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高层民用建筑钢结构技术规程(四)
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作者:
safety
时间:
2007-7-31 20:06
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高层民用建筑钢结构技术规程(四)
附录一 高层建筑风荷载体型系数
高层建筑风荷载体型系数,应符合下列规定:
附录二 偏心率计算
1.偏心率应按下列公式计算;
附录三 轴心受压构件d类截面稳定系数φ
附录四 钢板剪力墙的计算
(一)一般规定
钢板剪力墙用钢板或带加劲肋的钢板制成。非抗震设防的及按6度抗震设防的建筑,采用钢板剪力墙可不设置加劲肋。按7度及7度以上抗震设防的建筑,宜采用带纵向和横向加劲肋的钢板剪力墙,且加劲肋宜两面设置。
(二)钢板剪力墙的计算
1.不设加劲肋的钢板剪力墙,可按下列公式计算其抗剪强度及稳定性:
对非抗震设防的钢板剪力墙,当有充分根据时可利用其屈曲后强度。在利用板的屈曲后强度时,钢板的张力应能传递于楼板梁和柱,且设计梁和柱截面时应计入张力场效应。
2.设有纵向和横向加劲肋的钢板剪力墙,应按以下公式验算其抗剪强度和局部稳定性:
3.设有纵向和横向加劲肋的钢板剪力墙,尚应按下式验算其整体稳定性。
当h<b时
4.采用钢板剪力墙时,楼顶倾斜率按下式计算:
附录五 内藏钢板支撑剪力墙的设计
(一)一般规定
内藏钢板支撑剪力墙是以钢板为基本支撑,外包钢筋混凝土墙板的预制构件。它只在支撑节点处与钢框架相连,而且混凝土墙板与框架梁柱间留有间隙,因此实际上仍是一种支撑,其设计原则如下:
1.内藏钢板支撑的基本设计原则可参照普通钢支撑。它与普通钢支撑一样,可以是人字形支撑、交叉支撑或单斜杆支撑。若选用单斜杆支撑,宜在相应柱间成对对称布置。
2.内藏钢板支撑按其与框架的连接,可做成中心支撑,也可做成偏心支撑。在高烈度地震区,宜采用偏心支撑。
3.内藏钢板支撑的净截面面积,应根据所承受的剪力按强度条件选择,不考虑屈曲。
(二)构造要求
1.混凝土墙板截面尺寸应满足下式:
2.内藏钢板支撑宜采用与框架结构相同的钢材,支撑钢板的宽厚比以15左右为宜。适当选用较小宽厚比可有效提高支撑的抗屈曲能力。支撑钢板的厚度不应小于16mm。
3.混凝土墙板内应设双层钢筋网,每层双向配筋的最小配筋率ρmin为0.4%,且不应小于Φ6@100×100。双层钢筋网之间应适当设置连系钢筋,尤其在支撑钢板端部墙板边缘处应加强双层钢筋网之间的连系钢筋网的保护层厚度c不应小于15mm。墙板四周宜设置不小于2Φ10的周边钢筋。
4.内藏钢板支撑混凝土板中,在钢板支撑端部离墙板边缘1.5倍支撑钢板宽度的范围内,应设置加强构造钢筋。加强构造钢筋可从下列几种形式中选用:(1)麻花形钢筋(附图5.1);(2)螺旋形钢筋;(3)加密的钢箍。
当支撑钢板端部与钢板不垂直时,应注意使支撑钢板端部的加强构造钢筋在靠近墙板边缘附近与墙板边缘平行布置,不得形成空白区,以免支撑钢板端部失稳(附图5.2)。
当墙板厚度dw与支撑钢板的厚度相比较小时,为了提高墙板对支撑的侧向约束,也可沿钢板支撑全长在墙板内设带状钢筋骨架(图5.3)。
墙板对支撑端部的侧向约束较小,为了提高支撑钢板端部的抗屈曲能力,可在支撑钢板端部长度等于其宽度的范围内,沿支撑方向设置构造加劲肋。
5.在支撑钢板端部1.5倍宽度范围内不得焊接钢筋、钢板或采用任何有利于提高局部粘结力的措施。当平卧浇捣混凝土墙板时,应避免钢板自重引起支撑的初始弯曲。
6.支撑端部的节点构造,应力求截面变化平缓,传力均匀,以避免应力集中。
内藏钢板支撑剪力墙仅在节点处与框架结构相连。墙板上部宜用节点板和高强度螺栓与上框架梁下翼缘处的连接板在施工现场连接,支撑钢板的下端与下框架梁的上翼缘在现场用焊缝连接(附录5.4)。
用高强度螺栓连接时,每个节点的高强度螺栓不宜少于4个,螺栓布置应符合现行国家标准《钢结构设计规范》(GBJ17)的要求。
7.剪力墙下端的缝隙在浇筑楼板时应该用混凝土填充;剪力墙上部与上框架梁之间的间隙以及两侧与框架柱之间的间隙,宜用隔音的弹性绝缘材料填充,并用轻型金属架及耐火板材复盖。
8.剪力墙与框架柱的间隙α,应满足下列要求:
(三)强度和刚度计算
1.内藏钢板支撑的受剪承载力V可按下式计算:
2.支撑钢板屈服前,内藏钢板剪力墙的刚度K1,可近似地按下式计算:
3.支撑钢板屈服后,内藏钢板支撑剪力墙刚度K2,可近似取:
4.内藏钢板支撑剪力墙连接节点的最大承载力,应大于支撑屈服承载力的20%,以避免在地震作用下连接节点先于支撑杆件破坏。
(四)与框架的连接
内藏钢板支撑剪力墙板与四周梁柱之间均留有25mm空隙,上节点通过钢板用高强度螺栓与上钢梁下翼缘连接板相连,下节点与下钢梁上翼缘连接件用全熔透坡口焊缝连接(附图5.4)。
附录六 带竖缝混凝土剪力墙板的设计
(一)设计原则
带竖缝混凝土剪力墙板只承受水平荷载产生的剪力,不考虑承受竖向荷载产生的压力。
(二)墙板几何尺寸设计
带竖缝混凝土剪力墙板的几何尺寸,可按下列要求确定(附图6.1):
(1)墙板总尺寸l、h按建筑和结构设计要求确定。
(2)竖缝的数目及其尺寸,应满足下列要求:
(3)墙板厚度的确定
(三)墙板的承载力计算
1.墙板的承载力,以一个缝间墙及在相应范围内的实体墙作为计算对象。
2.缝间墙两侧的纵向钢筋,按对称配筋大偏心受压构件计算确定。缝根截面内力按正式确定:
由缝间墙弯剪变形引起的附加偏心距△e,按下式确定:
截面配筋系数ρ1按下式计算:
ρ1宜控制在0.075~0.185,且实配钢筋面积不宜超过计算所需面积的5%。若超出此范围过多,则应重新调整缝间墙肢数n1、缝间墙尺寸l1、h1以及a1(受力纵筋合力中心至缝间墙边缘的距离)fcm、fsy的值,使ρ1尽可能控制在上述范围内。
3.缝间墙斜截面抗剪强度应满足下式要求:
4.实体墙斜截面抗剪强度应满足下式要求:
(四)墙板V/u曲线
1.缝间墙纵筋屈服时的总受剪承载力Vy和墙板的总体侧移uy,按下列公式计算:
2.缝间墙弯曲破坏时的最大抗剪承载力Vu1和墙板的总体最大侧移uu,可按下列公式计算:
3.墙板的极限侧移可按下式确定:
墙板V-u曲线见附图6.2。
(五)构造要求和连接
1.墙板应采用C20~C30混凝土。板中水平横向钢筋应按下列要求配置:
2.缝两端的实体墙中应配置横向主筋,其数量不低于缝间墙一侧纵向钢筋用量。
3.形成竖缝的填充材料宜用延性好、易滑动的耐火材料(如二片石棉板)。
4.墙板和柱间应有一定空隙,使彼此无连接,地板上端与高强度螺栓连接。墙板下端除临时连接措施外,应全长埋于现浇混凝土楼板内,通过齿槽和钢梁上焊接栓钉实现可靠连接。墙板的两侧角部,应采取充分可靠的连接措施(附图6.3)。
附录七 钢构件防火保护层厚度的计算
1.确定荷载等级C
2.确定钢构件的临界温度Ts
钢构件达到破坏极限状态时的钢材临界温度,可根据荷载等级C按附表7.2采用。当为偏心受压柱时,Ts≤550℃。
3.构件在规定的耐火极限时间内所需的保护层厚度α,应按下列公式计算:
4.当保护层为重型材料或含水材料时,应按下列规定对厚度值修正:
(1)若2cρaζ>csρs,则为重型材料,应采用ζmod代替式(附7.2)中的ζ,重新计算a值。ζmod按下式计算:
(2)当含水保护材料的温度达100℃时,因水分蒸发而使构件温度滞后的值t1,可按下式计算:
此时,用t1修正式(附7.2)中的构件耐火极限T,重新计算a值。
附录八 本规程用词说明
一、执行本规程条文时,要求严格程度的用词说明如下,以便在执行中区别对待;
1.表示很严格,非这样作不可的用词:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
2.表示严格,在正常状态下均应这样作的用词:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3.表示允许稍有选择,在条件许可时首先应该这样作的用词:
正面词采用“宜”或“可”;
反面词采用“不宜”。
二、条文中必须按指定的标准、规范或其他有关规定执行的,其写法为“应按……执行”或“应符合……要求(或规定)”。非必须按照所指定的标准、规范(或其他规定)执行的,其写法“可参照……”。
本规程主编单位、参加单位和主要起草人
主编单位:中国建筑技术研究院标准设计研究所
参加单位:北京市建筑设计研究院、哈尔滨建筑大学、冶金部建筑研究总院、清华大学、同济大学、西安建筑科技大学、中国建筑科学研究院结构所、中国建筑科学研究院抗震所、武警学院、中国建筑西北设计院、北京建筑机械厂、北京市机械施工公司、沪东造船厂、中国建筑总公司三局
主要起草人:蔡益燕、胡庆昌、周炳章、张耀春、俞国音、方鄂华、潘世劼、陈绍蕃、范懋达、王康强、钱稼茹、邱国桦、崔鸿超、赵西安、 高小旺、姜峻岳、李云、张良铎、何若全、张相庭、沈祖炎、黄本才、王焕定、丁洁民、秦权、朱聘儒、汪心洌、徐安庭、 刘大海、罗家谦、计学润、廉晓飞、王辉、臧国和、陈民权、鲍广鉴、于福海、易兵、郝锐坤、顾强、李国强、陈德彬、钟益村、陈琢如、贺贤娟、李兆凯
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