裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

第1章

緒論目錄01裝配式建筑的概念和優(yōu)勢02裝配式建筑的發(fā)展概況03裝配式結(jié)構(gòu)體系04總結(jié)與展望裝配式建筑的概念和優(yōu)勢01裝配式建筑由結(jié)構(gòu)、外圍護、設(shè)備與管線、內(nèi)裝四大系統(tǒng)組成，通過預(yù)制部品部件集成裝配而成，實現(xiàn)多系統(tǒng)一體化。其把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑的構(gòu)件和配件，如樓板、墻板、樓梯、陽臺等，再將其運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，并通過可靠的連接方式在現(xiàn)場進行裝配安裝。定義闡述以模數(shù)協(xié)調(diào)為基礎(chǔ)進行標(biāo)準化設(shè)計，實現(xiàn)少規(guī)格多組合，便于工業(yè)化生產(chǎn)和施工。工廠采用精益化生產(chǎn)模式，對生產(chǎn)過程進行嚴格管控，保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時實現(xiàn)構(gòu)件的少規(guī)格多組合，滿足多樣化需求。采用裝配和干式工法施工，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)，提高施工效率，降低勞動強度。從建筑的全壽命周期考慮，注重資源節(jié)約、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展，符合綠色建筑理念。基于BIM技術(shù)進行信息化管理，實現(xiàn)建筑全生命周期的信息共享和協(xié)同工作，提高管理效率和決策科學(xué)性。強調(diào)建筑與裝修一體化設(shè)計和施工，避免二次裝修造成的資源浪費和環(huán)境污染，提高居住品質(zhì)。特點解析裝配式建筑的概念工廠預(yù)制與現(xiàn)場組裝可同步進行，大大縮短了施工周期。預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)時，能集成多個工序，減少現(xiàn)場施工時間?？s短工期工廠環(huán)境穩(wěn)定，可采用先進設(shè)備和工藝，嚴格執(zhí)行質(zhì)量管控標(biāo)準，確保每個部件的一致性和精準度，為現(xiàn)場精準拼裝提供保障。質(zhì)量可控規(guī)?；a(chǎn)降低了單個構(gòu)件的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)場施工效率的提高，減少了人力投入和施工時間，從而降低了人力成本和管理成本。節(jié)約成本減少了濕法施工帶來的粉塵、污水等污染。同時，部分裝配式建筑可利用廢舊原料，實現(xiàn)資源回收再利用。環(huán)境友好裝配式建筑在建造過程中節(jié)約資源，減少能耗，降低對環(huán)境的負面影響，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。提高可持續(xù)性基于BIM技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、施工、運維等多環(huán)節(jié)的信息共享和協(xié)同工作，提高項目管理效率和決策科學(xué)性。信息化管理裝配式建筑的優(yōu)勢裝配式建筑的發(fā)展概況02起源與發(fā)展歷程19世紀中葉起源，當(dāng)時主要應(yīng)用于一些簡單的建筑結(jié)構(gòu)。二戰(zhàn)后，由于住房需求大增，德國開始大規(guī)模建設(shè)多層住宅，裝配式建筑技術(shù)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。代表建筑TourTotal大廈，該建筑充分展示了德國裝配式建筑的先進技術(shù)和設(shè)計理念。其采用的雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)，使建筑具有良好的抗震性能和空間利用效率。結(jié)構(gòu)體系特點雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)是其特色之一，這種結(jié)構(gòu)通過預(yù)制部分和現(xiàn)澆部分的有效結(jié)合，既保證了結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，又提高了施工效率。國外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀-德國發(fā)展概況世構(gòu)體系詳解軟件助力發(fā)展法國是推廣裝配式建筑較早的國家之一，以預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)為主，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛。由預(yù)制構(gòu)件組成，通過鍵槽連接節(jié)點，這種連接方式具有施工簡便、連接可靠等優(yōu)勢，能有效提高結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性能。擁有商品化的生產(chǎn)與設(shè)計軟件，這些軟件能夠?qū)崿F(xiàn)從設(shè)計到生產(chǎn)的一體化流程，提高了設(shè)計效率和生產(chǎn)精度，促進了裝配式建筑的發(fā)展。國外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀-法國瑞典、丹麥美國日本新加坡瑞典的住宅裝配化應(yīng)用廣泛，80%的住宅采用以通用部件為基礎(chǔ)的住宅通用體系；丹麥發(fā)展住宅通用體系化的方向是“產(chǎn)品目錄設(shè)計”，是世界上第一個將模數(shù)法制化的國家，為建筑模數(shù)規(guī)范做出重要貢獻。發(fā)展經(jīng)歷多個階段，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)體系不斷演變。率先在工廠中批量生產(chǎn)住宅，注重建筑的抗震性能。同時，日本的內(nèi)裝工業(yè)化也頗具特色，實現(xiàn)了建筑與內(nèi)裝的一體化發(fā)展。美國裝配式建筑發(fā)展歷程較長，住房結(jié)構(gòu)類型多樣。在發(fā)展過程中，注重住宅的質(zhì)量和美觀，不斷創(chuàng)新和改進技術(shù)，以滿足不同消費者的需求。裝配式建筑發(fā)展軌跡清晰，在組屋建設(shè)中廣泛應(yīng)用。其組屋采用裝配式建筑技術(shù)，具有建設(shè)速度快、質(zhì)量穩(wěn)定等特點，有效解決了大量人口的住房問題。國外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀-其他國家我國從20世紀50年代開始引進裝配式建筑技術(shù)，主要應(yīng)用于工業(yè)建筑和一些簡單的民用建筑領(lǐng)域，處于技術(shù)探索和初步應(yīng)用階段。起步階段（20世紀50年代）這一時期，裝配式建筑面臨一些技術(shù)和質(zhì)量問題，如抗震性能差、防水隔音效果不佳等，發(fā)展速度放緩。但也在不斷改進和創(chuàng)新，取得了一定的技術(shù)成果和工程經(jīng)驗。曲折發(fā)展（20世紀80-90年代）2011年以來，國家出臺一系列政策推動裝配式建筑發(fā)展。各地涌現(xiàn)出許多典型建筑案例，如一些高層住宅、公共建筑等，展示了裝配式建筑在我國的廣泛應(yīng)用和良好發(fā)展前景?？焖侔l(fā)展（2011年至今）國內(nèi)裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀裝配式結(jié)構(gòu)體系03具有輕質(zhì)高強的特點，可減輕建筑自重，降低基礎(chǔ)造價。同時，抗震性能好，能有效抵御地震災(zāi)害。工業(yè)化程度高，施工速度快，可縮短工期。體系優(yōu)勢鋼框架結(jié)構(gòu)適用于多層和高層工業(yè)與民用建筑；鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)在提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力能力方面表現(xiàn)出色；鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合了兩者的優(yōu)勢，適用于更高層的建筑；冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)則常用于輕型建筑和低層住宅。常見形式在工業(yè)及大跨領(lǐng)域應(yīng)用成熟，如大型廠房、體育館等。但在民用住宅市場，存在成本較高、配套技術(shù)不完善等問題。針對這些問題，需要加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，提高標(biāo)準化程度，降低成本，完善配套技術(shù)。發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用基礎(chǔ)混凝土取材方便，成本相對較低，且具有良好的耐久性和防火性能，為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用提供了堅實基礎(chǔ)。技術(shù)特點工廠化預(yù)制的構(gòu)件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精確。多種結(jié)構(gòu)形式，如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等，可滿足不同建筑類型的需求。發(fā)展成果我國編制了相關(guān)技術(shù)規(guī)程，如《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等，為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和驗收提供了標(biāo)準和依據(jù)，推動了該結(jié)構(gòu)體系的規(guī)范化發(fā)展。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系總結(jié)與展望04回顧內(nèi)容回顧裝配式建筑的概念，強調(diào)其多系統(tǒng)一體化和預(yù)制裝配的特點?？偨Y(jié)其優(yōu)勢，包括縮短工期、質(zhì)量可控、節(jié)約成本等方面。梳理國內(nèi)外發(fā)展歷程，展示不同國家和階段的發(fā)展特點?；仡櫻b配式鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)體系的特點和應(yīng)用情況?？偨Y(jié)隨著技術(shù)的不斷進步和政策的持續(xù)支持，裝配式建筑未來發(fā)展前景廣闊，市場份額將不斷擴大。發(fā)展前景挑戰(zhàn)包括技術(shù)標(biāo)準的進一步完善、成本的降低、產(chǎn)業(yè)協(xié)同度的提高以及社會認知的轉(zhuǎn)變等。機遇在于綠色建筑需求的增長、建筑工業(yè)化的推進以及科技創(chuàng)新帶來的發(fā)展空間，如與智能建造、綠色能源等技術(shù)的融合。面臨挑戰(zhàn)與機遇展望謝謝第2章冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)概述結(jié)構(gòu)體系組成0102構(gòu)件及節(jié)點連接構(gòu)造設(shè)計要點0304目錄CONTENT冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)概述圖2-2冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的工程實例冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)是以冷彎薄壁型鋼構(gòu)件作為主要承載單元的結(jié)構(gòu)，它由木結(jié)構(gòu)演變而來。這種結(jié)構(gòu)體系適用于6層以下及檐口高度不大于20m的各種建筑類型，尤其在低多層住宅中應(yīng)用廣泛。01定義與起源特點與應(yīng)用現(xiàn)狀冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、高強度的特點，能有效減輕建筑自重，提高結(jié)構(gòu)安全性。其設(shè)計靈活，可滿足多樣化的建筑設(shè)計需求。工業(yè)化程度高，構(gòu)件可在工廠預(yù)制，現(xiàn)場組裝，大大縮短施工周期。同時，抗震性能好，符合我國建筑綠色、低碳化的發(fā)展方向。在現(xiàn)代建筑中，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，為高效、可持續(xù)的建筑方案提供了可能。通過展示相關(guān)工程實例圖片，如某商業(yè)建筑、某住宅小區(qū)等，讓觀眾直觀感受其在實際項目中的應(yīng)用效果。結(jié)構(gòu)體系組成墻體主要由蒙皮面板、冷彎薄壁型鋼立柱、上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌組成，各組件通過自攻螺釘連接。蒙皮面板通常采用定向刨花板（OSB板）、石膏板、硅酸鈣板等。墻體不僅承受樓蓋和屋蓋傳來的豎向荷載，還抵抗風(fēng)荷載和地震作用，并將荷載傳至基礎(chǔ)，同時起圍護作用。01基本構(gòu)造冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)立柱有多種組合形式，較為常見的有2C形鋼背靠背、1箱形2C形鋼背靠背、4C形鋼背靠背和2箱形背靠背。每種形式都有其特點和適用場景，如2C形鋼背靠背適用于一般承重需求，1箱形2C形鋼背靠背則可提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。02立柱組合形式為解決冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的空心特性帶來的問題，冷彎薄壁型鋼-輕質(zhì)材料組合墻體結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。該結(jié)構(gòu)以冷彎薄壁型鋼為輕鋼龍骨架，以O(shè)SB板、纖維水泥板等為蒙皮板，以輕質(zhì)混凝土或輕質(zhì)砂漿為填充，整體成型。填充材料可在工廠通過立?；蚱侥仓瓿伞?3組合墻體結(jié)構(gòu)墻體系統(tǒng)樓蓋不僅要承擔(dān)恒荷載和活荷載，還要有足夠的剛度防止顫動，兼具隔聲和防火功能。一旦安裝完畢，它將成為上一層施工的“平臺”。功能與要求樓蓋可選擇干樓板和濕樓板兩種做法。干樓板做法是在托梁上鋪設(shè)輕質(zhì)混凝土板，如蒸壓加氣混凝土板等，通過自攻自鉆螺釘連接，托梁間距一般在400-600mm之間。濕樓板做法是在壓型鋼板上澆筑約50mm的混凝土，并加入鋼絲網(wǎng)以防開裂。兩種做法各有優(yōu)缺點，干樓板施工簡單、工期短，但整體剛度較??；濕樓板防水、隔聲效果好，整體剛度大，但施工復(fù)雜，操作時間長。樓板做法樓蓋系統(tǒng)組成部分屋蓋包括屋面瓦（板）、防水層、屋面檁條、屋架、保溫層、天溝和落水管等。它是房屋最上層的外圍護結(jié)構(gòu)，抵御自然界的各種不利因素。功能實現(xiàn)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅中，防水通常用防水卷材實現(xiàn)，保溫隔熱則通過鋪設(shè)孔隙率大、導(dǎo)熱率小的保溫材料，如玻璃纖維保溫棉實現(xiàn)。低多層住宅類建筑常采用坡屋頂，屋架形式多采用由屋面梁和斜梁組成的三角形屋架，保溫材料可置于屋架的下弦上，也可沿屋面布置。常用的屋面材料有彩色油氈瓦、太空板、壓型鋼板等，其中壓型鋼板因其輕質(zhì)、高強、耐用、美觀、安裝方便，是使用最廣泛的屋面材料。0102屋蓋系統(tǒng)緊固件連接自攻螺釘連接由于冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑中所用的冷彎薄壁型鋼構(gòu)件壁厚較薄難以施焊，緊固件連接是最常用的連接方式。螺釘、自攻螺釘、射釘、拉鉚釘、螺栓和扣件等都是常用的緊固件。自攻螺釘連接施工便利、連接剛度好、承載能力高、外形美觀，在目前冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中最為常用。通過展示樓層梁間連接、樓層梁與墻體立柱連接、樓蓋與墻體連接等自攻螺釘連接形式的圖片，詳細介紹其連接方式和作用。連接形式構(gòu)件及節(jié)點連接構(gòu)造冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中基本構(gòu)件一般采用U型截面和C型截面的冷彎薄壁型鋼。U型截面一般用作頂導(dǎo)軌、底導(dǎo)軌或邊梁；C型截面一般用作樓面梁、墻體立柱及屋架構(gòu)件。截面類型用于此類結(jié)構(gòu)體系的冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的鋼材厚度一般為0.6~2mm。考慮到可靠性分析，規(guī)定U型截面和C型截面承重構(gòu)件的厚度應(yīng)不小于0.75mm。此外，鋼蒙皮、壓型鋼板一般采用厚度為0.46~0.84mm的鋼材，非承重構(gòu)件的基材厚度不宜小于0.60mm。尺寸要求根據(jù)我國現(xiàn)行國家標(biāo)準，冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的受壓板件寬厚比不應(yīng)大于規(guī)定限值，受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的長細比也有相應(yīng)的限值要求。同時，對于同一平面內(nèi)的承重梁、柱構(gòu)件，在交接處的截面形心軸線的最大偏差要求小于15mm。寬厚比與長細比限值冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的腹板開孔時，梁、柱的翼緣板和卷邊不得切割、開槽或開孔，只允許在梁、柱腹板中心線上開孔，且對孔的間距、大小等有嚴格要求。當(dāng)孔的尺寸不滿足要求時，應(yīng)對孔口進行加強。腹板開孔要求冷彎薄壁型鋼構(gòu)件03020104設(shè)計規(guī)范墻體立柱設(shè)置墻板材料與連接拐角與支撐構(gòu)造冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的承重墻體可參照國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術(shù)規(guī)程》（JGJ227）進行設(shè)計。墻體立柱宜按照模數(shù)上下對應(yīng)設(shè)置，可采用卷邊冷彎槽鋼構(gòu)件或由冷彎槽鋼構(gòu)件組成的拼合構(gòu)件。立柱與頂、底導(dǎo)梁應(yīng)采用螺釘連接，間距一般為400mm或600mm，且不應(yīng)超過600mm。承重墻體的端部、門窗洞口的邊部應(yīng)采用拼合立柱，拼合立柱間采用雙排螺釘固定，螺釘間距不應(yīng)大于300mm。承重墻的外側(cè)墻板可采用OSB板、水泥纖維板等材料；內(nèi)側(cè)墻板以及內(nèi)承重墻的兩側(cè)墻板可采用石膏板、玻鎂板等材料。墻板的長度方向宜與立柱平行，周邊和中間部分都應(yīng)與立柱或頂梁、底梁進行螺釘連接。墻體結(jié)構(gòu)的拐角可采用特定構(gòu)造，同一平面內(nèi)的墻體連接處采用拼合立柱，頂、底導(dǎo)軌壁厚不宜小于所連接墻體立柱的壁厚，且頂、底導(dǎo)軌翼緣尺寸不低于32mm。對兩側(cè)無蒙皮板的抗剪墻，應(yīng)設(shè)置水平支撐，水平支撐可采用扁鋼帶拉條和剛性撐桿，根據(jù)層高不同設(shè)置位置也不同。對一側(cè)無墻面板的承重墻，也應(yīng)設(shè)置相應(yīng)支撐。承重墻構(gòu)造010203連接方式冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的上、下層墻段通過設(shè)置貫通樓板的抗拔錨栓連成整體，并在支座處加設(shè)加勁件對梁抗局部屈曲進行補強?？拱五^栓布置抗拔錨栓的布置間距不宜大于6m，沿外部抗剪的墻體錨栓間距不應(yīng)大于2m。抗拔連接件的立板厚度不宜小于3mm，底板鋼板及墊片厚度不宜小于6mm，與立柱連接的螺釘不宜少于6顆，確保上下層墻體間、墻體與基礎(chǔ)間能夠可靠傳力?？拱五^栓直徑大小及數(shù)量需按計算確定，規(guī)格不宜小于M16。其他連接樓層梁與邊梁、樓層梁與墻體上、下導(dǎo)軌間均采用自攻螺釘連接以抵抗上部結(jié)構(gòu)傳來的彎矩和剪力。樓層梁對應(yīng)支承在組合墻體的立柱上，保證荷載傳遞，使得上下層墻體協(xié)同受力。上、下層墻體連接構(gòu)造邊梁與基礎(chǔ)連接邊梁與基礎(chǔ)連接可采用特定構(gòu)造，連接角鋼的規(guī)格宜采用150mm×150mm，厚度不應(yīng)小于1.0mm。角鋼與邊梁應(yīng)至少采用4個ST4.2的自攻螺釘可靠連接，與基礎(chǔ)應(yīng)采用地腳螺栓連接，地腳螺栓的布置有嚴格要求。樓面梁與承重外墻連接樓面梁與承重外墻連接可采用相應(yīng)構(gòu)造，墻體頂導(dǎo)梁與立柱、樓面梁之間的連接螺釘數(shù)量和間距有規(guī)定，頂導(dǎo)梁與U型鋼邊梁也應(yīng)采用自攻螺釘可靠連接，間距應(yīng)不大于對應(yīng)墻體立柱間距。樓面板與樓面梁的連接樓面板宜采用結(jié)構(gòu)用OSB板或壓型鋼板，OSB板厚度不應(yīng)小于15mm。樓面板與樓面梁連接的自攻螺釘間距根據(jù)不同位置有不同要求，在基本風(fēng)壓不小于0.7kN/m2或地震基本加速度為0.3g及以上的區(qū)域，樓面板的厚度和螺釘間距也有特殊規(guī)定。樓蓋系統(tǒng)連接構(gòu)造0102030405連接要求屋架節(jié)點連接有詳細的要求，屋架下弦桿與承重墻的頂梁、屋面板與屋架上弦桿、端屋架與山墻頂梁、屋架上弦桿與屋架下弦桿或屋脊構(gòu)件的連接，對緊固件的數(shù)量、規(guī)格和間距都有明確規(guī)定。屋架下弦桿的支承長度不應(yīng)小于40mm，在支座位置及集中荷載作用處宜設(shè)置加勁件。當(dāng)上弦桿和下弦桿采用開口同向連接方式連接時，宜在下弦腹板設(shè)置垂直加勁件或水平加勁件，加勁件厚度不應(yīng)小于弦桿構(gòu)件厚度，下弦桿在支座節(jié)點處端部下翼緣應(yīng)延伸與上弦桿下翼緣相交。當(dāng)采用水平加勁件時，水平加勁件的長度不應(yīng)小于200mm。加勁件設(shè)置除屋架下弦桿外，屋架上弦桿和其他構(gòu)件不宜采用拼接。屋架下弦桿只允許在跨中支承點處拼接，拼接的每一側(cè)所需螺釘數(shù)量和規(guī)格應(yīng)和屋架上弦桿與下弦桿連接所需的螺釘數(shù)相同。構(gòu)件拼接屋脊構(gòu)件采用U型或C型鋼的組合截面，其截面尺寸和鋼材厚度與屋架上弦桿相同，上、下翼緣采用ST4.8螺釘連接，螺釘間距600mm。屋脊處無集中荷載時，屋架的上弦桿與腹桿在屋脊處可直接連接；有集中荷載時應(yīng)通過連接板連接，采用連接板連接時，連接板宜卷邊加強或設(shè)置加強件。弦桿與腹桿或與節(jié)點板之間連接螺釘數(shù)量不宜少于4個。采用直接連接時，屋脊處必須設(shè)置縱向剛性支撐。屋架的腹桿與弦桿在弦桿中部連接時，可直接連接或通過連接板連接，有不同的連接要求。屋脊與腹桿連接當(dāng)屋架與外墻頂梁連接時，應(yīng)采用三向連接件或其他類型抗拉連接件，以保證可靠傳遞屋架與墻體之間的豎向力和水平力。連接螺釘數(shù)量不宜少于3個。山墻屋架的腹桿與山墻立柱宜上下對應(yīng)，并沿外側(cè)設(shè)置間距不大于2m的條形連接件。屋架與外墻連接屋蓋節(jié)點構(gòu)造設(shè)計要點一體化設(shè)計冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件與配件宜與其建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和裝修進行一體化設(shè)計，并按照現(xiàn)行國家標(biāo)準《住宅建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準》（GB/T50100）的要求，充分考慮構(gòu)、配件和設(shè)備的模數(shù)化、標(biāo)準化和定型化，以提高效率、保證質(zhì)量、降低成本。荷載組合計算截面計算當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接按不考慮地震作用的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）采用荷載效應(yīng)的基本組合進行計算。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接按考慮地震作用的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011）荷載效應(yīng)組合進行計算。鑒于冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的延性較差，承載力抗震調(diào)整系數(shù)取0.9。同時，隨著地震烈度的增大，應(yīng)注意抗震構(gòu)造措施的加強。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強度應(yīng)按凈截面計算，受壓強度應(yīng)按有效凈截面計算，穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計算，變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計算。構(gòu)件中受壓板件的有效寬度應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018）的要求。一般設(shè)計要求受力分析冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓（屋）面豎向荷載及結(jié)構(gòu)自重假定僅由承重墻體的立柱獨立承擔(dān)，但雙面覆板對立柱構(gòu)件失穩(wěn)的約束將在立柱的計算長度中考慮。結(jié)構(gòu)的水平風(fēng)荷載和水平地震作用應(yīng)由抗剪墻體承擔(dān)。通過墻體受力簡圖，詳細分析雙層墻體傳力、上層墻體傳力和底層墻體傳力情況。抗拔連接件設(shè)置冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的抗剪墻體，在上、下墻體間應(yīng)設(shè)置抗拔連接件，與基礎(chǔ)間應(yīng)設(shè)置地腳螺栓和抗拔連接件?？拱芜B接件是連接抗剪墻體與基礎(chǔ)以及上下抗剪墻體并傳遞水平荷載的重要部件，其設(shè)置必須保證房屋結(jié)構(gòu)整體傳遞水平荷載的可靠性。端柱軸向力計算計算與抗拔連接件相連接的抗剪墻體的端柱時，應(yīng)考慮由各層水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩而引起的向上拉拔力和向下壓力，通過公式詳細說明計算方法。受剪承載力確定墻體的受剪承載力根據(jù)足尺模型在水平單調(diào)和低周反復(fù)荷載作用下的試驗確定，我國現(xiàn)行標(biāo)準給出了各類墻體在風(fēng)荷載和地震作用下的受剪承載力。同時，對受剪墻體的構(gòu)造有規(guī)定，如墻體立柱的厚度、翼緣寬度等要求，墻體高寬比、單片墻體寬度的限制，墻體兩端應(yīng)設(shè)置抗拔螺栓，不同材料墻面板的受剪承載力計算方法等。立柱承載性能驗算承重墻體設(shè)計時應(yīng)驗算墻體立柱的承載性能，將墻體立柱按軸心受力構(gòu)件進行強度和整體穩(wěn)定性計算。強度計算時可不考慮蒙皮板的作用，但整體穩(wěn)定性計算時宜考慮蒙皮板和支撐的作用，其計算長度系數(shù)可參照相關(guān)表格取值。其他設(shè)計要點考慮木板與螺釘連接孔的松動對承載力的影響，覆木質(zhì)結(jié)構(gòu)面板墻體的受剪承載力分短期水平荷載和長期水平荷載，有不同的折減系數(shù)。開洞承重墻體的受剪承載力設(shè)計值應(yīng)根據(jù)洞口大小進行折減，在計算水平地震作用時，阻尼比可取0.03，結(jié)構(gòu)基本自振周期可按公式計算。墻體設(shè)計樓面構(gòu)件宜采用冷彎薄壁槽型（U型）、卷邊槽型鋼（C型）。樓面梁宜采用冷彎薄壁卷邊槽形型鋼，跨度較大時也可采用冷彎薄壁型鋼桁架。樓蓋構(gòu)件之間宜用螺釘可靠連接。構(gòu)件選擇樓面梁應(yīng)按受彎構(gòu)件驗算其強度、剛度、整體穩(wěn)定性以及支座處腹板的局部穩(wěn)定性。當(dāng)樓面梁的上翼緣與樓面板具有可靠連接時，可不驗算梁的整體穩(wěn)定性。當(dāng)樓面梁支承處布置腹板承壓加勁件時，可不驗算樓面梁腹板的局部穩(wěn)定性和折曲強度。構(gòu)件驗算樓蓋設(shè)計結(jié)構(gòu)形式支撐設(shè)置屋面承重結(jié)構(gòu)可采用桁架或斜梁，斜梁上端支承于抱合截面的屋脊梁。在屋架上弦應(yīng)鋪設(shè)結(jié)構(gòu)板或設(shè)置屋面鋼帶拉條支撐，交叉鋼帶拉條的厚度不應(yīng)小于0.8mm。屋架下弦宜鋪設(shè)結(jié)構(gòu)板或設(shè)置縱向支撐桿件。屋蓋設(shè)計謝謝第3章

裝配式鋼（組合）框架結(jié)構(gòu)目錄概述03010204裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)裝配式鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)裝配式部分包覆鋼-混凝土框架結(jié)構(gòu)概述01鋼框架結(jié)構(gòu)由鋼梁和鋼柱組成，提供大空間和靈活布局，適用于多高層建筑。鋼框架結(jié)構(gòu)由鋼梁和鋼柱組成，提供大空間和靈活布局，適用于多高層建筑。鋼框架結(jié)構(gòu)特點

圖3-1鋼框架結(jié)構(gòu)體系示意圖裝配式組合框架結(jié)構(gòu)體系裝配式鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是指在鋼管中填充混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式是在勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、螺旋配筋混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上演變發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)形式，通常管內(nèi)不配鋼筋。裝配式部分包覆鋼-混凝土組合框架裝配式部分包覆鋼-混凝土組合框架（partially-encasedsteel-concretecompositeframes）結(jié)構(gòu)全部或部分采用工廠預(yù)制的部分包覆鋼-混凝土組合構(gòu)件（見圖3-2），通過可靠連接形成整體的結(jié)構(gòu)，簡稱為PEC框架結(jié)構(gòu)。圖3-2部分包覆鋼-混凝土組合構(gòu)件的預(yù)制和裝配裝配式部分包覆鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比較，相同梁截面面積下，承載力更高，抗彎剛度大梁截面含鋼率高，延性大，抗震性能優(yōu)良，安全性高，且H型鋼翼緣腹板充當(dāng)模板，節(jié)約模板，方便工廠預(yù)制化。與純鋼結(jié)構(gòu)比較，其鋼材的裸露表面少，抗火和防腐性能好，耐久性高，混凝土抑制翼緣和腹板局部屈曲，材料利用率高。與型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相比，其構(gòu)件截面簡潔，節(jié)點設(shè)計簡單，模板需求少，預(yù)制化程度高，施工進度快裝配式組合框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)勢裝配式鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)鋼管和混凝土組合而成為鋼管混凝土，不僅可以彌補兩種材料各自的缺點，而且能夠充分發(fā)揮二者的優(yōu)點裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)02結(jié)構(gòu)體系組成鋼框架結(jié)構(gòu)由鋼梁和鋼柱組成,通過節(jié)點連接形成框架,通常采用栓焊或全焊接連接以提高整體剛度。鋼框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)的鋼梁、鋼柱、外墻等主要部件均為預(yù)制構(gòu)件,現(xiàn)場裝配化程度高,減少濕作業(yè)施工。預(yù)制構(gòu)件與裝配化構(gòu)件及節(jié)點連接與構(gòu)造.5柱腳構(gòu)造描述柱腳部分的構(gòu)造特點和要求。.3梁與柱的連接構(gòu)造闡述梁與柱連接的構(gòu)造細節(jié)。.1梁、柱、板構(gòu)造介紹梁、柱、板的基本構(gòu)造方式。.2梁與梁的連接構(gòu)造詳細說明梁與梁之間連接的具體構(gòu)造方法。.4柱與柱的連接構(gòu)造解釋柱與柱之間連接的構(gòu)造技術(shù)。構(gòu)件及節(jié)點連接與構(gòu)造梁、柱、板構(gòu)造鋼梁作為建筑結(jié)構(gòu)中承受橫向荷載的關(guān)鍵構(gòu)件，其常用截面形式豐富多樣，主要包括焊接H型鋼、熱軋H型鋼和焊接箱形。焊接H型鋼，通過焊接工藝將腹板和翼緣組合而成，能夠根據(jù)工程需求靈活調(diào)整尺寸，適應(yīng)各種受力情況；熱軋H型鋼，由鋼廠直接熱軋成型，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定；焊接箱形截面則具有良好的抗扭性能和較大的抗彎剛度。一般情況下，梁作為單向受彎構(gòu)件，H形截面因其合理的截面形狀和力學(xué)性能，成為常用選擇。而熱軋工字鋼，由于其曲線形變厚度翼緣在焊接坡口加工及焊接墊板設(shè)置方面存在困難，不太適宜選用。當(dāng)梁受到扭轉(zhuǎn)作用，且梁高受限，需要加大翼緣寬度以滿足剛度或承載力要求時，箱形截面憑借其出色的抗扭性能，成為理想之選。鋼梁：形式與選擇鋼柱的常用截面形式同樣豐富，有焊接H型鋼、熱軋H型鋼、焊接箱形、焊接十字形、圓鋼管和方鋼管。這些不同的截面形式各自具備獨特的特點和適用場景。鋼框架的柱通常采用熱軋或焊接的寬翼緣H型鋼，在布置時，需將強軸（較大慣性矩）對應(yīng)于柱彎矩較大或柱計算長度較大的方向，以充分發(fā)揮其承載能力。對于縱、橫向鋼框架的共用柱，特別是角柱，考慮到其受力的復(fù)雜性，宜采用熱軋或焊接的矩形（或方型）鋼管，以增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在抗震設(shè)防框架中，為了有效抵抗縱、橫向大致相等的水平地震作用，方形鋼管柱是較為合適的選擇。若條件限制必須采用H型鋼柱時，可將柱的強軸方向一半對應(yīng)于房屋縱向，一半對應(yīng)于房屋橫向，以均衡受力；但對于角柱和縱、橫向框架的共用柱，由一個H型鋼和兩個剖分H型鋼拼焊成的帶翼緣的十字型截面，能更好地滿足受力要求。與H形截面相比，箱形截面、十字形截面和圓形截面在雙向抗彎性能上更為接近，適用于雙向彎矩均較大的柱；而箱形截面和十字形截面在抗彎性能上又優(yōu)于圓形截面。0102鋼柱：多樣截面，適應(yīng)需求樓板：類型與應(yīng)用多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓板類型主要有壓型鋼板混凝土組合樓板、鋼筋桁架混凝土組合樓板、混凝土疊合樓板和現(xiàn)澆混凝土樓板。不同類型的樓板在結(jié)構(gòu)性能、施工工藝和經(jīng)濟成本等方面存在差異。壓型鋼板混凝土組合樓板利用壓型鋼板作為模板，與混凝土組合形成整體，具有施工速度快、承載能力強等優(yōu)點；鋼筋桁架混凝土組合樓板則通過鋼筋桁架增強樓板的受力性能，提高了樓板的整體性和抗震性能；混凝土疊合樓板是將預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土層結(jié)合，既節(jié)省了模板，又保證了樓板的質(zhì)量；現(xiàn)澆混凝土樓板則具有整體性好、防水性能強等特點。框架梁應(yīng)符合組合梁構(gòu)造要求并按鋼梁計算，以確保結(jié)構(gòu)的安全性；非框架梁可按組合梁進行設(shè)計計算，根據(jù)具體情況選擇合適的設(shè)計方法。梁與梁的連接構(gòu)造在制造過程中，當(dāng)材料長度無法滿足梁構(gòu)件的長度要求時，就需要進行接長拼接。梁的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種方式。01工廠拼接通常在工廠內(nèi)進行，當(dāng)梁的長度、高度大于鋼材的尺寸時，先將腹板和翼緣用幾段鋼材拼接起來，然后再焊接成梁。這種拼接方式能夠在工廠的良好條件下進行，保證拼接質(zhì)量。02工地拼接則是由于運輸或安裝條件的限制，將梁分成幾段運至工地，或吊至高空就位后再進行拼接。這種拼接方式需要考慮現(xiàn)場的施工條件和安全因素。03梁的拼接：工廠與工地的協(xié)作當(dāng)連接焊縫的強度低于鋼材強度時，應(yīng)采用對接斜焊縫（與作用力方向的夾角為45°-55°的斜焊縫）進行拼接，這樣可認為焊縫強度與鋼材強度相等，同樣不必進行焊縫強度計算。拼接連接焊縫的位置宜設(shè)在受力較小的部位，并應(yīng)采用引弧板施焊，以消除弧坑的影響，提高焊縫的質(zhì)量。鋼板的拼接需要滿足一定的要求，以確保連接的強度和可靠性。當(dāng)能保證連接焊縫強度與鋼材強度相等時，可采用對接正焊縫（垂直于作用力方向的焊縫）進行拼接，此時無需進行焊縫強度計算。組合工字形或H形截面的翼緣板和腹板的拼接，一般宜采用完全焊透的坡口對接焊縫進行拼接，以保證連接的牢固性。鋼板拼接的要求01型鋼梁的拼接可采用對接焊縫連接，但由于翼緣與腹板連接處不易焊透，有時會采用拼接板拼接，以增強連接的可靠性。上述拼接位置均宜放在彎矩較小處，以減少拼接對梁受力性能的影響。02對于焊接組合梁的工廠拼接，翼緣和腹板的拼接位置最好錯開并用對接直焊縫相連，這樣可以避免應(yīng)力集中。腹板的拼接焊縫與橫向加勁肋之間至少應(yīng)相距10倍的腹板厚度，以保證腹板的穩(wěn)定性。對接焊縫施焊時宜加引弧板，并采用一級或二級焊縫，此時拼接處與鋼材截面可以達到強度相等，拼接可以設(shè)在梁的任何位置；當(dāng)采用三級焊縫時，由于焊縫抗拉強度比鋼材抗拉強度低（約低15%），應(yīng)將拼接布置在梁彎矩較小的位置，或者采用斜焊縫，以確保連接的安全性。型鋼梁與焊接組合梁的拼接為了改善拼接處的受力情況，工地拼接的梁也可以將翼緣和腹板的接頭略為錯開一些，但運輸單元凸出部分應(yīng)特別保護，以免碰損。由于現(xiàn)場施焊條件較差，焊縫質(zhì)量難以保證，所以較重要或受動力荷載的大型梁，其工地拼接宜采用高強度螺栓，以確保連接的可靠性。為了減小焊接應(yīng)力，應(yīng)將工廠焊的翼緣焊縫端部留一段不在工廠施焊（通常為500mm左右），到工地拼接時按適宜順序最后焊接，這樣可以使焊接時有較多的自由收縮余地，從而減小焊接應(yīng)力。梁的工地拼接一般布置在梁彎矩較小的地方，使翼緣和腹板基本上在同一截面處斷開，以便分段運輸。高大的梁在工地施焊時不便翻身，應(yīng)將上、下翼緣的拼接邊緣均做成向上開口的V形坡口，以便俯焊，提高焊接質(zhì)量。梁的工地拼接要點01主梁與次梁的連接形式主要有疊接和平接兩種，它們在構(gòu)造和性能上各有特點。02疊接是將次梁直接擱在主梁上面，用螺栓或焊縫連接，構(gòu)造簡單，但需要的結(jié)構(gòu)高度大，這在一些空間受限的場合可能會受到限制，且連接剛性差一些。當(dāng)次梁為簡支梁或連續(xù)梁時，都有相應(yīng)的連接構(gòu)造示例。如果次梁截面較大，應(yīng)另采取構(gòu)造措施，以防止支承處截面的扭轉(zhuǎn)。03平接也稱為側(cè)面連接，它使次梁頂面與主梁相平或略高、略低于主梁頂面，從側(cè)面與主梁的加勁肋或在腹板上設(shè)的短角鋼或支托相連接。當(dāng)次梁為簡支梁或連續(xù)梁時，也有各自對應(yīng)的連接構(gòu)造。平接雖構(gòu)造復(fù)雜，但可降低結(jié)構(gòu)高度，在實際工程中應(yīng)用較為廣泛。主梁與次梁的連接：疊接與平接梁與柱的連接構(gòu)造多層框架中，梁與柱的連接一般分為剛性連接和半剛性連接兩類。剛性連接能使梁與柱軸線間的夾角在節(jié)點轉(zhuǎn)動時保持不變，連接除承受梁端的豎向剪力外，還承受梁端傳來的彎矩，這種連接方式能夠有效地傳遞內(nèi)力，保證結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。半剛性連接除承受梁端傳來的豎向剪力外，可以承受一定數(shù)量的彎矩，但節(jié)點轉(zhuǎn)動時梁與柱軸線間的夾角將有所改變，且受到一定程度的約束。在實際工程中，理想的剛性連接是不存在的，通常，若能承受理想剛接彎矩的90%以上時，即認為是剛性連接。半剛性連接由于其能承擔(dān)的彎矩在設(shè)計時很難確定，因而目前較少采用。在對其進行內(nèi)力分析時，必須預(yù)先確定連接的彎矩－轉(zhuǎn)角特性曲線，以便考慮連接變形的影響。連接分類：剛性與半剛性01常用的梁柱剛性連接示例有多種形式。全焊接節(jié)點，梁的翼緣板用坡口對接焊縫與柱相連，為了方便梁翼緣板處坡口焊縫的施焊和設(shè)置墊板，梁腹板上、下端各開半徑為30-35mm的半圓孔，梁腹板采用兩條角焊縫與柱翼緣板相連接。這種節(jié)點省工省料，但需要工地高空施焊，對焊接技術(shù)要求較高。02對全焊接節(jié)點的改進形式，在工廠制造時柱上焊懸臂短梁段，在高空用高強度螺栓摩擦型連接與梁的中央段拼接，避免了高空施焊且便于梁的對中就位。此外，高強度螺栓拼接所在截面的內(nèi)力（彎矩和剪力）與梁端者相比較小，因而拼接所用螺栓數(shù)量比在梁端用高強度螺栓連接時少。03還有一種節(jié)點與全焊接節(jié)點相似，僅梁的腹板處改用連接角鋼和高強度螺栓連接，目的是使安裝時便于對中就位。04箱形柱與工字形梁的剛性連接節(jié)點，在梁的上、下翼緣板水平處柱內(nèi)設(shè)置上、下兩橫隔板，與柱截面周邊用坡口焊縫焊接，橫隔板厚度應(yīng)大于梁翼緣板厚度，通常最小厚度為16mm。梁的翼緣板與柱的橫隔板坡口對接，而梁的腹板則用角焊縫連接于柱身。剛性連接示例H型鋼梁與矩形鋼管柱的連接形式目前H型鋼梁與矩形鋼管柱的連接形式主要包括內(nèi)隔板式、貫通隔板式、外加勁環(huán)板式。這類焊接節(jié)點剛度較大，承載力高，具有一定的延性和韌性，一般可簡化為理想剛接。內(nèi)隔板式連接通過在矩形鋼管柱內(nèi)設(shè)置隔板，增強節(jié)點的承載能力和剛度；貫通隔板式連接則使隔板貫通柱截面，進一步提高節(jié)點的性能；外加勁環(huán)板式連接在柱外側(cè)設(shè)置加勁環(huán)板，有效地增強了節(jié)點的連接強度。另一種是梁端焊接一端板，端板用高強度螺栓與柱的翼緣相連接。這兩種連接都比較簡單且便于安裝，但對梁端的約束常達不到剛性連接的要求，因而只能作為半剛性連接。半剛性連接示例有兩種常見形式。一種是梁的上、下翼緣處各用一個T形鋼作為連接件，梁的腹板用兩只角鋼作為連接件，全部采用高強度螺栓摩擦型連接。0102半剛性連接示例對于閉口截面柱，傳統(tǒng)的高強螺栓不能直接用于矩形鋼管柱和H型鋼梁的連接中。如果要實現(xiàn)現(xiàn)場螺栓連接，必須采用特制螺栓，這種螺栓可以實現(xiàn)單邊鎖緊（單向螺栓）。01這種節(jié)點由于使用了單向螺栓，與傳統(tǒng)的矩形鋼管柱和H型鋼連接節(jié)點相比，可以免除現(xiàn)場焊接，提高施工效率和施工質(zhì)量，實現(xiàn)快速和高效的裝配式施工。02閉口截面柱的連接柱與柱的連接構(gòu)造01為保證柱接頭的安裝質(zhì)量和施工安全，柱在工地拼接必須設(shè)置安裝耳板臨時固定。耳板厚度的確定應(yīng)考慮陣風(fēng)和其他施工荷載的影響，并不得小于10mm。02耳板設(shè)置于柱翼緣兩側(cè)，這樣可以更好地發(fā)揮其作用，確保柱在拼接過程中的穩(wěn)定性。安裝耳板的設(shè)置01H形柱的工地拼接設(shè)計，由柱翼緣和腹板分擔(dān)軸力和彎矩，腹板承受剪力。翼緣通常為坡口全焊透焊接，這種焊接方式能夠保證翼緣連接的強度和可靠性；腹板為高強度螺栓連接，方便施工且能有效傳遞剪力。04在箱形柱安裝單元的下部附近，尚應(yīng)設(shè)置上柱橫隔板，以防止運輸、堆放和焊接時截面變形，其厚度通常不小于10mm。03箱形柱的工地拼接全部采用焊接，對要求等強設(shè)計的連接，為保證焊透應(yīng)采取一系列措施。箱形柱的上端應(yīng)設(shè)置橫隔板，并與柱口齊平，厚度一般不小于16mm，其邊緣與柱口截面一起刨平，以便與上柱的焊接墊板有良好的接觸面。02當(dāng)采用全焊接時，上柱翼緣開V形坡口、腹板開K形坡口，以保證焊接質(zhì)量。H形柱與箱形柱的工地拼接柱腳構(gòu)造軸心受壓柱柱腳的構(gòu)造設(shè)計的主要作用是把柱身的壓力均勻地傳給基礎(chǔ)，并和基礎(chǔ)牢固地連接起來。在整個柱中，柱腳是比較費工也比較費鋼材的部分，所以設(shè)計時應(yīng)使其構(gòu)造簡單，盡可能符合結(jié)構(gòu)的計算簡圖，并便于安裝固定。01柱腳構(gòu)造上應(yīng)保證傳力明確，制作和安裝方便。這樣可以確保柱腳在傳遞荷載時的可靠性，同時降低施工難度和成本。02軸心受壓柱柱腳的作用與設(shè)計原則對于承受軸力和彎矩都較小，并且底板與基礎(chǔ)間只存在壓應(yīng)力的壓彎構(gòu)件，一般為實腹柱和分肢距離較小的格構(gòu)柱，常采用整體式的剛接柱腳。這種柱腳形式能夠有效地將柱身的荷載傳遞到基礎(chǔ)上，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而對于一般格構(gòu)式柱，由于肢間距離較大，采用整體式柱腳耗費的鋼材較多，所以一般采用分離式柱腳，每個分肢下的柱腳相當(dāng)于一個軸心受力的鉸接柱腳。為了保證框架柱腳在運輸和安裝過程中不致產(chǎn)生變形，在分離的框腳間用一些綴材將柱肢連接起來。整體式與分離式柱腳為了保證柱腳與基礎(chǔ)能形成剛性連接，錨栓不宜固定在底板上，而應(yīng)按特定方式安裝，在靴梁側(cè)面焊接兩塊肋板，錨栓固定在肋板上面的水平板上。為了便于安裝，錨栓不宜穿過底板。01為了安裝時便于調(diào)整柱腳的位置，水平板上錨栓孔的直徑應(yīng)是錨栓直徑的1.5-2.0倍，待柱子就位并調(diào)整到設(shè)計位置后，再用墊板套住錨栓并與水平板焊牢，墊板上的孔徑只比錨栓直徑大1-2mm。這樣的設(shè)置可以確保錨栓在安裝過程中的準確性和可靠性，保證柱腳與基礎(chǔ)的連接質(zhì)量。02錨栓的設(shè)置與安裝01設(shè)計規(guī)范與背景02一般規(guī)定03梁柱板的設(shè)計04梁柱節(jié)點的設(shè)計05鋼柱與基礎(chǔ)的連接設(shè)計要點設(shè)計規(guī)范與背景01《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99）針對高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點，對結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件設(shè)計以及施工安裝等環(huán)節(jié)給出專業(yè)指導(dǎo)?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》（GB50011）則重點關(guān)注結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能，從抗震設(shè)防分類、地震作用計算到抗震構(gòu)造措施，全方位保障建筑在地震中的安全性。裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計需嚴格滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準，如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準》（GB50017），該標(biāo)準對鋼結(jié)構(gòu)的材料選用、構(gòu)件設(shè)計、連接方式等方面做出詳細規(guī)定，是確保鋼結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準》（GB/T51232）從裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體角度出發(fā)，涵蓋設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、施工、驗收等全流程，強調(diào)標(biāo)準化設(shè)計、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工和信息化管理。設(shè)計遵循規(guī)范0102在實際施工中，工地現(xiàn)場的焊接工作量和濕作業(yè)不僅耗費時間和人力，還容易受到環(huán)境因素影響，導(dǎo)致施工質(zhì)量難以保證。減少這些工作，能夠提高施工效率，縮短工期，降低施工成本。結(jié)合最新研究成果，是為了使設(shè)計更加科學(xué)合理，適應(yīng)不斷發(fā)展的建筑技術(shù)和市場需求。例如，新的材料性能研究、結(jié)構(gòu)分析方法的改進等，都可能為設(shè)計要點的優(yōu)化提供依據(jù)，從而推動裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用。設(shè)計要點提出背景一般規(guī)定0201純框架體系作為較早應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)類型，柱距宜控制在6-9m范圍內(nèi)。這是因為該范圍既能滿足建筑空間布局的靈活性，又能保證結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。若柱距過小，會增加柱子數(shù)量，占用空間且成本上升；柱距過大，則梁的跨度增大，對梁的截面尺寸和承載能力要求提高，經(jīng)濟性降低。次梁間距一般以3-4m為宜，這樣的間距能夠合理分配樓板荷載，使樓板的受力更加均勻，同時也便于樓板的施工和布置。對于位于地震區(qū)采用全鋼結(jié)構(gòu)框架體系的樓房，其最大適用高度和高寬比有著明確限制。如6度（0.05g）抗震設(shè)防烈度下，房屋高度可達110m，高寬比為6.5。這些限制是基于大量的理論研究和實際工程經(jīng)驗得出的，旨在保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的穩(wěn)定性和安全性。若高度過高或高寬比過大，結(jié)構(gòu)在地震中容易發(fā)生傾覆、失穩(wěn)等破壞。02柱距與次梁間距適用高度與高寬比框架體系參數(shù)剛接框架結(jié)構(gòu)體系對于30層左右的建筑較為合適。在這個層數(shù)范圍內(nèi)，剛接框架能夠較好地發(fā)揮其結(jié)構(gòu)性能，滿足建筑的使用功能和安全要求。其結(jié)構(gòu)剛度和承載能力能夠有效抵抗豎向荷載和水平荷載。超過30層后，剛接框架體系的剛度不易滿足要求。在風(fēng)荷載和地震荷載等水平力作用下，結(jié)構(gòu)的側(cè)移會顯著增大，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，影響建筑的正常使用和安全。此時常需采用支撐、剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)來加強剛接框架，形成其他更具穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)體系。剛接框架適用范圍考慮經(jīng)濟性和施工方便性，鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計一般層數(shù)不多。對于高度不超過50m的純鋼框架結(jié)構(gòu)，在多遇地震計算時，阻尼比可取0.04。阻尼比反映了結(jié)構(gòu)在振動過程中能量耗散的特性，該取值能夠合理計算結(jié)構(gòu)在多遇地震下的反應(yīng)。風(fēng)荷載作用下的承載力和位移分析時，阻尼比可取0.01，因為風(fēng)荷載作用相對較為平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)的能量耗散相對較小。有填充墻的鋼結(jié)構(gòu)，由于填充墻與鋼結(jié)構(gòu)的相互作用，增加了結(jié)構(gòu)的阻尼，阻尼比可取0.02。舒適度分析計算時，阻尼比可取0.01-0.015，以確保結(jié)構(gòu)在人活動等正常使用情況下，不會產(chǎn)生過大的振動，保證使用者的舒適度。阻尼比取值框架體系適用性0102隅撐設(shè)置原則為防止框架梁下翼緣受壓屈曲，梁柱構(gòu)件受壓翼緣應(yīng)根據(jù)需要在塑性區(qū)段設(shè)置側(cè)向支撐桿，即隅撐。當(dāng)鋼筋混凝土樓板與主梁上翼緣有可靠連接時，只需在主梁下翼緣平面內(nèi)距柱軸線1/8-1/10梁跨處設(shè)置側(cè)向隅撐。這是因為在這種情況下，樓板能夠?qū)χ髁荷弦砭壧峁┮欢ǖ募s束，減小下翼緣受壓屈曲的風(fēng)險，所以隅撐設(shè)置在特定位置即可滿足要求。無法設(shè)置隅撐的處理實際工程中，由于建筑使用以及室內(nèi)美觀等要求，可能會限制側(cè)向隅撐的設(shè)置。對于明確不能設(shè)置隅撐的框架梁，首先要對鋼梁受壓區(qū)的長細比以及受壓翼緣的應(yīng)力比進行驗算。若長細比或應(yīng)力比滿足要求，則不設(shè)置側(cè)向隅撐，說明梁的自身性能能夠保證在受壓情況下的穩(wěn)定性。否則，可采用在梁柱節(jié)點框架梁塑性區(qū)范圍內(nèi)增設(shè)橫向加勁肋的措施來代替隅撐。橫向加勁肋能夠增強梁的局部穩(wěn)定性，提高梁的抗屈曲能力，從而保證結(jié)構(gòu)的安全。隅撐與加勁肋設(shè)置考慮P-△重力二階效應(yīng)，為保證鋼框架的穩(wěn)定性，鋼框架結(jié)構(gòu)的剛度應(yīng)滿足公式（3.1）要求。其中Di表示第i樓層的抗側(cè)剛度，可取該層剪力與層間位移的比值，它反映了樓層抵抗側(cè)向變形的能力；hi為第i樓層層高；Gi為第j樓層重力荷載設(shè)計值，取1.2倍的永久荷載標(biāo)準值與1.4倍的樓面可變荷載標(biāo)準值的組合值。通過該公式的限制，能夠確保鋼框架在重力和水平力作用下保持穩(wěn)定，不發(fā)生過大的變形和破壞。穩(wěn)定性公式要求對于鋼結(jié)構(gòu)，框架梁的梁端彎矩一般不進行調(diào)幅設(shè)計，調(diào)幅系數(shù)取值1.0。但與支撐斜桿相連的節(jié)點、柱軸壓比不超過0.4的節(jié)點以及柱所在樓層的受剪承載力比相鄰上一層的受剪承載力高出25%的節(jié)點除外。這些特殊節(jié)點需要根據(jù)其受力特點進行專門設(shè)計，以保證節(jié)點的承載能力和結(jié)構(gòu)的整體性能。鋼框架節(jié)點處應(yīng)滿足“強柱弱梁”原則，即柱子的承載能力應(yīng)大于梁的承載能力，這樣在地震等災(zāi)害作用下，梁先于柱破壞，形成塑性鉸，耗散能量，從而保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在工程設(shè)計中，應(yīng)注意柱距的布置宜均勻，避免因柱距過大導(dǎo)致梁截面尺寸過高，在柱截面盡量統(tǒng)一的原則下，防止出現(xiàn)“強柱弱梁”難以實現(xiàn)的現(xiàn)象，確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。節(jié)點設(shè)計原則鋼框架穩(wěn)定性與節(jié)點設(shè)計梁柱板的設(shè)計03在截面積一定的條件下，為使截面慣性矩、截面模量較大，H形梁的高度宜設(shè)計成遠大于翼緣寬度，而翼緣的厚度遠大于腹板的厚度。一般要滿足h≥2b，tf≥1.5tw。這樣的截面設(shè)計能夠充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，提高鋼梁的抗彎、抗剪能力。較大的高度可以增加截面慣性矩，提高抗彎剛度；較厚的翼緣和腹板能夠增強鋼梁的局部穩(wěn)定性和承載能力。截面尺寸比例+鋼梁設(shè)計要點箱形柱通常采用焊接柱，在工廠采用自動焊接組裝而成。其角部焊縫為部分焊透的V形或U形焊縫，焊縫厚度不小于板厚的1/3，并不小于13mm。這是為了保證箱形柱角部的連接強度，使柱子在承受荷載時能夠協(xié)同工作。按抗震設(shè)計時，焊縫厚度不小于板厚的1/2，以提高柱在地震作用下的可靠性。當(dāng)梁柱剛接，在主梁上下至少600mm范圍的，應(yīng)采用全焊透焊縫。因為在這個區(qū)域，梁柱節(jié)點承受較大的內(nèi)力，全焊透焊縫能夠提供更高的連接強度和可靠性，確保節(jié)點的整體性和傳力性能。箱形柱焊接要求01十字形柱由鋼板或兩個H型鋼焊接而成，組裝焊縫均采用部分焊透的K形坡口焊縫，每邊焊接深度為1/3板厚。這種焊接方式能夠滿足十字形柱的受力要求，保證柱子的結(jié)構(gòu)性能，同時也考慮了焊接工藝的可行性和經(jīng)濟性。十字形柱焊接要求02鋼柱設(shè)計要點樓板剛度要求組合樓板應(yīng)具有必要的剛度，底部壓型鋼板在施工階段的撓度不應(yīng)大于板跨的1/300，且不應(yīng)大于10mm。這是為了保證施工過程中壓型鋼板的穩(wěn)定性，防止因變形過大而影響后續(xù)施工和結(jié)構(gòu)安全。組合樓板使用階段的撓度不應(yīng)大于板跨的1/200，以滿足正常使用要求，保證樓蓋在長期使用過程中不會產(chǎn)生過大的變形，影響使用功能和美觀。當(dāng)平面復(fù)雜或開洞過大的樓層時，作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位樓層和地下室頂層應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土樓板。這是因為這些樓層對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和傳力性能要求較高，現(xiàn)澆混凝土樓板能夠提供更好的整體性和剛度，確保結(jié)構(gòu)的安全。組合樓蓋還應(yīng)滿足防火、防腐蝕的要求。在設(shè)計中，需要選用合適的防火、防腐材料，采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，以延長樓蓋的使用壽命，保障結(jié)構(gòu)的安全性。特殊樓層要求組合樓蓋設(shè)計要點梁柱節(jié)點的設(shè)計04柱腳埋深要求要求箱型柱的柱腳埋深不小于柱寬的2倍，圓管柱的埋深不小于柱外徑的3倍。足夠的埋深能夠提供穩(wěn)定的支撐，增強柱腳的錨固性能，防止柱子在受力時發(fā)生滑移、傾覆等破壞，確保結(jié)構(gòu)的安全。連接系數(shù)規(guī)定為保證結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，梁柱連接節(jié)點的承載力設(shè)計值，不應(yīng)小于相連構(gòu)件的承載力設(shè)計值。鋼框架抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接系數(shù)要求見表3-2所示。例如，Q235母材的梁柱連接，母材破壞時連接系數(shù)為1.40，高強螺栓破壞時為1.45。這些連接系數(shù)是根據(jù)大量的試驗研究和工程實踐確定的，能夠確保節(jié)點在受力時的可靠性，使節(jié)點能夠有效地傳遞內(nèi)力，保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。STEP02STEP01節(jié)點承載力要求考慮建筑空間和使用要求，梁柱連接形式一般為內(nèi)隔板式或貫通隔板式。內(nèi)隔板式連接能夠在一定程度上節(jié)省空間，適用于對空間要求較高的建筑；貫通隔板式連接則具有更好的傳力性能，適用于對結(jié)構(gòu)性能要求較高的建筑。在實際設(shè)計中，需要根據(jù)具體的工程情況選擇合適的連接形式。連接形式選擇與同一根柱相連的框架梁，在設(shè)計時應(yīng)合理選擇梁翼緣板的寬度和厚度，使節(jié)點四周的鋼梁高度盡量統(tǒng)一或相差在150mm范圍內(nèi)，滿足節(jié)點區(qū)設(shè)置兩塊隔板的傳力條件。這樣能夠保證節(jié)點的受力均勻，提高節(jié)點的傳力效率，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。否則需設(shè)置三塊隔板，會加大構(gòu)件制作的工作量，增加施工難度和成本。梁翼緣板設(shè)計節(jié)點連接形式鋼柱與基礎(chǔ)的連接05外包式剛接柱腳應(yīng)用對抗震設(shè)防為6、7度地區(qū)的多層鋼框架結(jié)構(gòu)，采用獨立基礎(chǔ)時，結(jié)構(gòu)柱腳的設(shè)計一般選擇外包式剛接柱腳。這種柱腳形式能夠有效地將鋼柱的荷載傳遞到基礎(chǔ)上，同時具有較好的抗震性能。在地震作用下，外包式剛接柱腳能夠通過自身的構(gòu)造和與基礎(chǔ)的連接，抵抗水平力和豎向力，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。抗震地區(qū)連接選擇當(dāng)基礎(chǔ)埋深較淺時，鋼柱宜直接落在基礎(chǔ)頂面，基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度應(yīng)滿足2.5倍鋼柱截面高度的要求。這樣的設(shè)計能夠保證鋼柱的穩(wěn)定性，使鋼柱與基礎(chǔ)之間的傳力更加直接。當(dāng)基礎(chǔ)埋深較深時，為節(jié)省用鋼量，可將基礎(chǔ)做成高承臺基礎(chǔ)，抬高鋼柱與承臺的連接位置。這種處理方式在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下，能夠降低成本，提高經(jīng)濟效益。外包式鋼柱腳錨在基礎(chǔ)承臺上時，基礎(chǔ)承臺的設(shè)計應(yīng)滿足剛度和平面尺寸要求。承臺柱抗側(cè)剛度不小于鋼柱的2倍，以確保承臺能夠有效地抵抗水平力，將鋼柱傳來的荷載均勻地傳遞到地基上。鋼柱底板邊距承臺邊的距離不小于100mm，以保證鋼柱與承臺之間的連接可靠性，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中和局部破壞現(xiàn)象?；A(chǔ)埋深不同處理承臺設(shè)計要求基礎(chǔ)埋深與承臺設(shè)計設(shè)計實例某學(xué)生宿舍項目，地下1層，地上6層，建筑面積13106.27m2，抗震設(shè)防烈度6度。01工程概況布局依山就勢，保留原始地形，主要居住空間朝南，提供多層次交流共享空間。02建筑設(shè)計采用裝配式鋼框架體系，預(yù)制構(gòu)件包括鋼柱、鋼梁、鋼筋桁架疊合板等。03結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配式鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)03結(jié)構(gòu)體系組成0201鋼管的種類鋼管可熱軋、冷成型或焊接。柱為鋼管混凝土柱柱為鋼管混凝土柱，梁可用純鋼梁或鋼管混凝土梁。設(shè)計要點鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接構(gòu)造04梁柱的連接構(gòu)造03柱與柱的連接構(gòu)造02鋼管混凝土構(gòu)件構(gòu)造01鋼管混凝土構(gòu)件構(gòu)造1鋼管混凝土，是在鋼管中填充混凝土，形成鋼管與核心混凝土協(xié)同承受外荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，二者相互協(xié)作，大大提升了結(jié)構(gòu)的承載能力。按截面形式，可分為圓鋼管混凝土、方（矩形）鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。圓形與方（矩形）截面因自身優(yōu)勢，在工程中最為常用。鋼管混凝土基礎(chǔ)認知常規(guī)形式：展示圓形、方形、矩形鋼管混凝土構(gòu)件的圖片，解釋圓形截面能提供均勻約束，方、矩形截面便于施工和空間利用。特殊形式：呈現(xiàn)多邊形、圓端矩形、橢圓形鋼管混凝土構(gòu)件的圖片，說明它們在滿足特殊建筑造型或受力需求時的應(yīng)用。常見構(gòu)件截面形式中空夾層鋼管混凝土：由兩層同心鋼管及中間的混凝土組成，除具備實心鋼管混凝土的優(yōu)點外，還具有自重輕、剛度大、耐火性能好的特點，適用于高架橋橋墩和高層建筑大直徑柱。鋼管混凝土疊合柱：介紹其結(jié)構(gòu)特點，說明它集合了多種材料優(yōu)勢，能有效提高結(jié)構(gòu)性能，常用于對承載能力和穩(wěn)定性要求較高的建筑結(jié)構(gòu)中。內(nèi)置型鋼或鋼筋的鋼管混凝土：講解內(nèi)置型鋼或鋼筋的作用，展示其在增強構(gòu)件強度和延性方面的效果，適用于承受較大荷載和抗震要求高的建筑。薄壁鋼管混凝土：說明薄壁鋼管的定義，闡述其減少鋼材用量、降低工程造價的優(yōu)勢，以及設(shè)計時需考慮局部屈曲對力學(xué)性能的影響。新型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型新型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型斜柱構(gòu)件：展示鋼管混凝土斜柱在建筑中的應(yīng)用案例，分析其在斜向受力方面的作用和優(yōu)勢。錐形構(gòu)件：呈現(xiàn)錐形鋼管混凝土構(gòu)件的圖片，解釋其適應(yīng)不同受力和空間需求的特點。曲線型構(gòu)件：展示曲線型鋼管混凝土構(gòu)件的獨特造型，說明其在實現(xiàn)建筑美學(xué)和滿足特殊受力要求方面的作用。特殊造型的鋼管混凝土構(gòu)件特殊造型的鋼管混凝土構(gòu)件共同受力型：展示此類鋼管混凝土構(gòu)件的示意圖，解釋鋼管和混凝土在受荷初期就共同承擔(dān)荷載的工作原理。鋼管約束型：展示鋼管約束混凝土的示意圖，說明外加荷載主要由核心混凝土承擔(dān)，鋼管起約束作用的工作機制。鋼管作用分類的構(gòu)件形式柱與柱的連接構(gòu)造連接方式：設(shè)置環(huán)形隔板和內(nèi)襯鋼管段，可有效增強連接的強度和穩(wěn)定性。焊接要求：上下鋼管采用全熔透坡口焊縫，坡口35°，直焊縫鋼管對接處錯開，以確保焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能。內(nèi)襯鋼管作用：展示內(nèi)襯鋼管僅作為襯管和兼作抗剪連接件的兩種構(gòu)造圖，分別闡述其作用。等直徑鋼管對接過渡連接：不能直接對接，需設(shè)置變徑鋼管過渡，展示連接構(gòu)造示意圖。變徑鋼管設(shè)計：講解變徑鋼管的設(shè)計要點，包括管徑變化的合理性、與上下鋼管的連接方式等。不同直徑鋼管對接梁柱的連接構(gòu)造01帶懸臂梁段的內(nèi)隔板式剛接節(jié)點：展示構(gòu)造圖，說明其適用于鋼管混凝土柱直徑較大的情況，內(nèi)加強環(huán)與鋼管內(nèi)壁全熔透坡口焊縫連接，梁與柱連接方式多樣。02外隔板式剛接節(jié)點：展示構(gòu)造圖，適用于鋼管混凝土柱直徑較小的情況，外加強環(huán)與鋼管外壁全熔透焊縫連接，與鋼梁栓焊連接，傳力明確但用鋼量較大。常見剛接節(jié)點類型外加強環(huán)式節(jié)點：詳細介紹節(jié)點構(gòu)造，包括水平外加板與梁翼緣焊接、腹板與連接件高強螺栓連接；強調(diào)加強環(huán)的要求，如封閉滿環(huán)、厚度和寬度規(guī)定。內(nèi)加強板式節(jié)點：講解節(jié)點構(gòu)造，如鋼管內(nèi)設(shè)置隔板、鋼梁翼緣與柱焊接、腹板高強螺栓連接；分析其優(yōu)缺點，如節(jié)點剛度大但施工操作復(fù)雜。貫穿加強板式節(jié)點：說明節(jié)點構(gòu)造，如矩形鋼管設(shè)貫穿加強板與鋼梁翼緣焊接、腹板高強螺栓連接；闡述其與內(nèi)加強板式節(jié)點相比的特點，如避免焊接殘余應(yīng)力但受力復(fù)雜。各類剛接節(jié)點詳細解析半剛性節(jié)點原理：在多高層結(jié)構(gòu)中使用，受力時梁柱軸線夾角改變量介于鉸接和剛性節(jié)點之間，能傳遞剪力和部分彎矩。節(jié)點形式：展示通過連接件連接和長螺栓連接的半剛性節(jié)點構(gòu)造圖，介紹其基本構(gòu)造和工作特點。半剛性節(jié)點鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接構(gòu)造適用場景：多、高層建筑無地下室時常用，展示構(gòu)造圖。01構(gòu)造特點：如設(shè)置柱腳板、貼焊鋼筋環(huán)、平頭栓釘?shù)?，增強柱與基礎(chǔ)的連接。02埋入式柱腳適用場景：設(shè)置地下室且鋼管混凝土框架柱伸至地下至少兩層時可采用。端承式柱腳構(gòu)造：展示端承式柱腳構(gòu)造圖，介紹肋板厚度等要求。0102外包式柱腳和端承式柱腳一般規(guī)定01鋼管混凝土柱設(shè)計要點02柱與柱的連接03鋼管混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點04柱與基礎(chǔ)的連接05設(shè)計要點設(shè)計要點鋼管混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點的設(shè)計需確保強度、剛度和抗震性能，高強度螺栓的選擇尤為重要。節(jié)點設(shè)計要點鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計需遵循《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》等標(biāo)準，確保其平面和豎向布置符合國家現(xiàn)行標(biāo)準。規(guī)范要求鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑中廣泛應(yīng)用，因其鋼管與混凝土的協(xié)同作用，顯著提高了結(jié)構(gòu)的承載能力和延性。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢加強環(huán)板的抗震驗算需依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》進行，確保節(jié)點在地震作用下的抗彎和抗剪能力。加強環(huán)板設(shè)計鋼管混凝土柱的計算長度、外直徑和截面回轉(zhuǎn)半徑是關(guān)鍵參數(shù)，需控制在規(guī)定限值內(nèi)，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。關(guān)鍵參數(shù)控制一般規(guī)定01采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑，其平面和豎向布置及規(guī)則性要求，需嚴格符合國家現(xiàn)行標(biāo)準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011）、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3）和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99）的有關(guān)規(guī)定。這些規(guī)范對建筑的布局、結(jié)構(gòu)形式等方面都有著明確的要求，是保障建筑安全性和穩(wěn)定性的重要依據(jù)。平面和豎向布置及規(guī)則性要求房屋高度不小于150m的采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的房屋建筑，必須滿足風(fēng)振舒適度要求。在現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載標(biāo)準值作用下，結(jié)構(gòu)頂點的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動最大加速度計算值，不應(yīng)超過規(guī)定限值。其中，住宅、公寓的限值為0.15m/s2，辦公、旅館的限值為0.25m/s2。結(jié)構(gòu)頂點的順風(fēng)向最大加速度，可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99）的有關(guān)規(guī)定計算；橫風(fēng)向振動最大加速度，可按現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）的有關(guān)規(guī)定計算，計算時阻尼比宜取0.01-0.02。風(fēng)振舒適度要求實心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)乙類和丙類建筑的最大適用高度，有著明確的規(guī)定。例如，框架結(jié)構(gòu)在非抗震設(shè)計時為80m，6度抗震設(shè)防時為70m，7度時為60m，8度（0.2g）時為50m，8度（0.3g）時為40m，9度時為30m。對平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，表中最大適用高度宜適當(dāng)降低。對甲類建筑，6度-8度時宜按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度后符合本表的規(guī)定，9度時應(yīng)專門研究。當(dāng)房屋高度超過表中數(shù)值時，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)進行專門研究和論證，并應(yīng)采取有效措施。最大適用高度規(guī)定實心鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的適用最大高寬比，也有相應(yīng)的限制。如框架結(jié)構(gòu)在非抗震設(shè)計時為6，6度抗震設(shè)防時為6，7度時為5，8度時為4，9度時為2。當(dāng)房屋高度不大于150m時，采用鋼筋混凝土梁板樓蓋的鋼管混凝土框架最大樓層層間位移與層高之比不宜大于1/450；采用鋼梁-混凝土板組合樓蓋的鋼管混凝土框架最大樓層層間位移與層高之比不宜大于1/300。這些規(guī)定有助于確保建筑在不同工況下的穩(wěn)定性和安全性?！案邔挶燃皩娱g位移規(guī)定鋼管混凝土柱設(shè)計要點鋼管混凝土柱可采用圓形、方形或矩形截面。對于軸向壓力很大的柱，宜采用圓形鋼管，因為圓形鋼管能夠充分發(fā)揮對核心混凝土的緊箍作用，從而提高柱子的承載能力。01截面選擇填灌鋼管的混凝土強度等級不應(yīng)低于C40，以保證混凝土的強度滿足結(jié)構(gòu)要求。鋼管混凝土柱鋼管采用熱加工管材和冷成型管材，不應(yīng)采用屈服強度fy>345N/mm2以及屈強比fy/fu>0.8的鋼材，以確保鋼材的性能符合結(jié)構(gòu)的安全需求。同時，鋼管的壁厚不宜小于8mm且不宜大于25mm，這樣的壁厚范圍既能保證鋼管的強度和穩(wěn)定性，又能兼顧經(jīng)濟性。材料要求鋼管混凝土柱各個柱段之間的連接構(gòu)造，應(yīng)能使上段柱的軸向壓力直接傳遞到下段柱的核心混凝土，確保力的有效傳遞，保證結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。連接構(gòu)造矩形鋼管混凝土柱的軸壓比μN不宜大于規(guī)定限值，特一級、一級時為0.70，二級時為0.80，三級時為0.90?？刂戚S壓比可以確保柱具有足夠的延性，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。01軸壓比限值01鋼管混凝土柱（單肢）的長徑比和長細比，分別按特定公式計算，公式中l(wèi)c為桿件的計算長度，D、i為鋼管混凝土桿件的外直徑和截面回轉(zhuǎn)半徑。對于非抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)，其鋼管混凝土受壓桿件的長徑比或長細比λ不宜超過規(guī)定限值，軸心受壓柱、偏心受壓柱的長徑比限值為20，長細比限值為80；桁架受壓桿件、支撐受壓桿件的長徑比限值為30，長細比限值為120?？拐鹪O(shè)計時，圓鋼管混凝土柱的長細比有更嚴格的限值要求，根據(jù)鋼管鋼材、管內(nèi)混凝土以及含鋼率的不同而有所變化，以確保柱在地震作用下的性能滿足抗震要求。長徑比和長細比計算及限值柱與柱的連接等直徑鋼管對接時，內(nèi)襯鋼管的使用有明確要求。當(dāng)內(nèi)襯鋼管僅作為襯管使用時，襯管管壁厚度宜為4mm-6mm，襯管高度宜為50mm，其外徑宜比鋼管內(nèi)徑小2mm；當(dāng)內(nèi)襯鋼管兼作為抗剪連接件時，襯管管壁厚度不宜小于16mm，襯管高度宜為100mm，其外徑宜比鋼管內(nèi)徑小2mm。等直徑鋼管對接不同直徑鋼管對接時，變徑鋼管的設(shè)計有嚴格規(guī)定。變徑鋼管的上下兩端均宜設(shè)置環(huán)形隔板，以增強連接的穩(wěn)定性。變徑鋼管的壁厚不應(yīng)小于所連接的鋼管壁厚，變徑段的斜度不宜大于1：6，以保證力的平穩(wěn)傳遞。變徑段宜設(shè)置在樓蓋結(jié)構(gòu)高度范圍內(nèi)，便于施工和結(jié)構(gòu)的整體布置。不同直徑鋼管對接01鋼管分段接頭在現(xiàn)場連接時，宜加焊內(nèi)套圈和必要的焊縫定位件，以確保連接的質(zhì)量和可靠性，提高結(jié)構(gòu)的整體性能?，F(xiàn)場連接要求鋼管混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點鋼管混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點和連接的設(shè)計，應(yīng)全面滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和抗震的要求。要保證力的傳遞順暢，使鋼管和管中混凝土能共同工作，同時要便于制作、安裝和管內(nèi)混凝土的澆灌施工，確保施工過程的順利進行和結(jié)構(gòu)的最終質(zhì)量。設(shè)計要求鋼梁與鋼管混凝土柱的剛接連接的受彎承載力設(shè)計值和受剪承載力設(shè)計值，分別不應(yīng)小于相連構(gòu)件的受彎承載力設(shè)計值和受剪承載力設(shè)計值。采用高強度螺栓時，應(yīng)采用摩擦型高強螺栓，不得采用承壓型高強螺栓。連接的受彎承載力應(yīng)由梁翼緣與柱的連接提供，連接的受剪承載力應(yīng)由梁腹板與柱的連接提供。在地震設(shè)計狀況時，尚應(yīng)按特定公式驗算連接的極限承載力，以確保節(jié)點在地震作用下的安全性。01承載力要求根據(jù)現(xiàn)有試驗研究成果和工程實踐的經(jīng)驗，梁柱剛性節(jié)點采用加強環(huán)形式安全可靠，且便于混凝土澆灌施工。加強環(huán)板的抗震驗算可參考國家標(biāo)準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011）對鋼結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定進行。加強環(huán)板的加工應(yīng)保證外形曲線光滑，無裂紋、刻痕；節(jié)點管段與柱管間的水平焊縫應(yīng)與母材等強；加強環(huán)板與鋼梁翼緣的對接焊接，應(yīng)采用剖口焊。對于可能產(chǎn)生塑性鉸的最大應(yīng)力區(qū)內(nèi)，應(yīng)避免布置焊接焊縫，以保證節(jié)點的抗震性能。01加強環(huán)形式格構(gòu)式柱的剛接節(jié)點，應(yīng)采用可靠措施保證節(jié)點的整體剛度。雙肢柱節(jié)點處，應(yīng)在兩側(cè)加焊貼板封閉。當(dāng)柱肢相距較大或梁較高時，宜設(shè)中間加勁肋，以增強節(jié)點的承載能力和穩(wěn)定性。格構(gòu)式柱節(jié)點柱與基礎(chǔ)的連接05對于埋入式柱腳，基礎(chǔ)杯口的設(shè)計同鋼筋混凝土。當(dāng)圓鋼管外直徑和矩形鋼管邊長D≤400mm時，柱肢插入深度h?。?-3）D；當(dāng)圓鋼管外直徑和矩形鋼管邊長D≥400mm時，h?。?-2）D；當(dāng)圓鋼管外直徑和矩形鋼管邊長400mm＜D＜1000mm時，h取中間值。這樣的插入深度規(guī)定，能夠保證柱腳與基礎(chǔ)的有效連接，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。01埋入式柱腳對于端承式柱腳，環(huán)形柱腳板的設(shè)計有具體要求。環(huán)形柱腳板的厚度不宜小于鋼管壁厚的1.5倍，且不應(yīng)小于20mm，以保證柱腳板的強度。環(huán)形柱腳板的寬度不宜小于鋼管壁厚的6倍，且不應(yīng)小于100mm，以確保柱腳板能夠有效傳遞荷載。加勁肋的厚度不宜小于鋼管壁厚，肋高不宜小于柱腳板外伸寬度的2倍，肋距不應(yīng)大于柱腳板厚度的10倍。錨栓直徑不宜小于25mm，間距不宜大于200mm；錨入鋼筋混凝土基礎(chǔ)的長度不應(yīng)小于40d及1000mm的較大者(d為錨栓直徑)，以保證柱腳與基礎(chǔ)的連接牢固可靠。端承式柱腳設(shè)計實例某產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園綜合樓項目，主體包括17層塔樓和3層裙房，采用裝配式鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為四級。工程概況項目采用裝配式鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，預(yù)制構(gòu)件包括方鋼管混凝土柱、鋼梁和鋼筋桁架樓承板等。結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼筋桁架樓承板與鋼梁的連接節(jié)點設(shè)計，確保了樓板的承載能力和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。樓板連接項目平面設(shè)計遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，優(yōu)化構(gòu)件尺寸和種類，采用大空間布局，減少構(gòu)件類型，提高標(biāo)準化程度。建筑設(shè)計梁柱連接采用栓焊連接，確保結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，同時提高施工效率和質(zhì)量。梁柱連接裝配式部分包覆鋼-混凝土框架結(jié)構(gòu)04一、PEC結(jié)構(gòu)概述二、PEC結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢三、PEC結(jié)構(gòu)體系組成四、構(gòu)件及節(jié)點連接構(gòu)造01020304五、設(shè)計要點05裝配式部分包覆鋼-混凝土框架結(jié)構(gòu)一、PEC結(jié)構(gòu)概述裝配式部分包覆鋼-混凝土框架結(jié)構(gòu)，簡稱PEC結(jié)構(gòu)，是一種創(chuàng)新的建筑結(jié)構(gòu)形式。它全部或部分采用工廠預(yù)制的部分包覆鋼-混凝土組合構(gòu)件，通過可靠連接形成整體。部分包覆鋼-混凝土組合構(gòu)件（PEC構(gòu)件），是在H型鋼的翼緣和腹板之間綁扎鋼筋并填充混凝土而成的新型組合構(gòu)件，實現(xiàn)了鋼與混凝土的協(xié)同工作，充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢。0102PEC結(jié)構(gòu)簡介厚實型部分包裹組合構(gòu)件歐洲規(guī)范EC4給出的厚實型部分包裹混凝土組合構(gòu)件常用熱軋型鋼，并配有縱向鋼筋、箍筋和縱向抗剪栓釘。這種構(gòu)件的特點是承載能力高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強。其構(gòu)造設(shè)計能夠有效抵抗較大的荷載，適用于對結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性要求較高的建筑項目，如高層建筑的關(guān)鍵受力部位。薄柔型部分包裹組合構(gòu)件加拿大規(guī)范CSA-S16-09給出的薄柔型部分包裹混凝土組合構(gòu)件，由等厚的薄壁鋼板焊接形成，并在上下翼緣間焊接鋼連桿。該構(gòu)件相對輕便，具有一定的柔韌性，在滿足一定結(jié)構(gòu)性能要求的同時，可降低結(jié)構(gòu)自重，適用于對結(jié)構(gòu)自重有嚴格限制的建筑，如大跨結(jié)構(gòu)中的部分構(gòu)件。PEC結(jié)構(gòu)的分類由于其具有承載力高、延性好、抗火防腐性能優(yōu)良、施工方便等優(yōu)點，部分包裹混凝土組合梁可以應(yīng)用在一些高層建筑、橋梁工程、地下工程、大跨結(jié)構(gòu)、工程加固等領(lǐng)域中。在高層建筑中，PEC結(jié)構(gòu)能夠提供強大的豎向承載能力和良好的抗震性能，確保建筑在各種復(fù)雜工況下的安全穩(wěn)定；在橋梁工程中，其高承載力和良好的耐久性可滿足橋梁長期承受車輛荷載和自然環(huán)境侵蝕的要求。PEC結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域二、PEC結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢力學(xué)性能優(yōu)勢在相同梁截面面積下，部分包覆鋼-混凝土框架的承載力更高，抗彎剛度大。這意味著它能夠承受更大的荷載，在建筑結(jié)構(gòu)中可以減少梁的數(shù)量或減小梁的截面尺寸，從而增加室內(nèi)使用空間。梁截面含鋼率高，延性大，抗震性能優(yōu)良。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時，能夠更好地吸收和耗散能量，減少結(jié)構(gòu)的破壞程度，提高建筑的安全性。施工優(yōu)勢H型鋼翼緣腹板充當(dāng)模板，節(jié)約模板材料和安裝時間，減少了施工過程中的模板搭建和拆除工作，提高了施工效率。工廠預(yù)制化程度高，構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，質(zhì)量更易控制，生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定，可采用先進的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，保證構(gòu)件的尺寸精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。同時，現(xiàn)場安裝速度快，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)，降低了施工對環(huán)境的影響。與鋼筋混凝土框架對比材料利用優(yōu)勢混凝土抑制翼緣和腹板局部屈曲，使鋼材能夠更充分地發(fā)揮其強度，提高了材料的利用率，減少了鋼材的浪費，在保證結(jié)構(gòu)性能的前提下，降低了建筑成本。耐久性優(yōu)勢部分包覆鋼-混凝土框架構(gòu)件裸露鋼表面少，抗火和防腐性能好，耐久性高。混凝土對鋼構(gòu)件起到了保護作用，減少了鋼構(gòu)件與外界環(huán)境的接觸，延緩了鋼材的腐蝕和火災(zāi)對結(jié)構(gòu)的破壞，降低了后期維護成本。STEP02STEP01與鋼框架對比部分包覆鋼-混凝土框架構(gòu)件截面簡潔，節(jié)點設(shè)計簡單。相比型鋼混凝土結(jié)構(gòu)框架，減少了復(fù)雜的節(jié)點構(gòu)造，降低了設(shè)計和施工難度，提高了設(shè)計效率和施工質(zhì)量。模板需求少，預(yù)制化程度高，施工進度快。由于構(gòu)件的預(yù)制化，現(xiàn)場施工主要是進行構(gòu)件的組裝，大大縮短了施工周期，加快了項目的建設(shè)進度。設(shè)計與施工優(yōu)勢與型鋼混凝土結(jié)構(gòu)框架對比三、PEC結(jié)構(gòu)體系組成部分包覆鋼-混凝土框架一般柱采用PEC柱，PEC柱結(jié)合了鋼材的高強度和混凝土的抗壓性能，具有較高的承載能力和穩(wěn)定性，能夠有效承擔(dān)建筑物的豎向荷載。PEC柱的應(yīng)用01梁可以采用純鋼梁或者PEC梁。純鋼梁具有自重輕、施工方便等特點，適用于對結(jié)構(gòu)自重要求較高、跨度較大的情況；PEC梁則綜合了鋼與混凝土的優(yōu)勢，具有更好的抗彎性能和剛度，適用于對結(jié)構(gòu)整體性和承載能力要求較高的建筑部位。梁的多樣化選擇02柱與梁的選擇PEC框架的樓板可選用壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板、預(yù)制混凝土疊合樓板及預(yù)應(yīng)力空心疊合樓板等型式。壓型鋼板組合樓板施工速度快，可作為永久性模板，同時能與混凝土形成良好的組合作用；鋼筋桁架樓承板組合樓板受力性能好，施工方便，可提高樓板的施工質(zhì)量和效率；預(yù)制混凝土疊合樓板和預(yù)應(yīng)力空心疊合樓板則具有較好的整體性和隔音性能。樓板類型樓板與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)可靠連接，以確保整個結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作。通過合理的連接方式，如設(shè)置抗剪連接件等，使樓板能夠有效地傳遞水平荷載和豎向荷載，增強結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。樓板與主體結(jié)構(gòu)的連接樓板的類型與連接四、構(gòu)件及節(jié)點連接構(gòu)造PEC構(gòu)件的組成與規(guī)范依據(jù)從20世紀80年代起，歐洲工程界著手研究PEC構(gòu)件的力學(xué)性能并已廣泛用于多層以及高層建筑結(jié)構(gòu)，PEC構(gòu)件設(shè)計與構(gòu)造要求已納入歐洲規(guī)范EN1994-1-1：2004。常用的構(gòu)件一般由H形截面的型鋼或焊接鋼、混凝土、箍筋、縱筋與栓釘組成，箍筋分布在腹板兩側(cè)，栓釘連接在腹板上；有的截面構(gòu)造則不設(shè)置栓釘，而使用穿過腹板的箍筋。這種多樣化的構(gòu)造設(shè)計能夠滿足不同工程的需求。PEC梁與柱的截面形式PEC梁的截面形式有矩形組合梁截面和T形組合梁截面。矩形組合梁截面簡單，施工方便，適用于一般的建筑結(jié)構(gòu)；T形組合梁截面則在承受彎矩較大的情況下具有更好的受力性能，常用于大跨度結(jié)構(gòu)或?qū)Τ休d能力要求較高的部位。PEC柱的截面形式有矩形組合柱截面和異形組合柱截面。矩形組合柱截面應(yīng)用廣泛，具有較好的穩(wěn)定性和承載能力；異形組合柱截面可根據(jù)建筑功能和空間需求進行設(shè)計，如在建筑的拐角處或特殊造型部位使用。預(yù)制混凝土疊合樓板的類型預(yù)制混凝土疊合樓板可選用鋼筋桁架混凝土疊合樓板、局部現(xiàn)澆整體式混凝土疊合樓板等。鋼筋桁架混凝土疊合樓板通過鋼筋桁架增強樓板的承載能力和整體性，施工時可直接鋪設(shè)在鋼梁上，然后澆筑混凝土，提高了施工效率；局部現(xiàn)澆整體式混凝土疊合樓板則在預(yù)制板的基礎(chǔ)上，通過局部現(xiàn)澆混凝土，進一步增強樓板的整體性和防水性能。梁板柱構(gòu)造01同軸梁段安裝現(xiàn)場連接可采用主鋼件翼緣焊接腹板螺栓連接或翼緣、腹板均為螺栓連接，主鋼件連接后可現(xiàn)場補澆混凝土。翼緣焊接腹板螺栓連接結(jié)合了焊接和螺栓連接的優(yōu)點，既保證了連接的強度，又便于現(xiàn)場施工；全螺栓連接則便于拆卸和安裝，適用于需要后期調(diào)整或改造的結(jié)構(gòu)。梁段主鋼件宜在連接板外側(cè)設(shè)置永久或臨時擋板，擋板與腹板連接板間距不宜小于縱向鋼筋直徑的5倍，這樣可以有效保護連接板和鋼筋，提高連接的可靠性。同軸梁段連接方式02主次梁連接節(jié)點可采用鉸接連接。這種連接方式能夠滿足主次梁之間的受力傳遞要求，同時允許一定的轉(zhuǎn)動，適應(yīng)結(jié)構(gòu)在受力過程中的變形。主次梁連接節(jié)點梁與梁連接構(gòu)造拼接連接方式上下柱拼接接頭可采用主鋼件栓焊混合連接或全螺栓連接。栓焊混合連接充分發(fā)揮了焊接的高強度和螺栓連接的靈活性，適用于對連接強度和施工便利性都有要求的情況；全螺栓連接則便于施工和后期維護，在一些對施工速度要求較高的項目中較為常用?？v向鋼筋搭接要求柱拼接接頭上下柱段中的縱向鋼筋搭接焊，搭接接頭為10d，且不小于200mm，確保了鋼