夜雨聆风3.6 内力分析
详【基本分析】章节。
3.7 结构验算
详【基本分析】章节。本部分多了舒适度验算。
✒️设计建议：
对于钢柱、钢梁的应力比控制，可参考以下建议：
（1）钢柱应力比限值：0.80~0.85。
（2）钢框架梁应力比限值：0.85~0.90。
（3） 钢次梁应力比限值：不考虑组合梁作用时0.90~0.95；考虑组合梁作用时0.80~0.90。
（4）钢悬挑梁：0.80~0.85。
3.8 预制板设计
预制板设计可在【预制结构施工分析】模块进行，也可直接在【工具箱】模块进行。本节以【预制结构施工分析】模块为例，该模块主要用于验算施工阶段结构的受力分析，本文重点阐述楼板的施工阶段及使用验算。
3.8.1 压型钢板（非）组合楼板设计
点击【预制板设计】，选择一块预制板进行设计（该模块需先进行【预制板划分】），弹出如下图所示界面。
【板种类】：勾选“闭口型压型钢板”时，默认按非组合楼板设计；勾选“开口型压型钢板”时，可选择按非组合楼板或组合设计；
【板型号】：默认为标准层建模时选定的型号；
【板厚】：为压型钢板的厚度；
【组合板总厚度】：默认为标准层建模时选定的厚度，总厚度=压型钢板高度+压型钢板肋顶混凝土厚度；
【砼强度等级】：默认为标准层建模时选定的等级；
【钢筋等级】：默认为HRB400；
【施工活载q1】：默认为1.5；
【附加恒载】：指使用阶段的楼面恒载，根据实际情况填写；
【活载q2】：指使用阶段的楼面活载，根据实际情况填写；
【混凝土容重】：默认为26；
【活荷载准永久值组合系数】：根据活荷载类型填写；
【计算板跨】：按选择的预制板位置，根据平面钢梁布置自动生成；
【挠度限值】：施工阶段和使用阶段均需进行挠度验算；
【支撑数量】：当施工阶段验算不通过时，可通过设置临时支撑的方式减小压型钢板跨度；
【混凝土保护层厚度】：参考《混规》第8.2节确定；
【使用阶段跨数】：当压型钢板按连续板计算时，需填入连续跨数，同时压型钢板长度不宜超过12m；
【裂缝宽度限值】：参考《混规》第3.4.5条确定；
【板顶钢筋】：为每米宽度内设置的钢筋数量及规格；
【板底钢筋】：为每米宽度内设置的钢筋数量及规格；
【验算结果】：可查看施工阶段及使用阶段各项验算内容是否满足要求，同时可导出计算书。
✒️设计建议：
（1）设计中，可根据具体情况采用压型钢板组合楼板或非组合楼板，当采用非组合楼板时，压型钢板仅作为模板使用，仅需进行施工阶段验算；当作为组合楼板时，需进行施工阶段和使用阶段验算；
（2）压型钢板组合楼板设计时，宜沿强边（顺肋方向）按照单向板进行设计，跨度宜为1.5~2.5m，钢次梁布置宜按此跨度要求进行，将楼板划分为跨度适宜、较均匀的单向板；
（3）施工阶段活荷载一般取1.5kN/m²；
（4）压型钢板组合楼板设计时，尚需进行防火验算；
➡规范索引
《组合楼板设计与施工规范》第4.1.1-4.1.2条、第4.1.4-4.1.5条、第4.2.1-4.2.3条、第5.1.1-5.1.3条、第5.1.7条
4.1.1 组合楼板应对其施工及使用两个阶段分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计，并应符合现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定。
4.1.2 组合楼板在施工和使用阶段内力计算时，弯矩计算应采用计算跨度（轴线距离），剪力计算可采用净跨度。施工阶段设计时可将临时支撑视为支座，跨度可按临时支撑的跨度计算；使用阶段设计时，跨度必须按拆除临时支撑后的跨度计算。
4.1.4 施工阶段，楼承板作为模板，应计算以下荷载：
1 永久荷载：压型钢板、钢筋和混凝土自重；
2 可变荷载：施工荷载，应以施工实际荷载为依据。
4.1.5 当能测量施工实际可变荷载或实测施工可变荷载小于1.0kN/m²时，施工可变荷载取1.0kN/m²。
4.2.1 组合楼板负弯矩区最大裂缝宽度限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关要求。
4.2.2 楼承板施工阶段挠度不应大于板跨l的1/180，且不应大于20mm。
4.2.3 组合楼板使用阶段挠度不应大于板跨l的1/200。
5.1.1 压型钢板截面特性应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018进行计算。
5.1.2 施工阶段，压型钢板应沿强边（顺肋）方向按单向板计算。
5.1.3 使用阶段，当压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc为50mm~100mm时，组合楼板可沿强边（顺肋）方向按单向板计算。当压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc>100mm时，应根据有效边长比λe，按下列规定进行计算：
当λe<0.5时，按强边方向单向板进行计算；
当λe>2.0时，按弱边方向单向板进行计算；
当0.5≤λe≤2.0时，按正交异性双向板计算；也可按本规范第5.1.4条的简化方法计算。
5.1.7 组合楼板考虑弱边方向受力时，可按板厚为h0的普通混凝土板计算。
3.8.2 钢筋桁架楼承板设计
点击【预制板设计】，选择一块预制板进行设计（该模块需先进行【预制板划分】），弹出如下图所示界面。
【钢筋桁架型号】：默认为标准层建模时选定的型号；
【计算宽度】：为钢筋桁架的间距，一般有200mm和188mm两种规格；
其余参数详第3.7.1节。
✒️设计建议：
（1）工程设计中，钢筋桁架楼承板底模一般仅作为模板使用，不考虑结构受力，需进行施工阶段和使用阶段验算；
（2）钢筋桁架楼承板不同的厂家产品规格会略有不同，进行设计时，可从产品手册中进行型号选择，后期施工时，厂家需要对钢筋桁架楼承板进行深化设计，并经设计院审核；
（3）钢筋桁架楼承板的桁架高度和楼板厚度需匹配，如TD1-90表示桁架高度是90mm，一般匹配的楼板厚度为120mm；
（4）钢筋桁架楼承板的跨度宜为2.0m~3.5m，当超过3.5m时，桁架筋规格会增加较多，不经济；
➡规范索引
《组合楼板设计与施工规范》第6.1.1-6.1.4条、第6.3.1-6.3.3条
6.1.1 钢筋桁架板施工阶段可采用弹性分析方法分别计算钢筋桁架和底模焊点的荷载效应。计算钢筋桁架时，全部荷载由桁架承担；计算底模焊点时，荷载全部由底模承担。
6.1.2 使用阶段，钢筋桁架弦杆可作为混凝土中配置的上、下受力钢筋与混凝土共同工作，不考虑钢筋桁架整体、桁架腹杆及底模的作用。
6.1.3 组合楼板按连续板设计时，支座处配筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的要求；按简支板设计时，支座截面应按本规范第9.2.1条规定配置负弯矩构造钢筋。
6.1.4 使用阶段，组合楼板长宽比小于或等于2时，可按双向板设计，与桁架垂直方向的配筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的要求。
6.3.1 组合楼板正面受弯承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的要求。弯矩设计值可按本规范第4.1.9条取值。
6.3.2 组合楼板斜截面不考虑钢筋桁架腹杆的作用，受剪承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的要求。剪力设计值可按本规范第4.1.10条取值。
6.3.3 组合楼板在局部荷载作用下，受冲切承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的要求。
3.9 节点设计
3.9.1 设计参数
点击【节点设计】，弹出下图，可以添加、删除、编辑默认的连接节点形式。点击按钮【批量设计】，选择所有的构件进行节点设计。
多高层钢结构的节点类型主要包括：梁柱连接，梁梁连接，柱柱连接，支撑连接，柱脚连接等，其中每类又包括若干个具体节点形式。
3.9.1.1 基本参数
点击【全局设计参数】，【基本参数】如图。
✒️设计建议：
（1）钢结构主要节点多采用10.9级摩擦型高强度螺栓，螺栓规格常用的主要有M20、M22、M24等（当螺栓直径≤18mm时，不建议采用高强度螺栓）；抗滑移系数取值与连接处接触面的处理方法有关，如采用抛丸（喷砂）处理时，可取0.4；
（2）螺栓的孔距、边距和端据等容许值需执行《钢标》第11.5.2条的规定；
（3）节点连接板的材质一般与构件相同，厚度需根据计算确定（可根据与构件腹板等强的原则简化计算）；
➡规范索引
①《钢结构设计标准》表11.4.2-1
表11.4.2-1 钢材摩擦面的抗滑移系数
②《钢结构设计标准》第11.5.2条
11.5.2 螺栓（铆钉）连接宜采用紧凑布置，其连接中心宜与被连接构件截面的重心相一致。螺栓或铆钉的间距、边距和端距容许值应符合表11.5.2的规定。
表11.5.2 螺栓或铆钉的孔距、边距和端距容许值
续表11.5.2
3.9.1.2 节点计算/构造参数
【节点计算/构造参数】如图。
✒️设计建议：
（1）对于需要进行地震作用计算的节点（如梁柱连接节点、钢柱拼接节点、钢框架梁拼接节点、柱脚节点等），需进行两阶段设计，即：一是小震弹性验算，采用构件实际内力（或等强原则确定内力）进行节点承载力验算；二是大震弹塑性验算，保证节点连接的极限承载力应大于相连构件的屈服承载力（“强节点弱构件”验算）；
（2）节点按等强设计时，当构件的应力比水平较低时，为减少螺栓用量，可对等强设计的应力比进行调整；
（3）在梁柱（或梁梁）刚接节点中，当翼缘的塑形截面模量大于梁塑形截面模量的70%时，可考虑弯矩全部由翼缘承担；当翼缘的塑形截面模量不大于梁塑形截面模量的70%时，可考虑弯矩由翼缘和腹板共同承担；
（4）节点连接板最小厚度一般取8mm或10mm；
➡规范索引
①《建筑抗震设计规范》第8.2.8条第1.2条
8.2.8 钢结构抗侧力构件的连接计算，应符合下列要求：
1 钢结构抗侧力构件连接的承载力设计值，不应小于相连构件的承载力设计值；高强度螺栓连接不得滑移。
2 钢结构抗侧力构件连接的极限承载力应大于相连构件的、屈服承载力。
②《高层民用建筑钢结构技术规程》第8.1.1条
8.1.1 高层民用建筑钢结构的连接，非抗震设计的结构应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定执行。抗震设计时，构件按多遇地震作用下内力组合设计值选择截面；连接设计应符合构造措施要求，按弹塑性设计，连接的极限承载力应大于构件的全塑性承载力。
3.9.1.3 柱脚
3.9.1.4 节点归并
✒️设计建议：
节点可根据构件截面类型进行归并，即一种截面形式采用统一的节点。
3.9.2 节点编辑
对于已经设计完成的连接节点，可以使用这个命令对节点中的板件/焊缝/螺栓/锚栓等零件进行修改，或对节点进行验算。
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