高層混合結(jié)構(gòu)設(shè)計

第10章高層混合結(jié)構(gòu)設(shè)計10.1混合結(jié)構(gòu)體系及布置10.2混合結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)規(guī)定10.3鋼骨（型鋼）混凝土框架10.4鋼骨（型鋼、鋼板）混凝土剪力墻10.5圓鋼管混凝土柱110.1混合結(jié)構(gòu)體系及布置混合結(jié)構(gòu)——由鋼框架(框筒)、型鋼(鋼骨)混凝土框架(框筒)、鋼管混凝土框架(框筒)、鋼筋混凝土核心筒體及鋼-混凝土組合樓板所組成的共同承受水平和豎向作用的建筑結(jié)構(gòu)。一、混合結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型(一)型鋼混凝土構(gòu)件—在型鋼周圍配置鋼筋并澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，又稱鋼骨混凝土構(gòu)件，簡稱SRC.型鋼混凝土課用于梁(型鋼混凝土梁)、柱(型鋼混凝土柱)，剪力墻(型鋼混凝土剪力墻)（圖10-1）2（二）鋼管混凝土構(gòu)件—鋼管混凝土構(gòu)件是在鋼管內(nèi)部充填澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，鋼管內(nèi)部一般不再配置鋼筋，簡稱CFST。鋼管截面有圓鋼管、方管、矩形管等（圖10-2）圓鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的有效約束，可顯著提高其抗壓強度和極限壓應(yīng)變；方管、矩形管對混凝土約束效果較小，一般不考慮混凝土抗壓強度提高；混凝土可增強鋼管的穩(wěn)定性，使鋼材的強度得以充分發(fā)揮；鋼管混凝土柱是一種比較理想的受壓構(gòu)件形式，具有良好的抗震性能，主要用于高層建筑中的柱。3（三）型鋼混凝土剪力墻(鋼板混凝土剪力墻）——在混凝土剪力墻的邊緣構(gòu)件中布置型鋼，中部可以布置鋼板（圖10-3）。剪力墻兩端的暗柱和翼柱中設(shè)置型鋼后，承載力和變形能力大幅度提高；剪力墻端部設(shè)有型鋼后，使鋼梁與剪力墻的連接更方便；剪力墻中設(shè)置鋼板后可增強抗側(cè)移能力，減小墻的厚度。（四）鋼-混凝土組合樓蓋——一般由鋼梁+壓型鋼板+混凝土板組成（圖10-4）。利用鋼材(鋼梁和壓型鋼板)承受構(gòu)件截面上的拉力、混凝土承受壓力，使鋼材的抗拉強度和混凝土的抗壓強度均得到充分別用。組合梁板中的鋼梁可以承擔(dān)施工荷載，而壓型鋼板則可直接作為樓板混凝土的橫板，加快施工進(jìn)度，減輕樓板自重。4二、鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)體系我國現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)體系有。鋼框架—鋼筋混凝土核心筒(或剪力墻)；鋼框架—型鋼混凝土核心筒(或剪力墻)；型鋼混凝土框架—鋼筋混凝土核心筒(或剪力墻)；型鋼混凝土框架—型鋼混凝土核心筒(或剪力墻)；鋼框筒—混凝土核心筒；鋼框筒—型鋼混凝土核心筒；…………5三、高層建筑混合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置和概念設(shè)計（一）結(jié)構(gòu)總體布置高層混合結(jié)構(gòu)房屋的總體布置原則與高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)基本相同?；旌辖Y(jié)構(gòu)房屋平面的外形宜簡單規(guī)則：宜采用方形、矩形、多邊形、圓形、橢圓形等規(guī)則對稱的平面；盡量使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力中心與水平合力中心重合；建筑的開間、進(jìn)深宜統(tǒng)一；筒中筒結(jié)構(gòu)體系中，當(dāng)外圍鋼框架柱采用H形截面時，宜將柱截面強軸方向布置在外圍筒體平面內(nèi)；角柱宜采用十字形、方形或圓形截面；樓蓋主梁不宜擱置在核心筒或內(nèi)筒的連梁上。6混合結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力沿豎向宜均勻變化，構(gòu)件截面宜由下至上逐漸減少，無突變。混合結(jié)構(gòu)的外圍框架柱沿高度宜采用同類結(jié)構(gòu)構(gòu)件；當(dāng)采用不同類型和材料的構(gòu)件時，應(yīng)設(shè)置過渡層。對于剛度突變的樓層，如轉(zhuǎn)換層、加強層、空曠的頂層、頂部突出部分、型鋼混凝土框架與鋼框架的交接層及鄰近樓層，應(yīng)采取可靠的過渡加強措施。鋼框架部分設(shè)置支撐時，宜采用偏心支撐和耗能支撐，支撐宜連續(xù)布置，且在相互垂直的兩個方向均宜布置，并相互交接；支撐框架在地下部分宜延伸至基礎(chǔ)。混合結(jié)構(gòu)中，外圍框架平面內(nèi)梁與柱應(yīng)采用剛性連接；樓面梁與鋼筋混凝土筒體及外圍框架柱的連接可采用剛接或鉸接。樓蓋體系應(yīng)具有良好的水平剛度和整體性。7（二）概念設(shè)計保證鋼筋混凝土筒體的承載力及延性——地震時高層建筑混合結(jié)構(gòu)破壞主要集中于混凝土筒體，表現(xiàn)為混凝土筒體底部混凝土受壓破壞以及暗柱和角柱的縱筋壓屈。增強外圍框架的剛度及承載力——混合結(jié)構(gòu)高層建筑中，外圍框架平面內(nèi)梁與柱應(yīng)采用剛性連接，以增強外圍框架的側(cè)向剛度及水平承載力。設(shè)置外伸桁架加強層——采用外伸桁架加強層可以將筒體剪力墻的部分彎曲變形轉(zhuǎn)換成框架柱的軸向變形，以減小水平荷載作用下的側(cè)移。（三）混合結(jié)構(gòu)高層建筑適用的最大高度(表10-1)

CECS230:2008《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》規(guī)定的最大高度見pp312表10-1。（四）混合結(jié)構(gòu)高層建筑的最大高寬比(表10-2)

(五)丙類建筑混合結(jié)構(gòu)的抗震等級(表10-3)(pp316表10-5)810.2混合結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)規(guī)定一、結(jié)構(gòu)計算1、彈性分析時，宜考慮鋼梁與現(xiàn)澆混凝土樓板的共同作用，梁的剛度可取鋼梁剛度的1.5～2.0倍，但應(yīng)保證鋼梁與樓板有可靠連接。彈塑性分析時，可不考慮樓板與梁的共同作用。2、結(jié)構(gòu)彈性階段的內(nèi)力和位移計算時構(gòu)件剛度取值型鋼混凝土構(gòu)件、鋼管混凝土柱的剛度：

9無端柱型鋼混凝土剪力墻可近似按相同截面的混凝土剪力墻計算其軸向、抗彎和抗剪剛度——不計端部型鋼對截面剛度的提高作用；有端柱型鋼混凝土剪力墻可按H形混凝土截面計算其軸向和抗彎剛度，端柱內(nèi)型鋼可折算為等效混凝土面積計入H形截面的翼緣面積，墻的抗剪剛度可不計入型鋼作用；鋼板混凝土剪力墻可將鋼板折算為等效混凝土面積計算其軸向、抗彎和抗剪剛度。3、豎向荷載作用計算時，宜考慮鋼柱、型鋼混凝土(鋼管混凝土)柱與鋼筋混凝土核心筒豎向變形差異引起的結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力，計算豎向變形差異時宜考慮混凝土收縮、徐變、沉降及施工調(diào)整等因素的影響.4、混合結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的阻尼比可取為0.04。風(fēng)荷載作用下樓層位移驗算和構(gòu)件設(shè)計時，阻尼比可取為0.02～0.04。10二、內(nèi)力力及位移移要求1、高層建建筑混合合結(jié)構(gòu)框框架部分分的最小小地震層層剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)應(yīng)滿足下下式的要要求，同同時也不不應(yīng)小于于按結(jié)構(gòu)構(gòu)整體分分析得到到的框架架部分的的地震層層剪力。。Vfi≤ViVfi——第i樓層框架架部分的的地震層層剪力；；Vi——第i樓層的總總地震層層剪力；；——框架部分分的地震震層剪力力分擔(dān)率率(表10-4)。當(dāng)框架部部分的地地震層剪剪力按上上式調(diào)整整時，由由地震作作用產(chǎn)生生的該樓樓層各構(gòu)構(gòu)件的剪剪力、彎彎矩和軸軸力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值均應(yīng)應(yīng)進(jìn)行相相應(yīng)調(diào)整整。對于非雙雙重抗側(cè)側(cè)力體系系，剪力力墻或核核心筒應(yīng)應(yīng)承擔(dān)100％的地震震剪力。。112、在風(fēng)荷載載和多遇遇地震作作用下，，其結(jié)構(gòu)構(gòu)最大彈彈性層間間位移角角不宜大大于(表10-5)的限值。。3、罕遇地震震作用下下高層建建筑混合合結(jié)構(gòu)的的彈塑性性層間位位移角，，混合框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)不應(yīng)大于1／50，其余結(jié)結(jié)構(gòu)不應(yīng)應(yīng)大于1／100。4、地震設(shè)計計狀況下下，型鋼鋼(鋼管)混凝土構(gòu)構(gòu)件的承承載力抗抗震調(diào)整整系數(shù)RE（表10-6）。地震設(shè)計計狀況下下，鋼構(gòu)構(gòu)件的承承載力抗抗震調(diào)整整系數(shù)RE（表10-7）。1210.3鋼骨（型型鋼）混混凝土框框架一、一般規(guī)定定和構(gòu)造造要求常用實腹腹式鋼骨骨混凝土土梁、柱柱的截面面形式如如（圖10-5）。當(dāng)在外包包混凝土土中配置置一定量量的構(gòu)造造鋼筋時時，鋼骨骨與外包包混凝土土能較好好地協(xié)調(diào)調(diào)變形，，共同承承受荷載載作用.（一）截截面構(gòu)造造及縱筋筋配置鋼骨混凝凝土梁、、柱的構(gòu)構(gòu)造要求求見(圖10-6)。鋼筋的混混凝土保保護(hù)層厚厚度按《混凝土規(guī)規(guī)范》采用，梁梁、柱鋼鋼骨的保保護(hù)層厚厚度不小小于100mm和150mm。鋼骨混凝凝土梁受受拉縱向向鋼筋配配筋率不不少于0.2％。13梁的受壓壓側(cè)角部部應(yīng)各配配置一根根16以上的縱縱筋。梁的受拉拉側(cè)和受受壓側(cè)縱縱筋均不不宜超過過兩排，，梁中縱縱向鋼鋼筋盡盡量避避免穿穿過柱柱中鋼鋼骨翼翼緣。。當(dāng)梁的的腹板板高度度大于于600mm時時，在在梁的的兩個個側(cè)面面沿高高度配配置縱縱向構(gòu)構(gòu)造鋼鋼筋(腰筋)?？v向向構(gòu)造造鋼筋筋的間間距不不大于于300mm(圖10-7)。鋼骨混混凝土土柱受受壓側(cè)側(cè)縱向向鋼筋筋的配配筋率率不應(yīng)應(yīng)小于于0.2％，，全部部縱向向鋼筋筋的配配筋率率不應(yīng)應(yīng)小于于0.6％，，在四四角各各配置置一根根直徑徑不小小于16mm的的縱向向鋼筋筋。14（二））箍筋筋配置置(1)鋼骨混混凝土土梁的的箍筋筋鋼骨混混凝土土梁的的最小小面積積配箍箍率不不小于于0.3％(特一級級)、0.25％(一、二二級)和.2％(三、四四級和和非抗抗震)；箍筋直直徑和和間距距應(yīng)符符合（表10-8）(pp20表10-7)的要求求，箍箍筋間間距不不應(yīng)大大于梁梁高的的1／2。抗震設(shè)設(shè)計的的框架架鋼骨骨混凝凝土梁梁端部部箍筋筋應(yīng)加加密，，在距距梁端端1.5倍梁高高的范范圍內(nèi)內(nèi)，箍箍筋直直徑和和間距距應(yīng)符符合（表10-8）(pp20表10-7)的要求求；當(dāng)梁凈凈跨小小于梁梁截面面高度度的4倍時，，全跨跨箍筋筋按加加密要要求配配置。。15(2)鋼骨混混凝土土柱的的箍筋筋抗震設(shè)設(shè)防的的鋼骨骨混凝凝土柱柱兩端端1.5倍截面面高度度范圍圍內(nèi)箍箍筋應(yīng)應(yīng)加密密；當(dāng)當(dāng)柱凈凈高小小于柱柱截面面高度度的4倍時，，柱全全高箍箍筋應(yīng)應(yīng)加密密。柱箍筋筋加密密區(qū)的的最小小體積積配箍箍率應(yīng)應(yīng)符合合(式10-1)的要求求；其其最小體體積配配箍特特征值值v(表10-9)，非加加密區(qū)區(qū)的體體積配配箍率率不應(yīng)應(yīng)小于于加密密區(qū)體體積配配箍率率的一一半。。箍筋直直徑、、間距距應(yīng)符符合（表10-10）要求(pp321表10-10)箍筋的的無支支長度度a(縱筋間間距)(圖10-8)不宜大大于200mm(一級)，250mm(二、三三級)，300mm(四級及及非抗抗震)；(3)箍筋彎彎鉤抗震設(shè)設(shè)防的的結(jié)構(gòu)構(gòu)，RC梁端、、柱端端箍筋筋加密密區(qū)的的箍筋筋末端端應(yīng)做做成135彎鉤，，彎鉤鉤平直直段長長度不不小于于10d(d為箍筋筋直徑徑)或50mm，也可可采用用焊接接封閉閉箍筋筋。16（三））鋼骨骨(型鋼)(1)含鋼率率鋼骨混混凝土土梁、、柱及及鋼骨骨混凝凝土剪剪力墻墻(筒體)邊緣構(gòu)構(gòu)件范范圍內(nèi)內(nèi)的鋼鋼骨含含鋼率率：非非抗震震和三三、四四級抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)不不小于于2％；一一、二二級抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)不不小于于4％；特特一級級抗震震結(jié)構(gòu)構(gòu)不小小于6％；含鋼率不宜大于于15％。(2)板件厚度和寬厚厚比鋼骨板材的厚度度不應(yīng)小于6mm；寬厚比應(yīng)滿足（表10-11）的要求(pp321表10-10)。鋼骨制作時需預(yù)預(yù)留縱筋和箍筋筋貫通孔的位置置。17二、鋼骨混凝土土構(gòu)件正截面承載力計算（一）計算方法法目前，世界各國國對型鋼混凝土土構(gòu)件正截面承承載力計算可歸歸納為三種方法法：①考慮外包混凝凝土對型鋼剛度度的提高作用，，按鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定定理論計算；②假定構(gòu)件內(nèi)的的型鋼與外包混混凝土協(xié)同工作作，采用鋼筋混混凝土構(gòu)件正截截面承載力計算算方法計算；③疊加法，即型鋼鋼混凝土構(gòu)件的的正截面承載力力等于型鋼與外外包混凝土的正正截面承載力之之和。18（二）疊加法(教材介紹的方法法)以平截面假定為為基礎(chǔ)，受壓區(qū)區(qū)混凝土仍然可可采用等效矩形形應(yīng)力圖形；鋼骨截面的應(yīng)力力分布與鋼骨在在截面中的位置置有關(guān)；對于鋼骨基本對對稱配置的情況況，可采用鋼骨骨截面承載力與與混凝土截面承承載力疊加形式式計算。N≤Nyss+NurcM≤Myss+MurcNyss、Myss—分別為鋼骨部分分承擔(dān)的軸力及及相應(yīng)的受彎承承載力(塑性理論)；Nurc、Murc——分別為鋼筋混凝凝土部分承擔(dān)的的軸力及相應(yīng)的的受彎承載力(極限狀態(tài)設(shè)計法法)。19（三）鋼骨混凝凝土梁計算（1）應(yīng)力圖形（圖10-9）。（2）基本公式：M≤Myss+MurcMyss—鋼骨部分的受彎彎承載力：：持久、短暫設(shè)計計狀況：Myss=s.Wss.fssy地震設(shè)計狀況：：Myss=Wss.fssy/REWss—鋼骨截面的抵抗抗矩，當(dāng)鋼骨截截面有孔洞時應(yīng)應(yīng)取凈截面的抵抵抗矩；s—截面塑性發(fā)展系系數(shù)，對工字形形鋼骨截面，s取1.05；fssy—鋼骨的抗拉、壓、、彎強度設(shè)計值值；RE—抗震承載力調(diào)整整系數(shù)，取0.8。Murc—鋼筋混凝土部分分的受彎承載力力，按《混凝土規(guī)范》的方法計算，有有地震作用組合合時需考慮抗震震承載力調(diào)整系系數(shù)RE。20（四）鋼骨混凝凝土柱計算1、鋼骨混凝土柱柱彎矩設(shè)計值調(diào)調(diào)整——強柱弱梁等(1)除頂層和軸壓比比小于0.15者外，一、二、、三級框架柱和和中間層框支柱柱：Mc≥cMbc——對框架結(jié)構(gòu)，一一、二、三級抗抗震等級分別取為1.7、1.5、1.3；對其它結(jié)構(gòu)中的的框架，一、二二、三、四級分分別取1.4、1.2、1.1和1.1。(2)特一級和9度時的框架柱、、框支柱，以及及一級框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的框架柱：Mc≥1.2Mbua(3)特一、一、二、、三級框架，以以及框支柱的底底層柱下端截面面、和轉(zhuǎn)換層相相連的框支柱上上端截面，其彎彎矩設(shè)計值應(yīng)分分別乘以2.0、1.7、1.5、1.3的增大系數(shù)。21(4)對于角柱，其彎彎矩設(shè)計值應(yīng)按按以上各計算值值再乘以不小于于1.1的增大系數(shù)。(5)非抗震結(jié)構(gòu)、不不需進(jìn)行抗震驗驗算的結(jié)構(gòu)和四四級抗震結(jié)構(gòu)中中框架柱上、下下端截面的彎矩矩設(shè)計值取組合合的彎矩值（不不調(diào)整）。2、鋼骨混凝土柱柱正截面承載力力計算——近似考慮軸力—彎矩相關(guān)作用，，鋼骨部分承擔(dān)擔(dān)的軸力Ncss可按下式確定：：Nssc0—鋼骨部分的軸心心受壓承載力，，Nssc0=fssAss；N0——鋼骨混凝土短柱柱軸心受壓承載載力，N0=fcA+fy'A's+fssAss；Nb——界限破壞時的軸軸力，對矩形截截面，取Nb=0.5fcbh。22按式確定鋼骨部部分的軸力設(shè)計計值Ncss后，截面鋼筋混混凝土部分承擔(dān)擔(dān)的軸力為：Ncrc=N-Ncss確定鋼筋混凝土土部分和鋼骨部部分分別承擔(dān)的的軸力后，則可可分別按鋼筋混混凝土截面和鋼鋼骨截面計算各各自的受彎承載載力(已知軸力求彎矩矩)，然后疊加得到到鋼骨混凝土截截面的受彎承載載力。對于鋼骨和鋼筋筋為對稱配置的的矩形截面鋼骨骨混凝土柱(圖10-10)，可先設(shè)定鋼骨骨截面→確定鋼骨部分承承擔(dān)的軸力和彎彎矩→再確定鋼筋混凝土土部分承擔(dān)的軸軸力和彎矩的設(shè)設(shè)計值→然后按《混凝土規(guī)范》計算鋼筋混凝土土部分截面的配配筋。當(dāng)有地震作用組組合時，尚應(yīng)考考慮抗震承載力力調(diào)整系數(shù)RE。2324m——Ncyss-Mcyss相關(guān)曲線形狀系系數(shù)，查表10-12（pp326表10-11）。25三、鋼骨混凝土土構(gòu)件斜截面承載力計算（一）最小截面面尺寸1、鋼骨混凝土梁柱的總受剪承承載力上限值：：持久、短暫設(shè)計計狀況：V≤0.40cfcbh0地震設(shè)計狀況：：V≤(0.32cfcbh0)/RE2、混凝土部分的受剪承載載力上限值：持久、短暫設(shè)計計狀況：V≤0.25cfcbh0地震設(shè)計狀況：：V≤(0.20cfcbh0)/RE26（二）剪力設(shè)計計值的調(diào)整——強剪弱彎等要求求1鋼骨混凝土框架架梁：一、二、三級框框架梁梁端箍筋筋加密區(qū)：9度和一級抗震時時尚應(yīng)符合以下下要求：vb——梁剪力增大系數(shù)數(shù)。一、二、三三級抗震時，vb分別為1.3、1.2、1.1。272鋼骨混凝土框架架柱：一、二、三級框框架柱和框支柱柱柱端箍筋加密密區(qū)：9度和一級抗震時時尚應(yīng)符合以下下要求：vc——柱剪力增大系數(shù)數(shù)。一、二、三三級抗震時，vc分別為1.5、1.3、1.2。對于角柱，其剪剪力設(shè)計值應(yīng)按按以上計算值再再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。非抗震結(jié)構(gòu)、不不需進(jìn)行抗震驗驗算的結(jié)構(gòu)、四四級抗震結(jié)構(gòu)，，以及一、二、、三級結(jié)構(gòu)中框框架柱的非箍筋筋加密區(qū)，取組組合的最大剪力力設(shè)計值。28（三）梁、柱受受剪承載力計算算配置實腹式鋼骨骨的鋼骨混凝土土梁、柱，可按按疊加法計算其其斜截面受剪承承載力：V≤Vyss+VurcVyss=fssvtwhwV—剪力設(shè)計值（調(diào)調(diào)整后）；Vurc—鋼筋混凝土部分分的受剪承載力力，按《混凝土規(guī)范》算；Vyss—鋼骨部分的受剪剪承載力；fssv—為鋼骨的受剪強強度設(shè)計值.（四）節(jié)點受剪剪承載力計算由于鋼骨作用鋼鋼骨混凝土梁柱柱節(jié)點斜截面受受剪承載力顯著著增加;鋼骨混凝土梁柱柱節(jié)點核心區(qū)受受剪承載力的計計算也同樣采用用疊加法，即由由鋼筋混凝土的的受剪承載力和和鋼骨腹板的受受剪承載力疊加加。29四、鋼骨混凝土土柱的軸壓比限限值1、軸壓比的定義義：Ac—扣除型鋼后的混混凝土截面面積積。2、鋼骨混凝土柱柱的軸壓比限值值見表10-13。30五、連接和構(gòu)構(gòu)造（一）鋼骨混凝土柱柱腳鋼骨混凝土柱柱腳分為非埋埋入式和埋入入式兩種(圖10-11)。非埋入式柱腳腳的鋼骨在基基礎(chǔ)頂面終止止，其內(nèi)力依依靠地腳螺栓栓和底板傳遞遞至基礎(chǔ)。計算時可將柱柱腳處鋼骨視視為鉸接。構(gòu)造較為簡單單，施工方便便，但抗震性性能較差；一般用于地下下室頂板為上上部結(jié)構(gòu)的嵌嵌固位置、鋼鋼骨柱延伸至至基礎(chǔ)的情況況。埋入式柱腳的的鋼骨一直深深入到基礎(chǔ)混混凝土內(nèi)，固固定于底部支支墩或樁基上上。埋入式柱腳施施工較為復(fù)雜雜，但地震時時柱腳不易滑滑動，因此，，抗震結(jié)構(gòu)宜宜采用埋入式式柱腳。31（二）梁柱連接1、鋼骨混凝土土梁柱連接連接要求：一般應(yīng)使梁的的鋼骨承擔(dān)的的彎矩傳遞給給柱的鋼骨，，梁的鋼筋混混凝土部分的的彎矩傳遞給給柱的鋼筋混混凝土。梁的主筋不應(yīng)應(yīng)穿過柱鋼骨骨翼緣，也不不得與柱鋼骨骨直接焊接。柱的鋼骨和主主筋的布置應(yīng)應(yīng)為梁的主筋筋通過留出通通道。鋼骨腹板部分分設(shè)置鋼筋貫貫穿孔時，截截面缺損率不不應(yīng)超過腹板板面積的20％。梁柱鋼骨的連連接形式——柱翼緣貫通型型和梁翼緣貫貫通型(圖10-12)。采用柱翼緣貫貫通型，應(yīng)在在梁翼緣位置置設(shè)置加勁肋肋。322、鋼筋混凝土土梁-鋼骨混凝土柱柱連接(搭接式、貫通通式)搭接式：在與與鋼骨混凝土土柱連接的梁梁端，設(shè)置一一段鋼梁與梁梁主筋搭接(圖10-13(a))。鋼梁長度應(yīng)滿滿足梁的主筋筋搭接長度要要求，并在鋼鋼梁的上下翼翼緣上設(shè)置剪剪力連接件。。梁內(nèi)應(yīng)有不少少于1／3面積的主筋連連續(xù)配置。梁端至鋼梁端端部以外2倍梁高范圍內(nèi)內(nèi)，應(yīng)加密箍箍筋。貫通式：梁的大部分主主筋穿過鋼骨骨混凝土柱連連續(xù)配置，部部分主筋可在在柱兩側(cè)截斷斷，與柱鋼骨骨伸出的鋼牛牛腿可靠焊接接(圖10-13(b))。鋼牛腿的長度度應(yīng)滿足焊接接強度要求。。從梁端至鋼牛牛腿端部以外外2倍梁高范圍內(nèi)內(nèi)，應(yīng)加密箍箍筋.33（三）梁墻連接（鉸鉸接和剛接））1、鉸接連接連接構(gòu)造：鋼骨或鋼梁的的腹板通過螺螺栓與剪力墻墻中的預(yù)埋件件或預(yù)埋鋼骨骨上的連接板板連接(圖10-14)。梁的鋼骨或鋼鋼梁的梁端按按鉸接計算，，但剪力墻中中的預(yù)埋件或或預(yù)埋鋼骨的的設(shè)計計算應(yīng)應(yīng)考慮梁端剪剪力和梁端部部分嵌固彎矩矩的作用。預(yù)埋件容易損損壞，預(yù)埋鋼鋼骨連接性能能較好。2、剛接連接接梁端按固結(jié)考考慮。剪力墻中必須須設(shè)置鋼骨。。連接構(gòu)造形式式與鋼梁-鋼骨混凝土柱連接類似。。梁端固端彎矩矩使剪力墻產(chǎn)產(chǎn)生平面外彎彎矩，剪力墻墻設(shè)計時應(yīng)予予以考慮。3410.4鋼骨（型鋼、、鋼板）混凝凝土剪力墻一、一般規(guī)定和構(gòu)構(gòu)造要求鋼骨混凝土剪剪力墻分為無無端柱剪力墻墻和有端柱剪剪力墻（圖10-15）。參與受力的豎豎向鋼骨應(yīng)沿沿高度連續(xù)貫貫通。（一）鋼骨剪剪力墻最小厚度要求求無端柱剪力墻墻最小厚度和和有端柱剪力力墻腹板最小小厚度(表10-14)(pp334表10-13)。35（二）無端柱剪力墻墻或有端柱剪剪力墻腹板部部分的分布鋼筋(1)非抗震設(shè)防及及四級抗震結(jié)結(jié)構(gòu)，面積配配筋率不小于于0.2％，直徑不小小于8mm，間距不大于于300mm。(2)一、二、三級級時，面積配配筋率不小于于0.25％，直徑不小小于8mm，間距不大于于200mm。(3)特一級時，面面積配筋率不不小于0.35%，直徑不小于于10mm，間距不大于于200mm。(4)與室外直接接接觸的剪力墻墻，或由于其其他原因?qū)е轮录袅炷廉a(chǎn)生較高高溫度應(yīng)力的的部位，靠近近墻表面的兩兩層鋼筋面積積配筋率不小小于0.25％，直徑不小小于8mm，間距不大于于200mm。36(5)對于抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)，鋼骨混凝凝土剪力墻底底部加強區(qū)水水平分布筋應(yīng)應(yīng)加密。加強區(qū)高度可可取結(jié)構(gòu)總高高的1／10，且不小于1層樓高(10層及10層以下結(jié)構(gòu))或2層樓高(10層以上結(jié)構(gòu))。加強區(qū)范圍內(nèi)內(nèi)水平分布筋筋的間距不大大于150mm(三、四級)、100mm(特一、一、二二級)。特一級剪力墻墻加密區(qū)面積積配筋率尚不不宜小于0.4％。（三）鋼板剪力墻構(gòu)構(gòu)造要求鋼板混凝土剪剪力墻體中的的鋼板厚度不不宜小于10mm，也不宜大于于墻厚的1／15；鋼板混凝土剪剪力墻的墻身身分布鋼筋配配筋率不宜小小于0.4％，分布鋼筋筋間距不宜大大于200mm，且應(yīng)與鋼板板可靠連接；；鋼板與周圍型型鋼構(gòu)件宜采采用焊接；37（四）型鋼剪剪力墻、鋼板板剪力墻的軸軸壓比限值1、軸壓比的定定義：N—重力荷載代表表值作用下墻墻肢的軸向壓壓力設(shè)計值。。Ac—扣除型鋼、鋼鋼板后的混凝凝土截面面積積。Asp—剪力墻腹板內(nèi)內(nèi)所配鋼板的的橫截面面積積。2、剪力墻的軸軸壓比限值見表10-15。38（五）邊緣構(gòu)構(gòu)件和暗梁邊緣構(gòu)件無端柱鋼骨混混凝土剪力墻墻端部應(yīng)設(shè)置置邊緣構(gòu)件。邊緣構(gòu)件范圍圍內(nèi)應(yīng)配置鋼鋼骨、縱向鋼鋼筋和鋼箍，，共同組成暗暗柱。暗柱尺寸及面面積、縱筋及及箍筋的最小小要求宜符合合第七章有關(guān)剪剪力墻邊緣構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造規(guī)規(guī)定。暗梁無端柱鋼骨混混凝土剪力墻墻在樓板標(biāo)高高處設(shè)置暗梁梁。暗梁可由鋼骨骨、箍筋與縱縱向鋼筋組成成，或僅采用用鋼箍與縱向向鋼筋組成，，暗梁不參加加剪力墻受力力計算。特一級和一級級時，暗梁內(nèi)內(nèi)應(yīng)設(shè)置鋼骨骨；二級時，，暗梁內(nèi)宜配配置鋼骨。暗梁鋼骨應(yīng)與與暗柱內(nèi)鋼骨骨組成框架。。其他情況可以以按構(gòu)造或施施工要求設(shè)置置暗梁。39二、正截面受彎承承載力計算鋼骨混凝土剪剪力墻在已知知軸力設(shè)計值值時，正截面面受彎承載力力應(yīng)滿足下式式要求：M≤Mwu鋼骨混凝土剪剪力墻正截面面受彎承載力力Mwu的計算方法與普普通鋼筋混凝凝土矩形和工工形截面剪力力墻相同；端部鋼骨面積積計入剪力墻墻端部鋼筋面面積，用Asfy+Assfssy代替Asfy；當(dāng)有地震作用用組合時，尚尚應(yīng)考慮抗震震承載力調(diào)整整系數(shù)RE。40三、斜截面受剪承承載力計算（一）剪力設(shè)設(shè)計值的調(diào)整整——強剪弱彎等一、二、三級剪力力墻墻肢底部加強強部位：Vw≤vwVmax9度和抗震特一級的剪剪力墻：非抗震結(jié)構(gòu)、四級級抗震剪力墻，以以及其他抗震等級級剪力墻的非加強強區(qū)：Vw≤Vmax抗震等級為一、二二、三級的剪力墻墻，剪力增大系數(shù)數(shù)vw分別取l.6、1.4、1.2；41（二）斜截面受剪剪承載力驗算無端柱鋼骨混凝土土剪力墻：Vw≤Vwurc+Vwuss有端柱鋼骨混凝土土剪力墻：Vw≤Vwurc+Vcu/2Vw—鋼骨混凝土剪力墻墻的剪力設(shè)計值（（調(diào)整后）；Vwurc—剪力墻中鋼筋混凝凝土腹板部分的受受剪承載力。Vwuss—無端柱剪力墻中鋼鋼骨部分的受剪承承載力；Vcu—有端柱剪力墻中每每根鋼骨混凝土端端柱的受剪承載力力。鋼骨混凝土剪力墻墻中鋼筋混凝土腹板部部分受剪承載力42無端柱鋼骨混凝土土剪力墻中鋼骨部分的受剪承載力有端柱剪力墻中鋼骨混凝土端柱的受剪承載力43（三）最小截面尺寸1鋼筋混凝土腹板部部分的受剪承載力力上限值：持久、短暫設(shè)計狀狀況：Vwurc≤0.25cfcbh0地震設(shè)計狀況：Vwurc≤(0.20cfcbh0)/RE2無端柱鋼骨混凝土土剪力墻中鋼骨部部分的受剪承載力力上限值：Vwuss≤0.25Vwurc44四、連梁計算連梁的類型鋼筋混凝土連梁；；鋼筋混凝土交叉暗暗撐連梁鋼骨混凝土連梁鋼板混凝土連梁鋼連梁（一）鋼板混凝土土連梁1、受彎承載力計算算鋼板混凝土連梁的的受彎承載力計算算：452、受剪承載力計算1剪力設(shè)計值的調(diào)整整——強剪弱彎等要求一、二、三級時：：9度和特一級抗震時時：無地震組合和四級級時，取組合的剪剪力設(shè)計值(不調(diào)整)。vb——梁剪力增大系數(shù)。。一、二、三級抗抗震時，vb分別為1.3、1.2、1.1。462鋼板混凝土連梁受受剪承載力計算：：3最小截面尺寸限值值鋼板混凝土連梁的的截面尺寸應(yīng)符合合以下要求：473、構(gòu)造規(guī)定鋼板混凝土連梁內(nèi)內(nèi)鋼板的厚度不應(yīng)應(yīng)小于6mm，高度不宜超過梁梁高的0.7倍，鋼板宜采用Q235B級鋼材；鋼板的表面應(yīng)設(shè)置置焊接栓釘(圖10-16a)，也可在鋼板每側(cè)側(cè)焊接兩根直徑不不小于12mm的通長鋼筋(圖10-16b)；鋼板在墻肢內(nèi)應(yīng)可可靠錨固：如果在墻肢內(nèi)設(shè)置置鋼骨暗柱，連梁梁鋼板的兩端與鋼鋼骨暗柱可采用焊焊接或螺栓連接。。如果墻肢內(nèi)無鋼骨骨暗柱，鋼板在墻墻肢中的埋置長度度不應(yīng)小于500mm與鋼板高度二者中中的較大值，在距距離墻肢表面75mm處以及鋼板端部焊焊接加勁鋼板，其其厚度不小于16mm，寬度不小于100mm(圖10-17)。48（二）鋼連梁1、破壞形態(tài)當(dāng)連梁的有效跨度度leff≥2.6Mp/Vp，為彎曲屈服。應(yīng)確保連梁首先彎彎曲屈服，連梁應(yīng)應(yīng)在墻肢中有足夠夠的錨固長度，確確保鋼連梁錨固段段不發(fā)生滑移；連梁上應(yīng)設(shè)置足夠夠的加勁肋，確保保連梁彎曲屈服后后的延性。當(dāng)連梁的有效跨度度leff<2.6Mp/Vp，連梁可能首先發(fā)發(fā)生剪切屈服。連梁在墻肢中應(yīng)有有足夠的錨固長度度，以確保連梁抗抗剪承載力的充分分發(fā)揮；連梁上應(yīng)設(shè)置足夠夠的加勁肋，以確確保其剪切屈服后后的延性。492、受剪承載力計算1剪力設(shè)計值的調(diào)整整鋼連梁的剪力設(shè)計計值按下列規(guī)定計計算：持久、短暫設(shè)計狀狀況，取組合的剪剪力設(shè)計值；地震設(shè)計狀況：當(dāng)leff≥2.6Mp/Vp時：Vb=2Wpssfssy/leff+VGb當(dāng)leff<2.6Mp/Vp時：Vb=0.58fssyhwtwWpss——鋼連梁的塑性截面面模量；fssy——鋼材的屈服強度；；Mp——鋼連梁的全塑性受受彎承載力；Vp——鋼連梁的塑性受剪剪承載力；leff——連梁的有效跨度，，leff=ln+3a，a可取30mm。502鋼連梁受剪承載力力鋼連梁的受剪承載載力應(yīng)滿足下式要要求：513、構(gòu)造規(guī)定當(dāng)鋼連梁高度大于于650mm時，鋼腹板兩側(cè)均均應(yīng)設(shè)置加勁肋；；高度不大于650mm時可僅在腹板一側(cè)側(cè)設(shè)置。加勁肋的的厚度不應(yīng)小于10mm，也不應(yīng)小于腹板板厚度tw的0.75倍。第一塊加勁肋肋至墻表面的距離離和加勁肋間距的的要求見(表10-16)pp343表10-15。當(dāng)墻肢中有鋼骨暗暗柱，且鋼骨暗柱柱表面距墻邊緣的的距離不大于1.5倍連梁截面高度時時，鋼連梁端部應(yīng)應(yīng)與鋼骨暗柱剛性性連接。在暗柱內(nèi)內(nèi)鋼連梁上、下翼翼緣位置應(yīng)設(shè)置水水平加勁肋(圖10-18)。當(dāng)墻肢中無鋼骨暗暗柱或鋼骨暗柱表表面距墻邊緣的距距離大于1.5倍連梁截面高度時時，鋼連梁在墻肢肢中應(yīng)具有足夠的的埋置長度。52鋼連梁在墻肢中的的埋置方法：在鋼鋼連梁的端部及梁梁墻交界面應(yīng)設(shè)置置加勁板(圖10-19a)，其厚度不應(yīng)小于于16mm，也不應(yīng)小于腹板板厚度tw的1.5倍。在錨固段內(nèi)宜宜在上、下翼緣焊焊接栓釘(圖10-19b)。鋼連梁翼緣兩側(cè)的的混凝土內(nèi)應(yīng)配置置鋼筋，鋼筋面積積Asc≥1.8Vb/fssy，鋼筋的布置見（圖10-20），其中2/3的Asc鋼筋需布置在墻體體邊緣部分，可與與剪力墻邊緣構(gòu)件件中的鋼筋結(jié)合共共用。5310.5圓鋼管混凝土柱一、概述（一）鋼管混凝土土柱的截面形狀主要有圓形、方形形和矩形(圖10-2)；方形和矩形截面鋼鋼管對改變管內(nèi)混混凝土的力學(xué)性能能的作用較小。(二)鋼管混凝土柱的優(yōu)優(yōu)越性。1、與鋼柱相比——焊接量少；剛度大大；耐火性能好；；不存在鋼柱受壓壓翼緣屈曲失穩(wěn)的的問題；在承載力力相同的條件下，，用鋼量減少約50％。2、與鋼筋混凝土柱柱比——在用鋼量相近、承承載力相同的條件件下，截面面積減減少一半，減輕了了結(jié)構(gòu)的重量，同同時降低了基礎(chǔ)造造價。54（三）鋼管混凝土土柱的設(shè)計方法（（兩種）極限平衡理論—也稱極限分析法，，其基本假定為：：(1)鋼管混凝土由鋼管管和管內(nèi)混凝土兩兩種元件組成；(2)鋼管混凝土柱達(dá)到到其軸心受壓承載載力時，對于直徑徑與壁厚之比不小小于20的鋼管，其徑向應(yīng)應(yīng)力遠(yuǎn)小于環(huán)向應(yīng)應(yīng)力，可忽略不計計，鋼管的應(yīng)力狀狀態(tài)簡化為縱向受受壓、環(huán)向受拉，，且沿管壁均勻分分布；(3)鋼管采用VonMises屈服準(zhǔn)則。鋼管混凝土統(tǒng)一理理論是將鋼管和管管內(nèi)混凝土視為一一種組合材料。鋼管混凝土短柱的的軸心受壓承載力力為鋼管混凝土組組合材料的軸壓組組合強度與鋼管混混凝土截面面積的的乘積；組合強度是以試驗驗研究為基礎(chǔ)，通通過數(shù)值計算確定定的。55（四）圓鋼管混凝凝土柱的工作特性性和破壞形態(tài)短柱——長徑比Le/D≤4的鋼管混凝土柱。。1、軸心受壓壓鋼管混凝凝土短柱的的工作性能能(1)在加載初始始階段，由由于混凝土土的泊松比比小于鋼的的泊松比，，鋼管內(nèi)混混凝土的側(cè)側(cè)向膨脹小小于鋼管的的側(cè)向膨脹脹，鋼管與與混凝土之之間沒有擠擠壓力，兩兩者共同承承擔(dān)軸向壓壓力。(2)隨著軸壓力力加大，混混凝土內(nèi)水水泥與骨料料結(jié)合面原原有的微細(xì)細(xì)裂縫發(fā)展展，并出現(xiàn)現(xiàn)新的微裂裂縫，使混混凝土體積積膨脹，其其側(cè)向變形形超過鋼管管的側(cè)向變變形后，在在混凝土與與鋼管之間間產(chǎn)生徑向向壓力，鋼鋼管壁受到到環(huán)向拉力力，鋼管主主要處于縱縱向受壓、、環(huán)向受拉拉的雙向應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)。。(3)核心混凝土土受到鋼管管徑向緊箍箍力的作用用，處于三三向受壓應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)(圖10-21)。56鋼管處于彈彈性階段時時，鋼管混混凝土短柱柱的外觀變變化不大;鋼管屈服而而開始塑性性流動后，，鋼管表面面可以觀察察到滑移斜斜線，外觀觀體積也因因混凝土微微裂縫發(fā)展展而增大。。隨著軸壓力力的增大，，鋼管的環(huán)環(huán)向拉應(yīng)力力不斷增大大；根據(jù)VonMises屈服條件，，鋼管承受受的縱向壓壓應(yīng)力相應(yīng)應(yīng)減小，軸軸向壓力在在鋼管與管管內(nèi)混凝土土之間重分分布，鋼管管承受的壓壓力減小，，由主要承承受軸向壓壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變變?yōu)橹饕谐惺墉h(huán)向拉拉應(yīng)力，而而三向受壓壓的混凝土土因受到較較大的約束束緊箍力而而具有更高高的抗壓強強度和更大大的塑性變變形能力。。鋼管和管內(nèi)內(nèi)混凝土所所能承擔(dān)的的軸向壓力力之和達(dá)到到最大時，，即為鋼管管混凝土短短柱的最大大軸心受壓壓承載力。。超過最大承承載力后，，鋼管混凝凝土柱的縱縱向變形繼繼續(xù)增大，，鋼管表面面局部凸曲曲皺折，不不過，即使使縱向變形形很大，也也不會出現(xiàn)現(xiàn)管內(nèi)混凝凝土壓碎現(xiàn)現(xiàn)象。572、軸心受壓壓鋼管混凝凝土短柱的的破壞形態(tài)態(tài)(1)長徑比Le/D≤4的鋼管混凝凝土短柱基基本沒有側(cè)側(cè)向彎曲，，其破壞為為材料強度受受壓破壞；(2)4<Le/D≤20的中長柱的的破壞為縱縱向壓彎破破壞，其軸軸向受壓承承載力隨長長徑比的增增加而減小小，達(dá)到最最大軸壓力力時，鋼管管表面平均均縱向應(yīng)變變超過屈服服應(yīng)變，其其破壞為非彈性失穩(wěn)穩(wěn)破壞；(3)Le/D>20的柱，達(dá)到到最大軸壓壓力時，鋼鋼管表面平平均縱向應(yīng)應(yīng)變在彈性性范圍內(nèi)，，為彈性失穩(wěn)破破壞。鋼管混凝土土柱的長徑徑比不宜大