11.2 结构布置和结构设计

11.2.2

从抗震的角度提出了建筑的平面应简单、规则、对称的要求,从方便制作,减少构件类型的角度提出了开间及进深宜尽量统一的要求。

 

11.2.3

国内外的震害表明,结构沿竖向刚度或抗侧力承载力变化过大,会导致薄弱层的变形和构件应力过于集中,造成严重震害。竖向刚度变化时,不但刚度变化的楼层受力增大,而且上下邻近楼层的内力也会增大,所以加强时,应包括相邻楼层在内。对于型钢钢筋混凝土框架与钢框架交接的楼层及相邻楼层的柱子,应设置剪力栓钉,加强连接,另外,钢&emdash;混凝土混合结构的顶层型钢混凝土柱也需设置栓钉,因为一般来说,顶层柱子的弯矩较大。

偏心支撑的设置应能保证塑性铰出现在梁端,在支撑点与梁柱节点之间的一段梁能形成耗能梁段,其在地震荷载作用下,会产生塑性剪切变形,因而具有良好的耗能能力,同时保证斜杆及柱子的轴向承载力不至于降低很多。偏心支撑一般以双向布置为好,并且应伸至基础。还有另外一些耗能支撑,主要通过增加结构的阻尼来达到使地震力很快衰减的目的,这种支撑对于减少建筑物顶部加速度及减少层间变形较为有效。

 

11.2.4

钢框架-混凝土简体结构体系中的混凝土简体一般均承担了85%以上的水平剪力,所以必须保证混凝土简体具有足够的延性,配置了型钢的混凝土筒体墙在弯曲时,能避免发生平面外的错断,同时也能减少钢柱与混凝土简体之间的竖向变形差异产生的不利影响。

型钢柱的设置可放在楼面钢梁与混凝土简体的连接处,混凝土筒体的四角及混凝土筒体剪力墙的大开口两侧。试验表明,钢梁与混凝土筒体的交接处,由于存在一部分弯矩及轴力,而简体剪力墙的平面外刚度又较小,很容易出现裂缝。因而在筒体剪力墙中以设置型钢柱为好,同时也能方便钢结构的安装,混凝土筒体的四角因受力较大,设置型钢柱能使简体剪力墙开裂后的承载力下降不多,防止结构的迅速破坏。因为简体剪力墙的塑性铰一般出现在高度的1/8范围内,所以在此范围内,简体剪力墙四角的型钢柱宜设置栓钉。

 

11.2.5

保证简体的延性可采取下列措施:(1)通过增加墙厚控制简体剪力墙的剪应力水平;(2)筒体剪力墙配置多层钢筋;(3)剪力墙的端部设置型钢柱,四周配以纵向钢筋及箍筋形成暗柱;(4)连梁采用斜向配筋方式;(5)在连梁中设置水平缝;(6)保证混凝土筒体角部的完整性并加强角部的配筋;(7)简体剪力墙的开洞位置尽量对称均匀。

 

11.2.6

外框架采用梁柱刚接,能提高外框架的刚度及抵抗水平荷载的能力。如在混凝土筒体墙中设置型钢时,宜采用楼面钢梁与混凝土筒体刚接,当混凝土简体墙中无型钢柱时,可采用铰接,刚度发生突变的层次采用刚接主要是为了增加框架部分的空间刚度,使层间变形不致过大。

 

11.2.7

将柱截面强轴布置在框架平面内,主要是为了增加框架平面内的刚度,减少剪力滞后。角柱为双向受力构件,采用方形、十字形等主要是为了方便连接,且受力合理。

 

11.2.8~11.2.9

采用外伸桁架主要是将筒体剪力墙的弯曲变形转换成框架柱的轴向变形以减小水平荷载下结构的侧移,所以必须保证外伸桁架与剪力墙刚接。外柱相对桁架杆件来说,截面尺寸较小,而轴向力又较大,故不宜承受很大的弯矩,因而外柱与桁架宜采用铰接。外柱承受的轴向力要传至基础,故外柱必须上、下连续,不得中断。由于外柱与混凝土内筒存在的轴向变形不一致,会使外挑桁架产生很大的附加内力,因而外伸桁架宜分段拼装。在设置多道外伸桁架时,本外伸桁架可在施工上一个外伸桁架时予以封闭闭;仅设一道外伸桁架时,可在主体结构完成后再安装封闭,形成整体。

 

11.2.10

压型钢板与钢梁连接可采用剪力栓钉,栓钉数量应通过计算确定。

 

11.2.12

对型钢混凝土构件,实际设计一般先确定型钢尺寸,然后按型钢混凝土构件进行配筋。整体计算分析时,型钢混凝土构件可采用刚度迭加的方法,同时也可近似采用将型钢折算成混凝土后进行计算,再按型钢混凝土构件进行配筋。

 

11.2.13

从国内外工程的经验来看,一般主梁均考虑楼板的组合作用,而次梁则不予考虑,原因主要是经济性及安全性。次梁作为直接受力构件应有足够的安全储备,而且次梁的栓钉一般较稀,所以一般不考虑楼板的组合作用。

 

11.2.14

混合结构在内力和位移计算中,如采用楼板平面内无限刚假定,则外伸桁架的弦杆轴向力无法得出,弦杆的轴向变形也无法计算,对外伸桁架而言是偏于不安全的。

 

11.2.15~11.2.16

由于内筒与外柱的轴向变形不一,在长期荷载作用下,会使顶部楼面梁产生很大的支座位移,由此而在楼面梁产生的附加内力不宜忽略。混凝土简体先于钢框架施工时,必须控制混凝土简体超前钢框架安装的层次,否则在风荷载及其他施工荷载作用下,会使混凝土筒体产生较大的变形和应力。

 

11.2.19

试验表明,钢框架-混凝土简体结构在地震作用下,破坏首先出现在混凝土简体底部,因此钢框架&emdash;混凝土简体结构中简体应较混凝土结构中的简体采取更为严格的构造措施,对其抗震等级应适当提高,以保证混凝土简体的延性;型钢混凝土柱-混凝土简体结构的最大适用高度已较B级高度钢筋混凝土框架-核心筒结构的略高,对其抗震等级要求应适当提高。

 

11.2.22

试验表明:由于混凝土及腰筋和箍筋对型钢的约束作用,在型钢混凝土中的型钢的宽厚比可较纯钢结构适当放宽,型钢混凝土中型钢翼缘的宽厚比可取为纯钢结构的1.5倍,腹板可取为纯钢结构的2倍,填充式箱形钢管混凝土可取为纯钢结构的1.5~1.7倍。