8.2.1 對樓板應按下列原則進行平面內(nèi)抗剪承載力和平面外抗彎承載力驗算:
1 宜按連續(xù)單向板或連續(xù)雙向板計算樓板在豎向荷載作用下的內(nèi)力。
2 宜按彈性樓板進行平面內(nèi)和平面外抗剪承載力和平面外抗彎承載力驗算。
8.2.2 橫向水平荷載作用下樓板承受的平面內(nèi)水平剪力Vfi可按下列原則計算:假定樓板為深梁,在橫向水平荷載作用下第i層樓板的計算簡圖(圖8.2.2)中,Vij(i=1,2,3…n;j=1,2,3…m)為第i層第j榀桁架所分配的水平剪力,應按公式(5.2.6-1)~公式(5.2.6-4)計算;鉸接支座相當于第i—1層桁架提供的約束。
圖8.2.2 橫向水平荷載作用下第i層樓板的計算簡圖
8.2.3 樓板在橫向水平荷載作用下平面內(nèi)抗剪承載力可按下式進行驗算:
式中:Vfi——根據(jù)本規(guī)程計算簡圖(圖8.2.2)計算得到的樓板平面內(nèi)水平剪力;
ft——混凝土的抗拉強度設(shè)計值;
lsd——將樓板簡化為深梁構(gòu)件后深梁的計算高度,取0.8倍桁架的跨度;
h——樓板的計算厚度;對壓型鋼板-混凝土組合樓板,取壓型鋼板頂面以上現(xiàn)澆混凝土厚度hc1[圖8.1.1(a)];對裝配整體式疊合樓板,取現(xiàn)澆混凝土層厚度及預制板混凝土層厚度分別計算后疊加;對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板,取樓板厚度。
8.2.4 桁架弦桿與樓板間的抗剪連接件可按下列規(guī)定計算和布置:
1 橫向水平荷載作用下,桁架弦桿與樓板間抗剪連接件的數(shù)量nf1應按下式計算:
式中:Vij——橫向水平荷載作用下,與樓板相連接的第i層第j榀桁架所分配的水平剪力;
Ncv——所選類型的單個抗剪連接件的抗剪承載力設(shè)計值,按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017計算。
2 按公式(8.2.4)計算得到的連接件數(shù)量,在桁架兩端1/4跨度范圍內(nèi)應均勻配置60%,在桁架中部1/2跨度范圍內(nèi)應均勻配置40%。
3 豎向荷載作用下,桁架弦桿與樓板間抗剪連接件的數(shù)量nf2及布置方式,應按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017中的相關(guān)規(guī)定計算。
4 樓蓋中弦桿上抗剪連接件的數(shù)量應為nf1+nf2。
8.2.5 縱向框架梁與樓板間的抗剪連接件可按下列規(guī)定計算:
1 橫向水平荷載作用下,縱向框架梁與樓板間的抗剪連接件數(shù)量nf3,應按下式計算:
式中:V′fi ——橫向水平荷載作用下,縱向框架梁與樓板間的抗剪連接件承受的剪力。
V′fj可按下式近似計算:
式中:Mfi,max——根據(jù)本規(guī)程計算簡圖(圖8.2.2)計算得到的深梁梁段內(nèi)最大彎矩。
2 豎向荷載作用下,縱向框架梁與樓板間抗剪連接件的數(shù)量nf4及布置方式,應按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017中的相關(guān)規(guī)定計算。
3 樓蓋中縱向框架梁上抗剪連接件的數(shù)量應為nf3+nf4。 條文說明 8.2 樓蓋結(jié)構(gòu)計算
8.2.1 交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的樓板一般開間和進深均較大,樓板厚度較大。當承受水平剪力時,樓板平面內(nèi)斜截面受剪承載力一般可滿足。因此,進行樓板設(shè)計時,宜先進行豎向荷載作用下的設(shè)計,確定板厚,然后對樓板進行水平剪力作用下的受剪承載能力校核,確定計算樓板厚度是否滿足要求;不滿足時需調(diào)整板厚。
為保證交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的整體性,要求樓板與桁架的連接有較高的承載力,因此在豎向荷載作用下的樓板計算中,宜將樓板計算模型考慮為單向或雙向連續(xù)板。
豎向荷載作用下,樓板的受彎承載力驗算可按國家現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
8.2.2 將樓板簡化為深梁,計算橫向水平荷載作用下樓板承受的面內(nèi)水平剪力。當計算第i層樓板在水平荷載作用下的水平剪力時,將該層單榀桁架上所分配的水平剪力作為集中荷載施加于深梁上,下一樓層(第i—1層)桁架的作用相當于約束于深梁上的鉸接支座。
當交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的平面布置規(guī)則和樓板開洞較小時,其樓板可作為剛性橫隔板;同時,交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)在豎向布置上一般變化不顯著,因此利用本規(guī)程第5.2.4條平面協(xié)同分析模型得出的桁架承受水平剪力的計算公式能滿足樓板承受的平面內(nèi)水平剪力的計算精度要求。
8.2.3 由于在水平剪力作用下,交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的樓板與深梁相似,本條采用現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010對不出現(xiàn)斜裂縫的深梁的受剪承載力計算的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)西安建筑科技大學進行的交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)樓板試驗結(jié)果,絕大部分水平剪力由樓板的混凝土承受,而將樓板內(nèi)鋼筋的抗剪承載力考慮為安全儲備,由此得到受剪承載力公式(8.2.3)。
由于壓型鋼板-混凝土組合樓板一般采用壓型鋼板順槽方向與桁架方向垂直布置的方式,則樓板承受的水平力方向垂直于壓型鋼板順槽方向,偏安全僅取壓型鋼板頂面以上混凝土承受水平剪力。一般情況下,疊合板的預制層與現(xiàn)澆層混凝土強度不同,計算時應將現(xiàn)澆混凝土層和預制混凝土板層分開,利用公式(8.2.3)計算疊合樓板總的受剪承載力。
根據(jù)美國麻省理工學院對交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)樓板的研究,樓板在桁架的跨度方向的剪應力分布呈拋物線;根據(jù)美國AISC設(shè)計指南“Steel Design Guide Series 14:Staggered Truss Fram-ing System”的建議,在取樓板計算寬度時可取0.8倍的桁架的跨度。
8.2.4 桁架弦桿與樓板間的抗剪連接件應能抵抗水平荷載作用產(chǎn)生的縱向剪力Vij和桁架在豎向荷載作用下弦桿與樓板間產(chǎn)生的剪力。
根據(jù)湖南大學對交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)樓蓋與鋼桁架弦桿的滑移研究,樓板在桁架兩端1/4跨度范圍滑移較大,中部1/2跨度范圍滑移量小,因此在承擔水平剪力的抗剪連接件配置中增大了桁架兩端1/4跨度范圍抗剪連接件的配置數(shù)量。
8.2.5 交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的樓蓋承受桁架傳來的水平剪力時,作用機理與深梁相似,為提高其延性,宜設(shè)計邊緣約束構(gòu)件。根據(jù)美國AISC設(shè)計指南“Steel Design Guide Series 14:Staggered Truss Framing System”的建議,可將縱向框架梁考慮為樓板的邊緣約束構(gòu)件,因此在設(shè)計樓蓋時應保證樓蓋與縱向框架梁間有可靠的抗剪連接設(shè)計。
蓋中縱向框架梁上抗剪連接件的數(shù)量應為nf3+nf4。
1 宜按連續(xù)單向板或連續(xù)雙向板計算樓板在豎向荷載作用下的內(nèi)力。
2 宜按彈性樓板進行平面內(nèi)和平面外抗剪承載力和平面外抗彎承載力驗算。
8.2.2 橫向水平荷載作用下樓板承受的平面內(nèi)水平剪力Vfi可按下列原則計算:假定樓板為深梁,在橫向水平荷載作用下第i層樓板的計算簡圖(圖8.2.2)中,Vij(i=1,2,3…n;j=1,2,3…m)為第i層第j榀桁架所分配的水平剪力,應按公式(5.2.6-1)~公式(5.2.6-4)計算;鉸接支座相當于第i—1層桁架提供的約束。
圖8.2.2 橫向水平荷載作用下第i層樓板的計算簡圖
8.2.3 樓板在橫向水平荷載作用下平面內(nèi)抗剪承載力可按下式進行驗算:
式中:Vfi——根據(jù)本規(guī)程計算簡圖(圖8.2.2)計算得到的樓板平面內(nèi)水平剪力;ft——混凝土的抗拉強度設(shè)計值;
lsd——將樓板簡化為深梁構(gòu)件后深梁的計算高度,取0.8倍桁架的跨度;
h——樓板的計算厚度;對壓型鋼板-混凝土組合樓板,取壓型鋼板頂面以上現(xiàn)澆混凝土厚度hc1[圖8.1.1(a)];對裝配整體式疊合樓板,取現(xiàn)澆混凝土層厚度及預制板混凝土層厚度分別計算后疊加;對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板,取樓板厚度。
8.2.4 桁架弦桿與樓板間的抗剪連接件可按下列規(guī)定計算和布置:
1 橫向水平荷載作用下,桁架弦桿與樓板間抗剪連接件的數(shù)量nf1應按下式計算:
式中:Vij——橫向水平荷載作用下,與樓板相連接的第i層第j榀桁架所分配的水平剪力;Ncv——所選類型的單個抗剪連接件的抗剪承載力設(shè)計值,按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017計算。
2 按公式(8.2.4)計算得到的連接件數(shù)量,在桁架兩端1/4跨度范圍內(nèi)應均勻配置60%,在桁架中部1/2跨度范圍內(nèi)應均勻配置40%。
3 豎向荷載作用下,桁架弦桿與樓板間抗剪連接件的數(shù)量nf2及布置方式,應按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017中的相關(guān)規(guī)定計算。
4 樓蓋中弦桿上抗剪連接件的數(shù)量應為nf1+nf2。
8.2.5 縱向框架梁與樓板間的抗剪連接件可按下列規(guī)定計算:
1 橫向水平荷載作用下,縱向框架梁與樓板間的抗剪連接件數(shù)量nf3,應按下式計算:
式中:V′fi ——橫向水平荷載作用下,縱向框架梁與樓板間的抗剪連接件承受的剪力。V′fj可按下式近似計算:
式中:Mfi,max——根據(jù)本規(guī)程計算簡圖(圖8.2.2)計算得到的深梁梁段內(nèi)最大彎矩。2 豎向荷載作用下,縱向框架梁與樓板間抗剪連接件的數(shù)量nf4及布置方式,應按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017中的相關(guān)規(guī)定計算。
3 樓蓋中縱向框架梁上抗剪連接件的數(shù)量應為nf3+nf4。 條文說明 8.2 樓蓋結(jié)構(gòu)計算
8.2.1 交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的樓板一般開間和進深均較大,樓板厚度較大。當承受水平剪力時,樓板平面內(nèi)斜截面受剪承載力一般可滿足。因此,進行樓板設(shè)計時,宜先進行豎向荷載作用下的設(shè)計,確定板厚,然后對樓板進行水平剪力作用下的受剪承載能力校核,確定計算樓板厚度是否滿足要求;不滿足時需調(diào)整板厚。
為保證交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的整體性,要求樓板與桁架的連接有較高的承載力,因此在豎向荷載作用下的樓板計算中,宜將樓板計算模型考慮為單向或雙向連續(xù)板。
豎向荷載作用下,樓板的受彎承載力驗算可按國家現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
8.2.2 將樓板簡化為深梁,計算橫向水平荷載作用下樓板承受的面內(nèi)水平剪力。當計算第i層樓板在水平荷載作用下的水平剪力時,將該層單榀桁架上所分配的水平剪力作為集中荷載施加于深梁上,下一樓層(第i—1層)桁架的作用相當于約束于深梁上的鉸接支座。
當交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的平面布置規(guī)則和樓板開洞較小時,其樓板可作為剛性橫隔板;同時,交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)在豎向布置上一般變化不顯著,因此利用本規(guī)程第5.2.4條平面協(xié)同分析模型得出的桁架承受水平剪力的計算公式能滿足樓板承受的平面內(nèi)水平剪力的計算精度要求。
8.2.3 由于在水平剪力作用下,交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的樓板與深梁相似,本條采用現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010對不出現(xiàn)斜裂縫的深梁的受剪承載力計算的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)西安建筑科技大學進行的交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)樓板試驗結(jié)果,絕大部分水平剪力由樓板的混凝土承受,而將樓板內(nèi)鋼筋的抗剪承載力考慮為安全儲備,由此得到受剪承載力公式(8.2.3)。
由于壓型鋼板-混凝土組合樓板一般采用壓型鋼板順槽方向與桁架方向垂直布置的方式,則樓板承受的水平力方向垂直于壓型鋼板順槽方向,偏安全僅取壓型鋼板頂面以上混凝土承受水平剪力。一般情況下,疊合板的預制層與現(xiàn)澆層混凝土強度不同,計算時應將現(xiàn)澆混凝土層和預制混凝土板層分開,利用公式(8.2.3)計算疊合樓板總的受剪承載力。
根據(jù)美國麻省理工學院對交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)樓板的研究,樓板在桁架的跨度方向的剪應力分布呈拋物線;根據(jù)美國AISC設(shè)計指南“Steel Design Guide Series 14:Staggered Truss Fram-ing System”的建議,在取樓板計算寬度時可取0.8倍的桁架的跨度。
8.2.4 桁架弦桿與樓板間的抗剪連接件應能抵抗水平荷載作用產(chǎn)生的縱向剪力Vij和桁架在豎向荷載作用下弦桿與樓板間產(chǎn)生的剪力。
根據(jù)湖南大學對交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)樓蓋與鋼桁架弦桿的滑移研究,樓板在桁架兩端1/4跨度范圍滑移較大,中部1/2跨度范圍滑移量小,因此在承擔水平剪力的抗剪連接件配置中增大了桁架兩端1/4跨度范圍抗剪連接件的配置數(shù)量。
8.2.5 交錯桁架鋼框架結(jié)構(gòu)的樓蓋承受桁架傳來的水平剪力時,作用機理與深梁相似,為提高其延性,宜設(shè)計邊緣約束構(gòu)件。根據(jù)美國AISC設(shè)計指南“Steel Design Guide Series 14:Staggered Truss Framing System”的建議,可將縱向框架梁考慮為樓板的邊緣約束構(gòu)件,因此在設(shè)計樓蓋時應保證樓蓋與縱向框架梁間有可靠的抗剪連接設(shè)計。
蓋中縱向框架梁上抗剪連接件的數(shù)量應為nf3+nf4。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
