【正文】 厚墻體占用空間大耐火極限標(biāo)準(zhǔn)不同厚度滿足不同要求不同種類及板厚能滿足不同要求不同厚度滿足不同要求以墻體耐火極限為準(zhǔn)(3)充水法。薄型涂料涂敷厚度為2~5mm，耐火極限一般不超過2小時(shí)。~3cm，耐火極限可達(dá)2~3小時(shí)。 (2)膨脹材料。最常用的實(shí)體外包法是將現(xiàn)澆混凝土澆灌于臨時(shí)模板中以封閉鋼柱鋼梁。這個(gè)名稱含義廣泛，包括所有以包覆法保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件以抵御火災(zāi)的材料和方法。主動(dòng)防火措施包括防火分區(qū)、疏散通道、火警裝置、自動(dòng)滅火裝置等，這些在防火規(guī)范中己有詳細(xì)規(guī)定，這里不再贅述。 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160一1992)也對(duì)鋼管道、支架、裙座等作了耐火層的要求. 防火保護(hù)的目的 鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的目的， 小時(shí)提高到防火設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的耐火極限，防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫產(chǎn)生變形坍塌，從而為消防滅火和安全疏散贏得時(shí)間。鋼結(jié)構(gòu)雖然為非燃燒體，但未加防一火保護(hù)的鋼柱、鋼梁、 小時(shí)應(yīng)采用防火保護(hù)措施，分別滿足規(guī)范規(guī)定的耐火極限要求。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500172003)規(guī)定:當(dāng)結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱達(dá)150℃以上或在短期內(nèi)可能受到火焰作用時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，以保證結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)安全可靠。(3)滅火救援難度大，未經(jīng)防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)耐火極限只有巧分鐘，一旦產(chǎn)生火警— 報(bào)警— 消防力量到場(chǎng)，火場(chǎng)已經(jīng)成災(zāi)，不利于初期滅火，而產(chǎn)生的大量的熱量和煙霧，又不利于消防人員深入內(nèi)部去堵截，只能采取外圍水槍噴灑降溫。(2) 易變形倒塌，造成群死群傷。（1）火勢(shì)發(fā)展快、蔓延迅速。一般無任何保護(hù)及覆蓋物的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限只有15分鐘左右的時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性鋼結(jié)構(gòu)雖然是不燃燒體，但其材料化學(xué)特性決定了鋼材不耐火、不抗燒，極易導(dǎo)熱。(3)SP空心板在使用過程中板與板之間易出現(xiàn)縱向裂縫，影響美觀[19]。SP預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋也有一些不足之處:(1)跨度大，運(yùn)輸和吊裝的難度也較普通的預(yù)應(yīng)力圓孔板大，容易造成意外損壞。(5)、場(chǎng)地等其他條件相同的情況下，SP板建筑物的延性較好，抗震性能接近于鋼筋混凝土剪力墻。其表而平整度誤差能控制在2毫米以內(nèi)，長寬誤差也都均能控制在3毫米以內(nèi)。(3)外觀尺寸準(zhǔn)確，平整度好。(2)任意切割，不受建筑模數(shù)限制。SP板通過板之間的共同作用可以承受較大的集中荷載。 SP預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋，又可作墻板，能很好地滿足房屋的建筑和結(jié)構(gòu)的要求。壓型金屬板上的填充混凝土起到了充當(dāng)傳遞風(fēng)荷載和地震力等側(cè)向荷載的聯(lián)系蒙皮板作用，這種作用發(fā)生在每一層的樓板高度處，通過板內(nèi)剪力傳遞到結(jié)構(gòu)抵抗側(cè)向荷載的構(gòu)件上，如剪力墻和斜撐框架等。(3)壓型鋼板目前還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)生產(chǎn)廠商都有各自的一套技術(shù)資料，給設(shè)計(jì)人員帶來不便[18]。在另一方面，壓型鋼板組合樓蓋對(duì)建筑物也有一些不利的因素:(1)用壓型鋼板后，增加了材料的費(fèi)用，尤其是鍍鋅壓型鋼板，本身造價(jià)較高，需要進(jìn)行防火處理。(2)壓型鋼板的四槽內(nèi)鋪設(shè)通訊、電力、通風(fēng)、采暖等管線，吊頂方便.(3)壓型鋼板便于運(yùn)輸、堆放，安裝方便，不需拆卸，火災(zāi)危險(xiǎn)性小。優(yōu)缺點(diǎn)。金屬板只是用來充當(dāng)混凝土成型的模板，此種板在抵抗活荷載作用時(shí)被認(rèn)為是一種無效的形式。為保證壓型鋼板和混凝土疊合面之間的剪力傳遞，須在壓型鋼板上增加縱向波槽、壓痕或橫向抗剪鋼筋等.《美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》[13]提出的做法是在混凝土板表面下25mm 處放焊接鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)雖然起不到多少結(jié)構(gòu)上的作用，但它可以最大限度地減少由于混凝土收縮和熱脹冷縮效應(yīng)引起的開裂，而且對(duì)于板在其支座負(fù)彎距區(qū)的開裂也能提供一定的控制作用。壓型金屬板不僅僅充當(dāng)混凝土樓板成形的永久模板，而且在混凝土硬化以后它還抵抗板的正彎距。這和混凝土框架是不同的，混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋是被混凝土包裹在里面的，溫度對(duì)它的直接影響可以說是小得多的.壓型鋼板混凝土組合樓板是將壓型鋼板鋪設(shè)在鋼梁上，在壓型鋼板和鋼梁翼緣板之間用圓柱頭焊釘進(jìn)行穿透焊接，壓型鋼板即可作為澆筑混凝土?xí)r的永久性模板，也可作為混凝土板下部受拉鋼筋與混凝土一起共同工作。在氣溫高的地區(qū)，由于溫度的升高會(huì)造成暴露在空氣中的鋼材的溫度拉伸大于混凝土。另外，混凝土樓板和鋼框架組合還有一個(gè)缺點(diǎn)，就是可能會(huì)產(chǎn)生裂縫。(3)混凝土澆筑完成后，不能及時(shí)為后續(xù)工作提供條件。盡管它有以上許多優(yōu)點(diǎn)，但在多高層結(jié)構(gòu)的樓板設(shè)計(jì)中并不常用，主要是由于以下幾點(diǎn)不利因素:(1)自重較大，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)多，現(xiàn)場(chǎng)凌亂。 (3)和鋼梁共同工作，形成組合梁，可減小梁截面的高度。它的一些主要優(yōu)勢(shì)是:(1) 施工工藝簡單，取材方便，造價(jià)低廉，適用范圍廣。樓蓋的選型是否得當(dāng)，布置是否合理，不但關(guān)系到結(jié)構(gòu)受力的好壞，而且對(duì)結(jié)構(gòu)是否正常使用、造價(jià)高低、室內(nèi)景觀效果以及施工是否方便有著十分重要的影響。所以綜合以上的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)因素，本案例采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系。其次，在內(nèi)部設(shè)計(jì)因素方面，本案例為6層建筑，層數(shù)不高，體形規(guī)整，平面不復(fù)雜，立面不存在結(jié)構(gòu)突變，適宜采用框架體系。各部分剛度比較均勻，構(gòu)造簡單，更易于施工。表 22 鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比 (m)[10]抗震設(shè)防烈度7度8度9度最大高寬比本案例的結(jié)構(gòu)體系選用首先，在外部投資因素方面，由于甲方廣東某學(xué)院為民辦學(xué)院，教學(xué)樓需在開學(xué)前交付使用，要求有效地控制工程造價(jià)、施工工期，并且要求建筑物立面美觀、內(nèi)部使用空間充分。對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。(6) 規(guī)范要求。鋼結(jié)構(gòu)一般在工廠制造，現(xiàn)場(chǎng)安裝，施工工期短，而混凝土抗側(cè)結(jié)構(gòu)需要現(xiàn)場(chǎng)澆筑，施工周期長。在地質(zhì)條件較差的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先選用純鋼結(jié)構(gòu)體系，如框架體系、框架一支撐體系，以降低基礎(chǔ)造價(jià)。(4)工程造價(jià)，也是影響結(jié)構(gòu)體系選用的一個(gè)重要因素。(3)房屋材料，包括結(jié)構(gòu)體系和圍護(hù)體系材料。例如，門窗或開間的設(shè)置與支撐體系發(fā)生沖突時(shí)，可能轉(zhuǎn)為采用其他結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)房屋高寬比增大時(shí)，傾覆力矩作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移增大，也需要較大的抗側(cè)剛度。建筑平面簡單時(shí)，風(fēng)荷載體形系數(shù)小，水平荷載作用下也不易發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，需要的抗側(cè)剛度就低。采用有混凝土抗側(cè)力體系(如剪力墻、混凝土筒體)時(shí)，結(jié)構(gòu)自重也大幅度增加，對(duì)抗震和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也有不利的一面。設(shè)防等級(jí)較高時(shí)，宜優(yōu)先考慮框架一支撐體系，抗側(cè)效果明顯且構(gòu)造簡單。隨著房屋高度的增加和抗震設(shè)等級(jí)的提高，需要的抗側(cè)剛度也隨之增大。以上所列鋼結(jié)構(gòu)體系的幾種類型，各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體應(yīng)用要根據(jù)實(shí)際情況，綜合比較，主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的因素，并做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用和確保質(zhì)量。結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù)。結(jié)構(gòu)方案盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量。選用原則鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是:結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠。其主要缺點(diǎn)在于: 桁架不利于門窗布置及人流安排。樓板直接支承在相鄰柱列的上下弦上，不需設(shè)樓面梁格，降低層高，節(jié)約造價(jià)。可以通過對(duì)桁架起拱的方式來顯著減小這種彎曲應(yīng)力，相當(dāng)于對(duì)柱子預(yù)施荷載:另一種可采用的方法是提供一種槽型下弦連接件，在施加恒載后擰緊或者焊接此連接件[12]。帶有大開口及其他剪力不連續(xù)處的樓板一般需要進(jìn)行額外的加強(qiáng)。為了提供額外的強(qiáng)度和剛度，通常對(duì)外圍柱子加以調(diào)整以使強(qiáng)軸協(xié)助抵抗延縱向的側(cè)向荷載。外圍柱中只產(chǎn)生軸向力，因此，除了在桁架開口處，橫向的水平荷載通過結(jié)構(gòu)往下傳而不會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。這些荷載由桁架的垂直方向傳到下弦，然后通過同一水平高度的樓板傳到相鄰桁架的上弦上。相應(yīng)的，走廊通常布置在接近建筑物中線的位置，也即接近桁架跨中處（桁架的最小剪力點(diǎn))，這樣可以減小弦桿中的彎曲應(yīng)力。桁架的上弦和下弦通常采用寬翼緣型鋼來有效地抵抗由樓板荷載產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。通常使用帶敷層的預(yù)制混凝土板，因?yàn)槌藵M足跨度要求外，預(yù)制混凝土板的板底也可施工成直接用作天花板。此時(shí)，樓板跨越于一福析架的上弦與相鄰析架的下弦之間。桁架在相鄰樓層被交替布置在柱軸線上，因而產(chǎn)生了桁架的交錯(cuò)排列形式(圖2一3)。在人們致力于為多層住宅建筑提供最小樓層高度的鋼結(jié)構(gòu)體系時(shí)，交錯(cuò)桁架體系發(fā)展起來了。主要問題是，國內(nèi)外對(duì)該類型結(jié)構(gòu)的抗震性能缺少全面、系統(tǒng)的研究，對(duì)其延性、耗能以及地震作用下兩類構(gòu)件同步工作程度、破壞機(jī)制和倒塌過程，尚未完全了解，需要做進(jìn)一步的研究。在美國，根據(jù)阿拉斯加地震經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為不宜用于地震區(qū)。這種結(jié)構(gòu)體系在歷史上曾有過震害破壞記錄。結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)該體系在我國應(yīng)用極為廣泛，目前新建的高層、超高層建筑幾乎都采用了這種結(jié)構(gòu)體系，混凝土筒體抗側(cè)力的效果較好，具有節(jié)約鋼材、降低造價(jià)，施工方便等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)樓面外圈為鉸接框架時(shí)，核心筒則承擔(dān)樓房的全部水平荷載.(2)水平構(gòu)件進(jìn)行樓面構(gòu)件布置時(shí)，應(yīng)恰當(dāng)安排各層樓蓋的梁、板走向，以便讓更多的樓面重力荷載直接傳到核心筒，加大其筒壁的豎向壓應(yīng)力，以提高核心筒的受剪承載力和抵抗傾覆力矩的能力?；炷梁诵耐彩墙Y(jié)構(gòu)體系中的主要或唯一的抗側(cè)力豎向構(gòu)件。結(jié)構(gòu)簡介(1)豎向構(gòu)件混凝土核心筒一鋼框架體系是指由鋼筋混凝土核心筒與外圈的剛接或鉸接鋼框架共同組成的混合結(jié)構(gòu)體系。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)都是結(jié)構(gòu)框架體系采用鋼與混凝土組合作用，兩種材料相輔相成共同工作，都具有承載力高、抗震性能好、變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)。耐火度高:包裹在鋼骨架外面的鋼筋混凝土，不僅在剛度和強(qiáng)度上發(fā)揮作用，還作為型鋼的保護(hù)層，可以取代型鋼外涂的防銹漆和防火涂料，不僅節(jié)省經(jīng)常性維護(hù)費(fèi)用，而且由于混凝上蓄熱量較大，從而提高了構(gòu)件的耐火度。形成鮮明對(duì)比的是，采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的高樓，破壞輕微。構(gòu)件延性好:由于鋼骨的存在使得構(gòu)件延性得到很大改善，變形能力強(qiáng)、抗震性能好、承載能力高。結(jié)構(gòu)的性能(1)與鋼筋混凝土構(gòu)件相比，具有以下特點(diǎn):整體工作:鋼骨架與混凝土形成整體，共同受力。由于內(nèi)填滿混凝士，能吸收大量熱能，遭受火災(zāi)時(shí)，能延長柱的耐火時(shí)間[14]。鋼管內(nèi)的混凝土由于鋼管的套箍作用，受壓時(shí)的脆性破壞轉(zhuǎn)變成為延性破壞:而套箍指標(biāo)θ≥，具有極好的延性。與鋼骨混凝土柱相比，截面面積也可減小很多，因?yàn)殇摴侵某袎毫Υ笾碌扔谥鶅?nèi)型鋼承載力與外包鋼筋混凝土承載力之和，而鋼管柱的受壓承載力幾乎是鋼管及內(nèi)填混凝土單獨(dú)承載力之和的二倍。(2)截面尺寸小。結(jié)構(gòu)的性能(1)承載力高，鋼管混凝土受壓(或受彎)桿件，由于鋼管對(duì)內(nèi)填混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，抗壓強(qiáng)度提高一倍以上。它是從密排螺旋箍等套箍混凝土演變而成的，其基本原理是:借助內(nèi)填混凝土來增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性。當(dāng)結(jié)構(gòu)的平面或立面不規(guī)則、體形復(fù)雜、無法劃分成平面抗側(cè)力單元、或?yàn)橥搀w結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用三維空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同計(jì)算模型。X型支撐中心節(jié)點(diǎn)采用彎曲型消能內(nèi)框(圖2一2f)。人字形上端形成豎向消能梁段(圖2一2c) 。偏心支撐有以下幾種類型:單斜桿的一端或兩端形成消能梁段(圖2一2a) 。(2)偏心支撐偏心支撐(偏交支撐)的特征是:支撐斜桿與梁、柱的軸線不是交匯于一點(diǎn)而是偏離一段距離，形成一個(gè)先于支撐斜桿屈服的“消能梁段”，偏心支撐框架的每根桿件應(yīng)至少有一段與框架梁連接，并在斜桿與梁交點(diǎn)至柱之間或至同一跨內(nèi)另一斜桿與梁交點(diǎn)之間形成消能梁段。帶有V形支撐的梁在大震下會(huì)引起樓板的變形，但是同時(shí)也提供了額外的能量耗散，能改善大震作用下的地震反應(yīng)。所以這種支撐在地震較多發(fā)生地區(qū)被禁止使用。K形支撐會(huì)引起柱在大震作用下的屈服，當(dāng)一根受壓時(shí)，其中另外一根正在受拉，而且在受拉支撐屈服前，受壓支撐早就屈曲。圖 2一1中心支撐框架的典型形式X型支撐通常十分細(xì)軟，有很大的抗拉承載力但抗壓屈曲承載力很小。所以，中心支撐框架被認(rèn)為具有較大剛度、較高強(qiáng)度但較之鋼結(jié)構(gòu)抗彎框架延性較小。不同的支撐的形式可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表現(xiàn)由很大不同。(1)中心支撐中心支撐 (軸交支撐)的特征是:支撐的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，各桿的軸心線交匯于一點(diǎn)。各層剛性樓蓋協(xié)調(diào)的結(jié)果使框一撐體系具有一條共同的側(cè)移曲線，從而使框架下部和支撐上部的較大層間側(cè)移角均得以較大幅度的減小。支撐側(cè)移主要是由水平荷載傾覆力矩時(shí)支撐整體彎曲產(chǎn)生的，支撐的一側(cè)拉伸、一側(cè)壓縮，導(dǎo)致樓面傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)，由下層到上層逐層積累，使支撐側(cè)移曲線的層間側(cè)移角θ(θ= δ/h)由下而上逐層增大。該體系改進(jìn)了框架體系抗側(cè)力能力較弱的缺點(diǎn)，但是支撐體系尤其是偏心支撐體系在施工當(dāng)中難度較大，而且由于支撐截面寬度較大，墻板與其不易配套，從而給室內(nèi)裝修帶來一定的問題，這些都需要著重解決。支撐框架中的框架梁與框架柱大多仍為剛性連接。從經(jīng)濟(jì)角度看，把支撐設(shè)計(jì)為僅僅受拉的構(gòu)件是很誘人的，因?yàn)殇撛诳估瓡r(shí)是十分有效的，但是這會(huì)導(dǎo)致在強(qiáng)震作用下低劣的彈塑性性能。梁柱框架可以是鉸接或半剛接，、梁、樓板傳來的豎向荷載。結(jié)構(gòu)簡介以樓房的框架體系為基礎(chǔ)，沿房屋的縱、橫兩個(gè)方向均布置一定數(shù)量的豎向支撐所形成的結(jié)構(gòu)體系稱為框架一支撐體系，簡稱框一撐體系。(3)框架在地震作用下的內(nèi)力計(jì)算[10]地震作用又分為水平地震作用和豎向地震作用，對(duì)于多層住宅一般只考慮水平地震的作用。因此該方法在多高層的計(jì)算中得到了廣泛的應(yīng)用。日本武藤清教授在分析多層框架的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上作了一些假定，經(jīng)過力學(xué)分析，提出了修正柱的抗側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法計(jì)算水平荷載下框架的內(nèi)力，修正后的柱側(cè)移剛度用D表示，故稱為D值法。(2)水平荷載作用下的計(jì)算方法一D值法，假定結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零的一種近似計(jì)算方法。分層計(jì)算結(jié)果在結(jié)點(diǎn)上的彎矩可能不平衡，但誤差不會(huì)很大，如果需要較為精確的結(jié)果，可將結(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再進(jìn)行一次分配。上述兩點(diǎn)即為分層計(jì)算法的基本簡化假定。主要分析計(jì)算方法(1) 豎向荷載作用下的近似計(jì)算方法一分層計(jì)算法[11]多層多跨框架在一般豎向荷載作用下，側(cè)移是比較小的，可以作為無側(cè)移框架按力矩分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。但是，就框架在水平荷載作用下總體變形產(chǎn)生的側(cè)移曲線形狀而言，框架