DL∕ T 5085-1999钢-混凝土组合结构设计规程

,2,P27备案号:4007lggg中华人民共和国电力行业标准PDL/T5085—1999钢混凝土组合结构设计规程codefordesignofsteel-concretecompositestructure19990802发布19991001实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布中华人民共和国电力行业标准PDl/T5085—1999钢混凝土组合结构设计规程codefordesignofsteelconcretecompositestructulre主编部门:华北电力设计院DL/T5085—1999主编对原电力规划设计管理局批准颁发的《火力发电厂主厂房钢践经验和取得的重大新成果及时充实到规程中,使之更完善。并克服其应用范围的局限性。规程包含钢管混凝土结构、外包钢混凝土结构、钢-混凝土组合梁结构等三种钢混凝土组合结构形式,规程的颁发对钢混凝土组合结构在我国的发展将起到更为积极的促进作用纲。1997年6月,完成了征求意见稿,并向有关单位征集意见。本规程有关条文说明了本规程与其引用标准的本规程共分八章和四个附录。这次修订的主要内容有:根据原规定的实施经验,修订了适用范围;按照《电力标准编写的基编写规定》和本规程包括的三种结构特点,修订了术语和符号;调整了基本规定和一般规定;根据新的科研成果和工程应用经验,1)材料部分:修订了混凝土的强度等级范围;增加了构件截面套箍系数的规定、组合抗压强度计算公式、组合抗弯弹性模量;修订了组合抗剪强度设计值和组合剪变模量。2)构件承载力计算部分:采用了钢管混凝土统一理论,视钢管混凝土构件为统一体,采用组合性能指标和构件全截面的几何特性来确定构件的承载力;增加了纯弯、纯剪、压弯剪构件承载力的计算公式;修正了截面塑性发展系数。3)结构和构造部分:修订了柱的抗侧移刚度、栈桥柱的允许长细比;调整了后浇法施工的钢管柱在施工阶段初始应力的限值;增加了用于地震区框架柱的长细比限值。4)节点和连接部分:修订了节点加强环板计算公式的适用1)增加了剪扭构件承载力的计算C2)增加了外包钢承重骨架的形式、设计计算方法及构造要1)修订了栓钉抗剪连接件抗剪承载力的2)考虑滑移效应对刚度的折减,修订了组合梁变形验算的原则3)增加了连续组合梁中间支座弯矩的调幅限值5)增加了对栓钉的材质要求本规程有关钢管混凝土结构、外包钢混凝土结构和钢混凝土组合梁结构的技术内容,系我国科技工作者的科研成果和工程实践的经验总结。部分参考欧洲规范4和日本建筑学会《钢管混凝本规程负责起草单位:华北电力设计院。参加起草单位:电本规程主要起草人:张圣贤、阎善章、韩林海聂建国、张本规程电力规划设计总院委托华北电力设计院负责解释。DL/T5085—1999 8 9 4.1主要术语 11 5基本规定 17 186.3构件承载力计算 6.4结构和构造 29 43 7.4构件承载力计算 7.5外包钢承重骨架 578.3组合梁承载力计算 8.4组合梁正常使用极限状态的验算 8.5抗剪连接件的计算 8.6板托及翼缘板的计算 附录A(标准的附录)连续组合梁变形计算公式 外形尺寸及焊接质量检验要求 本规程规定了钢管混凝土结构、外包钢混凝土结构及钢混凝土组合梁的设计计算方法和构造要求,适用于新建、扩建或改建火力发电厂(以下简称发电厂)建(构)筑物的钢混凝土组合结构设计。一般工业与民用建(构)筑物的钢混凝土组合结构设计8下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文,本标准出版时,所示版本均为有效所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB70088碳素结构钢3.0.1为了在钢混凝土组合结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进经济合理、安全适用、确保质量,特制定本规程3.0.2本规程是根据现行国家标准《建筑结构设计统一标准》准《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》GBJ8385的规定采用的。并根据本规程所包括三种结构的不同特征和需要,规范》GBJ987和电力行业标准《火力发电厂土建结构设计技术T50951999的规定执行材料和施工质量应符合现行国家标准工及验收规范》GB5020492和电力行业验收技术规范》(建筑工程篇)SDJ10787及有关国家标准的要求有关钢结构部分的设计尚应注明所要求的焊缝质量级别及对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。混凝土强度的检验评定应符合现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ10787的要求在特殊地区和特殊环境下的钢混凝土组合结构设计,尚应符4主要术语和主要符号型钢与混凝土或钢筋混凝土组合而成的结构,如钢筋混凝土在钢管(本规程特指圆钢管)内填充混凝土而形钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义压应钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义剪应钢管混凝土组合截面在单向受压,且其纵向名义应力和应变呈线性关系时,截面上名义正应力与对应的正应变的比值。钢管混凝土组合截面在单向受剪,且其组合名义应力和应变呈线性关系时,截面上名义剪应力与对应的剪应变的比值。反映钢管混凝土组合截面的几何特征和组成材料的物理特性的综合参数,标准值用:表示,,设计值用:表示:-AsfAcfco4·l·8加强环板stiffenerrinplatestructure外部配筋的钢筋混凝土结构,本规程特指外部配置角钢的钢框架节点范围内的一部分角变位可以略而不计的块体。外包钢混凝土梁端角钢采用刚性锚固件而形成的forcedconcrete4.1.15抗剪连接件shearconnector用于连接钢梁与钢筋混凝土翼缘板并承受二者之间纵向水平剪力,抵抗二者相对滑移,保证二者能共同工作的连接件4.1.16栓钉stud4.1.17交界面interface钢筋混凝土翼缘板或板托与钢梁上翼缘之间的接触面。4.1.18完全抗剪连接completeshearconnection抗剪连接件的纵向水平抗剪承载力能够保证最大弯矩截面上抗剪连接件的纵向水平抗剪承载力不能保证最大弯矩截面上4.1.20板托haunch焊接栓钉用的配件在自动拉弧焊接过程中能够隔气保温、挡12F集中荷载;M弯矩设计值;Mc柱轴线处的梁支座弯矩设计值;Mk标准荷载作用下截面负弯矩组合值;座负弯矩值;N轴向力设计值;T扭矩设计值;V剪力设计值;vl单位长度界面上的纵向界面剪力设计值;B受弯构件的截面刚度;Bmo当量抗弯刚度;Ba考虑腹杆剪切变形时骨架梁的抗弯刚度;Bq当量抗剪刚度;级;E钢材的弹性模量;13Nv每个连接件的抗剪承载力设计值;f钢材的抗拉抗压和抗弯强度设计值;fv焊缝抗剪强度设计值;fp钢材的抗拉强度塑性设计值;fr钢筋的抗拉强度设计值;frp钢筋的抗拉强度塑性设计值;fsV钢混凝土的组合抗剪强度设计值;ftk,ft混凝土的轴心抗拉强度标准值设计值;fu栓钉杆的极限抗拉强度;fy钢材的屈服强度或屈服点;相对位移;层间相对位移;4.2.3几何参数A构件的截面面积;A混凝土翼缘板有效宽度(be)范围内纵向受拉截面面积;14Asc钢管混凝土构件或核心混凝土面面积;Asv一个截面上附加箍筋的截面面积;e轴向力对截面重心的偏心距离;H结构总高度;楼层高度或截面高度;I截面惯性矩;I换算截面惯性矩;Is钢管(型钢)截面惯性矩;i截面的回转半径;L,l长度或跨度;L,io计算长度或计算跨度;L焊缝长度;15lb框架节点刚性域范围内刚性梁的ic框架节点刚性域范围内刚性柱的长度;。钢管混凝土截面外半径;t钢板的厚度;u连接件的间距;W截面弹性抵抗矩;WC混凝土截面弹性抵抗矩;WSC钢管混凝土截面弹性抵抗矩;组合梁截面塑性中和轴至混凝土翼缘板顶面的距离a,9夹角。入长细比;E钢材的弹性模量对混凝土的弹性β加强环板同时受垂直双向拉力的比值;fv抗剪连接件承载力的折减系数;刚度折减系数;q腹杆剪切变形时,骨架梁抗弯刚度的折减系数;YV截面抗剪塑性发展系数;轴心受压稳定系数;裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数;与纵向受拉钢筋表面特征有关的系数;5·o·l钢混凝土组合结构设计,必须贯彻执行国家技术经济政策,充分考虑工程情况材料供应、构件运输安装和施工的具体条件,合理选用结构方案做到安全、经济和适用。提高综合效益,同时应符合防火要求,注意结构的抗腐蚀性能5.0.4钢管混凝土结构,外包钢混凝土结构的抗震等级可按等级划分的规定确定其抗震等级。求,进行下列计算和验算:1承载力及稳定:所有结构构件均应进行承载力(包括压屈失稳)计算:必要时尚应进行结构的倾覆和滑移验算。3抗裂及裂缝宽度:对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算,对使用上允许出现裂缝的构件,应进行裂算均应采用荷载设计值变形、抗裂及裂缝宽度验算,均应采用对现浇结构、装配整体结构,必要时应进行施工阶段的验算主要钢材时,应按照钢材的实际强度进行验算。176钢管混凝土结构6.1.1本章规定仅适用于圆钢管内填充混凝土的钢管混凝土结6.1.2钢管的外直径不宜小于100mm,钢管的壁厚不宜小于4mmo钢管的外直径与壁厚之比宜在20≤d/t≤100范围内选用,6.1.3钢管混凝土宜用作轴心受压或作用力偏心较小的受压构件,当作用力偏心较大采用单根构件不够经济合理时,宜采用格构式构件C等四种,设计时应根据厂房规模、结构形式荷载情况和使用要求确定主厂房的框(排)架柱,宜采用格构式柱。震等级可按照钢筋混凝土结构的等级划分。钢管混凝土的抗震计算参数,在无明确规定时可按钢筋混凝土结构取值。6.2材料符合现行国家标准。用于加工钢管的钢板板材尚应具有冷弯试验6.2.4混凝土的强度等级不宜低于C30级,可参照下列材料组18表6.2.5组合轴压强度设计值fc(第一组钢材)钢材混凝土0.040.050.070.080.120.130.140.150.17Q235C30C40C50C6027.733.137.943.430.035.440.245.632.237.542.447.834.439.744.549.936.541.846.652.038.643.848.654.040.745.850.555.942.747.752.557.844.649.654.359.646.551.456.161.448.453.257.963.250.254.959.664.852.056.661.266.553.758.362.868.055.459.864.469.5Q345C30C40C50C6032.938.343.148.536.441.746.551.939.744.949.755.143.048.152.958.246.151.255.961.249.254.158.864.152.256.955.059.764.369.557.862.366.872.060.564.869.374.463.167.271.676.765.669.573.978.967.971.676.081.070.273.778.082.972.475.779.984.7Q390C30C40C50C6035.040.345.150.538·844.148.954.342.647.852.557.946.351.356.061.449.854.759.464.753.258.062.767.956.565.771.059.764.168.773.962.867.071.576.665.769.774.279.268.572.376.781.771.274.879.184.073.877.181.386.276.379.383.488.278.685.4注表内中间值可采用插入法求得。fs=(1.212+7s专o+7c专2o)fc(6.2.5-1)n=0.175fy/235+0.974(6.2.5-2)(6.2.5-3)as=As/Ac(6.2.5-4)n=-0.1038fck/20+0.0309(6.2.5-5)式中:fc钢管混凝土的组合轴压强度设计值;fy钢材的屈服强度;K后确定。荷载引起的轴心力占全部轴心力30%及以上时,应将组合强度设构件长细比入永久荷载引起的轴心力占全部轴心力的比例%3050≥7050≤入≤7070<入≤1200.85注表内中间值可采用插入法求得。20表6.2.7组合抗剪强度设计值fcv(第一组钢材)钢材混凝土0.040.050.070.080.120.130.140.150.17Q235C30C40C50C6013.014.511.212.714.115.712.313.915.313.415.016.418.014.517.515.617.118.620.216,718.221.317.819.320.722.318.920.321.723.321.322.824.421.022.423.825.422.123.424.826.423.124.425.827.324.225.426.728.325.227.7Q345C30C40C50C6012.514.015.417.014.215.717.118.715.917.418.820.417.620.422.019.220.622.023.620.922.223.625.122.523.825.126.724.125.326.628.125.726.828.029.627.228.229.531.028.729.630.932.330.231.032.233.731.732.433.534.933.133.734.836.234.634.937.4Q390C30C40C50C6013,415.016.417.915·418.319.817.318.720.121.719.220.622.023.521.022.423.725.322.924.125.527.024.725.827.128.726.527.528.830.328.229.230.431.930.030.832.033.431.632.333.534.933.333.834.936.334.935.336.437.736.536.737.739.038.0注表内中间值可采用插入法求得。21表6.2.8组合轴压弹性模量Esc值(第一组钢材)钢材Q235Q345Q390混凝土C30C40C50C60C30C40C50C60C30C400.043089638197437905024827822334263772542695274093259030.053313940423460075245830471360464033145290302323537833534642609481835462633060386004286947813329833808840.073751744755503175675035590410884533750265356654072040.0839653468625241058832380614351047736526463827543274441753489295446160871404714586750067549554081645750443816509565647162866428224815752328571934328548147545845529445844064819451l4503815452059359456855046750.124783754892603666672847346525405664461454480135270850.134979356800622526859549519546335869863477502725487250.145171458669640957041851632566596068365429524595695701553599604986589872199536865862062600673095457758964554486228767658739365568060515644476911856623608940.175726164036693787563157614623446622670855585996274501859038657467105577282594896410667935725216050564518607806741772691788916130565803695757411562340662120.20624856904774286804566306067435711477563864105678297注表内中间值可采用插入法求得。22构件的长细比应按下式计算:入4L,/d(6.2.6)式中:L构件的计算长度;=0385+0.25·=0385+0.25·5)oo·125fs(6.2.76.2.8钢管混凝土组合轴压弹性模量Ese(第一组钢材)见表Escm=K2Esc(6.2.9)Gsc=K3Ese(6.2.10)混凝土C30C40C50C600.041.1871.1731.1631.1560.051.2231.2071.1951.1871.2551.2381.2251.21600712851266125212431.3121.2921.2771.2671.3371.3161.3011.2901.3601.3381.3221.311138113591342133101214011378136113490.131.4191.3961.3781.3660.141.4361.4121.3941.3820.151.4511.4271.4101.3971.4661.4421.4241.41101714791455143714240.181.4921.4671.4491.4361.5031.4791.4611.4471.5141.4901.4711.458注中间值可采用插值法求得。23钢材混凝土0.040.050.070.080.120.130.140.150.17Q235C30C40C50C600.2750.2610.2540.2460.2830.2690.2610.2540.2900.2760.2680.2600.2970.2820.2740.2660.3020.2880.2790.2710.3080.2930.2840.2760.3130.2980.2890.2800.3170.3020.2930.2840.3220.3060.2970.2880.3260.3110.3010.2920.3300.3150.3050.2960.3340.3180.3090.3000.3380.3220.3120.3030.3420.3260.3160.3070.340.320.320.31Q345C30C40C50C600.2880.2750.2670.2590.2960.2820.2740.2660.3030.2890.2800.2720.3090.2940.2850.2770.3140.2990.2900.2820.3180.3030.2940.2860.3220.3070.2980.2900.3260.3110.3020.2930.3300.3150.3050.2970.3340.3180.3370.3210.3400.3240.3140.3050.3430.3270.3170.3080.3460.3300.3200.3110.340.330.320.31Q390C30C40C50C600.2900.2770.2690.2610.2970.2830.2750.2670.3030.2890.2800.2720.3070.2930.2850.2760.3110.2970.2880.2800.3150.3000.2920.2830.3180.3030.2940.2860.3210.3060.2970.2890.3230.3080.2990.2910.3260.3100.3010.2930.3280.3120.3030.2950.3300.3140.3050.2970.3320.3160.3070.2980.3330.3180.3080.3000.330.310.310.30注表内中间值可采用插入法求得。24N≤fscAsc(6.3.1-1)入4L0/d1020304050607080钢材Q235Q345Q3900.9980.9980.9980.9890.9870.9870.9720.9460.9340.9120.8950.8920.8400.8190.7830.778入4L/d90100110120130140150钢材Q235Q345Q3900.7600.7120.7050.6920.6320.6220.6170.5410.5290.5210.4550.4440.4440.3870.3790.3830.3340.3270.3330.2910.284注表内中间值可采用插入法求得。N≤1.1fAs(6.3.1-2)当四肢柱内外柱肢截面不相同时,可按下式计算 2.5S-(BAsi)yEAw入o=入29+132.5S-(BAsi)yEAw25表6.3.2格构式构件的换算长细比项目截面型式腹杆类别计算公式符号双肢柱平腹杆斜腹杆 入o/λ2+17λ2 入os、/入2s+67.5A/AwYY轴和比;是单肢长细比;A是一根面积;Aw是一根的截面面积三肢柱斜腹杆入O/入2S+200A/Aw四肢柱斜腹杆入O/入2135A/Aw注平腹杆双肢柱的构造应符合第6.4.10条的规定。26当三肢柱内外柱肢截面不相同时,可按下式计算EAw一根腹杆空钢管的截面刚度构件长细比:单柱肢长细比:ty=(W+a2Ase)L=Z(Isc+b2A)i1—1(6.3.2-6)li柱肢节间距离;整体稳定承载力外,尚应验算单柱肢稳定承载力。当符合下列条件时,可不验算单柱肢稳定承载力。V=ΣACfc/85(6.3.4)27 N/(ACfsc)+M/(1.071vmwsefsc)44+CV/(XAsfcv)]2≤1(6.3.5-1) CNW/(1.4Afsc)+M/(vmwscfsc)·4+CV/(VAscfscv)2≤1(6.3.5-2)2构件的稳定承载力应按下列公式验算: {NW/(PAsf)+βmM/C1.071yawc(10.4N/NE)fac}·4+CV/(VVAsfscv)]2≤1(6.3.5-3) 2)当NAsc<0.2{N/(1.4Afsc)+pmM/cranwsc(10.4N/NE)fsc]}1·4+CV/(VVAscfscv)]2≤1(6.3.5-4)NE2BsemAs/入2(6.3.5-5)=1.4,当专<0.85时,n=1.2;0.85,当专<0.85时,vv=1.028N/(1.1As)+Mf/(ymwscfsc)≤f(6.3.6){NW/(PAscfsc)+mM/WSC(1-N/NE)fs]}1.4+cv/(VVAscfsV)]2≤1(6.3.7)式中:P按换算长细比查得的验算平面内的轴心受压构件稳对斜腹杆格构式柱的单肢,可按桁架的弦杆计算。对平腹杆格构式柱的单肢,尚应考虑由剪力引起的局部弯矩影响,按偏压大值6.4·l发电厂主厂房框(排)架结构体系的计算简图规定确定C混凝土结构时,应按施工阶段的荷载验算空钢管结构的强度和稳定性;在浇灌混凝土时,由施工阶段荷载引起的钢管初始最大压应限值29表6.4.4钢管混凝土构件容许长细比限值入]序号构件名称厂房柱、炉架柱、多层和高层框架柱802平台柱3桁架压杆、栈桥柱、构架柱1204格构式柱的受压腹杆、柱间支撑1505受拉构件200表6.4.5用于地震区框架柱的长细比限值入]钢材混凝土0.040.0800.120.1400.180.20Q235C30C40C50C604443424143424140434241404342414043424140Q345C30C40C50C60413938373837373638373636373736363737363537373635Q390C30C40C50C604038383736353736353436363534363535343635353435353434注中间值可采用插值法求得。在地震作用下,结构的抗震变形验算,应按GBJ1189和30B=YEemIsco(6.4.7-1)Iswo=066094S)Isc(6.4.7-2可按下式计算:对双肢柱或四肢柱,对三肢柱,EaAsEAwmm—4.23n21+K24(1/K5-1)C1+K24(1/K5-1)I(6.4.8-1)(6.4.8-2)(6.4.8-3)(6.4.8-4)(6.4.8-5)(6.4.8-6)HH上柱与柱总高;平腹杆格构式柱的刚度折减系数也可按下式近似计算:31式中:L柱肢中心距;l柱肢净间距;I6.4·lo承受偏心压力的格构式柱宜采用斜腹杆形式;当柱肢间距较小或有使用要求时,可采用平腹杆形式。格构式柱的构造要求应符合下列规定:1)斜腹杆与柱肢轴线间夹角宜为40~6o;2)杆件轴线宜交于节点中心;或腹杆轴线交点与柱肢轴线2平腹杆格构式柱:321-柱肢;2-斜腹杆1)腹杆中心距离不大于柱肢2)腹杆空钢管面积不小于一个柱肢钢管面积的1/4;3)腹杆的长细比不大于单个柱肢长细比的1/2。4腹杆和柱肢应直接焊接,柱肢上不得开孔。柱肢与腹杆连接的其他构造要求,焊缝计算及柱肢在连接处的抗拉承载力计算(抗压承载力6.4.11对三肢和四肢格构式柱,应沿柱高方向设置横膈。横隔在受有较大水平力处和运输单元的端部应设置横膈,每个运l-膈板;2-横膈撑管336.4.13在桁(网)架中,受压弦杆可选用钢管混凝土杆件,其他杆件可采用空钢管。杆件之间可直接焊接或用节点板(球)连上支承重量较大的支、吊架时,宜采用加强环形式,并按公式6.5.1钢管混凝土结构节点和连接的设计,应满稳定性和抗震的要求,保证力的传递,使钢管和管中混凝土能共同工作,并便于制作、安装和管中混凝土的浇灌施工。要求如下:2当横梁为钢筋混凝土梁时,节点形式见图6.5.2-2和图6.5.2-3。加强环板应能承受梁端弯矩及轴向力引起的拉力,钢牛腿(或腹板)应能承受梁端剪力。加强环板应与梁端预埋钢板或梁内3格构式柱的刚性节点,应采用可靠措施保证节点的整体刚度双肢柱节点处,应在两侧加焊贴板封闭如柱肢相距较大或34L-梁净跨度l-柱肢;2-梁端;3-上下加强环;4-坡口(明牛腿)节点1-柱肢;2-钢筋混凝土梁;3-上、下加强环;4-明牛腿(暗牛腿)节点1-柱肢;2-钢筋混凝土梁;3-上下加强环;4-暗牛腿腹板(见图6.5.3-2)。明牛腿节点可用于排架梁柱连接,板式节点可用于柱间支撑连接351-上加强环;2-下加强环3-贴板;4-中间加劲肋1-柱肢;2-钢梁;3-牛腿;4-角钢;5-螺栓柱间支撑也可采用与柱肢直接焊接的规定承受吊车梁支座压力的肩梁不宜插入柱肢上端,可与钢管以角焊缝连接,靠角焊缝传递压力,应按下式计算:N≤0.7hjfivLj(6.5.4)式中:hj角焊缝高度;ΣLj角焊缝总计算长度;l-柱肢;2-型钢支撑3-节点板;4-加劲板柱顶板宜加厚,.5-2)。加强环板在梁方向受拉力N作用时,N可按下式计算:36图图.5.4阶形柱变截面处构造l-吊车荷载;2-肩梁1-肩梁;2-平台板;3中膈板37N=M/h+Nb(6.5.6-1)M=Mcvd/3≥0.7Mc(6.5.6-2)式中:M梁端弯矩设计值;下环板宽宜比梁宽大20~40mm;连接钢梁或现浇混凝2)连接混凝土梁的环板厚度ti,可按下式计算,并应验算焊缝强度:38式中:Ar梁端全部负弯矩钢筋面积;fr梁端负弯矩钢筋抗拉强度设计值;连接钢梁的环板厚度t,应按梁翼缘板的1)I型和I型加强环板,可按下式计算093F1(a)=·(6.5.6-5)/2sin2a+1/2sin2o+1式中:拉力N作用方向与计算截面的夹角;be柱肢管壁参加加强环工作的t柱肢管壁厚度;的有效宽度1-管壁;2-加强环板下式计算:(6.5.6-8)x,maxx,max式中:f加强环同时受垂直双向拉力的比值,当加强环为单向受拉时,B=0;393加强环板的构造要求如下:1)0.25≤b,/d≤0.75;2)0.1≤b/d≤0.35,b/t1≤10。4对于发电厂主厂房框架柱,节点部分柱段应满足25≤d/t≤50的条件。节点部分柱段长度为由上下加强环板算起算力计算简图(6.5.7-2)2采用混凝土梁节点时,梁端设计应符合GBJ1189和4加强环板承载力应满足抗震加强系数要求,其抗震加强系数K可按以下规定确定:5节点加工应符合下列规定:401)加强环板的加工应保证外形曲线光滑,无裂纹、刻痕;2)节点管段与柱管间的水平焊缝应与母材等强;3)加强环板与钢梁翼缘的对接焊接,应采用剖口焊。6可能产生塑性铰的最大应力区内,应避免布置焊接柱与基础的连接分为铰接和固接两种:1)宜采用插入杯口式柱脚,基础杯口的设计同钢筋混凝d≥1000mm时,h取(1~2)d;当柱肢出现拉力时,应按下式验算混凝土的抗剪强度(见图6.5.9-1):N≤mdhft(6.5式中:ft混凝土抗拉强度设计值;2)采用钢板或钢靴梁锚固式柱脚,其设计同钢结构。埋入土中部分的柱肢,应以混凝土包覆,厚度不应小于41图图.5.常用的几种对接形式(a)剖口对接焊;(b)内套管对接焊;(c)法兰盘对接;(d)十字变径对接;(e)变径对接;(f)直焊缝钢管的对接427外包钢混凝土结构结构,必要时可增设附加纵向钢筋和斜腹杆。空腹式梁柱(桁架梁、双肢柱)两种结构形式。中小型发电厂主厂房的框架可采用实腹式梁柱,外侧柱可采用空腹式柱。大型发电厂主厂房框架可采用空腹式梁柱。采用实腹式梁柱时,宜选择现浇或装配整体式结构。并可利用外包钢骨架兼作施工承重骨架,直接悬挂模板,承受施工荷载。7.2材料43向平面结构体系。纵向结构的计算与实腹式梁柱相同。主厂房横图7.3.2主厂房横向结构计算简图1-平腹杆双肢柱;2-钢桁架;3-屋架;4-铰接5-吊车梁;6-辅助杆件;7-铰接或刚接;8-桁架梁2桁架梁应考虑节点的约束,应按框架计算;的作用,简化成三角形拉压杆计算;4直接承受吊车荷载的辅助杆件,可根据平腹杆双肢柱的实在风荷载作用下柱顶端相对位移(4/H)不宜大于1/550;441-斜杆;2-位移曲线;3-固结层层间相对位移(/h)不宜大于1/450。此处4/H为柱顶端位移与柱高度(从基础顶面至柱顶端)之比;d/h为层间位移与层间高度之比应采用以下计算假定:2平腹杆双肢柱应考虑节点刚性域的影响,其刚性域长度可对于柱肢:lchb/2-hc/4(7.3.5-1)对于腹杆:ib=h/2hb/4(7.3.5-2)3使用阶段构件的抗弯刚度可按下式计算:BVEcIg(7.3.5-3)457.3.6外包钢混凝土结构在正常使用极限状态的验算应按载力及斜截面承载力,和剪扭构件的剪扭承载力,可按GBJ10 89的有关规定进行计算,计算中钢筋合力的位置取角钢重心位置(见图7.4.1)。461平腹杆双肢柱的计算长度(I0)可根据楼层实际的支撑情表7.4.2双肢柱柱肢的计算长度G计算简图柱肢位置按无侧移框架时按有侧移框架时腹杆与柱肢的线刚度比EcbIb0.571.502.002.503.00底层0.70h1.60h1.40h1.27h1.20h1.13h其他层1.o0h2.20h1.80h1.53h1.40h1.32h1.27h注表中cb,Ecc分别表示腹杆、柱肢混凝土的弹性模量Ib,Ic分别表示腹杆、柱肢的截面惯性矩2桁架梁受压杆件的计算长度(L0)可按下列规定确定:上弦杆:桁架平面内,Lo=L;桁架平面外,可按平面外实际支撑点之间的距离确定。腹杆:桁架平面外,Lo=L。47式中:L按杆件轴线交点间距离取用的上弦或腹杆长度7.4.3外包钢混凝土梁端角钢的锚固采用刚性锚件(见图V=1.6fcbanhan(7.4.3-1)V≤yofAs(7.4.3-2)式中:V锚固件承受的剪力设计值,即梁外包钢承受的拉力;的较大值;fc混凝土的抗压强度设计值;yo超强系数,地震设防烈度为八度及以上时,取%=f梁端角钢的截面面积和强度设计值。l-角钢;2-锚件1;3-锚件2锚固件的厚度及连接焊缝应保证梁端角钢能充分发挥作用。总面积可按下式计算:48式中:F梁下部的吊重设计值;fr、f附加箍筋及角钢的抗拉强度设计值;Asv一个截面内附加箍筋的截面面积;WS一个截面内下部角钢的截面塑性抵抗矩,取下部角钢凝土框架边节点基本相同,可按有关规定设计。当双肢柱的腹杆与柱肢采用拼装式接头时,连接板的强度可按下式计算: oy/c2+3T2≤f(7.4.5)式中:gy连接板的折算应力;f连接板的强度设计值。7.5.1外包钢承重骨架系由外包钢骨架和斜杆或交叉支撑组成,是为配合全现浇施工方法所采取的一种结构措施,用以直接悬挂模板,承受施工阶段的荷载。7.5.2在箍筋式外包钢骨架中适当增加斜杆形成的骨架(梁或柱),构造简单,刚度大,受力性能好,设计中宜优先采用(见图7.5.2)。49图7.5.2箍筋加斜杆式外包钢承重骨架1-角钢;2-斜杆;3-箍筋1施工阶段。骨架按钢结构设计承受的荷载包括骨架自2使用阶段。硬化的混凝土和骨架共同工作,承受全部使用荷载,应按外包钢混凝土结构设计。的需要。当施工阶段的验算需增加主材截面时,应取得施工单位的配合和支持,采取临时措施控制骨架梁、柱的跨度和计算高度骨架分层安装、分层现浇的施工方案。铰接时,柱骨架可按格构式柱计算,梁骨架的上下弦有轴向力,并按简支桁架计算。刚接时,按框架计算502骨架上、下弦节点的荷载分配是:1)所有施工阶段的荷载均通过悬吊点作用于骨架上、下弦节点上;Ho上、下弦角钢重心距离;L-骨架梁跨度(a)实际骨架简图;(b)等代桁架简图a-等代桁架节间距;b-斜杆内力假定影响区;S竖杆(箍筋)间距;B一斜杆覆盖的区间实际竖杆节间数511)骨架梁的变形包括弯曲变形和剪切变形,可采用拟梁法计算其挠度(Δ)5L4384YBm或u-总四Bm=yqBmo1L2BqEAwsin2acosaaAsvE式中:L骨架梁的跨度;作用于骨架梁单位长度内的均布荷载;F集中荷载;(7.5.8-1)(7.5.8-2)(7.5.8-3)(7.5.8-4)(7.5.8-5)(7.5.8-6)Bmo当量抗弯刚度;vq腹杆剪切变形时,骨架Aw斜杆截面面积;52图7.5.9主次骨架梁节点的作用力1-支座;2-肋板;3-连接板2连接板截面及其与次梁上弦角钢间的焊缝应与次梁上弦角或焊接的支点作用。压杆长细比不宜大于250,拉杆长细比不宜大于400。杆件的截面尺寸可采用400mmX400mm、400mmX600mm、600mmX表面取平,箍筋的混凝土保护层厚度53箍筋间距,对于空腹式梁柱杆件,不宜大于150mm,抗震设7.6.8当采用手工焊接骨架时,经过墩头的箍筋,应将墩头满焊,未经墩头的箍筋,应采用双面焊,焊接长度不应小于3倍箍筋直径又未经墩头时,可采用垫焊等措施,以满足箍筋最小保护层厚度的要求7.6.9在外包钢构件上焊接钢牛腿或支架时,应在侧面的角钢上加l-钢牛腿;2-连接钢板1框架横梁宜设置在柱的角钢之间,柱角钢内侧距横2当框架采用装配整体式方案时,预制横梁上部应设叠浇层,保证横梁楼板与柱的整体性。3当抗震设防烈度为八度及以上时,梁柱节点除梁端按54l-角钢;2-柱;3-横梁;4-钢筋;5-拉筋;6-刚性锚固件7.6.12外包钢混凝土双肢柱的柱肢与腹杆采用拼装接头时,抗1连接板的设计应满足抗震加强系数的要求,其抗震数(K7)可按下式计算:c7.6.2式中:R1腹杆抗弯强度控制截面的极限弯矩与外荷载产生的弯矩之比;R2连接板隙缝位置极限弯矩与外荷载产生的弯矩之2连接板应刨光,避免局部缺陷及损伤55l-肢杆;2-腹杆;3-连接板;4-加劲板;5-隙缝;6连接板中心线;7-角钢截面重心线7.6.15柱骨架分层组装时,分段的位置设在楼层以上500~568钢混凝土组合梁结构8.1.1本章规定仅适用于不直接承受动力荷载的钢混凝梁结构8.1.2钢混凝土组合梁指的是通过抗剪连接件将钢梁与混凝土板连成整体的横向承重构件。混凝土板包括现浇混凝土板和混凝beb十b1十b2(8.1.3)式中:bo钢梁上翼缘或板托顶部宽度当板托倾角a<45o尚不应超出翼缘板实际外伸宽度S,b2不应超过及施工荷载由钢梁单独承受,按GBJ1788验算钢梁的承载力挠度及稳定性施工完成后,续加的荷载作用由组合梁截面承受。由此产生的挠度应与施工阶段钢梁的挠度相的纵向水平抗剪能力不能保证最大弯矩截面上抗弯承载力充分发挥时,可以按照部分抗剪连接进行设计。这种连接限用于跨度不8.2材料57(a)无板托组合梁;(b)有板托组合梁1考虑全截面塑性发展,组合梁中钢梁的板件宽厚比58表8.3·l密实截面板件的宽厚比截面形式翼缘腹板b≤g235t、fyb≤3o235t、fytwltwlAsfpJ、fy—≤172-—≤172-100Pi235235tw、fy注Ar负弯矩截面有效宽度(b。)内纵向受拉钢筋截面面积fr钢筋抗拉强度塑性设计值,按8.3.1的有关规定取值;As钢梁截面面积;fp钢梁钢材抗拉、抗压强度塑性设计值按8.3.1的有关规定取值;钢梁钢材的屈服强度2按考虑全截面塑性发展进行组合梁截面承载力计算时,钢梁及连续组合梁所配负钢筋的抗拉强度塑性设计值,应分别按后采用截面,计算截面承载力时,可不考虑抗弯承载力与抗剪承载力的1正弯矩作用时,有下列两种情况:59≤behcifc时,M≤b。xfcy(8.3.2-1)zAsfp/befc(8.3.2-2)式中:M弯矩设计值;组合梁截面塑性中和轴至混凝土翼缘板顶面的距离;fc混凝土轴心抗压强度设计值;y—钢梁截面应力合力至混凝土受压区截面应力合力间的距离图8.3.2-1塑性中和轴在混凝土板内的组合梁应力分布图形1塑性中和轴2)塑性中和轴在钢梁截面内(见图8.3.2-2),即Afp>behc1fc时:M≤behafey+ASfpY2(8.3.2-3)AS=0.5(Asbehc1f/fp)(8.3.2-4)Y—钢梁受拉区截面应力合力至混凝土翼缘板截面应力合力间的距离;y2钢梁受拉区截面应力合力至钢梁受压区截面应力图8.3.2-2塑性中和轴在钢梁截面内的组合梁应力分布图形1—塑性中和轴M≤Ms+Arfrp(yseC)(8.3.2-5)Ysc=yyw/2≥h+t(8.3.2-6)式中:Ms钢梁绕自身塑性中和轴的塑钢梁截面重心至混凝土翼缘板顶面的距离;ywc钢梁截面重心至整个截面塑性中和轴的距离;C纵向钢筋保护层厚度;t钢梁上翼缘板厚度;图8.3.2-3负弯矩作用时组合梁截面应力及应力分解图1整个截面塑性中和轴;2-钢梁截面重心轴8.3.3部分抗剪连接的单跨简支梁,当采用柔性连接件(栓钉:算:=nrNv/befcA,=0.5(AsnrNv/fp)MX=nrNvy2+0.5(AsfpnrNv)y1(8.3.3-1)(8.3.3-2)(8.3.3-3)式中:x混凝土翼缘板受压区高度;nr在所计算截面左、右两个剪跨区内,数量较小的连接件个数;Nv每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力,应按8.5的有关规定计算;y钢梁受压区重心至钢梁受拉区重心的距离;y2混凝土翼缘板受压区重心至钢梁受拉区重心的距离图8.3.3部分抗剪连接组合梁计算简图(a)截面;(b)应变;(c)最大弯矩截面应力1-钢梁中和轴;2-混凝土翼缘板中和轴;3-相对滑移应变V≤hwtwfvp(8.3.4)fvp钢材抗剪强度塑性设计值应按8.3.1的有关规621组合梁(含部分抗剪连接组合梁)在正常使用阶段的变形按结构力学方法进行计算,但应考虑滑移效应对刚度的折减。围内,不计拉区混凝土对刚度的影响,但应计入翼缘板有效宽度3长期荷载作用下组合梁的变形应按组合梁的长期刚度进行计算4计算组合梁变形时,应分别按短期效应组合和长期效应组合计算,以其中较大值作为依据。对于连续组合梁,除验算梁的变形外,尚应验算负弯矩区混凝土最大裂缝宽度wmao计算混凝土最大裂缝宽度时,应按短期效应组合进行。算得的挠度及最大5组合梁正弯矩区段以及用工字钢或钢板宽厚比符合表8.3.1规定的密实截面组合梁的负弯矩区段,可不进行整体稳定计算公式见附录A。Bs=3B243B236EdcA1vhL263(8.4.2-1)(8.4.2-2)(8.4.2-3)(8.4.2-4)I+Aod2CI+Aod2CI=Is+I/E(8.4.2-7)nsNvv=(8.4.2-8)式中:EI组合梁的换算截面刚度,可按换算截面法计算;L组合梁的跨度;组合梁截面高度;钢梁截面形心到混凝土翼缘板形心的距离Is钢梁截面的惯性矩;v—钢与混凝土交界面单位长度上由抗剪连接件提供的实际抗剪承载力,单位为N/mm;u抗剪连接件间距,当抗剪连接件错列布置时,应取与抗剪连接件抗剪承载力有关的系数;640.65ftkMkMkrIMk=Mse(1a)1)2MO.8a·8rfJ1)2MO.8a·8rfJlMJ(8.4.3-2)(8.4.3-3)(8.4.3-4)(8.4.3-5)r式中:D与纵向受拉钢筋表面特征有关的系数,变形钢筋vr裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,当>1.00时,取y=l.00;d纵向钢筋直径,当用不同直径的钢筋时,d=4Ar/s,pe按有效混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率,即A=0.8%;or标准荷载作用下按荷载短期效应组合计算的负弯矩钢Mk标准荷载作用下截面负弯矩组合值;I由纵向钢筋与钢梁形成的钢截面的惯性矩;yr钢筋截面重心至钢筋和钢梁形成的组合截面塑性中和轴的距离;Mse标准荷载作用下按照弹性方法得到的连续组合梁中支座负弯矩值;651弹性中和轴;2-纵向钢筋有可靠论证的其他类型连接件C栓钉、槽钢及弯筋连接件的设置图8.5.1连接件的外形及设置方向(a)栓钉连接件;(b)槽钢连接件;(c)弯筋连接件(8.5.1-1)As栓钉杆身截面面积;fu栓钉杆的极限抗拉强度,当fu>520Mpa时,取fu=520Mpao Nv=0.26(t+0.5tw)lc/Ecf(8.5.1-2)式中:t槽钢翼缘的平均厚度;槽钢连接件通过肢尖肢背两条通长角焊缝与钢梁连接,承受该连Nv=Abvfr(8.5.1-3)fr钢筋的抗拉强度设计值。当连接件位于悬臂组合梁或连续组合梁负弯矩区段内,其抗剪承接件的抗剪承载力应分别按以下两种情况予以降V应按下式计算:式中:bw混凝土凸肋的平均宽度,当肋的上部宽度小于下部剪连接件承载力的折减系数应按下式计算:式中:no在梁某截面处,一个肋中布置的栓钉数,当多于267图8.5.2用压型钢板作翼缘板底模的组合梁(a)肋与钢梁平行的组合梁截面剖面;(b)肋与钢梁垂直的组合梁截面;(C)压型钢板作底模的楼板弯矩点为界限,如图8.5.3划分为若干个剪跨区,逐段进行。每个剪跨区内混凝土翼缘板与钢梁交界面的纵向剪力V应按下列公式确定:小者V=Arfrp(8.5.3-1)按下式计算:nfV/Nv(8.5.3-2)内均匀布置。当在此剪跨区段内有较大集中荷载作用时,应将连68示,图中:(8.5.4-1)(8.5.4-2)图8.5.4剪跨段内有较大集中荷载作用时抗剪连接件的分配V·≤VU-1(8.6.2)8.6.3荷载作用引起的单位长度界面剪力V.1应按下列规定计算:V.1=v(8.6.3-1)图8·6.1板托及翼缘板的纵向受剪界面及其横向配筋(a)无板托;(b)有板托Ab单位梁长混凝土翼缘板底部钢筋截面面积;At单位梁长混凝土翼缘板上部钢筋截面面积;Ah单位梁长混凝土板托横向钢筋截面面积heo一连接件抗掀起端底面至横向筋水平段顶面的距离及