4.2 设计计算原则

4.2.1

 

型钢混凝土组合结构的多、高层建筑的平面和竖向布置、地震作用或风荷载作用组合下的内力和位移计算等,应遵守国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ 9-87、《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89、《混凝土结构设计规范》GBJ 10-89、以及行业标准《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98的有关规定。

 

4.2.2

在进行结构内力和变形计算时,型钢混凝土组合结构构件的刚度,可按下列规定计算:

1. 型钢混凝土梁、柱构件的截面的抗弯刚度、轴向刚度和抗剪刚度可按下列公式计算:

 

         (4.2.2-1)

 

         (4.2.2-2)

 

         (4.2.2-3)

 

式中

:型钢混凝土构件截面抗弯刚度、轴向刚度、抗剪刚度;

    

:钢筋混凝土部分的截面抗弯刚度、轴向刚度、抗剪刚度;

    

:型钢部分的截面抗弯刚度、轴向刚度、抗剪刚度。

 

2. 端部配置型钢的钢筋混凝土剪力墙,其截面刚度可近似按相同截面的钢筋混凝土剪力墙计算截面抗弯刚度、轴向刚度、抗剪刚度;端部有型钢混凝土边框柱的的钢筋混凝土剪力墙,其截面刚度可按边框柱中的型钢折算为等效混凝土面积,以此作为有翼缘截面的翼缘面积,计算其抗弯刚度、轴向刚度;对于墙的抗剪刚度只考虑边框柱中的型钢腹板的折算等效混凝土面积。

 

4.2.3

采用型钢混凝土组合结构时,房屋最大适用高度可比行业标准《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91所规定的房屋最大适用高度适当提高;当全部结构构件均采用型钢混凝土结构,包括型钢混凝土框架和钢筋混凝土筒体组成的混合结构,除设防烈度为9度外,房屋最大适用高度可相应提高30%~40%,其结构阻尼比宜取0.04。

 

4.2.4

型钢混凝土结构构件设计,应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

 

4.2.5

型钢混凝土结构构件的承载力设计,应采用下列极限状态设计表达式:

非抗震设计

 

         (4.2.5-1)

抗震设计

 

         (4.2.5-2)

 

式中

:结构构件内力组合设计值,应按国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ 9-87、《建筑结构抗震规范》GBJ 11-89的规定进行计算;

    

:结构构件的重要性系数,安全等级为一级、二级、三级的结构构件,其应分别取1.1、1.0、0.9;

    

:结构构件承载力设计值;

    

:承载力抗震调整系数,其值应按表4.2.5的规定采用。

 

表4.2.5

承载力抗震调整系数

构件类型

正截面承载力计算

斜截面承载力计算

连接

剪力墙

支撑

各类构件及框架节点

焊接及螺栓

0.75

0.80

0.85

0.85

0.85

0.90

※注:

轴压比小于0.15的偏心受压柱,其承载力抗震调整系数按梁取用

 

4.2.6

型钢混凝土组合结构构件的抗震设计,应根据设防烈度、结构类型、房屋高度按表4.2.6采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和抗震构造要求。

 

表4.2.6

型钢混凝土组合结构的抗震等级

结构体系与类型

设防烈度

6

7

8

9

框架结构

房屋高度(m)

≤25

>25

≤35

>35

≤35

>35

≤25

框架

框架-剪力墙 结构

房屋高度(m)

≤50

>50

≤60

>60

<50

50~80

>80

≤25

>25

框架

剪力墙

剪力墙结构

房屋高度(m)

≤60

>60

≤80

>80

<35

35~80

>80

≤25

>25

一般剪力墙

框支落地剪力墙 底部加强部位

不应采用

框支层框架

筒体结构

框架-核心筒体

框架

核心筒体

筒中筒

框架外筒

 内筒

※注:

1. 框架剪力培结构中,当剪力墙部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架部分应按框架结构的抗震等级采用;

2. 部分框支剪力墙结构当采用型钢混凝土结构时,对8度设防烈度,其房屋高度不应超过10Om;

3. 有框支层的剪力墙结构,除落地剪力墙底部加强部位外,均按一般剪力墙结构的抗震等级取用:

4. 设防烈度为8度的丙类建筑,且房屋高度不超过12m的规则的一般民用框架结构(体育馆和影剧院等除外〕和类似的工业框架结构,抗震等级来用三级。

 

4.2.7

型钢混凝土组合结构在正常使用极限状态下,按风荷载或地震作用组合,以弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比值△u/h、顶点位移与总高度之比值u/H的限值,以及型钢混凝土组合结构的薄弱层层间弹塑性位移△up,应符合行业标准《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91所规定的限值要求。

 

4.2.8

型钢混凝土梁的最大挠度应按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合影响进行计算,其计算值不应大于表4.2.8 规定的最大挠度限值。

 

表4.2.8

型钢混凝土梁的挠度限值

跨度

挠度限值(以计算跨度lo计算)

<7m

/200(/250)

7m≤≤9m

/250(/300)

>9m

/300(/400)

※注:

1 构件制作时预先起拱,且使用上也允许,验算挠度时,可将计算所得挠度值减去起拱值;

2 表中括号中的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件。

 

4.2.9

型钢混凝土组合结构构件的最大裂缝宽度不应大于表4.2.9规定的最大裂缝宽度限值。

 

表4.2.9

最大裂缝宽度限值(mm)

构件工作条件

最大裂缝宽度限值

室内正常环境

0.3

露天或室内高湿度环境

0.2