9.5 组合建筑中轻型木结构
9.5.1 组合建筑的抗震设计宜采用振型分解反应谱法。当底部结构平均抗侧刚度与上部相邻木结构的平均抗侧刚度之比大于10,且整体结构的基本自振周期不大于上部木结构的基本自振周期的1.1倍时,上部木结构与下部结构可分别采用底部剪力法单独进行抗震计算,并且验算下部结构时应考虑来自上部木结构底部剪力的作用。
9.5.2 采用轻型木屋盖的多层民用建筑,主体结构的地震作用应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。木屋盖可作为顶层质点作用在屋架支座处,顶层质点的等效重力荷载可取木屋盖重力荷载代表值与1/2墙体重力荷载代表值之和。其余质点可取重力荷载代表值的85%。作用在轻型木屋盖的水平荷载应按下式确定:
式中:FE一一轻型木屋盖的水平荷载;
Gr——木屋盖重力荷载代表值;
Geq——顶层质点的等效重力荷载;
FEK——顶层水平地震作用标准值。
9.5.3 当木屋盖和木楼盖作为混凝土或砌体墙体的侧向支承时(图9.5.3),应采用锚固连接件直接将墙体与木屋盖、楼盖连接。锚固连接件的承载力应根据墙体传递的水平荷载计算,且锚固连接沿墙体方向的承载力不应小于3.0kN/m。
9.5.4 轻型木结构与砌体结构、钢筋混凝土结构或钢结构等下部结构的连接应采用锚栓连接。锚栓直径不应小于12mm,间距不应大于2.0m,锚栓埋入深度不应小于300mm,地梁板两端各应设置1根锚栓,端距应为100mm~300mm。
9.5.5 当砌体结构、钢筋混凝土结构或钢结构采用轻型木屋盖系统时,宜在其结构的顶部设置木梁板,木屋盖应与木梁板连接。木梁板与砌体结构、钢筋混凝土结构或钢结构的连接应符合本标准第9.5.4条的规定。
9.5.1 本条参考了美国《建筑结构最小荷载规范》2010年版(ASCE/SEI 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)第12.2.3.2条和同济大学2006年轻型木混合结构(底层混凝土结构和上部2层轻木结构)振动台试验结果。试验结果及理论分析表明,当抗侧刚度之比小于4时,整体结构可采用底部剪力法进行计算。
美国ASCE/SEI 7-10第12.2.3.2条指出:对于下刚上柔的结构,当下部刚度是上部刚度的10倍以上,且上部结构的周期不大于整体结构周期的1.1倍时,上下两部分可以分开独立计算,各部分按相应的条款计算,并考虑上部对下部的作用。同济大学2006年振动台试验结果及理论分析表明,当下部抗侧刚度与上部木结构抗侧刚度比大于8时,上下两部分可分开计算,各自按相应规范进行。
对于下刚上柔的混合结构,除应考虑上部柔性结构对下部刚性结构的作用,尚应考虑下部结构对上部结构的动力放大因素。美国ASCE/SEI 7-10没有考虑这一动力放大因素。这是因为当下部结构的周期远小于上部结构的周期时(在这种情况下,上部结构的周期接近整体结构的周期),下部结构对上部结构的动力放大因素可忽略不计。对于木结构而言,非结构构件对结构周期有很大的影响。考虑到在计算结构周期时设计人员通常只考虑结构构件的刚度,这将导致计算得到的结构周期大于结构的实际周期。考虑到这一因素,当上部结构的周期接近整体结构周期的1.1倍时,可适当考虑下部结构对上部结构加速度放大系数。在这种情况下,建议加速度放大系数取1.2。
9.5.2 分析表明,对于采用轻型木屋盖的多层民用建筑,屋盖对顶层以下墙体的剪力和位移影响甚小,仅对屋架处的剪力影响较大。由于屋盖抗侧刚度尚没有推荐计算方法,为方便设计,故仍按顶层一个质点的方法进行设计。轻型木屋盖的水平荷载可按公式(9.5.2)计算。
9.5.3 本条参考了《加拿大木结构规范-2010》第9.3.5.1条的相关内容。木构件和砌体或混凝土构件之间的连接不应采用斜钉连接。试验表明这种连接方式在横向力的作用下不可靠。