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文档简介
钢骨混凝土结构技术规程年来本规程的使用实践,尤其是在国家标准《建筑抗震设计规〔2004〕20号),经过广泛的调查研究及征求意见,组织力量对西土城路33号邮政编码:100088)或清华大学土木工程系钢骨混凝土结构技术规程 2.1术语 32.2.1材料性能 32.2.2作用和作用效应 72.2.4计算系数及其他 6.1一般构造要求 6.2钢骨混凝土梁 6.3钢骨混凝土柱 6.4钢骨混凝土剪力墙 7.1框架梁柱节点 7.2柱与柱的连接 7.3梁与墙的连接 7.4柱脚 7.5钢骨的拼接 78附录A钢骨混凝土结构中钢骨构件连接与焊缝构造图 工Ⅱ 2术语、符号 2.1术语 2.2符号 3材料 5结构设计与计算原则 6.1一般构造要求 6.2钢骨混凝土梁 6.4钢骨混凝土剪力墙 7构件连接 7.1框架梁柱节点 7.2柱与柱的连接 7.4柱脚 7.5钢骨的拼接 计算例题 设计例题 122.1.8钢骨混凝土组合框筒MixedFrameTubewithSRC3E4yN界限破坏时钢骨截面部分的轴力M5M框架梁或梁柱节点左端按实配钢筋和钢骨计框架梁或梁柱节点右端按实配钢筋和钢骨计M6框架梁考虑地震作用组合时重力荷载代表值产梁钢骨的受剪承载力;孔洞截面处实腹式钢VV扣去孔洞截面面积后梁钢骨部分的受剪承载力V内力组合得到的剪力墙计算截面剪力最大值7TmT短期荷载效应组合下受拉钢筋的应力AA同一截面位置箍筋各肢面积之和;孔洞边缘1/2梁高范围内竖向箍筋的面积a8BbCDd预埋件受拉区栓钉或锚固筋面积形心至预埋钢梁与预埋件连接板连接螺栓群的嵌固弯矩9H5t2.2.4计算系数及其他mnQBYPδλ7kφ53.0.1钢骨混凝土构件的钢骨材料宜采用Q235B、C、制值,钢材的屈强比不应高于0.85,应具有可钢材弹性模量E取2.0×10MPa。最小值(N/mm²)f屈服强度强度设计值(N/mm²)fssy(创平顶紧)最小值(N/mm²)屈服强度强度设计值(N/mm²)(刨平顶紧)当采用国外钢材时,钢材材质(化学成分及其含量限值)、3.0.3厚度等于或大于40mm的钢板处于节点连接部位、且沿板》(GB/T5313)的规定,附加板厚方向的断面收缩率限制,3.0.4.1手工焊接用焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》(GB/T5117)或《低合金钢焊条》(GB/T5118)的规定,选择3.0.4.2自动焊或半自动焊采用的焊丝和焊剂应与主体金属力学性能相适应。焊丝应符合现行国家标准《焊接用钢丝》(GB/构高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈形式与技术条件》3.0.8钢骨混凝土构件中,混凝土的强度等级不宜低于C30强度强度热轧钢筋弹性模量E。HRB335级钢筋、HRB400级钢筋、RRB404.0.5现浇钢骨混凝土剪力墙分为有边框剪力墙及无边框剪力1有边框钢骨混凝土剪力墙的边框由钢骨混凝土柱、钢骨2无边框钢骨混凝土剪力墙由钢骨混凝土暗柱、钢骨混凝5.0.3钢骨混凝土及含有钢骨混凝土构件的多层及高层建筑结构设计的一般原理及基本假定,以及整体内力和位移分析、抗风及抗震验算方法、最小层剪力控制以及框架-核心筒(剪结构类型结构高度(m)四三三二二 一剪力构60~30~60~30~四三二四三二一三二特四三三四三二二三二剪力构高度(m)30~不应采用四三四三二三二构高度(m)60~四三二二一一一三二二二一一结构类型筒中构高度(m)三二二二三二二 5.0.5荷载效应与地震作用效应的组合应符合现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99)或《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》(JGJ3)的规定。按有地震作用组合内力设计的钢骨混凝土构件,其承载力抗震调整系数γ取0.8。5.0.6上部结构形式或所用结构材料与下部不同时,应设置过渡层,过渡层应按本规程7.2节的规定设计。各相邻层层刚度相差不宜超过30%。5.0.7在进行结构整体内力和变形分析时,钢骨混凝土构件的1钢骨混凝土梁、柱构件截面的轴向刚度、抗弯刚度、抗EI=E.Ie+EIGA₈——钢骨部分的抗剪刚度,只计入与受力方向平行钢骨混凝土构件,在进行结构变形计算时,宜适当降低(5.0.7-2)~(5.0.7-3)式中混凝土部分的刚度,降低系数可钢筋净间距分别不应小于30mm(梁)和50mm(柱),且不小于粗骨料最大粒径的1.5倍及钢筋直径的1.5倍。纵向钢筋与钢骨的净间距不应小于30mm,且不小于粗骨料最大粒径1.5倍。6.1.2对于有抗震要求的结构,其梁、柱构件端部箍筋加密区的箍筋末端应做成135°弯钩,且弯钩末端平直段长度不应小于10倍箍筋直径(图6.1.2(a)梁,(b)柱),也可采用焊接封闭(a)梁段长度不应小于10倍箍筋直径(图6.1.2(e))。对于梁、柱构2对于一、二级抗震结构,不小于4%;3对于特一级抗震结构,不小于6%;4含钢率也不宜大于15%。表6.1.4钢骨的宽厚比限值(梁)(柱)(柱)(柱)6.1.5钢骨混凝土梁柱构件的构造应满足下列要求(图100mm(梁)和150mm(柱)。2钢骨混凝土梁受拉纵向钢筋配筋率不应少于0.2%,受1梁中箍筋的最小面积配箍率不应小于0.3%(特一级抗震)、0.25%(一、二级抗震)、0.2%(三、四级抗震和非抗震)。箍筋直径和间距应符合表6.1.6的要求,箍筋间距也不应大于梁高的1/2。2抗震设防结构中框架梁端部箍筋应加密,在距梁端1.5倍梁高的范围内,箍筋直径和间距应符合表6.1.6的要求;当梁净跨小于梁截面高度的4倍时,全跨箍筋按加密要求配置。(取小值)6.1.7钢骨混凝土柱的箍筋配置应符合下列要求:1抗震设防的结构中,柱上、下端1.5倍截面高度的范围内箍筋应加密;当柱净高小于柱截面高度的4倍时,柱全高箍筋应加密。2柱箍筋加密区的最小体积配箍率应符合表6.1.7-1的要求,表中轴压力系数其中N为考虑地震作用组合时柱的轴压力设计值。非加密区的体积配箍率不应小于加密区体积配箍率的一半。3柱中的箍筋直径、间距应符合表6.1.7-2的要求。4箍筋无支长度(即纵筋间距,见图6.1.7)不宜大于三(取小值)三6.1.8除本规程规定的构造要求外,钢筋混凝土部分的其他构造尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)及现但对于过渡层、过渡段及钢骨与混凝土间传力要在钢骨上设置抗剪连接件时,宜采用栓钉。栓钉的直径规格宜选用19、22mm,栓钉的直径不应大于与其焊接的母材钢板厚度的2.5倍,其长度不应小于4倍栓钉直径。栓钉的间距不应小于6倍栓钉的直径,且不宜大于300mm。栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不应小于60mm,栓钉顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm(图6.1.9)。6.1.10钢骨的焊缝连接应符合现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017)和现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》6.2.1对于图6.2.1所示对称配置实腹式钢骨的钢骨混凝土梁,Ms——梁中钢骨部分的受弯承载力,按本规程6.2.2条计M5——梁中钢筋混凝土部分的受弯承载力,按本规程6.2.3条计算。式中W——钢骨截面的抵抗矩,当钢骨截面有孔洞时应取净γs截面塑性发展系数,对工字形钢骨截面,x。取yho——受拉钢筋面积形心到受压区(混凝土和受压钢筋)压力合力点的距离,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)中的受弯构件进行计ho——钢筋混凝土部分截面的有效高度,即受拉钢筋面式中V₀——梁的剪力设计值,按本规程6.2.5条计算;VE——梁中钢骨部分的受剪承载力,按本规程6.2.6条Vs——梁钢筋混凝土部分受剪承载力,按本规程6.2.76.2.5梁的剪力设计值按下列方法计算:1一级、二级、三级抗震等级的框架梁端箍筋加密区,按下列(6.2.5-1)式计算:2特一级抗震等级和9度设防烈度的框架梁和一级抗震等级的(纯)框架结构中的框架梁的梁端箍筋加密区,应按式式中7m——梁剪力增大系数,对一级、二级、三级抗震等级分别取1.3、1.2、1.1;M₃,M₃——分别为考虑地震作用组合时框架梁左、右端截面弯矩设计值,应按顺时针和逆时针两个方向分别代入(6.2.5-1)式计算,取其较大值;Ml,Mi分别为框架梁左、右两端截面处考虑承载力抗震调整系数的受弯承载力,应按顺时针和逆时针两个方向分别代入(6.2.5-2)式计算,取其较大值。受弯承载力按本规程(6.2.1)式右边计算,计算时应采用实配钢骨截面和钢筋截面面积,并取钢骨材料的屈服强度和钢筋及混凝土材料强度的标准值;Vcb-框架梁考虑地震作用组合时重力荷载代表值产生的剪力设计值,可按简支梁计算。对于9度抗震设防及抗震等级为一级的结构,应考虑竖(3)非抗震结构、不需进行抗震验算及抗震等级为四级的抗h钢骨腹板的高度,当有孔洞时,应扣除孔洞的尺集中荷载作用下(包括有多种荷载,其中集中荷载对节点边缘产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况)的框架梁一般框架梁集中荷载作用下(包括有多种荷载,其中集中荷载对节点边缘产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况)的框架梁式中fw——箍筋的抗拉强度;中荷载作用点至节点边缘的距离;当λ<1.5时,取λ=1.5;当λ>3时,取λ=3。3梁中钢筋混凝土部分的受剪承载力V5,在无地震作用组合时,尚不应大于0.25βfcb₀heo;在有地震作用组合时,尚不·其中及为混凝土强度影响系数,当混凝土强度等级不超过C50时,取β=1.0,当混凝土强度等级为C80时,取β=0.8,其间按线性内插法确定R值。6.2.8钢骨混凝土梁的受剪截面,还应满足下列要求:V₀≤0.45Bfbhū3钢骨受剪截面应满足,6.2.9钢骨混凝土梁开孔时,孔洞位置宜设置在梁跨中剪力较小部位。孔洞形状可为圆形或矩形,孔洞周边宜设置钢套管加强。圆形孔洞的直径或矩形孔洞的高度,在跨中1/3跨度区域内不应大于钢骨高度的0.7倍和梁高的0.4倍;在靠近梁端1/3区域内,不应大于钢骨高度的0.5倍;9度抗震设防和特一级抗震框架梁中,仅允许在跨中1/3跨度区域内开圆形孔洞,其直径不应大于钢骨高度的0.3倍。孔洞尺寸、位置、间距及配筋构造还应符合钢筋混凝土梁开洞的有关要求。钢骨梁腹板孔洞截面处应验算梁的受弯和受剪承载力,承载力不足时应采取补强措施。6.2.10圆形孔洞截面处的正截面受弯承载力的计算与普通钢骨混凝土梁相同,但计算中应扣除孔洞截面面积。受剪承载力应满足(6.2.4-1)式要求,式中的剪力设计值按本规程6.2.5条计算。孔洞截面处实腹钢骨的受剪承载力按下列(6.2.10-1)式计算,钢筋混凝土部分的受剪承载力按下列(6.2.10-2)式计算。在孔中心到两侧1/2梁高范围内应符合箍筋加密区构Ve=Y·t(hw-D₁)faw式中γ₁——孔边条件系数,孔边设置钢套管时取1.0,孔边不设置套管时取0.85;D₄——孔洞的直径;EfwAsw——从孔中心到两侧1/2梁高范围内箍筋的受剪承载力,符号意义见图6.2.10。A-A6.2.11矩形孔洞两侧边缘各1/2梁高范围内应配置竖向箍筋,其截面按下列(6.2.11)式计算,且应符合箍筋加密区的构造要式中Vu——由孔洞两侧边缘截面处选取较大的梁剪力设计值;Vw——扣去孔洞截面面积后钢骨部分的受剪承载力;Asv——距孔洞边缘1/2梁高范围内竖向箍筋的面积,见图6.2.11。6.2.12矩形孔洞上下受压弦杆和受拉弦杆分别按钢骨混凝土受压构件和受拉构件验算其受弯和受剪承载力。受压弦杆的内力设计值按下列(6.2.12-1)式计算,受拉弦杆的内力设计值按下列(6.2.12-2)式计算。V,N₁,M₁——分别为受拉弦杆的剪力、拉力和弯矩设计值;he,h₄——分别为受压弦杆和受拉弦杆的截面高度;6.2.13对于钢骨截面为图6.2.1所示对称配置的钢骨混凝土B₃=B+EI式中B——钢骨混凝土梁在荷载效应标准组合下,钢筋混凝Yí——受压翼缘增强系数,当hí>0.2hu₀时,取hí=当ψ大于1.0时,取1.0;当ψ小于0.2时,取0.2。MF——荷载效应标准组合下,混凝土截面部分所承担的M——梁中钢筋混凝土部分的受弯承载力,根据实配钢筋按(6.2.3-1)式计算;Mg——梁中钢骨部分的受弯承载力,根据实配钢骨按(6.2.2-1)式计算。6.2.15钢骨混凝土梁按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响的刚度B按下列公式计算,6.2.16计算梁的挠度变形时,可假定各同号弯矩区段内的刚度相等,其值为该区段内最大弯矩截面的刚度。挠度变形的限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)的规6.2.17钢骨混凝土梁的最大裂缝宽度的限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)的规定。对于钢骨为对称配置截面的钢骨混凝土梁,按荷载效应的标准组合并考虑长期式中ow——荷载效应标准组合下受拉钢筋的应力;v₆——受拉钢筋粘结特征系数,当为带肋钢筋时,取1.0;当为光面钢筋时,取0.7;d——受拉钢筋直径;pe——受拉钢筋A,和钢骨受拉翼缘Aa的有效配筋框架柱应按公式(6.3.1-2)计算:之和的较大值,其中梁端的M应按本规程式中N,M——分别为钢骨混凝土柱承受的轴力和弯矩设计计:先按下列第1款公式(6.3.3-1)和公式(6.3.3-2)确定钢骨部分承担的轴力和弯矩后,再按下列第2款确定钢筋混凝土部分承担的轴力和弯矩的设计值,然后按《混凝土结构设计规范》(GB50010)计算钢筋混凝土部分截面的配筋。当有地震作用组1钢骨部分承担的轴力和弯矩设计值按下列公式(6.3.3-1)及(6.3.3-2)确定,2钢筋混凝土部分承担的轴力和弯矩设计值按下列公式(6.3.3-3)确定,式中Ng,Mg——分别为钢骨部分承担的轴力和弯矩设计值;NE,MF——分别为钢筋混凝土部分的轴力和弯矩设计N₀——界限破坏时的轴力,取N₀=0.5aβ₁f.bh,数,按现行国家标准《混凝土结构设计规其中钢骨截面塑性发展系数γ,,绕强轴弯曲工字形钢骨截面取1.05,绕弱轴弯曲工字形钢骨截面,取1.1,十字形及箱形钢骨截面取1.05;抗震设计时γ.取1.0; 绕强轴弯曲绕弱轴弯曲对于图6.3.4所示的配置T形和L形非对称钢骨配置的矩弯承载力时,可先设定钢骨截面,并按下列公式(6.3.4-1)和(6.3.4-2)确定钢骨部分承担的轴力和弯矩后,再按本规程6.3.3条第2款的公式(6.3.3-3)确定钢筋混凝土部分承担的轴力和弯矩的设计值,然后按《混凝土结构设计规范》(GB50010)计算钢筋混凝土部分的配筋。当有地震作用组合时,尚其中,钢骨混凝土短柱轴心受压承载力N、钢骨截面的轴心受力承载力N8仍按本规程6.3.3的有关规定确定。式中N₀——界限破坏时的轴力,取N₀=0.5mβf.bh+Ni,其中参数a和β为混凝土等效矩形图形系数,按现A),其中A为截面形心上部受压区的钢骨截+0.5Nse,其中W。为钢骨截面绕自身形心轴的弹性抵抗矩;γ,为钢骨截面塑性发展系数,取1.05;抗震设计时γ。取1.0;eo——钢骨截面形心轴与截面几何形心轴之间的距离,以偏向截面受压侧为正,见图6.3.4;m——Ng-M=相关曲线形状系数,按表6.3.3取值。6.3.5承受压力和双向弯矩作用的矩形截面柱的正截面压弯承式中M₂,My——分别为绕x轴和绕y轴的弯矩设计值;Ms.x,M.y——分别为钢骨部分绕x轴和绕y轴的受弯承载Max,Ma.y——分别为钢筋混凝土部分绕x轴和绕y轴的受6.3.6对于图6.3.3和图6.3.4所示的承受压力和双向弯矩作式中Mo,Mgo——分别为在轴力设计值N作用下,仅绕x规程6.3.3条或6.3.4条的方法将轴力设计值N分配给钢骨部分和钢筋混凝土部6.3.7钢骨混凝土柱正截面受压承载力计算时,应考虑结构侧1对于一般钢骨混凝土柱,偏心距增大系数η按下列(6.3.7-1)式进行计算:式中l₀——柱的计算长度,按现行国家标准《混凝土结构设计e——初始偏心距,取附加偏心距ea与计算偏心距eo之和;附加偏心距e₄按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)的规定取值;计算偏心距取a——轴压力影响系数;5——长细比影响系数,当大于1.0时,取1.0;当小于0.7时,取0.7。2对于高层建筑中的钢骨混凝土柱,可按现行国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)或《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99)的有关规定确定二阶效应产生的弯式中Vc——柱剪力设计值,按本规程6.3.9条确定;Vg——柱内钢骨部分的受剪承载力,按本规程6.2.6条计算,但hwtw应计入与受剪方向一致的所有钢骨板Vg——柱内钢筋混凝土部分受剪承载力,按本规程6.3.10式中η——框架柱剪力增大系数,一、二、三级抗震等级分别取1.4、1.2、1.1。2抗震等级为特一级和9度抗震设防的框架柱、框支柱柱端箍筋加密区,以及一级抗震等级的(纯)框架结构,应按下列(6.3.9-2)式计算。3非抗震结构、不需进行抗震验算及四级抗震等级的抗震4对于角柱,其剪力设计值应按以上计算值再乘以不小于1.1的增大系数。式中M:,M?——分别为框架柱上、下端截面弯矩设计值。应别按顺时针和逆时针方向计算M与M之1无地震作用组合时,2有地震作用组合时,(6.3.3-3)式确定;λ——框架柱的计算剪跨比,取λ=Hn/2ho;当λ<1时,取λ=1;当λ>3时,取λ=3。3柱中钢筋混凝土部分的受剪承载力Vm,在无地震作用组合时,尚不应大于0.25Rfb,ho;在有地震作用组合时,尚不应大于6.3.11钢骨混凝土柱截面的剪力设计值,应满足下列要求:2有地震作用组合时,3钢骨受剪截面尚应满足,ftehw≥0.1Rf.tho(6.36.3.12抗震设计时,框架柱在重力荷载代表值作用下的轴压力系数n不应超过表6.3.12的限值,n按式(6.3.12)计算。式中N-地震作用组合下框架柱承受的最大轴压力设计值;A.框架柱混凝土部分的截面面积;6.4.1钢骨混凝土剪力墙分为无边框剪力墙和有边框剪力墙,见图6.4.1。无边框剪力墙是带翼缘或不带翼缘的、钢骨配置在时田暗柱中的现浇剪力墙;有边框剪力墙是边缘有钢骨混凝土明柱、楼层处有梁或暗梁、且与墙腹板整体现浇的墙。参与受力的竖向6.4.2无边框剪力墙的厚度或有边框剪力墙腹板部分的厚度应符合表6.4.2的要求。表6.4.2剪力墙截面最小厚度最小厚度(二者中之较大者)123注:表内符号H为层高及净宽(无支长度)二者之较小者,h为层高。6.4.3无边框剪力墙或有边框剪力墙腹板部分的竖向及水平分1非抗震设防及四级抗震结构,面积配筋率不小于0.2%,直径不小于8mm,间距不大于300mm。0.25%,直径不小于8mm,间距不大于200mm。配筋率不小于0.25%,直径不小于8mm,间距不大于200mm。6.4.4抗震结构的钢骨混凝土剪力墙底部加强区水平分布筋应加密。加强区高度可取结构总高的1/10,也不小于1层楼高(10层及10层以下结构)或2层楼高(10层以上结构)。加强区范围内水平分布筋的间距不大于150mm(抗震等级三、四级)、100mm(抗震等级特一、一、二级),特一级抗震等级剪力墙加密区面积配筋率尚不宜小于0.4%。6.4.5抗震设计时,钢骨混凝土剪力墙底部加强部位在重力荷载代表值作用下的轴压力系数n不宜超过表6.4.5所给的限值,n按式(6.4.5)计算。A.,fe——分别为剪力墙墙肢的截面面积和混凝土轴心受压强As,fsy分别为剪力墙内钢骨部分的截面面积和钢骨抗压强6.4.6无边框钢骨混凝土剪力墙端部应设置构造边缘构件。边缘构件范围内应配置钢骨、纵向钢筋和钢箍,共同组成暗柱,暗柱内钢骨面积可由截面承载力计算确定。抗震等级为特一、一、 级时,暗柱含钢率不应小于4%,其他情况不小于2%。暗柱尺寸及面积、纵筋及箍筋的最小要求宜符合国家现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)中剪力墙构造边缘构件的构造规定。端部钢骨宜采用工字钢或槽钢等截面形式,其惯性矩较大的形心轴(强轴)宜与墙面平行,宜放置在暗柱面积内靠外边缘一侧,钢骨保护层不得小于50mm。由钢骨、箍筋与纵向钢筋组成,或仅采用钢箍与纵内应设置钢骨(图6.4.6(a));当为二级抗震等级时,暗梁内规范》(GB50010)的规定(图6.4.6(b))。6.4.7有边框钢骨混凝土剪力墙边框柱中配置钢骨、纵筋与箍筋,形成剪力墙的边缘构件,其中钢骨面积可按承载力计算确定,同时符合本规程6.1.3条钢骨混凝土柱最小含钢率的要求,钢骨配置和钢筋的构造要求与钢骨混凝土柱相同。剪力墙腹板内框柱钢骨组成框架。非抗震设计时,也可采用钢筋混凝土暗梁。钢骨混凝土暗梁或钢筋混凝土暗梁不参与承载力计算,可按构造6.4.8允许在剪力墙的部分高度内设置钢骨,上部改变为钢筋混凝土剪力墙。无论设置全高或部分高度的钢骨混凝土剪力墙,其钢骨应贯通直至嵌固端,钢骨均应在嵌固端中有可靠的锚固。6.4.9无边框和有边框钢骨混凝土剪力墙在压弯作用下,在已式中Mw——正截面受弯承载力,其计算方法与普通钢筋混凝土矩形和工形截面剪力墙相同,端部钢骨面积计入剪力墙端部钢筋面积,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)或现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3公式计算,计算公式中用Asfsy+Asfsy代替Asfy;当有地震作用组合时,尚应考虑抗震承载力调整系数γrE;在剪力墙墙肢中部的钢骨是否参加受力,可由平截面假定分析确定,也可近似考虑距中和轴x距离以内的钢骨不参加受拉计算, A₉,fw——分别为端部钢筋面积6.4.10钢骨混凝土剪力墙斜截面受剪承载力应满足下列要1无边框钢骨混凝土剪力墙,其斜截面受剪承载力应满足下列(6.4.10-1)式要求:2有边框钢骨混凝土剪力墙,其斜截面受剪承载力应满足下列(6.4.10-2)式要求:式中Vw——钢骨混凝土剪力墙承受的剪力设计值,按本规程6.4.11条计算;V%——剪力墙中钢筋混凝土腹板部分的受剪承载力,按本规程6.4.12条计算;Vm——无边框剪力墙中钢骨部分的受剪承载力,按本规程6.4.13条计算;Va——有边框剪力墙中每根钢骨混凝土边框柱的受剪承载力,按本规程6.4.14条计算。6.4.11钢骨混凝土剪力墙的剪力设计值Vw,按下列方法计算:1非抗震结构以及四级抗震剪力墙,以及其他抗震等级剪力墙的非加强区,按(6.4.11-1)式计算,2一、二、三级抗震剪力墙的加强区,按(6.4.11-2)式3设防烈度为9度和抗震特一级的剪力墙,按(6.4.11-3)式中Vmax,M——分别为内力组合得到的剪力墙计算截面剪力7w—剪力墙的剪力增大系数,抗震等级为一、Mw——考虑承载力抗震调整系数的剪力墙受弯承载力,可按本规程6.4.9条有关规定计算,计算时应采用剪力墙钢筋实配面积、钢骨实配面积及钢筋、混凝土材料的强度标准值和钢6.4.12钢骨混凝土剪力墙中钢筋混凝土腹板部分的受剪承载式中N——剪力墙轴向压力设计值,应取荷载组合得到的较小轴向压力设计值,抗震设计时,应取地震作用组合;当N大于0.2fcbwhwo时,取N等于A,Aw——分别为剪力墙计算截面的全面积及钢筋混凝土腹板作用,或近似取A=Aw;取λ=1.5,λ大于2.2时,取λ=2.2;3钢筋混凝土腹板部分的受剪承载力V…,在无地震作用组合时,尚不应大于0.25βfcbwhwo;在有地震作用组合时,尚2有地震作用组合时但V的取值不大于0.25Vm。式中Ag——无边框钢骨混凝土剪力墙端部暗柱中钢骨的面积。6.4.14有边框剪力墙中钢骨混凝土边框柱的受剪承载力,按下twhw——钢骨混凝土边框柱中与剪力墙墙板方向平行的所有钢骨板材面积之和,当有孔洞时,应扣除孔洞7构件连接7.1框架梁柱节点7.1.1框架梁柱节点核心区是结构受力的关键部位,设计时应保证传力明确,安全可靠,施工方便。节点核心区不允许有过大的局部变形。7.1.2在钢骨混凝土结构中,下列三种节点形式应按本规程7.1.3条、7.1.4条和7.1.5条进行承载力验算,并符合本节规定的构造要求:1钢骨混凝土梁-钢骨混凝土柱的连接;2钢梁-钢骨混凝土柱的连接;3钢筋混凝土梁-钢骨混凝土柱的连接。7.1.3框架梁柱节点核心区的剪力设计值Vj,按下列规定计1当钢骨混凝土柱的抗震等级为一级、二级抗震等级时,框架梁为钢骨混凝土梁或钢筋混凝土梁,框架梁为钢梁,2当钢骨混凝土柱的抗震等级为特一级抗震等级、抗震设防烈度为9度和一级框架结构时,框架梁为钢骨混凝土梁或钢筋混凝土梁,框架梁为钢梁,式中η—节点核心去剪力增大系数,一级抗震等级取1.25,二级抗震等级取1.15;Mi,M——分别为节点左、右梁端截面处的弯矩设计值,应按顺时针和逆时针方向分别计算二者之和,取其较大值代入(7.1.3-1)或(7.1.3-2)式;Ml,Mi——分别为节点左、右梁端截面的受弯承载力,应按实配钢骨截面和实配配筋面积(或钢梁截面),并取钢骨(或钢梁)材料的屈服强度以及混凝土和钢筋材料强度的标准值,且考虑承载力抗震调整系数计算。应按顺时针和逆时针方向分别计算二者之和,取其较大值代入(7.1.3-3)或(7.1.3-4)式;H,Hn——分别为层高和框架柱的净高;ap——钢骨混凝土框架梁受拉主筋形心至截面受拉边缘1钢骨混凝土柱的抗震等级为一级抗震等级和二级抗震等2钢骨混凝土柱的抗震等级为特一级抗震等级、抗震设防烈度为9度和一级抗震等级框架结构时,式中t,hw——分别为框架柱中与受力方向相同的钢骨腹板厚截面宽度b,大于钢骨宽度时,式中的twhw可b₃,h₁——分别为节点核心区受剪截面宽度和高度,b,的取值方法如下:当框架梁为钢骨混凝土梁或钢筋混凝土梁时,取b₁=(be+b₀)/2;当框架梁为钢梁时,取b;=be/2;当框架梁与框架柱轴线有偏心距e₀时,在计算中取(be-2e₀)代替框架柱截面宽度be;h,的取值为h₁=(heNg——柱混凝土部分所承担的轴压力,按(6.3.3-3)式确定;当NE>0.5fbch。时,取NE=0.5febche,当Ng为拉力时,取NE=0;δ——节点形式系数,对十字形节点δ=3,对T字形节点δ=2,对L字形节点δ=1;7.1.5钢骨混凝土框架节点的构造应能保证梁中钢骨部分承担钢筋混凝土,与节点连接的梁端和柱端钢骨部分及钢筋混凝土部分各自的受弯承载力,应分别满足下列(7.1.5-1)式和(7.1.5-2)式。式中ZM——与节点连接的框架柱上、下端截面钢骨部分的ZMs——与节点连接的框架梁左、右端截面钢不宜大于150mm,箍筋直径不小于柱端箍筋加密区的箍筋直1梁纵向主筋从钢骨柱翼缘侧边通过,在钢骨腹板中开孔内应设置加劲肋(见图7.1.8-1)。连接套筒的要求应满足第7.1.7条第2款的要求。图7.1.8-1梁的部分主筋与连接套简连接接(见图7.1.8-2)。该短钢梁的抗弯承载力不应小于钢筋混凝图7.1.8-2梁的部分纵筋与短钢骨搭接土截面的受弯承载力。短钢梁的高度应不小于0.8倍梁高,长度应不小于梁截面高度的2倍,且应满足梁内主筋搭接长度要求。19mm,栓钉的间距不大于200mm,且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不小于60mm。梁内应有不少于1/3主筋的面积穿过钢骨混凝土柱连续配置。从梁端至短钢梁端部以外2倍梁高范围内,3梁内部分主筋穿过钢骨混凝土柱连续配置,部分主筋可在柱两侧与柱钢骨伸出的钢牛腿可靠焊接(见图7.1.8-3),钢端至钢牛腿端部以外2倍梁高范围内,应按钢筋混凝土梁端箍筋7.1.9钢骨混凝土柱的一侧为钢骨混凝土梁,另一侧为钢筋混凝土梁,且均为刚性连接时,宜将一段梁钢内,柱钢骨通过钢骨梁与钢筋混凝土梁连接(图7.1.9),该段钢骨梁的长度不小于1/4钢筋混凝土梁的净跨度,并应在钢骨梁全长上下翼缘上设置栓钉连接件,栓钉的直径不小于19mm,栓钉的间距不大于200mm,且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不小于60mm。梁端至钢骨梁截断处以外2倍梁高范围内,应按钢筋混凝土梁端箍筋加密区的要求配置箍筋。7.1.10当柱钢骨与梁钢骨上、下翼缘连接处设置的加劲肋为非贯通时(见图7.1.10),应按下列方法计算加劲肋:1加劲肋的截面面积,应满足下列(7.1.10-1)式要求:2加劲肋板的板长b,按下式计算:3柱钢骨腹板厚度应满足下列(7.1.10-3)式的要求:式中P——由梁钢骨翼缘作用于柱钢骨的集中力,可取P=fyA₄,As为梁钢骨翼缘的面积;fy——柱钢骨腹板前端的抗压强度;fsy——柱钢骨腹板的抗拉强度;dy——柱钢骨翼缘外表面至腹板圆弧截止处或角焊缝边缘的距离,见本规程7.4.3条的图7.4.3;7.2.1当结构下部采用钢骨混凝土柱、上部采用钢筋混凝土柱时,其间应设置过渡层,见图7.2.1,过渡层柱应按下列方法设1过渡层柱应按钢筋混凝土柱设计,并在柱全高范围内按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(J2下部钢骨混凝土柱内的钢骨应伸至过渡层柱顶部的梁高度范围内截断;过渡层柱钢骨截面可减小,可按构造要求设置,并需在钢骨翼缘上设置栓钉(见图7.2.1)。栓钉的直径不小于19mm,水平及竖向中心距不大于300mm,且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不小于60mm。当有可靠依据时,可按计算确定栓7.2.2当结构下部采用钢骨混凝土柱、上部采用钢柱时,其间应设置过渡层,见图7.2.2。过渡层柱应按下列方法设计:1过渡层柱按钢柱设计,且不小于过渡层上并按构造要求设置外包钢筋混凝土。过渡层钢柱伸入下部钢骨混凝土柱内的长度由梁下皮至2倍钢柱截面高度处,与钢骨混凝土柱内的钢骨相连,并在该伸入范围内的钢柱翼缘上应设置栓钉。栓钉的直径不小于19mm,水平及竖向中心距不大于300mm,2过渡层钢柱外包钢筋混凝土后,其截面刚度(计入外包混凝土)应为下部钢骨混凝土柱的截面刚度与上部钢柱刚度的中间值,宜取(0.4~0.6)[(EI)sRc+(EI)s],其中(EI)sRc为2若需要改变柱内钢骨的截面高度时,宜采用逐步减小腹板。当变截面过渡段位于梁-柱节点处,变截面段的上、下端,距离梁内钢骨顶面和底面不宜小于150mm(图7.2.3)。7.3.1钢骨混凝土结构中,梁与墙的连接有下列几种形式:7.3.2在7.3.1条1~3款中的各种梁墙连接,可采用本规程7.1节中梁与柱的连接方法进行设计。墙内竖向筋应避开钢梁翼均宜做成铰接。铰接连接可采用在钢筋混凝土墙中设置预埋件的方式,将焊在预埋件上的连接板与钢梁腹板用高强螺栓连接(图(图7.3.3b);当墙较厚时,也可将钢梁支承在墙窝中,采用焊接式螺栓的支座连接方式(图7.3.3c)。钢骨混凝土梁中的纵向7.3.4钢骨混凝土梁或钢梁需要与钢筋混凝土墙刚接时,可采骨或钢梁与墙中钢骨柱形成刚性连接,连接方式应符合本规程7.1节中关于钢骨混凝土梁或钢梁与钢骨混凝土柱的连接要求。7.3.5当钢骨混凝土梁中的钢骨或钢梁与钢筋混凝土墙采用铰接连接方式(见图7.3.3a)、且钢梁不承受拉力时,预埋件的内1预埋件上作用的弯矩和剪力设计值按下列公式计算(见2预埋件受拉区栓钉或锚固筋应符合下列要求:3预埋件受压区栓钉或锚固筋应符合下列要求:式中M——预埋件的弯矩设计值;V——预埋件的剪力设计值;Vs——钢骨混凝土梁中钢骨或钢梁传来的剪力;e——钢梁与预埋件连接板连接螺栓群的实际偏心距,即螺栓群中心到预埋件边缘的水平距离;ez——钢梁与预埋件连接板连接螺栓群嵌固弯矩的折算偏心距;I——钢梁与预埋件连接板的连接螺栓群对其中心的惯性别为第i个螺栓到螺栓群中心的水平和竖向距离;ymx——距螺栓群中心最远的连接螺栓到螺栓群中心的竖向R₃——单个连接螺栓的受剪承载力,按连接螺栓的标准强T₄——单个栓钉或锚固筋抗拉承载力;当采用栓钉时,按本规程7.3.6条计算;当采用锚固筋时,应根据有按本规程7.3.6条计算;当采用锚固筋时,应根据7.3.6埋入混凝土中的单个栓钉的抗拉承载力和抗剪承载力按A₀=πh₆(he+D)Nw=0.43A₄√Efe≤0.7xf₄A.影面积(图7.3.6);当为多个栓钉、且栓钉之间材料性能等级为4.6级时,取f.=215MPa,y=不得小于柱钢骨截面高度的2.5倍。2钢骨底板的锚栓埋深不得小于25倍锚栓直径(弯钩长度在外),锚栓应埋在柱脚底部的混凝土中(见图7.4.1-1)。3在钢骨埋入部分的顶部,应设置水平加劲板或隔板。加劲板或隔板的截面和宽厚比应符合现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017)中关于塑性设计的规定。若钢骨为钢管,且混凝土在钢管内可浇注至基础顶部以上1倍钢管截面高度时,埋入部分的顶部可不设加劲肋或隔板;或在钢管外周作封闭加劲肋。4埋人式柱脚在基础中的埋深范围内,钢骨周边应设置栓钉,栓钉的直径不小于19mm,水平及竖向中心距不大于200mm,且栓钉至钢骨板材边缘的距离不大于100mm。当有可靠依据时,可按计算确定栓钉数量。5埋入式柱脚中钢骨的最小混凝土保护层厚度不应小于250mm,边柱和角柱外侧的混凝土保护层厚度不应小于400mm(图7.4.2)。7.4.3埋入式柱脚的钢骨伸入基础的埋置深度hg应满足下式的要求:式中M——基础顶面柱钢骨部分承担的弯矩设计值,可取M==MS,其中M%为钢骨的受弯承载力;Ve——基础顶面柱钢骨部分承担的剪力设计值,可取V。fg——混凝土的承压强度设计值,按下式计算:且fg<3fcfe——混凝土轴心抗压强度设计值;b——钢柱埋入部分的有效承压宽度(图7.4.3),按表7.4.3确定:b——柱脚钢骨翼缘宽度。及承压方向7.4.4埋入式柱脚应按下列公式确定柱钢骨底部的弯矩、轴力和剪力设计值。1当柱钢骨部分的埋深hg>h。时(图7.4.4a)Ng=N₈(7.4.4-1b)2当柱钢骨部分的埋深hg≤h₈时(图7.4.4b)Ng=NEhg——埋入式柱脚钢骨的埋深(图7.4.4);7.4.5埋入式柱脚钢骨底部的混凝土在轴力Ng和弯矩Mg作用的锚栓作为受拉钢筋,与底板下混凝土部分组成的截面,取轴力7.4.6埋入式柱脚尚应按下列方法验算基础梁端部混凝土的抗1基础梁端部混凝土的抗剪应满足(7.4.6-1)式的要求,式中Vm——柱钢骨对基础梁端部混凝土作用的剪力设计值,按本条第2款计算;A——基础梁端部的混凝土受剪面积,按本条第3款计2柱钢骨对基础梁端部混凝土作用的剪力设计值按以下方当柱钢骨部分的埋深hg>h,时(见图7.4.4a)当柱钢骨部分的埋深hg≤h。时(见图7.4.4b)3基础梁端部的混凝土受剪面积(见图7.4.6)按下式计Be——基础梁的宽度;a-柱钢骨表面至基础梁端部的距离,如图7.4.6所示;b——柱钢骨翼缘宽度。7.4.7对于边柱(或角柱)柱脚,在钢骨埋入基础部分的顶部和底部需设置U形钢筋(图7.4.7),U形钢筋的开口向内,用以抵抗基础顶面钢骨部分的剪力。U形钢筋的直径不小于16mm,U形钢筋的锚固长度应从钢骨内侧算起,不小于30倍钢筋直径。7.4.8非埋入式柱脚按下列方法进行设计:1计算非埋入式柱脚在轴压力和弯矩共同作用下的承载力时,可将柱脚截面分为:钢骨柱脚锚栓和钢骨底板下混凝土组成的截面(图7.4.8b)和周边钢筋混凝土箱形截面(图7.4.8c)1)钢骨柱脚锚栓和钢骨底板下混凝土组成的截面部分承担的轴压力N。取上部钢骨混凝土柱中钢骨部分传来的轴压力,再按钢筋混凝土截面压弯承载力的计算方法确定其所承担的弯矩M₆,计算时锚固螺栓仅作为受拉钢筋考虑,忽略受压锚固螺栓的作用。柱脚截面处钢骨部分承担的轴压力可按本规程6.3.3条的式(6.3.3-1)确定。当柱脚锚固螺栓仅按构造要求设置时,应取M,等于零。2)周边钢筋混凝土箱形截面的轴压力和弯矩设计值按下列式(7.4.8)取值,然后按钢筋混凝土箱形截面压弯承载力计算式中N,,M₁——分别为周边钢筋混凝土箱形截面的轴压力设N,M——钢骨混凝土柱脚截面处轴压力设计值和弯矩Ta——锚栓在有拉力时的容许剪应力,按(7.4.8-4)式fw——锚栓钢材的抗剪强度设计值;be——周边箱形混凝土截面的有效受剪宽度b₆=ba+be,见图7.4.8c;3非埋人式柱脚钢骨的混凝土保护层厚度不得小于150mm。钢骨柱底板侧边的混凝土保护层厚度不宜小于100mm。7.4.9非埋入式柱脚钢骨首层柱的钢骨翼缘上应设置栓钉。栓钉的直径不小于19mm,水平及竖向中心距不大于250mm,且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不小于60mm。当有可靠依据7.5钢骨的拼接7.5.2钢骨拼接的位置,应选择在内力较小的截面位置,且应7.5.3梁、柱中钢骨拼接位置处钢骨连接的承载力,不应小于7.5.4梁、柱中钢骨拼接处钢骨连接所承担的内力设计值按以1对于非抗震结构以及设防烈度为6度和7度的结构,按(7.5.4-1)式计算,式中N?,M,V——钢骨拼接处钢骨连接的轴力、弯矩、剪2对于设防烈度为8度和9度的结构,梁中钢骨拼接的弯矩设计值M°和剪力设计值V,按(7.5.4-2)式计算,顺时针和逆时针方向计算,并取其较大M@,V;——分别钢骨拼接位置处钢骨母材的受弯和l;,l₄——分别为钢骨拼接位置到邻近梁端的距离系数,对Q235钢材取1.2,对Q345钢3对于设防烈度为8度和9度的结构,柱中钢骨拼接处的式中Ms.t,Ms.b——分别为框架柱上、下端钢骨部分考虑抗震承载力调整系数的受弯承载力,应分别按顺时针和逆时针方向计算,并取其较大值。应根据钢骨实际截面和钢骨材料的屈服强度按6.3.2条计算,相应轴力按6.3.12条采用。当任一端钢骨部分M₁,M分别为与该柱端相连左右梁端的受弯承载力;Ms为柱端钢筋混凝土部分的受弯承载力,按承受轴向力N-NE计算。对最上层的柱端不乘1/2;M,V;——分别钢骨拼接位置处钢骨母材的受弯和受剪承载力,按不扣除孔洞计算;H₁,H₁——分别为钢骨拼接位置到柱上端的距离和柱的净高度。7.5.5应进行钢骨拼接的受弯承载力和受剪承载力验算,按现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017)进行,并应符合相应的构造要求。7.5.6应验算钢骨拼接处的钢筋混凝土部分的承载力,由钢骨拼接处截面的轴力、弯矩及剪力设计值分别扣除按7.5.4条确定的钢骨部分的内力设计值N~、M5及V后进行设计,保证其安全。7.5.7当钢骨拼接的受弯承载力或受剪承载力小于7.5.4条确定的M或V”时,不足部分可让钢筋混凝土部分承担,但要验算拼接附近钢骨和混凝土部分的粘结力,以保证应力传递。&8668①②①②⑦⑧⑦g⑫8中华人民共和国黑色冶金行业标准1.0.1本规程前一版(YB9082—1997)在1997年颁布后对促料及降低造价等多方面要求。总结规程(YB9082—1997)应用1.0.2实腹式钢骨混凝土构件具有较好的抗震性能,而空腹式原则。而本规程的主要内容是钢骨混凝土构件(梁、柱、墙及其连接节点)的设计方法及构造要求。本规程不适用于钢管混凝土、钢与混凝土做成的组合梁、组合楼板等其他类型的组合构件,也不能应用于含有格构式等空腹式钢骨的钢骨混凝土构件。1.0.3本条列出了制定本规程所依据的现行国家标准及规范。结构设计方法以现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)的规定为依据,所有计算表达式及构造做法都与我国有关规范及规程一致。钢骨混凝土构件承载力的有关计算方法,参考了日本建筑学会制定出版的《钢骨混凝土结构设计标准》(2001年修订版)的基础上,并结合我国的研究成条文外,有关高层建筑结构计算及设计尚应参照现行行业标准 国家标准《钢结构设计规范》(GB50017),并与现行行业标准同时根据国内钢材及已建工程的实践经验,认为采用Q235B、C、个等级。A级钢不要求任何冲击试验,并只在用户要求时才进行冷弯试验,故不能用作高层结构的承重钢材。B、C、D等级分别也同样适用于钢骨混凝土结构中的钢骨。3.0.2作为钢骨混凝土构件中钢骨的钢材应与钢结构钢材性能等级钢的化学成分含量的上限不同,例如Q小于0.17%,硫磷含量小于0.035%,可焊性较好。可以根据构台阶,伸长率应大于20%,以保证构件具有足够的塑性变形能为Z15、Z25、Z35三个等级,并规定了试例如在图C3.0.3节点连接部位(带斜线的板件)的厚钢板应提以及关于高强度螺栓及其设计要求的规定可参见现行国家标准标,但其力学性能不能低于表3.0.7规定的最小值。3.0.8钢骨混凝土构件中对钢筋、混凝土材料要求以及材料指标都与现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GBJ50010)致。钢骨混凝土结构中混凝土强度等级不能低于C30级,且不采用预应力钢筋,因此表3.0.8-1~表3.0.8-6中未给出等级为C30以下的混凝土指标,也未给出预应力混凝土所采用的钢筋(钢丝)的材料指标。4.0.2,4.0.3,4.0.4框架);核心筒(剪力墙)可做成钢骨混凝土核心筒,也可做成4.0.5在采用核心筒和剪力墙作为抗侧力结构时,下述情况下1)在高度很大的剪力墙或核心筒中,剪力墙承受的轴力较3)在墙平面外有较大弯矩作用时,可设置钢骨增加墙平面4)在钢骨混凝土柱组成的框架中设置剪力墙时,构成了带5.0.3本条所指的抗风抗震验算包括下列内容:1)风荷载计算,2)地震作用计算,3)阻尼比,4)侧向变形控制,5)舒适关于第1),2),6)项,各本规程的风荷载、地震作用计算关于第7)项,按照双重抗侧力结构设计的框架-剪力墙结等级进行构件截面计算和采取抗震构造措施。特别要注意表规范》(GB50011)的有关规定,表5.0.4是针对建造在Ⅱ、5.0.6在结构中、上部或下部(若干层)采用不同的材料及结设计规范》(GB50017)明确规定是按弹性结构计算周期、内力及位移,因而在5.0.6条1款、2款规定中都不考虑混凝土开裂及徐变的影响。但是在某些情况下(如需要考虑二阶效应影响时),当需要考虑混凝土开裂及徐变的影响时,或者在需要考虑内力重分布而允许构件开裂时,可以用小于1的系数降低构件内5.0.8钢骨混凝土梁上通常采用现浇混凝土楼板,现浇楼板作5.0.9在钢骨混凝土结构的施工过程中,经常先安装钢骨架或在钢骨架达到一定楼层高度以后才浇注下面楼层构件的混凝土。段的承载力、稳定、位移等进行验算,确保其施工阶段的安全。6结构构件计算及构造6.1一般构造要求作用,主要是约束外包混凝土,保证其与钢骨能较好地共同工作,防止外包混凝土在破坏阶段严重剥落,保证钢骨混凝土构件的塑性变形能力。纵筋和箍筋的配置要求与现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)基本相同。考虑到实际工程中采用钢骨混凝土构件的截面尺寸较大,最小纵筋直径取16mm,若截面尺寸小于400mm,最小纵筋直径也可取12mm。此对抗震结构梁柱构件端部塑性铰区,箍筋应具有135°弯钩,并保证弯钩的直线长度。当由于钢骨的妨碍,不能采用135°弯6.1.3关于钢骨混凝土构件的最小和最大钢骨含钢率,至今没于2%时,可以采用钢筋混凝土构件,而没有必要采用钢骨混凝土构件。由于钢骨混凝土构件的抗震性能主要依赖于钢骨,外部纵筋和箍筋的配置一般仅按构造要求配置,因此对于抗震等级较高的结构采用增大最小含钢率的规定来保证其抗震性能。最大钢骨含钢率的确定主要是考虑构件混凝土浇注施工的方便。与外包混凝土不能有效地共同工作,外包混凝土的强度力不能得到发挥。按日本规范确定的最大钢骨含钢率为13.3%,美国规范取20%。欧洲组合结构规范建议组合柱的混凝土参与系数3,考虑混凝土强度等级C20~C60和Q345钢计算,最大钢骨含钢率为13.3%~35.3%。综合以上数据,建议取最大钢骨含钢率15%。一般说来,较为合理的含钢率为5%~8%。6.1.4在钢骨混凝土构件中,钢骨因受到外包混凝土的约束,钢骨板块的宽厚比的限制值可比现行国家标准《钢结构设计规的构件的实验结果表明:如果箍筋能充分地约束内部的混凝土当延性系数达到6~7时,承载力也没有下降。如果在箍筋的约钢骨的塑性变形。但是,有时也会由于箍筋的配置不当或其他原因,而使外包混凝土剥落。所以,为了确保钢骨塑压屈也与纯钢构件有不同之处,如图C6.1.4-1所示。纯钢构件因此保证翼缘达到设计强度fsy,不产生局部压屈时的宽厚比限支承边为铰接时k=0.425,支承边为固接时k=1.477。所以,翼缘与纯钢构件翼缘宽厚比限值之比为√1.47也不是完全固接,因此适当降低上述比值,本规程取现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017)钢构件翼缘宽厚比规定值的对于I型钢骨的腹板,因其两面被厚混凝土所约束,更不容易产生局部压屈,宽厚比限制可以适当放宽。但是,由于钢骨混凝土构件中箍筋的无支长度较大,混凝土压的约束力减少,试验研究发现也可能产生如图C6.1.4-2所示的腹板压屈波形,将混凝土挤出。这种现象,通常是在柱轴力相当大,破坏也相当严重的情况下发生。鉴于此,最好还是将腹板宽厚比控制在纯钢构件限制值的2倍左右。6.1.5钢骨的保护层厚度的规定是保证耐火性、耐久性以及钢骨与混凝土的粘结性能,同时也是保证钢骨不产生局部压屈的重要条件。对于钢骨混凝土梁柱构件,其保护层厚为60mm时可耐火3h,50mm时可耐火2h。但是多数情况下,考虑钢骨和钢混凝土构件的承载力和变形能力有较大作用,但若配置过多会给钢骨混凝土构件的施工带来极大的不便,因此通常宜按最小配筋配置梁腹纵向构造钢筋的目的是控制梁腹裂缝宽度,由于钢钢骨混凝土柱,当截面尺寸较大时,沿截面边6.1.6,6.1.7尽管钢骨混凝土构件的抗震性能主要取决于钢骨,但外部混凝土中箍筋配置对保证外部混凝土与钢骨的共同工作、防止外部混凝土在破坏阶段的剥落而导致承载力降低仍具有重要作用。因此,梁柱构件仍应配置必要的箍筋,端部塑性铰区箍筋也应加密配置,但其配置量主要从防止外部混凝土在破坏阶段的剥落目的确定,而与钢筋混凝土构件中利用箍筋约束混凝土来提高变形能力的作用是不完全相同的。基于这一原则,本条建议的钢骨混凝土梁柱构件最小箍筋配置要求低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)和《建筑抗震设计规范》 可不小于150mm。6.1.9本规程钢骨混凝土构件的截面设计是按迭加原理,在计日本钢骨混凝土计算规准条文解释中说明,迄今的试验结果表明,在反复荷载作用下,钢骨和混凝土间的粘着力即使早期消以被确认。对于过渡层、过渡段、钢骨与混凝土间传力较大部位,为保证钢骨与外部混凝土间的传力可靠需设置抗剪连接件的,目前通常采用栓钉,因此本规程中关于剪6.2.1钢骨混凝土梁的正截面受弯承载力按简单迭加方法进行计算。根据塑性理论下限解定理(见6.3.2条说明),该方法的计算结果偏于保守。对于钢骨为对称配置的情况,(6.2.1)式的计算结果对应图C6.2.1-1中的E点,按6.3.2条一般迭加方法的理论解为图C6.2.1-1中的F点,可见简单迭加方法的计算结在用(6.2.1)式进行设计时,需先假定钢骨截面,并按6.2.2条计算钢骨部分的受弯承载力M,,然后取(M-M)作如钢骨采用图C6.2.1-2所示的受拉翼缘大于受压翼缘的非对称截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的虑,然后按(6.2.1)式计算。对于图C6.2.1-3所示钢骨偏置在受拉区的非对称截面,可参照现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017)中钢与混凝土组合梁的设计方法计算正截面受弯承6.2.2计算钢骨部分受弯承载力时,不考虑局部压屈。截面塑6.2.3钢筋混凝土部分的受弯承载力计算是根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010),按钢筋混凝土适筋梁给出的。对于钢骨混凝土梁,由于钢筋配置一般较小,所以钢筋混凝土部分的受拉钢筋配筋率通常小于界限配筋率。6.2.4由于荷载的反复作用,钢骨与混凝土之间的粘结丧失,验结果对比计算分析表明,按简单迭加方法的计算结果偏于安6.2.5对于抗震结构,框架梁的剪力设计值按强剪弱弯原则确定,确定方法基本同现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB6.2.6钢骨部分的受剪承载力是按纯钢构件腹板受纯剪情况计6.2.7钢筋混凝土部分的受剪承载力是按现行国家标准《混凝6.2.8试验研究表明,钢骨混凝土梁的受剪承载力随配箍率和钢骨腹板含量的增加而增大,但当增大到一定坏,受剪承载力到达上限。由于钢骨的存在,钢骨混凝土构件的受剪承载力上限比钢筋混凝土构件有所增加。根据试验研究,钢骨混凝土梁的受剪承载力的上限值为0.45fcb₆hoo。公式(6.2.8-3)对钢骨受剪截面的要求可保证受剪构件具有一定延6.2.9钢骨混凝土梁腹开孔时,孔洞直径或高度按钢骨尺寸及洞高度超过梁高的0.7,就会使抗剪承载力急剧下降。钢骨混凝土梁开孔时,在孔洞边设置套筒管虽然可以使承载力提高,但偏于安全起见,仍将孔径和孔洞高度限定为钢骨高度的0.7倍。当孔洞位于剪力较大的梁端1/4区域时,为避免受剪承载力降低太大,限定孔径和孔洞高度限定为钢骨高度的0.3倍。对钢筋混凝土梁,一般孔径和孔洞的高度为梁高的0.4倍(跨中1/4区域)和0.3倍(梁端1/4区域),在本建议中,鉴于钢骨腹板也受孔洞的削弱,因此孔径和孔洞高梁高的0.3及0.4倍取值。6.2.10带孔洞钢骨部分的受剪承载上下腹板的剪应力为均布,γ,取1.0;不设置套管时,剪应力为抛物线形分布,γ₁取0.85。带孔洞钢筋混凝土部分的受剪承载6.2.11矩形孔洞边缘截面处补强钢筋的构造要求和计算与钢筋6.2.12矩形孔洞上、下受压弦杆和受拉弦杆6.2.13钢骨为对称配置的钢骨混凝土梁,短期荷载下的截面抗弯刚度可忽略钢骨部分与钢筋混凝土部分的组合作用,近似取钢筋混凝土部分与钢骨部分的叠加。对于钢骨受拉翼缘大于受压翼缘的非对称截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,计入钢筋混凝土部分的抗弯刚度。6.2.14钢筋应变不均匀系数ψ是根据钢筋混凝土部分承担的弯矩M,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)的背景资料中的公式给出的。理论计算分析表明,钢骨混凝土截面中钢筋混凝土部分和钢骨部分各自分担弯矩的比例,直至达到极限受弯承载力也基本保持不变。因此,短期荷载组合下钢筋混凝土部分承担的弯矩MF的计算公式(6.2.14-1),是按根据极限受弯承载力情况下钢筋混凝土部分的弯矩分担比例确定的。6.2.15长期荷载效应组合作用下混凝土的徐变和收缩,仅对钢筋混凝土部分的抗弯刚度B,产生影响,因此钢筋混凝土部分的长期抗弯刚度按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)中的方法予以折减,即因钢骨混凝土梁截面的总含钢率一般较大,长期荷载作用下挠度增大系数θ取1.6,即得公式(6.2.15-1)的第一项。6.2.17裂缝宽度是根据钢筋混凝土部分承担的弯矩MF,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)钢筋混凝土梁的裂缝宽度公式计算。在计算中,将钢骨受拉翼缘作为受拉钢筋,考虑其对裂缝间距的影响。6.3钢骨混凝土柱6.3.1对于抗震结构,柱端的弯矩设计值是根据强柱弱梁要求确定的,确定方法同现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB6.3.2(6.3.2)式是钢骨混凝土构件在轴力和弯矩作用下的正截面受弯承载力计算的一般迭加方法。根据塑性理论下限定理,利用(6.3.2)式计算承载力的方法如下:对于给定轴力设计值2)混凝土受压应力应变关系曲线取;当压应变εe<0.002E取0.0033,最大压应力取轴心抗压强度fe;Nu时,钢骨截面的轴力为N;当中和轴通过截面中心轴时,钢骨部分的轴力和弯矩相关关系(6.3.3-2)式系根据极限混凝土中钢骨的压弯相关曲线形状特征参数,当m=1时,钢骨截面的相关曲线为直线。配的有关计算,如受剪承载力,提供了较为准确的结果。6.3.4将不对称截面偏安全地置换为对称截面有图C6.3.4-1所示的几种方法。图C6.3.4-1中(c)的置换时当作为结构整体分析时,应采用完整截面。当计算截面承载力时可采用置换的截面。对于图C6.3.4-2所示典型单轴非对称钢骨混凝土柱截面(钢筋为对称配置),设O轴为截面的几何形心轴,O。轴为钢骨截面形心轴,两者之间的距离为e,On为该截面的物理形心轴。理论分析得到的典型非对称SRC柱截面的N-M相关曲线如图C6.3.4-2典型单轴非对称的柱截面图C6.3.4-3典型非对称SRC柱截面的N-M相关曲线矩。故A点对应的截面承载力为:式中fe,fsy,fy——分别为混凝土轴心抗压强度、钢骨的抗N₀——SRC截面的轴心受压承载力。B点:截面达到最大受弯承载力。对于对称SRC截面,此时中和轴通过截面形心。对于非对称SRC截面,中和轴将略有影响不大,故仍假设此时中和轴位于截面形心轴。设钢筋对称,=aβf₆bh/2,其中α,β为混凝土的等效矩形应力图系数。于是B点对应的截面压弯承载力为:式中NF,MF——分别为钢筋混凝土截面界限破坏时的轴向和M₉——界限破坏时钢骨截面的受弯承载力,近似为A,Ass分别为SRC截面形心轴以上钢骨截面(压区)和以下钢骨截面(拉区)的面积。C点:为全截面均匀受拉,受力状态与A点的情况基本相从以上分析可知,非对称SRC截面的N-M相关关系与对称作SRC截面的类似,最主要的区别在于非对称截面的物理形心轴与截面形心轴不重合,使截面达到的最大受压、受拉承载力时仍有弯矩与之相对应。因此,仍然基于迭加方法的塑性理论下限解定理,根据近似轴力分配关系和非对称SRC截面的N-M相关关系的特征,采用与对称SRC截面相同的方法进行压弯承载力计算。作对于非对称SRC截面,钢骨截面的N-M相关关系如图式中Ng——钢骨截面界限破坏时的轴向承载力与受弯;Ms——钢骨截面界限破坏时的受弯承载力,近似等于钢骨的纯弯承载力,其中W。为钢骨截面对自身形心轴由于材料弹塑性受力影响,实际SRC截面中的N-M相关关系并非为上述线性关系。根据大量数值分析结果,建议N-M相关关系如下:式中,m为N≈-M~相关关系曲线形状系数。由此可得(6.3.4-2)式。物理形心轴与几何形心轴不重合,N₀=qβfcbh/2+fy(As-6.3.5(6.3.5-1)式是双向压弯构件正截面承载力的一般迭加方法,其计算原理与6.3.2条相同,即对于给定的轴力N值,轴力,并分别求得相应各部分绕x轴和y轴的受弯承载力,两6.3.6(6.3.5-1)式的一般迭加方法无法用于实用计算。根据大量的计算分析,SRC截面在压力N和两个方向弯矩M₂及M,共同作用下,两个方向受弯承载力的相关关系偏于安全的近似用6.3.7偏心距增大系数η的物理意义为,对于两端铰接柱,跨中挠度f与跨中截面曲率φ之间有下面的近式中——偏压短柱达到极限承载力时跨中截面曲率;ξ——中长柱达到极限承载力时跨中截面曲率与相同初始偏心距短柱跨中截面曲率s的比值,即根据试验结果和理论分析,随轴力的增大(偏心距减小)而减小,根据试验结果和理论分析结果,简化统计分析后得到:系数α反映轴压力大小的影响,根据试验研究和理论分析,取式中N₀-
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