DLT5085-1999 钢-混凝土组合结构设计规程_.pdf

',2备案号中华人民共和国电力行业标准钢混凝土组合结构设计规程发布实施www.bzfxw.com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钢混凝土组合结构设计规程主编部门华北电力设计院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号国经贸电力号www.bzfxw.com 前言本规程系根据原电力工业部综科教号文关于下达制定修订电力行业标准计划项目的通知由华北电力设计院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混凝土组合结构设计暂行规定修订而成对的修订是为了将其颁布实施以来所积累的实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华北电力设计院于年月开始筹备并组建编制组编写了修订大纲年月电力规划设计总院组织审查了修订大纲年月完成了征求意见稿并向有关单位征集意见年月完成了送审稿年月电力规划设计总院组织并主持审查了送审稿年月完成了报批稿并报电力规划设计总院审定本规程有关条文说明了本规程与其引用标准的关系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本规定和建标号文工程建设标准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分别修订了三种结构的技术内容钢管混凝土结构www.bzfxw.com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节点和连接部分修订了节点加强环板计算公式的适用范围和肩梁计算公式外包钢混凝土结构增加了剪扭构件承载力的计算增加了外包钢承重骨架的形式设计计算方法及构造要求等各项规定钢混凝土组合梁结构修订了栓钉抗剪连接件抗剪承载力的限值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增加了连续组合梁中间支座弯矩的调幅限值增加了连续组合梁中跨梁的一般变形计算公式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和日本建筑学会钢管混凝土设计指南的内容也经我国科技工作者科研成果和工程经验所验证本规程的附录附录附录都是标准的附录本规程发布实施时即同时废止www.bzfxw.com本规程由电力规划设计总院提出并归口 本规程负责起草单位华北电力设计院参加起草单位电力规划设计总院哈尔滨建筑大学清华大学电力建设研究所黑龙江省电力设计院本规程主要起草人张圣贤阎善章韩林海聂建国张淑琴范良干本规程电力规划设计总院委托华北电力设计院负责解释www.bzfxw.com 目次前言范围引用标准总则主要术语和主要符号主要术语主要符号基本规定钢管混凝土结构一般规定材料构件承载力计算结构和构造节点和连接外包钢混凝土结构一般规定材料计算原则构件承载力计算外包钢承重骨架构造要求钢混凝土组合梁结构一般规定材料组合梁承载力计算www.bzfxw.com组合梁正常使用极限状态的验算 抗剪连接件的计算板托及翼缘板的计算构造要求附录标准的附录连续组合梁变形计算公式附录标准的附录栓钉连接件材料质量外形尺寸及焊接质量检验要求附录标准的附录本规程用词和用语www.bzfxw.com 范围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可参照执行www.bzfxw.com 引用标准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低合金结构钢碳素结构钢混凝土结构工程施工及验收规范钢结构工程施工及验收规范电力设施抗震设计规范建筑结构荷载规范混凝土结构设计规范建筑抗震设计规范钢结构设计规范建筑结构设计统一标准建筑结构设计通用符号计量单位和基本术语混凝土强度检验评定标准火力发电厂土建结构设计技术规定火力发电厂主厂房荷载设计技术规程电力建设施工及验收技术规范建筑工程篇www.bzfxw.com 总则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本规程是根据现行国家标准建筑结构设计统一标准规定的原则制定的本规程使用的符号计量单位和基本术语是按现行国家标准建筑结构设计通用符号计量单位和基本术语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采用国际标准符号或英文单词的开头字母规定了各自的专用符号除本规程外尚应遵守执行现行国家标准钢结构设计规范混凝土结构设计规范建筑抗震设计规范电力设施抗震设计规范的有关规定按本规程设计时荷载应按现行国家标准建筑结构荷载规范和电力行业标准火力发电厂土建结构设计技术规定火力发电厂主厂房荷载设计技术规程的规定执行材料和施工质量应符合现行国家标准钢结构工程施工及验收规范混凝土结构工程施工及验收规范和电力行业标准电力建设施工及验收技术规范建筑工程篇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www.bzfxw.com合专门规范的有关规定 主要术语和主要符号主要术语钢混凝土组合结构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结构外包钢混凝土结构钢混凝土组合梁结构等钢管混凝土结构在钢管本规程特指圆钢管内填充混凝土而形成的结构组合轴压强度钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义压应力组合抗剪强度钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义剪应力组合轴压弹性模量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组合剪变模量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套箍系数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加强环板为构造钢管混凝土刚性节点而设置的环向节点板www.bzfxw.com外包钢混凝土结构 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筋混凝土结构刚性域框架节点范围内的一部分角变位可以略而不计的块体刚性锚固外包钢混凝土梁端角钢采用刚性锚固件而形成的锚固外包钢承重骨架外包钢骨架和斜杆或交叉撑组成的用以承受施工荷载的骨架钢混凝土组合梁钢梁与混凝土板组合而成的梁塑性中和轴全截面进入塑性状态时法向应力为零的截面线抗剪连接件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栓钉抗剪连接件的一种特制螺钉交界面钢筋混凝土翼缘板或板托与钢梁上翼缘之间的接触面完全抗剪连接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弯承载力得以充分发挥的连接部分抗剪连接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抗弯承载力得以充分发挥的连接板托钢筋混凝土翼缘板与钢梁上翼缘之间的混凝土局部增厚部分焊接瓷环www.bzfxw.com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 光防止溶液飞溅的一种瓷质套环主要符号作用和作用效应集中荷载弯矩设计值柱轴线处的梁支座弯矩设计值标准荷载作用下截面负弯矩组合值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轴向力设计值扭矩设计值剪力设计值单位长度界面上的纵向界面剪力设计值单位长度内的均布荷载计算指标受弯构件的截面刚度长期刚度短期刚度当量抗弯刚度考虑腹杆剪切变形时骨架梁的抗弯刚度当量抗剪刚度表示立方体强度标准值为的混凝土强度等级钢材的弹性模量混凝土的弹性模量钢管混凝土的组合轴压弹性模量钢材的剪变模量混凝土的剪变模量www.bzfxw.com钢管混凝土的组合剪变模量 钢梁绕自身塑性中和轴的塑性抗弯承载力设计值部分抗剪连接时截面的抗弯承载力设计值欧拉临界力每个连接件的抗剪承载力设计值钢材的抗拉抗压和抗弯强度设计值混凝土的轴心抗压强度标准值设计值焊缝抗剪强度设计值钢材的抗拉强度塑性设计值钢筋的抗拉强度设计值钢筋的抗拉强度塑性设计值钢管混凝土的组合轴压强度设计值钢混凝土的组合抗剪强度设计值混凝土的轴心抗拉强度标准值设计值栓钉杆的极限抗拉强度钢材的抗剪强度设计值钢材的抗剪强度塑性设计值钢材的屈服强度或屈服点最大裂缝宽度正应力剪应力相对位移层间相对位移角位移几何参数构件的截面面积弯筋的截面面积混凝土构件的截面面积混凝土翼缘板有效宽度范围内纵向受拉钢筋的www.bzfxw.com截面面积 钢构件的截面面积钢管混凝土构件或核心混凝土面面积一个截面上附加箍筋的截面面积截面宽度距离混凝土板托顶部或钢梁上翼缘板宽度混凝土翼缘板或与加强环板共同工作的管壁的有效宽度外包钢混凝土梁终端锚固板的宽度角焊缝包入的宽度圆截面外直径轴向力对截面重心的偏心距离结构总高度楼层高度或截面高度截面有效高度外包钢混凝土梁终端锚固板的高度焊缝高度混凝土翼缘板含现浇和预制的厚度混凝土板托的厚度腹板的高度焊钉的高度截面惯性矩换算截面惯性矩钢管型钢截面惯性矩混凝土截面惯性矩钢管混凝土截面惯性矩截面的回转半径长度或跨度计算长度或计算跨度www.bzfxw.com焊缝长度 框架节点刚性域范围内刚性梁的长度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附加箍筋的分布范围钢板的厚度腹板的厚度连接件的间距截面弹性抵抗矩钢截面弹性抵抗矩混凝土截面弹性抵抗矩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夹角计算系数及其他有关系数长细比钢材的弹性模量对混凝土的弹性模量之比截面的含钢率加强环板同时受垂直双向拉力的比值等效弯矩系数抗剪连接件承载力的折减系数刚度折减系数腹杆剪切变形时骨架梁抗弯刚度的折减系数截面抗弯塑性发展系数截面抗剪塑性发展系数超强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www.bzfxw.com按有效混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率 基本规定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采用钢管混凝土结构和外包钢混凝土结构时宜将其用作最能充分发挥其受力特性的构件当楼层采用钢梁混凝土楼板时宜按组合梁结构设计钢管混凝土结构外包钢混凝土结构的抗震等级可按和结构抗震等级划分的规定确定其抗震等级结构构件应根据承载力极限状态和正常使用极限状态的要求进行下列计算和验算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变形对使用上需控制变形的结构构件应进行变形验算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缝宽度验算结构构件的承载力包括压屈失稳计算和倾覆滑移验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相应的荷载代表值预制构件尚应按制作运输及安装的荷载设计值进行施工阶段的验算预制构件自身吊装的验算应将构件自重乘以动力系数对现浇结构装配整体结构必要时应进行施工阶段的验算结构施工中当需以屈服强度不同的钢材代替原设计中的www.bzfxw.com主要钢材时应按照钢材的实际强度进行验算 钢管混凝土结构一般规定本章规定仅适用于圆钢管内填充混凝土的钢管混凝土结构钢管的外直径不宜小于钢管的壁厚不宜小于钢管的外直径与壁厚之比宜在范围内选用即常用的截面含钢率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厂房柱和架构柱常用截面形式有单肢双肢三肢和四肢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在抗震设计时对采用钢筋混凝土横梁的框架其结构抗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材料钢管用钢材可采用和钢其质量要求应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的合格保证钢管宜采用螺旋焊接管或直缝焊接管焊缝必须采用对接焊缝并符合二级质量检验标准混凝土宜采用普通混凝土水灰比应控制在及以下混凝土的坍落度加减水剂后宜保持在左右混凝土的强度等级不宜低于级可参照下列材料组www.bzfxw.com合钢配或级混凝土钢配或 表组合轴压强度设计值第一组钢材钢材混凝土注表内中间值可采用插入法求得www.bzfxw.com 级混凝土钢配或级及以上的混凝土同时构件截面的套箍系数标准值不宜小于钢管混凝土组合轴压强度设计值应按下式计算式中钢管混凝土的组合轴压强度设计值混凝土的轴心抗压强度标准值和设计值钢材的抗拉抗压和抗弯强度设计值钢材的屈服强度构件截面含钢率构件截面的套箍系数设计值钢管和混凝土的截面面积计算系数采用第一组钢材的值由表给出采用第二三组钢材的值应按表的对应值乘换算系数后确定对和钢对钢钢材的分组应按的规定确定对钢管混凝土轴压和的偏压构件其承受永久荷载引起的轴心力占全部轴心力及以上时应将组合强度设计值乘以混凝土徐变影响折减系数见表表徐变影响折减系数值永久荷载引起的轴心力占全部轴心力的比例构件长细比www.bzfxw.com注表内中间值可采用插入法求得 表组合抗剪强度设计值第一组钢材钢材混凝土注表内中间值可采用插入法求得www.bzfxw.com 表组合轴压弹性模量值第一组钢材钢材混凝土注表内中间值可采用插入法求得www.bzfxw.com 构件的长细比应按下式计算式中构件的计算长度钢管的外直径钢管混凝土组合抗剪强度设计值应按下式计算值可由表中给出采用第二三组钢材的值应按表的对应值乘换算系数后确定钢管混凝土组合轴压弹性模量第一组钢材见表当采用第二三组钢材时表列值应乘换算系数钢管混凝土组合抗弯弹性模量应按下式计算式中换算系数值见表钢管混凝土组合剪变模量应按下式计算式中换算系数值见表表换算系数值混凝土www.bzfxw.com注中间值可采用插值法求得 表换算系数值钢材混凝土注表内中间值可采用插入法求得www.bzfxw.com 构件承载力计算单肢钢管混凝土轴心受力构件的承载力应按下式计算当轴心受压时式中轴心受压稳定系数见表钢管混凝土的截面面积表稳定系数值钢材钢材注表内中间值可采用插入法求得当轴心受拉时格构式钢管混凝土轴心受压构件承载力应按式计算其受压稳定系数值根据构件的换算长细比查表构件换算长细比由表给出当四肢柱内外柱肢截面不相同时可按下式计算换算长细比www.bzfxw.com 表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平腹杆双肢柱斜腹杆和是轴和比是单肢三肢柱斜腹杆长细比是一根面积是一根的截面面积四肢柱斜腹杆注平腹杆双肢柱的构造应符合第条的规定www.bzfxw.com 当三肢柱内外柱肢截面不相同时可按下式计算换算长细比式中四根或三根柱肢的截面换算刚度之和一根腹杆空钢管的截面刚度各柱肢钢管截面面积构件长细比单柱肢长细比式中一根柱肢的截面面积一根柱肢的截面惯性矩和分别是柱肢中心到虚轴和的距离柱肢节间距离柱肢数格构式钢管混凝土轴心受压构件除按公式验算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平腹杆格构式构件及斜腹杆格构式构件其中是构件在和方向换算长细比的较大值www.bzfxw.com格构式钢管混凝土轴心受压构件所受剪力可按下式计算 式中柱肢截面面积单肢钢管混凝土构件承受压弯剪及共同作用时构件承载力应按下列公式计算构件的强度承载力应按下列公式验算当时当时构件的稳定承载力应按下列公式验算当时当时式中欧拉临界力式中为换算长细比构件截面抵抗矩等效弯矩系数可按的规定取值构件截面抗弯塑性发展系数当时当时构件截面抗剪塑性发展系数当时当时www.bzfxw.com钢管混凝土拉弯构件的承载力应按下式计算 格构式钢管混凝土构件承受压弯剪及共同作用时应按下式验算平面内的整体稳定承载力式中按换算长细比查得的验算平面内的轴心受压构件稳定系数由表给出格构式柱截面总面积和总抵抗矩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构件计算腹杆所受剪力应取实际剪力和按式计算剪力中的较大值结构和构造发电厂主厂房框排架结构体系的计算简图作用效应分析组合和基本计算规定按和的有关规定执行对框架柱和排架阶形柱的计算长度应按的有关规定确定采用先安装空钢管结构后浇灌管内混凝土的方法施工钢管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力值不宜超过钢管混凝土构件的长细比不宜超过表的限值当钢管混凝土用作地震区的多层和高层超高层框架结构柱时值不应小于构件的长细比不宜大于表的www.bzfxw.com限值 表钢管混凝土构件容许长细比限值序号构件名称厂房柱炉架柱多层和高层框架柱平台柱桁架压杆栈桥柱构架柱格构式柱的受压腹杆柱间支撑受拉构件表用于地震区框架柱的长细比限值钢材混凝土注中间值可采用插值法求得多层和高层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移和层间相对位移的限值要求应符合的有关规定在地震作用下结构的抗震变形验算应按和的有关规定进行www.bzfxw.com对框排架结构进行作用效应分析时可按下式计算柱 的抗侧移刚度式中柱截面有效惯性矩柱截面惯性矩柱刚度折减系数当为单肢柱时当为格构式柱时值分别按或的规定计算当斜腹杆格构式柱用于框排架柱时其刚度折减系数可按下式计算对双肢柱或四肢柱对三肢柱式中一根受压柱肢的截面刚度一根腹杆空钢管的截面刚度节间数见图柱肢平面夹角的一半见图上柱与柱总高上下柱截面惯性矩当平腹杆格构式柱用于框排架柱时宜将组合柱视为多层框架见图与整个结构进行联解计算www.bzfxw.com平腹杆格构式柱的刚度折减系数也可按下式近似计算 式中柱肢中心距柱肢净间距一根腹杆截面惯性矩一根柱肢截面惯性矩一根柱肢截面面积图斜腹杆格构式柱图平腹杆格构式柱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斜腹杆格构式柱斜腹杆与柱肢轴线间夹角宜为杆件轴线宜交于节点中心或腹杆轴线交点与柱肢轴线距离不宜大于当大于时应考虑其偏心影响腹杆端部净距不小于见图www.bzfxw.com平腹杆格构式柱 腹杆中心距离不大于柱肢中心距的倍腹杆空钢管面积不小于一个柱肢钢管面积的腹杆的长细比不大于单个柱肢长细比的腹杆采用空钢管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图斜腹杆节点可不计算应按的有关规柱肢斜腹杆定进行对三肢和四肢格构式柱应沿柱高方向设置横膈横隔间距不应大于柱截面长边的倍或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输单元不应少于两个横膈构造见图单肢框架柱的顶层柱及排架阶形柱的上柱可采用与钢板图横膈构造www.bzfxw.com膈板横膈撑管 图组合截面形式焊接的组合截面形式见图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接在钢管混凝土的管壁上可加焊支吊架等配件当在管壁上支承重量较大的支吊架时宜采用加强环形式并按公式验算管壁强度节点和连接钢管混凝土结构节点和连接的设计应满足强度刚度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框架结构的梁柱刚性节点宜采用加强环节点形式构造要求如下当横梁为工字形截面钢梁时节点构造形式见图当横梁为钢筋混凝土梁时节点形式见图和图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主筋直接焊接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www.bzfxw.com梁较高时宜设中间加劲肋见图 图钢梁节点梁净跨度柱肢梁端上下加强环坡口图混凝土梁图混凝土梁明牛腿节点暗牛腿节点柱肢钢筋混凝土梁柱肢钢筋混凝土梁上上下加强环明牛腿下加强环暗牛腿腹板排架结构的梁柱铰接节点应能可靠传递剪力和轴向力铰接节点可采用明牛腿形式见图或节点板形式见图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www.bzfxw.com节点计算同钢结构并应满足的规定 图双肢柱节点图明牛腿铰节点上加强环下加强环柱肢钢梁牛腿贴板中间加劲肋角钢螺栓柱间支撑也可采用与柱肢直接焊接的钢管其构造和计算应符合的有关规定设有吊车的厂房阶形柱的变截面处构造见图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图板式铰节点式中角焊缝高度柱肢型钢支撑节点板加劲板角焊缝总计算长度角焊缝抗剪强度设计值柱顶直接承受压力的钢管混凝土柱柱顶板宜加厚厚度不宜小于并应设置肩梁板和加劲肋顶板应留有的压浆孔作为压浆之用见图图柱顶荷载宜作用于截面形心处肩梁膈板焊缝应按公式计算刚性节点加强环板的平面类型一般有种见图www.bzfxw.com加强环板在梁方向受拉力作用时可按下式计算 图阶形柱变截面处构造吊车荷载肩梁图格构式柱头构造肩梁平台板中膈板www.bzfxw.com图单肢柱柱头构造 图加强环板的类型式中梁端弯矩设计值梁轴向力对一个环板产生的拉力梁端截面高度柱轴线处的梁支座弯矩设计值对应于柱轴线处梁端剪力柱肢直径加强环板宽度和厚度的计算连接预混凝土梁的上环板宽度宜比梁宽小下环板宽宜比梁宽大连接钢梁或现浇混凝土梁的环板宽度宜与梁翼缘或梁宽等宽连接混凝土梁的环板厚度可按下式计算并应验算www.bzfxw.com焊缝强度 式中梁端全部负弯矩钢筋面积梁端负弯矩钢筋抗拉强度设计值加强环板钢材抗拉强度设计值连接钢梁的环板厚度应按梁翼缘板的轴心拉力确定加强环板控制截面宽度的计算型和型加强环板可按下式计算式中拉力作用方向与计算截面的夹角柱肢管壁参加加强环工作的有效宽度见图柱肢管壁厚度图柱肢管壁柱肢钢材强度设计值的有效宽度型和型加强环板可按管壁加强环板下式计算式中加强环同时受垂直双向拉力的比值当加强环为单www.bzfxw.com向受拉时 方向由最不利效应组合产生的最大拉力方向与同时作用的拉力加强环板的构造要求如下对于发电厂主厂房框架柱节点部分柱段应满足的条件节点部分柱段长度为由上下加强环板算起各不小于柱肢的直径图管壁应在梁柱节点中钢梁腹板或钢牛腿肋板力计算简图处的管壁剪应力见图应按下式进行验算式中梁端腹板或一个牛腿肋板承受的最大剪力角焊缝长度钢管内半径角焊缝包入的宽度腹肋板厚度位于地震区的框架节点设计宜符合下列要求宜采用钢梁加强环节点采用混凝土梁节点时梁端设计应符合和的有关要求宜采用型或型加强环板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可按以下规定确定一级抗震等级二三级抗震等级www.bzfxw.com节点加工应符合下列规定 加强环板的加工应保证外形曲线光滑无裂纹刻痕节点管段与柱管间的水平焊缝应与母材等强加强环板与钢梁翼缘的对接焊接应采用剖口焊可能产生塑性铰的最大应力区内应避免布置焊接焊缝柱与基础的连接柱与基础的连接分为铰接和固接两种铰接柱脚设计同钢结构固接柱脚分插入杯口式和锚固式两种宜采用插入杯口式柱脚基础杯口的设计同钢筋混凝土柱肢插入深度应符合如下规定当钢管外径时取时取时取中间值当柱肢出现拉力时应按下式验算混凝土的抗剪强度见图式中混凝土抗拉强度设计值柱脚端部加焊的带圆孔的圆板外径见图柱肢插入杯口深度图插入式柱脚图柱脚环板采用钢板或钢靴梁锚固式柱脚其设计同钢结构www.bzfxw.com埋入土中部分的柱肢应以混凝土包覆厚度不应小于 高出地面不宜小于当不满足式的要求时宜优先采用在钢管外壁加焊栓钉或短粗锚筋的措施钢管混凝土柱肢几种常用的对接形式见图图常用的几种对接形式剖口对接焊内套管对接焊法兰盘对接十字变径对接变径对接直焊缝钢管的对接www.bzfxw.com 外包钢混凝土结构一般规定本章规定仅适用于由纵向角钢及箍筋组成的外包钢混凝土结构必要时可增设附加纵向钢筋和斜腹杆根据建筑物的结构特点和施工方法可采用实腹式梁柱或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外包钢混凝土框架的结构抗震等级可按钢筋混凝土结构的抗震等级划分材料混凝土的强度等级对实腹式梁柱不宜低于对空腹式梁柱不宜低于外包角钢用的钢材可采用和钢受力钢筋可采用级级钢筋箍筋可采用级钢筋混凝土钢材和钢筋的力学性能指标应分别按混凝土结构设计规范和钢结构设计规范确定其质量应分别符合混凝土强度检验评定标准碳素结构钢和低合金结构钢的技术要求计算原则外包钢混凝土实腹式梁柱可按的有关规定计算www.bzfxw.com外包钢混凝土空腹式梁柱结构的计算可简化成纵向横 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向结构计算简图见图计算原则如下图主厂房横向结构计算简图平腹杆双肢柱钢桁架屋架铰接吊车梁辅助杆件铰接或刚接桁架梁平腹杆双肢柱可按单跨多层框架计算桁架梁应考虑节点的约束应按框架计算平腹杆双肢柱吊车梁以上部分的附加钢斜撑可不计腹杆的作用简化成三角形拉压杆计算直接承受吊车荷载的辅助杆件可根据平腹杆双肢柱的实际连接构造按铰接或刚接计算空腹式梁柱可采用简支连接为减少结构的水平位移可在施工安装后沿桁架梁支座处增加斜杆以形成先铰接后固接结构见图图中为水平位移空腹式梁柱应具有足够的抗侧移刚度以保证结构的安全和正常使用www.bzfxw.com在风荷载作用下柱顶端相对位移不宜大于 图横向结构连接形式斜杆位移曲线固结层层间相对位移不宜大于此处为柱顶端位移与柱高度从基础顶面至柱顶端之比为层间位移与层间高度之比在地震作用下应按和的有关规定进行抗震变形验算空腹式梁柱横向结构按规定的计算简图计算时尚应采用以下计算假定考虑杆件轴向变形对结构的影响平腹杆双肢柱应考虑节点刚性域的影响其刚性域长度可按下列公式确定见图对于柱肢对于腹杆拼装式节点时式中分别表示柱肢及腹杆的截面高度使用阶段构件的抗弯刚度可按下式计算www.bzfxw.com式中刚度折减系数当构件为现浇或整体预制时取当 构件为预制拼装时取混凝土的弹性模量换算截面惯性矩图双肢柱刚性域外包钢混凝土结构在正常使用极限状态的验算应按的有关规定和公式进行构件承载力计算外包钢混凝土受弯轴压偏压偏压剪构件的正截面承载力及斜截面承载力和剪扭构件的剪扭承载力可按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www.bzfxw.com图截面计算简图 外包钢混凝土空腹式梁柱杆件的计算长度平腹杆双肢柱的计算长度可根据楼层实际的支撑情况由表中给出表双肢柱柱肢的计算长度按无按有侧移框架时柱肢侧移计算简图腹杆与柱肢的线刚度比位框架置时底层其他层注表中分别表示腹杆柱肢混凝土的弹性模量分别表示腹杆柱肢的截面惯性矩桁架梁受压杆件的计算长度可按下列规定确定上弦杆桁架平面内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内www.bzfxw.com桁架平面外 式中按杆件轴线交点间距离取用的上弦或腹杆长度外包钢混凝土梁端角钢的锚固采用刚性锚件见图可按下列公式验算式中锚固件承受的剪力设计值即梁外包钢承受的拉力锚件的宽度和高度锚件的边长取的较大值混凝土的抗压强度设计值超强系数地震设防烈度为八度及以上时取七度及以下时取梁端角钢的截面面积和强度设计值图刚性锚固角钢锚件锚件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外包钢混凝土梁的下部角钢承受集中吊重时附加箍筋的总面积可按下式计算www.bzfxw.com附加箍筋分布的长度范围见图可按下式计算 式中梁下部的吊重设计值附加箍筋及角钢的抗拉强度设计值一个截面内附加箍筋的截面面积一个截面内下部角钢的截面塑性抵抗矩取下部角钢截面水平轴线的最小弹性抵抗矩的倍图梁的附加钢筋外包钢混凝土双肢柱节点核心区的截面抗震验算与钢筋混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式中连接板的折算应力连接板在设计荷载作用下的正应力和剪应力连接板的强度设计值外包钢承重骨架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www.bzfxw.com外包钢承重骨架的设计应分两个阶段进行 图箍筋加斜杆式外包钢承重骨架角钢斜杆箍筋施工阶段骨架按钢结构设计承受的荷载包括骨架自重模板重尚未硬化的混凝土重施工活荷载及风荷载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外包钢承重骨架主材截面的确定取决于使用阶段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不因施工而增加主材的截面利用外包钢承重骨架进行全现浇施工的框架宜采用梁柱骨架分层安装分层现浇的施工方案外包钢承重骨架的内力应根据不同的节点构造进行分析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施工阶段的荷载取值可按下列规定确定结构自重按实际计算模板荷载的标准值取混凝土重量按实际计算施工活荷载的标准值取风荷载按规定取值计算活荷载时主梁及柱的折减系数可取骨架梁的设计步骤和方法如下www.bzfxw.com骨架型式按的规定确定 骨架上下弦节点的荷载分配是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同一吊点位置作用于上下弦节点的荷载分别为每个节点总荷载的与见图图骨架梁荷载作用图上下弦角钢重心距离骨架梁跨度骨架梁的内力分析可采用等代桁架法计算桁架的节间由一根斜杆覆盖的区间组成它的等效模型如图中所示图等代桁架简图实际骨架简图等代桁架简图等代桁架节间距斜杆内力假定影响区竖杆箍筋间距斜杆覆盖的区间实际竖杆节间数承载力的验算应按进行验算上下弦的承载www.bzfxw.com力时应按的规定计入因水平荷载而产生的轴向力 变形计算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或式中骨架梁的跨度作用于骨架梁单位长度内的均布荷载刚度折减系数取集中荷载集中荷载数考虑腹杆剪切变形时骨架梁的抗弯刚度当量抗弯刚度上下弦角钢的弹性模量及截面面积上下弦角钢形心间距腹杆剪切变形时骨架梁抗弯刚度的折减系数由斜杆和竖杆组成的当量抗剪刚度斜杆截面面积斜杆与下弦杆的夹角www.bzfxw.com骨架梁的允许挠度为 主次骨架梁节点施工阶段的验算主次骨架梁节点的作用力如图中所示图主次骨架梁节点的作用力支座肋板连接板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钢等强度设计连接板与主梁上弦角钢之间应焊接连接骨架梁中受力腹杆的计算长度可考虑纵向腰筋与之绑扎或焊接的支点作用压杆长细比不宜大于拉杆长细比不宜大于构造要求外包钢混凝土厂房结构的伸缩缝间距可按钢筋混凝土结构的有关规定采用外包钢混凝土结构的截面尺寸宜标准化空腹式梁柱标准杆件的截面尺寸可采用三种规格以便于工厂化生产构件角钢的外表面可与混凝土表面取平箍筋的混凝土保护层厚度不宜小于见图受力钢图杆件构造www.bzfxw.com筋的保护层厚度不宜小于其直径 箍筋直径当截面高度小于或等于时不宜小于当截面高度大于时不宜小于箍筋间距对于空腹式梁柱杆件不宜大于抗震设防时不宜大于对于实腹式梁柱不宜大于其构造要求应按的有关规定外包钢承重骨架中斜杆的直径不宜小于纵向角钢的厚度不应小于梁柱的纵向配筋构造要求应按的有关规定箍筋与角钢当采用专用焊机焊接时箍筋两头必须经专用墩头机墩头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倍箍筋直径当角钢肢厚小于箍筋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设连接板其宽度不宜小于厚度不宜小于连接焊缝应与图钢牛腿连接钢牛腿连接钢板连接钢板等强度见图外包钢混凝土实腹式梁柱的抗震构造要求应按的有关规定设计梁柱接头的抗震措施如下框架横梁宜设置在柱的角钢之间柱角钢内侧距横梁近边不宜小于见图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当抗震设防烈度为八度及以上时梁柱节点除梁端按www.bzfxw.com设置刚性锚固件外尚应沿柱边梁底设附加锚固件并通过 图梁柱节点构造角钢柱横梁钢筋拉筋刚性锚固件拉筋或拉板将水平力传递给柱两侧的角钢见图考虑地震作用组合时框架柱的轴压比限值应按中的规定确定柱肢中全部角钢的最小配筋率不宜小于外包钢混凝土双肢柱的柱肢与腹杆采用拼装接头时抗震构造应符合下列规定见图连接板的设计应满足抗震加强系数的要求其抗震加强系数可按下式计算式中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连接板隙缝位置极限弯矩与外荷载产生的弯矩之比当抗震设防烈度为七度及以下时取当抗震设防烈度为八度及以上时取连接板应刨光避免局部缺陷及损伤www.bzfxw.com外包钢承重骨架中斜杆的倾角宜为 图拼装式接头构造肢杆腹杆连接板加劲板隙缝连接板中心线角钢截面重心线外包钢骨架内每隔左右应沿横截面加焊剪刀撑以防止运输时产生较大变形剪刀撑可采用的钢筋柱骨架分层组装时分段的位置设在楼层以上处角钢的连接可采用等截面角钢内贴搭接搭接长度不宜小于先安装螺栓固定位置后焊接定型www.bzfxw.com 钢混凝土组合梁结构一般规定本章规定仅适用于不直接承受动力荷载的钢混凝土组合梁结构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土叠合板组合梁翼缘板的有效宽度见图应按下式计算式中钢梁上翼缘或板托顶部宽度当板托倾角时应按计算板托顶部宽度梁外侧和内侧的翼缘板计算宽度各取梁跨度的和翼缘板厚度的倍中的较小值此外尚不应超出翼缘板实际外伸宽度不应超过相邻梁板托间净距的在组合梁施工阶段钢梁下无临时施工支撑时楼层自重及施工荷载由钢梁单独承受按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叠加在强度和变形满足的条件下组合梁交界面上抗剪连接件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超过的等截面组合梁材料组合梁翼缘板采用的混凝土强度等级不宜低于www.bzfxw.com组合梁中的钢梁可采用和钢 图混凝土翼缘板的有效宽度无板托组合梁有板托组合梁栓钉抗剪连接件的材质应符合附录的要求组合梁中的受力钢筋可用级级钢筋分布钢筋可用级钢筋混凝土钢材和钢筋的力学性能指标应分别按和确定其质量应分别符合和的技术要求组合梁承载力计算计算原则考虑全截面塑性发展组合梁中钢梁的板件宽厚比应符合www.bzfxw.com表的要求 表密实截面板件的宽厚比截面形式翼缘腹板当时当时注负弯矩截面有效宽度内纵向受拉钢筋截面面积钢筋抗拉强度塑性设计值按的有关规定取值钢梁截面面积钢梁钢材抗拉抗压强度塑性设计值按的有关规定取值钢梁钢材的屈服强度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及中相应钢材强度设计值乘以折减系数后采用对于连续组合梁采用塑性设计方法时中支座弯距调幅系数不应超过组合梁正弯矩截面及力比的负弯矩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相互影响组合梁的抗弯承载力计算应按下列公式进行正弯矩作用时有下列两种情况www.bzfxw.com塑性中和轴在混凝土翼缘板内见图即 时式中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混凝土轴心抗压强度设计值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塑性中和轴在混凝土板内的组合梁应力分布图形塑性中和轴塑性中和轴在钢梁截面内见图即时式中钢梁受压区截面面积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钢梁受拉区截面应力合力至钢梁受压区截面应力合力间的距离www.bzfxw.com负弯矩作用时见图 图塑性中和轴在钢梁截面内的组合梁应力分布图形塑性中和轴式中钢梁绕自身塑性中和轴的塑性抗弯承载力钢梁截面重心至混凝土翼缘板顶面的距离钢梁截面重心至整个截面塑性中和轴的距离纵向钢筋保护层厚度钢梁上翼缘板厚度钢梁腹板厚度图负弯矩作用时组合梁截面应力及应力分解图整个截面塑性中和轴钢梁截面重心轴www.bzfxw.com部分抗剪连接的单跨简支梁当采用柔性连接件栓钉 槽钢弯筋等时其抗弯承载力应按下列公式见图计算式中混凝土翼缘板受压区高度在所计算截面左右两个剪跨区内数量较小的连接件个数每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力应按的有关规定计算部分抗剪连接时截面抗弯承载力钢梁受压区重心至钢梁受拉区重心的距离混凝土翼缘板受压区重心至钢梁受拉区重心的距离图部分抗剪连接组合梁计算简图截面应变最大弯矩截面应力钢梁中和轴混凝土翼缘板中和轴相对滑移应变组合梁抗剪承载力应按下式计算式中钢梁腹板的高度及厚度www.bzfxw.com钢材抗剪强度塑性设计值应按的有关规 定确定组合梁正常使用极限状态的验算验算原则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对于连续组合梁在距中支座为梁的跨度范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内配置的负弯矩钢筋的作用在其余区段应取折减刚度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裂缝宽度分别不得大于及所规定的限值组合梁正弯矩区段以及用工字钢或钢板宽厚比符合表规定的密实截面组合梁的负弯矩区段可不进行整体稳定验算钢梁的局部稳定应符合的有关规定简支梁的变形计算可按结构力学公式进行连续梁的变形计算公式见附录考虑滑移效应的短期刚度可按下式计算www.bzfxw.com 式中组合梁的换算截面刚度可按换算截面法计算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混凝土翼缘板的截面面积组合梁截面有效折算面积组合梁截面有效折算面积与换算惯性矩之比钢梁截面的惯性矩混凝土翼缘板宽取的惯性矩钢材和混凝土的弹性模量比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抗剪连接件列数抗剪连接件间距当抗剪连接件错列布置时应取同一截面数量最多的连接之间的距离系数单位为与抗剪连接件抗剪承载力有关的系数按计算考虑混凝土徐变影响计算组合梁的长期刚度时钢梁与混凝土的弹性模量比应乘以www.bzfxw.com连续组合梁负弯矩区段内最大裂缝宽度应按下列公式计算 式中与纵向受拉钢筋表面特征有关的系数变形钢筋光面钢筋裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数当时取纵向钢筋保护层厚度当时取当时取纵向钢筋直径当用不同直径的钢筋时其中为钢筋截面的总周长按有效混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率即其中当时取混凝土抗拉强度标准值标准荷载作用下按荷载短期效应组合计算的负弯矩钢筋拉应力见图标准荷载作用下截面负弯矩组合值由纵向钢筋与钢梁形成的钢截面的惯性矩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由式右边项计算的截面塑性弯矩www.bzfxw.com连续组合梁中支座负弯矩调幅系数 图由负弯矩产生的纵筋拉应力弹性中和轴纵向钢筋抗剪连接件的计算组合梁的抗剪连接件宜采用栓钉也可采用槽钢弯筋或有可靠论证的其他类型连接件栓钉槽钢及弯筋连接件的设置方式如图所示其抗剪设计承载力由下列公式确定图连接件的外形及设置方向栓钉连接件槽钢连接件弯筋连接件栓钉连接件式中混凝土的弹性模量栓钉杆身截面面积栓钉杆的极限抗拉强度当时取www.bzfxw.com槽钢连接件 式中槽钢翼缘的平均厚度槽钢腹板的厚度槽钢的长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接件的抗剪承载力应按进行焊缝抗剪承载力验算弯筋连接件式中弯筋的截面面积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载力应乘以对于用压型钢板作混凝土翼缘板底模的组合梁其栓钉连接件的抗剪承载力应分别按以下两种情况予以降低当压型钢板肋平行于钢梁布置时图时按公式算得的应乘以折减系数后取用应按下式计算式中混凝土凸肋的平均宽度当肋的上部宽度小于下部宽度时图平均宽度取上部宽度混凝土凸肋高度栓钉高度当压型钢板肋垂直于钢梁布置时图栓钉抗剪连接件承载力的折减系数应按下式计算www.bzfxw.com式中在梁某截面处一个肋中布置的栓钉数当多于 个时按个计算图用压型钢板作翼缘板底模的组合梁肋与钢梁平行的组合梁截面剖面肋与钢梁垂直的组合梁截面压型钢板作底模的楼板抗剪连接件的计算应以支座点弯矩绝对值最大点及零弯矩点为界限如图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应按下列公式确定图剪跨区划分图位于正弯矩区段的剪跨取和中的较小者位于负弯矩区段的剪跨按照完全抗剪连接设计时每个剪跨段内需要的连接件总数应按下式计算按式算得的连接件数量可在对应的剪跨区段www.bzfxw.com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 接件个数按剪力图面积比例分配后再均匀布置如图所示图中式中剪力图面积相应剪力图内的连接件数量图剪跨段内有较大集中荷载作用时抗剪连接件的分配板托及翼缘板的计算组合梁板托及翼缘板纵向抗剪承载力验算应分别验算图所示的纵向界面及组合梁板托及翼缘板纵向界面抗剪极限状态可表达为式中荷载作用引起的单位长度界面上的纵向界面剪力单位长度界面上的界面抗剪承载力荷载作用引起的单位长度界面剪力应按下列规定计算www.bzfxw.com对于界面和 图板托及翼缘板的纵向受剪界面及其横向配筋无板托有板托单位梁长混凝土翼缘板底部钢筋截面面积单位梁长混凝土翼缘板上部钢筋截面面积单位梁长混凝土板托横向钢筋截面面积连接件抗掀起端底面至横向筋水平段顶面的距离对于混凝土翼缘板的纵向竖界面及取其中较大值作为验算依据单位长度界面上界面抗剪承载力应按下列公式计算式中常量单位为纵向界面长度按图所示的连线在抗剪连接件以外的最短长度单位为单位长度界面上横向钢筋的截面面积单位为对于界面对于界面对于有板托的界面由连接件抗掀起端底面即栓钉头底面槽钢上肢底面或弯筋上部弯起水平段的底面高出翼缘板底部钢筋上皮的距离决定当时当时www.bzfxw.com横向钢筋最小配筋应符合如下条件 式中为常量构造要求组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的倍混凝土板托高度不宜超过翼缘板厚度的倍板托的顶面宽度不宜小于的倍组合梁边梁混凝土翼缘板的构造应满足图的要求有板托时伸出长度不应小于无板托时应同时满足伸出钢梁中心线不应小于伸出钢梁翼缘边不应小于的要求图组合边梁翼缘板构造要求连续组合梁在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋及分布钢筋应按的规定设置弯筋连接件通过双面角焊缝与钢梁焊接焊接长度应大于倍弯筋直径抗剪连接件的设置应符合以下规定连接件抗掀起端底面宜高出翼缘板底部钢筋顶面连接件的最大间距不大于混凝土翼缘板包括板托厚度的倍且不大于部分抗剪连接的抗剪连接件实配个数不得少于完全抗剪连接所需连接件数量的www.bzfxw.com连接件的外侧边缘与钢梁翼缘边缘之间的距离不小于 连接件的外侧边缘至混凝土翼缘板边缘间的距离不小于连接件顶面的混凝土保护层厚度不小于栓钉连接件除应满足要求外尚应符合下列规定当栓钉位置不正对钢梁腹板时如钢梁翼缘承受拉力则栓钉焊杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的倍如钢梁上翼缘不承受拉力则栓钉焊杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的倍栓钉沿梁轴线方向的间距不小于焊杆直径的倍栓钉垂直于梁轴线方向的间距不小于焊杆直径的倍栓钉对于用压型钢板作底模的组合梁栓钉焊杆直径不大于混凝土凸肋宽度不小于栓钉焊杆直径的倍栓钉高度应符合的要求如图所示栓钉的材料质量外形尺寸及焊接质量检验要求见附录弯筋连接件除应符合要求外尚应满足以下规定弯筋连接件宜在钢梁上成对设置沿梁轴线方向的间距不小于混凝土翼缘板包括板托厚度的倍弯筋连接件的长度不小于其直径的倍从弯起点算起的长度不小于其直径的倍其中水平段长度不小于其直径的倍光面钢筋应加弯钩弯筋连接件弯起角宜为弯折方向如图所示在梁跨中纵向水平剪力方向变化区段应设置形弯筋组合梁可不设板托设板托时其外形尺寸及构造应符合下列规定图板托边距连接件外侧距离不小于板托轮廓线应在自连接件根部算起的仰角之外板托内应配置横向钢筋其下部水平段应设置在距梁上翼www.bzfxw.com缘的范围以内横向钢筋的间距应不大于且不大于 图板托的构造组合梁楼层的主次梁连接方式可采用平接或叠接如图所示图组合梁主次梁连接形式简图平接平接叠接主梁次梁支承角钢高强螺栓连接连接盖板www.bzfxw.com 附录标准的附录连续组合梁变形计算公式表连续组合梁边跨变形计算公式表注组合梁正弯矩段的折减刚度或与中支座段的刚度之比梁右端的转角www.bzfxw.com梁左端的转角 表连续组合梁中跨变形计算公式表www.bzfxw.com 附录标准的附录栓钉连接件材料质量外形尺寸及焊接质量检验要求栓钉材料质量栓钉宜采用镇静钢制作其机械性能及化学成分应符合表的要求表栓钉材质要求化学成分机械性能屈服点极限抗拉强度伸长率以上以上以下以下以下栓钉外形尺寸栓钉标准外形尺寸如图所示并见表的说明表栓钉规格表公称直径栓钉杆直径大头直径大头厚度熔化长度熔后长度与栓钉配套使用的焊接瓷环其规格除与栓钉的公称直径相匹配外尚与栓钉是直接与钢www.bzfxw.com梁焊接还是熔透压型钢板后再与钢梁焊接有关 图栓钉外形尺寸大头直径大头厚度栓钉杆直径焊后长度焊熔长度栓钉焊接质量的检验在正式焊接之前为寻求合适的焊接条件应进行与现场条件相似的焊接试验以找出最好的施焊时间和电流大小正式焊接的栓钉连结件在工厂施焊时每根中至少检查一根在现场施焊时可按一个台班对一根的比例约为每根中抽查一根作冲击弯曲试验弯曲的方向沿梁纵轴指向梁端一般以梁跨中点为界指向左侧或右侧梁端弯曲角度为以栓钉竖轴为基准线的如果检查中发现缺陷时应在该组中再抽出二根梁对栓钉连结件进行检验如果仍有缺陷则应对该组梁逐根进行检查检查合格的栓钉仍视为有效www.bzfxw.com 附录标准的附录本规程用词和用语为便于在执行本规程条文时区别对待对严格程度不同的用词说明如下表示很严格非这样做不可的用词正面词采用必须反面词采用严禁表示严格在正常情况均应这样做的用词正面词采用应反面词采用不应或不得表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的用词正面词采用宜反面词采用不宜表示有选择在一定条件下可以这样做的采用可条文中必须按指定的标准规范或其他有关规定执行的其用语是应按规定确定或应符合规定非必须按照所指定的标准规范或规定执行的其用语是参照www.bzfxw.com ,2中华人民共和国电力行业标准钢混凝土组合结构设计规程条文说明主编部门华北电力设计院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会www.bzfxw.com 目次前言范围引用标准总则术语和符号基本规定钢管混凝土结构一般规定材料构件承载力计算结构和构造节点和连接外包钢混凝土结构一般规定材料计算原则构件承载力计算外包钢承重骨架构造要求钢混凝土组合梁结构一般规定材料组合梁承载力计算组合梁正常使用极限状态的验算抗剪连接件的计算板托及翼缘板的计算www.bzfxw.com构造要求 前言根据原电力工业部电力规划设计总院电规计号文关于下达年度电力勘测设计科研标准化信息计划项目的通知原电力工业部综科教号文关于下达年制定修订电力行业标准计划项目的通知由华北电力设计院负责主要起草会同有关单位对原能源部电力规划设计管理局批准颁发实施的火力发电厂主厂房钢混凝土组合结构设计暂行规定进行修订成为钢混凝土组合结构设计规程为便于广大设计施工科研学校等有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定钢混凝土组合结构设计规程编制组根据电力标准编写的基本规定和工程建设标准编写规定关于编制标准条文说明的要求按钢混凝土组合结构设计规程的章节条顺序编制了钢混凝土组合结构设计规程条文说明供各有关部门和单位参考在使用中如发现本条文说明有欠妥之处请将意见直接函寄给本规程的解释单位华北电力设计院本条文说明仅供国内有关部门和单位执行本规程时使用不得翻印www.bzfxw.com 范围根据火力发电厂主厂房钢混凝土组合结构设计暂行规定自年颁发实施以来的经验和用户要求修订了原规定的适用范围www.bzfxw.com 引用标准按照电力标准编写的基本规定的规定编写了该条文其中还包含引用标准的有关规定www.bzfxw.com 总则本条是钢混凝土组合结构设计时必须遵守的原则指出了本规程的编制依据以及必须遵守的其他有关主要的标准规范和规定特殊地区例如湿陷性黄土膨胀土地下采掘或沿海有盐雾侵蚀地区和特殊环境例如受有强烈侵蚀高温高压或火的作用下的结构尚应符合专门规范的有关规定www.bzfxw.com 术语和符号本规程包括钢管混凝土结构外包钢混凝土结构钢混凝土组合梁结构三种结构各有鲜明特征和不同需要现行国家标准建筑结构设计通用符号计量单位和基本术语所规定的符号和术语不能满足本规程的需要因此就三种组合结构主要专业术语的定义和专用符号作了明确规定并按工程建设标准编写规定的规定将上述内容编为章节纳入标准正文www.bzfxw.com 基本规定结构体系的选择考虑的因素很多最主要的是贯彻国家技术经济政策再则应考虑综合技术经济效益土木工程学传统的标准原则用最少的材料来建造结构现在明显的趋于过时它正在愈来愈被现代的设计原则所代替用最少的劳动来建造结构重在建筑结构体系的改革体系的优化不能只注意单纯的构件组合应将建筑物作为工业产物从建筑全过程出发不只考虑单体构件而要着眼于整个建筑不只计及单项指标而要强调综合效益同时工程的具体情况材料供应构件运输施工机具等也是应予充分考虑的因素关于防火设计有关规范尚无针对钢混凝土组合结构的规定但在推广应用时设计人员尚能根据本规程包括的三种结构特点区别对待对组合梁中的钢梁按钢结构对待对外包钢混凝土结构其耐火度虽比混凝土结构稍差但优于钢结构很多据前苏联的研究表明其耐火度是钢结构的四倍故在工程应用中基本可按混凝土结构对待而有关单位正将计划推行该结构的耐火试验研究取得成果后将能为防火设计进一步提供依据对钢管混凝土柱国内已从高温下钢管混凝土构件截面温度场的计算高温下钢材和混凝土的应力应变关系及其温度之间的关系火灾下钢管混凝土轴压和偏压构件荷载与变形之间的关系以及与火灾持续时间之间的关系各参数如材料强度截面含钢率荷载偏心率长细比等对钢管高强度混凝土耐火极限的影响而火极限及防火保护层厚度的计算等方面对钢管混凝土柱耐火极限进行了试验研究取得了丰硕成果可从理论方面入手准确地预测钢管普通混凝土柱的耐火极限计算防火保护层厚度为防火设计和有关防火规程提供依据成果证明较钢柱可节省www.bzfxw.com防火涂料该成果已用于深圳赛格广场工程结构之中取得 较好效益而格构式柱中的空钢管腹杆仍应按钢结构等同对待关于防锈蚀设计钢混凝土组合结构无异于钢结构凡外露钢件均应采取防锈蚀措施只是外包钢混凝土结构的防护面积远比钢结构为小本条指出了钢管混凝土结构外包钢混凝土结构的特有性能应用得当就能取得更好的效益国内外的实践证明钢混凝土组合梁结构是一项成熟可靠的技术按组合梁结构设计无疑是省钢材省投资的随着经济的发展采用钢梁混凝土板的楼层结构日趋增多实际工程应用中钢梁与混凝土板之间多已习惯地设置了一定的抗剪连接件这种情况下按组合梁设计是合理的钢管混凝土结构外包钢混凝土结构的抗震性能均优于钢筋混凝土结构在没有进行更多的专门研究之前其结构抗震等级按混凝土结构设计规范火力发电厂土建结构设计技术规定和电力设施抗震设计规范的规定划分安全是有保证的条文的规定均系结构使用要求所决定的这样做可以防止不必要的浪费杜绝不安全的隐患www.bzfxw.com 钢管混凝土结构一般规定规定了本章的适用范围最小管径和最小壁厚的规定是为了保证混凝土浇灌质量和钢管焊接质量而确定的常用含钢率的规定是从经济效果焊接质量及空钢管的局部稳定等要求提出的时相当于可保证空钢管的局部稳定时相当于含钢率再大时将影响经济效果对于格构式柱缀材采用的钢管不灌混凝土本条指出钢管混凝土结构的一般应用范围及截面型式的选择由于大型工业厂房柱多为承载力高的偏压构件采用格构式柱使柱肢处于轴压或小偏压状态可以充分发挥钢管混凝土的优越性框架柱可采用双肢柱边列和山墙柱可采用三肢柱由于钢管混凝土柱的抗震性能延性和耗能性能优于钢筋混凝土柱在没有进行更多的专门研究之前对由钢管混凝土柱和钢筋混凝土横梁组成的框架结构其抗震等级的划分和计算参数暂按钢筋混凝土的有关规定取值显然是安全的材料钢管混凝土构件主要用作各种柱子结合柱子要求和钢结构设计规范的有关规定提出了对钢材的要求因钢管由冷弯卷制而成所以要求冷弯的保证钢管混凝土结构常用螺旋焊接管和直缝焊接管而以前者较好因易达到焊接与母材等强度的要求无缝钢管价格高且壁过厚因而不宜采用当螺旋焊接管的常用规格不能满足要求时www.bzfxw.com可采用钢板卷制成的直缝焊接钢管应采用对接坡口焊缝不允 许采用钢板搭接的角焊缝同时焊缝应达到二级质量检验标准和母材等强度由于钢管本身是封闭的多余水分不能排出因而水灰比不宜过大采用流动性混凝土或塑性混凝土主要决定于采用的浇灌工艺采用泵送混凝土或抛落无振捣浇灌时使用流动性混凝土采用振捣浇灌工艺时则使用塑性混凝土对于目前使用的钢钢和钢制成的钢管采用以上强度等级的混凝土比较合理在常用含钢率情况下钢和钢宜配或混凝土钢宜配及以上的混凝土研究结果表明当套箍系数降至以下时钢管混凝土轴压构件的荷载变形关系曲线出现明显的下降段导致脆性破坏考虑到结构的安全可靠应限制取值不得小于采用数值分析方法可以计算出钢管混凝土轴压时纵向压力和纵向应变间的关系曲线如图所示这是代表整个钢管混凝土整体的荷载应变关系将轴向荷载除以全截面面积是钢管外半径即得截面上的名义应力此关系也就是钢管混凝土组合应力应变关系经与大量实测曲线比较吻合程度良好图关系曲线www.bzfxw.com此荷载应变关系的各阶段都获得了数学表达式由此得到 了弹性阶段的组合弹性模量弹塑性阶段的组合切线模量和强化阶段的组合强化模量定义由弹塑性阶段转入强化阶段的点为组合强度标准值经对各种情况的大量计算由弹塑性阶段转入强化阶段的点都在左右为了简化计算建议取纵向应变时对应的名义平均应力为组合强度标准值引入钢材是混凝土的材料分项系数后即得钢管混凝土轴心受压强度设计值的计算公式规程给出的表中的值是采用第一组钢材计算获得的当采用第二三组钢材时由于钢材的屈服点与第一组钢材的不同故应对第一组钢材计算获得的值进行修正为了简化设计工作修正系数偏安全地取定值表给出了对应于和级混凝土的值表值第一组钢材混凝钢材土注表内中间值可采用插入法求得表列出了钢材的分组其中和分别为钢材的屈服强度及强度设计值表列出了混凝土的抗压强度在采用和为设计钢管混凝土构件的强度指标时对轴心受压试件的强度进行了可靠性分析在收集和整理了近千个试件的试验结果按不同钢号混凝www.bzfxw.com土强度等级含钢率和荷载比的情况进行分析和计算以后表明 采用本规程的设计方法所确定的钢管混凝土基本构件的抗力完全满足建筑结构设计统一标准中规定对延性破坏构件的可靠性要求可靠度指标都在以上表钢材的分组表厚度钢材组别一二三一二三一二三表混凝土抗压强度值强度等级钢管混凝土构件处于温度变化的环境中时其组合强度将受温度变化的影响当温度升高时钢材和混凝土的强度和弹性模量都随温度的升高而下降通过试验和分析可得到强度的下降率当温度下降时构件承载力将有所提高设计时可不考虑其影响根据研究成果并考虑到构件设计时温度对承载力的影响按附加组合计算其组合强度设计值可提高温度对构件承载力影响的折减系数按以下规定取值时时时中间值可采用插入法求得当温度超过时对强度影响过大应采取隔热防护措施本规程未列入考虑环境温度影响的计算遇此情况可参考www.bzfxw.com上列数据考虑温度影响计算一律以为基准 在永久荷载作用下由于管内混凝土发生徐变变形产生内力重分布现象导致钢管和管中混凝土应力改变二者的模量发生变化因而使构件的临界应力下降下降率和永久荷载的大小其所占的比例及构件的长细比有关对于偏压构件只在小偏心率时混凝土徐变值较大对构件临界应力才有影响此条规定主要用于炉架柱的设计对高层建筑的钢管混凝土柱也适用采用数值分析方法可计算出钢管混凝土受纯剪切作用时截面处最大组合剪应力与最大剪应变之间的全过程关系曲线如图所示图关系曲线图所示曲线的各阶段都获得了相应的数学表达式由此可得到弹性阶段的组合剪变弹性模量弹塑性阶段的组合剪变切线模量和强化阶段的组合剪变强化模量定义由弹塑性阶段转入强化阶段的点为组合剪切强度标准值各种情况的大量计算表明由弹塑性阶段转入强化阶段的点都在左右为了简化计算取最大剪应变时对应的名义剪应力为组合剪切强度标准值引入钢材和混凝土的材料分项系数后即得钢管混凝土受剪组合强度设计值的计算公式www.bzfxw.com表给出了对应于和级混凝土的值当采用第二三 组钢材时表列值应乘以换算系数表值第一组钢材混凝钢材土注表内中间值可采用插入法求得从钢管混凝土的关系曲线图导出的组合弹性模量组合切线模量公式如下组合弹性模量比例极限比例极限应变切线模量平均应力式中强化阶段模量表给出了对应于和级混凝土的值当采用第二三组钢材时表列值应乘以换算系数如果令式中和分别为钢材和www.bzfxw.com混凝土的弹性模量和分别为钢管和核心混凝土的惯性矩 表值第一组钢材混凝钢材土注表内中间值可采用插入法求得表换算系数值混凝土注表内中间值可采用插入法求得表换算系数值混凝钢材土注表内中间值可采用插入法求得www.bzfxw.com 则可导得钢管混凝土组合抗弯弹性模量的表达式为经代入有关数据进行计算即得表所示的换算系数式中是核心混凝土的半径表给出了对应于和级混凝土的值从钢管混凝土的图关系导出的组合剪变模量公式如下组合剪变模量比例极限比例极限对应的应变表给出了对应于和级混凝土的值构件承载力计算轴心受力构件的计算轴心受压构件考虑初始弯曲按偏心受压构件的方法计算钢管混凝土构件轴心受压时的临界应力与大量试验结果吻合很好这样就得到了稳定系数经回归分析值可按下列公式计算www.bzfxw.com 式中和分别为稳定与强度及弹性稳定与弹塑性稳定的界限长细比均为系数轴心受拉构件钢管混凝土轴心受拉时钢管径向将发生收缩但受到管内混凝土的阻碍因而钢管处于纵向和环向受拉径向受压的复杂应力状态由于径向压力不大简化为双向受拉工作管内混凝土由于纵向开裂而处于双向受压应力状态和轴心受压时的分析一样通过计算分析得到钢管混凝土轴心受拉时名义平均拉应力和纵向拉应变的关系曲线以关系曲线转入塑性阶段时的应力为钢管混凝土抗拉组合强度标准值为简化计算可按下式计算抗拉承载力当为时为可近似取为则写成设计公式式中为钢管的截面面积格构式轴心受压构件处于临界状态时缀材的变形不能忽略尤其是采用平腹杆格构式钢管混凝土轴心受压构件平腹杆的刚度远比柱肢刚度小因而计入缀材剪切变形的影响推导了构件的换算长细比公式中直接采用柱肢的钢管面积方便了设计同时还提供了三肢柱和四肢柱当截面不对称时的计算公式格构式轴心受压构件保证单肢稳定的规定及假想剪力的计算是直接采用钢结构设计规范的规定列入的通过数值计算分析计算得到了压拉弯扭剪等多种荷载作用下的极限相关曲面规程中采用了轴力www.bzfxw.com弯矩和剪力共同作用下的相 关曲面见图在的相关关系中有平衡点图相关曲面为了简化计算取平衡点位于处偏于安全地导出压弯剪荷载共同作用下承载力的验算公式当时且不计及附加挠度影响系数则分别得到强度验算公式和相关公式考虑了截面塑性发展当不考虑塑性发展时结果可直接用于格构式柱即公式如果忽略剪力对钢管混凝土柱的影响则可得到相关曲线如图所示图所示为拉弯和压弯构件承载力相关关系相互衔接的示意图www.bzfxw.com图相关曲线 图压弯和拉弯构件承载力计算公式衔接示意图结构与构造主厂房采用钢管混凝土结构属于框排架体系基本计算规定可参照火力发电厂土建结构设计技术规定中第三章的条文和火力发电厂主厂房荷载设计技术规程对单层工业厂房阶形柱和多层框架柱的计算长度由于本规程采用了组合模量故采用钢结构设计规范的规定根据施工阶段的荷载计算空钢管柱子的应力这种初始应力对钢管混凝土柱的最终强度承载力没有影响但由于初应力的存在使组合性能的弹塑性阶段提前了改变了弹塑性阶段的组合切线模量从而影响了构件的稳定承载力根据几十个构件的试验结果分析和大量的理论计算表明初始应力对偏压构件稳定承载力影响的程度与后期荷载所占比例及其偏心率的大小有关其中为后期荷载引起的内力比为后期荷载引起的内力偏心结合工程实际情况和已有经验为简化设计本条文统一取控制截面的初始最大应力不宜超过构件的容许长细比是根据已有的工程经验和有关规定确定www.bzfxw.com的 理论分析和实验研究的结果表明钢管混凝土柱在反复水平荷载作用下滞回曲线分无下降段和有下降段两种情况当柱子长细比为表中的限值以下时构件轴压比为位移延性系数大于等于满足结构抗震要求表给出了对应于和级混凝土的值当柱子长细比为表中的限值以下时结构抗震性能更好表用于地震区框架柱的长细比限值钢材混凝土注中间值可采用插值法求得表用于地震区框架柱的长细比限值钢材混凝土www.bzfxw.com 续表钢材混凝土注中间值可采用插值法求得钢管混凝土多层和高层框架在风荷载作用下的变形限值采用钢结构的规定电厂中汽机间和锅炉间所设置的吊车不属于重级工作制范围因而对由吊车水平荷载作用产生的柱变形限值不作规定在建筑的抗震设计中对框排架应进行抗震变形验算按电力设施抗震规范的要求对电厂主厂房和控制楼等重要结构的楼层应进行层间弹塑性位移验算此时计算所取的相当于高于设防烈度的预估罕遇地震作用下的水平地震影响系数最大值为体现国家现行建筑抗震设计规范的三水准两阶段设计思想防止主要建构筑物在罕遇强震中倒塌造成严重后果规范要求对结构中薄弱部位按规范指定的层间的弹性变形进行限制钢管混凝土抗震计算参数可参照上述规范规定取值在无明确规定时暂按钢筋混凝土结构的有关规定取值柱子的抗侧移刚度应考虑柱子受弯时内部混凝土出现受拉区而开裂从而使抗侧移刚度有所减小此减小值与混凝土开裂区的大小和范围有关因而和构件含钢率有关故应采用有效惯性矩刚度折减系数则是考虑缀材变形对刚度的影响和上柱的影响www.bzfxw.com假设斜腹杆组合柱为理想铰接桁架由斜腹杆组合柱和等 效实腹柱的水平位移相等条件并计入上柱对下柱刚度的影响推导出斜腹杆的刚度折减系数对平腹杆组合柱平腹杆一般使用空钢管线刚度往往小于柱肢由于其剪切变形的影响大大降低了组合柱的抗弯刚度所以在结构计算中宜将组合柱视为多层框架和结构一起联解为简化计算并便于为基础设计提供柱脚内力根据分析提出平腹杆组合柱刚度折减系数计算公式该式分母中的第三项即为腹杆变形项此项对的影响左右不容忽视斜腹杆组合柱的换算长细比是假设腹杆倾角为按格构柱抗弯刚度折减值导得的所以实际构件的腹杆角度亦应限定在这个范围内平腹杆柱的构造规定是为了从构造上保证腹杆有一定的线刚度不致使格构式柱的抗弯刚度低得太多在换算长细比的推导过程中做了条文中规定的限制参照钢结构设计规范的有关规定由于单肢柱框架的顶层柱和排架阶形柱的上柱往往垂直力较小而偏心距大采用组合截面较合理也便于施工根据对焊接对钢管混凝土结构轴心受压构件工作性能影响的实验研究后施焊会造成核心混凝土强度指标下降但对构件承载力的降低不超过由焊接造成柱挠曲产生的偏心很小可忽略其对偏心承载力的影响在设计荷载下施焊柱刚度变化也很小对结构的工作性能无明显影响节点和连接明确了在钢管混凝土结构中的节点和连接构造的基本要求根据试验研究和工程实践的经验梁柱刚性节点采用加强环形式安全可靠便于混凝土浇灌施工实践证明加强环能和管柱共同工作能可靠地将梁的内力传给柱肢而且由于加强环的存在管壁受力均匀防止了局部应力集中改善了节点受力www.bzfxw.com性能增强了节点和构件在水平方向的刚性 横梁为工字形焊接钢梁时梁端上下翼缘板在接近管柱时逐渐加宽在与管柱连接处将柱围住形成加强环梁端的弯矩和轴力由上下加强环承担剪力靠腹板通过焊缝传给柱肢为便于现场装配连接将梁端连同加强环与管柱段一起加工焊好形成小段钢梁现场施工时二者只要做等强焊连接即可为便于施工腹板可采用高强螺栓连接按该处梁的剪力计算横梁为钢筋混凝土梁时本条文所推荐的形式经节点模型试验及工程实践证明受力明确安全度大可保证刚接而且便于施工明牛腿节点在梁端内力作用下上加强环承拉牛腿承剪节点也可采用暗牛腿腹板形式传力方式与相同本条文结合电厂结构特点推荐了上述二种形式的节点对其他形式只要有可靠的依据和使用经验也可采用构格式组合柱梁节点应采取措施保证节点的刚度和几何不变性节点构造和计算基本同钢结构应注意对地震区抗震支撑的板式节点的应力验算防止剪应力集度过大造成管壁的撕裂根据工程经验可加设加强肋板来加强节点分散应力参照已有工程设计经验对由柱顶承受集中荷载的柱要保证钢管和管中混凝土共同受力应采取两个措施一是加厚柱顶板增设肩梁和加劲肋保证柱头刚度二是柱头盖板留设注浆孔进行压浆保证管中混凝土与柱顶板紧密接触对双肢柱当集中力作用在两肢之间时可采用穿过也可不穿过钢管的肩梁将力传给柱肢柱顶构造由加强环肩梁和加劲肋组成刚性节点刚性节点加强环板的类型可分为种型式型具有外形简单便于制作的优点型外形曲线光滑受力好这种型式都是工程中常用的型式因而也作为本条文的推荐形式目前国内外对加强环板的受力分析研究均限于环板承受单向拉力没有考虑柱轴压力的影响更没有进行柱承压的同时环www.bzfxw.com板双向承拉的性能研究为了建立符合我国国情采用我国材料 指标既能满足环板单向承拉又能满足柱段受轴压环板双向承拉的设计承载力设计公式在国内外已有的研究成果基础上进行了新的实验研究并提出了补充和修正加强环板的设计计算应满足以下两个条件梁端等强过渡并符合构造要求环板的设计承载力安全可靠环板的承载力受最大应力断面控制但是不同型式的环板控制断面位置不同实验表明对型环板不论是单向还是双向受拉最大应力点均出现在角隅的外边缘处对型环板当单向受拉时最大应力是与力成角环板外缘的环向应力当双向受拉时由于应力的叠加在与力方向成断面最小处的外缘环向拉应力最大首先屈服根据以上分析研究本规程在对日本规范公式进行补充并经简单变换后提出了以控制断面宽度来满足环板设计承载力要求的式和式对型环板的计算式中引入了双向拉力比值经与实验结果和国内已有计算公式相比该公式用于设计是可行的和偏于安全的梁柱刚接节点试验表明当梁端竖向剪力增至临界值时梁端为钢管外径范围内的管壁可能产生局部鼓曲致使节点刚度减小为此除采用梁端加腋等措施分散剪力降低剪应力集度外还应控制此范围内的剪应力值以保证管壁不发生局部屈曲根据剪力传递机理的试验研究成果提出本公式此公式已用于工程实践由于钢管混凝土柱具有较高的强度和良好的延性性质用作抗震结构的柱是相当理想的所以节点的设计成为钢管混凝土框架结构抗震设计的关键问题之一在框架结构中不论是钢梁节点还是钢筋混凝土梁节点只要满足计算和梁端构造上的要求与钢筋混凝土框架节点相比在低周反复荷载作用下滞回特性延性系数和强度储备均高得多而且节点核心区不会破坏梁端塑性铰位置易于控制因此采用钢管混凝土柱和钢梁或钢www.bzfxw.com筋混凝土梁加强环节点组成的框架更便于实现强柱弱梁节 点更强的抗震设计要求试验研究表明对混凝土梁节点在保证梁内主筋与环板可靠焊接锚固的前提下梁端配筋设计满足混凝土结构设计规范的有关规定也可达到强剪弱弯的目的表现出良好的抗震能力型加强环板由于其外形曲线光滑无明显应力集中点因而更适于承受反复荷载作用此外重视节点环板的加工和焊接质量也是减少残余应力和缺陷的影响避免应力集中所必需的在工程中应优先使用插入杯口式柱脚不仅传力直接而且节约钢材如采用钢板锚固式柱脚比插入式柱脚的钢材耗费较多柱肢的对接本条推荐六种形式无论哪种形式都必须保证对接件的轴线对中六种形式中节约钢材外形好适合工厂对接构件对位容易适合现场操作没有焊接适合室外小直径架构柱肢或预制柱肢连接但较费钢材适合大直径直缝焊管连接www.bzfxw.com 外包钢混凝土结构一般规定外包钢混凝土结构包括外包钢板槽钢角钢等型式本章规定主要适用于外包角钢的型式其他可参照使用增设附加的纵向受力钢筋是为了调整配筋面积增设斜腹杆是为了构成外包钢承重骨架外包钢混凝土结构的选型直接与机组容量施工方法材料供应等有关同时也将影响结构的技术经济指标需要根据现实情况和长远发展综合考虑钢结构过去多采用由普通型钢组成的空腹式梁柱现在可直接采用大型热轧宽翼缘形钢钢筋混凝土一般采用实腹式而外包钢结构可采用实腹式或空腹式两种型式原苏联研究外包钢结构主要是针对大中型电站因此从一开始就确定采用空腹式结构如同钢结构的型钢一样采用几种标准规格的外包钢杆件可灵活组装成双肢柱三肢柱桁架梁代替一般的实腹式梁柱这种结构的杆件主要为轴向受力更能充分的利用材料强度可节省混凝土有利于实现工厂机械化自动化生产原苏联在单机容量的电厂主厂房结构中只采用了的三种截面尺寸的杆件并建立了专门的生产流水线从材料加工骨架焊接混凝土浇灌构件组装都采用了配套机具生产全过程基本实现了机械化和自动化因此获得了较好的技术经济效益外包钢结构是一种钢混凝土组合结构它的生产方式既可像原苏联一样仿效钢结构同时也可在钢筋混凝土结构的基础上发展结合我国国情显然应该采用后一种方式过渡从这一角度www.bzfxw.com出发来确定外包钢厂房的结构型式对中小容量的机组的厂房 以采用实腹式结构为主对较大容量机组的厂房根据情况可考虑创造条件逐步采用空腹式结构多年来工程实践经验表明采用实腹式可不改变现有厂房结构型式对工艺布置土建设计施工方案都基本不受影响同时材料的选用比较灵活当角钢供应受限制时可采用部分钢筋来调整因此这种结构型式比较实用深受各方欢迎发展较快在今后的设计中要注意认真总结经验使截面尺寸节点构造配筋方式逐步统一以利于规格化标准化因此在条文中根据不同结构情况推荐采用实腹式或空腹式梁柱外包钢混凝土结构的施工方法空腹式结构以预制为主实腹式结构可采用现浇现场预制装配整体几种方案在条文中对高烈度地震区推荐采用现场浇和装配整体式以提高结构整体性和其他施工方案对比装配整体式方案尚有以下特点和现浇钢筋混凝土相比利用外包角钢兼作施工承重骨架可充分发挥外包钢结构的优越性为施工提供方便可节省模板和支撑降低造价缩短工期和过去采用过的承重骨架结构相比可节省以上的钢材和装配式钢筋混凝土结构相比预制梁通过现浇柱和现浇板形成整体结构有效地提高了结构的抗震性能预制梁构件小便于预制运输和吊装只需要小型吊装机具对于机组厂房最大单件重可控制在而装配式钢筋混凝土结构最大单件重达吊装不得不采用大型轨道式吊车这种吊车安装工期长耗费劳动力多造价高而且拆卸转移运输都很不便因此吊装工期长费用高一台机组主厂房吊装工期长达个月左右而吊装费用将占混凝土综合单价的www.bzfxw.com施工场地减少主厂房框架一般采用现场整体预制因此 现场需设置两个预制区域即中小型构件预制场和大型构件预制场造成预制场地大预制工期长特别是寒冷地区受气温条件限制不能常年生产或因必须进行冬季施工而增加设施提高造价而预制梁可竖着浇灌混凝土施工场地大大减小对厂区面积窄小的扩建工程则优越性更大随着商品混凝土的发展由搅拌站生产混凝土运至施工现场通过输送泵在高空浇灌混凝土实现了现浇结构机械化施工提高了建筑工业化水平材料按混凝土结构设计规范和钢结构设计规范的规定并结合外包钢混凝土结构的特点而定外包钢混凝土结构影响经济指标最主要的因素是所采用的混凝土等级原苏联的外包钢结构一般采用混凝土如果提高到则钢材还可减少约考虑到目前我国材料生产的实际情况对空腹式梁柱规定不低于混凝土计算原则外包钢平腹杆双肢柱的肢杆与腹杆一般采用标准杆件其刚度比符合钢筋混凝土双肢柱的计算假定因此外包钢平腹杆双肢柱应按单跨多层框架计算外包钢双肢柱吊车梁以上部分的钢桁架可简化为三角形拉压杆计算忽略钢桁架腹杆对内力的影响试验和计算结果表明沿桁架支座处增加斜杆基本消除了该层的层间位移从而减少了整榀框架的位移有效地增强了框架结构的侧向刚度以满足抗震要求条文中水平位移的限值系参考钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定的有关规定www.bzfxw.com在进行多层框架内力和位移计算时一般只考虑弯曲变形 的影响而忽略了轴向变形和剪切变形的影响计算结果表明对于层数多高宽比较大的高层框架如果不考虑轴向变形的影响会产生较大的误差使结构偏于不安全因此在钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规范中规定对以上或高宽比大于的结构应考虑柱的轴向变形对内力与位移的影响外包钢平腹杆双肢柱相当于高宽比较大的高层框架同时承受的垂直荷载大而相应的截面则较小轴向变形的影响更显著因此采用电算程序计算内力与位移时应考虑轴向变形的影响确定框架的计算尺寸时习惯取梁柱轴线的几何交点由于梁柱有一定高度梁柱相交的节点实际是一个块体其刚度比非节点区大得多其角变位小到可略而不计的那部分块体称为刚性域计算结果表明是否考虑刚性域对水平位移的计算数值影响甚大以图的试验双肢柱为例考虑刚性域的计算位移值比不考虑刚性域的值减少而且比较符合试验结果图试验双肢柱计算简图不考虑刚性域考虑刚性域近年来中外学者以钢筋混凝土框架刚性域长度的取值进行www.bzfxw.com了大量的试验研究认为将整个节点视为刚性域其计算内力与 实际情况不符而取距梁柱边一段距离的节点区作为刚性域比较合理对刚性域长度按条文规定的公式计算能满足计算精度要求见图对于梁对于柱图钢筋混凝土框架刚性域长度外包钢双肢柱节点刚性域长度的取值尚应考虑节点实际构造对于整浇接头肢杆比腹杆宽形成截面突变图对于拼装接头肢杆与腹杆在接头缝隙位置有明显的界限因此腹杆的刚性域长度可近似取而对于肢杆的刚性域长度可按式计算试验研究表明按混凝土结构设计规范规定计算安全有保证图外包钢双肢柱刚性域长度www.bzfxw.com整浇接头拼装接头 构件承载力计算试验研究结果表明外包钢骨架对混凝土有一定的约束作用使混凝土的轴压强度有所提高同时角钢又受到混凝土的侧向压力形成压弯受力状态角钢的轴压强度有所降低根据试验结果建立的正截面强度计算方法简称精确法详见有关试验研究报告考虑到在实际工程中采用精确法计算比较繁琐经济效果亦不显著故推荐可按钢筋混凝土结构计算试验结果表明外包钢混凝土构件的斜裂缝出现荷载斜裂缝发展到时的荷载箍筋屈服荷载与普通钢混构件差异不大外包角钢的特殊作用表现在加荷后期接近极限荷载阶段此时外包角钢对混凝土有一定的约束作用使箍筋屈服至极限荷载的加载段长于钢筋混凝土构件但作为强度设计的主要依据应考虑箍筋屈服时的强度故外包钢混凝土构件的斜截面强度计算仍按钢筋混凝土构件的计算公式最新的试验表明剪扭构件的承截力按钢筋混凝土的计算公式计算也是偏于安全的平腹杆双肢柱按单跨多层框架进行内力分析时肢杆的计算长度亦应按框架柱考虑根据混凝土结构设计规范专题组提出的方法框架柱的计算长度按以下公式确定对于无侧移的框架柱对于有侧移的框架柱取以下两式中的较小值其中为交于一个节点的所有横梁线刚度之和与交在同一节www.bzfxw.com点的柱段线刚度之和的比值即 式中横梁及柱的弹性模量横梁及柱的截面惯性矩横梁跨度及柱的层高分别为该柱段上下两个节点的值中的较大值考虑框架实际受力对柱计算长度的影响当框架任何一层满足下列条件时则该层各柱的计算长度均可按无侧移情况取用式中由水平荷载引起的该层层间水平位移该层水平剪力与相应的荷载组合下该层各柱轴向压力之和外包钢双肢柱在腹杆位置通常并无楼层属于空旷框架一般按有侧移框架确定柱肢的计算长度当满足式时可按无侧移情况条文中表系按式求得而楼层的实际支承情况则指是否有楼层或能不能满足式桁架梁受压杆件计算长度系参照钢筋混凝土桁架的有关规定梁端角钢锚固件的计算公式中补充考虑地震时钢筋超强系数梁下部承受集中荷载时荷载是通过角钢传给横向钢筋即箍筋再传给梁的整体为了避免梁在整体破坏之前出现角钢与混凝土之间有较大的裂缝应进行局部验算根据局部吊重加载试验结果假定角钢与混凝土之间的裂缝为时作为吊重设计的控制条件并建立了理论计算方法详见有关试验研究报告www.bzfxw.com条文中的计算公式为实用计算法假定荷载位置的箍筋首先 屈服而后荷载由角钢传递至邻近的箍筋承受待这部分箍筋屈服后再传至邻近箍筋直到角钢达到最大抗弯强度为止按此假定确定计算公式双肢柱拼装式接头连接板的强度计算公式按一般钢接头设计方法采用能量强度理论换算为等效的折算应力忽略受压区混凝土的影响外包钢承重骨架本条强调指出外包钢承重骨架不是结构设计的需要而是为配合全现浇施工方法所采取的措施用以直接悬挂模板承受施工阶段的荷载虽然在外包钢骨架中增加一些斜腹杆或交叉支撑但可基本取消全现浇施工所需的满堂红脚手架节省施工措施费取得较好的综合效益现代施工方法的原则之一是垂直构件现浇水平构件预制水平预制构件同样可以直接悬挂模板承受施工荷载达到取消满堂红脚手架的目的因此在设计中为配合施工而采取何种结构措施需要结合工程实际情况予以优选外包钢承重骨架的型式可以多种多样通过对几种型式骨架的试验比选平行箍筋加斜腹杆组成的骨架是最理想的骨架型式不需改变原有骨架的工艺而斜腹杆对增强骨架整体抗剪刚度的作用很明显构造简单方便施工本规程予以推荐以简化设计选型工作外包钢承重骨架在施工阶段和使用阶段是处于两种不同的结构形态承受着不同的荷载有着不同的使用要求因此必需按施工阶段和使用阶段进行两阶段设计由于构件承载力采取极限状态方法所以施工阶段产生的初应力可不考虑本条的意图和是一致的外包钢承重骨架是配合全www.bzfxw.com现浇施工方法的一种结构措施而不是取代全现浇方法所需的一 切施工措施如果因为施工阶段验算而增大骨架主材的截面技术经济指标必然发生较大变化将会不合理故应取得施工单位的支持和配合适当采取控制骨架梁柱的计算跨度和计算高度不因此增加主材截面本条是与的配套规定如果将梁柱骨架一次组成多层框架或需更多的临时固定措施或会因施工阶段验算而增大骨架主材截面造成技术经济指标的不合理本条旨在明确要根据外包钢承重骨架梁柱在施工阶段的实际节点构造确定计算简图进行内力分析本条明确了施工阶段外包钢承重骨架所受荷载的内容主梁及柱带折减系数系参考火力发电厂土建结构设计技术规定而定根据试验研究成果给出了骨架梁设计计算的关键步骤和方法按选定骨架型式施工阶段的荷载通过悬吊点作用于骨架上下弦的节点上考虑到下弦节点可能由于骨架变形而发生松动近似认为同一吊点位置上下弦节点的分配各占和上下弦杆角钢的刚度远大于竖腹杆箍筋可视二者的连接为铰接而上下弦杆则可视为支承在铰支座上的连续梁通过电算简化手算和实测的比较竖腹杆箍筋的内力分配如图所示因此简化简图图即可作为图的等代桁架计算的变形值与实测变形值符合良好这是本条文推荐的依据按式算得的变形包括了弯曲变形和剪切变形其剪切变形值为www.bzfxw.com式中荷载作用下的节点剪力 单位力作用下的节间剪力节间距节间数图竖腹杆内力分配图骨架梁计算简图电算简图简化简图通过试验验证剪切变形量可以用刚度折减的方法进行等效本条文取折减系数骨架梁的抗弯刚度只考虑了上下弦角钢作为梁的翼缘承受弯矩的抗弯刚度实际上桁架的抗弯刚度由上下弦角钢及腹杆水平分量组成由于斜腹杆部分相对较小所以可近似忽略其对弯曲刚度的影响此时仍能满足设计精度要求且偏于安www.bzfxw.com全 设计时应计算立柱角钢和水平支托上弦连接相关焊缝的能力连接板截面及与次梁上弦的连接焊缝按承受轴力进行设计连接板与主梁骨架上弦的连接焊缝可不计算在内以作为安全储备本条文系参照钢结构的规定构造要求杆件截面规格的统一是实现工业化生产的关键根据原苏联机组厂房使用外包钢结构的情况截面尺寸仅选用了三种规格我国目前研制的外包钢专用焊机其主要适用范围亦参照此数据横向钢筋即箍筋的保护层厚度按钢筋混凝土规范的规定为但外包钢结构的混凝土强度等级在以上故取保护层厚度耐久性与钢筋混凝土结构相当为满足受力钢筋的保护层厚度不小于其直径的要求或选用较小直径的钢筋或可将钢筋卧焊于角钢内侧槽内横向钢筋及纵向角钢的构造要求系根据工程实践经验及试验结果提出外包钢混凝土实腹式梁柱接头的抗震构造要求系根据近年来工程实践和试验成果提出的其中附加锚固件可将角钢的部分拉力通过拉筋或拉板传递至柱截面以减小拉力通过刚性锚固件对核心区混凝土产生局部挤压外包钢混凝土空腹式梁柱杆件的抗震构造要求系参考钢筋混凝土结构的有关规定并结合外包钢混凝土杆件的实际构造特点确定的角钢最小配筋率取一般都能满足实际不起控制作用杆件的箍筋考虑与节点核心区构造要求一致便于施工关于框架柱的轴压比本条文修订为按火力发电厂土建结www.bzfxw.com构设计技术规定下简称土规确定这样保持了与原规定 的一致这只是效果上的一致实际含意是不相同的区别在于土规的规定是出于对抗震设计规范要求的放宽而本规程是基于外包钢混凝土结构的抗震性能优于钢筋混凝土结构双肢柱拼装隙缝式接头的连接板在反复荷载作用下由于切口试件效应造成应力集中接头的疲劳强度将大大降低即在接缝位置容易发生低周疲劳破坏对抗震不利为避免这种破坏发生应加强连接板使塑性铰从接缝位置转移到连接板之外的截面位置因此就必须将连接板控制截面的抗弯强度加强而把腹杆控制截面的抗弯强度相应减弱并引用抗弯加强系数来表示通过试验研究确定抗弯加强系数为斜腹杆的主要作用是增强骨架整体抗剪刚度它与竖腹杆的夹角太小则不能发挥增强抗剪刚度的作用设计应该考虑骨架在运输中的工况施工单位也要求采取措施防止其在运输时产生较大的变形根据工程实践经验而定www.bzfxw.com 钢混凝土组合梁结构一般规定本章规定适用于将钢梁和混凝土翼缘板通过抗剪连接件连成整体的一般钢混凝土组合梁对于不直接承受动力荷载的钢混凝土简支及连续组合梁这些规定已可满足设计要求另外本章也可作为钢结构设计规范的某种补充工况相似的组合梁也可参照使用所谓不直接承受动力荷载主要指不是以动力荷载为主者如吊车梁以承受动荷载为主静载自重仅占极小部分所以是直接承受动力荷载的构件而在发电厂主厂房楼层上布置容量不大的电动机其动力荷载在楼层各种荷载中所占比例不大且在实际工程中已有使用经验者则可谨慎考虑应用例如煤仓间皮带头部皮带机的电动机大的虽有动力荷载部分考虑了动力系数在工程中已取得了成功应用组合梁的经验同时在城市立交桥工程中也取得了成功应用组合梁的经验可供设计参考翼缘板包括现浇混凝土板和混凝土叠合板近年来钢混凝土叠合板组合梁结构在火力发电厂主厂房等实际工程中的应用获得了成功取得了显著的技术经济效益和社会效益混凝土叠合板翼缘是由预制板和现浇层混凝土所构成预制板既作为模板又作为楼板的一部分参与楼板和组合梁翼缘的受力混凝土叠合板的设计参照混凝土结构设计规范执行由于用压型钢板作底模的组合楼板造价偏高耐久性较差如果考虑压型钢板组合楼板与钢梁的组合作用就要保证剪力连接件穿过压型钢板并保证其与钢梁的焊接质量同时要采取措施保证压型钢板和混凝土之间的抗剪因此施工程序比较复杂对连接件焊接质量要求高根据目前我国的国情本规程不推荐采用压型钢板组合楼板www.bzfxw.com钢混凝土组合梁的混凝土翼缘板可以带板托也可以不带 板托是否带板托应该由组合梁的强度刚度和节省材料用量及建筑要求等条件而确定相对而言不带板托的组合梁施工较为方便带板托的组合梁材料较省组合梁在施工阶段当钢梁下设有临时支撑当梁跨时一般不小于个支承点时设个支承点时全部作用由组合截面承受当无临时支撑时由于此时钢梁与混凝土翼缘板并未形成组合截面故应按钢结构设计规范验算钢梁的强度稳定和变形此时钢梁挠度不宜超过以免因梁下凹而过分增加混凝土用量和自重在此阶段算得的钢梁挠度应与施工完成即混凝土强度达到时后续加荷载引起的组合梁挠度相叠加所谓续加荷载是指形成组合梁以后新增的恒载如楼面的找平层等和扣除了施工活荷载的楼面使用活荷载在做上述计算时验算钢梁强度和稳定时采用荷载的设计值验算挠度时采用荷载的标准值用塑性理论计算组合梁的极限抗弯承载力时由于在塑性阶段不存在应力叠加而且初应力的存在也不影响构件的极限抗弯承载力因而无论组合梁在施工时梁下有无临时支撑其最终承载力是相同的所以在计算组合梁的极限抗弯承载力时无须考虑其施工条件国内外的研究成果表明在强度和变形都能满足的前提下采用部分抗剪连接钢混凝土组合梁是可行的材料内容按照混凝土结构设计规范和钢结构设计规范并结合组合梁结构的特点而定组合梁承载力计算按塑性理论计算组合梁截面的抗弯承载力时要求某些截面形成塑性铰并能产生所需的转动使结构形成机构故对钢梁www.bzfxw.com板件的宽厚比作了较严格的限制以避免由于板件局部失稳而降低 构件的承载力本条与钢结构设计规范相应的规定基本一致条文中所列公式为目前世界各国通用公式这些公式也已列入欧洲规范国内外的钢混凝土连续组合梁试验结果表明用式计算组合梁截面在负弯矩作用下的抗弯承载力是安全可靠的考虑到正在修订的我国混凝土结构设计规范拟取消计算截面抗弯承载力时取混凝土压应力为本条所列公式与欧洲规范是一致的国内的试验研究结果证明其计算结果是合理的组合梁正常使用极限状态的验算国内外的试验研究结果表明用现行换算截面法得到的钢混凝土组合梁挠度计算值偏小偏于不安全由换算截面法得到的挠度计算值偏小的原因是没有考虑钢梁和混凝土翼缘板之间的滑移效应而大量试验结果已经表明采用栓钉等柔性抗剪连结件的组合梁滑移效应对组合梁挠度的影响不能忽略不计连续组合梁中间支座负弯矩区段混凝土翼板受拉开裂因此连续组合梁应是变截面杆件的梁为此欧洲规范规定在距中间支座的范围内为一个跨间的跨度确定梁的截面刚度时不考虑混凝土翼板而只计入负弯矩钢筋截面对截面刚度的影响在其余区段不应取组合梁的换算截面刚度而应取组合梁截面的折减刚度按变截面杆件来计算连续梁的变形计算值与试验结果吻合良好考虑混凝土在长期荷载作用下徐变的影响所以按弹性理论分析组合梁内力和用折减刚度法计算变形时应根据荷载类别的不同取用不同的模量比对可变荷载采用对永久荷载采用代替计算组合梁的长期刚度关于按短期荷载效应组合进行混凝土翼缘板最大裂缝宽度的验算是因为裂缝宽度计算公式已考虑了荷载长期作用的影响连续组合梁负弯矩区混凝土翼缘板的工作性能很接近钢筋www.bzfxw.com混凝土轴心受拉构件因此采用了混凝土结构设计规范中最大 裂缝宽度的计算公式试验研究表明该公式可行该公式未计入翼缘板内横向钢筋对裂缝开展的制约作用和栓钉的影响引入中支座弯矩调幅系数是为了利用有关设计手册查得中支座的弹性弯矩后便可方便地计算在使用荷载作用下中支座截面的弯矩抗剪连接件的计算连接件在组合梁中除主要用来承受钢梁与混凝土翼缘板之间交界面的纵向剪力外还起抵抗混凝土翼缘板与钢梁之间的掀起作用条文中所列的三种抗剪连接件为目前国内外常用的类型它们都具有抵抗纵向剪力与抵抗掀起的功能由于栓钉连接件施工方便快速有专门的焊接机具和配件栓钉焊机栓钉焊枪和焊接瓷环可实现半自动化施焊而且受力性能好其单位承载力用钢量是上述三种连接件中最少的所以宜优先采用其次是槽钢以栓钉槽钢和弯筋连接件为例单位承载力用钢量分别为及栓钉抗剪连结件的设计承载力计算公式右边的限制条件是根据近年来国内大量的试验研究结果而得到的该成果得到了建设部行业标准主管部门的重视和推荐已经被建设部行业标准高层民用建筑钢结构技术规程所采纳试验研究结果表明火力发电厂主厂房钢混凝土组合结构设计暂行规定关于栓钉剪力连结件抗剪设计承载力公式过分保守导致计算所需要的栓钉数量偏多栓钉间距过密既增加了造价又给施工带来了不便研究成果和实际工程应用经验表明对栓钉剪力连结件的抗剪承载力上限采用是合理安全的欧洲规范年版的修订版采用了同样的限值槽钢和弯筋抗剪连结件抗剪承载力设计值的计算公式与钢结构设计规范相同关于用于连续组合梁中间支座负弯矩段及悬臂组合梁的抗剪www.bzfxw.com承载力设计值的折减系数是引用欧洲规范的结果近年来国内 的试验结果证明取该系数是可行的该条所列折减系数公式与原暂行规定是一致的该条规定与钢结构设计规范是一致的由于连接件的工作并不是绝对刚性的在钢梁与混凝土翼缘板的交界面的自然粘结发生破坏后交界面就会发生滑移变形因而交界面上各个连接件之间便发生内力重分配在极限状态时交界面上各个连接件受力几乎相等因而可以均匀布置方便施工板托及翼缘板的计算沿着一个既定的平面抗剪称为界面抗剪组合梁板的混凝土翼缘板板托翼缘板在纵向水平剪力作用时属于界面受剪本节所列公式与欧洲规范完全一致组合梁混凝土翼缘的横向配筋除板托中的横向钢筋是组合梁所特有的此外的其他横向钢筋及其截面面积中应包含楼板自身的配筋但这些钢筋符合混凝土结构设计规范中规定的锚固要求构造要求钢梁通过连接件与混凝土翼缘板形成组合梁后其抗弯能力有明显的提高相对来说钢梁的抗剪能力却显得不足为避免这种不协调的情况发生本条对提出了一般性要求关于连接件的构造要求钢结构设计规范中均有所说明不再赘述板托的外形尺寸及构造在本条中所作的规定在于保证板托中连接件的工况能与作连接件标准推出试验时的工况基本一致www.bzfxw.com'