同济大学 高层建筑第7章72组合结构设计-2

1、第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计高层组合结构设计高层组合结构设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计7.3.7.3.1 . 1 . 截面形式和构造要求截面形式和构造要求 1 1. . 型钢混凝土梁内一般放置工字形型钢，当截面尺寸较大时型钢混凝土梁内一般放置工字形型钢，当截面尺寸较大时型钢多为钢板焊接而成。型钢多为钢板焊接而成。 7.3 7.3 组合结构构件设计组合结构构件设计型钢混凝土梁的配筋实例型钢混凝土梁的配筋实例第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计2. 型钢配置形式型钢配置形式第七章第七章 其他建

2、筑形式结构设计其他建筑形式结构设计3. 钢骨混凝土钢骨混凝土梁梁构件一般构造要求构件一般构造要求钢骨混凝土梁钢骨混凝土梁第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计4. 钢骨混凝土钢骨混凝土柱柱构件一般构造要求构件一般构造要求钢骨混凝土柱钢骨混凝土柱第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计twhwtwbhwhwbhwtwtftwbb第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计7.3.2 7.3.2 型钢混凝土型钢混凝土梁梁的计算的计算1 . 1 . 抗弯承载力抗弯承载力 型钢混凝土框架梁正截面受弯承载力计算可采用下列型钢混凝土框架梁正截面受弯承载力计算可采用下

3、列基本假定基本假定： （1 1）截面应变保持平面。）截面应变保持平面。 （2 2）不考虑混凝土的抗拉强度。）不考虑混凝土的抗拉强度。 （3 3）受压边缘混凝土极限压应变取）受压边缘混凝土极限压应变取0.0030.003，相应的最大压应力取，相应的最大压应力取混混 凝土轴心抗压强度设计值凝土轴心抗压强度设计值fcfc，受压区应力图形简化为等效的矩形，受压区应力图形简化为等效的矩形应应力图，其高度取按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数力图，其高度取按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数0.80.8，矩矩形应力图的应力取为混凝土轴心抗压强度设计值。形应力图的应力取为混凝土轴心抗压强度设计值。 （4

4、 4）型钢腹板的应力图形为拉、压梯形应力图形。设计计算时，）型钢腹板的应力图形为拉、压梯形应力图形。设计计算时，简化为等效矩形应力图形。简化为等效矩形应力图形。 （5 5）钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其）钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变强度设计值。受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变bbbb取取0 00101。第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计 ysf A aaf Acfysf Aaaf A sa aaM框架梁正截面受弯承载力计算图框架梁正截面受弯承载力计算图非抗震设计时：非抗震设计时：

5、()()()20coysosaafosawcyafysaafawxMf bx hf Ahaf AhaMf bxf Af Af AN第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计抗震设计时：抗震设计时：1()()()2 0 coysosaafosawREcysaafysaafawxMf bx hf Ahaf AhaMf bxf Af Af Af AN 当当 121.25oohxhx时时 1222221212 2.51 2.51.2520.8 120.003awwoaawwoabyasNt h fMt h fffE第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计2 . 2 . 抗剪承

6、裁力抗剪承裁力0.080.58svbcoyvoa wwAVf bhfhf t hs非抗震设计时：非抗震设计时： 1(0.060.80.58)svbcoyvoa wwREAVf bhfhf t hs抗震设计时：抗震设计时： 对于充满型实腹型钢的钢筋混凝土框架梁，防止剪压破坏由受对于充满型实腹型钢的钢筋混凝土框架梁，防止剪压破坏由受剪承载力计算来保证，防止斜压破坏由截面控制条件来保证。剪承载力计算来保证，防止斜压破坏由截面控制条件来保证。 对于集中荷载作用的梁还与剪跨比有关，近似的取型钢腹板的对于集中荷载作用的梁还与剪跨比有关，近似的取型钢腹板的抗剪强度为抗剪强度为0.580.58af第七章第七章

7、 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计3 . 3 . 构造要求构造要求1 1）为保证框架梁对框架节点的约束作用，以及便于型钢混凝土）为保证框架梁对框架节点的约束作用，以及便于型钢混凝土梁梁的浇筑，型钢混凝土框架梁的截面宽度不宜小于的浇筑，型钢混凝土框架梁的截面宽度不宜小于300mm300mm。（2 2）考虑到截面高度与宽度比值过大，对梁抗扭和侧向稳定不利，）考虑到截面高度与宽度比值过大，对梁抗扭和侧向稳定不利，梁截面的高度和宽度的比值不宜大于梁截面的高度和宽度的比值不宜大于4 4。（3 3）为保证梁底部混凝土浇筑密实，梁中纵向受力钢筋不宜超过）为保证梁底部混凝土浇筑密实，梁中纵向受力钢筋不

8、宜超过两两排。如超过两排，施工上应采取措施。排。如超过两排，施工上应采取措施。（4 4）梁纵向受拉钢筋混凝土的配筋率宜大于）梁纵向受拉钢筋混凝土的配筋率宜大于0.30.3，直径宜取，直径宜取1616- -25mm25mm，净距不宜小于，净距不宜小于30mm30mm和和1.5d(d1.5d(d为钢筋的最大直径为钢筋的最大直径) )，以保证，以保证混凝土与钢筋和型钢有良好的粘结力。混凝土与钢筋和型钢有良好的粘结力。第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计7.3.3 7.3.3 型钢混凝土型钢混凝土柱柱的计算的计算1 . 1 . 计算模型计算模型计算模型一般有两种思路：强度叠架模型和变

9、形协调模型。计算模型一般有两种思路：强度叠架模型和变形协调模型。强度叠加模型原理示意强度叠加模型原理示意图图当当 ORCNN时时 0 , RCSRCNNMMMORCN N时时当当 0 , RCSSNNNMM第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计2 . 2 . 柱偏心受压正截面承载力计算柱偏心受压正截面承载力计算我国规范采用的是较为简单的变形协调模型我国规范采用的是较为简单的变形协调模型偏心受压框架柱的承载力计算偏心受压框架柱的承载力计算第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计非抗震设计时：非抗震设计时： cysaa fasaafawNf bxfAfAAAN (/

10、2)()()ecoysosaa fosawNf bx hxfAhafAhaM抗震设计时：抗震设计时： 1()cysaa fasaafawRENf bxfAfAAAN 1(/ 2)()()coysosaa fosawRENef bx hxfAhafAhaM第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计3 3 . . 柱柱斜截面抗剪斜截面抗剪承载力计算承载力计算 0.200.580.071.5svccoyvoa wwAVf bhfhf t hNs非抗震设计时：非抗震设计时： 10.160.58(0.80.056)1.5svccoyvoa wwREAVf bhfhf t hNs抗震设计时：抗

11、震设计时：第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计4 4 . . 柱柱的构造要求的构造要求 为了保证型钢混凝土框架具有较好的延性和耗能能力，应控制框为了保证型钢混凝土框架具有较好的延性和耗能能力，应控制框架柱的轴压比。架柱的轴压比。 ccaaNnf Af A型型钢钢混混凝凝土土框框架架的的轴轴压压比比限限值值 结结构构类类型型 箍箍筋筋类类型型 抗抗震震等等级级 一一级级 二二级级 三三级级 框框架架结结构构 复复合合箍箍筋筋 0.65 0.75 0.85 框框架架剪剪力力墙墙架架构构 框框架架- -筒筒体体结结构构 复复合合箍箍筋筋 0.70 0.80 0.90 框框支支结结构

12、构 复复合合箍箍筋筋 0.60 0.70 0.80 第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计7.47.4 . . 节点及连接的构造要求及设计节点及连接的构造要求及设计1、框架梁柱节点框架梁柱节点连接形式与构造连接形式与构造第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计1 1、连接形式与构造、连接形式与构造节点为梁柱的重叠区域，是保证结构承载力和刚度的重要部位；节点为梁柱的重叠区域，是保证结构承载力和刚度的重要部位；连接形式：连接形式：型钢混凝土柱与型钢混凝土梁型钢混凝土柱与型钢混凝土梁型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁型钢混凝土柱与钢梁型钢混凝土柱与钢梁

13、连接要求：连接要求：构造简单构造简单传力明确传力明确便于混凝土的浇捣和配筋便于混凝土的浇捣和配筋第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计2. 2. 型钢混凝土的梁柱节点设计型钢混凝土的梁柱节点设计 各类节点都需要保证在梁端出现塑性铰后，节点不发生脆性破坏。各类节点都需要保证在梁端出现塑性铰后，节点不发生脆性破坏。对于一、二级抗震等级的框架节点，其受剪承载力按下式计算：对于一、二级抗震等级的框架节点，其受剪承载力按下式计算：. . 型钢混凝土柱与型钢混凝土柱与型钢混凝土梁型钢混凝土梁连接的梁柱节点连接的梁柱节点010.3()0.

14、58svjjjcjjyvsa wwREAVf b hfhaf t hs 一级抗震等级：一级抗震等级：01(0.30.05)()0.58svjjjcjjyvsa wwREcccANVf b hfhaf t hf b hs 二级抗震等级：二级抗震等级：1 1）. . 节点受剪承载力的计算节点受剪承载力的计算第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计. . 型钢混凝土柱与型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁连接的梁柱节点连接的梁柱节点010.14()0.2svjjjcjjyvsa wwREAVf b hfhaf t hs 一级抗震等级：一级抗震等级：01(0.140.05)()0.2s

15、vjjjcjjyvsa wwREcccANVf b hfhaf t hf b hs 二级抗震等级：二级抗震等级：第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计. . 型钢混凝土柱与型钢混凝土柱与钢梁钢梁连接的梁柱节点连接的梁柱节点010.25()0.58svjjjcjjyvsa wwREAVf b hfhaf t hs 一级抗震等级：一级抗震等级：01(0.250.05)()0.58svjjjcjjyvsa wwREcccANVf b hfhaf t hf b hs 二级抗震等级：二级抗震等级：j 节点位置影响系数，对中柱中间节点取节点位置影响系数，对中柱中间节点取 边柱节点及顶层中间

16、节点取边柱节点及顶层中间节点取 ；顶层边节点取；顶层边节点取 1.0j 0.7j 0.4j 配置在框架节点的宽度配置在框架节点的宽度 范围内同一截面内箍筋各范围内同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。肢的全部截面面积。svAjb第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计2 2）. . 节点处受弯承载力的控制节点处受弯承载力的控制. . 型钢混凝土柱与型钢混凝土柱与型钢混凝土梁（或钢梁）型钢混凝土梁（或钢梁）连接的梁柱节点连接的梁柱节点 型钢混凝土柱中的型钢过小时，不能充分发挥型钢混凝土柱中的型钢过小时，不能充分发挥柱中型钢柱中型钢的抗弯承的抗弯承载力，反复荷载作用下，其荷载载力，反复荷载作用下，其荷载- -位移滞回曲线出现捏拢现象，因此位移滞回曲线出现捏拢现象，因此要满足以下要求：要满足以下要求：0.52.0acabMM acM 节点上、下柱端型钢受弯承载力之和；节点上、下柱端型钢受弯承载力之和；abM 节点左、右梁端型钢受弯承载力之和；节点左、右梁端型钢受弯承载力之和；第七章第七章 其他建筑形式结构设计其他建筑形式结构设计2 2）. . 节点处受弯承载力的控制节点处受弯承载力的控制. . 型钢混凝土柱与型钢混凝土柱与钢