鋼結(jié)構(gòu)的平面布置原則
(1)多層與高層鋼鋼結(jié)構(gòu)的建筑平面應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對稱(圖8-17)。簡單、規(guī)則的建筑平面可以減小建筑的風(fēng)荷載體型系數(shù),而且使水平地震作用在平面上分布均勻,有利于鋼結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)與抗震。尤其是雙軸對稱平面,可以大幅度減小,甚至可以避免建筑由風(fēng)荷載或水平地震作用引起的扭轉(zhuǎn)振動。復(fù)雜、不規(guī)則、不對稱的建筑平面會帶來難以計算和處理的復(fù)雜地震應(yīng)力,如應(yīng)力集中和扭轉(zhuǎn)等。抗震設(shè)防的常用建筑平面和尺寸關(guān)系應(yīng)符合表8和圖8-18的要求。當(dāng)鋼框筒鋼結(jié)構(gòu)采用矩形平面時,其長寬比不宜大于1.5: 1。否則宜采用多束筒鋼結(jié)構(gòu)。
(2)抗震設(shè)防的高層建筑鋼鋼結(jié)構(gòu),除了不滿足表8-3和圖8-18以外,在平面布置上具 有下列情況之一者也屬平面不規(guī)則鋼結(jié)構(gòu),在計算模型和抗震構(gòu)造方面應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
1)任一層的偏心率大于0.15。
鋼結(jié)構(gòu)是否會在水平荷載下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),不僅和平面圖上外形是否對稱有關(guān),還和抗側(cè)力構(gòu)件設(shè)置位置有關(guān)?箓(cè)力構(gòu)件中心應(yīng)和水平合力線盡量接近。偏心率是度量抗側(cè)力構(gòu)件布置狀況的力學(xué)參量,因此應(yīng)分別計算出任一樓層相應(yīng)于z和y方向的偏心率。
2)鋼結(jié)構(gòu)平面形狀有凹角,凹角的伸出部分在一個方向的長度,超過該方向建筑總尺寸的25%。
3)樓面不連續(xù)或剛度突變,包括開洞面積超過該層總面積的50%。
4)抗水平力構(gòu)件既不平行又不對稱于抗側(cè)力體系的兩個互相垂直的主軸。
(3)變形縫的設(shè)置。一般情況下,多、高層鋼鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置變形縫。但當(dāng)建筑平面尺寸大于90m時,可考慮設(shè)溫度伸縮縫。伸縮縫僅將基礎(chǔ)以上的房屋斷開,其寬度不小于50nun。
當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)特別不規(guī)則(出現(xiàn)兩個不規(guī)則條件)需設(shè)防震縫時,防震縫的最小寬度應(yīng)符合下列要求:①框架鋼結(jié)構(gòu)的防震縫寬度,當(dāng)高度不超過15m時可采用105nun;當(dāng)超過15m,抗震設(shè)防烈度為6皮、7度、8度、9度時,相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m、2m,宜加寬30mmo②框架一支撐體系鋼結(jié)構(gòu)的防震縫寬度可采用框架鋼結(jié)構(gòu)規(guī)定數(shù)值的70%,筒體鋼結(jié)構(gòu) 和巨型框架鋼結(jié)構(gòu)的防震縫寬度可采用框架鋼結(jié)構(gòu)規(guī)定數(shù)值的50%,但均不宜小子70mm。防震縫僅將基礎(chǔ)以上的房屋斷開。
為了防止地基不均勻沉降引起房屋鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,在下列情況下可考慮設(shè)置沉降縫:
①地基土質(zhì)松軟,土層變化較大,各部分地基土的壓縮性有顯著差別。②建筑物本身各部分高度、荷載相差較大或結(jié)掏類型、體系不同。③基礎(chǔ)底面標高相差較大,如部分有地下室,部分無地下室,或基礎(chǔ)類型、地基處理不一致。沉降縫應(yīng)連同房屋及基礎(chǔ)一起分開,其寬度不小子120mm。當(dāng)所建房屋的高層與低層部分相差較大,但又不設(shè)沉降縫時,基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)保證有足夠的強度和剛度以抵抗差異沉降,否則施工中應(yīng)注意采取相應(yīng)措施,如預(yù)留施工縫或后澆帶。
在鋼結(jié)構(gòu)平面布置時,應(yīng)優(yōu)先考慮調(diào)整平面形狀和尺寸,盡可能不設(shè)變形縫,以免構(gòu)造復(fù)雜,構(gòu)件類型增多。如必須設(shè)置變形縫時,可將溫度縫、防震縫和沉降縫三者綜合起來考慮。其中防震縫可兼起溫度縫的作用,而沉降縫可兼起溫度縫和防震縫的作用。