图5.4.3 轻型桁架几何尺寸取值示意图
表5.4.3轻型桁架的变形限值
竖向变形部位
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屋盖桁架
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允许
变形
限值
[ω]
|
上弦杆节间注
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S/180
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下弦杆节间注
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S/360
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下弦杆悬臂段
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A/120
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下弦节点或节间
最大竖向变形
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L/180
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L/360仅恒载作用
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桁架下有吊顶时,节点或节间最大挠度
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灰泥或石膏板吊顶
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L/360仅活载作用
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其它吊顶
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L/240仅活载作用
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无吊顶
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L/240仅活载作用
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水平
允许
变形
限值
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铰支座处
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25mm
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注:上弦、下弦节间变形指相对于节端的局部变形,s取所计算变形处节间几何尺寸。
桁架极其杆件的变形验算见下式:
ω≤[ω]
式中: ω——按正常使用极限状态荷载效应组合与桁架模型分析计算得到桁架以及其杆件的变形;
[ω]——桁架以及其杆件的变形限值(表5.4.3)
5.5 水平力分配以及地震作用效应规定
5.5.1 由于水平力作用,屋盖对下部结构连接节点的连接强度以及局部承压等验
算,风载和地震作用形成的水平力以及风载引起的拉力均应乘以1.2倍放大系数。
条文说明:
5.5.1 水平作用的传递路线:楼、屋盖将水平荷载(风荷载和地震作用)传递到支撑楼、屋盖的剪力墙,再通过剪力墙传递到基础。
5.5.2 玻纤增强覆面木基复合轻型结构布置满足构造设计法规定时,结构楼层水平力可按抗侧力剪力墙从属平面面积比例进行分配,且不考虑扭转效应的影响。对超过2m长度的剪力墙体从楼层分配到的水平力应乘以1.1的放大系数。
条文说明:
5.5.2 设计假定各层地震剪力首先均匀分布在楼盖上,然后再按支撑楼盖剪力墙从属平面面积比例进行分配,平行和垂直方向的地震剪力分配给对应方向剪力墙均可按类似方法确定。由于按楼层的从属面积分配楼层水平力是没有考虑楼盖刚度,对较长的墙体分配的剪力偏小,应适当放大。超越构造设计法限制的结构楼层水平力必须按抗侧力构件的层间等效抗侧刚度进行分配,并应计入扭转效应对各抗侧力构件的附加作用。
5.5.3 同时承担结构外围护的剪力墙体从楼层分配到的水平力应乘以1.2的放大系数。
5.5.4 沿平面轴线上下剪力墙相连的楼盖、边框梁和墙骨柱,其地震组合作用效
应应乘以1.15增大系数。
条文说明:
5.5.4本结构沿平面轴线上下的剪力墙在楼层连接节点是断开的,中间插入楼盖板,对节点侧向作用不连续,对节点抗力不利。
5.5.5 房屋抗震设计采用底部剪力法进行水平地震作用计算;结构基本自振周期
的水平地震影响系数α1 = αmax;其重力荷载代表值的可变荷载组合系数为:按实
际情况计入楼面活载以及按等效均布荷载计入楼面活载,其组合系数分别为1.0
和0.5;屋面活载不计入,雪荷载按组合系数0.5计入。
条文说明:
5.5.5 玻纤增强覆面木基复合轻型结构房屋,地震烈度按不同设防时,众值以及罕遇地震影响系数最大值按下表选取, 结构阻尼比可采用0.05.
地震影响
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6度
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7度
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8度
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众值地震
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0.04
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0.08(0.12)
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0.16
|
罕遇地震
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0.28
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0.50(0.72)
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0.90
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7度时括号内数值用于设计基本地震加速度分别为0.15g的地区
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重力荷载代表值应按结构自重标准值与可变荷载组合值之和,其中可变荷载组合系数按下表选取:
可变荷载类别
|
组合系数
|
按等效均布荷载计入楼面活荷载
|
0.5
|
按实际荷载情况计入楼面活荷载
|
1.0
|
屋面活荷载
|
不计入
|
屋面雪荷载
|
0.5
|
采用底部剪力法不考虑顶层附加地震作用影响,与轻型木结构建筑比较,根据模拟地震振动台的试验结果,结构自振周期均在地震影响系数曲线的水平段周期范围,因此地震影响系数取最大值;
计算出结构总的水平地震作用标准值FEK;通过公式:
获得各楼层水平地震剪力标准值Vi,按本章节的调整系数要求,按该剪力墙从属面积百分比分配至各段剪力墙并且参与荷载不利组合进行截面设计。
应按《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行截面抗震验算。
抗震变形验算时,其各楼层最大弹性层间位移Δue应符合下式要求:
Δue ≤ [θ] h
式中:Δue计算时,地震作用效应组合分项系数均应取1.0。玻纤增强覆面木基复合墙体构件的抗侧刚度可按 规定取值;[θ]按第4.1.5条要求,当有充分试验研究依据的前提下可适当放宽;h为计算楼层层高,取本层与相邻楼层面板间的高度尺寸。
6 楼盖、屋盖构造设计
6.1 一般规定
6.1.1 组成建筑楼盖的轻型结构楼板所用封边梁、格栅板的木基条板材质等级应
达到I级;轻型结构楼板所用覆面规格结构板、建筑屋盖面板木基条板材质等级
应达到II级;
6.1.2轻型结构楼板、屋盖面板的长宽比不宜大于4:1。楼盖、屋盖整体长宽比不宜超过2.5:1。轻型结构楼板的厚度不应小于156mm,其组成的四面封边梁的宽、高尺寸应为58 mm×156 mm,,板内格栅的厚度不宜小于12mm,轻型结构楼板的覆面规格结构板以屋盖面板的板厚不应小于18mm;檩条梁截面宽、高尺寸应为120 mm×160 mm且支座间最大跨距不应超过1200mm。
条文说明:
6.1.2 应确保楼、屋盖的刚度要求,轻型结构楼板、屋盖面板过窄抗侧力不足。楼盖、屋盖的封边构件、格栅按两端简支受弯构件设计,支座处应进行局部承压验算。对于满足本规程构造设计要求及规定并具备工程应用经验时可不进行楼盖、屋盖竖向荷载作用下的平面外承载力和变形验算。
在承受风、地震作用时。水平荷载通过屋、楼盖分配到与其连接的剪力墙上,为了保证结构安全,因此针对三层楼盖、屋盖的构造,根据V = d ·B。进行了平行于荷载方向水平荷载作用下的平面内抗剪强度分析和试验, 由于构成房屋楼、屋盖组成构件在控制开洞的构造规定下,一般平面内具有足够大的刚度,保证了剪力传递的空间工作性能。与水平荷载垂直的板封边杆件的轴向力按以下公式计算,经验算满足抗拉及抗压承载力要求。
式中:Nr ——板边杆件的轴向压力或拉力设计值 (kN)
B0 ——楼、屋盖平面内板边杆件中心轴线之间平行于荷载方向的间距(m)
b —— 沿平行于荷载方向的开孔长度尺寸(m
M1——楼、屋盖平面内全长的弯矩设计值(kN·m)按简支时M1 = W L2 / 8
M2——楼、屋盖平面内开孔长度的弯矩设计值(kN·m)按简支时M2 = W a2/ 8
W ——作用于楼、屋盖的侧向水平均布荷载设计值(kN/m)
a —— 沿垂直于荷载方向的开孔长度尺寸(m)
L —— 垂直于荷载方向楼、屋盖长度(m)
A B
6.2 构造节点要求
6.2.1 楼盖与屋盖的构造节点的要求适用于采用构造设计法设计的轻型玻纤增强
覆面木基复合结构体系。
6.2.2 结构布置楼盖、屋盖平面的轻型结构楼板、屋盖面板拼接边界应连续,不
得仅依靠覆面板作为受力构件之间的连接板。
6.2.3楼盖轻型结构楼板骨架构件沿跨度的纵向格栅及边梁的截面宽高,横向支
撑格栅的宽度构造均应符合本章一般规定的要求,纵横格栅骨架中心间距分别不
应超过750mm和600mm,当轻型结构楼板的宽度不超过1000mm时,可不增设
纵向格栅梁。但不得采用宽度小于300mm的窄板。
6.2.4 屋盖面板沿檩条方向铺设,采用的面板厚度应符合本章一般规定的要求,
板边应搁置在屋架上弦杆及檩条梁上并确保连接的胶合强度。
6.2.5 楼盖轻型结构楼板以及屋盖面板之间应预留胶合接缝,且确保填缝满粘的
密封性以及胶合强度。
6.2.6 楼盖、屋盖相关构造节点除满足本规程要求外,应符合工程设计和施工工
艺流程的要求。
6.2.7 楼盖轻型结构楼板封边梁、格栅以及屋盖檩条梁开孔洞直径不得大于
30mm,且距构件边缘不得小于50mm。
6.2.8 楼盖轻型结构楼板的搁置以及与上下墙体的插板加强连接构造应确保质量,详见图 6.2.8所示。
图6.2.8 剪力墙与楼板连接构造
7 剪力墙构造设计
7.1 一般规定
7.1.1剪力墙两侧覆面板及横、竖支撑用规格木基板材质等级应达到I级;墙骨柱
及墙底梁板和顶梁板用规格木基板材质等级应达到I级;剪力墙的墙肢高宽比不
得大于3.5:1。
条文说明:
7.1.1规定剪力墙墙肢高宽比的限值是为了确保其具有一定的刚度。此处剪力墙的高度是指楼层内从剪力墙底梁板的底面至顶梁板的顶面之间的垂直距离。
7.1.2 风荷载作用下构造设计剪力墙按轴线分布最小百分比应满足表7.1.2的要求:
表7.1.2风荷载作用下按每一轴线构造设计剪力墙分布最小百分比
基本风压
(kN/m2)
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地面
粗糙度
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单层房屋
|
二层房屋
|
三层房屋
|
底层
|
顶层
|
底层
|
第二层
|
顶层
|
0.90
|
A B
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
—
|
C D
|
70%
|
8 0%
|
70%
|
—
|
—
|
—
|
0.60
|
A B
|
50%
|
70%
|
50%
|
80%
|
70%
|
50%
|
C D
|
45%
|
50%
|
45%
|
70%
|
50%
|
45%
|
注: 1、“—”表示不允许使用;
2、基本风压0.90 kN/m2、0.60 kN/m2的构造剪力墙最大间距分别不应超过7.6m和5.3m;
3、低于上表所列风压地区可参考基本风压0.60 kN/m2对应的每一轴线构造设计剪力墙分布最小百分比执行。
7.1.3 地震作用下构造设计剪力墙按轴线分布最小百分比应满足表7.1.3的要求:
表7.1.3地震作用下按每一轴线构造设计剪力墙分布最小百分比
地震基本
加速度
|
特征周期(s)
(Ⅰ至Ⅳ类场地/三组设计分组)
|
单层
房屋
|
二层房屋
|
三层房屋
|
底层
|
顶层
|
底层
|
第二层
|
顶层
|
0.05g
(六度)
|
0.25~0.45
|
40%
|
40%
|
40%
|
50%
|
45%
|
40%
|
0.45~0.90
|
45%
|
45%
|
45%
|
60%
|
45%
|
45%
|
0.10g
(七度)
|
0.25~0.45
|
45%
|
50%
|
45%
|
60%
|
50%
|
50%
|
0.45~0.90
|
50%
|
60%
|
50%
|
70%
|
60%
|
50%
|
0.15g
(七度)
|
0.25~0.45
|
50%
|
60%
|
55%
|
70%
|
60%
|
55%
|
0.45~0.90
|
60%
|
70%
|
60%
|
80%
|
70%
|
75%
|
0.20g
(八度)
|
0.25~0.45
|
70%
|
75%
|
70%
|
90%
|
80%
|
70%
|
0.45~0.90
|
80%
|
80%
|
70%
|
—
|
—
|
—
|
注: “—”表示不允许使用;构造剪力墙最大间距:地震设防烈度六度不应超过7.6m;地震设防烈度七、八度不应超过5.3m。
针对玻纤增强覆面木基复合轻型结构剪力墙主要由外框体墙骨柱与覆面规格结构板粘结连接,形成平面抗侧力构件并传递水平荷载,风和地震引起的侧向作用主要是由剪力墙承担,按通常的工程设计要求,需要提供不同类型剪力墙的抗侧承载力设计值。结合实际研究条件,为达到编写技术规范的要求,开展满足边界约束情况下,针对不同构造墙片抗侧力进行拟静力试验的编研工作,对其剪力墙的抗侧性能的相关参数进行定义,为编写技术规程提供统一的标准,对具有不同构造类型组合的剪力墙的抗侧性能具有可比较性。将剪力墙抗侧试验结果转换为符合安全度要求的有效的设计控制墙率。对不同构造类型的剪力墙试验数据的分析,可得到相关参数的对比变化结论。
由于剪力墙与楼、屋盖相互作用形成了复杂的空间结构体系。将剪力墙的构造分为外框骨架(含墙骨柱)、覆面板、覆面板边缘与外框架粘接体、墙内部竖、横向檩条。对剪力墙力学分析中提出以下建议假定:
1) 外框骨架的横杆为完全刚性;
2) 墙骨柱为线弹性;
3) 外框骨架杆件连接为饺接;
4) 覆面板边缘与外框架粘接面连续传递面板与框架之间的剪力;
剪力墙不承受竖向荷载时,由侧向力作用产生的倾覆弯矩
Mv分别由剪力墙两端的框架竖杆(墙骨柱)一端受压另一端受拉承担,力值分别为Mv/L(L为墙片的长度)。当墙受水平外外力作用,外框架顶部平移整体由矩形变形为平行四边形,在覆面板边缘与外框架粘接界面形成剪力流,覆面板的周边承受的剪应力V/ t L(t为覆面板厚度),阻止墙的外框架产生变形,为墙体提供剪切刚度和强度,大尺寸覆面板为剪力墙获得更高的刚度、侧向承载力和延性。墙内檩条提供覆面板剪力的传递以及防止覆面板翘曲,其中竖向檩条还承担部分竖向荷载。墙体的变形是外框架竖杆(墙骨柱)弯曲变形、覆面板的剪切变形、覆面板边缘与外框架粘接界面滑移变形以及墙底部连接边界变形四种变形的叠加效应的破坏形式。
为满足建筑抗震设计要求,通过试验实现各种构造墙片在下列地震水准作用下破坏状态表现和对应位移角的数值,满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求,为确定剪力墙抗侧能力设计值提供试验依据。
由于受试验条件、量测技术、时间和经费的限制,只能从有限的试验结果进行推测性能控制指标,按一定的理论进行解析。因此有必要采用有限元分析软件模拟实验墙片的构造、边界以及受力过程,将实验结果与有限元分析结果对比确定其理论模拟合理性,并进一步对典型构造墙体和工况的有限元进行模拟推测分析,进一步全面了解不同长度剪力墙、开洞以及剪跨比变化等其传力、抗侧性能指标以及影响因素和变形开裂特点,为受力墙体的结构和构造设计以及控制每一轴线构造设计剪力墙分布最小百分比的编制提供依据。
对构造剪力墙进行水平荷载作用下的平面内抗剪强度验算V = ∑vd k1 ·k2· l, 以及对剪力墙端部边缘构件墙骨柱进行受拉强度 以及受压强度 和稳定验算 ,保证了本规程特定条件下构造剪力墙承载力的安全度。
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