DG/TJ08-95-2020 铝合金格构结构技术标准.pdf

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  • + 铝合金抗拉、抗压和抗弯强度设计值; f 铝合金抗剪强度设计值; 0.2一 铝合金名义屈服强度; 紧固件抗拉强度设计值; f 铝合金的极限抗拉强度; 铆钉的抗拉强度; 材料的泊松比。

    2.2.3几何参数与截面特性

    A 杆件的毛截面面积; A 杆件与节点板的接触面积: A 杆件的净截面面积; d 螺栓的有效直径; d。 铆钉或螺栓的孔径; db 杆件腹板两侧最内排螺栓间距; dh 螺栓与螺栓孔的间隙; eo 构件中点处的初始变形值; e1 螺栓边距; f 网壳矢高; h 工字型杆件的截面高度; ix 截面绕强轴的回转半径; I, 截面绕弱轴的惯性矩; L 结构跨度,节点板块状拉剪破坏线总等效长度; lo 网壳面内杆件计算长度; 1 节点板破坏边的净长度: In 网壳杆件净长度; n 杆件与节点板单连接区域上的螺栓孔个数; 力1 螺孔间距; R 球面网壳的曲率半径,节点板半径; R。 节点板中心区半径:

    2.2.4计算系数及其他参数

    过滤器标准B 网壳等效薄膜刚度; CIM 板式节点网壳整体稳定承载力的初始缺陷影响系数; CL 板式节点网壳整体稳定承载力的荷载影响系数; Cp 板式节点网壳整体稳定承载力的材料非线性影响 系数; C.一 板式节点网壳整体稳定承载力的节点刚度影响系数; D 网壳等效抗弯刚度;铝合金螺栓球直径; 球面网壳的第一阶自振频率; kT 高温下铝合金抗拉、抗压强度折减系数; K。 板式节点的承压刚度; Kf 板式节点的嵌固刚度; K 板式节点的滑移刚度; M 板式节点的受弯承载力; M 板式节点的滑移弯矩; M 板式节点的承压弯矩;

    孔壁承压强度放天系数; β一跨厚比无量纲化参数,轴力和杆件截面高度的乘积与 弯矩之比; Y一 节点板破坏边的材料等效破坏强度系数; 板式节点网壳基频放大系数; 考虑板件局部屈曲的修正系数; 7haz 焊接缺陷影响系数; 由轴压力弓起的刚度折减系数: Pb,T T℃下铝合金受弯构件的整体稳定系数; PT T℃下铝合金轴心受压构件的整体稳定系数; T T℃下铝合金轴心受压构件的稳定计算系数; 网格密度无量纲化参数; A 网壳杆件计算长度系数,板件间摩擦系数; Sr,T 节点板中心屈曲破坏承载力温度影响系数; 5M,T 压弯构件整体稳定承载力相关公式中弯矩项的温度 影响系数; SN.T 压弯构件整体稳定承载力相关公式中轴力项的温度 影响系数; T 节点板块状拉剪破坏承载力的温度影响系数

    3.1.1本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计

    3.1.2铝合金格构结构的选型,应根据建筑功能、造型要求、支 承条件、制作要求、施工条件、荷载和作用等条件确定 3.1.3铝合金单层网壳以及厚度小于跨度1/30的双层网壳应 进行整体稳定性验算。

    3.1.2铝合金格构结构的选型,应根据建筑功能、造型要求、支

    3.1.5铝合金格构结构的设

    3.2荷载、作用与效应

    3.2.1铝合金格构结构的设计应考虑恒荷载、活荷载、风荷载 雪荷载、地震作用、温度作用、火灾作用、结构支座沉降及施工荷 载等作用。铝合金格构结构的荷载取值、效应计算和效应组合应 符合现行国家标准《建筑结构荷裁规范》GB50009的规定

    3.2.3对复杂体型的格构结构,宜将多个方向的风荷载与

    3.2.3对复杂体型的格构结构,宜将多个方向的风荷载与其他 作用分别进行组合。

    3.2.4抗震设计的荷载和作用效应组合应符合现行国家

    《建筑抗震设计规范》GB50011和现行上海市工程建设规范《建

    震设计规程》DGJ08一9的规定。 5抗火设计时建筑室内火灾升温曲线的确定应符合下列规定: 一般情况下,可按下式确定:

    筑抗震设计规程》DGJ08=9的规

    3.2.5抗火设计时建筑室内火灾升温曲线的确定应符合下

    式中:t 一火灾持续时间(min); T一一火灾发展到t时刻的热烟气平均温度(℃); Tgo一一火灾前室内环境的温度(℃),可取20℃。 2当能准确确定建筑的火灾荷载、可燃物类型及其分布、儿何 持征等参数时,火灾升温曲线可按其他有可靠依据的火灾模型确定。 3.2.6跨度不小于50m或多点支承的格构结构的非线性分析 益裁效应组合宜老虐加裁次序的影响

    3.2.6跨度不小于50m或多点支承的格构结构的非线性分机

    3.3.1铝合金格构结构材料的性能应符合现行国家标准《一般 工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880、《铝及铝合金挤压棒材》 GB/T3191、《铝及铝合金拉(轧)制无缝管》GB/T6893、《铝及铝 合金热挤压管》GB/T4437、《铝合金建筑型材》GB5237、《工业用 铝及铝合金热挤压型材》GB/T6892的规定;当采用其他牌号的 铝合金材料时,应进行专门的分析或试验。 3.3.2用于承重结构的铝合金的化学成分应符合本标准附录A

    3.3.3用于承重结构的铝合金的力学性能指标应符合本标准附

    3.3.4铝合金格构结构的构件和节点选材应符合下列规定:

    1杆件、节点板、部分零部件(如锥头、封板、套筒等)宜采用 6061、6N01、6063、6082、6H13、5083、7075等牌号的铝合金。 2螺栓球宜采用7020、7075等牌号的铝合金。 3屋面板宜采用3003、3004等牌号的铝合金。

    3.3.5铝合金结构紧固件的材料宜采用铝合金或不锈钢;也可 采用经热浸镀锌、电镀锌或镀铝等表面处理后的钢材

    表3.4.1铝合金材料的强度设计值(N/mm

    和不锈钢铆钉连接的强度设计值应

    表3.4.2铝合金和不锈钢铆钉连接的强度设计值(N/mm)

    3.4.3铝合金结构普通螺栓连接的强度设计值应按表3.4

    3铝合金结构普通螺栓连接的强度设计值应按表3.4.3采用

    表3.4.3 普通螺栓连接的强度设计值(N/mm

    :3.4.4铝合金材料的物理性能指标

    3.4.5常用环槽铆钉的承载力可按本标准附录 C计算

    5常用环槽铆钉的承载力可按本标准附录C计算

    3.5结构或构件的变形规定

    3.5.1铝合金格构结构在恒荷载与活荷载标准组合作用下的最

    3.5.1铝合金格构结构在恒荷载与活荷载标准组合作用下的最 大挠度值不宜超过表3.5.1中的容许挠度值。

    表3.5.1铝合金格构结构的容许挠度值

    3.5.2铝合金格构构件在恒荷载与活荷载标准组合作用下的最

    大挠度值不宜超过l/250(l为构件长度);对悬臂构件,l可取悬挑 长度的2倍。

    3.5.3计算结构或构件的变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)孔引 起的截面削弱

    3.5.4铝合金格构结构可预先起拱,其起拱值不宜大于短向跨

    度的1/300。当仅为改善外观要求时,最大挠度可取恒荷载与活 荷载标准组合作用下的挠度减去起拱值

    用集中荷载时,必须另行考虑局部弯曲内力的影响。 4.1.2进行格构结构分析时,应根据支座节点构造及下部支承 结构的特性确定边界约束条件;宜采用格构结构与下部支承结构 整体建模的方法进行分析,当有可靠依据时也可将下部支承结构 简化为等效弹簧约束进行分析

    4.1.3铝合金格构结构的节点不应采用焊接连接,构

    4.1.4分析双层、多层格构结构时可采用空间杆单元,节点可假 定为铰接节点。分析单层网壳时应采用空间梁单元;当节点为半 刚性节点时,应考虑节点弯曲刚度和轴向刚度对结构位移、承载 力和稳定性的影响

    4.1.5铝合金格构结构宜按下列要求进行防连续倒塌的概念

    1采取减小偶然作用效应的措施。 2采取使重要构件及关键节点避免直接遭受偶然作用的 措施。 3在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加亢余约束,布 置备用传力路径。

    4增强重要构件及关键节点的承载力和变形能力

    4.1.6重要结构的防连续倒塌设计可采用下列方法:

    节点,可提高其安全储备,也可直接考虑偶然作用进行设计 2可按一定规则去除结构的主要受力构件,验算剩余结构 体系的极限承载力,并宜进行倒塌全过程分析

    4.2.1铝合金格构结构可采用平板网架、柱面网壳、球面网壳、 荫球面网壳、双曲抛物面网壳、自由曲面网壳、平面桁架和空间 架等结构型式。

    4.2.2铝合金格构结构的

    度、结整体稳定性综合确定。

    4.2.3平板型结构的起坡高度应根据建筑要求和屋面排水

    相邻杆件夹角等要求综合确定。杆件之间的夹角不宜小于30° 相邻杆件的截面面积差不宜大于较大截面面积的30%

    面型式、节点连接构造以及加工制作和安装技术条件等因素确 定。铝合金格构结构的节点型式可采用板式节点、螺栓球节点、 毂式节点等

    型式、连接和围护构造、加工制作和安装技术条件等因素确定,并 宜采用双轴对称截面。杆件宜采用挤压型材,单根杆件不宜 拼接。 4.2.7铝合金格构结构应便于制作、安装和维护

    4.2.7铝合金格构结构应便于制作、安装和维护

    4.3.1铝合金格构结构的静力和小震弹性计算可采用

    4.3.1铝合金格构结构的静力和小震弹性计算可采用线弹性分

    4.3.2铝合金格构结构构件和连接的设计应符合现行国家

    《铝合金结构设计规范》GB50429中的有关规定。

    4.3.4铝合金材料的弹塑性本构关系可按本标准附录D确

    4.3.4铝合金材料的弹塑性本构关系可按本标准附录D确定。 4.3.5进行整体稳定分析时,单层网壳结构的每根杆件宜划分 为多个非线性空间梁单元。

    4.3.6铝合金格构结构整体稳定分析应考虑初始几何缺陷的影

    响。结构整体缺陷模式可采用结构的最低阶整体屈曲模态;但对 于跨度较大或体型复杂的结构,整体缺陷模式宜补充考虑结构最 低阶整体屈曲模态的重模态及其相近模态;缺陷幅值可取网壳短 向跨度的1/300

    4.3.7铝合金格构结构整体稳定性分析应考虑多种不利的荷载

    值点处的荷载值,可作为网壳的稳定极限承载力。网壳稳定容许 承载力(荷载取标准组合)应等于网壳稳定极限承载力除以整体 稳定安全系数K。整体稳定安全系数K的取值应不小于2.2。 4.3.9铝合金平板网架、双层网壳和单层网壳杆件的计算长度

    注:1为杆件几何长度(节点中心间距离)

    一杆件的净长度,即杆件两端节点板外缘间距

    合金板式节点网壳的杆件平面内计算长

    一杆件在节点或节点端所连接杆件的总数;

    7m 相邻m号杆件的轴压力引起的约束刚度折减系数,m=1一N/NE; N一一相邻m号杆件的轴压力设计值; NE一相邻m号杆件的欧拉临界力; Im一一相邻m号杆件绕弱轴的截面惯性矩; lm一一相邻m号杆件的几何长度(节点中心间距离); R一一节点板半径。

    4.3.10凯威特型铝合金板式节点单层球面网壳的弹塑性

    稳定承载力可根据本标准附录E的规定进行估算

    4.4地震响应分析与抗震验算

    4.4.1铝合金格构结构在多遇地震作用下的效应可采用振型分 解反应谱法计算;体型复杂或重要的大跨度结构,应采用时程分 析法进行补充计算

    《建筑抗震设计规范》GB50011和现行上海市工程建设规范《建 筑抗震设计规程》DGJ08一9的规定。

    《建筑抗震设计规范》GB50011和现行上海市工程建设规范

    +.4.3米用振 不晨双 计算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和现行

    时,参与组合振型数量选取应保证各方向质量参与系数累积值不 小于90%

    4.4.5抗震分析应考虑支承体系对格构结构受力的影响,宜建

    立格构结构与支承体系的整体模型进行计算;亦可把支承体系简 化为格构结构的弹性支承,按弹性支承模型进行计算

    节点设计5.1一般规定5.1.1结构计算模型应与节点构造相符。当节点构造复杂时,应进行节点试验或数值模拟计算。5.1.2紧固件的直径应不小于t/4.5(t为被连接板的总厚度)。5.1.3螺栓或铆钉的距离应符合表5.1.3的要求。表5.1.3螺栓或铆钉的最大、最小容许距离最小容许最大容许距离距离名称位置和方向暴露于大气或非暴露于大气腐蚀环境下或腐蚀环境下垂直内力方向min(14tm.200)min(14tm.200)中2.5do构件受压力min(14tm.200)min(14tm.200)中心间距间顺内力构件外排min(14tm,200)1.5Xmin(14tm,200排方向受拉力内排min(28tm,400)1.1.5Xminl28tm.400中心至构件顺内力方向2do4tm+40max(12tm,150)边缘距离垂直内力方向1.5do注:do为螺栓或铆钉的孔径,tm为外层较薄板件的厚度,单位为mm。5. 1. 4螺栓和铆钉孔宜采用钻孔方法成型。5.1.5当铝合金材料与其他金属材料(不锈钢除外)接触时,应采取有效措施进行隔离。18

    5.2.1板式节点(图5.2.1)由杆件和节点板通过紧固件(如螺 栓、铆钉等)紧密连接而成。

    5.2.1板式节点(图5.2.1)由杆件和节点板通过紧固件(如螺

    图5.2.1板式节点

    5.2.2节点板的厚度不宜小于6mm。 5.2.3单根杆件每端的每个翼缘连接紧固件的总数不应少于 4个。 5.2.4当节点域承受较大剪力时,其抗剪承载力应采用试验或 数值模拟的方法确定。

    5.2.4当节点域承受较大剪力时,其抗剪承载力应采用试验或 数值模拟的方法确定。

    5.2.4当节点域承受较大剪力时,其抗剪承载力应采

    5.2.5节点板受拉时的块状拉剪破坏承载力可按下列规定 验算:

    5.2.5节点板受拉时的块状拉剪破坏承载力可按下列规定

    Q<0. 6tf Z ;l; Y==0. 58, 2=1 (5.

    Q1.2≤0. 6tf Z il;

    式中:Q; 第i根杆件传递给节点板的剪力设计值; Q1.2 第1根和第2根杆件传递给节点板的剪力设计值的 合力; Q1,2.3 第1~3根杆件传递给节点板的剪力设计值的合力; t 节点板厚度; f 铝合金材料的抗拉强度设计值; 一 第i条破坏边的净长度; Y 第i条破坏边的材料等效破坏强度系数,应按下式计算:

    2; 各破坏边和合剪力的夹角

    y;=1 /1+2cos*i

    5.2.6当螺栓或铆钉孔最小间距α满足下式要求时,可不进行 节点板块状拉剪破坏承载力验算:

    节点板块状拉剪破坏承载力验算:

    式中:α——螺栓或铆钉孔中心间距最小值; d。——螺栓或铆钉的孔径; n——杆件一端单侧翼缘上的螺栓或铆钉个数。 #平口

    5.2.7节点板在受压时中心局部屈曲承载力设计值可按下式计算:

    5.2.7节点板在受压时中心局部屈曲承载力设计值可按

    5.2.8节点板中心区半径与厚度的比值满足下式要求时,可不 进行中心区局部屈曲承载力验算:

    5.2.8节点板中心区半径与厚度的比值满足下式要求时,可7

    代中:f.,铝合金名义屈服强)

    式中:fo.2 铝合金名文屈服强度标准值。 5.2.9验算杆件翼缘净截面拉断承载力时,应取最不利截面进

    5.2.9验算杆件翼缘净截面拉断承载力时,应取最不

    行验算,不考虑腹板的有利作用,

    5.2.10铝合金板式节点的非线性刚度可按本标准附录E进行 计算。

    5.3.1螺栓球节点(图5.3.1)可用于小跨度双层网架或网壳

    5.3.1螺栓球节点(图5.3.1)可用于小跨度双层网架或网壳。

    图5.3.1螺栓球节点典型构造

    5.3.2螺栓球节点的构造可根据现行行业标准《空间网格结构 技术规程》JGJ7中相应的规定确定。当杆件直径不小于60mm 时,应采用锥头连接;当杆件直径小于60mm时钢筋工程,可采用封板或锥 头连接。

    5.3.3螺栓球支座节点可采用图5.3.3所示的构造。 5.3.4螺栓球节点的锥头和杆件的连接强度应通过试验进行 验证。

    5.3.3螺栓球支座节点可采用图5.3.3所示的构造。

    1应保证螺栓在球体内不相碰,并应满足套筒接触面 的要求(图5.3.5),可分别按下列公式核算,并按计算结果中的较 大者选用:

    D +dicoto+2d)+(d)2(5.3 sind

    锅炉标准规范范本式中:D 铝合金球的直径(mm); 两相邻螺栓之间的最小夹角(rad); dh 两相邻螺栓的较大直径(mm); d 两相邻螺栓的较小直径(mm);

    图5.3.3螺栓球节点支座节点构造

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