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文檔簡介
中國工程建設標準化協(xié)會標準
鋼管再生混凝土結構技術規(guī)程
Technicalspecificationforrecycledaggregateconcrete-filled
steeltubularstructures
(征求意見稿)
2023年10月27日
1總則
1.0.1為在鋼管再生混凝土結構的設計、施工、驗收及維護和拆除中貫徹執(zhí)行國家的技術經(jīng)濟政
策,做到安全適用、技術先進、綠色環(huán)保、經(jīng)濟合理,制定本規(guī)程。
1.0.2本規(guī)程適用于房屋建筑、鐵路、公路、電力、港口等工程中鋼管再生混凝土結構的設計、
施工、驗收及維護和拆除。
1.0.3鋼管再生混凝土結構的設計、施工、驗收及維護和拆除除應執(zhí)行本規(guī)程外,尚應符合國家
現(xiàn)行有關標準和中國工程建設標準化協(xié)會標準的規(guī)定。
1
2術語和符號
2.1術語
2.1.1鋼管再生混凝土構件recycledaggregateconcrete-filledsteeltubularmember
鋼管內填充再生混凝土形成鋼管與再生混凝土共同受力的組合構件,截面可為圓形或矩形。
2.1.2鋼管再生混凝土結構recycledaggregateconcrete-filledsteeltubularstructure
以鋼管再生混凝土構件為主要受力單元的結構。
2.1.3再生混凝土recycledaggregateconcrete(RAC)
摻用再生粗骨料配制而成的混凝土,本規(guī)程再生混凝土為采用天然細骨料的再生粗骨料混凝
土。
2.1.4再生粗骨料recycledcoarseaggregate(RCA)
由建(構)筑廢棄物中的混凝土、砂漿、石加工而成,用于配制混凝土的、粒徑大于4.75mm
的顆粒。
2.1.5再生粗骨料取代率replacementratioofrecycledcoarseaggregate
再生混凝土中再生粗骨料用量占粗骨料總用量的質量百分比。
2.1.6鋼管初應力限值limitingvalueofinitialstressinthesteeltube
鋼管再生混凝土構件在鋼管與再生混凝土共同工作前鋼管應力的容許值。
2.1.7截面含鋼率steelratio
鋼管截面面積與鋼管內再生混凝土截面面積的比值。
2.1.8約束效應系數(shù)confinementfactor
鋼管截面與鋼管內再生混凝土截面的名義軸心受壓承載力的比值。
2.2符號
2.2.1作用、作用效應和抗力
M——彎矩設計值;
Mu——受彎承載力;
N——軸力設計值;
N0——截面的受壓承載力;
Nu——構件的軸心受壓承載力;
T——扭矩設計值;
Tu——受扭承載力;
V——剪力設計值;
Vu——受剪承載力。
2.2.2材料力學性能
Ec,r——再生混凝土的彈性模量;
Es——鋼材的彈性模量;
f——鋼材抗拉、抗壓和抗彎強度設計值;
2
fb——鋼管和再生混凝土粘結強度設計值;
fc,r——再生混凝土的軸心抗壓強度設計值;
fck,r——再生混凝土的軸心抗壓強度標準值;
fl——縱筋的抗拉強度設計值;
fsc,r——鋼管再生混凝土截面的軸心抗壓強度設計值;
fscy,r——鋼管再生混凝土截面的軸心抗壓強度標準值;
fsv,r——鋼管再生混凝土截面的抗剪強度設計值;
ft,r——再生混凝土的軸心抗拉強度設計值;
ftk,r——再生混凝土的軸心抗拉強度標準值;
fy——鋼材的屈服強度;
Gc,r——再生混凝土的剪變模量;
Gs——鋼材的剪變模量;
2
RC30——立方體抗壓強度標準值為30N/mm的再生混凝土強度等級;
Wsc——鋼管再生混凝土構件的截面抗彎模量;
c,r——再生混凝土的泊松比。
2.2.3幾何參數(shù)
Ac——鋼管內再生混凝土的截面面積;
Al——縱向受力鋼筋的截面面積;
Alc——軸向局部受壓面積;
As——鋼管的截面面積;
Asc——鋼管再生混凝土的截面面積;
Ase——腐蝕后鋼管的截面面積;
Aw——桁式混合結構中單根腹桿空鋼管的截面面積;
B——方形鋼管再生混凝土的截面外邊長;矩形鋼管再生混凝土的截面寬
度;
Be——腐蝕后方形鋼管再生混凝土的截面外邊長;腐蝕后矩形鋼管再生混
凝土的截面寬度;
D——圓形鋼管再生混凝土的截面外直徑;
De——腐蝕后圓形鋼管再生混凝土的截面外直徑;
H——矩形鋼管再生混凝土的截面高度;
He——腐蝕后矩形鋼管再生混凝土的截面高度;
Ic——鋼管內再生混凝土的截面慣性矩;
Ip,c——鋼管內再生混凝土的截面極慣性矩;
Ip,s——鋼管的截面極慣性矩;
Is——鋼管的截面慣性矩;
l0——構件的計算長度;
t——鋼管或鋼板厚度;
te——腐蝕后鋼管壁厚;
Δt——腐蝕后鋼管的平均壁厚損失值;
θ——斜腹桿與弦桿的夾角。
2.2.4計算系數(shù)及其他
kcr——長期荷載作用影響系數(shù);
3
n——軸壓比;
nL——長期荷載比;
rc——再生粗骨料取代率;
R——火災下的荷載比;
Rd——撞擊動力影響系數(shù);
V0——撞擊物速度;
αe——腐蝕后名義截面含鋼率;
αs——截面含鋼率;
ασ——再生混凝土強度折減系數(shù);
γm——截面抗彎塑性發(fā)展系數(shù);
γsc——鋼管再生混凝土截面的軸心抗壓強度分項系數(shù);
v——受剪承載力計算系數(shù);
——軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù);
λ——構件的長細比;結構的換算長細比;
λo——構件彈塑性失穩(wěn)的界限長細比;
λp——構件彈性失穩(wěn)的界限長細比;
ξe——腐蝕后名義約束效應系數(shù);
r——約束效應系數(shù);
?——鋼管內再生混凝土的徐變系數(shù)。
4
3基本規(guī)定
3.1一般規(guī)定
3.1.1鋼管再生混凝土結構設計應包括下列內容:
1結構方案設計,包括結構選型、結構布置;
2材料選用及截面選擇;
3作用及作用效應分析;
4結構的極限狀態(tài)驗算;
5結構、構件及連接的構造;
6制作、運輸、施工、防腐和防火等要求;
7滿足特殊要求結構的專門性能設計。
3.1.2本規(guī)程采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法,用分項系數(shù)設計表達式進行設計。
3.1.3鋼管再生混凝土結構應進行承載能力極限狀態(tài)設計,且除偶然設計狀況外,應進行正常使用
極限狀態(tài)設計,并應符合下列規(guī)定:
1進行承載能力極限狀態(tài)設計時,應采用作用的基本組合、偶然組合或地震組合;
2進行正常使用極限狀態(tài)設計時,應采用作用的標準組合、頻遇組合或準永久組合。
3.1.4鋼管再生混凝土結構的安全等級和設計工作年限應符合現(xiàn)行國家標準《工程結構可靠性設計
統(tǒng)一標準》GB50153的有關規(guī)定。鋼管再生混凝土結構的安全等級,不應低于整體工程結構的安
全等級。
3.1.5進行鋼管再生混凝土結構設計時,應合理選擇材料、結構方案和構造措施,滿足結構構件在
施工和使用過程中的強度、剛度和穩(wěn)定性要求,并應符合防腐和防火等要求。
3.1.6鋼管再生混凝土結構的變形和裂縫寬度應滿足安全和使用要求。根據(jù)工程類別,結構各部位
的變形和裂縫寬度容許值應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
3.1.7鋼管再生混凝土結構應結合施工技術與實際工程條件,選擇合理施工方法,并制定技術要求。
3.1.8鋼管再生混凝土結構的維護工作應遵守預防為主、防治結合的原則。
3.1.9鋼管再生混凝土結構拆除應按短暫工況進行結構分析。
3.2作用和作用組合
3.2.1鋼管再生混凝土結構荷載標準值、荷載組合的分項系數(shù)、組合值系數(shù)的確定應根據(jù)工程類別,
符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。直接承受動力荷載的鋼管再生混凝土結構,計算構件強度、穩(wěn)定性
以及連接強度、疲勞時,動力荷載代表值應乘以動力系數(shù)。動力系數(shù)取值應符合國家現(xiàn)行有關標準
的規(guī)定。
3.2.2進行鋼管再生混凝土結構的強度、穩(wěn)定性以及連接強度驗算時,應采用荷載設計值;進行鋼
管再生混凝土結構的疲勞驗算時,應采用荷載標準值。
5
3.3構造規(guī)定
3.3.1圓形鋼管再生混凝土構件的截面直徑不宜小于180mm,壁厚不應小于4mm。矩形鋼管再生
混凝土構件的截面邊長不宜小于150mm,壁厚不應小于4mm。
3.3.2鋼管再生混凝土構件的截面含鋼率應符合下列規(guī)定:
1圓形鋼管再生混凝土構件截面含鋼率不宜小于0.04,且不宜大于0.20;矩形鋼管再生混凝
土構件截面含鋼率不宜小于0.05,且不宜大于0.20。截面含鋼率應按下式計算;
As
s=(3.3.2)
Ac
——截面含鋼率;
式中:s
——鋼管的截面面積(mm2);
As
——鋼管內再生混凝土的截面面積(mm2)。
Ac
2當圓形鋼管再生混凝土構件的截面含鋼率小于0.06或矩形鋼管再生混凝土構件截面含鋼率
小于0.10時,構件承載力計算中不宜計入鋼管對管內再生混凝土約束作用的有利影響。
3.3.3矩形鋼管再生混凝土構件的鋼管截面高寬比(H/B)不應大于2。
3.3.4圓形鋼管再生混凝土構件的約束效應系數(shù)不應小于0.6,且不應大于4.0;矩形鋼管再生混凝
土構件的約束效應系數(shù)不應小于1.0,且不應大于4.0。約束效應系數(shù)應按下列公式計算:
Afsy
r=()
Afcck,r
——約束效應系數(shù);
式中:r
——鋼管內再生混凝土的截面面積(2);
Acmm
——鋼管的截面面積(2);
Asmm
2
fy——鋼管鋼材的屈服強度(N/mm);
再生混凝土軸心抗壓強度標準值(2)。
fck,r——N/mm
6
4材料
4.1鋼材
4.1.1鋼管宜采用Q355、Q390、Q420、Q460和Q355GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ鋼,可采
用Q500、Q550、Q620、Q690和Q500GJ、Q550GJ、Q620GJ、Q690GJ鋼,也可采用Q235和
Q235GJ鋼,鋼材的質量應符合國家現(xiàn)行標準《鋼結構設計標準》GB50017、《碳素結構鋼》GB/T
700、《低合金高強度結構鋼》GB/T1591、《建筑結構用鋼板》GB/T19879和《高強鋼結構設計標
準》JGJ/T483的有關規(guī)定。
4.1.2進行抗震設計的鋼管再生混凝土結構,所采用的鋼材應符合下列規(guī)定:
1Q235~Q420和Q235GJ~Q420GJ鋼材屈強比不應大于0.85,Q460~Q690和
Q460GJ~Q690GJ鋼材屈強比不應大于0.9;
2Q235~Q420和Q235GJ~Q420GJ鋼材應有明顯的屈服臺階,且伸長率不應小于20%,
Q460~Q690和Q460GJ~Q690GJ鋼材伸長率不應小于16%。
4.1.3承重結構的鋼管可采用焊接鋼管、熱軋無縫鋼管,不宜選用輸送流體用的螺旋焊接鋼管。
當采用無縫鋼管時,鋼管質量應符合現(xiàn)行國家標準《結構用無縫鋼管》GB/T8162的有關規(guī)定。
矩形鋼管可采用焊接鋼管,也可采用冷成型鋼管。當采用冷彎矩形鋼管時,應符合現(xiàn)行行業(yè)標準
《建筑結構用冷彎矩形鋼管》JG/T178中Ⅰ級產(chǎn)品的有關規(guī)定。直接承受動荷載或低溫環(huán)境下的
外露結構,不宜采用冷彎矩形鋼管。當螺旋焊接鋼管的常用規(guī)格不能滿足要求時,可采用鋼板卷
制成的直縫焊接鋼管,應采用對接坡口焊縫,不應采用鋼板搭接的角焊縫。焊縫應達到二級質量
檢驗標準,和母材等強度。當有可靠依據(jù)時,也可根據(jù)工程實際需要,采用不銹鋼管。
4.1.4焊接承重結構采用Z向鋼時,Z向鋼的材質應符合現(xiàn)行國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T
5313的有關規(guī)定。
4.1.5結構構件中的鋼筋應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的有關規(guī)定。
縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋,也可采用HPB300鋼
筋。
4.2再生混凝土
4.2.1再生混凝土用水泥應符合現(xiàn)行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175的有關規(guī)定。當采用
通用硅酸鹽水泥以外其他品種的水泥時,應進行工程性能驗證。
4.2.2本規(guī)程適用的再生混凝土應為摻加天然細骨料的再生粗骨料混凝土;再生粗骨料應符合國
家現(xiàn)行標準《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177和《再生骨料應用技術規(guī)程》JGJ/T240的有關
規(guī)定。
4.2.3再生混凝土用砂應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ52
的有關規(guī)定。
7
4.2.4再生混凝土用水應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《混凝土用水標準》JGJ63的有關規(guī)定。
4.2.5礦物摻合料應符合下列規(guī)定:
1粉煤灰應符合現(xiàn)行國家標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的有關規(guī)定;磨
細粉煤灰應符合現(xiàn)行國家標準《礦物摻合料應用技術規(guī)范》GB/T51003的有關規(guī)定;
2粒化高爐礦渣粉應符合現(xiàn)行國家標準《用于水泥、砂漿和混凝土中的?;郀t礦渣粉》
GB/T18046的有關規(guī)定;
3硅灰應符合現(xiàn)行國家標準《砂漿和混凝土中用硅灰》GB/T27690的有關規(guī)定;
4石灰石粉應符合國家現(xiàn)行標準《石灰石粉混凝土》GB/T30190和《石灰石粉在混凝土中
應用技術規(guī)程》JGJ/T318的有關規(guī)定。
4.2.6外加劑應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》GB8076的有關規(guī)定。
4.2.7再生混凝土的強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定,強度等級不宜高于RC50,且不
宜低于RC30,水膠比不應大于0.45,再生粗骨料取代率不應大于70%。
4.2.8鋼管再生混凝土構件中的再生混凝土強度等級與鋼材牌號的組合關系可按表4.2.8采用。
表4.2.8再生混凝土與鋼管材料組合關系
鋼材牌號Q235、Q235GJQ355、Q355GJQ390~Q690、Q390GJ~Q690GJ
再生混凝土強度等級RC30RC30~RC50RC50
4.2.9僅摻用Ⅰ類再生粗骨料的再生混凝土,強度指標應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)
范》GB50010的有關規(guī)定。
4.2.10摻用Ⅱ類、Ⅲ類再生粗骨料時,再生混凝土的軸心抗壓強度標準值fck,r、軸心抗拉強度
f
標準值ftk,r、軸心抗壓強度設計值fc,r、軸心抗拉強度設計值ft,r、軸心抗壓疲勞強度設計值fc,r、
f
軸心抗拉疲勞強度設計值ft,r,應按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010取值乘再
生混凝土強度折減系數(shù)σ的方法確定。對于摻入Ⅱ類、Ⅲ類再生粗骨料制備的混凝土,當再生粗
骨料取代率為0%時σ宜取1.00,當再生粗骨料取代率為30%時宜取0.94,當再生粗骨料取
代率為70%時宜取0.87,對于其他再生粗骨料取代率,可按線性內插法確定的取值。
4.2.11再生混凝土彈性模量Ec,r宜通過試驗確定;當缺乏試驗資料時,再生混凝土的彈性模量可
按表4.2.11采用。
表4.2.11再生混凝土的彈性模量(×104N/mm2)
再生粗骨料強度等級
再生粗骨料類型
取代率RC30RC35RC40RC45RC50
10%2.973.123.213.313.41
Ⅰ類
70%2.772.913.003.093.18
10%2.903.053.153.243.34
Ⅱ類、Ⅲ類
70%2.472.592.672.762.84
注:表內中間值按線性內插法確定。
4.2.12再生混凝土的剪變模量Gc,r可按相應再生混凝土彈性模量值的40%采用;再生混凝土泊
8
松比c,r可按0.2采用。
4.2.13高溫下再生混凝土的熱膨脹系數(shù)、比熱容和熱傳導系數(shù)宜通過試驗測定。
4.2.14再生混凝土在高溫下和高溫后的軸心抗壓強度、彈性模量、峰值應變等力學性能指標宜
通過試驗確定。當缺乏試驗條件或技術資料時,可按本規(guī)程附錄A計算。
4.2.15鋼管內再生混凝土收縮應變和徐變應變可按本規(guī)程附錄B計算。
4.3連接材料
4.3.1用于鋼管再生混凝土構件的焊接材料應符合下列規(guī)定:
1手工焊接所用的焊條應符合現(xiàn)行國家標準《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》GB/T5117的有關
規(guī)定,當采用Q460、Q460GJ及以上牌號鋼材時還應符合現(xiàn)行國家標準《熱強鋼焊條》GB/T5118
的有關規(guī)定,選用的焊條型號應與主體金屬力學性能相適應;
2自動焊或半自動焊用焊絲應符合現(xiàn)行國家標準《熔化焊用鋼絲》GB/T14957、《熔化極氣
體保護電弧焊用非合金鋼及細晶粒鋼實心焊絲》GB/T8110、《非合金鋼及細晶粒鋼藥芯焊絲》GB/T
10045和《熱強鋼藥芯焊絲》GB/T17493的有關規(guī)定;
3埋弧焊用焊絲和焊劑應符合現(xiàn)行國家標準《埋弧焊用非合金鋼及細晶粒鋼實心焊絲藥芯
焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求》GB/T5293和《埋弧焊用熱強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊
劑組合分類要求》GB/T12470的有關規(guī)定。
4.3.2鋼管再生混凝土構件焊縫的強度應符合國家現(xiàn)行標準《鋼結構設計標準》GB50017和《高
強鋼結構設計標準》JGJ/T483的有關規(guī)定。
4.3.3用于鋼管再生混凝土構件的連接緊固件應符合下列規(guī)定:
14.6級與4.8級的C級普通螺栓及5.6級與8.8級的A級或B級普通螺栓的質量應符合現(xiàn)
行國家標準《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1和《緊固件公差螺栓、螺釘、
螺柱和螺母》GB/T3103.1的有關規(guī)定;C級螺栓的規(guī)格和尺寸應符合現(xiàn)行國家標準《六角頭螺
栓C級》GB/T5780的有關規(guī)定,A級、B級螺栓的規(guī)格和尺寸應符合現(xiàn)行國家標準《六角頭螺
栓》GB/T5782的有關規(guī)定;
2大六角頭高強度螺栓的質量應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》GB/T
1228、《鋼結構用高強度大六角螺母》GB/T1229、《鋼結構用高強度墊圈》GB/T1230和《鋼結構
用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》GB/T1231的有關規(guī)定。扭剪型高強度螺
栓的質量應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T3632的有關規(guī)定;
3圓柱頭焊(栓)釘連接件的質量應符合現(xiàn)行國家標準《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》GB/T
10433的規(guī)定。
4.3.4連接緊固件的強度指標應按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017的有關規(guī)定執(zhí)行。
4.3.5自鎖式單向高強螺栓的螺桿質量應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》
GB/T1228和《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》GB/T1231的有關
9
規(guī)定。
10
5結構分析
5.1一般規(guī)定
5.1.1鋼管再生混凝土結構可用于框架結構、框架-剪力墻結構、部分框支-剪力墻結構、框架-支
撐結構、框架-核心筒結構和桿塔結構等結構體系。
5.1.2多層和高層鋼管再生混凝土結構的平面和豎向布置及規(guī)則性要求應符合國家現(xiàn)行標準《建
筑抗震設計規(guī)范》GB50011、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3和《高層民用建筑鋼結構技
術規(guī)程》JGJ99的有關規(guī)定。
5.1.3鋼管再生混凝土結構構件應按空鋼管進行施工階段的強度、穩(wěn)定性和變形驗算,并應符合
現(xiàn)行國家標準《鋼結構工程施工規(guī)范》GB50755、《鋼結構焊接規(guī)范》GB50661、《混凝土結構工
程施工規(guī)范》GB50666和《鋼-混凝土組合結構施工規(guī)范》GB50901的有關規(guī)定。
5.1.4鋼管再生混凝土結構乙類和丙類建筑的最大適用高度應符合表5.1.4的規(guī)定。對平面和豎
向均不規(guī)則的結構,表中最大適用高度宜適當降低;對甲類建筑,抗震設防烈度為6度~8度時
應按本地區(qū)設防烈度提高一度后符合表中的規(guī)定,9度時應專門研究;當房屋高度超過表中數(shù)值
時,結構設計應進行專門研究和論證,并應采取有效加強措施。當框架-核心筒結構采用鋼梁、鋼
-混凝土組合梁及型鋼混凝土梁時,應按表中確定最大適用高度;當采用鋼筋混凝土梁時,最大適
用高度應按鋼筋混凝土結構確定。
表5.1.4鋼管再生混凝土結構乙類和丙類建筑的最大適用高度(m)
抗震設防烈度
結構類型8度
6度7度9度
0.2g0.3g
框架6050403020
部分框支-剪力墻120805040不應采用
框架-剪力墻1401201008040
框架-支撐20018015012090
框架-核心筒19015013011060
注:房屋高度指室外地面至房屋主要屋面的高度,不包括突出屋面的電梯機房、水箱、構架等高度。
5.1.5抗震設計時,鋼管再生混凝土柱的軸壓比應按下式計算,且不宜大于表5.1.5中的限值。
N
n=(5.1.5)
N0
式中:N——考慮地震組合時鋼管再生混凝土柱的軸向壓力設計值(N);
N0——鋼管再生混凝土柱的截面受壓承載力(N),應按本規(guī)程式(6.2.1-3)計
算;
——鋼管再生混凝土軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù),應按本規(guī)程式(6.2.1-4)計
算,也可根據(jù)本規(guī)程附錄C確定。
表5.1.5鋼管再生混凝土柱軸壓比限值
圓形鋼管再生混凝土矩形鋼管再生混凝土
結構類型柱類型
抗震等級
11
一級二級三、四級一級二級三、四級
框架框架柱0.700.800.900.650.750.85
部分框支-剪力墻轉換柱0.650.75-0.600.70-
框架-剪力墻框架柱0.750.850.950.700.800.90
框架-支撐框架柱0.750.850.950.700.800.90
框架柱0.750.850.950.700.800.90
框架-核心筒
轉換柱0.650.750.850.600.700.80
注:剪跨比不大于2時,軸壓比限值應比表中數(shù)值減少0.05。
5.1.6鋼管再生混凝土結構的高寬比限值,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB
50936的有關規(guī)定。
5.1.7鋼管再生混凝土結構的抗震等級應符合現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB
50936的有關規(guī)定,鋼管再生混凝土構件的承載力抗震調整系數(shù)應符合表5.1.7的規(guī)定。
表5.1.7鋼管再生混凝土結構的抗震調整系數(shù)
正截面承載力驗算節(jié)點板件、連接焊縫、連接螺栓
斜截面承載力驗算
鋼管再生混凝土柱支撐強度驗算穩(wěn)定驗算
0.800.800.850.750.80
5.1.8鋼管再生混凝土結構在風荷載或多遇地震作用下,按彈性方法計算的樓層最大層間位移與
層高之比應符合現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB50936的有關規(guī)定。
5.1.9鋼管再生混凝土結構在罕遇地震作用下的薄弱層彈塑性層間位移與層高之比應符合現(xiàn)行
國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB50936的有關規(guī)定。
5.1.10房屋高度大于150m的鋼管再生混凝土結構應滿足風振舒適度要求,結構頂點的順風向和
橫風向振動最大加速度計算及加速度限值應符合國家現(xiàn)行標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB
50936和《組合結構設計規(guī)范》JGJ138的有關規(guī)定。
5.1.11鋼管再生混凝土結構在多遇地震作用下抗震計算的阻尼比選取應符合國家現(xiàn)行標準《鋼
管混凝土結構技術規(guī)范》GB50936和《組合結構設計規(guī)范》JGJ138的有關規(guī)定,并應根據(jù)實際
情況確定。
5.2計算指標
5.2.1鋼管再生混凝土構件截面的軸壓強度設計值宜按下式計算:
fscy,r
fsc,r=(5.2.1-1)
sc
圓形鋼管再生混凝土
(1.14+1.02r)fck,r()
fscy,r=(5.2.1-2)
矩形鋼管再生混凝土
(1.18+0.85r)fck,r()
鋼管再生混凝土截面的軸心抗壓強度設計值(2);
式中:fsc,r——N/mm
2
fscy,r——鋼管再生混凝土截面的軸心抗壓強度標準值(N/mm);
——約束效應系數(shù),應按本規(guī)程式()計算;
r3.3.4
2
fck,r——再生混凝土軸心抗壓強度標準值(N/mm);
——鋼管再生混凝土軸心抗壓強度分項系數(shù),對于房屋建筑結構、公
sc
12
路橋涵結構、鐵路橋涵結構、電力塔架結構和港口工程應分別取
1.20、1.40、1.45、1.20和1.20。
5.2.2鋼管再生混凝土截面的彈性抗壓剛度可按下式計算
()
(EAEAEA)c=+ssc,rc5.2.2
式中:——鋼管再生混凝土截面的彈性抗壓剛度(N);
(EA)c
——鋼管內再生混凝土的彈性模量(2),宜按本規(guī)程第
Ec,rN/mm4.2.11
條的規(guī)定確定;
——鋼管鋼材的彈性模量(2),應按現(xiàn)行國家標準《鋼結構
EsN/mm
設計標準》GB50017的有關規(guī)定確定;
——鋼管內再生混凝土的截面面積(2);
Acmm
——鋼管的截面面積(2)。
Asmm
5.2.3鋼管再生混凝土截面的彈性抗彎剛度可按下式計算:
EIE=+IEIssc,rc(5.2.3)
式中:EI——鋼管再生混凝土截面的彈性抗彎剛度(N·mm2);
——鋼管內再生混凝土的截面慣性矩(4);
Icmm
——鋼管的截面慣性矩(4)。
Ismm
5.2.4鋼管再生混凝土截面的抗剪強度設計值可按下式計算:
2.330.134圓形鋼管再生混凝土
(0.422+0.313srsc,r)f()
fsv,r=(5.2.4)
0.455+0.3132.330.25f矩形鋼管再生混凝土
(srsc,r)()
鋼管再生混凝土截面的抗剪強度設計值(2);
式中:fsv,r——N/mm
——截面含鋼率,應按本規(guī)程式()計算。
s3.3.2
5.2.5鋼管再生混凝土截面的彈性抗剪剛度可按下式計算:
GAGAGA=+ssc,rc(5.2.5)
式中:GA——鋼管再生混凝土截面的彈性抗剪剛度(N);
鋼管內再生混凝土的剪變模量(2);
Gc,r——N/mm
——鋼管鋼材的剪變模量(2)。
GsN/mm
5.2.6鋼管再生混凝土截面的彈性抗扭剛度可按下式計算:
GIG=+IGIsp,sc,rp,c(5.2.6)
式中:GI——鋼管再生混凝土截面的彈性抗扭剛度(N·mm2);
4
Ip,c——鋼管內再生混凝土的截面極慣性矩(mm);
4
Ip,s——鋼管的截面極慣性矩(mm)。
5.2.7長期荷載作用下鋼管再生混凝土截面的彈性抗壓剛度和彈性抗彎剛度,可將第5.2.2、5.2.3
條中的Ec,r改用Ettc,rs01(,)+進行計算。其中,徐變系數(shù)(,)tts0可根據(jù)本規(guī)程附錄B計算。
5.3分析方法
5.3.1鋼管再生混凝土結構分析應根據(jù)結構類型、材料性能和受力特點等,選擇彈性分析方法、
彈塑性分析方法或試驗分析方法。采用計算軟件進行結構分析時,應對結果進行判斷和校核,確
認結果合理、有效后方可應用于工程設計。
13
5.3.2鋼管再生混凝土結構的計算分析應計入風荷載的靜力和動力作用,特殊結構的風荷載體型
系數(shù)宜通過風洞試驗確定。
5.3.3采用有限元法進行鋼管再生混凝土結構的彈塑性分析時,可采用本規(guī)程附錄A中的材料本
構模型。
14
6構件承載力計算
6.1一般規(guī)定
6.1.1本章適用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載作用的鋼管再生混凝土構件承載力計算。
6.1.2鋼管再生混凝土構件的容許長細比應按現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB
50936的有關規(guī)定確定。
6.1.3由施工過程引起的鋼管初應力限值應為空鋼管承載力對應臨界應力值的35%。當鋼管再生
混凝土中由施工過程引起的鋼管初應力小于限值時,可忽略施工過程對構件承載力計算的影響。
當鋼管再生混凝土中由施工過程引起的鋼管初應力大于或等于限值時,應計入施工過程對構件承
載力計算的影響。
6.2軸心受力構件承載力計算
6.2.1鋼管再生混凝土構件的軸心受壓承載力應符合下列規(guī)定:
1不計入荷載長期作用影響時,鋼管再生混凝土構件的軸心受壓承載力應符合式(6.2.1-1)
的規(guī)定,且宜按式(6.2.1-2)計算:
NNu(6.2.1-1)
NNu=0(6.2.1-2)
NfA0=sc,rsc(6.2.1-3)
1()o
2
=++abc()op(6.2.1-4)
2
d(35)()+p
1(352)++?e
po()
a=26.2.1-5
()po?
b=?e2ap(6.2.1-6)
2
cab=??1oo(6.2.1-7)
0.30.05
23525
13000+4657lns(圓形鋼管再生混凝土)
ff+50.1
yck,r
d=(6.2.1-8)
0.30.05
23525
13500+4810lns(矩形鋼管再生混凝土)
ff+50.1
yck,r
?d
()
e=36.2.1-9
(p+35)
1743
(圓形鋼管再生混凝土)
fy
p=(6.2.1-10)
1811
(矩形鋼管再生混凝土)
f
y
15
420+550
πr(圓形鋼管再生混凝土)
(1.02r+1.14)fck,r
o=(6.2.1-11)
220+450
πr(矩形鋼管再生混凝土)
0.85+1.18f
(r)ck,r
4l
0(圓形鋼管再生混凝土)
D
23l
=0(矩形鋼管再生混凝土繞強軸)(6.2.1-12)
H
23l
0(矩形鋼管再生混凝土繞弱軸)
B
式中:N——軸向壓力設計值(N);
N0——鋼管再生混凝土構件的截面受壓承載力(N);
Nu——鋼管再生混凝土構件的軸心受壓承載力(N);
A——鋼管再生混凝土構件的截面面積(mm2);
sc
——約束效應系數(shù),應按本規(guī)程式()計算;
r3.3.4
——軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù),應按式(6.2.1-4)計算,也可根據(jù)本規(guī)程
附錄C確定;
2
fsc,r——鋼管再生混凝土截面的軸心抗壓強度設計值(N/mm),應按本規(guī)程
式(5.2.1-1)計算;
2
fck,r——再生混凝土的軸心抗壓強度標準值(N/mm);
2
fy——鋼管鋼材的屈服強度(N/mm);
——構件的計算長度(),應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》
l0mm
GB50017的有關規(guī)定;
D——圓形鋼管再生混凝土的截面外直徑(mm);
B——矩形鋼管再生混凝土的截面寬度(mm);
H——矩形鋼管再生混凝土的截面高度(mm);
——構件的長細比;
p——構件彈性失穩(wěn)的界限長細比;
——構件彈塑性失穩(wěn)的界限長細比。
o
2對長細比大于40的鋼管再生混凝土構件,當永久荷載引起的軸向壓力占全部軸向壓力的
50%及以上時,應計入長期荷載對穩(wěn)定承載力的影響,并應對鋼管再生混凝土構件的軸心受壓承
載力乘以長期荷載影響系數(shù),長期荷載影響系數(shù)可按下列公式計算:
1(40)
kcr=(6.2.1-13)
1?k1k2k3(40)
2.4
k1=0.4(6.2.1-14)
100
?+0.55
100
2.5fy
kn2s=L(6.2.1-15)
235
kr3c=+1.25(6.2.1-16)
16
N
l()
nL=6.2.1-17
N0
式中:kcr——長期荷載影響系數(shù);
nL——長期荷載比;
——作用于鋼管再生混凝土構件的長期軸向壓力(),應按準永久組合確
NlN
定;
N0——鋼管再生混凝土構件的截面受壓承載力(N);
rc
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