5.2 结构体系、选型和布置
5.2.1 内填墙板可采用预制钢筋混凝土墙板、现浇钢筋混凝土墙板或带竖缝钢筋混凝土墙板,墙板与钢框架的连接应符合下列规定:
1 当采用现浇混凝土墙板时,钢框架的梁和柱与钢筋混凝土墙板之间应采用抗剪键连接;
2 采用预制混凝土墙板及带竖缝钢筋混凝土墙板时,可预先在墙板周边预埋钢连接件,现场直接与钢框架的梁和柱焊接或螺栓连接。
5.2.2 抗震设防烈度为6度至9度的丙类钢框架内填墙板结构适用的最大高度宜符合表5.2.2的规定。
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5.2.2 虽然钢筋混凝土实体墙呈现出良好的延性,本条仍对实体墙的高度进行较严格的限制,期待积累一定应用后再放宽;竖缝剪力墙同现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015的有关规定。
5.2.3 钢框架内填墙板结构的高宽比应符合现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的规定。
5.2.4 钢框架的梁柱宜采用刚性连接。钢框架内填墙板跨的梁柱可采用刚性连接或半刚性连接,半刚性连接时,内填墙板与钢柱连接部位应通高布置抗剪键。
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5.2.4 虽然钢框架内嵌混凝土墙板后,对内填跨的钢梁与钢柱的连接节点的要求已经大幅度下降,但是采用刚接能够增强钢框架的恢复力,在不增加安装制作复杂度的情况下,仍宜采用刚接。
5.2.5 内填混凝土墙板需要开洞时,洞口周边应布置加强钢筋。需要设置门洞等大的洞口时,洞口边的墙板在自由边需设置边缘构件。
5.2.6 内填混凝土墙板需要在现场进行拼接时,可将内置墙体的钢筋布置成双层,单个预制墙板在连接缝处将双侧钢筋预留出来,在缝隙处实施钢筋连接后填充无收缩混凝土,使整片预制墙板成为一体。
5.2.7 内填墙板跨的框架梁和柱,应按能够独立承担包括墙体自重在内的全部重力荷载设计,框架柱计算长度取层高。
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5.2.7 内填墙板结构,上下层墙板的竖向钢筋不连续,这样就基本上切断了墙板的整体抗弯能力。钢梁上下表面的栓钉,只有在腹板正对位置有栓钉的情况下才可以传递拉力(图2),且传递的程度有限。明确要求传递拉力的栓钉,总长度不应小于8倍栓钉直径。
本条要求框架梁能够独立承担竖向重力荷载,类似于人字支撑架中钢梁的设计不能考虑人字撑交点的支座作用。这是内填跨的混凝土墙板不被考虑用于承受竖向荷载的委婉表达。
实际上,使用阶段墙板会承受一定的竖向荷载,这种竖向压应力对混凝土墙板的水平抗剪承载力和延性都是有利的。本条的要求意味着:
1 横梁应按承受全部竖向荷载设计,不能因为墙承受一定的竖向荷载而减小梁截面。
2 两侧的立柱要承受其从属面积内的全部竖向荷载。这意味着柱子截面会比墙板承担竖向荷载时大。
上述两条,增大了钢框架梁柱的截面,增大了钢部分的恢复力,改善了整个结构的抗震性能。
3 为达到上述目的,内力分析时,墙板应按照不承担竖向荷载的剪切膜单元进行分析。
虽然实际上墙板会承担竖向荷载,但是注意到上下层的墙板是断开的,竖向抗压刚度并不连续,在钢梁腹板部位,其刚度变为钢梁腹板的刚度,因此传递竖向压力的能力要打折扣;其次混凝土有徐变和收缩,这两种效应会促使竖向压力部分转移到两侧的钢柱上。尽管如此,仍然应根据具体项目具体分析,竖向压力过大时(例如达到抗压强度设计值的0.5倍),可以采取后固定的措施。例如一个三十层的结构,墙板可以先安装,此时结构已经具有一定的抵抗施工阶段水平风力的能力。但是与楼板交接部位的浇筑在第20层的楼板浇筑完毕后再从第2层开始补上。这样在上部10层的安装过程中补上第2层~第20层的楼板墙板交接部位,基本不影响整体工期,又释放了大约40%的竖向力。