壓比，應(yīng)滿足下列要求（2）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

按第6章的內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算，所不同的是，當(dāng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)除以地震力調(diào)整系數(shù)（3）框架柱的計(jì)算長度1）當(dāng)僅驗(yàn)算框架柱在重力荷載作用下的穩(wěn)定性時(shí)，柱的計(jì)算長度系數(shù)按第6章的規(guī)定采用。2）當(dāng)計(jì)算重力和風(fēng)荷載或多遇地震作用組合下的穩(wěn)定性時(shí)，對(duì)于純框架體系，當(dāng)層間位移小于0.001h(h為樓層層高）時(shí)，此時(shí)側(cè)移影響可以忽略，可按無側(cè)移情況確定；對(duì)有豎向支撐（或抗震墻）的結(jié)構(gòu)，當(dāng)層間位移標(biāo)準(zhǔn)值不超過1/250柱的計(jì)算長度系數(shù)時(shí)，可取1.0（4）板件寬厚比

在地震作用下，為防止框架柱的局部失穩(wěn)，板件的寬厚比應(yīng)滿足表8-16中的要求.（5）剛度驗(yàn)算對(duì)抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，為使框架柱具有足夠的延性和穩(wěn)定性，柱的長細(xì)比應(yīng)滿足表8-17的限值要求?？箓?cè)力結(jié)構(gòu)包括各種豎向支撐體系、鋼板剪力墻和鋼筋混凝土剪力墻.豎向支撐分中心支撐類型和偏心支撐類型8.4.3抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1．中心支撐一般采用結(jié)構(gòu)分析程序進(jìn)行內(nèi)力分析，但在初步設(shè)計(jì)階段，可采用近似計(jì)算方法（1）內(nèi)力計(jì)算特點(diǎn)1)按兩端鉸接桿件2)重力荷載在水平位移狀態(tài)下產(chǎn)生附加彎曲而引起的附加剪力3)對(duì)十字交叉支撐、人字形支撐和V形支撐的斜桿,除計(jì)算附加剪力外，還應(yīng)計(jì)入柱在重力下的彈性壓縮變形在斜桿中引起的附加壓應(yīng)力4)在多遇地震效應(yīng)組合下，為防止支撐斜桿受壓屈曲使抗剪能力退化，斜桿內(nèi)力應(yīng)乘以增大系數(shù)當(dāng)按非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，桿件截面設(shè)計(jì)按第4章的軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)方法。當(dāng)按抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：1）強(qiáng)度2）整體穩(wěn)定3）剛度：有抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，其支撐斜桿的長細(xì)比控制就要嚴(yán)一些。4）局部穩(wěn)定：限制寬厚比

≤

≤（2）截面設(shè)計(jì)2．偏心支撐：用于框架—支撐體系多遇地震：結(jié)構(gòu)為彈性狀態(tài)；罕遇地震：消能梁段剪切屈服，而支撐、柱和梁（除消能梁段外）仍為彈性工作階段。消能梁段的設(shè)計(jì)：長度、承載力、構(gòu)造

支撐斜桿的設(shè)計(jì)：軸力、穩(wěn)定能否實(shí)現(xiàn)消能梁段屈服而支撐不屈服取決于支撐的承載力。8.4.4連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)（1）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則1）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)傳力可靠、構(gòu)造簡單、加工方便。2）保證節(jié)點(diǎn)在具有足夠的強(qiáng)度、剛度，同時(shí)應(yīng)具有良好的延性。3）節(jié)點(diǎn)的受力計(jì)算模型應(yīng)與節(jié)點(diǎn)的實(shí)際受力情況相