不同樓板形式下鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的技術(shù)性能分析
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅、結(jié)構(gòu)計(jì)算、PKPM、技術(shù)性能
1引言
鋼筋桁架式夾芯混凝土板作為一種新提出的樓板結(jié)構(gòu)形式，由鋼筋桁架、輕質(zhì)材料、鋼絲網(wǎng)片和混凝土面層組成（見圖1）。本文討論鋼筋桁架式夾芯混凝土板作為結(jié)構(gòu)樓板形式對高層鋼結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)性能的影響。同時(shí)，在設(shè)計(jì)條件相同的情況下，通過與其他三種樓板形式組成的鋼結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果對比，得出由鋼筋桁架圖1樓板構(gòu)造
式夾芯混凝土板組成的鋼結(jié)構(gòu)體系具有相對較好的性能[1][2]，是值得推廣的新型樓板形式。
2各方案的結(jié)構(gòu)計(jì)算
本文各計(jì)算模型均采用普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系，具體方案如下：
方案一（鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案）：普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系+鋼筋桁架式夾芯混凝土板；
方案二（疊合板方案）：普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系+預(yù)應(yīng)力疊合樓板；
方案三（組合板方案）：普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系+壓型—混凝土組合樓板；
方案四（現(xiàn)澆板方案）：普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系+整體現(xiàn)澆樓板。
本文通過PKPM系列軟件對上述四種方案進(jìn)行分析[3][4]，統(tǒng)計(jì)用鋼量，驗(yàn)算構(gòu)件的承載力和穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移。設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，要滿足以下要求：
�。�1）軸壓比：主要為了控制結(jié)構(gòu)的延性，要求軸壓比小于0.6。
�。�2）剪重比：主要為了控制各樓層最小地震剪力，要求的樓層最小剪重比為1.6%。
�。�3）周期比：Tt與T1之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9。
�。�4）剛重比：框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合以下要求：結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比大于等于10。
�。�5）位移：鋼結(jié)構(gòu)有較好的延性，防止非結(jié)構(gòu)性破壞及產(chǎn)生二階效應(yīng)。
3不同樓板形式組成的結(jié)構(gòu)體系的方案計(jì)算結(jié)果對比分析
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在水平地震荷載作用下，四種方案的X，Y方向的最大反應(yīng)力如圖3，4，5，6所示：
鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案在水平地震荷載作用下，X、Y方向最大反應(yīng)力均較小。與疊合板方案、組合板方案、現(xiàn)澆板方案相比，X方向的最大反應(yīng)力分別減小12.5%、22.7%、3.4%，Y方向的最大反應(yīng)力分別減小9.9%、13.7%、5.3%。鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案組成的結(jié)構(gòu)體系受力性能較為優(yōu)越[1]。
（二）結(jié)構(gòu)自振特性分析
自振特性是結(jié)構(gòu)的重要特性之一。從上表可以看出，四種方案均滿足周期比為0.9的限值。而鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案周期比最低，抗扭轉(zhuǎn)性能較好。
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從圖7看出，組合板方案的曲線在最右邊，鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案的曲線位于最左邊，而鋼筋桁架式夾芯混凝土板需要的用鋼量較小，更容易實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。從圖8看出，因?yàn)樗姆N方案Y方向的梁、柱截面差別不大，故四種方案的剛重比相差不大[5]。
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從上表可以看出，四種方案的側(cè)移都滿足了規(guī)范的要求。組合板方案與現(xiàn)澆板方案的側(cè)移值較小，很好的滿足規(guī)范限值要求。鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案和疊合板方案在用鋼量較少的情況下，側(cè)移值離規(guī)范限值尚有較大的富余。
4小結(jié)
本文通過對鋼筋桁架式夾芯混凝土板方案、疊合板方案、組合板方案、現(xiàn)澆板方案各方面性能進(jìn)行了比較，得出由鋼筋桁架式夾芯混凝土板為樓板體系的鋼結(jié)構(gòu)住宅在受力性能、抗震性能、變形性能等方面都具有一定的優(yōu)越性。是符合鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板體系發(fā)展趨勢的樓板形式。
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