第10章 高層混合結構設計ppt課件

.,1,第10章高層混合結構設計,10.1混合結構體系及布置10.2混合結構設計的有關規(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,.,2,10.1混合結構體系及布置混合結構由鋼框架(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構。一、混合結構構件類型(一)型鋼混凝土構件在型鋼周圍配置鋼筋并澆筑混凝土的結構構件，又稱鋼骨混凝土構件，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）,.,3,（二）鋼管混凝土構件鋼管混凝土構件是在鋼管內(nèi)部充填澆筑混凝土的結構構件，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件形式，具有良好的抗震性能，主要用于高層建筑中的柱。,.,4,（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置型鋼后，承載力和變形能力大幅度提高；剪力墻端部設有型鋼后，使鋼梁與剪力墻的連接更方便；剪力墻中設置鋼板后可增強抗側移能力，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，加快施工進度，減輕樓板自重。,.,5,二、鋼混凝土混合結構體系我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結構技術規(guī)程和高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程中鋼混凝土混合結構體系有。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；,.,6,三、高層建筑混合結構的結構布置和概念設計（一）結構總體布置高層混合結構房屋的總體布置原則與高層建筑混凝土結構基本相同。混合結構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；盡量使結構的抗側力中心與水平合力中心重合；建筑的開間、進深宜統(tǒng)一；筒中筒結構體系中，當外圍鋼框架柱采用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。,.,7,混合結構的側向剛度和承載力沿豎向宜均勻變化，構件截面宜由下至上逐漸減少，無突變?；旌辖Y構的外圍框架柱沿高度宜采用同類結構構件；當采用不同類型和材料的構件時，應設置過渡層。對于剛度突變的樓層，如轉換層、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，應采取可靠的過渡加強措施。鋼框架部分設置支撐時，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?；旌辖Y構中，外圍框架平面內(nèi)梁與柱應采用剛性連接；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。樓蓋體系應具有良好的水平剛度和整體性。,.,8,（二）概念設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構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構高層建筑中，外圍框架平面內(nèi)梁與柱應采用剛性連接，以增強外圍框架的側向剛度及水平承載力。設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換成框架柱的軸向變形，以減小水平荷載作用下的側移。,（三）混合結構高層建筑適用的最大高度(表10-1)CECS230:2008高層建筑鋼-混凝土混合結構設計規(guī)程規(guī)定的最大高度見pp312表10-1。（四）混合結構高層建筑的最大高寬比(表10-2)(五)丙類建筑混合結構的抗震等級(表10-3)(pp316表10-5),.,9,10.2混合結構設計的有關規(guī)定一、結構計算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1.52.0倍，但應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、結構彈性階段的內(nèi)力和位移計算時構件剛度取值型鋼混凝土構件、鋼管混凝土柱的剛度：,.,10,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構附加內(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、混合結構在多遇地震作用下的阻尼比可取為0.04。風荷載作用下樓層位移驗算和構件設計時，阻尼比可取為0.020.04。,.,11,二、內(nèi)力及位移要求1、高層建筑混合結構框架部分的最小地震層剪力標準值應滿足下式的要求，同時也不應小于按結構整體分析得到的框架部分的地震層剪力。VfiViVfi第i樓層框架部分的地震層剪力；Vi第i樓層的總地震層剪力；框架部分的地震層剪力分擔率(表10-4)。當框架部分的地震層剪力按上式調(diào)整時，由地震作用產(chǎn)生的該樓層各構件的剪力、彎矩和軸力標準值均應進行相應調(diào)整。對于非雙重抗側力體系，剪力墻或核心筒應承擔100的地震剪力。,.,12,2、在風荷載和多遇地震作用下，其結構最大彈性層間位移角不宜大于(表10-5)的限值。3、罕遇地震作用下高層建筑混合結構的彈塑性層間位移角，混合框架結構不應大于150，其余結構不應大于1100。4、地震設計狀況下，型鋼(鋼管)混凝土構件的承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE（表10-6）。地震設計狀況下，鋼構件的承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE（表10-7）。,.,13,10.3鋼骨（型鋼）混凝土框架一、一般規(guī)定和構造要求常用實腹式鋼骨混凝土梁、柱的截面形式如（圖10-5）。當在外包混凝土中配置一定量的構造鋼筋時，鋼骨與外包混凝土能較好地協(xié)調(diào)變形，共同承受荷載作用.（一）截面構造及縱筋配置鋼骨混凝土梁、柱的構造要求見(圖10-6)。鋼筋的混凝土保護層厚度按混凝土規(guī)范采用，梁、柱鋼骨的保護層厚度不小于100mm和150mm。鋼骨混凝土梁受拉縱向鋼筋配筋率不少于0.2。,.,14,梁的受壓側角部應各配置一根16以上的縱筋。梁的受拉側和受壓側縱筋均不宜超過兩排，梁中縱向鋼筋盡量避免穿過柱中鋼骨翼緣。當梁的腹板高度大于600mm時，在梁的兩個側面沿高度配置縱向構造鋼筋(腰筋)?？v向構造鋼筋的間距不大于300mm(圖10-7)。鋼骨混凝土柱受壓側縱向鋼筋的配筋率不應小于0.2，全部縱向鋼筋的配筋率不應小于0.6，在四角各配置一根直徑不小于16mm的縱向鋼筋。,.,15,（二）箍筋配置(1)鋼骨混凝土梁的箍筋鋼骨混凝土梁的最小面積配箍率不小于0.3(特一級)、0.25(一、二級)和.2(三、四級和非抗震)；箍筋直徑和間距應符合（表10-8）(pp20表10-7)的要求，箍筋間距不應大于梁高的12?？拐鹪O計的框架鋼骨混凝土梁端部箍筋應加密，在距梁端1.5倍梁高的范圍內(nèi)，箍筋直徑和間距應符合（表10-8）(pp20表10-7)的要求；當梁凈跨小于梁截面高度的4倍時，全跨箍筋按加密要求配置。,.,16,(2)鋼骨混凝土柱的箍筋抗震設防的鋼骨混凝土柱兩端1.5倍截面高度范圍內(nèi)箍筋應加密；當柱凈高小于柱截面高度的4倍時，柱全高箍筋應加密。柱箍筋加密區(qū)的最小體積配箍率應符合(式10-1)的要求；其最小體積配箍特征值v(表10-9)，非加密區(qū)的體積配箍率不應小于加密區(qū)體積配箍率的一半。箍筋直徑、間距應符合（表10-10）要求(pp321表10-10)箍筋的無支長度a(縱筋間距)(圖10-8)不宜大于200mm(一級)，250mm(二、三級)，300mm(四級及非抗震)；(3)箍筋彎鉤抗震設防的結構，RC梁端、柱端箍筋加密區(qū)的箍筋末端應做成135彎鉤，彎鉤平直段長度不小于10d(d為箍筋直徑)或50mm，也可采用焊接封閉箍筋。,.,17,（三）鋼骨(型鋼)(1)含鋼率鋼骨混凝土梁、柱及鋼骨混凝土剪力墻(筒體)邊緣構件范圍內(nèi)的鋼骨含鋼率：非抗震和三、四級抗震結構不小于2；一、二級抗震結構不小于4；特一級抗震結構不小于6；含鋼率不宜大于15。(2)板件厚度和寬厚比鋼骨板材的厚度不應小于6mm；寬厚比應滿足（表10-11）的要求(pp321表10-10)。鋼骨制作時需預留縱筋和箍筋貫通孔的位置。,.,18,二、鋼骨混凝土構件正截面承載力計算（一）計算方法目前，世界各國對型鋼混凝土構件正截面承載力計算可歸納為三種方法：考慮外包混凝土對型鋼剛度的提高作用，按鋼結構穩(wěn)定理論計算；假定構件內(nèi)的型鋼與外包混凝土協(xié)同工作，采用鋼筋混凝土構件正截面承載力計算方法計算；疊加法，即型鋼混凝土構件的正截面承載力等于型鋼與外包混凝土的正截面承載力之和。,.,19,（二）疊加法(教材介紹的方法)以平截面假定為基礎，受壓區(qū)混凝土仍然可采用等效矩形應力圖形；鋼骨截面的應力分布與鋼骨在截面中的位置有關；對于鋼骨基本對稱配置的情況，可采用鋼骨截面承載力與混凝土截面承載力疊加形式計算。NNyss+NurcMMyss+MurcNyss、Myss分別為鋼骨部分承擔的軸力及相應的受彎承載力(塑性理論)；Nurc、Murc分別為鋼筋混凝土部分承擔的軸力及相應的受彎承載力(極限狀態(tài)設計法)。,.,20,（三）鋼骨混凝土梁計算（1）應力圖形（圖10-9）。（2）基本公式：MMyss+MurcMyss鋼骨部分的受彎承載力：持久、短暫設計狀況：Myss=s.Wss.fssy地震設計狀況：Myss=Wss.fssy/REWss鋼骨截面的抵抗矩，當鋼骨截面有孔洞時應取凈截面的抵抗矩；s截面塑性發(fā)展系數(shù)，對工字形鋼骨截面，s取1.05；fssy鋼骨的抗拉、壓、彎強度設計值；RE抗震承載力調(diào)整系數(shù)，取0.8。Murc鋼筋混凝土部分的受彎承載力，按混凝土規(guī)范的方法計算，有地震作用組合時需考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)RE。,.,21,（四）鋼骨混凝土柱計算1、鋼骨混凝土柱彎矩設計值調(diào)整強柱弱梁等(1)除頂層和軸壓比小于0.15者外，一、二、三級框架柱和中間層框支柱：MccMbc對框架結構，一、二、三級抗震等級分別取為1.7、1.5、1.3；對其它結構中的框架，一、二、三、四級分別取1.4、1.2、1.1和1.1。(2)特一級和9度時的框架柱、框支柱，以及一級框架結構的框架柱：Mc1.2Mbua(3)特一、一、二、三級框架，以及框支柱的底層柱下端截面、和轉換層相連的框支柱上端截面，其彎矩設計值應分別乘以2.0、1.7、1.5、1.3的增大系數(shù)。,.,22,(4)對于角柱，其彎矩設計值應按以上各計算值再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。(5)非抗震結構、不需進行抗震驗算的結構和四級抗震結構中框架柱上、下端截面的彎矩設計值取組合的彎矩值（不調(diào)整）。2、鋼骨混凝土柱正截面承載力計算近似考慮軸力彎矩相關作用，鋼骨部分承擔的軸力Ncss可按下式確定：,Nssc0鋼骨部分的軸心受壓承載力，Nssc0=fssAss；N0鋼骨混凝土短柱軸心受壓承載力，N0=fcA+fyAs+fssAss；Nb界限破壞時的軸力，對矩形截面，取Nb=0.5fcbh。,.,23,按式確定鋼骨部分的軸力設計值Ncss后，截面鋼筋混凝土部分承擔的軸力為：Ncrc=N-Ncss確定鋼筋混凝土部分和鋼骨部分分別承擔的軸力后，則可分別按鋼筋混凝土截面和鋼骨截面計算各自的受彎承載力(已知軸力求彎矩)，然后疊加得到鋼骨混凝土截面的受彎承載力。對于鋼骨和鋼筋為對稱配置的矩形截面鋼骨混凝土柱(圖10-10)，可先設定鋼骨截面確定鋼骨部分承擔的軸力和彎矩再確定鋼筋混凝土部分承擔的軸力和彎矩的設計值然后按混凝土規(guī)范計算鋼筋混凝土部分截面的配筋。當有地震作用組合時，尚應考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)RE。,.,24,.,25,mNcyss-Mcyss相關曲線形狀系數(shù)，查表10-12（pp326表10-11）。,.,26,三、鋼骨混凝土構件斜截面承載力計算（一）最小截面尺寸1、鋼骨混凝土梁柱的總受剪承載力上限值：持久、短暫設計狀況：V0.40cfcbh0地震設計狀況：V(0.32cfcbh0)/RE2、混凝土部分的受剪承載力上限值：持久、短暫設計狀況：V0.25cfcbh0地震設計狀況：V(0.20cfcbh0)/RE,.,27,（二）剪力設計值的調(diào)整強剪弱彎等要求1鋼骨混凝土框架梁：一、二、三級框架梁梁端箍筋加密區(qū)：,9度和一級抗震時尚應符合以下要求：,vb梁剪力增大系數(shù)。一、二、三級抗震時，vb分別為1.3、1.2、1.1。,.,28,2鋼骨混凝土框架柱：一、二、三級框架柱和框支柱柱端箍筋加密區(qū)：,9度和一級抗震時尚應符合以下要求：,vc柱剪力增大系數(shù)。一、二、三級抗震時，vc分別為1.5、1.3、1.2。,對于角柱，其剪力設計值應按以上計算值再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。非抗震結構、不需進行抗震驗算的結構、四級抗震結構，以及一、二、三級結構中框架柱的非箍筋加密區(qū)，取組合的最大剪力設計值。,.,29,（三）梁、柱受剪承載力計算配置實腹式鋼骨的鋼骨混凝土梁、柱，可按疊加法計算其斜截面受剪承載力：VVyss+VurcVyss=fssvtwhwV剪力設計值（調(diào)整后）；Vurc鋼筋混凝土部分的受剪承載力，按混凝土規(guī)范算；Vyss鋼骨部分的受剪承載力；fssv為鋼骨的受剪強度設計值.,（四）節(jié)點受剪承載力計算由于鋼骨作用鋼骨混凝土梁柱節(jié)點斜截面受剪承載力顯著增加;鋼骨混凝土梁柱節(jié)點核心區(qū)受剪承載力的計算也同樣采用疊加法，即由鋼筋混凝土的受剪承載力和鋼骨腹板的受剪承載力疊加。,.,30,四、鋼骨混凝土柱的軸壓比限值1、軸壓比的定義：,Ac扣除型鋼后的混凝土截面面積。2、鋼骨混凝土柱的軸壓比限值見表10-13。,.,31,五、連接和構造（一）鋼骨混凝土柱腳鋼骨混凝土柱腳分為非埋入式和埋入式兩種(圖10-11)。非埋入式柱腳的鋼骨在基礎頂面終止，其內(nèi)力依靠地腳螺栓和底板傳遞至基礎。計算時可將柱腳處鋼骨視為鉸接。構造較為簡單，施工方便，但抗震性能較差；一般用于地下室頂板為上部結構的嵌固位置、鋼骨柱延伸至基礎的情況。埋入式柱腳的鋼骨一直深入到基礎混凝土內(nèi)，固定于底部支墩或樁基上。埋入式柱腳施工較為復雜，但地震時柱腳不易滑動，因此，抗震結構宜采用埋入式柱腳。,.,32,（二）梁柱連接1、鋼骨混凝土梁柱連接連接要求：一般應使梁的鋼骨承擔的彎矩傳遞給柱的鋼骨，梁的鋼筋混凝土部分的彎矩傳遞給柱的鋼筋混凝土。梁的主筋不應穿過柱鋼骨翼緣，也不得與柱鋼骨直接焊接。柱的鋼骨和主筋的布置應為梁的主筋通過留出通道。鋼骨腹板部分設置鋼筋貫穿孔時，截面缺損率不應超過腹板面積的20。梁柱鋼骨的連接形式柱翼緣貫通型和梁翼緣貫通型(圖10-12)。采用柱翼緣貫通型，應在梁翼緣位置設置加勁肋。,.,33,2、鋼筋混凝土梁-鋼骨混凝土柱連接(搭接式、貫通式)搭接式：在與鋼骨混凝土柱連接的梁端，設置一段鋼梁與梁主筋搭接(圖10-13(a)。鋼梁長度應滿足梁的主筋搭接長度要求，并在鋼梁的上下翼緣上設置剪力連接件。梁內(nèi)應有不少于13面積的主筋連續(xù)配置。梁端至鋼梁端部以外2倍梁高范圍內(nèi)，應加密箍筋。貫通式：梁的大部分主筋穿過鋼骨混凝土柱連續(xù)配置，部分主筋可在柱兩側截斷，與柱鋼骨伸出的鋼牛腿可靠焊接(圖10-13(b)。鋼牛腿的長度應滿足焊接強度要求。從梁端至鋼牛腿端部以外2倍梁高范圍內(nèi)，應加密箍筋.,.,34,（三）梁墻連接（鉸接和剛接）1、鉸接連接連接構造：鋼骨或鋼梁的腹板通過螺栓與剪力墻中的預埋件或預埋鋼骨上的連接板連接(圖10-14)。梁的鋼骨或鋼梁的梁端按鉸接計算，但剪力墻中的預埋件或預埋鋼骨的設計計算應考慮梁端剪力和梁端部分嵌固彎矩的作用。預埋件容易損壞，預埋鋼骨連接性能較好。2、剛接連接梁端按固結考慮。剪力墻中必須設置鋼骨。連接構造形式與鋼梁-鋼骨混凝土柱連接類似。梁端固端彎矩使剪力墻產(chǎn)生平面外彎矩，剪力墻設計時應予以考慮。,.,35,10.4鋼骨（型鋼、鋼板）混凝土剪力墻一、一般規(guī)定和構造要求鋼骨混凝土剪力墻分為無端柱剪力墻和有端柱剪力墻（圖10-15）。參與受力的豎向鋼骨應沿高度連續(xù)貫通。（一）鋼骨剪力墻最小厚度要求無端柱剪力墻最小厚度和有端柱剪力墻腹板最小厚度(表10-14)(pp334表10-13)。,.,36,（二）無端柱剪力墻或有端柱剪力墻腹板部分的分布鋼筋(1)非抗震設防及四級抗震結構，面積配筋率不小于0.2，直徑不小于8mm，間距不大于300mm。(2)一、二、三級時，面積配筋率不小于0.25，直徑不小于8mm，間距不大于200mm。(3)特一級時，面積配筋率不小于0.35%，直徑不小于10mm，間距不大于200mm。(4)與室外直接接觸的剪力墻，或由于其他原因?qū)е录袅炷廉a(chǎn)生較高溫度應力的部位，靠近墻表面的兩層鋼筋面積配筋率不小于0.25，直徑不小于8mm，間距不大于200mm。,.,37,(5)對于抗震結構，鋼骨混凝土剪力墻底部加強區(qū)水平分布筋應加密。加強區(qū)高度可取結構總高的110，且不小于1層樓高(10層及10層以下結構)或2層樓高(10層以上結構)。加強區(qū)范圍內(nèi)水平分布筋的間距不大于150mm(三、四級)、100mm(特一、一、二級)。特一級剪力墻加密區(qū)面積配筋率尚不宜小于0.4。,（三）鋼板剪力墻構造要求鋼板混凝土剪力墻體中的鋼板厚度不宜小于10mm，也不宜大于墻厚的115；鋼板混凝土剪力墻的墻身分布鋼筋配筋率不宜小于0.4，分布鋼筋間距不宜大于200mm，且應與鋼板可靠連接；鋼板與周圍型鋼構件宜采用焊接；,.,38,（四）型鋼剪力墻、鋼板剪力墻的軸壓比限值1、軸壓比的定義：,N重力荷載代表值作用下墻肢的軸向壓力設計值。Ac扣除型鋼、鋼板后的混凝土截面面積。Asp剪力墻腹板內(nèi)所配鋼板的橫截面面積。2、剪力墻的軸壓比限值見表10-15。,.,39,（五）邊緣構件和暗梁邊緣構件無端柱鋼骨混凝土剪力墻端部應設置邊緣構件。邊緣構件范圍內(nèi)應配置鋼骨、縱向鋼筋和鋼箍，共同組成暗柱。暗柱尺寸及面積、縱筋及箍筋的最小要求宜符合第七章有關剪力墻邊緣構件的構造規(guī)定。暗梁無端柱鋼骨混凝土剪力墻在樓板標高處設置暗梁。暗梁可由鋼骨、箍筋與縱向鋼筋組成，或僅采用鋼箍與縱向鋼筋組成，暗梁不參加剪力墻受力計算。特一級和一級時，暗梁內(nèi)應設置鋼骨；二級時，暗梁內(nèi)宜配置鋼骨。暗梁鋼骨應與暗柱內(nèi)鋼骨組成框架。其他情況可以按構造或施工要求設置暗梁。,.,40,二、正截面受彎承載力計算鋼骨混凝土剪力墻在已知軸力設計值時，正截面受彎承載力應滿足下式要求：MMwu鋼骨混凝土剪力墻正截面受彎承載力Mwu的計算方法與普通鋼筋混凝土矩形和工形截面剪力墻相同；端部鋼骨面積計入剪力墻端部鋼筋面積，用Asfy+Assfssy代替Asfy；當有地震作用組合時，尚應考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)RE。,.,41,三、斜截面受剪承載力計算（一）剪力設計值的調(diào)整強剪弱彎等一、二、三級剪力墻墻肢底部加強部位：VwvwVmax9度和抗震特一級的剪力墻：,非抗震結構、四級抗震剪力墻，以及其他抗震等級剪力墻的非加強區(qū)：VwVmax抗震等級為一、二、三級的剪力墻，剪力增大系數(shù)vw分別取l.6、1.4、1.2；,.,42,（二）斜截面受剪承載力驗算無端柱鋼骨混凝土剪力墻：VwVwurc+Vwuss有端柱鋼骨混凝土剪力墻：VwVwurc+Vcu/2Vw鋼骨混凝土剪力墻的剪力設計值（調(diào)整后）；Vwurc剪力墻中鋼筋混凝土腹板部分的受剪承載力。Vwuss無端柱剪力墻中鋼骨部分的受剪承載力；Vcu有端柱剪力墻中每根鋼骨混凝土端柱的受剪承載力。鋼骨混凝土剪力墻中鋼筋混凝土腹板部分受剪承載力,.,43,無端柱鋼骨混凝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,.,44,（三）最小截面尺寸1鋼筋混凝土腹板部分的受剪承載力上限值：持久、短暫設計狀況：Vwurc0.25cfcbh0地震設計狀況：Vwurc(0.20cfcbh0)/RE2無端柱鋼骨混凝土剪力墻中鋼骨部分的受剪承載力上限值：Vwuss0.25Vwurc,.,45,四、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）鋼板混凝土連梁1、受彎承載力計算鋼板混凝土連梁的受彎承載力計算：,.,46,2、受剪承載力計算1剪力設計值的調(diào)整強剪弱彎等要求一、二、三級時：,9度和特一級抗震時：,無地震組合和四級時，取組合的剪力設計值(不調(diào)整)。vb梁剪力增大系數(shù)。一、二、三級抗震時，vb分別為1.3、1.2、1.1。,.,47,2鋼板混凝土連梁受剪承載力計算：,3最小截面尺寸限值鋼板混凝土連梁的截面尺寸應符合以下要求：,.,48,3、構造規(guī)定鋼板混凝土連梁內(nèi)鋼板的厚度不應小于6mm，高度不宜超過梁高的0.7倍，鋼板宜采用Q235B級鋼材；鋼板的表面應設置焊接栓釘(圖10-16a)，也可在鋼板每側焊接兩根直徑不小于12mm的通長鋼筋(圖10-16b)；鋼板在墻肢內(nèi)應可靠錨固：如果在墻肢內(nèi)設置鋼骨暗柱，連梁鋼板的兩端與鋼骨暗柱可采用焊接或螺栓連接。如果墻肢內(nèi)無鋼骨暗柱，鋼板在墻肢中的埋置長度不應小于500mm與鋼板高度二者中的較大值，在距離墻肢表面75mm處以及鋼板端部焊接加勁鋼板，其厚度不小于16mm，寬度不小于100mm(圖10-17)。,.,49,（二）鋼連梁1、破壞形態(tài)當連梁的有效跨度leff2.6Mp/Vp，為彎曲屈服。應確保連梁首先彎曲屈服，連梁應在墻肢中有足夠的錨固長度，確保鋼連梁錨固段不發(fā)生滑移；連梁上應設置足夠的加勁肋，確保連梁彎曲屈服后的延性。當連梁的有效跨度leff2.6Mp/Vp，連梁可能首先發(fā)生剪切屈服。連梁在墻肢中應有足夠的錨固長度，以確保連梁抗剪承載力的充分發(fā)揮；連梁上應設置足夠的加勁肋，以確保其剪切屈服后的延性。,.,50,2、受剪承載力計算1剪力設計值的調(diào)整鋼連梁的剪力設計值按下列規(guī)定計算：持久、短暫設計狀況，取組合的剪力設計值；地震設計狀況：當leff2.6Mp/Vp時：Vb=2Wpssfssy/leff+VGb當leff2.6Mp/Vp時：Vb=0.58fssyhwtwWpss鋼連梁的塑性截面模量；fssy鋼材的屈服強度；Mp鋼連梁的全塑性受彎承載力；Vp鋼連梁的塑性受剪承載力；leff連梁的有效跨度，leff=ln+3a，a可取30mm。,.,51,2鋼連梁受剪承載力鋼連梁的受剪承載力應滿足下式要求：,.,52,3、構造規(guī)定當鋼連梁高度大于650mm時，鋼腹板兩側均應設置加勁肋；高度不大于650mm時可僅在腹板一側設置。加勁肋的厚度不應小于10mm，也不應小于腹板厚度tw的0.75倍。第一塊加勁肋至墻表面的距離和加勁肋間距的要求見(表10-16)pp343表10-15。當墻肢中有鋼骨暗柱，且鋼骨暗柱表面距墻邊緣的距離不大于1.5倍連梁截面高度時，鋼連梁端部應與鋼骨暗柱剛性連接。在暗柱內(nèi)鋼連梁上、下翼緣位置應設置水平加勁肋(圖10-18)。當墻肢中無鋼骨暗柱或鋼骨暗柱表面距墻邊緣的距離大于1.5倍連梁截面高度時，鋼連梁在墻肢中應具有足夠的埋置長度。,.,53,鋼連梁在墻肢中的埋置方法：在鋼連梁的端部及梁墻交界面應設置加勁板(圖10-19a)，其厚度不應小于16mm，也不應小于腹板厚度tw的1.5倍。在錨固段內(nèi)宜在上、下翼緣焊接栓釘(圖10-19b)。鋼連梁翼緣兩側的混凝土內(nèi)應配置鋼筋，鋼筋面積Asc1.8Vb/fssy，鋼筋的布置見（圖10-20），其中2/3的Asc鋼筋需布置在墻體邊緣部分，可與剪力墻邊緣構件中的鋼筋結合共用。,.,54,10.5圓鋼管混凝土柱一、概述（一）鋼管混凝土柱的截面形狀主要有圓形、方形和矩形(圖10-2)；方形和矩形截面鋼管對改變管內(nèi)混凝土的力學性能的作用較小。(二)鋼管混凝土柱的優(yōu)越性。1、與鋼柱相比焊接量少；剛度大；耐火性能好；不存在鋼柱受壓翼緣屈曲失穩(wěn)的問題；在承載力相同的條件下，用鋼量減少約50。2、與鋼筋混凝土柱比在用鋼量相近、承載力相同的條件下，截面面積減少一半，減輕了結構的重量，同時降低了基礎造價。,.,55,（三）鋼管混凝土柱的設計方法（兩種）極限平衡理論也稱極限分析法，其基本假定為：(1)鋼管混凝土由鋼管和管內(nèi)混凝土兩種元件組成；(2)鋼管混凝土柱達到其軸心受壓承載力時，對于直徑與壁厚之比不小于20的鋼管，其徑向應力遠小于環(huán)向應力，可忽略不計，鋼管的應力狀態(tài)簡化為縱向受壓、環(huán)向受拉，且沿管壁均勻分布；(3)鋼管采用VonMises屈服準則。鋼管混凝土統(tǒng)一理論是將鋼管和管內(nèi)混凝土視為一種組合材料。鋼管混凝土短柱的軸心受壓承載力為鋼管混凝土組合材料的軸壓組合強度與鋼管混凝土截面面積的乘積；組合強度是以試驗研究為基礎，通過數(shù)值計算確定的。,.,56,（四）圓鋼管混凝土柱的工作特性和破壞形態(tài)短柱長徑比Le/D4的鋼管混凝土柱。1、軸心受壓鋼管混凝土短柱的工作性能(1)在加載初始階段，由于混凝土的泊松比小于鋼的泊松比，鋼管內(nèi)混凝土的側向膨脹小于鋼管的側向膨脹，鋼管與混凝土之間沒有擠壓力，兩者共同承擔軸向壓力。(2)隨著軸壓力加大，混凝土內(nèi)水泥與骨料結合面原有的微細裂縫發(fā)展，并出現(xiàn)新的微裂縫，使混凝土體積膨脹，其側向變形超過鋼管的側向變形后，在混凝土與鋼管之間產(chǎn)生徑向壓力，鋼管壁受到環(huán)向拉力，鋼管主要處于縱向受壓、環(huán)向受拉的雙向應力狀態(tài)。(3)核心混凝土受到鋼管徑向緊箍力的作用，處于三向受壓應力狀態(tài)(圖10-21)。,.,57,鋼管處于彈性階段時，鋼管混凝土短柱的外觀變化不大;鋼管屈服而開始塑性流動后，鋼管表面可以觀察到滑移斜線，外觀體積也因混凝土微裂縫發(fā)展而增大。隨著軸壓力的增大，鋼管的環(huán)向拉應力不斷增大；根據(jù)VonMises屈服條件，鋼管承受的縱向壓應力相應減小，軸向壓力在鋼管與管內(nèi)混凝土之間重分布，鋼管承受的壓力減小，由主要承受軸向壓應力轉變?yōu)橹饕惺墉h(huán)向拉應力，而三向受壓的混凝土因受到較大的約束緊箍力而具有更高的抗壓強度和更大的塑性變形能力。鋼管和管內(nèi)混凝土所能承擔的軸向壓力之和達到最大時，即為鋼管混凝土短柱的最大軸心受壓承載力。超過最大承載力后，鋼管混凝土柱的縱向變形繼續(xù)增大，鋼管表面局部凸曲皺折，不過，即使縱向變形很大，也不會出現(xiàn)管內(nèi)混凝土壓碎現(xiàn)象。,.,58,2、軸心受壓鋼管混凝土短柱的破壞形態(tài)(1)長徑比Le/D4的鋼管混凝土短柱基本沒有側向彎曲，其破壞為材料強度受壓破壞；(2)420的柱，達到最大軸壓力時，鋼管表面平均縱向應變在彈性范圍內(nèi)，為彈性失穩(wěn)破壞。鋼管混凝土柱的長徑比不宜大于20。,.,59,二、鋼管混凝土柱設計基本規(guī)