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工程常用数据速查手册丛书 07高层高耸结构.pdf

8钢与混凝土组合结构设计

1.适用范围 1）不直接承受动力荷载的构件 2）由混凝王翼板与钢梁通过抗剪连接件组成的组合梁。 （3）组合梁的翼板可用以下三者之一： 1）现浇混凝王板： 2）混凝土叠合板； 3）压型钢板组合板。 其中混凝土板应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010一2002）的规定进行设计。 2.混凝土翼板的有效宽度b，（图8一1）应按下式计算：

1.适用范围 1）不直接承受动力荷载的构件 2）由混凝王翼板与钢梁通过抗剪连接件组成的组合梁。 （3）组合梁的翼板可用以下三者之一： 1）现浇混凝土板： 2）混凝土叠合板； 3）压型钢板组合板。 其中混凝土板应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（CB50010一2002）的规定进行设计。 2.混凝士翼板的有效宽度6。（图8一1）应按下式计算：

be=bo+b,+b2

式中bo—板托顶部的宽度。当板托倾角α<45°时，应按a=45°计算板托顶部的宽度；当无板托时T／CECA-G 0007-2016 高效能吸油烟机评价规范， 则取钢梁上翼缘的宽度：

式中bo一板托顶部的宽度。当板托倾角α<45°时，应按a=45°计算板托项部的宽度；当无板托时 则取钢梁上翼缘的宽度：

图8一1混避土费板的计算宽度

组合架（含部分抗剪连接组合梁和钢架与组合板构成的组合梁）的变形应按弹性理论进行计算： 对于连续组合梁，在距间支座两侧各0.5L（L为梁的跨度）范围内，不计受拉区混凝主对刚度的 影响，但应计人翼缘板有效宽度6，范围内配置的弯矩钢筋的作用，在其余区段仍取折减刚度。 4.裂缝计算 除按以上计算其变形外，尚应按《混凝土结构设计规范》（CB50010一2002）的规定验算负弯矩区段 混凝土最大裂缝宽度

注：1.表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。 2.括号内数值适用干游壁型钢。

2.括号内数值适用于薄壁型钢。

注：当表中几种情况同时存在时，其折减系数，应连乘，

10.组合梁中钢梁的受压区，其板件的宽厚比应满表8一3的要求。

注：1，所有节点及其连接应有足够刚度，以保证出现塑性前节点处各构件间夹角保持不变 2.板件采用手工气割或剪切机切制时，应将出现塑性铰部位的边缘刨平。

3，当螺栓孔位于构件塑性铰部位的受拉板件上时，应采用钻成孔或先冲后扩钻孔

3、组合梁截面上的全部剪力，假定仅由钢梁腹板承受，应按公式（v≤hwJ）进行计算。 4，用塑性设计法计算组合梁强度时，在下列部位可不考虑弯矩与剪力的相互影响； （1）对受正弯矩的组合梁截面： （2）对A.fa≥0.15Af的受负弯矩的组合梁截面。

8.3抗剪连接件的计算

表8一6一个抗剪连接件的承载力计算

图8=7用压型钢板混凝土组合板做翼板的组合架 （α）助与钢梁平行的组合案载面；（b）助与钢梁垂直的组合架截面： （量压型板组合版阁面

需要的连接件总数，按下式计算：

需要的连接件总数按下式计算：

（2）纵向剪力V 每个剪跨区段内钢梁与混漆 从向剪力V按下列公式确定： 1）位于正弯矩区段的剪跨 b。half.）中的较小者。 2）位于负弯矩区段的剪跨 口 V,=Asfsl

按照完全抗剪连接设计时，每个剪跨区段内

大型电视塔一般均在塔身中上部设置游览、观光与工艺用房的塔楼。由于塔楼一般想 用钢结构。塔楼建筑的支承结构可为钢筋混凝土结构或钢结构。 塔身下部的塔座多为框架结构。框架的外侧柱宜与塔身设于同一基础上，避免不均匀 筑 烟图是工业与民用建筑中最常见的高管结构之一。一般有钢烟图、砖砌体烟图与敏 种。钢烟肉自重轻、整体性及抗震性能好，特别是因为其制作安装快而方便，因此常受 耗钢量大、造价高、耐久性差，特别是其防腐维修周期短且操作困难，所以一般多用作 超过30m的构筑物。 砖烟肉适用于高度不超过60m，简壁温度不超过400℃的情况。因此，当烟气温度大于400℃时，应沿 全高设置内衬：烟气温度小于400℃时，内衬可在烟窗下部局部设备。砖烟窗整体性差、抗震性能差，但 造价低、稳定性好。 钢筋混凝土烟窗自重较小（与砖烟窗比），整体性、抗震性能好，耐久性好，一般不需要经常维修。 烟窗越高，排放效率高，对环境保护有利，但造价也越高。现行《烟窗设计规范》适用于高度不大于 210m的烟卤。 烟窗的主体是简身，但还有内衬、隔热层、基础及附加设施如爬梯、避雷设施、信号灯台等相关的附件及 构件。简身以圆柱体或截圆锥体为好。简身高度，上部口径由工艺要求确定，底部直径与基础结构有关。 烟的基础根据场地地基情况、抗震烈度、上部受荷情况以及烟窗的高度及直径，分别可选择刚性基 础、板式基础、壳体基础及桩基础等。刚性基础有毛石基础与毛右混凝土基础、一般适用于高度不大，基 础位于地下水位以上的砖烟窗。板式基础可为钢筋混凝王圆平板和圆环形基础。壳体基础受力比较合理， 对基础的强度和稳定有利。 水塔又是最常见的高耸结构之一。水塔主要由水箱（水柜）、塔身、基础和一些附属设施组成。这些

性较差，故只适用高度不天的水塔。钢筋混凝土塔身可分支架式与筒壁式两种。根据塔号 筑 货 强高算结构水塔的整体稳定性。支架式塔身轻巧、省料、迎风面小，受力合理。但对地 口 侧移刚度较小，因此采用筒壁式钢筋混凝土塔身具有较大的抗侧移刚度、抗震抗风能力强 般来用支架形式。 水箱形式有方形、圆形、倒锥式及英兹式等。方形因为迎风面大，适用于小型水箱。圆形水箱迎风面 小，对抗风较为有利，敌常采用圆形水箱。自前常采用倒锥水箱，受力合理，便于施工，造型美观。英兹 式水箱箱身为圆简形，箱顶为正锥壳，箱底由倒锥壳和球壳组成。 水塔基础形式根据地基条件、塔身结构及高度、水塔荷裁、地震烈度等条件确定。可为毛石或毛石混 凝土刚性基础、钢筋混凝土圆形板或环形板基础、壳体基础。塔身为支架，也可采用钢筋混凝土独立基础 用环梁连接

9.2钢塔架和杆的计算与构造

注：1.级板式构件的单肢长细比入，不应大于40°

9.2.2钢塔结构的强度计算

L.轴心受拉和轴心受压构件的截面强度按下式计算：

式中N一一轴心拉力或轴心压力（N)： A。一杆件净截面面积（mm）； f钢材的强度设计值（N/mm²）。 2.偏心受拉和偏心受压构件的弯矩作用在主平面内，其截面强度按下式计算：

式中M、M,一一分别为对x轴和y轴的弯矩； Wn、W—一分别为对α轴和y轴的净截面抵抗矩 3.格构式偏心受压构件的单肢截面强度按下式计算：

式中n 单肢数目； N. 截面弯矩在单肢中引起的轴力（N)：

N M. M H W. W

Anu 一单肢净截面面积（mm）。 4.格构式轴心受压杆件的剪力及腹杆（板）的强度验算。 格构式轴心受压构件的剪力按下式计算：

纤绳的强度按下式计算： N A

纤绳的强度按下式计算：

9.2.3钢塔梳结构的稳定验算

1，婉杆的整体稳定安全系数不应低于2.0，对于纤绳上有绝子的范杆，应验算绝缘子破环后的受力 情况，此时假定纤绳初应力值降低20%，杆整体稳定安全系数不应低于1.6。 2.轴心受压构件的稳定性按下式验算：

表9一416Mn钢、16Mng钢a类载面轴心受压构件的稳定系数

N Pm.M. PA N. ≤J W NEx N Bm.M. PA N ≤J PNE

N PuM. P,A PaWir

pb—受弯构件整体稳定系数，按现行《钢结构设计规范》的规定采用，实腹箱形截面取P=1.4； β一弯矩作用平面外的构件等效弯矩系数，仍按《高笃结构设计规范》表4.6.2采用。 （3）格构式偏心受压构件单肢的稳定性按下式验算：

+ Nm n PA, ≤J

9.2.4钢塔揽杆的连接计算

1.焊接连接 承受轴心拉力或压力的对接焊缝、承受剪力的对接焊缝以及承受弯矩和剪力的对接煌 筑 剪应力以及焊接强度验算可分别按照《高算结构设计规范》第4.7.1条、第4.7.2条以及 角焊缝在轴心力：非轴心力以及各种力共同作用下的正应力、剪应力的强度验算分另 合鞋花 设计规范》第4.7.4条和第4.7.5条进行， 圆钢和钢板（或型钢）、圆钢与圆钢的连接焊缝抗剪强度应按《高耸结构设计规范 .7.6东 计算。 2.螺栓连接计算 受剪和受拉螺栓连接中，每个螺栓应进行单个螺栓的受剪、受拉或受压承载力计算。单个螺栓的承载 力设计值分别按照下列公式计算：

t一一在同一受力方向的承压构件的较小总厚度（mm）： fh，f，fh一分别为螺栓的抗剪、承压及抗拉强度设计值（N/mm）。 承受轴心力的连接所需普通螺栓的数目按下式计算：

()+() ≤1 Ne N.≤12

6Mmx (≥N 式中—法兰盘底板厚度（mm）； Mmx—法兰盘底板单位宽度最大弯矩。 （2）法兰盘承受弯矩时，螺栓拉应力按下式计算 Mi 式中N距旋转轴y处的螺栓拉力（N) yi—螺栓中心到旋转轴的距离(mm); M，距旋转轴y:处的弯矩（Nmm）。 （3）轴心受压柱脚底板的计算 1）底板面积的计算 AM 式中A—一柱脚底板面积（mm²）； N柱脚的轴心压力（N); f。一基础混凝土抗压强度设计值（N/mm）； 乙Ac—锚栓孔面积之和（mm²）。 2）底板厚度仍可按式（9=21）计算。 358

9.2.5钢塔稳结构的主要构造规定

螺栓的排数与最大、最小充许间距应符合《高算结构设计规范》表4.10.14的要求， 9.当圆钢或钢管与法兰盘焊接且设置加劲筋时，加劲肋的厚度不应小于肋长的1 5mmo 筑 塔柱由角钢或其他格构式杆件组成时，塔柱与法兰盘的连接的构造和计算应与柱脚相

9.3钢筋混凝土圆形塔

塔简可视作下端嵌固于基础的多质点悬臂体系。将塔身沿塔高度每510m分段集中成一个质点。每 座塔的质点总数不宜少于8个。质量集中时把相邻上下质点距离内的自重各一半集中于该质点。有塔楼 时，包括相应的塔楼重和楼面固定设备重。但楼面活荷载可不计。 在风动力作用下，塔身任意高度处的振动加速度可按下式计算：

式中a一一风振动加速度（m/s）； X一一风动力作用下，塔身该高度处的水平振幅（m）； T一结构的基本周期（s），可按《建筑结构荷载规范》计算

式中Mmex 横向风振引起的组合弯矩（Nm）； M。横向风振引起的弯矩（N·m）； M 相应于临界风速的顺风向弯矩（N?m）。

M..=VM+ M?

式中Da—临界风速（m/s)； d—结构或构件的直径（m）； 吉 T一一结构或构件的振型的自振周期（s）。 对于竖向斜率小于2/100的圆形塔筒及烟肉等圆截面结构和圆管、拉绳及悬索等圆截面构件应考虑由 脉动风引起的垂直于风向的横向共振。考虑横向共振是根据雷诺数的大小分别情况进行处理。雷诺数按下 式计算：

R,=69000v.d

1.当雷诺数R<3×10时，可能发生微风共振（亚临界范围共振），此时应在构造上采取防振措施或 控制结构的临界风速不小于15m/s，以降低微风共振的发生率。 2.当雷诺数R3×105时，可能发生跨临界范围的横向共振，此时应验算横向共振，横向共振引起 的等效静风荷载叫Wi（kN/m）应按下式计算：

iad W元= 2000%

其中的构件包括截锥壳顶盖、圆锥壳箱身、倒锥壳箱底或斜锥壳与球形壳组合箱底（英兹 箱底以及环梁（上环梁、中环梁、下环梁等）。这些构件可根据在结构和水自重及水压作 内力分析方法。

9.3.2塔筒承载力计算

sina元 sinat sina, M+AM≤f.Ar +f.A,r 元 Z 元

式中A一塔简截面面积，当塔筒受压区有孔时，扣除孔洞面积： 吉 A一全部纵向钢筋的藏面面积，当受压区有孔洞时，扣除孔洞断筋的面积； 厂一塔筒平均半径； α——受压区的半角系数，即受压区混凝土截面面积与全截面面积之比； α一—受拉钢筋的半角系数，即受拉纵向钢筋的截面面积与全部纵向钢筋截面面积之比；一般取 2时, 取 α= 0; 。一钢筋强度设计值； 一孔洞的半角（rad）。 钢筋混凝土塔筒的竖向截面承载力可不验算，但应满足构造配筋的要求。

奉节县委机关职工住宅施工组织设计9.3.3塔筒裂缝宽度计算

钢筋混凝土塔简应进行最大水平裂缝与竖向裂缝宽度的验算。验算裂缝时不仅应考虑各种荷载的作 用，并应考虑温度的作用 钢筋混凝土塔簡在各项标准荷载和温度共同作用下产生的最大水平裂缝宽度W mm按下式计算：

ON (2.7c +0.1=) Wmux=aer E

Atat 0.65fk 4=1.1. pdsc

M+△M. ok= N.

式中Nk，M一分别为各项标准荷载，包括风荷载的共同作用下的轴向力和弯矩 筑 △M一相应的附加弯矩标准值。 舌鞋 截面核心距r0，当塔简截面无孔洞时，取re0=0.5r；当塔简截面受压区有一个孔 算：

式中·E受压区相对高度； 塔简竖向截面特征系数： aE——钢筋和混凝土的弹性模量比，ag=E/Eca 钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度不应大于0.2mm

TD／T 1031.1-2011标准下载9.3.4塔筒的刚度取值