SRC-RC混合结构应用于大跨度结构设计要点（论文）.pdf

建筑与结构设计I ArcM：ecmngandS,'rucW．mlDesigal SRC—RC 混 合 结 构 应 用 于 大 跨 度 结 构 设 计 要 点 Design Points 0f SRC—RC Hybrid Structure Used in Large Span Structure 汪立 生，陈险 峰 (机械工业第一设计研究院，合肥 230601) WANGLi-sheng，CHENXian-feng (TheFirstDesignandResearchInstituteof MechanicalIndustry，Hefei 230601，China) 【摘 要】通过研究分析大跨度部位采用SRC-RC混合结构，并进行计算和构造措施分析， 对 SRC—RC混合结构的设计具有一定 的参考价值。 【Abstract]In this paper，analysis oflarge span parts through the research using SRC—RC hybrid structure，analysis and calculation and structuralmeasures，hasacertainreferencevaluetothedesignofSRC—RChybridstructure． 【关键词]SRC—RC混合结构；极限状态计算分析；计算方法；构造措施 【Keywords】SRC—RChybridstructure；analysisandcalculationoflimitstate；thecalculationmethod；constructionmeasures 【中图分类号1TU398+．9 【文献标志码1A 【文章编号】1007—9467(2015)02—0033-03 [DOII10．13616／j．cnki．gcjsysj．2015．02．003 1 SRC-RC混 合 结 构 特 性 在结构关键部位采用型钢混凝土结构，而其它部位采用 混凝土结构，这样的结构体系称为型钢混凝土一钢筋混凝土混 合结构，简称 SRC-RC~ JoSRC-RC混合绪 -下特点： 1)构件受压、剪弯和压弯承载力大幅度提高，从而降低构 件截面尺寸； 2)~lJ度大，延性高，有利于实现“强柱弱梁”，同 时框架梁柱节点的抗震性能得到显著改善； 3)提高了结构的耐久性和耐火陛； 4)SRC结构性能与 RC结构性能接近，二者能 够协调一致形成整体，共同工作； 5)可利用构件中的钢骨承担施工阶段荷载， 并可将构件模板悬挂在钢骨上，实现多楼层同时作 业 ，加快施工进度； 6)SRC．RC混合结构虽然施工工序增加了钢 构件的制作和安装 ，但其以较低的造价实现了优越 2 案 例 简 介 某综合楼地上 4层 ，框架结构 ，安全等级为二级，地震设 防烈度为 6度 ，地震分组为第一组，地震加速度为 O．1 ，抗震 设防类别为标准设防，顶层为会议报告厅 ，建筑层高 5．4m，顶 层局部单跨结构，上人屋面 ，结构跨度 21．6m(见图 1)。 ‘珈D 75；0 r J L I l I 誊 耋 强 的结构性能和建筑空间，因而在我国具有广阔的应用前景。 【作者简介】汪立生(1977 )，男，安徽桐城人，高级工程师，从事工 业与民用建筑结构设计与研究，(电子信箱)wlsl 51 6@1 63．corn。 图 1顶层结构平面图 分别采用预应力混凝土结构、钢结构、型钢混凝土结构进 行计算结果比较，最终决定在③④⑤轴选用型钢混凝土梁柱 方案进行设计 ，满足建筑外观、室内空间、防火等多项要求。 同时，为保证各榀框架受力明确和主次梁交界处构造简 33 l工程建设-q设计 l＆瓦 单，均采用单向板布置，次梁间距为 2．4m。 3 极 限 状 态 计 算 分 析 极限{龙 寸算包括承 默 态租d三{ 巨甩陂限状态。 预估梁截 面尺 寸为 600mm×1500mm，梁 内型钢采用 H1300mmx250mmx20mmx25mm(Q235B)，详见图 2；柱截面 尺寸为 700mmxl O00mm，考虑局部为单跨框架 ，故柱内也采 R击2R 1 2@1 N14 量景 一 卜 - 2 - 景 0 gg 卜 ， f ‘ }上：Itj | 0 一 。 ，' ●n 通过以上公式可以看出，通过增加配筋率 ，降低钢筋应力 和减小钢筋有效直径，均能达到减小裂缝宽度的目的。 ④轴型钢混凝土梁实配钢筋为 9根 ~28mm时，裂缝宽 度为 0．19mm<0．2mm，满足要求。 4 计 算 方 法 4．1 型 钢 混凝 土梁 。 采用简单叠加法，将梁内钢骨的受弯承载力与外包钢筋 混凝土部分的受弯承载力相加 ，即得整个梁的受弯承载力。 4．2型钢 混 凝土 柱 用型钢 H700mmx250mmx20mmx28mm(Q235B)，详见图 3。 图2梁截面 图 3柱截面 本工程采用中国建筑科学研究院编制的 “复杂空间结构 分析与设计软件 PMSAP”进行计算 ，该梁的最大跨中弯矩 M中 = 4381kN·m，最大支座弯矩 M支=2815kN·I11，最大剪力 = 1 284kN，承载能力即强度计算按构造配筋。 本工程为大跨度结构，~4-~-必须满足正常使用极限状态 设计要求。该梁的挠度限值为 L／400，裂缝宽度限值为 0．2mm。 相关试验资料表明，型钢混凝土梁在加载过程中的平均 应变，符合平截面假定 ，而且型钢和混凝土截面变形的平均曲 率相同。型钢混凝土梁的短期抗弯刚度计算如下： B B B 日l：Bs×Ms／[M,(O一1)+ 式中， ，反分别为混凝土梁截面和型钢截面抗弯刚度；尬 分别为按荷载短期、长期效应组合计算的弯矩值； 为考虑荷 载长期效应组合对挠度影响的增大系数。 ④轴型钢混凝土梁最大挠度为 48．8mm，L／d=443>400，