高层混合结构设计

第10章高层混合结构设计10.1混合结构体系及布置10.2混合结构设计的有关规定10.3钢骨（型钢）混凝土框架10.4钢骨（型钢、钢板）混凝土剪力墙10.5圆钢管混凝土柱110.1混合结构体系及布置混合结构——由钢框架(框筒)、型钢(钢骨)混凝土框架(框筒)、钢管混凝土框架(框筒)、钢筋混凝土核心筒体及钢-混凝土组合楼板所组成的共同承受水平和竖向作用的建筑结构。一、混合结构构件类型(一)型钢混凝土构件—在型钢周围配置钢筋并浇筑混凝土的结构构件，又称钢骨混凝土构件，简称SRC.型钢混凝土课用于梁(型钢混凝土梁)、柱(型钢混凝土柱)，剪力墙(型钢混凝土剪力墙)（图10-1）2（二）钢管混凝土构件—钢管混凝土构件是在钢管内部充填浇筑混凝土的结构构件，钢管内部一般不再配置钢筋，简称CFST。钢管截面有圆钢管、方管、矩形管等（图10-2）圆钢管内的混凝土受到钢管的有效约束，可显著提高其抗压强度和极限压应变；方管、矩形管对混凝土约束效果较小，一般不考虑混凝土抗压强度提高；混凝土可增强钢管的稳定性，使钢材的强度得以充分发挥；钢管混凝土柱是一种比较理想的受压构件形式，具有良好的抗震性能，主要用于高层建筑中的柱。3（三）型钢混凝土剪力墙(钢板混凝土剪力墙）——在混凝土剪力墙的边缘构件中布置型钢，中部可以布置钢板（图10-3）。剪力墙两端的暗柱和翼柱中设置型钢后，承载力和变形能力大幅度提高；剪力墙端部设有型钢后，使钢梁与剪力墙的连接更方便；剪力墙中设置钢板后可增强抗侧移能力，减小墙的厚度。（四）钢-混凝土组合楼盖——一般由钢梁+压型钢板+混凝土板组成（图10-4）。利用钢材(钢梁和压型钢板)承受构件截面上的拉力、混凝土承受压力，使钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分别用。组合梁板中的钢梁可以承担施工荷载，而压型钢板则可直接作为楼板混凝土的横板，加快施工进度，减轻楼板自重。4二、钢—混凝土混合结构体系我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》和《高层民用建筑钢结构技术规程》中钢—混凝土混合结构体系有。钢框架—钢筋混凝土核心筒(或剪力墙)；钢框架—型钢混凝土核心筒(或剪力墙)；型钢混凝土框架—钢筋混凝土核心筒(或剪力墙)；型钢混凝土框架—型钢混凝土核心筒(或剪力墙)；钢框筒—混凝土核心筒；钢框筒—型钢混凝土核心筒；…………5三、高层建筑混合结构的结构布置和概念设计（一）结构总体布置高层混合结构房屋的总体布置原则与高层建筑混凝土结构基本相同。混合结构房屋平面的外形宜简单规则：宜采用方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形等规则对称的平面；尽量使结构的抗侧力中心与水平合力中心重合；建筑的开间、进深宜统一；筒中筒结构体系中，当外围钢框架柱采用H形截面时，宜将柱截面强轴方向布置在外围筒体平面内；角柱宜采用十字形、方形或圆形截面；楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上。6混合结构的侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化，构件截面宜由下至上逐渐减少，无突变。混合结构的外围框架柱沿高度宜采用同类结构构件；当采用不同类型和材料的构件时，应设置过渡层。对于刚度突变的楼层，如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部突出部分、型钢混凝土框架与钢框架的交接层及邻近楼层，应采取可靠的过渡加强措施。钢框架部分设置支撑时，宜采用偏心支撑和耗能支撑，支撑宜连续布置，且在相互垂直的两个方向均宜布置，并相互交接；支撑框架在地下部分宜延伸至基础。混合结构中，外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接；楼面梁与钢筋混凝土筒体及外围框架柱的连接可采用刚接或铰接。楼盖体系应具有良好的水平刚度和整体性。7（二）概念设计保证钢筋混凝土筒体的承载力及延性——地震时高层建筑混合结构破坏主要集中于混凝土筒体，表现为混凝土筒体底部混凝土受压破坏以及暗柱和角柱的纵筋压屈。增强外围框架的刚度及承载力——混合结构高层建筑中，外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接，以增强外围框架的侧向刚度及水平承载力。设置外伸桁架加强层——采用外伸桁架加强层可以将筒体剪力墙的部分弯曲变形转换成框架柱的轴向变形，以减小水平荷载作用下的侧移。（三）混合结构高层建筑适用的最大高度(表10-1)

CECS230:2008《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》规定的最大高度见pp312表10-1。（四）混合结构高层建筑的最大高宽比(表10-2)

(五)丙类建筑混合结构的抗震等级(表10-3)(pp316表10-5)810.2混合结构设计的有关规定一、结构计算1、弹性分析时，宜考虑钢梁与现浇混凝土楼板的共同作用，梁的刚度可取钢梁刚度的1.5～2.0倍，但应保证钢梁与楼板有可靠连接。弹塑性分析时，可不考虑楼板与梁的共同作用。2、结构弹性阶段的内力和位移计算时构件刚度取值型钢混凝土构件、钢管混凝土柱的刚度：

9无端柱型钢混凝土剪力墙可近似按相同截面的混凝土剪力墙计算其轴向、抗弯和抗剪刚度——不计端部型钢对截面刚度的提高作用；有端柱型钢混凝土剪力墙可按H形混凝土截面计算其轴向和抗弯刚度，端柱内型钢可折算为等效混凝土面积计入H形截面的翼缘面积，墙的抗剪刚度可不计入型钢作用；钢板混凝土剪力墙可将钢板折算为等效混凝土面积计算其轴向、抗弯和抗剪刚度。3、竖向荷载作用计算时，宜考虑钢柱、型钢混凝土(钢管混凝土)柱与钢筋混凝土核心筒竖向变形差异引起的结构附加内力，计算竖向变形差异时宜考虑混凝土收缩、徐变、沉降及施工调整等因素的影响.4、混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。风荷载作用下楼层位移验算和构件设计时，阻尼比可取为0.02～0.04。10二、内力力及位移移要求1、高层建建筑混合合结构框框架部分分的最小小地震层层剪力标标准值应应满足下下式的要要求，同同时也不不应小于于按结构构整体分分析得到到的框架架部分的的地震层层剪力。。Vfi≤ViVfi——第i楼层框架架部分的的地震层层剪力；；Vi——第i楼层的总总地震层层剪力；；——框架部分分的地震震层剪力力分担率率(表10-4)。当框架部部分的地地震层剪剪力按上上式调整整时，由由地震作作用产生生的该楼楼层各构构件的剪剪力、弯弯矩和轴轴力标准准值均应应进行相相应调整整。对于非双双重抗侧侧力体系系，剪力力墙或核核心筒应应承担100％的地震震剪力。。112、在风荷载载和多遇遇地震作作用下，，其结构构最大弹弹性层间间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层建建筑混合合结构的的弹塑性性层间位位移角，，混合框框架结构构不应大于1／50，其余结结构不应应大于1／100。4、地震设计计状况下下，型钢钢(钢管)混凝土构构件的承承载力抗抗震调整整系数RE（表10-6）。地震设计计状况下下，钢构构件的承承载力抗抗震调整整系数RE（表10-7）。1210.3钢骨（型型钢）混混凝土框框架一、一般规定定和构造造要求常用实腹腹式钢骨骨混凝土土梁、柱柱的截面面形式如如（图10-5）。当在外包包混凝土土中配置置一定量量的构造造钢筋时时，钢骨骨与外包包混凝土土能较好好地协调调变形，，共同承承受荷载载作用.（一）截截面构造造及纵筋筋配置钢骨混凝凝土梁、、柱的构构造要求求见(图10-6)。钢筋的混混凝土保保护层厚厚度按《混凝土规规范》采用，梁梁、柱钢钢骨的保保护层厚厚度不小小于100mm和150mm。钢骨混凝凝土梁受受拉纵向向钢筋配配筋率不不少于0.2％。13梁的受压压侧角部部应各配配置一根根16以上的纵纵筋。梁的受拉拉侧和受受压侧纵纵筋均不不宜超过过两排，，梁中纵纵向钢钢筋尽尽量避避免穿穿过柱柱中钢钢骨翼翼缘。。当梁的的腹板板高度度大于于600mm时时，在在梁的的两个个侧面面沿高高度配配置纵纵向构构造钢钢筋(腰筋)。纵向向构造造钢筋筋的间间距不不大于于300mm(图10-7)。钢骨混混凝土土柱受受压侧侧纵向向钢筋筋的配配筋率率不应应小于于0.2％，，全部部纵向向钢筋筋的配配筋率率不应应小于于0.6％，，在四四角各各配置置一根根直径径不小小于16mm的的纵向向钢筋筋。14（二））箍筋筋配置置(1)钢骨混混凝土土梁的的箍筋筋钢骨混混凝土土梁的的最小小面积积配箍箍率不不小于于0.3％(特一级级)、0.25％(一、二二级)和.2％(三、四四级和和非抗抗震)；箍筋直直径和和间距距应符符合（表10-8）(pp20表10-7)的要求求，箍箍筋间间距不不应大大于梁梁高的的1／2。抗震设设计的的框架架钢骨骨混凝凝土梁梁端部部箍筋筋应加加密，，在距距梁端端1.5倍梁高高的范范围内内，箍箍筋直直径和和间距距应符符合（表10-8）(pp20表10-7)的要求求；当梁净净跨小小于梁梁截面面高度度的4倍时，，全跨跨箍筋筋按加加密要要求配配置。。15(2)钢骨混混凝土土柱的的箍筋筋抗震设设防的的钢骨骨混凝凝土柱柱两端端1.5倍截面面高度度范围围内箍箍筋应应加密密；当当柱净净高小小于柱柱截面面高度度的4倍时，，柱全全高箍箍筋应应加密密。柱箍筋筋加密密区的的最小小体积积配箍箍率应应符合合(式10-1)的要求求；其其最小体体积配配箍特特征值值v(表10-9)，非加加密区区的体体积配配箍率率不应应小于于加密密区体体积配配箍率率的一一半。。箍筋直直径、、间距距应符符合（表10-10）要求(pp321表10-10)箍筋的的无支支长度度a(纵筋间间距)(图10-8)不宜大大于200mm(一级)，250mm(二、三三级)，300mm(四级及及非抗抗震)；(3)箍筋弯弯钩抗震设设防的的结构构，RC梁端、、柱端端箍筋筋加密密区的的箍筋筋末端端应做做成135弯钩，，弯钩钩平直直段长长度不不小于于10d(d为箍筋筋直径径)或50mm，也可可采用用焊接接封闭闭箍筋筋。16（三））钢骨骨(型钢)(1)含钢率率钢骨混混凝土土梁、、柱及及钢骨骨混凝凝土剪剪力墙墙(筒体)边缘构构件范范围内内的钢钢骨含含钢率率：非非抗震震和三三、四四级抗抗震结结构不不小于于2％；一一、二二级抗抗震结结构不不小于于4％；特特一级级抗震震结构构不小小于6％；含钢率不宜大于于15％。(2)板件厚度和宽厚厚比钢骨板材的厚度度不应小于6mm；宽厚比应满足（表10-11）的要求(pp321表10-10)。钢骨制作时需预预留纵筋和箍筋筋贯通孔的位置置。17二、钢骨混凝土土构件正截面承载力计算（一）计算方法法目前，世界各国国对型钢混凝土土构件正截面承承载力计算可归归纳为三种方法法：①考虑外包混凝凝土对型钢刚度度的提高作用，，按钢结构稳定定理论计算；②假定构件内的的型钢与外包混混凝土协同工作作，采用钢筋混混凝土构件正截截面承载力计算算方法计算；③叠加法，即型钢钢混凝土构件的的正截面承载力力等于型钢与外外包混凝土的正正截面承载力之之和。18（二）叠加法(教材介绍的方法法)以平截面假定为为基础，受压区区混凝土仍然可可采用等效矩形形应力图形；钢骨截面的应力力分布与钢骨在在截面中的位置置有关；对于钢骨基本对对称配置的情况况，可采用钢骨骨截面承载力与与混凝土截面承承载力叠加形式式计算。N≤Nyss+NurcM≤Myss+MurcNyss、Myss—分别为钢骨部分分承担的轴力及及相应的受弯承承载力(塑性理论)；Nurc、Murc——分别为钢筋混凝凝土部分承担的的轴力及相应的的受弯承载力(极限状态设计法法)。19（三）钢骨混凝凝土梁计算（1）应力图形（图10-9）。（2）基本公式：M≤Myss+MurcMyss—钢骨部分的受弯弯承载力：：持久、短暂设计计状况：Myss=s.Wss.fssy地震设计状况：：Myss=Wss.fssy/REWss—钢骨截面的抵抗抗矩，当钢骨截截面有孔洞时应应取净截面的抵抵抗矩；s—截面塑性发展系系数，对工字形形钢骨截面，s取1.05；fssy—钢骨的抗拉、压、、弯强度设计值值；RE—抗震承载力调整整系数，取0.8。Murc—钢筋混凝土部分分的受弯承载力力，按《混凝土规范》的方法计算，有有地震作用组合合时需考虑抗震震承载力调整系系数RE。20（四）钢骨混凝凝土柱计算1、钢骨混凝土柱柱弯矩设计值调调整——强柱弱梁等(1)除顶层和轴压比比小于0.15者外，一、二、、三级框架柱和和中间层框支柱柱：Mc≥cMbc——对框架结构，一一、二、三级抗抗震等级分别取为1.7、1.5、1.3；对其它结构中的的框架，一、二二、三、四级分分别取1.4、1.2、1.1和1.1。(2)特一级和9度时的框架柱、、框支柱，以及及一级框架结构构的框架柱：Mc≥1.2Mbua(3)特一、一、二、、三级框架，以以及框支柱的底底层柱下端截面面、和转换层相相连的框支柱上上端截面，其弯弯矩设计值应分分别乘以2.0、1.7、1.5、1.3的增大系数。21(4)对于角柱，其弯弯矩设计值应按按以上各计算值值再乘以不小于于1.1的增大系数。(5)非抗震结构、不不需进行抗震验验算的结构和四四级抗震结构中中框架柱上、下下端截面的弯矩矩设计值取组合合的弯矩值（不不调整）。2、钢骨混凝土柱柱正截面承载力力计算——近似考虑轴力—弯矩相关作用，，钢骨部分承担担的轴力Ncss可按下式确定：：Nssc0—钢骨部分的轴心心受压承载力，，Nssc0=fssAss；N0——钢骨混凝土短柱柱轴心受压承载载力，N0=fcA+fy'A's+fssAss；Nb——界限破坏时的轴轴力，对矩形截截面，取Nb=0.5fcbh。22按式确定钢骨部部分的轴力设计计值Ncss后，截面钢筋混混凝土部分承担担的轴力为：Ncrc=N-Ncss确定钢筋混凝土土部分和钢骨部部分分别承担的的轴力后，则可可分别按钢筋混混凝土截面和钢钢骨截面计算各各自的受弯承载载力(已知轴力求弯矩矩)，然后叠加得到到钢骨混凝土截截面的受弯承载载力。对于钢骨和钢筋筋为对称配置的的矩形截面钢骨骨混凝土柱(图10-10)，可先设定钢骨骨截面→确定钢骨部分承承担的轴力和弯弯矩→再确定钢筋混凝土土部分承担的轴轴力和弯矩的设设计值→然后按《混凝土规范》计算钢筋混凝土土部分截面的配配筋。当有地震作用组组合时，尚应考考虑抗震承载力力调整系数RE。2324m——Ncyss-Mcyss相关曲线形状系系数，查表10-12（pp326表10-11）。25三、钢骨混凝土土构件斜截面承载力计算（一）最小截面面尺寸1、钢骨混凝土梁柱的总受剪承承载力上限值：：持久、短暂设计计状况：V≤0.40cfcbh0地震设计状况：：V≤(0.32cfcbh0)/RE2、混凝土部分的受剪承载载力上限值：持久、短暂设计计状况：V≤0.25cfcbh0地震设计状况：：V≤(0.20cfcbh0)/RE26（二）剪力设计计值的调整——强剪弱弯等要求求1钢骨混凝土框架架梁：一、二、三级框框架梁梁端箍筋筋加密区：9度和一级抗震时时尚应符合以下下要求：vb——梁剪力增大系数数。一、二、三三级抗震时，vb分别为1.3、1.2、1.1。272钢骨混凝土框架架柱：一、二、三级框框架柱和框支柱柱柱端箍筋加密密区：9度和一级抗震时时尚应符合以下下要求：vc——柱剪力增大系数数。一、二、三三级抗震时，vc分别为1.5、1.3、1.2。对于角柱，其剪剪力设计值应按按以上计算值再再乘以不小于1.1的增大系数。非抗震结构、不不需进行抗震验验算的结构、四四级抗震结构，，以及一、二、、三级结构中框框架柱的非箍筋筋加密区，取组组合的最大剪力力设计值。28（三）梁、柱受受剪承载力计算算配置实腹式钢骨骨的钢骨混凝土土梁、柱，可按按叠加法计算其其斜截面受剪承承载力：V≤Vyss+VurcVyss=fssvtwhwV—剪力设计值（调调整后）；Vurc—钢筋混凝土部分分的受剪承载力力，按《混凝土规范》算；Vyss—钢骨部分的受剪剪承载力；fssv—为钢骨的受剪强强度设计值.（四）节点受剪剪承载力计算由于钢骨作用钢钢骨混凝土梁柱柱节点斜截面受受剪承载力显著著增加;钢骨混凝土梁柱柱节点核心区受受剪承载力的计计算也同样采用用叠加法，即由由钢筋混凝土的的受剪承载力和和钢骨腹板的受受剪承载力叠加加。29四、钢骨混凝土土柱的轴压比限限值1、轴压比的定义义：Ac—扣除型钢后的混混凝土截面面积积。2、钢骨混凝土柱柱的轴压比限值值见表10-13。30五、连接和构构造（一）钢骨混凝土柱柱脚钢骨混凝土柱柱脚分为非埋埋入式和埋入入式两种(图10-11)。非埋入式柱脚脚的钢骨在基基础顶面终止止，其内力依依靠地脚螺栓栓和底板传递递至基础。计算时可将柱柱脚处钢骨视视为铰接。构造较为简单单，施工方便便，但抗震性性能较差；一般用于地下下室顶板为上上部结构的嵌嵌固位置、钢钢骨柱延伸至至基础的情况况。埋入式柱脚的的钢骨一直深深入到基础混混凝土内，固固定于底部支支墩或桩基上上。埋入式柱脚施施工较为复杂杂，但地震时时柱脚不易滑滑动，因此，，抗震结构宜宜采用埋入式式柱脚。31（二）梁柱连接1、钢骨混凝土土梁柱连接连接要求：一般应使梁的的钢骨承担的的弯矩传递给给柱的钢骨，，梁的钢筋混混凝土部分的的弯矩传递给给柱的钢筋混混凝土。梁的主筋不应应穿过柱钢骨骨翼缘，也不不得与柱钢骨骨直接焊接。柱的钢骨和主主筋的布置应应为梁的主筋筋通过留出通通道。钢骨腹板部分分设置钢筋贯贯穿孔时，截截面缺损率不不应超过腹板板面积的20％。梁柱钢骨的连连接形式——柱翼缘贯通型型和梁翼缘贯贯通型(图10-12)。采用柱翼缘贯贯通型，应在在梁翼缘位置置设置加劲肋肋。322、钢筋混凝土土梁-钢骨混凝土柱柱连接(搭接式、贯通通式)搭接式：在与与钢骨混凝土土柱连接的梁梁端，设置一一段钢梁与梁梁主筋搭接(图10-13(a))。钢梁长度应满满足梁的主筋筋搭接长度要要求，并在钢钢梁的上下翼翼缘上设置剪剪力连接件。。梁内应有不少少于1／3面积的主筋连连续配置。梁端至钢梁端端部以外2倍梁高范围内内，应加密箍箍筋。贯通式：梁的大部分主主筋穿过钢骨骨混凝土柱连连续配置，部部分主筋可在在柱两侧截断断，与柱钢骨骨伸出的钢牛牛腿可靠焊接接(图10-13(b))。钢牛腿的长度度应满足焊接接强度要求。。从梁端至钢牛牛腿端部以外外2倍梁高范围内内，应加密箍箍筋.33（三）梁墙连接（铰铰接和刚接））1、铰接连接连接构造：钢骨或钢梁的的腹板通过螺螺栓与剪力墙墙中的预埋件件或预埋钢骨骨上的连接板板连接(图10-14)。梁的钢骨或钢钢梁的梁端按按铰接计算，，但剪力墙中中的预埋件或或预埋钢骨的的设计计算应应考虑梁端剪剪力和梁端部部分嵌固弯矩矩的作用。预埋件容易损损坏，预埋钢钢骨连接性能能较好。2、刚接连接接梁端按固结考考虑。剪力墙中必须须设置钢骨。。连接构造形式式与钢梁-钢骨混凝土柱连接类似。。梁端固端弯矩矩使剪力墙产产生平面外弯弯矩，剪力墙墙设计时应予予以考虑。3410.4钢骨（型钢、、钢板）混凝凝土剪力墙一、一般规定和构构造要求钢骨混凝土剪剪力墙分为无无端柱剪力墙墙和有端柱剪剪力墙（图10-15）。参与受力的竖竖向钢骨应沿沿高度连续贯贯通。（一）钢骨剪剪力墙最小厚度要求求无端柱剪力墙墙最小厚度和和有端柱剪力力墙腹板最小小厚度(表10-14)(pp334表10-13)。35（二）无端柱剪力墙墙或有端柱剪剪力墙腹板部部分的分布钢筋(1)非抗震设防及及四级抗震结结构，面积配配筋率不小于于0.2％，直径不小小于8mm，间距不大于于300mm。(2)一、二、三级级时，面积配配筋率不小于于0.25％，直径不小小于8mm，间距不大于于200mm。(3)特一级时，面面积配筋率不不小于0.35%，直径不小于于10mm，间距不大于于200mm。(4)与室外直接接接触的剪力墙墙，或由于其其他原因导致致剪力墙混凝凝土产生较高高温度应力的的部位，靠近近墙表面的两两层钢筋面积积配筋率不小小于0.25％，直径不小小于8mm，间距不大于于200mm。36(5)对于抗震结构构，钢骨混凝凝土剪力墙底底部加强区水水平分布筋应应加密。加强区高度可可取结构总高高的1／10，且不小于1层楼高(10层及10层以下结构)或2层楼高(10层以上结构)。加强区范围内内水平分布筋筋的间距不大大于150mm(三、四级)、100mm(特一、一、二二级)。特一级剪力墙墙加密区面积积配筋率尚不不宜小于0.4％。（三）钢板剪力墙构构造要求钢板混凝土剪剪力墙体中的的钢板厚度不不宜小于10mm，也不宜大于于墙厚的1／15；钢板混凝土剪剪力墙的墙身身分布钢筋配配筋率不宜小小于0.4％，分布钢筋筋间距不宜大大于200mm，且应与钢板板可靠连接；；钢板与周围型型钢构件宜采采用焊接；37（四）型钢剪剪力墙、钢板板剪力墙的轴轴压比限值1、轴压比的定定义：N—重力荷载代表表值作用下墙墙肢的轴向压压力设计值。。Ac—扣除型钢、钢钢板后的混凝凝土截面面积积。Asp—剪力墙腹板内内所配钢板的的横截面面积积。2、剪力墙的轴轴压比限值见表10-15。38（五）边缘构构件和暗梁边缘构件无端柱钢骨混混凝土剪力墙墙端部应设置置边缘构件。边缘构件范围围内应配置钢钢骨、纵向钢钢筋和钢箍，，共同组成暗暗柱。暗柱尺寸及面面积、纵筋及及箍筋的最小小要求宜符合合第七章有关剪剪力墙边缘构构件的构造规规定。暗梁无端柱钢骨混混凝土剪力墙墙在楼板标高高处设置暗梁梁。暗梁可由钢骨骨、箍筋与纵纵向钢筋组成成，或仅采用用钢箍与纵向向钢筋组成，，暗梁不参加加剪力墙受力力计算。特一级和一级级时，暗梁内内应设置钢骨骨；二级时，，暗梁内宜配配置钢骨。暗梁钢骨应与与暗柱内钢骨骨组成框架。。其他情况可以以按构造或施施工要求设置置暗梁。39二、正截面受弯承承载力计算钢骨混凝土剪剪力墙在已知知轴力设计值值时，正截面面受弯承载力力应满足下式式要求：M≤Mwu钢骨混凝土剪剪力墙正截面面受弯承载力力Mwu的计算方法与普普通钢筋混凝凝土矩形和工工形截面剪力力墙相同；端部钢骨面积积计入剪力墙墙端部钢筋面面积，用Asfy+Assfssy代替Asfy；当有地震作用用组合时，尚尚应考虑抗震震承载力调整整系数RE。40三、斜截面受剪承承载力计算（一）剪力设设计值的调整整——强剪弱弯等一、二、三级剪力力墙墙肢底部加强强部位：Vw≤vwVmax9度和抗震特一级的剪剪力墙：非抗震结构、四级级抗震剪力墙，以以及其他抗震等级级剪力墙的非加强强区：Vw≤Vmax抗震等级为一、二二、三级的剪力墙墙，剪力增大系数数vw分别取l.6、1.4、1.2；41（二）斜截面受剪剪承载力验算无端柱钢骨混凝土土剪力墙：Vw≤Vwurc+Vwuss有端柱钢骨混凝土土剪力墙：Vw≤Vwurc+Vcu/2Vw—钢骨混凝土剪力墙墙的剪力设计值（（调整后）；Vwurc—剪力墙中钢筋混凝凝土腹板部分的受受剪承载力。Vwuss—无端柱剪力墙中钢钢骨部分的受剪承承载力；Vcu—有端柱剪力墙中每每根钢骨混凝土端端柱的受剪承载力力。钢骨混凝土剪力墙墙中钢筋混凝土腹板部部分受剪承载力42无端柱钢骨混凝土土剪力墙中钢骨部分的受剪承载力有端柱剪力墙中钢骨混凝土端柱的受剪承载力43（三）最小截面尺寸1钢筋混凝土腹板部部分的受剪承载力力上限值：持久、短暂设计状状况：Vwurc≤0.25cfcbh0地震设计状况：Vwurc≤(0.20cfcbh0)/RE2无端柱钢骨混凝土土剪力墙中钢骨部部分的受剪承载力力上限值：Vwuss≤0.25Vwurc44四、连梁计算连梁的类型钢筋混凝土连梁；；钢筋混凝土交叉暗暗撑连梁钢骨混凝土连梁钢板混凝土连梁钢连梁（一）钢板混凝土土连梁1、受弯承载力计算算钢板混凝土连梁的的受弯承载力计算算：452、受剪承载力计算1剪力设计值的调整整——强剪弱弯等要求一、二、三级时：：9度和特一级抗震时时：无地震组合和四级级时，取组合的剪剪力设计值(不调整)。vb——梁剪力增大系数。。一、二、三级抗抗震时，vb分别为1.3、1.2、1.1。462钢板混凝土连梁受受剪承载力计算：：3最小截面尺寸限值值钢板混凝土连梁的的截面尺寸应符合合以下要求：473、构造规定钢板混凝土连梁内内钢板的厚度不应应小于6mm，高度不宜超过梁梁高的0.7倍，钢板宜采用Q235B级钢材；钢板的表面应设置置焊接栓钉(图10-16a)，也可在钢板每侧侧焊接两根直径不不小于12mm的通长钢筋(图10-16b)；钢板在墙肢内应可可靠锚固：如果在墙肢内设置置钢骨暗柱，连梁梁钢板的两端与钢钢骨暗柱可采用焊焊接或螺栓连接。。如果墙肢内无钢骨骨暗柱，钢板在墙墙肢中的埋置长度度不应小于500mm与钢板高度二者中中的较大值，在距距离墙肢表面75mm处以及钢板端部焊焊接加劲钢板，其其厚度不小于16mm，宽度不小于100mm(图10-17)。48（二）钢连梁1、破坏形态当连梁的有效跨度度leff≥2.6Mp/Vp，为弯曲屈服。应确保连梁首先弯弯曲屈服，连梁应应在墙肢中有足够够的锚固长度，确确保钢连梁锚固段段不发生滑移；连梁上应设置足够够的加劲肋，确保保连梁弯曲屈服后后的延性。当连梁的有效跨度度leff<2.6Mp/Vp，连梁可能首先发发生剪切屈服。连梁在墙肢中应有有足够的锚固长度度，以确保连梁抗抗剪承载力的充分分发挥；连梁上应设置足够够的加劲肋，以确确保其剪切屈服后后的延性。492、受剪承载力计算1剪力设计值的调整整钢连梁的剪力设计计值按下列规定计计算：持久、短暂设计状状况，取组合的剪剪力设计值；地震设计状况：当leff≥2.6Mp/Vp时：Vb=2Wpssfssy/leff+VGb当leff<2.6Mp/Vp时：Vb=0.58fssyhwtwWpss——钢连梁的塑性截面面模量；fssy——钢材的屈服强度；；Mp——钢连梁的全塑性受受弯承载力；Vp——钢连梁的塑性受剪剪承载力；leff——连梁的有效跨度，，leff=ln+3a，a可取30mm。502钢连梁受剪承载力力钢连梁的受剪承载载力应满足下式要要求：513、构造规定当钢连梁高度大于于650mm时，钢腹板两侧均均应设置加劲肋；；高度不大于650mm时可仅在腹板一侧侧设置。加劲肋的的厚度不应小于10mm，也不应小于腹板板厚度tw的0.75倍。第一块加劲肋肋至墙表面的距离离和加劲肋间距的的要求见(表10-16)pp343表10-15。当墙肢中有钢骨暗暗柱，且钢骨暗柱柱表面距墙边缘的的距离不大于1.5倍连梁截面高度时时，钢连梁端部应应与钢骨暗柱刚性性连接。在暗柱内内钢连梁上、下翼翼缘位置应设置水水平加劲肋(图10-18)。当墙肢中无钢骨暗暗柱或钢骨暗柱表表面距墙边缘的距距离大于1.5倍连梁截面高度时时，钢连梁在墙肢肢中应具有足够的的埋置长度。52钢连梁在墙肢中的的埋置方法：在钢钢连梁的端部及梁梁墙交界面应设置置加劲板(图10-19a)，其厚度不应小于于16mm，也不应小于腹板板厚度tw的1.5倍。在锚固段内宜宜在上、下翼缘焊焊接栓钉(图10-19b)。钢连梁翼缘两侧的的混凝土内应配置置钢筋，钢筋面积积Asc≥1.8Vb/fssy，钢筋的布置见（图10-20），其中2/3的Asc钢筋需布置在墙体体边缘部分，可与与剪力墙边缘构件件中的钢筋结合共共用。5310.5圆钢管混凝土柱一、概述（一）钢管混凝土土柱的截面形状主要有圆形、方形形和矩形(图10-2)；方形和矩形截面钢钢管对改变管内混混凝土的力学性能能的作用较小。(二)钢管混凝土柱的优优越性。1、与钢柱相比——焊接量少；刚度大大；耐火性能好；；不存在钢柱受压压翼缘屈曲失稳的的问题；在承载力力相同的条件下，，用钢量减少约50％。2、与钢筋混凝土柱柱比——在用钢量相近、承承载力相同的条件件下，截面面积减减少一半，减轻了了结构的重量，同同时降低了基础造造价。54（三）钢管混凝土土柱的设计方法（（两种）极限平衡理论—也称极限分析法，，其基本假定为：：(1)钢管混凝土由钢管管和管内混凝土两两种元件组成；(2)钢管混凝土柱达到到其轴心受压承载载力时，对于直径径与壁厚之比不小小于20的钢管，其径向应应力远小于环向应应力，可忽略不计计，钢管的应力状状态简化为纵向受受压、环向受拉，，且沿管壁均匀分分布；(3)钢管采用VonMises屈服准则。钢管混凝土统一理理论是将钢管和管管内混凝土视为一一种组合材料。钢管混凝土短柱的的轴心受压承载力力为钢管混凝土组组合材料的轴压组组合强度与钢管混混凝土截面面积的的乘积；组合强度是以试验验研究为基础，通通过数值计算确定定的。55（四）圆钢管混凝凝土柱的工作特性性和破坏形态短柱——长径比Le/D≤4的钢管混凝土柱。。1、轴心受压压钢管混凝凝土短柱的的工作性能能(1)在加载初始始阶段，由由于混凝土土的泊松比比小于钢的的泊松比，，钢管内混混凝土的侧侧向膨胀小小于钢管的的侧向膨胀胀，钢管与与混凝土之之间没有挤挤压力，两两者共同承承担轴向压压力。(2)随着轴压力力加大，混混凝土内水水泥与骨料料结合面原原有的微细细裂缝发展展，并出现现新的微裂裂缝，使混混凝土体积积膨胀，其其侧向变形形超过钢管管的侧向变变形后，在在混凝土与与钢管之间间产生径向向压力，钢钢管壁受到到环向拉力力，钢管主主要处于纵纵向受压、、环向受拉拉的双向应应力状态。。(3)核心混凝土土受到钢管管径向紧箍箍力的作用用，处于三三向受压应应力状态(图10-21)。56钢管处于弹弹性阶段时时，钢管混混凝土短柱柱的外观变变化不大;钢管屈服而而开始塑性性流动后，，钢管表面面可以观察察到滑移斜斜线，外观观体积也因因混凝土微微裂缝发展展而增大。。随着轴压力力的增大，，钢管的环环向拉应力力不断增大大；根据VonMises屈服条件，，钢管承受受的纵向压压应力相应应减小，轴轴向压力在在钢管与管管内混凝土土之间重分分布，钢管管承受的压压力减小，，由主要承承受轴向压压应力转变变为主要承承受环向拉拉应力，而而三向受压压的混凝土土因受到较较大的约束束紧箍力而而具有更高高的抗压强强度和更大大的塑性变变形能力。。钢管和管内内混凝土所所能承担的的轴向压力力之和达到到最大时，，即为钢管管混凝土短短柱的最大大轴心受压压承载力。。超过最大承承载力后，，钢管混凝凝土柱的纵纵向变形继继续增大，，钢管表面面局部凸曲曲皱折，不不过，即使使纵向变形形很大，也也不会出现现管内混凝凝土压碎现现象。572、轴心受压压钢管混凝凝土短柱的的破坏形态态(1)长径比Le/D≤4的钢管混凝凝土短柱基基本没有侧侧向弯曲，，其破坏为为材料强度受受压破坏；(2)4<Le/D≤20的中长柱的的破坏为纵纵向压弯破破坏，其轴轴向受压承承载力随长长径比的增增加而减小小，达到最最大轴压力力时，钢管管表面平均均纵向应变变超过屈服服应变，其其破坏为非弹性失稳稳破坏；(3)Le/D>20的柱，达到到最大轴压压力时，钢钢管表面平平均纵向应应变在弹性性范围内，，为弹性失稳破破坏。钢管混凝土土柱的长径径比不宜大