3.5.13 內隔墻、分戶(hù)墻應符合下列功能要求:
1 隔墻應有良好的隔聲、防火、氣密和保溫性能,要有足夠的抵抗室內沖擊荷載的強度,且有足夠剛度確保裝修、設備、管線(xiàn)的正常工作。
2 客廳、臥室、廚房、衛生間的隔墻應滿(mǎn)足吊掛要求,廚房、衛生間的隔墻應滿(mǎn)足防水要求或者應有防水措施。
3 隔墻與隔墻、外墻、地板、天花板、模塊單元鋼骨架應有可靠的、可以保證隔墻與其他結構不分離、脫落的連接。
4 分戶(hù)墻宜采用雙層隔墻,隔墻之間應留有10mm隔空間隙,隔墻中應布置保溫和防潮防水層。
5 隔墻宜采用輕鋼龍骨非金屬面板隔墻或夾芯板隔墻,并按相應的隔聲、保溫和防火標準進(jìn)行設計。
6 內墻與鋼結構模塊單元的骨架之間應設置變形空間,用輕質(zhì)防火材料填充,內隔墻上需要設置電器開(kāi)關(guān)或插座時(shí),必須做好隔音處理;隔墻兩側均需要設置電器開(kāi)關(guān)或插座時(shí),兩者應錯位設置。
3.6 屋面
3.6.1 根據建筑的使用環(huán)境和建筑效果需要,屋面可采用平屋面或坡屋面的形式。采用坡屋面時(shí),應設置桁架及跨越側墻之間的檁條支撐屋面板,并滿(mǎn)足以下規定:
1 桁架由用螺栓連接的C型鋼組成,布置間隔不宜大于600mm,并應直接與掛瓦條連接;
2 檁條通常采用獨立的C型鋼或Z型鋼,檁條上方布置鋼襯板或蓋板用來(lái)支撐蓋瓦壓條等其他部件。
3.6.2 屋面應設置防水措施,應根據建筑的重要程度及使用功能,結合工程特點(diǎn)及地區自然條件等按不同等級進(jìn)行設防。
3.6.3 屋面構造尚應符合下列要求:
1 屋面系統及材料應滿(mǎn)足防火規范相應要求;
2屋面保溫材料可采用保溫材料沿坡屋面斜鋪或在頂層吊頂上方平鋪的方式布置。宜在屋面吊頂內設置空氣隔層,以增強屋面的保溫性能。當采用保溫材料在頂層吊頂上方平鋪的方式時(shí),在頂層墻體頂端和墻體與屋面系統連接處,應確保保溫材料、隔氣層和防潮層的連續性、密閉性和整體性;
3 對于居住使用的屋頂空間,保溫材料宜設置在屋面構件的外層,覆蓋材料和板條用螺絲穿過(guò)保溫層固定于屋面構件,形成保溫屋頂;
4 地震設防區或有強風(fēng)地區的金屬屋面應進(jìn)行抗風(fēng)揭驗算,采取固定加強措施;
5 采用架空隔熱層的屋面,架空隔熱層的高度應按照屋面的寬度或坡度的大小變化確定,架空層不得堵塞;當屋面寬度大于10m時(shí),應設置通風(fēng)屋脊;屋面基層上宜有適當厚度的保溫隔熱層;
6 嚴寒及寒冷地區的坡屋面,檐口部位應采取防止冰雪融化下墜和冰壩形成等措施;
7 天溝、天窗、檐溝、檐口、水落管、泛水、變形縫和伸出屋面管道等處應采取與工程特點(diǎn)相適應的防水加強構造措施,并應符合有關(guān)規范的規定。
3.7 門(mén)窗
3.7.1 門(mén)框、窗框與墻體結構連接應可靠、牢固、耐久性好,并符合高效的工廠(chǎng)標準化施工的特點(diǎn)。
3.7.2 門(mén)窗安裝時(shí)應避免跨越相鄰的模塊。如必須設置跨越模塊的門(mén)窗,該門(mén)窗須在現場(chǎng)安裝。安裝須可靠、方便,且不得破壞已經(jīng)安裝完成設備和管線(xiàn)。
3.7.3 外墻應協(xié)調門(mén)(窗)寬度與外墻框架的結構空間關(guān)系,并設置洞口加強型鋼,設計合理的泛水構造。
3.8 建筑構造
3.8.1 模塊單元的結構骨架、墻體、樓板和天花板之間應可靠連接,保證其整體性,并符合現行規范對于保溫、隔熱、防水、防火和隔聲方面的要求。
3.8.2 在鋼構件可能形成聲橋的部位,應采用隔聲材料或重質(zhì)材料填充或包覆,使相鄰空間隔聲指標達到設計標準的要求。外墻與樓板端面間的縫隙應以隔聲材料填塞。當門(mén)窗固定在鋼構件上時(shí),連接件應具有彈性且應在連接處設置軟填料填縫。
3.8.3 模塊化組合房屋應進(jìn)行隔振設計。對可能由沖擊導致傳聲、傳振的部位,如門(mén)、樓梯、廚房操作臺等,應采取隔聲、隔振的構造措施;對可能由設備運轉導致傳聲、傳振的部位,如空調外機、電梯、風(fēng)機、水泵及外延管道等,應分別采取隔聲、吸聲、消聲和隔振的構造措施,其中隔振材料與元件應根據震動(dòng)的固有頻率選用。
3.8.4 應對模塊安裝就位后最外側模塊之間的縫隙進(jìn)行有效封堵,阻止外部冷空氣、雨水及其他異物進(jìn)入到模塊之間的空腔中,以防其最終滲入到模塊內。封堵構造應采用柔性材料完成,以適應模塊之間可能產(chǎn)生的相對位移。
3.8.5 模塊單元間隔聲構造可根據使用功能采用不同的方案,構造示意見(jiàn)圖3.8.5。
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(a)分離式地板隔聲構造
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(b)墻體隔聲構造
圖3.8.5 模塊之間的隔聲構造示意
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4 結構設計
4.1 一般規定
4.1.1 模塊化組合房屋的安全等級和設計使用年限應符合現行國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068和《工程結構可靠性設計統一標準》GB50153的規定。結構設計使用年限為50年或25年時(shí),其相應的結構重要性系數分別不應小于1.0或0.95。
4.1.2 結構設計應按承載力極限狀態(tài)(USL)和正常使用極限狀態(tài)(SLS)進(jìn)行。結構的計算與構造應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB50017 、《冷彎薄壁型鋼結構技術(shù)規范》GB 50018、《建筑抗震設計規范》GB 50011的規定。
4.1.3 設計文件應明確提出防火和防腐蝕的技術(shù)要求與防護措施。
4.1.4 模塊梁、柱部位不應有缺損,連接件應完整并連接可靠。所有進(jìn)場(chǎng)模塊應有質(zhì)量證明書(shū)或檢修合格證明書(shū)。
4.1.5 模塊中薄壁鋼材的性能要求和強度設計值應符合現行國家標準《冷彎薄壁型鋼結構技術(shù)規范》GB 50018 的規定;非模塊構件鋼材的性能要求和強度設計值及普通螺栓、高強度螺栓、栓釘與焊條等連接材料的性能要求和強度設計值,均應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017 的規定。
4.1.6 結構設計應符合模塊單元生產(chǎn)線(xiàn)制作和現場(chǎng)吊裝的要求;并充分考慮模塊總裝廠(chǎng)材料供貨、庫存,達到零庫存的目標。
4.1.7 模塊單元的尺寸應滿(mǎn)足運輸、場(chǎng)地條件的限制,以及標準組件的有效使用要求。
4.1.8 荷載計算應符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009 的規定。當設計使用年限為25年時(shí),其風(fēng)荷載和雪荷載標準值可按50年重現期的取值乘以0.9計算。
4.1.9 荷載應符合以下要求:
1 荷載的標準值、荷載分項系數、荷載組合值系數、動(dòng)力荷載的動(dòng)力系數等,應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009的規定采用;地震作用應根據現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011確定。
2 在結構設計過(guò)程中,當考慮溫度變化影響時(shí),溫度變化范圍可根據地點(diǎn)、環(huán)境、結構類(lèi)型及使用功能等實(shí)際情況確定。
3 對于直接承受動(dòng)力荷載的結構:在計算強度和穩定性時(shí),動(dòng)力荷載設計值應乘以動(dòng)力系數;在計算疲勞和變形時(shí),動(dòng)力荷載標準值不乘動(dòng)力系數。
4.1.10 模塊單元制作、吊裝、連接時(shí),作用在模塊單元天花板上的施工荷載應按實(shí)際考慮,不宜小于1.05kN/m2。樓面二次裝修荷載應按實(shí)際考慮,不宜小于0.8kN/m2。
4.2 模塊單元的設計
4.2.1 模塊單元的受力構件的鋼材應根據結構及其構件的重要性、荷載特征、應力狀態(tài)、連接構造、環(huán)境溫度、鋼材厚度以及構件所在的部位,選擇其牌號和材質(zhì)。
4.2.2 根據建筑層數、高度以及結構體系,可采用墻承重模塊單元和柱承重模塊單元等。
4.2.3 樓板和墻體中可使用厚度為1.5到6mm的C型鋼,按單個(gè)或者成對布置,墻體中可按間距600mm布置,樓板中可按400mm布置。
4.2.4 墻承重模塊單元中的荷載可通過(guò)上部模塊的墻體直接傳至其下部墻體,如果不能直接傳力,應在墻體對應位置的樓板空間內設置梯形桁架以實(shí)現豎向荷載的傳遞。
4.2.5 承重墻可采用高70至100mm,厚1.5至6.0mm的卷邊C型鋼按400 或600mm 間距沿墻豎直布置。荷載較大時(shí),可按600mm的間距成對布置。
4.2.6 承重墻中的C型鋼構件的抗壓強度應考慮沿高度方向的初始缺陷,且應考慮C型鋼的彎曲和壓縮組合作用。C型鋼構件的結構性能可用于確定模塊中承重墻的載荷能力。
4.2.7 承重墻中的C型鋼的設計應考慮上部模塊的安裝誤差引起的附加彎矩,最小偏心距可取12 mm,來(lái)確定C型鋼在軸向荷載作用下的彎矩。
4.2.8 柱承重模塊單元在樓板和天花板層采用跨越角柱的縱向邊梁。邊梁可采用熱軋平行翼緣槽鋼或者冷彎型鋼截面。亦可根據模塊類(lèi)型制成特定的截面形狀。
4.2.9 模塊邊梁在所支承地板自重下的跨中撓度應小于5毫米。模塊邊梁跨度與截面高度的比值宜在18到24的范圍內。
4.2.10 對于長(cháng)度大于7.5米的柱承重模塊單元,應采用較高的邊梁或者加設中柱以減小梁的跨度和尺寸。模塊的側面可填充輕鋼墻體,或設計為開(kāi)敞式以創(chuàng )造更大的空間。
4.2.11 角柱一般可采用角鋼或者其他開(kāi)口截面,或者方鋼管。對于一個(gè)部分開(kāi)敞式模塊,角鋼受壓相對不穩定,不宜用于3層以上的建筑。而方鋼管角柱能提供較高的穩定性,可用于全開(kāi)敞式模塊。
4.2.12 角柱的有效長(cháng)度應取模塊地板和天花板之間的凈距。
4.2.13 角柱設計應考慮的影響因素包括:由相鄰墻壁提供的側向約束、來(lái)自上部模塊的荷載偏心以及上下模塊之間的連接。
4.2.14 角柱的柱端彎矩,可按安裝和制造的偏心誤差限值12 mm來(lái)計算,再加上由每層的邊梁傳遞的荷載引起的力矩,這個(gè)力矩可能會(huì )在兩個(gè)方向上發(fā)生作用,因此在設計角柱時(shí)必須考慮雙軸的力矩。
圖4.2.14 角柱的柱段彎矩
4.2.15 柱承重模塊單元的邊梁和角柱間的連接可采用焊接或螺栓連接。
4.2.16 模塊單元內部鋼骨架的梁柱節點(diǎn)應按相關(guān)標準進(jìn)行加強,防止節點(diǎn)失效,并保證模塊內梁、柱或柱腳的剛性連接在受力過(guò)程中交角不變。
4.2.17 K形支撐、X支撐、蒙皮效應以及剛性框架效應可以提供豎向平面穩定性。
4.2.18 X形支撐應設計為僅受拉,門(mén)窗附近等有空間限制的地方宜采用K形支撐,一般為C型鋼并作為墻體的一部分,設計為同時(shí)抵抗拉力和壓力。K形支撐可抵抗的水平剪力相對較小,因此在中高層建筑(6-8層)建筑中宜采用X形支撐。
4.2.19 模塊墻板可采用水泥刨花板(CPB),防水膠合板(WPB),定向刨花板(OSB)和防水石膏板等,并應與墻體構件有效連接以提供側向穩定性。為了有效抗剪,螺釘應按不小于300mm的間距布置在板中。
4.2.20 模塊地板可采用壓型鋼板組合樓板、復合板或輕鋼龍骨樓板;若地板采用壓型鋼板組合樓板,壓型鋼板與鋼骨架應有可靠的結構連接提供樓板平面內剛度;若地板采用復合板或輕鋼龍骨樓板,應增加次梁數量,或設置樓板內水平支撐提供平面內剛度。
4.2.21 輕鋼龍骨樓板可采用150至200mm深、1.2至1.5mm厚的C型鋼,按400mm間距布置。應通過(guò)上翼緣與板的連接來(lái)防止側向屈曲。
4.2.22 模塊樓板中C型鋼的有效抗彎性能也受到局部屈曲的影響。應滿(mǎn)足作用在地板托梁上的彎矩是C型鋼沿其主軸方向的彈性彎曲強度。
4.2.23 模塊頂板為非承重板,當有其他使用荷載作用時(shí)應進(jìn)行驗算補強;當作為承重屋面使用時(shí)應于其上另行布置有檁輕型屋蓋。
4.2.24 模塊單元壁板應避免有過(guò)大的開(kāi)孔,所有開(kāi)孔部位均應補強加固。補強構件應采用小截面鋼管或型材,少占用室內空間。當壁板有較大開(kāi)孔時(shí),其開(kāi)孔部位承載的底梁宜按實(shí)際有效截面進(jìn)行強度和撓度的驗算。
4.2.25 模塊單元在現場(chǎng)吊裝階段應通過(guò)強度和剛度驗算,提升部位應依據具體情況進(jìn)行補強。
4.2.26 模塊單元可從它們的角部進(jìn)行提升,此時(shí)可考慮使用橫梁和獨立框架協(xié)助吊裝。
4.3 模塊間的連接設計與節點(diǎn)構造
4.3.1 連接可分為三種:模塊單元內部構件間連接、相鄰的模塊單元間結構連接、模塊單元與外部支承結構連接。
4.3.2 模塊單元間的連接可分為豎直方向上相鄰模塊間的連接和水平方向上相鄰模塊間的連接。模塊單元間的連接是鋼結構模塊建筑的關(guān)鍵部分,應做到強度高、可靠性好、便于施工安裝和檢測。
4.3.3 連接節點(diǎn)應合理構造,傳力可靠并方便施工;同時(shí),節點(diǎn)構造應具有必要的延性,并避免產(chǎn)生應力集中和過(guò)大的焊接約束應力,并應按節點(diǎn)連接強于構件的原則設計。節點(diǎn)與連接的計算和構造應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017及《建筑抗震設計規范》GB 50011的規定。
4.3.4 模塊單元間的連接宜采用角件相互連接的構造,其節點(diǎn)連接應保證有可靠的抗剪、抗壓與抗拔承載力;框架與模塊間的水平連接宜采用連接件與模塊角件連接的構造,其節點(diǎn)連接應為僅考慮水平力傳遞的構造。
4.3.5 重要構件或節點(diǎn)連接的熔透焊縫不應低于二級質(zhì)量等級要求;角焊縫質(zhì)量應符合外觀(guān)檢查二級焊縫的要求。
4.3.6 模塊單元的現場(chǎng)連接構造應有施擰施焊的作業(yè)空間與便于調整的安裝定位措施。
4.3.7 結構構件和節點(diǎn)應做到強節點(diǎn)、強連接和防止脆性破壞。應加強模塊整體框架和支撐體系的整體性,增加相鄰模塊梁間、柱間的連接,防止結構失穩和傾覆。
4.3.8 梁柱、支撐等構件的拼接接頭,應與構件等強度設計構造,并進(jìn)行極限承載力驗算。
4.3.9 模塊單元間的連接按不同連接做法可分為蓋板螺栓連接、平板扦銷(xiāo)連接、模塊預應力連接等三類(lèi)節點(diǎn)構造。
4.3.10 梁、柱、支撐的主要節點(diǎn)構造和位置,應與建筑設計相協(xié)調。在不影響建筑設計的情況下,可在地板梁頂面或天花板梁的底面梁端處加腋。
4.3.11 模塊單元間的連接應充分考慮到:
1 模塊建筑結構、水暖電、管道線(xiàn)路、保溫層、內外裝修的完成度,并確?,F場(chǎng)連接為焊接、螺栓連接、鉚接施工提供足夠的施工空間、安全保護。
2 連接完成后的結構節點(diǎn)的封閉、保護、檢修、更換等操作空間。
4.3.12 若模塊單元角柱為角鋼或者其他開(kāi)口截面,可通過(guò)連接板和單個(gè)螺栓在模塊頂部和底部進(jìn)行豎直連接,同時(shí)水平連接可采用蓋板螺栓連接。若模塊中的角柱為方鋼管,可通過(guò)方鋼管中最小直徑50mm的檢查孔,將螺栓插入端板進(jìn)行模塊間的連接。
4.3.13 走廊和模塊單元的連接可采用圖4.3.13所示的形式。
圖4.3.13 走廊與模塊單元連接
4.3.14 柱承重模塊單元一般應在其四個(gè)角部進(jìn)行水平和豎直連接。
4.4 結構體系與結構計算
4.4.1 模塊化組合房屋可采用疊箱體系、疊箱-框架(底層框架、核心筒、剪力墻等)混合結構體系以及嵌入式模塊化結構體系,如下圖4.4.1。模塊組合布置應形成穩定的幾何不變體系。
(a)疊箱結構體系 (b)疊箱-框架混合結構體系 (c)疊箱-底層框架混合結構體系
(d)模塊和核心筒混合結構體系
(e)模塊和剪力墻混合結構體系
(f)嵌入式模塊化結構體系
圖4.4.1 模塊化組合房屋結構體系
4.4.2 為保證在使用、運輸和安裝過(guò)程中的強度與剛度,應選用合理的結構體系;結構連接和節點(diǎn)構造應便于安裝。
4.4.3 結構布置宜規則,其抗側力構件的平面布置宜規則對稱(chēng),側向剛度沿豎向宜均勻變化。結構各層的抗側力剛度中心與水平作用合力中心接近、重合,以減少側向力對結構產(chǎn)生的附加扭矩。按抗震設計的不規則的結構應采取必要的加強措施。
4.4.4 抗震設防的結構豎向布置應遵循以下原則:
1 宜采用規則的豎向立面布置形式;
2 豎向布置應使其質(zhì)量均勻分布,剛度逐漸變化,應避免剛度突變。除外安裝時(shí)陽(yáng)臺模塊外,應避免外挑構造。若必須進(jìn)行模塊外挑時(shí),宜在長(cháng)邊方向上外挑,且外挑距離不應大于模塊長(cháng)邊總長(cháng)的1/4。外挑構造的所有出挑的模塊應在出挑基礎首層邊柱位置設置中柱以及必要的支撐,以連接相鄰模塊,并形成整體結構體系;未出挑模塊的一端的角柱應與下部模塊的角柱對應,形成連續的豎向的角柱支撐系統;
3 上下樓層的質(zhì)量比不宜大于1.5;
4 中高層輕型模塊化鋼結構組合房屋應避免錯層布置。
4.4.5 剪力墻或核心筒結構布置應符合下列要求:
1 剪力墻應在鋼結構模塊建筑上沿外墻、隔墻、分戶(hù)墻均勻布置,并應盡量與建筑平面的主軸線(xiàn)對稱(chēng);
2 剪力墻宜在樓梯間、電梯間、管道井及平面形狀突變,或荷載較大的位置布置;
3 縱橫方向上的剪力墻應考慮組合作用,形成平面上力學(xué)性能良好的形狀,如L型、T型、I型、C型,口字型??紤]組合作用的剪力墻間的連接應根據設計值進(jìn)行設計;
4 剪力墻的長(cháng)度不宜過(guò)大,各個(gè)墻段的長(cháng)度與高度之比不宜大于0.33,且長(cháng)度不宜大于8.0米;
5 剪力墻應貫穿建筑物的全高,剛度可以逐漸減弱,但應避免剛度突變,開(kāi)洞時(shí)宜上下對齊;
6 核心筒的高寬比不宜大于12;
4.4.6 支撐布置應與建筑門(mén)窗布置相協(xié)調,且支撐外邊緣尺寸不應超過(guò)梁外邊緣。
4.4.7 當樓層大于4層時(shí),應根據實(shí)際設計加入局部側向支撐。
4.4.8 可通過(guò)合并多個(gè)模塊單元來(lái)實(shí)現建筑內部大空間的設計。
4.4.9 模塊墻壁有開(kāi)孔并引起整體剛度有較大削弱時(shí),宜采用有孔模塊與無(wú)孔模塊錯列對稱(chēng)布置等措施。模塊采用懸挑布置時(shí),懸挑長(cháng)度不應過(guò)大,且懸挑部分不應有開(kāi)孔。
4.4.10 結構計算所用的力學(xué)模型應正確反映結構連接、結構構件的特性和性能參數,包括強度、剛度、穩定性、延性、耗能性能、周期荷載作用下性能變化等。
4.4.11 按承載力極限狀態(tài)設計鋼結構時(shí),應考慮荷載效應的基本組合,必要時(shí)尚應考慮荷載效應的偶然組合。按正常使用極限狀態(tài)設計鋼結構時(shí),應考慮荷載效應的標準組合。
4.4.12 計算結構和構件的強度、穩定性以及連接強度時(shí),應采用荷載設計值,并應采用承載力極限狀態(tài)進(jìn)行設計。計算疲勞時(shí),應采用荷載標準值。
4.4.13 多層模塊化結構層間最大水平位移與層高之比,在風(fēng)荷載作用下不宜超過(guò)1/400;在多遇地震作用下不應超過(guò)1/300。
4.4.14 當采用壓型鋼板組合樓板時(shí),且組合樓板與模塊單元鋼骨架間有可靠連接的,樓板可按剛性平面進(jìn)行計算,但在模塊邊緣交接處樓板不連續;采用輕質(zhì)樓板的模塊建筑,其樓板計算結構為地板主梁和次梁,以及下層模塊的天花板主梁和次梁組成的空間鋼架結構。
4.4.15 當布置不規則或局部剛度有較大削弱時(shí),宜按空間模型進(jìn)行結構計算,此時(shí)屋蓋或樓蓋的連接構造應符合平面剛性鋪板的要求。
4.4.16 開(kāi)敞式模塊宜用于3層及其以下的建筑,除非有其他的抗側體系。
4.4.17 開(kāi)敞式模塊中連接節點(diǎn)的力矩取決于承擔水平力的模塊個(gè)數n以及模塊的高度h。承受水平荷載時(shí)的結構效應如圖4.4.17所示。
(a)模塊端部剛性框架的風(fēng)荷載作用 (b)節點(diǎn)處的力矩平衡
圖4.4.17 承受水平荷載時(shí)的結構效應
4.4.18 對于一個(gè)垂直放置的模塊組合,由于定位和加工而在每一層引起的誤差最大累積值可取,其中n表示所在層數。
4.4.19 單柱的水平誤差容許值應為柱高/200,當考慮多層的平均值時(shí),平均≤柱高/300。當水平方向有m個(gè)柱組合,整個(gè)結構水平誤差容許值為單柱的值乘以一個(gè)系數: 0.5。
4.4.20 由于定位和加工中的水平誤差引起的荷載偏心作用應和風(fēng)荷載同時(shí)考慮。其作用效應如圖4.4.20所示:
(a)由于四邊形模塊的偏心加載, b) 角部支承模塊的穩定體系中
在端墻處引起的剪力 偏心荷載的傳遞
圖4.4.20 水平誤差引起的偏心作用
4.4.21 偏心距可以轉換為施加于每個(gè)樓層的名義水平力,名義水平力至少應取作用于每個(gè)模塊的垂直載荷的1%,并用作評估結構的整體穩定性的最小水平載荷。
4.4.22 模塊化組合房屋應按現行國家規范《建筑抗震設計規范》GB 50011的規定確定地震烈度與地震分組。結構整體分析應進(jìn)行無(wú)地震作用組合和有地震作用組合兩種計算。其組合系數、分項系數、調整系數等應符合《建筑抗震設計規范》GB 50011等現行規范的相關(guān)規定要求。
4.4.23 抗震設計應遵循加強空間整體性、強節點(diǎn)區域、強錨固、防止脆性破壞、模塊間相對運動(dòng)耗能等抗震概念設計的基本原則和可靠性設計原則。宜優(yōu)選耗能抗震與剛度抗震方案進(jìn)行抗震設計。
4.4.24 構件截面的抗震驗算,應采用下列設計表達式:
SE≤R/γRE
式中:SE——考慮多遇地震作用時(shí),荷載和地震作用效應組合的設計值;
R——結構構件承載力設計值;
γRE——承載力抗震調整系數,鋼結構構件強度計算時(shí)取0.75,鋼結構構件穩定性計算時(shí)取0.80,混凝土核心筒剪力墻、斜截面承載力計算時(shí)取0.85。
4.4.25 在進(jìn)行抗震計算時(shí),可按底部剪力法計算層間剪力,并以此剪力驗算模塊結構的連接和層間位移。
4.4.26 振型分解反應譜法和時(shí)程分析法采用的動(dòng)參數應按《建筑抗震設計規范》GB 50011的規定選取。
4.4.27 在進(jìn)行多遇地震作用下的抗震計算時(shí),阻尼比可取0.04。
4.4.28 在罕遇地震作用下,結構分析不計入風(fēng)荷載效應。但應在罕遇地震作用后,用新的力學(xué)模型驗算風(fēng)荷載影響,以防止次生災害的產(chǎn)生。
4.4.29 在罕遇地震作用下,鋼結構彈塑性側向位移應滿(mǎn)足結構層間位移角要求:
對于12米以下的純鋼骨架模塊建筑(無(wú)支撐),不應大于1/40;純鋼骨架模塊建筑,有鋼制支撐、鋼桁架剪力墻、鋼桁架核心筒、鋼板剪力墻,不應大于1/50;對于混凝土核心筒的鋼結構模塊建筑,不應大于1/100。
4.4.30 應重視非結構構件和設備的抗震措施,并考慮圍護結構對結構抗震的不利影響,避免不合理的設置導致主體結構的危害。
4.5 抗傾覆設計與構造
4.5.1 高層模塊化組合房屋應合理布局,以選用風(fēng)壓較小的平面布置形狀,并考慮附近建筑、地貌對該建筑的風(fēng)壓影響,避免在設計風(fēng)速范圍內出現橫向風(fēng)振。當風(fēng)荷載為建筑結構設計的主要控制因素時(shí),宜進(jìn)行數值風(fēng)場(chǎng)模擬,并考慮橫向風(fēng)振作用。
4.5.2 高層模塊化組合房屋穩定性要求:結構應根據二階效應系數數值來(lái)確定采用一階或二階彈性分析,并應符合《鋼結構設計規范》GB50017的相關(guān)規定。采用混凝土核心筒作為抗側力構造時(shí),其穩定性可參照《高層建筑混凝土結構技術(shù)規程》JGJ3的相關(guān)規定計算。
4.5.3 在結構的某一層和直接相鄰的上層,建筑物有倒塌風(fēng)險的部分不應超過(guò)該層面積的15%或70平方米(以較少者為準)。
4.5.4 如果假想地移除一個(gè)豎向承重構件將使得有倒塌風(fēng)險的面積超過(guò)上述的規定值,那么豎向承重構件應設計為關(guān)鍵構件。模塊化單元荷載傳導路徑應通過(guò)下部模塊的墻或者剛性角件往下傳遞。設計時(shí)應考慮到這條荷載傳導路徑被取消的可能性(圖4.5.4),墻體應該按以下方法設計:
1 以深梁或膜片的形式水平跨越損壞區域;
2 當由相鄰模塊支撐時(shí),以墻體受拉的形式跨越損壞區域,單元間除了豎向連接以外,水平向也要進(jìn)行連接。
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圖4.5.4 滿(mǎn)足模塊建筑倒塌的風(fēng)險和對策
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4.5.5 當采用砌體圍護結構時(shí),應采取特殊措施以確保砌體圍護結構不發(fā)生連續倒塌。
4.5.6 結構在偶然或極端荷載作用下的損壞對于穩定性的影響應可控。
4.6 地基基礎
4.6.1 地基基礎設計應符合現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB 50007 的規定。
4.6.2 模塊化組合房屋基礎可選條形基礎、樁基礎 |