13.1.1 适用高度和侧移限值
1 混合结构系指外围钢框架或型钢混凝土、钢管混凝土框架与钢筋混凝土核心筒所组成的框架-核心筒结构以及由外围钢框筒或型钢混凝土、钢管混凝土框筒与钢筋混凝土核心筒所组成的筒中筒结构。应注意:为减少柱子尺寸或增加延性而在混凝土柱中设置构造型钢,而框架梁仍为钢筋混凝土梁时,该体系不宜视为混合结构;此外对于体系中局部构件(如框支梁柱)采用型钢梁柱(型钢混凝土梁柱)也不应视为混合结构。
混合结构适用的最大高度应符合表13.1.1-1的要求。
表13.1.1-1 钢-混凝土混合结构房屋适用的最大高度(m)
注:1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋面的水箱、电梯机房、构架等的高度)。
2 平面和竖向均不规则的结构,最大适用高度应适当降低。
3 当房屋高度超过表中数值时,结构设计应有可靠依据并采取进一步有效措施。
2 水平侧移的限值
在风荷载及多遇地震标准值作用下,按弹性方法计算的楼层层间最大水平位移与层高的比值△u/h不宜超过表13.1.1-2中的规定。
表13.1.1-2 △u/h的限值
注:H指房屋高度。
13.1.2 结构布置
1 平面布置宜简单、规则、对称,尽量使刚心与质量中心重合,具有足够的抗扭刚度,避免由于结构的非对称而引起的扭转振动以及在凹角处的应力集中。
2 竖向布置宜符合下列要求
1)结构的侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化,构件截面宜由下至上逐渐减小,无突变;
2)混合结构的外围框架柱沿高度宜采用同类结构构件;当上部与下部结构的类型和材料不同时,连接处应设置过渡层,且单柱的抗弯刚度变化不宜超过30%,避免刚度和承载力的突变;
3)对于刚度突变的楼层,如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部突出部分,应采取可靠的过渡加强措施;
4)钢框架部分采用支撑时,根据需要可采用中心支撑、偏心和耗能支撑,且宜在相互垂直的两个方向连续布置,互相交接;为了保证安全,支撑框架在地下部分,应满足内力的传递要求,并宜延伸至基础。
在支撑框架中对支撑斜杆与梁进行偏心连接的设计意图,是要构成耗能梁段。因此,偏心支撑框架中每一根支撑斜杆的两端,至少有一端与梁相交(不在柱节点处),另一端可在梁与柱交点处进行连接,或偏离另一根支撑斜杆一段长度与梁连接,并在支撑斜杆杆端与柱子之间构成一耗能梁段,或在两根支撑斜杆的杆端之间构成一耗能梁段。偏心支撑的设置能保证塑性铰出现在梁端,其在地震作用下,会产生塑性剪切变形,因而具有良好的耗能能力,同时保证斜杆及柱子的轴向承载力不至于降低很多。还有一些耗能支撑,主要通过增加结构的阻尼来达到耗能的目的,从而减少建筑物顶部的加速度及层间变形。
13.1.3 设计要求
1 混合结构体系的高层建筑,7度抗震设计时,宜在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及混凝土筒体四角墙内设置型钢柱;8、9度抗震设计时,应在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及混凝土筒体四角墙内设置型钢柱。
2 混合结构中,外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接;楼面梁与钢筋混凝土筒体及外围框架柱的连接可采用铰接或刚接。
3 筒中筒结构体系中,角柱宜采用方形、十字形或圆形截面,并宜采用高强度钢材。
4 较高的高层建筑一般都需设置设备层或避难层,因此可以利用这些楼层位置设置伸臂桁架加强层,混合结构加强层的设置相关要求详本措施第8、12章。
5 楼板体系应具有良好的水平刚度和整体性,其布置应符合下列规定:
1)楼面宜采用压型钢板现浇混凝土组合楼板、现浇钢筋混凝土楼板或预应力混凝土叠合楼板。在压型钢板与混凝土之间需采用焊钉以传递压型钢板与混凝土叠合面之间的剪力。如采用钢梁,楼板与钢梁应设可靠连接措施。压型钢板、现浇钢筋混凝土楼板与钢梁连接可采用剪力栓钉,栓钉数量应通过计算确定。
2)如楼板开洞较大时,或为转换层的楼板时,应采用现浇混凝土楼板。楼板开大洞口时,宜采用考虑楼板变形的程序进行内力和位移的计算,或采取设置刚性水平支撑等加强措施。
3)机房设备层、避难层及外伸臂桁架上下弦杆所在楼层宜采用钢筋混凝土楼板,并应采取加强措施。