《约束混凝土柱组合梁框架结构技术规程 CECS347:2013》

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中国工程建设协会标准

约束混凝土柱组合梁框架结构技术规程


Technical specification for frame structure of confined RC columns and composite beams
CECS 347:2013

主编单位:河北合创建筑节能科技有限公司
批准单位:中国工程建设标准化协会
施行日期:2013年9月1日


中国工程建设标准化协会公告
第143号
关于发布《约束混凝土柱组合梁框架结构技术规程》的公告


    根据中国工程建设标准化协会《关于下达中国工程建设协会标准<装配整体式约束混凝土柱组合梁混合结构技术规程>编制计划的通知》(建标协字[2013]016号)的要求,由河北合创建筑节能科技有限公司等单位编制的《约束混凝土柱组合梁框架结构技术规程》,经本协会混凝土结构专业委员会组织审查,现批准发布,编号为CECS 347:2013,自2013年9月1日起施行。

中国工程建设标准化协会
二〇一三年七月五日

前言


    根据中国工程建设标准化协会《关于下达中国工程建设协会标准<装配整体式约束混凝土柱组合梁混合结构技术规程>编制计划的通知》(建标协字[2013]016号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结现有科研成果和实践经验,参考国内、外相关标准,在广泛征求意见的基础上,制定本规程。
    本规程主要技术内容包括:总则,术语和符号,材料,基本设计规定,约束混凝土柱设计,约束混凝土柱连接设计,组合梁设计,梁柱节点设计,装配整体式楼盖、屋盖板设计,防火、防腐蚀,构件制作与储运,构件安装与施工。
    本规程的某些内容涉及专利,涉及发明专利或实用新型专利的具体技术问题,使用者可直接与本规程主编单位协商处理,本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。
    根据原国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求,推荐给工程建设、设计、施工等使用单位及工程技术人员采用。
    本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会归口管理,由河北合创建筑节能科技有限公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中若有意见和建议,请寄送河北合创建筑节能科技有限公司(地址:河北省高碑店市北环路21号;邮政编码:074000)。
    主编单位:河北合创建筑节能科技有限公司
    参编单位:西安建筑科技大学
             天津大学
             隆基泰和实业有限公司
             青海民族大学
             天津城建大学
             华南理工大学
             中国新兴建设开发总公司
             北京腾远建筑设计有限公司天津分公司
             保定市建筑设计院有限公司
             邯郸市龙瑞房地产开发有限公司
             承德隆和房地产开发有限公司
             河南安阳龙腾特钢制造有限公司
             建科机械(天津)股份有限公司
    主要起草人:姜维山 于庆荣 潘树宾 张谦 王玉良 侯士伟 李青宁 张兴虎 马宏伟 白力更 史庆轩 刘玉树 吕喜柱 邹志军 王磊 单珺 张文东 许建东 阚景隆 焦振刚 王海涛 朱春杰 李屹 张国龙 胡雁翔 田英伟 王秉蓁李光辉 王利 杨坤 郑先超 王鹏 王建 郑晓龙 张中育 李丽君 黄璜 徐明堂 李育君 李小杰 范玫光 孙本荣 张新 张龙
    主要审查人:黄小坤 郑文忠 任庆英 白生翔 沙志国 梁兴文 侯建国 刘明 方继圣 丁永君 于秋波

1 总则

1.0.1 为在建筑工程中合理应用约束混凝土柱组合梁框架结构,做到安全可靠、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。

1.0.2 本规程适用于非地震区和抗震设防烈度为6度至8度地震区的约束混凝土柱组合梁框架结构。本规程不适用于异形柱框架结构体系。

1.0.3 约束混凝土柱组合梁框架结构的设计和施工,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。


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2 术语和符号

2.1 术语


2.1.1 装配整体式框架 assembled monolithic frame
    由预制约束混凝土柱、组合梁、预制楼板组成的装配整体式框架。

2.1.2 约束混凝土柱 confined RC columns
    采用单片复合螺旋箍筋、连续复合螺旋箍筋对混凝土形成有效径向约束并满足高强箍筋配箍特征值和构造要求的钢筋混凝土柱。

2.1.3 预制约束混凝土柱 precast confined RC columns
    在工厂或现场预先制作的约束混凝土柱。

2.1.4 组合梁 composite beams
    由预制楼板、后浇带与钢梁通过抗剪连接件组合而成的能整体受力的梁。

2.1.5 约束混凝土柱组合梁框架-钢支撑结构 composite concrete frame and steel brace structure
    由约束混凝土柱组合梁框架和钢支撑共同组成抗侧力体系的结构,简称框架钢支撑结构。

2.1.6 水泥基灌浆料 cement-based grout
    一种以水泥为基本材料,配以适当的细骨料及少量的混凝土外加剂与其他材料组成的单组分干混料,拌水后填充于外包钢管、预制柱接触面间隙及栓杆孔部位,共同形成连接节点、接头。

2.1.7 外包钢管连接 steel tube connection
    在混凝土柱拼接位置设置外包钢管并通过灌浆料、栓杆构建成满足传力要求的连接。

2.1.8 钢筋套筒灌浆连接 grout-filled sleeve connection of steel bar
    在金属套筒中插入钢筋并灌注水泥基灌浆料的钢筋机械连接方式,简称套筒连接。


2.2 符号

2.2.1 材料性能
    C50——标准立方体抗压强度标准值为50N/mm2的混凝土强度等级;
     fc——混凝土轴心抗压强度设计值;
fa1、f'a1——钢管的抗拉、抗压强度设计值;
   fy、f'y——钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
        fyv——箍筋的抗拉强度设计值。

2.2.2 作用和作用效应
     M——弯矩设计值;
      Msj——柱连接截面弯矩设计值;
          N——轴向力设计值;
          V——剪力设计值;
      Vsu——约束混凝土柱斜截面受剪承载力设计值;
      Vbu——约束混凝土柱剪切粘结承载力设计值;
      Vsj——柱连接截面的剪力设计值;
        Vj——节点核心区剪力设计值。

2.2.3 几何参数
        bc——验算方向框架柱的截面宽度;
        hc——验算方向框架柱的截面高度。

2.2.4 计算系数
        βc——混凝土强度影响系数;
       γRE——承载力抗震调整系数。

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3 材料

3.1 混凝土


3.1.1 约束混凝土柱中混凝土强度等级不应低于C40,宜采用高强混凝土;楼盖、屋盖混凝土强度等级不应低于C30。

3.1.2 混凝土的强度等级、力学性能和质量标准应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204和《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107的规定。


3.2 钢材

3.2.1 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时,尚应符合国家现行有关标准的规定和要求。

3.2.2 采用较厚的钢板时,按设计需要,可选用材质、材性符合现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T 19879的各牌号钢板,其质量等级不应低于B级。

3.2.3 钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向拉力的焊接连接板件,钢板厚度方向截面收缩率不应小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313关于Z15级规定的允许值。

3.2.4 抗震设计时钢材应符合下列规定:
    1 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;
    2 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;
    3 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。


3.3 钢筋


3.3.1 纵向钢筋、分布钢筋的性能和强度要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。

3.3.2 约束混凝土柱的箍筋宜采用高强度热处理钢筋,其抗拉强度标准值、设计值应按表3.3.2采用。

表3.3.2 高强箍筋强度值

牌号

公称直径
  d(mm)

屈服强度标准值
  fyvk(N/mm²)

极限强度标准值
  fstk(N/mm²)

抗拉强度设计值
  fyv(N/mm²)

HTH1100
  HTH1100H
  HTH1100R

5~13

1100

1270

800

HTH1200
  HTH1200H
  HTH1200R

5~13

1200

1370

900


3.3.3 当箍筋采用高强度热处理钢筋时,其抗拉强度设计值应按下列规定进行取值:
    1 当用作配箍特征值及平均约束应力计算时,高强箍筋抗拉强度设计值fyv应按表3.3.2取值。
    2 当用作受剪承载力计算时,应符合下列要求:
        1) 非抗震设计的受剪承载力计算时,箍筋抗拉强度设计值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。
        2) 抗震设计的受剪承载力计算时,箍筋抗拉强度设计值 2365884_e0a6679c502344bcbec0acc0a2704178.gif 应取550N/mm²。

3.4 连接材料


3.4.1 用于约束混凝土柱组合梁框架结构构件的焊接材料或螺栓材料应符合国家现行标准《钢结构设计规范》GB 50017、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81、《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18的规定。

3.4.2 预拌水泥基灌浆料的物理、力学性能应满足表3.4.2的要求。


表3.4.2 水泥基灌浆料主要性能指标

项目

性能指标

流动度(mm)

初始值

≥290

30min保留值

≥260

竖向膨胀率(%)

3h

≥0.02

24h与3h的膨胀值之差

0.02~0.50

抗压强度(N/mm²)

1d

≥30

3d

≥50

28d

≥80

对钢筋锈蚀作用

泌水率

0


3.4.3 预应力长杆螺栓宜采用高强度双头长杆螺栓。双头长杆螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231的规定。


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4 基本设计规定

4.1 一般规定


4.1.1 本规程除疲劳计算外,应采用以概率理论为基础的极限状态设计法,并采用分项系数设计表达式进行计算。

4.1.2 设计约束混凝土柱组合梁框架结构时,荷载组合、荷载标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数等除本规程有规定者外,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用;在抗震设防区还应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定;抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223确定其抗震设防类别及其抗震设防标准。

4.1.3 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;严重不规则的建筑不应采用。

4.1.4 建筑设计,应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜优先选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。

4.1.5 乙类和丙类约束混凝土柱组合梁框架结构建筑适用的最大高度应符合表4.1.5的要求,平面和竖向均不规则的结构,适用的最大高度宜适当降低。


表4.1.5 约束混凝土柱组合梁框架结构建筑适用的最大高度(m)

结构类型

非抗震设计

抗震设防烈度

6度

7度

8度

0.2g

0.3g

框架

50

50

40

30

25


    注:1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);
        2 当房屋高度超过表中数值时,结构设计应有可靠依据,并采取有效的加强措施。

4.1.6 约束混凝土柱组合梁框架结构的高宽比不宜超过表4.1.6的规定。


表4.1.6 约束混凝土柱组合梁框架结构适用的最大高宽比

  

结构体系

  

非抗震设计

抗震设防烈度

6度、7度

8度

框架

5

4

3


4.1.7 约束混凝土柱组合梁框架结构建筑应根据设防类别、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表4.1.7确定。


表4.1.7 约束混凝土柱组合梁框架结构房屋的抗震等级

结构类型

烈度

6

7

8

框架结构

高度(m)

≤24

>24

≤24

>24

≤24

>24

框架

    注:1 表中所指“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称;
        2 建筑场地为I类时,除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;
        3 接近或等于高度分界时,应允许结合建筑不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级;
        4 乙类建筑,6、7度时宜按本地区设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,8度时应比按8度更高的要求采取抗震措施;
        5 当建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为O.15g和O.3g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(O.2g)和比8度更严的要求采取抗震构造措施。

4.1.8 约束混凝土柱组合梁框架结构的位移限值应符合下列要求:
    1 在风荷载和多遇地震作用下,最大弹性层间位移角不宜大于1/450;
    2 在罕遇地震作用下,最大弹塑性层间位移角不应大于1/50。
   
4.1.9 结构各构件之间的连接,应符合下列要求:
    1 节点核心区的承载力应大于与其连接构件的承载力;
    2 框架结构构件的连接,应能保证结构的整体性。

4.1.10 约束混凝土柱组合梁框架结构中各类预制构件及连接构造应按下列原则进行设计:
    1 应在结构方案和传力路径中确定预制构件的布置及连接方式,并在此基础上进行整体结构分析和构件及连接设计;
    2 预制构件的设计应满足建筑使用功能,并符合标准化要求;
    3 预制构件的连接接头宜设置在结构受力较小处,且宜便于施工;结构构件之间的连接构造应满足结构传递内力的要求;
    4 各类预制构件及其连接构造应按从生产、施工到使用过程中可能出现的不利工况进行验算。

4.1.11 约束混凝土柱组合梁框架结构中各类预制构件的连接构造,应便于构件安装、装配成整体式。对非受力构件的连接也应有可靠的固定措施。

4.1.12 混凝土结合面应进行粗糙处理或做成齿槽;拼接处应采用强度等级不低于预制构件中混凝土强度等级的混凝土或灌浆料灌缝。
    约束混凝土柱组合梁框架结构的梁柱节点处,柱的纵向钢筋应贯穿节点。
    外包钢管连接预制柱拼接接头截面的正截面承载力不应小于柱端的承载力,同时应在接头附近密配高强螺旋箍。

4.1.13 预制构件在生产、施工过程中应按实际工况的荷载、计算简图、混凝土实体强度进行施工阶段验算。验算时应将构件自重乘以相应的动力系数:对脱模、翻转、吊装、运输时可取1.5,临时固定时可取1.2,动力系数尚可根据具体情况适当增减。

4.1.14 套筒连接接头设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和现行行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107的相关规定,其中接缝混凝土等效抗压强度,应取构件、接缝处灌浆以及后浇混凝土中的较低值。外包钢管连接接头设计应符合本规程的规定。

4.1.15 非承重预制构件的设计应符合下列要求:
    1 非承重预制构件与支承结构之间宜采用柔性连接方式;
    2 在框架内镶嵌或采用焊接连接时,应考虑其对框架侧向刚度的影响;
    3 外挂板与主体结构的连接构造应具有适应主体结构的变形能力。


4.2 设计计算原则

4.2.1 约束混凝土柱组合梁框架结构内力和位移计算,应符合国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《混凝土结构设计规范》GB 50010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99等的相关规定。

4.2.2 约束混凝土柱组合梁框架结构分析时,可采用与现浇混凝土结构、钢结构相应的计算简图、单元类型、分析方法及相关规定。其构件、截面或各种计算单元的力学本构关系宜符合实际受力情况,可用混凝土结构、钢结构力学模型确定。

4.2.3 约束混凝土柱组合梁框架结构的构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
    1 约束混凝土柱组合梁框架结构的构件承载力设计应满足下列要求:

    持久或短暂设计状况:



    地震设计状况:

    式中:γ0——结构重要性系数。对安全等级为一级的结构构件,不应小于1.1;对安全等级为二级的结构构件,不应小于1.0;对安全等级为三级的结构构件,不应小于0.9;
           S——作用组合的效应设计值,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行计算;
           R——结构构件承载力设计值;
          γRE——承载力抗震调整系数,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011取值。


    2 约束混凝土柱组合梁框架结构的构件正常使用极限状态应满足式(4.2.3-3)的要求。计算时,应分别按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响或标准组合并考虑长期作用影响。



    式中:S——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值;
          C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度和应力等的限值。
    荷载的标准组合和准永久组合的效应设计值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定进行计算。


4.2.4 约束混凝土柱组合梁框架结构应设计成梁铰屈服机制。

4.2.5 抗震设计时,在多遇地震作用下,约束混凝土柱组合梁框架结构阻尼比可取0.04;在罕遇地震下,阻尼比可取0.10。

4.2.6 框架-钢支撑结构设计应符合本规程附录A的要求。


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5 约束混凝土柱设计

5.1 一般规定


5.1.1 约束混凝土柱正截面承载力计算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

5.1.2 非抗震设计时,约束混凝土柱斜截面受剪承载力计算与箍筋应力取值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定。抗震设计时,约束混凝土柱斜截面受剪承载力计算应符合本规程的规定。

5.1.3 约束混凝土柱正常使用阶段极限状态设计应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定执行。

5.2 正截面受压承载力计算


5.2.1 考虑地震组合的框架柱,除框架顶层柱轴压比小于0.15的柱外,框架节点上、下端截面弯矩设计值应符合下列要求:
    1 框架结构:
    一级抗震等级


    二级抗震等级


    三级抗震等级


    四级抗震等级


    2 框架-钢支撑结构:
    一级抗震等级


    二级抗震等级


    三、四级抗震等级

    式中:∑Mbua——同一节点左、右梁端按顺时针或逆时针方向采用实配钢筋和材料强度标准值,且考虑承载力抗震调整系数计算的正截面受弯承载力所对应的弯矩值之和的较大值;
            ∑Mc——考虑地震组合的节点上、下端的弯矩设计值之和;柱端弯矩设计值的确定,在一般情况下,可将式(5.2.1-1)~式(5.2.1-7)计算的弯矩之和,按上、下柱端弹性分析所得的考虑地震组合的弯矩
比进行分配;
            ∑Mb——同一节点左、右梁端按顺时针或逆时针方向考虑地震组合的弯矩设计值之和的较大值。当抗震等级为一级且节点左、右梁端均为负弯矩时,绝对值较小一端的弯矩应取为零。

5.2.2 一、二、三、四级抗震等级框架结构的底层,柱下端截面考虑地震组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3、1.2。底层柱纵向钢筋宜按柱上、下端的不利情况配置。
    注:底层指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。

5.3 斜截面受剪承载力计算

5.3.1 约束混凝土柱的剪力设计值Vc应按下列公式计算:
    1 框架结构:
    一级抗震等级


    二级抗震等级



    三级抗震等级



    四级抗震等级



    2 框架-钢支撑结构:
    一级抗震等级



    二级抗震等级


    三、四级抗震等级


    式中:Mtcua、Mbcua——框架柱上、下端按实配钢筋截面面积和材料强度标准值,且考虑承载力抗震调整系数计算的正截面抗震承载力所对应的弯矩值;
                Mtc、Mbc——考虑抗震等级的框架柱上、下端弯矩设计值;
                            Hn——柱的净高。
    公式(5.3.1-1)中的Mtcua与Mbcua之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。
    公式(5.3.1-2)~(5.3.1-7)中的 Mtc与Mbc之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。对Mtc与Mbc的取值,应符合本规程第5.2.1条和第5.2.2条的规定。

5.3.2 约束混凝土柱受剪承载力设计值应按下式计算:


    式中:Vc——约束混凝土柱剪力设计值;
         Vsu——考虑地震组合的约束混凝土柱斜截面受剪承载力设计值;
         Vbu——考虑地震组合的约束混凝土柱剪切粘结承载力设计值。

5.3.3 约束混凝土柱受剪截面应符合下列要求:
    1 剪跨比大于2时,



    2 剪跨比不大于2时,


    式中:βc——混凝土强度影响系数,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取值;
          fc——混凝土轴心抗压强度设计值;
          bc——柱截面宽度;
          hc——柱截面高度。

5.3.4 约束混凝土柱剪压破坏时,受剪承载力设计值应按下列公式计算:


    式中:ρsv——箍筋面积配箍率;当ρsv>1.2时,取ρsv=1.2;
                fdyv——受剪承载力计算时,箍筋抗拉强度设计值,按本规程第3.3.3条取值;
            z—一剪力作用方向柱主筋合力点之间的距离,近似取0.9hc
                 αcv——构件混凝土受剪承载力系数;
                  β0——箍筋承载力与混凝土承载力的比值,当β0>1时,应对构件截面尺寸或混凝土强度等级进行调整;
                   v——混凝土软化系数;
                 Hn——柱净高;
                Asu——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积;
                    s——沿构件长度方向的箍筋间距;
                  θp——弹塑性层间位移角限值,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定取值。

5.3.5 约束混凝土柱剪切粘结破坏时,其受剪承载力设计值应按下列公式计算:


    式中:fbe——地震设计时,混凝土与钢筋之间的粘结强度;
           ft——混凝土轴心抗拉强度设计值;
           βb——粘结破坏时,主筋粘结力承载力与混凝土承载力之比,当βb>1时,取βb=1;
            c——构件中主筋混凝土净保护层最小值;
           cr——单根主筋周长,按公称直径计算;
         ∑cr——受拉边主筋周长之和;
          αcv——拱作用承载力系数,按本规程第5.3.4条计算;
            d——构件中开裂一侧外排纵向钢筋的直径最大值;
           ms——构件开裂一侧外排纵向钢筋的根数。

5.3.6 一级抗震等级的装配整体式底层柱,设置在接头处的外包钢管应延伸至距离楼面20mm处;一级抗震等级的装配整体式短柱,设置在接头处的外包钢管应延伸至距离该柱上、下端楼面20mm处。外包钢管范围内受剪承载力设计值可按下式计算:


    式中:Vcf——外包钢管范围内受剪承载力设计值;
        tw、hw——剪力方向单侧钢管厚度、水平截面高度;
           fa1——矩形钢管的抗拉强度设计值。


5.4 柱构造设计


5.4.1 约束混凝土柱的截面尺寸、纵向钢筋配置,除本规程有特殊规定外,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。

5.4.2 一、二、三、四级抗震等级的各类结构的约束混凝土柱,其轴压比N/(fcA)不宜大于表5.4.2规定的限值。


表5.4.2 约束混凝土柱轴压比限值

结构类型

抗震等级

一级

二级

三级

四级

框架结构

0.80

0.90

1.00

1.05

框架-钢支撑结构

0.85

0.95

1.05

    注:1 轴压比N/(fcA)指考虑地震组合的柱轴向压力设计值 N 与柱全截面面积 A 和混凝土轴心抗压强度设计值 fc 乘积的比值;对不进行地震作用计算的结构,取无地震组合的轴向力设计值;
        2 当混凝土强度等级为C65、C70时,轴压比限值宜按表中数值减小0.05;混凝土强度等级为C75、C80时,轴压比限值宜按表中数值减小0.10;
        3 剪跨比不大于2.0的柱,其轴压比限值应按表中数值减小0.05;剪跨比小于1.5的柱,轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;
        4 当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形成的芯柱,且附加纵向钢筋的总面积 不少于柱截面面积的0.8%时,其轴压比限值可按表中数值增加0.05;
        5 考虑各种作用后柱轴压比限值不应大于1.05。

5.4.3 柱加密区的箍筋配置应符合下列规定:
    1 柱加密区的箍筋最大间距和箍筋最小直径应符合表5.4.3的规定;


表5.4.3 柱加密区的箍筋最大间距和箍筋最小直径(mm)

抗震等级

箍筋最大间距

箍筋最小直径(取较大值)

一级

50

7,d/5

二级

60(底层柱50)

6,d/5

三级、四级

70(底层柱50)

5,d/5

    注:1 柱根加密区长度应取不小于该层柱净高的1/3;当有刚性地面时,除柱端箍筋加密区外尚应在刚性地面上、下各500mm的高度范围内加密箍筋;
        2 角柱和剪跨比λ≤2的柱应在柱全高范围内加密箍筋,且箍筋间距不应大于50mm;
        3 d为纵向钢筋最大直径。

    2 柱的箍筋加密区长度,应取柱截面长边尺寸或圆形截面直径、柱净高的1/6和500mm中的最大值;
    3 柱箍筋加密区内的箍筋肢距:一级抗震等级不宜大于150mm;二、三级抗震等级不宜大于200mm;四级抗震等级不宜大于250mm。此外,每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束;当采用拉筋时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住封闭箍筋及纵筋。

5.4.4 柱箍筋的配置尚应符合下列规定:
    1 约束混凝土柱中,当λ>2.0时,箍筋加密区体积配箍率应满足下式要求:


    式中:ρv——箍筋加密区的体积配箍率;
          fyv——箍筋的抗拉强度设计值,按本规程第3.3.3条确定;
           λv——最小配箍特征值,按表5.4.4采用。


表5.4.4 约束混凝土柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值

抗震等级


轴压比

≤0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.05

一级

0.10

0.12

0.15

0.18

0.24

0.31

0.37

0.45

0.50

二级

0.08

0.11

0.13

0.16

0.21

0.26

0.32

0.40

0.45

三级、四级

0.06

0.10

0.12

0.15

0.18

0.21

0.27

0.35

0.40

注:当柱设置芯柱时,确定λv的轴压比可以减少O.05。


    2 在计算复合螺旋箍的体积配筋率时,其中非螺旋箍筋的体积应乘以系数0.8;
    3 柱的非加密区的箍筋,其体积配箍率不宜小于加密区体积配箍率的1/2,其箍筋间距不应大于加密区箍筋间距的2倍。

5.4.5 约束混凝土柱中,当 λ≤2时,箍筋加密区内平均约束应力ρsvfsv应满足表5.4.5规定。

表5.4.5 短柱高强箍筋加密区的最小平均约束应力 (N/mm²)

抗震等级

轴压比

0.7

0.8

0.9

1.0

1.05

一级

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

二级

4.0

4.5

5.0

5.5

三级

4.0

4.5

5.0


5.4.6 柱中纵向钢筋直径,一、二级抗震等级不应小于18mm,其他情况不应小于16mm。


6 约束混凝土柱连接设计

6.1 一般规定


6.1.1 柱接头应布置在内力较小处,接缝距离该层柱底不应小于1.5倍柱截面高度,且不应小于1m。

6.1.2 装配整体式约束混凝土柱连接宜采用钢筋套筒灌浆连接(图6.1.2-1)、外包钢管连接(图6.1.2-2)。


图6.1.2-1 钢筋套筒灌浆连接示意
1-灌浆料;2-套筒;3-接缝

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图6.1.2-2 外包钢管连接示意
1-钢管;2-栓杆;3-接缝;4-灌浆料

6.2 承载力计算


6.2.1 柱连接应满足连接部位的正截面受压承载力、斜截面受剪承载力和钢筋粘结锚固承载力的要求。

6.2.2 柱连接截面的弯矩设计值、剪力设计值应分别按下列公式计算:

    式中:Msj——柱连接截面的弯矩设计值;
            M——连接柱柱端较大弯矩设计值;
                   Vsj——柱连接截面的剪力设计值;
                      V——连接柱剪力设计值。

6.2.3 外包钢管连接装配柱接缝处正截面承载力应按下列基本假定进行计算:
    1 截面保持平面;
    2 不考虑混凝土抗拉强度;
    3 正截面受压区混凝土的应力图形简化为等效的矩形应力图。矩形应力图的受压区计算高度等于按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数β1。当混凝土强度等级不超过C50时,β1为0.8,当混凝土强度等级为C80时,β1取为0.74,其间按线性内插法确定。矩形应力图的应力值为混凝土轴心抗压强度设计值 fc 乘以系数α1。当混凝土强度等级不超过C50时,α1为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1为0.94,其间按线性内插法确定;
    4 矩形钢管腹板的应力图形简化取矩形应力图形;
    5 受压边缘混凝土极限压应变 εcu取0.003。

6.2.4 外包钢管连接装配柱接缝处纵向受拉钢板屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度应按下式计算:

    式中:Ea——钢材弹性模量;
                 fa1——矩形钢管的抗拉强度设计值。

6.2.5 外包钢管柱连接装配柱接缝处可按矩形钢管混凝土计算,正截面受压承载力应按下列公式计算(图6.2.5-1):
    1 当 x≤ξbhc0时,其正截面受压承载力应按下列公式计算:


图6.2.5-1大偏心受压柱计算简图


    非抗震设计:


    抗震设计:


    2 当 x>ξbhc0时,其正截面受压承载力应按下列公式计算(图6.2.5-2):

图6.2.5-2 小偏心受压柱计算简图


    非抗震设计:


    抗震设计:

    式中:t——钢管厚度;
   bc0、hc0——矩形钢管内填混凝土的宽度与高度;
          e——轴力作用点至矩形钢管远端钢板厚度中心的距离;
     b1、h1——矩形钢管截面宽度、高度;
         e0——轴力对截面中心的偏心距,取e0=M/N;
         M——柱端较大弯矩设计值;当需要考虑挠曲产生的二阶效应时,柱端弯矩 M 应取本规程第6.2.6条规定的弯矩设计值;
         ea——考虑荷载作用位置不定性、材料不均匀、施工偏差等引起的附加偏心距:其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值。

6.2.6 装配整体式偏心受压框架柱考虑轴向压力因挠曲产生二阶效应影响,其控制截面的弯矩设计值应按下列公式计算:

    当Cmηns小于1.0时,取1.0。
    式中:N——与弯矩设计值M2相对应的轴向力设计值;
       M1、M2——分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值,绝对值较大端为M2,绝对值较小端为M1,构件按单曲率弯曲时,M1/M2取正值,否则取负值;
                Cm——构件端截面偏心距调节系数,当小于0.7时取0.7;
               ηns——弯矩增大系数;
                 ea——附加偏心距;
          ζc——截面曲率修正系数;
                 lc——构件的计算长度,可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离;
                 A——柱横截面面积。

6.2.7 柱接头接缝上、下部横穿栓杆应符合本规程第6.3.1条的构造要求,并应满足下式要求:

    式中:AS1——单个栓杆面积;
                  fv1——栓杆的抗剪强度设计值,fv1取0.58fy
                   AS——柱一侧纵向受拉钢筋截面面积;
           fy——柱纵向受拉钢筋的抗拉强度设计值;
                    n——齿槽数;
                   bk——齿宽,等于柱宽;
                   hk——齿高;
                    ft——柱混凝土抗拉强度设计值。

6.3 构造设计

6.3.1 外包钢管连接构造应符合下列要求:
    1 钢管壁厚度不应小于4mm,在钢管内壁应焊厚度不宜小于4mm的钢板条,钢板条宽度不宜小于100mm(图6.3.1-1、图6.3.1-2)。



图6.3.1-1 外包钢管及栓杆示意

图6.3.1-2 加焊钢板条示意
1-柱接缝;2-钢板条;
3-栓杆孔;4-钢管内壁

    2 外包钢管连接的栓杆应按公式(6.2.7)验算,栓杆直径不宜小于22mm,在接头两端各设置不应少于4根栓杆,栓杆应双向设置。柱接头栓杆处混凝土孔洞应用无收缩灌浆料灌实,栓杆端头与外包钢管应塞焊;栓杆间水平距离、竖向距离均应大于100mm,且小于200mm。
    3 柱接头两端钢筋与外包钢管的搭接应采用机械或弯钩锚固(图6.3.1-3),其锚固长度应满足下列公式的要求:




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图6.3.1-3 锚固长度示意
1-柱纵向钢筋;2-栓杆;3-外包钢管;4-柱接缝


    4 当接头处纵向钢筋采用墩头锚固且墩头的承压净面积不能满足锚固钢筋截面积的4倍时,应考虑采用墩头锚固和钢筋90°弯折锚固结合的措施。墩头的规格应符合相关标准的要求。
    5 在外包钢管范围内混凝土柱表面应做条形齿槽,槽深不宜小于10mm,竖直方向槽高不宜小于100mm,并与柱等宽,齿槽间距不宜小于100mm。

    6 外包钢管长度范围内连续复合螺旋箍配置应同柱加密区。


7 组合梁设计

7.0.1 组合梁的构造、承载力和抗剪连接件计算除应符合本规程外,尚应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关要求。

7.0.2 组合梁的连接节点,宜设在内力较小的位置。对于常见的H型钢梁,刚性连接时连接节点的连接构造应符合下列要求之一:
    1 翼缘和腹板均应采用完全焊透的坡口对接焊缝连接;
    2 翼缘应采用完全焊透的坡口对接焊缝连接,腹板应采用高强度螺栓摩擦型连接。
  
7.0.3 钢梁腹板采用高强度螺栓摩擦型连接时,梁腹板连接所需的高强度螺栓数目应符合现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82的规定。

7.O.4 钢梁宜选用蜂窝梁。

7.0.5 蜂窝梁的设计可采用下列公式计算:
    1 抗剪强度校核:
    支座截面,


    距支座最近的两孔洞间的水平焊缝,

    式中:V——梁支座截面的剪力;
          S——梁支座截面中和轴上(或下)部分截面关于中和轴的面积矩;
                  I——梁支座截面关于中和轴的惯性矩;
               fvw——对接焊缝的抗剪强度设计值;
                 tw——梁腹板厚度;
                  a——蜂窝孔口的水平几何尺寸;
                V1——距支座最近的两孔洞中间截面的剪力;
                 l1——距支座最近的两孔洞中心间的距离;
                hT——梁削弱最大截面处上下两T形截面形心间距离。

    2 挠度校核:

    式中:Mkmax——梁跨中最大弯矩标准值;
                         l——梁跨度;
            [v]——挠度允许值,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017要求。

7.0.6 梁腹板的拼接连接板的截面尺寸应满足下列要求:
    1 梁腹板拼接连接板扣除高强度螺栓孔后的截面面积不应小于梁腹板扣除高强度螺栓孔后的截面面积;
    2 梁腹板的拼接连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面抵抗矩不应小于梁扣除高强度螺栓孔后的净截面抵抗矩;
    3 梁腹板的拼接连接板,宜在两侧成对配置,采用双剪连接。

.

8 梁柱节点设计

8.1 一般规定


8.1.1 在确定梁柱节点的构造措施及类型时,应遵循下列原则:
    1 梁柱节点处内力传递应简单可靠;
    2 梁柱节点应满足强柱弱梁更强节点的要求;
    3 梁柱节点应满足局部受压承载力。

8.1.2 梁柱节点可采用梁贯通型节点(图8.1.2-1)或柱贯通型节点(图8.1.2-2)。



图8.1.2-1 梁贯通型节点
1-条形钢板箍;2-节点钢板箍;3-加劲肋

图8.1.2-2 柱贯通型节点
1-预应力长杆螺栓;2-端板;3-节点钢板箍

8.1.3 梁端有纵向受力钢筋穿过节点核心区时,梁端正截面计算,宜按组合梁设计。

8.1.4 端板长杆螺栓梁柱节点,当高强度螺栓施加的预拉力满足下式要求时,梁柱节点可按刚性节点考虑。


    式中:P——高强度螺栓的预拉力;
         Ae——螺栓的有效截面面积;
         fyu——高强度螺栓极限抗拉强度。


8.2 承载力计算

8.2.1 一、二、三级抗震等级的框架应进行节点核心区抗震受剪承载力计算。四级抗震等级的框架节点核心区可不进行计算,但应符合抗震构造措施的要求。

8.2.2 一、二、三级抗震等级的框架梁柱节点核心区的剪力设计值Vi应按下列规定计算:
    1 顶层中间节点和端节点:
        1) 一级抗震等级的框架结构


        2) 其他情况


    2 其他层中间节点和端节点:
        1) 一级抗震等级的框架结构


        2) 其他情况
    式中:Vj——节点核心区的剪力设计值;
      ∑Mbua——节点左、右两侧的梁端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和,可根据实配钢筋面积、钢梁面积和材料强度标准值确定;
        ∑Mb——节点左、右两侧的梁端反时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和,一级抗震等级框架节点左右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零;
          ηjb——节点剪力增大系数,对于框架结构,二级取1.35,三级取1.20;对于框架一钢支撑结构中的框架,一级取1.35,二级取1.20,三级取1.10;
          Hc——节点上柱和下柱反弯点之间的距离;
           Z——梁端上部和下部合力点之间的距离;
          hb——梁截面高度。

8.2.3 梁柱节点核心区受剪的水平截面应满足下式要求:

    式中:hj——节点核心区的截面高度,可取验算方向的柱截面高度,即hj=hc
          bj——等于bc(bc为柱截面宽度);
          ηj——正交梁对节点的约束影响系数,ηj取1。

8.2.4 梁柱节点的抗震受剪承载力应符合下列规定:
    1 端板螺栓连接节点:
        1) 一级抗震等级:


        2) 二、三级抗震等级:

    式中:hc——柱截面高度;
          bc——柱截面宽度;
          ρsv——箍筋面积配箍率;
        fdyv——受剪承载力计算时,箍筋抗拉强度设计值,按本规程第3.3.3条取值;
          a——节点位置影响系数,对中柱节点取1.0,边柱节点取0.7,顶柱角节点取0.4;
         As2——为节点钢板箍顺剪力方向的面积;
          fy2——节点钢板箍抗拉强度设计值。

    2 钢梁翼缘贯通型节点:
        1) 一级抗震等级


        2) 二、三级抗震等级

    式中:Aa3——钢梁腹板截面面积;
                   fy3——钢梁腹板的抗拉强度设计值;
                     N——轴向压力设计值的较小值,且当N大于0.5fcbchc时,取0.5fcbchc

8.2.5 端板螺栓节点中,高强度螺栓摩擦型连接应符合下列规定:
    1 在抗剪连接中,每个高强度螺栓的承载力设计值应按下式计算:

    式中:nf——传力摩擦面数目;
                   μ——摩擦面的抗滑移系数,按表8.2.5采用;
          P——高强度螺栓的预拉力,取0.7Aefyu

表8.2.5 摩擦面的抗滑移系数μ

  在连接处构件接


  触面处理方法

构件的钢号

Q235钢

Q345钢、Q390钢

Q420钢

喷砂(丸)

0.45

0.50

0.50

喷砂(丸)后涂无机富锌漆

0.35

0.40

0.40

喷砂(丸)后生赤锈

0.45

0.50

0.50

钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面

0.30

0.35

0.40


    2 在螺栓杆轴方向受拉的连接中,每个高强度螺栓的承载力设计值应按下式计算:

    式中:P——高强度螺栓的预拉力,取0.7Aefyu

    3 当高强度螺栓摩擦型连接同时承受摩擦面间的剪力和螺栓杆轴方向的外拉力时,其承载力应按下式计算:

    式中:Nv、Nt——某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力;
        Nvb、Ntb——一个高强度螺栓的受剪、受拉承载力设计值。

8.3 构造设计

8.3.1 节点钢板箍竖向高度不应小于钢梁截面高度,节点钢板箍外表面宜与柱外表面平齐,节点钢板箍厚度应满足表8.3.1的要求,且不应小于3mm。

表8.3.1 节点钢板箍厚度要求

抗震等级

钢板箍厚度/柱长边宽度

一级

≥1/100

二级

≥1/140

三、四级

≥1/180


8.3.2 梁贯通型节点核心区在型钢翼缘上部和下部应设条形钢板箍,条形钢板箍尺寸应符合表8.3.2的要求。

表8.3.2 条形钢板箍尺寸要求

抗震等级

tw/hb

hw/hb

tw/hc

一级

1/35

1/5

1/40

二级

1/60

1/6

1/70

三、四级

1/80

1/8

1/120

    注:tw为条形钢板箍厚度;hw为条形钢板箍高度;hb为梁截面高度;bc为柱截面宽度。


8.3.3 梁贯通型节点核心区内型钢翼缘上应设置抗剪连接件,当采用栓钉或型钢抗剪连接件时,抗粘结滑移的验算可采用下式计算:

    式中:n——栓钉的个数;
               fy4——型钢翼缘的抗拉强度设计值;
              Ay4——型钢翼缘的截面面积;
            Ncvi——单个锚固栓钉的受剪承载力,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017取值。

8.3.4 柱贯通型端板长杆螺栓节点中螺栓间距应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017要求。

8.3.5 柱贯通型端板长杆螺栓节点中螺栓应符合下列规定:
    1 一个高强度螺栓的受拉承载力设计值应按下式计算:


    2 成排高强度螺栓最上端螺栓受拉承载力设计值应按下式计算:

    式中:y1、yi——计算螺栓中心至中和轴的距离;
              m——螺栓排列的纵列数;
              M——弯矩设计值。

    3 一个高强度螺栓剪力设计值应按下式计算:

    式中:nf——一个螺栓的传力摩擦面数目;
          μ——摩擦面的抗滑移系数;
          P——高强度螺栓预拉力,取0.7Aefyu
         fyu——高强度螺栓极限抗拉强度;
         aR——抗力分项系数的倒数,一般取0.9。

    4 同时受剪力和拉力的高强度螺栓摩擦型连接,每个螺栓的承载力应按下式计算,抗滑移系数μ仍用原值。

    式中:Nv、Nt——某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力;
        Nvb、Ntb——一个高强度螺栓的受剪、受拉承载力设计值。

8.3.6 端板螺栓节点中,端板厚度应按下式计算:

    式中:tp——端板厚度;
          a——螺栓中心至焊缝边缘的距离;
        Ntb——螺栓受拉承载力设计值,取0.56Aefyu
         bp——端板宽度;
         f1——端板抗拉强度设计值。

8.3.7 节点钢板箍内表面应焊接水平条形钢板,条形钢板厚度、宽度、间距分别不应小于5mm、20mm、100mm。

8.3.8 端板螺栓连接节点的螺栓在抗震等级为一级时螺栓头应采用双螺帽。

9 装配整体式楼盖、屋盖板设计

9.0.1 预制预应力混凝土空心板的设计除符合本规程外,尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010要求。

9.0.2 预制预应力混凝土空心板的厚度不宜小于130mm,宽度不宜大于3m,预制预应力混凝土空心板支承长度不应小于50mm。

9.0.3 预制预应力混凝土空心板(图9.0.3)的拼缝处,应符合下列要求:



图9.O.3 预制预应力混凝土空心板
1-U形筋;2-胡子筋;3-齿槽;4-水平三角形

    1 板侧的连接:抗震等级为一级时预制板板侧应做成凹凸齿槽形式,每米齿槽数量不应少于2个,齿槽宽度宜取100mm,齿槽深度不应小于10mm;抗震等级为二、三、四级时预制板板侧宜做成凹凸齿槽形式。预制板板缝上缘宽度不宜小于80mm,在板缝内应放置2根纵筋,纵筋直径不应小于5mm。抗震等级为一级时,宜将预制板板侧伸出的胡子筋焊成水平三角形。
    2 板端与钢梁的连接:板端每相邻两圆孔间宜设置一个U形筋。钢梁上应设置栓钉或设置抗剪弯筋,后浇带混凝土宜采用微膨胀混凝土。
    3 板侧与钢梁的连接:板侧宜做成凹凸齿槽形式,板侧胡子筋应锚固在后浇带内,钢梁上应设置栓钉或者抗剪弯筋。
    4 预制板孔端应有堵头,堵头深度不宜小于60mm,浇灌后浇带时微膨胀混凝土进入端孔内形成板带凸槽。
    5 板端伸出U形筋水平段长度不应小于70mm,U形筋直径不应小于5mm,U形筋在板内锚固长度应符合国家现行有关标准的规定。

9.0.4 预制板宜按简支、单向板设计。

9.0.5 建筑高度超过50m时,装配整体式楼盖、屋盖板应符合国家现行有关标准的规定。


10 防火、防腐蚀

10.0.1 约束混凝土柱组合梁框架结构的防火除应符合本规程外,尚应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《建筑钢结构防火技术规范》CECS 200要求。

10.0.2 约束混凝土柱组合梁框架结构构件的耐火极限不应低于表10.0.2的规定。当低于规定的要求时,应采取外包覆不燃烧体或其他防火隔热的措施。


表10.0.2 约束混凝土柱组合粱框架结构构件的耐火极限(h)

构件名称

耐火等级

单、多层建筑

高层建筑

一级

二级

三级

四级

一级

二级


  柱间支撑

3.00

2.50

2.00

0.50

3.00

2.50


  桁架

2.00

1.50

1.00

0.50

2.00

1.50

楼板

1.50

1.00

0.75

0.50

1.50

1.00


10.0.3 外包钢管连接应采用非膨胀型防火涂料或有效耐火隔热的措施。

10.0.4 二级耐火等级建筑的楼板采用预应力钢筋混凝土楼板时,耐火极限不应低于0.75h。

10.0.5 钢构件应根据其使用条件和所处环境,选择相应的表面处理方法和防腐措施。环境腐蚀性等级、防腐蚀涂层配套及维护年限应按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046执行。

10.0.6 钢构件应按设计要求进行表面处理,除锈方法和除锈等级应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1的规定。

10.0.7 高层建筑柱接头应采用钢筋套筒灌浆连接。


11 构件制作与储运

11.1 一般规定


11.1.1 预制构件制作前应进行深化设计,深化设计应包括下列内容:
    1 预制构件模板图、配筋图、预埋件的细部构造图等;
    2 预制构件蒸养、脱模、翻转过程中混凝土强度、构件承载力、构件变形以及吊具、预埋吊件的承载力验算等;
    3 钢构件深化设计应包括:图纸目录、钢结构深化设计说明、构件布置图、构件加工详图、安装节点详图等。

11.2 生产准备


11.2.1 混凝土预制构件用的钢筋网或钢筋骨架的允许偏差应符合表11.2.1的规定,宜采用专用钢筋定位件控制混凝土的保护层厚度满足设计或标准要求。


表11.2.1 钢筋网或钢筋骨架尺寸允许偏差

项次

检验项目及内容

允许偏差(mm)

检验方法

1

网的长度及宽度

±10

用尺量

2

网眼尺寸

±10

用尺量

3

骨架的宽度及高度

±5

用尺量

4

骨架的长度

±10

用尺量

5

箍筋间距

±5

用尺量

6

纵向受力钢筋

间距

±10

用尺量

排距

±5

用尺量


11.2.2 预制构件模具尺寸的允许偏差和检验方法应符合表11.2.2的规定。

表11.2.2 预制构件模具尺寸的允许偏差和检验方法

项次

项目

允许偏差
  (mm)

检验方法

1

长度

0,4

用尺量平行构件长度方向,取最大值

2

宽度

0,-4

用尺量平行构件宽度方向,取最大值

3

厚度

0,-3

用尺测量两端或中部,取最大值

4

对角线差

2

用尺量测纵、横两个方向对角线

5

侧向弯曲

L/1500

拉线,用尺量测侧向弯曲最大处

6

翘曲

L/1500

同时拉两条对角线,用尺测量两对角线
  垂直模版方向交点处之间距离值的两倍

7

底模表面平整度

2

用两米靠尺和塞尺测量

8

组装缝隙、高差

0.5

用塞片或塞尺测量

9

端模与侧模高低差

0.5

用塞片或塞尺测量

10

预留孔洞

3

用尺测量


11.2.3 钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。

11.2.4 对钢材气割的允许偏差应符合表11.2.4的规定。

表11.2.4 气割的允许偏差(mm)

项目

允许偏差

零件宽度、长度

±3.0

切割平面度

0.05t(t为切割面宽度),且不应大于2.0

割纹深度

0.3

局部缺口深度

1.0


11.2.5 对钢材机械剪切的允许偏差应符合表11.2.5的规定。

表11.2.5 机械剪切的允许偏差(mm)

项目

允许偏差

零件宽度、长度

±3.0

边缘缺棱

1.0

型钢端部垂直度

2.0


11.2.6 预制构件中的预埋件加工及安装固定允许偏差应符合表11.2.6的规定。

表11.2.6 预埋件加工及安装固定允许偏差

项次

检验项目及内容

允许偏差(mm)

检验方法

1

规格尺寸

0,-5

用尺量

2

表面平整

2

用尺量

3

预埋板

中心位置偏移

5

用尺量

4

预埋螺栓(螺母)
  预埋钢板箍、套筒

中心位置偏移

2

用尺量

5

预留孔洞、插筋

中心位置偏移

3

用尺量

6

抗剪栓杆

中心位置偏移

3

用尺量

长度

±5


11.3.2 预制构件不得存在影响结构性能或装配、使用功能的尺寸偏差,应符合表11.3.2的规定。

表11.3.2 预制构件尺寸允许偏差

项次

检验项目

允许偏差(mm)

柱、预
  制楼板

±5

±5

±3

侧弯

L/750

表面平整

4

11.3 构件制作

11.3.1 在混凝土浇筑成型前应进行预制构件的隐蔽工程验收,检查项目应包括下列内容:
    1 受力钢筋的品种、规格、数量、位置等;
    2 钢筋连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率等;
    3 螺旋箍筋的品种、规格、数量、间距等;
    4 预埋件的规格、数量、位置等;
    5 钢板箍、吊环、钢筋锚固板、墩头及预留孔洞的规格、数量、位置等;
    6 钢筋的混凝土保护层厚度。

11.4 运输存放

11.4.1 应制定预制构件的运输计划及方案,包括运输时间、次序、存放场地、运输路线、固定要求、码放支垫及成品保护措施等内容。对于超高、超宽、形状特殊的大型构件的运输和码放应采取专门的质量安全保证措施。

11.4.2 构件码放应符合下列规定:
    1 存放场地应平整、坚实,并应有排水措施,码放构件的支垫应坚实,钢构件要垫高200mm以上;
    2 预制构件的码放应吊件向上,标志向外;垫木或垫块在构件下的位置宜与脱模、吊装时的起吊位置一致;
    3 侧向刚度较大的构件可水平堆放,重叠堆放构件时,每层构件间的垫木或垫块应在同一垂直线上;
    4 堆垛层数应根据构件与垫木或垫块的承载能力及堆垛的稳定性确定。

11.4.3 构件的运输车辆应满足构件尺寸和载重的要求。装车运输时应满足下列要求:
    1 装卸构件时应考虑车体平衡;
    2 运输时应采取绑扎固定措施,防止构件移动或倾倒;
    3 对构件边角部或链索接触易损坏的部位,宜采用垫衬加以保护。

11.4.4 混凝土构件经高压蒸汽养护后,应达到设计混凝土强度等级值的75%后方可运输。

.

12 构件安装与施工

12.1 一般规定


12.1.1 装配整体式框架结构施工前应按设计要求和施工方案进行必要的施工验算,施工验算应包括下列内容:
    1 构件运输、码放及吊装过程中应按吊装工况进行承载力验算;
    2 构件安装过程中施工临时荷载作用下应对构件支架系统和临时固定装置进行承载力验算;
    3 应对现场吊装设备与运输设备的转弯半径进行核实,确保施工现场构件运输、吊装的顺利进行。

12.1.2 预制构件在安装过程中,应符合下列规定:
    1 预制构件的混凝土强度不宜小于设计强度;
    2 应根据预制构件形状、尺寸及重量要求选择适宜的吊具,在吊装过程中,吊索水平夹角不宜小于60°,不应小于45°;尺寸较大或形状复杂的预制构件应选择设置分配梁或分配桁架的吊具,并应保证吊车主钩位置、吊具及构件重心在竖直方向重合;
    3 装配整体式框架结构的施工全过程宜对构件及其上的建筑附件、预埋件、预埋吊件等采取施工保护措施,不得出现破损或污染。

12.2 安装施工

12.2.1 构件应按施工方案要求的顺序进行吊装。构件吊装就位并校准定位后,应及时设置临时支撑或采取临时固定措施。

12.2.2 装配整体式框架结构的连接节点应根据施工方案要求的顺序施工,节点处高强灌浆料强度及收缩性能等应满足设计要求,施工时还应满足下列规定:
    1 节点处封堵应在灌浆料灌注时不产生明显变形漏浆,并宜采用周转次数较多的材料进行封堵;
    2 在吊装前应对结合部清扫,并应洒水湿润,验收合格后方可进行灌浆施工;
    3 连接节点处灌浆应连续进行并保证灌注密实。

12.2.3 预制柱采用外包钢管连接时,应检查外包钢管中预留灌浆料的缝隙与深度,满足设计要求后方能进行吊装。

12.2.4 灌浆材料应采用经同一厂家认证的配套产品,外包钢管灌浆施工尚应符合下列规定:
    1 灌浆应制定专项质量保证措施,灌浆口应在预制柱出厂前进行检查,灌浆操作全过程应有人员旁站监督施工;
    2 灌浆料应由经培训合格的专业人员按配置要求计量灌浆材料和水的用量,经搅拌均匀后测定其流动性满足设计要求后方可灌注;
    3 灌浆料应在制备后规定时间内用完,当灌浆料从另一侧上口流出时应停止灌浆并及时封堵;
    4 灌浆作业应及时做好施工质量检查记录,并按要求每工作班制作一组边长为70.7mm的立方体试件;
    5 冬期施工时环境温度应在5℃以上,并应对连接处采取加热保温措施,保证灌浆料在48h凝结硬化过程中连接部位温度不低于10℃。

12.2.5 装配整体式结构外包钢管连接部位栓杆焊接完成后,灌浆料强度达到规定的强度时方可进行上部结构吊装施工。

12.2.6 装配施工中外包钢管接头处焊接栓杆时应避免由于连续施焊引起预制构件及连接部位混凝土开裂。

12.2.7 钢梁吊装前应对预制柱的型号、钢板箍方向、预埋件的位置等进行检查,检查无误后方可进行钢梁的吊装,钢梁吊装就位对正后,应装入螺栓临时固定。

12.2.8 高强度螺栓安装时应自由穿入孔内,不得强行敲打。扭剪型高强度螺栓的垫圈应安在螺母一侧,垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触,不得装反。螺栓穿入方向宜一致,穿入高强度螺栓应用扳手紧固后,再卸下临时螺栓,用高强度螺栓替换。

12.2.9 高强度螺栓紧固应分两次进行,第一次为初拧。初拧紧固到螺栓标准轴力的50%。第二次紧固为终拧,终拧时扭剪型高强度螺栓应将梅花卡头拧掉,外露丝扣不应少于2扣。

12.2.10 高强度螺栓安装质量控制应符合下列规定:
    1 高强度螺栓不能自由穿入螺栓孔位时,可用冲杆或铰刀修正扩孔后再插入,修扩后的螺栓孔最大直径应小于1.2倍的螺栓公称直径;
    2 摩擦面应处于干燥状态,下雨天气不得进行高强度螺栓安装,摩擦面上和螺栓上不得有水及其他污物;
    3 每次拧完高强度螺栓,应用不同颜色的油漆做好标记,以防漏拧;
    4 装配和紧固接头时,应从装配好的一端或刚性端向自由端进行。高强度螺栓的初拧和终拧均应按照紧固顺序进行。紧固应从螺栓群中央开始,顺序向外侧扩展;
    5 装配面表面有浮锈、油污,螺栓孔有毛刺、焊瘤等,均应清理干净;
    6 连接板变形、间隙大,应校正处理后再使用;
    7 应定期标定扳手的扭矩值,其偏差不应大于5%,严格按紧固顺序操作。

12.2.11 预应力空心楼板的装配施工应符合下列要求:
    1 预应力空心楼板混凝土强度达到设计混凝土强度等级值的100%时方可进行吊装;
    2 安装楼板时应严格控制板缝的宽度,应校对板的型号,不得放错;
    3 楼板吊装完成后应及时灌缝。当采用二次吊装时,待全过程完成后进行灌缝;灌缝前应清除缝内杂物,并整理好钢筋,提前润湿楼板侧面混凝土,保证混凝土浇捣密实,并按要求进行养护;
    4 楼面、屋面面层施工时,如果吊钩有影响,可用切割的方法进行处理,不得用大锤打砸,处理时宜在板缝浇筑前进行;
    5 应控制施工荷载不超过设计要求,并应避免单个预制楼板承受较大的集中荷载,未经设计允许不得对预制楼板进行切割、开洞。

12.2.12 灌浆料养护应符合下列要求:
    1 裸露部分应及时喷洒养护剂或覆盖塑料薄膜,并加盖湿草袋保持湿润;薄膜覆盖时,水泥基灌浆材料的裸露表面应覆盖严密,保持塑料薄膜内有凝结水;若灌浆料表面不便浇水时,可喷洒养护剂,时间不得少于7d,浇水次数应保持灌浆材料处于湿润状态;浆材料养护用水应与拌和用水相同;
    2 冬期灌浆工程对强度增长无特殊要求时,灌浆完毕后裸露部分应及时覆盖塑料薄膜并加盖保温材料;起始养护温度不应低于5℃,在负温度条件养护时不得浇水;浆料表面温度与环境温度之差大于20℃时,可采用保温材料覆盖养护;快强度增长或环境温度低于最低施工温度时,可采用人工加热养护方式养护,措施应符合现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T 104的有关规定。

12.3 质量验收

12.3.1 装配整体式框架结构尺寸允许偏差应符合表12.3.1的规定。


表12.3.1 装配整体式框架结构尺寸允许偏差

检查项目

允许偏差(mm)

柱、墙等竖向结构构件

标高

±5

中心线位置

3

垂直度

L/1000

粱、楼板等水平构件

中心线位置

3

标高

±5

外墙装饰面

板缝宽度

±5

通长缝直线度

5

接缝高差

3


12.3.2 预制构件进场质量验收应符合本规程及现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的要求。

12.3.3 钢构件进场质量验收应符合本规程及现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求。

12.3.4 装配整体式框架结构板缝节点部位的后浇混凝土应以每层为一个检验批,并按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的要求执行。

12.3.5 装配整体式框架结构的外观质量检查应按国家现行有关标准中的现浇混凝土结构、钢结构的规定执行。

12.3.6 外墙挂板的安装连接节点应在封闭前进行全数检查并记录,节点连接应满足设计要求,检验方法可按现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18或现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的相关规定执行。

12.3.7 外墙板接缝防水施工质量应满足设计要求,检验数量应按每500㎡墙面抽查一处十字接缝进行淋水试验。

12.3.8 结构实体检验的内容应包括预制构件结构性能检验和装配整体式框架结构连接性能检验两部分;装配整体式框架结构连接性能检验应包括板缝节点部位的后浇混凝土强度、钢板箍连接部位的灌注浆体强度、构件接缝部位灌注浆体强度、钢筋保护层厚度以及工程合同规定的其他项目;必要时可做结构原位加载检验。

附录A 框架-钢支撑结构设计

A.0.1 抗震设防烈度为6~8度且房屋高度超过本规程第4.1.5条规定的约束混凝土柱组合梁框架结构最大适用高度时,可采用约束混凝土柱组合梁框架和钢支撑组成抗侧力体系的结构。

A.0.2 乙、丙类框架-钢支撑结构建筑适用的最大高度应符合表A.0.2的要求,平面和竖向均不规则的结构,适用的最大高度宜适当降低。超过最大适用高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。


表A.0.2 框架-钢支撑结构建筑适用的最大高度(m)

结构类型

非抗震设计

抗震设防烈度

6度

7度

8度

0.2g

0.3g

框架 钢支撑

100

90

80

70

50


    注:房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分)。

A.0.3 框架-钢支撑结构房屋应根据设防类别、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表A.0.3确定。


表A.0.3 框架-钢支撑结构房屋的抗震等级

  

结构类型

  

烈度

6

7

8

构架
  钢支撑
  结构

高度(m)

≤45

>45

≤24

24~45

>45

≤24

>24

框架

钢支撑框架

    注:1 表中所指“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称,“钢支撑框架”指带钢支撑的框架部分;
        2 建筑场地为Ⅰ类时,除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;
        3 接近或等于高度分界时,应允许结合建筑不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级;
        4 乙类建筑,6、7度时宜按本地区设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,8度时应比按8度更高的要求采取抗震措施;
        5 当建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.3g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(0.2g)和比8度更严的要求采取抗震构造措施。

A.0.4 框架-钢支撑结构的结构布置,应符合下列要求:
    1 钢支撑框架应在结构的两个主轴方向同时设置。
    2 钢支撑宜上下连续布置,当受建筑方案影响无法连续布置时,宜在邻跨延续布置。
    3 钢支撑宜采用交叉支撑,也可采用人字支撑或V形支撑;采用单支撑时,两方向的斜杆应基本对称布置。
    4 钢支撑在平面内的布置应避免导致扭转效应;钢支撑之间无大洞口的楼盖、屋盖的长宽比,宜符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对抗震墙间距的要求;楼梯间宜布置钢支撑。
    5 底层的钢支撑框架按刚度分配的地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩的50%。

A.0.5 抗震设计时,框架-钢支撑结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力,应符合下列规定:
    1 满足式(A.0.5)的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足式(A.0.5)的楼层,其框架总剪力应按0.2V2和1.5Vf,max二者的较小值采用。


    式中:V2——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值的结构底部总剪力;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力;
          Vf——对应于地震作用标准值且未经调整的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力;
        Vf,m——对框架柱数量从下至上基本不变的规则建筑,应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。


    2 各层框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后,应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值,框架柱的轴力标准值可不予调整。

A.0.6 框架-钢支撑结构的抗震计算,应符合下列要求:
    1 结构的阻尼比不应大于0.045,也可按框架部分和钢支撑部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比;
    2 钢支撑框架部分的斜杆,可按端部铰接杆计算。当支撑斜杆的轴线偏离混凝土柱轴线超过柱宽1/4时,应考虑附加弯矩;
    3 框架部分承担的地震作用,应按框架结构和支撑框架结构两种模型计算,并宜取二者的较大值;
    4 框架-钢支撑框架的层间位移限值,宜按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011框架和框架-抗震墙结构层间位移限值内插。

A.0.7 钢支撑与柱的连接构造,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011关于单层钢筋混凝土柱厂房支撑与柱连接的相关要求。钢支撑与组合梁的连接构造,应符合连接不先于支撑破坏的要求。

A.0.8 框架-钢支撑框架结构中,钢支撑部分应符合国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《钢结构设计规范》GB 50017及《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的规定;框架部分应符合本规程的规定。


本规程用词说明

1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1) 表示很严格,非这样做不可的:
    正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的:
    正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
    正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

    《建筑结构荷载规范》GB 50009
    《混凝土结构设计规范》GB 50010
    《建筑抗震设计规范》GB 50011
    《建筑设计防火规范》GB 50016
    《钢结构设计规范》GB 50017
    《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
    《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107
    《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204
    《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205
    《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223
    《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1
    《碳素结构钢》GB/T 700
    《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231
    《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
    《厚度方向性能钢板》GB/T 5313
    《建筑结构用钢板》GB/T 19879
    《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3
    《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18
    《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81
    《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82
    《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99
    《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T 104
    《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107
    《建筑钢结构防火技术规范》CECS 200   

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