GBT 51340-2018 核电站钢板混凝土结构技术标准.pdf

2.1.5对拉抗剪构件

钢板混凝土结构中由钢板、栓钉、加劲肋和对拉体系等组成的 钢结构拼装组合件。

2. 2. 1材料性能

fsly 栓钉屈服强度设计值； f 栓钉极限抗拉强度设计值； 混凝土轴心抗拉强度设计值； fyp 钢板抗拉、抗压强度设计值： Jyv 对拉抗剪构件（拉结钢筋）抗拉强度设计值； Fy 钢筋抗拉强度设计值； F一 钢筋抗压强度设计值； Ecu 混凝土极限压应变

建筑管理2.2.2作用效应和抗力

内部飞射物所产生的撞击荷载： A2 外部爆炸引起的冲击波荷载： A 外部飞射物引起的荷载； 结构构件的变形限值； 永久荷载； E 运行安全地震动产生的地震作用； E 极限安全地震动产生的地震作用： 由环形吊车轴线最近的一个支承牛腿的承载力丧失引 起的荷载； L 可变荷载； M一 弯矩设计值； M 混凝土开裂弯矩： Mu一 单位宽度钢板混凝.上剪力墙平面外抗承载力设 计值： Mu1 单位宽度单钢板混凝土楼板正截面受弯承载力设 计值； M 单位宽度钢板混凝七剪力墙绕轴平面外弯矩设 计值； M,一 单位宽度钢板混凝土剪力墙绕工轴平面外弯矩设 计值；

计值； To一 在正常运行或停堆期间的温度件用； V 剪力设计值： 单位宽度钢板混凝土剪力墙平面外剪力设计值； V;水平纵筋剪摩擦作用提供的平面外抗剪承载力设 计值； V一单位宽度钢板混凝土剪力墙对拉杆件（对穿拉筋）提供 的平面外抗剪承载力设计值； V.一单位宽度钢板混凝土剪力墙平面外抗剪承载力设 计值； 计值； 单位宽度钢板混凝七剪力墙单向轴力作用下的抗剪承 载力设计值； 单位宽度单钢板混凝土板斜截面受剪承载力设计值； Vx 单位宽度钢板混凝土剪力墙平面内剪力设计值； 考虑了扭矩修止的单位宽度钢板混凝土剪力墙的平面 内剪力设计值； W一 厂址的基本风压荷载： 龙卷风荷载； W 龙卷风风压荷载； W 大气压迅速变化引起的压差荷载： 龙卷风引起的飞射物撞击所产生的效应

2. 2. 4 计算系数及其他

α—承载力调整系数； Cy——栓钉调整系数;

3.1.1 钢板混凝土结构设计应包括下列内容： 结构方案设计； 2 作用及作用效应分析： 3 结构的极限状态设计： 结构及构件的构造、连接措施； 运输、吊装、施工阶段的验算，包括承载力、变形和稳定性 防火性、耐久性及施工要求。 3.1.2 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可 靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行 设计。 3.1.3钢板混凝土结构的极限状态设计应包括承载能力极限状 态设计和正常使用极限状态设计： 1承载能力极限状态包括：结构或结构构件达到最大承载 力，发生不适用于继续承载的变形或结构和构件丧失稳定，结构 转变为机动体系和结构倾覆。预制钢结构模块尚应按制作、运输 及安装的荷载设计值进行施工阶段的验算。 2正常使用极限状态包括：结构或结构构件达到正常使用的 某项规定限值或耐久性能的某种规定状态。对使用时需控制变形 的结构构件应进行变形验算。 3.1.4结构构件的承载力设计应采用下列极限状态设计表达式：

3.1.1 钢板混凝土结构设计应包括下列内容： 1 结构方案设计； 作用及作用效应分析； 3 结构的极限状态设计； 4 结构及构件的构造、连接措施： 5 运输、吊装、施工阶段的验算，包括承载力、变形和稳定性： 6 防火性、耐久性及施工要求。 3.1.2 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可 靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行 设计。

3.1.3钢板混凝土结构的极限状态设计应包括承载能力极限状

1承载能力极限状态包括：结构或结构构件达到最大承载 力，发生不适用于继续承载的变形或因结构和构件丧失稳定，结构 转变为机动体系和结构倾覆。预制钢结构模块尚应按制作、运输 及安装的荷载设计值进行施工阶段的验算。 2正常使用极限状态包括：结构或结构构件达到正常使用的 某项规定限值或耐久性能的某和规定状态。对使用时需控制变形 的结构构件应进行变形验算。 3.1.4结构构件的承载力设计应采用下列极限状态设计表达式

S

(3. 1. 4 1)

剪力、平面外剪力）设计值，按本标准第3.2节 确定； R一一结构构件的抗力设计值，按本标准第4章确定； f..ff，一混凝土、钢板、钢筋的强度设计值，按本标准第4章 取值； ak一一几何参数的标准值。 .1.5结构构件的正常使用极限状态设计，应采用下列极限状态

3.1.5结构构件的正常使用极限状态设计，应采用下列极限状态 表达式进行验算：

表3.1.5结构构件的变形限值

准《核电厂抗震设计规范》GB50267进行抗震分类。

3.1.9结构耐久性设计应符合现行国家标准《混凝土结构耐久 性设计规范》GB/T50476、《钢结构设计标准》（B50017的相关 规定。腐蚀性介质中的钢板混凝七结构耐久性设计应按照现行 国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046的相关舰定 进行。

合各自结构形式的相关规范规楚，直接接触位置应有可靠的 连接。

3.2.1经抗展分类确定的核安全有关的建构筑物中

土结构应按本节规定的荷载及荷载效应组合进行设计。如存在符 合特定厂址条件的其他任何荷载和作用，则设计时还应考虑这类 荷载和作用。其他钢板混凝土结构可按现行国家标准《建筑结构 荷裁规范》GB50009规定的荷载和荷载效应组合进行设计

3.2.2设计中应计入下列厂址环境因素对核安全有关结构的

1广区地基及其附近地区斜坡的稳定性： 2 设计基准地震动参数、地基液化、海啸等； 3 洪水、暴雨、台风、龙卷风等自然现象； 4 极端环境温度； 5 自然环境对结构材料的影响，诸如空气中的含氯物和其他 有害物质、侵蚀性地下水的腐蚀： 6飞机坠毁、化学品爆炸等外部人为事件

1正常荷载，核电站正常运行或停堆期间承受的荷载和作用 应包括下列荷载与作用： 1）D，表示永久荷载，包括结构自重、液体静水压力以及固 定设备荷载等； 2）L，表示可变荷载，包括可移动的设备荷载，土压力及其 他可变荷载（例如人员重量、建造荷载、吊车荷载等）； 3）T。，表示在正常运行或停堆期间的温度作用； 4）R。，表示在正常运行或停堆期间管道和设备的反方，不 包括重力荷载和地震产生的反力。 2异常荷载，设计基准事故引起的荷载和作用应包括下列荷 载作用： 1）P，表示由设计基准事故引起的压力荷载。 2）T，表示由包括T，的设计基准事故引起的温度作用。 3)R，表示由包括R，的设计基准事故引起的管道和设备 反力。 4)R，，表示由设计基准事故引起的局部荷载，包括： a）R，，表示在设计基准事敌故工况下因高能管道破裂而产 生的反力； b)R，表示在设计基准事故工况下因高能管道破裂而产 生的喷射冲击荷载； c)Rm，表示在设计基准事故工况下因高能管道破裂而产 生的撞击荷载。 3严重环境荷载，电厂寿期内偶尔遇到的环境荷载和作用应 包括下列荷载与作用： 1）W，表示厂址的基本风压荷载，按100年一遇的10s平均 最大风速确定。 2）E1，表示运行安全地震动产生的地震作用，包括由运行 安全地震动引起的管道和设备的地震作用。计算地震

作用时仪考愿永久荷载和实有的活荷载 4极端环境荷载，可能但极少发牛的环境荷载和作用应包括 下列荷载与作用： 1）W，，表示龙卷风荷载，包括： a）W，表示龙卷风风压荷载： b）W·表示大气压迅速变化引起的压差荷载； c)W，表示龙卷风引起的飞射物撞击所产生的效应。 2）E，，表示极限安全地震动产生的地震作用，包括由极限 安全地震动引起的管道和设备的地震作用（计算地震作 用时所考惠的荷载同E，）。 5内部飞射物和外部人为事件引起的荷载应包括下列荷载 与作用： 1)A.表示内部飞射物引起的撞击荷载，例如由乏燃料容 器路落而引起的荷载及控制棒或阀门部件等飞出而引起 的荷载； 2）A2，表示外部爆炸引起的冲击波荷载； 3）A：，表示外部飞射物引起的荷载，例如飞机坠毁、汽轮机 部件飞出引起的荷载； 4)C表示由环形吊车梁支撑牛腿的高差引起的荷载，最大 相对高差为50mm； 5）F，表示由环形吊车轴线最近的一个支承牛腿的承载力 丧失引起的荷载。 6钢结构模块制作、运输及安装应考虑相应的动力系数。搬 运和装卸模块以及车辆起动和刹车的动力系数，可采用1.1～1.3。 3.2.4核安全有关的混凝土结构应按下列各种工况的荷载效应 组合进行承载力计算： 1正常运行： 1)S.=1.4D+1.7L11.7R

3.1核电站钢板混凝土剪力墙可为双侧钢板混凝土剪力墙

对拉体系可分为拉筋型L图3.3.1（a）」、钢桁架型L图3.3.1（b）和 隔板型L图3.3.1（c）三种

图3.3.1双侧钢板混凝土剪力墙截面构造

3.3. 21 单钢板混凝土楼板可采用下列形式： 1 栓钉型单钢板混凝土楼板，如图3.3.2（a）所示； 栓钉加劲肋组合型单钢板混凝土楼板，如图3.3.2（b） 2 所示。

图3.3.2单钢板混凝土楼板截面构造 栓钉：2一上部钢筋：3.下部钢板：4一加劲肋

3.4抗震设计基本原则

3.4抗震设计基本原则

3.4.1核电站钢板混凝土结构应按照现行国家标准《

3.4.1核电站钢板混凝土结构应按照现行国家标准《核电厂抗震 设计规范》GB50267的规定进行抗设计。当遭受相当于运行安 全地震动的影响时，应能正常运行；当遭受相当于极限安全地震动 的影响时，应能确保反应堆冷却剂压力边界完整、反应堆安全停堆 并维持安全停堆状态，且放射性物质的外逸不应超过国家规定 限值。

3.4.2抗震计算模型、抗震计算方法、地震作用、作用效应组合和

面抗震验算应符合现行国家标准《核电厂抗震设计规范》 267的规定。

定，应大于或等于抗震缝两侧物项地震变形之和的2倍， 当考虑施工偏差。伸缩缝和沉降缝的设计应满足抗 要求。

措施提高其抗震能力。应重加强连接节点的构造措施，保证缩 构的整体抗震性能，使整体结构具有必要的承载能力、刚度利 延性。

3.5.1结构分析应符合下列

1钢板混凝土结构应先进行整体作用分析，再对结构中受力 伏况的特殊部位应进行更详细的分析； 2结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分 别进行结构分析，并确定其最不利的作用组合； 3结构分析应符合结构的实际工作状况和受力条件； 4结构分析时，应根据结构受力特点选择下列方法： 1）弹性分析.方法； 2）弹塑性分析方法； 3）试验分析方法。 5结构分析采用的计算软件应予以验证和确认； 6对于冲击荷载，材料的性能参数应进行适调整，飞机撞 计算可按本标准第3.5.4条进行； 7不同温度条件下，材料的性能参数应进行调整。 3.5.2正常使用极限状态和承载能力极限状态作用效应的分析 可采用弹性分析方法·应符合下列规定： 1在进行结构弹性内力和位移计算时，钢板混凝土组合结构 构件的截面抗弯刚度、轴向刚度和抗剪刚度可按下列公式计算：

EI=k.E.I.+E,, GA=k.GA.+G,A, EA=E.A.+E,A.

勾件的截面抗弯刚度、轴向刚度、抗剪刚度： 昆凝土部分的截面抗弯刚度、轴向刚度、抗 剪刚度； 钢板部分的截面抗弯刚度、轴向刚度、抗剪 刚度； 混凝土未开裂时，取为1：混凝土开裂后，取

为0.7； k一混凝上未开裂时，取为1；混凝土开裂后，取 为0.7。 注：1可不计入和计算方向垂直的钢板对截面抗剪刚度的贡献： 2考虑混凝土徐变和收缩的影响时，可采用混凝土考虑长期影响的弹性模品 取代混凝土弹性模量E。： 3应对钢结构模块的运输、吊装及混凝土筑等阶段进行承载力、稳穗定及变 形验饰

k。一混凝上未开裂时，取为1；混凝土开裂后，取 为0.7。 注：1可不计入和计算方向垂直的钢板对截面抗剪刚度的贡献： 2考虑混凝土徐变和收缩的影响时，可采用混凝土考虑长期影响的弹性模品 取代混凝土弹性模量E。： 3应对钢结构模块的运输、吊装及混凝土浇筑等阶段进行承载力、稳定及变 形验算 2对温度作用进行线弹性应力计算时，可按照国家现行相关 标准中的有关规定考虑因混凝土开裂、徐变等因素引起的温度效 应的衰减。考虑混凝七温度作用产生的裂缝对计算结果的减小， ·股可取0.35～0.60的折减系数。同时应考虑高温对钢筋和混 凝七的强度和弹性模量的折减。可采用弹塑性分析方法计算温度 效应的折减值。 3.5.3对于特殊工况或受力复杂的结构区域，可采用弹塑性分析 方法对结构总体或局部进行验算。结构的弹塑性分析应符合下列 规定： 1材料的性能指标及本构关系可按国家现行相关标准确定 也可通过试验分析确定； 2宜计入儿何非线性的影响； 3当复杂的结构、节点或局部区域需作精细分析时，宜采用 三维实体单元； 4构件、截面或各种计算的受力一变形本构关系应符合实际 受力情况。当变形较大的构件或节点进行局部精细分析时，应考 惠钢板与混凝土之间的滑移关系。 3.5.4飞机撞击计算应符合下列规定：

2对温度作用进行线弹性应力计算时，可按照国家现行相 维中的有关规定考虑因混凝士开裂、徐变等因素引起的温度 的衰减。考虑混凝七温度作用产生的裂缝对计算结果的减 没可取0.35～0.60的折减系数。同时应考愿高温对钢筋和 七的强度和弹性模量的折减。可采用弹塑性分析方法计算温 应的折减值。

3.5.3对于特殊工况或受力复杂的结构区域，可采用弹塑

5.4飞机撞击计算应符合下

飞机撞击计算可采用以下两种方法： 1）时程曲线法； 2）实际飞机模型法。 2可采用图3.5.4中所示的撞击力及撞击面积时程曲线计

图3.5.4 飞机撞击力及撞击面积时程曲线

3采用实际飞机模型时应考虑采用不同的撞击速度，高度和 角度。 4计算结构撞击响应时应充分考虑支座以及结构连接处 反力。 5计算冲击时除了计算局部冲击破坏还应计算结构响应及 对相关设备的影响

4.1.1本章适用于厚度天于或等于320mm、小于或等于 1600mm，且曲率半径与墙体厚度比大于或等于20的钢板混凝土 剪力墙，以及厚度不小于150mm的钢板混凝土楼板。 4.1.2钢板的拼接宜采用完全熔融焊接或其他等强连接，栓钉、 角钢或T型钢加劲肋、对穿拉筋等抗剪连接件应与钢板焊接，并 锚固于混凝土中，同时应确保抗剪莲接件100%强度发挥

4.2.1钢板混凝土剪力墙单侧钢板含钢率不宜小于0.7%，不应 小于0.5%，不宜大于2%，不应大于3%。单侧钢板含钢率可按 下列公式计算：

式中：P 一单侧钢板含钢率； Apl—单位宽度钢板混凝土剪力墙单侧钢板截面积（mm/m）； Ar一单位宽度钢板混凝土剪力墙截面积（mm/m）。 4.2.2 钢板混凝土剪力墙的钢板厚度不宜小于10mm，不宜大 于40mm。 4.2.3 钢板混凝土结构的钢板与混凝土连接宜采用圆柱头焊 加种时重古临

4.2.2钅 钢板混凝土剪力墙的钢板厚度不宜小于10mm，不宜大 于40mm。 4.2.3 钢板混凝土结构的钢板与混凝土连接宜采用圆柱头焊 栓）钉。当采用角钢、T型钢等作为加劲肋时，加劲肋在垂直方向 可视为与栓钉一起共同发挥抗剪连接件作用

抗剪连接件（栓钉、对穿拉筋或二者的组合）间距与钢板厚月

值宜满足下列公式要求：

值宜满足下列公式要求

式中：h 抗剪连接件之间钢板的最大无支撑长度（mm）： 钢板的厚度（mm）； 钢板材料的弹性模量（MPa）： J一 钢板材料的屈服强度（MPa）。 4.2.5为了保证钢板与混凝士之间的组合受力性能，抗剪进 （检钉）的间距应满足下列公式要求

Nusv Ld b fylp 0.9/NusvLar V

(4. 2. 5.1)

Nust≤min(Nust! , Nust2 Nus=25tfh!s

山=63/(9h3)

Nu≤0.75A/m

式中：N.一单个栓钉的抗剪承载力设计值（N）； A一栓钉钉杆的截面积（mm）； f一栓钉的极限抗拉强度（MPa）。 4.2.8栓钉的杆径不应大于1.5倍的钢板厚度，栓钉的长度不宜 小F8倍的栓钉杆径。 4.2.9栓钉的间距不应小于4倍的栓钉杆径，栓钉的边距不宜小 于1.5倍的栓钉杆径。 4.2.10钢板混凝上剪力墙的两侧钢板应由对穿拉筋、钢隔板或

1单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗拉承载力设计值

4.3.1单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗拉承载力

：T.一一单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗拉承载力设计 值（N/m）; Apn一一单位宽度钢板混凝土剪力墙两侧钢板净截面积 (mm /m); f一钢板材料的抗拉强度设计值（MPa）。 2单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗压承载力设计值应 列公式计算：

N.=A.f.+Afyp

中：N. 一单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗压承载力设计 值（N/m）; A，一单位宽度钢板混凝土剪力墙内填混凝七截面积 (mm /m); f。一混凝土的轴心抗压强度设计值（MPa）； Am一一单位宽度钢板混凝土剪力墙两侧钢板净截面积 (mm /m); fyp一一钢板材料的抗压强度设计值（MPa）。 3当考虑钢板混凝土剪力墙的整体稳定性，单位宽度钢板混 剪力墙的单轴抗压承载力设计值应满足下列公式要求：

N.≤0. 66元EI H? EI=E,I,+0.60E.1 I=ltp（tset）2/2

式中：N. 单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗压承载力设计 值（N/m）; EI一 单位宽度钢板混凝土剪力墙的有效抗弯刚度 (N·mm/m); H一钢板混凝土剪力墙的计算高度（mm）：

E 钢板材料的弹性模量（MPa）； 心主轴的截面惯性矩（mm/m）： E。一混凝土的弹性模量（MPa）； I。一单位宽度钢板混凝土剪力墙内填混凝七关于平面外 形心主轴的截面惯性矩（mm/m），1=lt/12； l一一单位宽度，取1000mm； tp一钢板的厚度（mm）; xc一钢板混凝土剪力墙的截面厚度（mm）。 当钢板混凝土剪力墙两侧钢板对称布置时，单位宽度钢板

M. =0. 9Apni fZ.

式中：Mu 单位宽度钢板混凝土剪力墙的平面外抗弯承载力设 计值（N：mm/m）； f一年 钢板材料的抗拉强度设计值（MPa）： Apnl一一单位宽度钢板混凝土剪力墙受拉侧钢板净截面积 (mm/m); Z，一两侧钢板之间的形心距离（mm）。 4.3.5当钢板混凝土剪力墙两侧钢板不对称布置时，可将钢板视 为纵向钢筋，应按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算确定钢板混凝土剪力墙的平面外抗弯承载力设计值。 4.3.6单位宽度钢板混凝土剪力墙的平面外抗剪承载力设计值 应按下列公式计算：

4.3.5当钢板混凝土剪力墙两侧钢板不对称布置时，

为纵向钢筋，应按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算确定钢板混凝土剪力墙的平面外抗弯承载力设计值。 4.3.6单位宽度钢板混凝土剪力墙的平面外抗剪承载力设计值 应按下列公式计算：

V.=V.+V V,=0.35f.lle lt V=Af、 Svx Svy V≤1. 8filt.

式中：V一单位宽度钢板混凝土剪力墙的平面外抗剪承载力设 ·23

3.7单位宽度钢板混凝土剪力墙的平面内抗剪承载力设计 按下列公式计算：

压承载力设计值（N/m）； A一 单位宽度钢板混凝土剪力墙内填混凝土的截面积 (mm/m); f。一混凝土的轴心抗压强度设计值（MPa）。 单位宽度钢板混凝七剪力墙单元在平面内剪力与单向轴 作用下可按图4.3.8所示民用航空标准，平面内剪力设计值应满足下列 求：

4.3.8单位宽度钢板混凝七剪力墙单元在平面内剪力与单向轴

图1.3.8在平面内剪力与单向轴力共同作用下的 单位宽度钢板混凝土剪力墙单元

(4. 3. 8 1)

式中：Vx 单位宽度钢板混凝士剪力墙的平面内剪力设计值 (N/m); Vuxy.I 单位宽度钢板混凝上剪力墙单向轴力作用下的抗剪 承载力设计值（N/m）： T.一一单位宽度钢板混凝土剪力墙的单轴抗拉承载力设计

4.3.9单位宽度钢板混凝土剪力墙单元在平面内剪

面外弯短矩共同作用下可按图4.3.9所示，平面主内力设计值应满 足下列公式要求：

纸箱包装标准图4.3.9在平面内剪力、轴力、平面外弯矩共同作用下 的单位宽度钢板混凝土剪力墙单元

当Nm≥一Nu，宜Nmx≥0时 Nmax≤T.