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11.3 结构计算


11.3.1 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。
11.3.2 结构弹性阶段的内力和位移计算时,构件刚度取值应符合下列规定:
1 型钢混凝土构件、钢管混凝土柱的刚度可按下列公式计算:
2 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,可不计端部型钢对截面刚度的提高作用;
3 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;
4 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。
11.3.3 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。
11.3.4 当混凝土筒体先于外围框架结构施工时,应考虑施工阶段混凝土筒体在风力及其他荷载作用下的不利受力状态;应验算在浇筑混凝土之前外围型钢结构在施工荷载及可能的风载作用下的承载力、稳定及变形,并据此确定钢结构安装与浇筑楼层混凝土的间隔层数。
11.3.5 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。
11.3.6 结构内力和位移计算时,设置伸臂桁架的楼层以及楼板开大洞的楼层应考虑楼板平面内变形的不利影响。
条文说明
11.3.1 在弹性阶段,楼板对钢梁刚度的加强作用不可忽视。从国内外工程经验看,作为主要抗侧力构件的框架梁支座处尽管有负弯矩,但由于楼板钢筋的作用,其刚度增大作用仍然很大,故在整体结构计算时宜考虑楼板对钢梁刚度的加强作用。框架梁承载力设计时一般不按照组合梁设计。次梁设计一般由变形要求控制,其承载力有较大富余,故一般也不按照组合梁设计,但次梁及楼板作为直接受力构件的设计应有足够的安全储备,以适应不同使用功能的要求,其设计采用的活载宜适当放大。
11.3.2 在进行结构整体内力和变形分析时,型钢混凝土梁、柱及钢管混凝土柱的轴向、抗弯、抗剪刚度都可按照型钢与混凝土两部分刚度叠加方法计算。
11.3.3 外柱与内筒的竖向变形差异宜根据实际的施工工况进行计算。在施工阶段,宜考虑施工过程中已对这些差异的逐层进行调整的有利因素,也可考虑采取外伸臂桁架延迟封闭、楼面梁与外周柱及内筒体采用铰接等措施减小差异变形的影响。在伸臂桁架永久封闭以后,后期的差异变形会对伸臂桁架或楼面梁产生附加内力,伸臂桁架及楼面梁的设计时应考虑这些不利影响。
11.3.4 混凝土筒体先于钢框架施工时,必须控制混凝土筒体超前钢框架安装的层次,否则在风荷载及其他施工荷载作用下,会使混凝土筒体产生较大的变形和应力。根据以往的经验,一般核心筒提前钢框架施工不宜超过14层,楼板混凝土浇筑迟于钢框架安装不宜超过5层。
11.3.5 影响结构阻尼比的因素很多,因此准确确定结构的阻尼比是一件非常困难的事情。试验研究及工程实践表明,一般带填充墙的高层钢结构的阻尼比为0.02左右,钢筋混凝土结构的阻尼比为0.05左右,且随着建筑高度的增加,阻尼比有不断减小的趋势。钢-混凝土混合结构的阻尼比应介于两者之间,考虑到钢-混凝土混合结构抗侧刚度主要来自混凝土核心筒,故阻尼比取为0.04,偏向于混凝土结构。风荷载作用下,结构的塑性变形一般较设防烈度地震作用下为小,故抗风设计时的阻尼比应比抗震设计时为小,阻尼比可根据房屋高度和结构形式选取不同的值;结构高度越高阻尼比越小,采用的风荷载回归期越短,其阻尼比取值越小。一般情况下,风荷载作用时结构楼层位移和承载力验算时的阻尼比可取为0.02~0.04,结构顶部加速度验算时的阻尼比可取为0.01~0.015。
11.3.6 对于设置伸臂桁架的楼层或楼板开大洞的楼层,如果采用楼板平面内刚度无限大的假定,就无法得到桁架弦杆或洞口周边构件的轴力和变形,对结构设计偏于不安全。
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高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010
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