组合结构通用规范 GB55004-2021
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4.2 建筑结构体系

4.2.1 建筑组合结构体系分析计算模型应模拟不同材料、构件或体系进行组合时协同受力的特征。对于采用组合楼盖体系的结构,应将混凝土楼板和钢梁视为共同受力的组合梁板体系,其中组合框架主梁应同时考虑竖向荷载、水平地震作用和水平风荷载等作用下楼板与钢梁之间的组合效应。
4.2.2 钢-混凝土组合结构应进行多遇地震下的弹性变形验算和罕遇地震下的弹塑性变形验算,并应符合表4.2.2的规定。
钢-混凝土组合结构层间位移角限值
钢-混凝土组合结构层间位移角限值
4.2.3 组合构件的混凝土裂缝宽度应分别按荷载标准组合和准永久组合,并考虑长期作用的影响进行计算。室内干燥环境下最大受力裂缝宽度不应大于0.3mm,其他情况最大裂缝宽度不应大于0.2mm。
4.2.4 对于高度大于150m的组合结构高层建筑应满足风振舒适度要求。在10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度限值应符合表4.2.4的规定。
表4.2.4
4.2.5 正常使用极限状态设计时,对振动舒适度有要求的钢-混凝土组合楼盖结构,应进行竖向动力响应验算,动力响应限值应采用基于人体振感舒适度的控制指标。
4.2.6 钢-混凝土组合梁、组合楼板使用阶段的挠度应分别按荷载标准组合和准永久组合并考虑长期作用的影响进行计算,其计算值不应大于表4.2.6规定的限值。型钢混凝土梁使用阶段的挠度计算值不应大于钢筋混凝土梁的挠度限值。
表4.2.6
    注:1 表中l0为梁或板的计算跨度,悬臂梁、板的l0应按实际悬臂长度的2倍取用;
    2 构件有起拱时,应将计算所得挠度值减去起拱值。

条文说明
4.2.1 本条根据建筑组合结构特点,规定了进行建筑组合结构体系计算时应满足的基本原则,充分体现组合结构计算的特别之处。
    近年来,组合框架在多层及高层建筑中的应用十分广泛。试验研究表明,楼板的空间组合作用除可以明显增加组合框架梁在竖向荷载下的刚度和承载力外,对组合框架结构体系的整体抗侧刚度也有显著的提高作用。采用固定刚度放大系数在某些情况下会低估楼板对组合框架梁刚度的提高作用,从而可能低估结构整体抗侧刚度,低估结构承受的地震剪力。另外楼板对组合框架梁的刚度放大作用还会改变框架结构的整体变形特性,使结构剪切型变形的特征更为明显,对组合框架梁刚度的低估会导致为符合框架核心筒结构体系外框剪力承担率的规定,使外框钢梁截面高度偏大而影响组合梁经济性优势的发挥。故在结构分析中必须准确考虑组合框架主梁在竖向荷载和水平地震作用、水平风荷载等侧向作用下楼板与钢梁之间的组合效应。
4.2.2 本条针对各种类型的组合结构体系,专门规定了建筑组合结构体系抗震设计时应采用的弹性层间位移角限值和弹塑性层间位移角限值。
    对于钢柱或钢管混凝土柱框架结构、钢柱或钢管混凝土柱框架-钢支撑、钢板剪力墙或外包钢板组合剪力墙(筒体)组合结构,其整体抗震性能偏向于钢结构属性,因而弹性和弹塑性层间位移角限值均按照钢结构的规定执行。
    对于型钢混凝土柱框架结构、型钢混凝土柱框架-钢支撑、钢板剪力墙或外包钢板组合剪力墙(筒体)组合结构,其外框整体抗震性能偏向于混凝土结构属性,因而其弹性层间位移角限值比钢结构更严格,按照钢结构限值的50%执行。
    对于采用钢筋(型钢)混凝土剪力墙或筒体作为主要抗侧力构件的组合结构体系,其剪力墙和核心筒的整体变形能力与混凝土结构类似,显著弱于钢结构。而外框不论采用何种形式,其变形能力均不弱于剪力墙和核心筒,因而该类结构的弹性层间位移角限值和弹塑性层间位移角限值均与混凝土结构的规定一致。
    组合结构体系类型多样,以上规定难以全部涵盖。故对于未涵盖的结构类型,应根据具体结构形式及其力学性能,综合考虑刚度、裂缝、非结构构件等正常使用需求确定弹性层间位移角限值,综合考虑结构变形能力和安全需求确定弹塑性层间位移角限值。总体上,组合结构层间位移角变形限值应介于钢结构和混凝土结构限值之间。
4.2.3 本条规定了建筑组合结构体系正常使用极限状态验算时应采用的正截面裂缝宽度限值,包括钢-混凝土组合梁的混凝土板和型钢混凝土构件。
4.2.4 本条规定了建筑组合结构体系正常使用极限状态验算时应采用的顶点风振加速度限值,以保证结构具有良好的使用条件,满足风荷载下的舒适度要求。
4.2.5 本条规定了正常使用极限状态设计时,对振动舒适度有要求的钢-混凝土组合楼盖结构应进行竖向动力响应验算,不再简单地按照自振频率进行控制。
4.2.6 本条规定了正常使用极限状态设计时钢-混凝土组合梁、组合楼板、型钢混凝土组合梁使用阶段的挠度限值,以满足正常使用和外观要求。
 
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