DL/T 5085-1999钢-混凝土组合结构设计规程.pdf
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1、 , 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 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 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
2、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
3、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 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
4、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
5、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 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 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
6、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 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 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 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
7、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 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
8、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
9、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 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
10、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 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
11、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
12、混凝土局部增厚部分 焊接瓷环 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
13、剪变模量 混凝土的剪变模量 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
14、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 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
15、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 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
16、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 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
17、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
18、屈服强度不同的钢材代替原设计中的 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
19、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 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 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
20、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 构 件 长 细 比 永久荷载引起的轴心力占全部轴心力的比例 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
21、采用插入法求得 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 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 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 构件承载力计算
22、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 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 双肢柱 平腹杆 斜腹杆 三肢柱斜腹杆 四肢柱斜腹杆 和是 轴和 比 是单肢 长细比 是一根 面积 是一根 的截面面积 注平腹杆双肢柱的构造应符合第条的规定 当三肢柱内外柱肢截面不相同时
23、 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 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
24、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 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
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- DLT 5085-1999钢-混凝土组合结构设计规程 DL 5085 1999 混凝土 组合 结构设计 规程
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