GB55004-2021组合结构通用规范
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1.0.1 为保障组合结构工程质量安全, 促进组合结构的推广应用, 保护生态环境, 保证人民群众生命财产安全和人身健康, 提高组合结构工程绿色发展水平, 制定本规范。
1.0.2 组合结构工程必须执行本规范。
1.0.3 工程建设所采用的技术方法和措施是否符合本规范要求,由相关责任主体判定。其中, 创新性的技术方法和措施, 应进行论证并符合本规范中有关性能的要求。3.2.1组合结构用混凝土应符合下列规定: 1 混凝土应具有强度等级及性能的合格保证; 2组合结构用混凝土的强度等级不应低于C30。 3.2.2采用以概率理论为基础的极限状态设计方法时,混凝土 的强度设计值应根据其强度的标准值和材料分项系数确定;材料 分项系数的确定应符合下列规定: 1具备可靠度分析条件的混凝土,应以其材料强度试验统 计结果作为统计分析的基础,根据目标可靠度指标综合分析 确定; 2,尚不具备可靠度分析条件或应用新型混凝土材料时,应 基于实际工程经验或试验结果确定,且建筑结构用混凝土的材料 分项系数不应小于1.40,桥梁结构用混凝土的材料分项系数不 应小于1.45。
1 组合结构用木材应具有含水率合格保证及防腐、防虫蛀 合格保证; 2木结构用胶的胶合强度不应低于木材顺纹抗剪强度和横 纹抗拉强度;
3胶连接的耐水性和耐久性应与结构的用途和工作 适应,并应符合环境保护的要求,胶材料应具有胶结能力 保证。
适应电梯标准规范范本,并应符合环境保护的要求,胶材料应具有胶结能力的合格 保证。 3.3.2组合结构中木材的强度设计值应根据其强度的标准值和 材料分项系数确定,并应符合下列规定: 1纯木应根据树种及其强度等级、材质等级等分类确定; 2胶合木应根据对称异等组合、非对称异等组合、同等组 合、顺纹、横纹等分类确定; 3木材强度设计值应根据使用条件、设计工作年限、构件 尺寸、荷载类型等进行修正
3.4.1组合结构用纤维增强复合材料应符合下列规定:
.4:1组合绍构用纤维增独发合材科应特合下列规定: 1纤维应采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶和玄武岩纤维等高 性能纤维;玻璃纤维复合材料应选用无碱或耐碱玻璃纤维; 2基体树脂应采用环氧树脂、乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂 酚醛树脂和不饱和聚酯树脂等; 3基体树脂的玻璃化转变温度(T)应保证在60℃以上: 且应高于结构环境最高平均温度10℃以上; 4在腐蚀环境下,应选用耐腐蚀性树脂材料; 5有防火要求时应采用阻燃树脂材料。 3.4.2采用以概率理论为基础的极限状态设计方法时,纤维 增强复合材料的强度设计值应根据其强度的标准值和材料分项 系数确定;材料分项系数和抗拉强度设计值的确定应符合下列 规定: 1具备可靠度分析条件的复合材料,应以其材料强度试验 统计结果作为统计分析的基础,根据目标可靠度指标综合分析 确定; 2尚不具备可靠度分析条件或应用新型复合材料时,应基 于实际工程经验或试验结果确定,且纤维增强复合材料(碳纤
维、玻璃纤维、芳纶和玄武岩纤维)的材料分项系数不应小 于1.25; 3纤维增强复合材料的抗拉强度设计值应根据其使用环境 条件及复合材料种类进行修正
4.1.1组合结构体系设计应考虑不同材料性能差异产生的影响,
:1:1组合结构体系设计加考虑不同材料性能差异厂 并应符合下列规定: 1除正常作用效应外,尚应计算由于钢材、混凝土、木材 以及复合材料不同的线膨胀系数、弹性模量等引起的效应; 2应分析混凝土开裂以及收缩徐变等因素的影响: 3应考虑两种不同材料界面产生的滑移效应,并采取构造 措施保证组合作用。 4.1.2组合结构及构件设计时,应优先选用构造简单、施工方 便、符合工业化建造需求的结构、构件与节点形式。
4.2.3组合构件的混凝土裂缝宽度应分别按荷载标准组合和准 永久组合,并考虑长期作用的影响进行计算。室内干燥环境下最 天受力裂缝宽度不应大于0.3mm,其他情况最大裂缝宽度不应 大于0.2mm。 4.2.4对于高度大于150m的组合结构高层建筑应满足风振舒
4.2.4对于高度大于150m的组合结构高层建筑应满足
适度要求。在10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的 向和横风向振动最大加速度限值应符合表4.2.4的规定
表4.2.4结构顶点风振加速度限值
主:1表中lo为梁或板的计算跨度,悬臂梁、板的lo应按实际悬臂长度的2 取用; 2构件有起拱时,应将计算所得挠度值减去起拱值
4.3.1桥梁结构应进行整体抗倾覆验算,主梁、盖梁、墩柱之 间应设置防止发生落梁、倾覆等的可靠连接构造措施。
4.3.2桥梁结构的变形应符合下列规定:
1由汽车荷载和人群荷载组合所引起的桥梁结构竖向挠度 不应大于表4.3.2规定的限值; 2组合结构桥梁应合理设置预拱度
表4.3.2桥梁结构竖向挠度限值
主:1表中1为计算跨径,1为悬臂长度; 2当荷载作用于一个跨径内有可能引起该跨径正负挠度时,计算挠度应为, 负挠度绝对值之和
的限 状态、环境类别及其作用等级等进行耐久性设计外,尚应符合下 列规定: 1根据不同环境条件,应设置钢筋防锈、钢构件防腐的防 护措施; 2容易受到腐蚀、机械磨损、疲劳影响和寿命达不到桥梁 设计工作年限的部件,设计时应保证其可替换性,且应预留在使 用期内进行检修和维修的通道; 3对于无法检测的部件,应进行腐蚀后承载力验算,且应 设定与桥梁设计工作年限相对应的容许腐蚀厚度值。 4.3.4钢管混凝土拱桥的设计应符合下列规定: 1当进行整体稳定与动力特性分析时,应建立全桥空间 模型; 2当跨径大于300m时,计算拱肋稳定安全系数应计入材 料、几何非线性的影响。 4.3.5组合桥梁及桥面板的混凝土及其裂缝宽度应符合下列 规定: 1在负弯矩区应采取有效的抗裂措施减小混凝土桥面板的 拉应力。 2在海洋海水环境或受侵蚀性物质影响的环境下,裂缝宽 度不应大于0.15mm。采用钢丝或钢绞线的预应力混凝土桥面板 不得采用带裂缝的构件。 3其他环境下,裂缝宽度不应大于0.20mm。采用钢丝或
1 当进行整体稳定与动力特性分析时,应建立全桥空 型; 2当跨径大于300m时,计算拱肋稳定安全系数应计入 、几何非线性的影响。
5.1.1组合结构构件应进行承载能力极限状态验算和正常使用
5.1.1组合结构构件应进行承载能力极限状态验算和正常使用 极限状态验算,并应保障组合结构在设计工作年限内的结构 性能。 5.1.2 组合构件的承载能力极限状态验算应包括下列内容: 1 构件和连接的承载力验算: 直接承受动力重复荷载的构件应进行疲劳验算; 当有抗震设计要求时,应进行抗震承载力验算。 5.1.3 组合构件的正常使用极限状态验算应包括下列内容: 1 对需要控制变形的构件,应进行变形验算; 2 对不充许出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算; 3对允许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算; 4 对需要控制振动响应的组合楼板,应进行结构振动响应 验算。
放组合作用的抗拔不抗剪连接等措施缓解混凝土开裂。在正常 用极限状态下,应按荷载准永久组合验算长期作用下的最大裂 度。
5.4.1钢管混凝土构件应符合下列规定:
.4.1钢管混凝土构件应符合下列规定: 1圆钢管径厚比和矩形钢管宽厚比应满足钢管壁局部稳定 的要求; 2钢管施工工况下强度、稳定和刚度应按空钢管验算; 3 钢管内混凝土应采取确保密实度和减小收缩的技术措施 5.4.2钢管束混凝土柱的钢管应在楼层上下两端断开,断开
页面时应留缝,缝高度不应小于10mm。 钢管混凝土柱应在每个楼层设置排气孔,当楼层高度超 时,应在两个楼层中间增设排气孔。
5.5.1型钢混凝土框架柱端和梁端应设置箍筋加密区,抗震等 级一级时加密区长度不应小于2ho,其他情况加密区长度不应小 于1.5ho(ho为柱截面高度或梁高)。 5.5.2有防火要求时,型钢混凝土构件应采取防止火灾高温下 温凝士爆刻的拱施
于1.5ho(ho为柱截面高度或梁高)。 5.5.2有防火要求时,型钢混凝土构件应采取防止火灾高温下 混凝土爆裂的措施
5.6.1外包钢板组合剪力墙的墙体外包钢板和内填混凝土之间, 应设置可靠的连接构造,连接件承载力除应满足钢板与混凝土之 间剪力传递要求外,连接件的间距尚应保证钢板局部屈曲不削弱 剪力墙的极限承载力。当采用栓钉或对拉螺栓的连接构造时,应 验算单个栓钉或对拉螺栓的抗拉承载力
1剪力墙混凝土保护层厚度应符合钢筋和型钢耐久性要求; 2钢与混凝土之间应设置栓钉等连接件,连接件数量应按 计算确定。 5.6.3型钢、内嵌钢板和内埋钢支撑混凝土组合剪力墙的施工 过程中应采取避免墙体混凝土出现裂缝的技术措施
5.6.3型钢、内嵌钢板和内埋钢支撑混凝土组合剪力墙的施工
5.9复合材料组合构件
5.9.1复合材料组合构件应根据承载能力极限状态和正常使用
5.9.1复合材料组合构件应根据承载能力极限状态和正常使用 极限状态的要求进行设计和验算,并应具有达到承载力极限状态 的变形能力
5.9.2复合材料组合构件的设计与构造应符合下列规定
1应根据受力状态进行纤维方向和铺层的设计; 2 复合型材有效受力截面中任一壁厚不应小于3mm; 3 复合材料圆管的径厚比不应大于200; 4 复合材料管和混凝土之间应采取抗滑移措施。 5.9.3长期荷载作用下,复合材料组合构件中的等效应力与其
6.1.4 钢筋安装铺设过程中,严禁损伤钢构件、连接件和 栓钉。
6.1.5钢管混凝土拱肋在钢管上开孔和焊接临时结构时,
设计许可,且应采取结构补强措施。当割除施工用临时钢 ,严禁损伤钢管拱肋。
6.1.8碳纤维结构施工时应采取防护措施,避免对周
其计算值和实测值不应大于板跨度的1/180,且不应大于20mm
其计算值和实测值不应大于板跨度的1/180,且不应大于20mm。
6.2.2主体结构及其钢构件中设计要求全焊透的一
内部缺陷检验应采用无损探伤方法,一级焊缝应采用100%的内 部缺陷检验,二级焊缝检验比例不应低于20%
钢筋、模板安装前,应检验钢构件施工质量; 2 混凝土浇筑前,应检验连接件、栓钉和钢筋的施工质量 3 混凝土浇筑后,应检验组合构件的施工质量。 .2.4 钢管混凝土应进行浇灌混凝土的施工工艺评定,主体
构管内混凝土的浇灌质量应全数检测
1采用绕开法连接时,应检验钢筋锚固长度; 2采用开孔法连接时,应检验钢构件上孔洞质量和钢筋锚 固长度; 3采用套筒或连接件时,应检验钢筋与套筒或连接件的连 接质量; 4钢筋与钢构件直接焊接时,应检验焊接质量
计工作年限及使用环境,建立全寿命周期内的结构使用、维护管 理制度,并应符合下列规定: 1对于组合结构桥梁,每年应至少进行1次安全性和耐久 性巡检; 2暴露在公共场景的组合结构高强度螺栓连接节点,每年 应至少进行1次螺栓安全状态专项检查。 7.1.2组合结构在使用中发生下列情形之一,应进行检测与鉴 定,并根据检测鉴定结果进行处理: 1达到设计工作年限拟继续使用; 2使用用途、环境、条件改变; 3进行结构改造、改建或扩建; 4存在较严重的质量缺陷或出现较严重的腐蚀、变质、损 伤、变形等影响安全和使用,出现危及使用安全的情况; 5地震、台风、火灾、洪灾等重大自然灾害发生后,结构 及构件受损但仍需继续使用; 6日常检查评估确定应进行检测鉴定 7.1.3 组合结构中钢结构及钢构件应采取下列防腐、防火保护 措施: 1钢构件表面防腐涂层、防火涂层应有检查、养护、维修 的技术措施; 2受侵蚀介质作用的结构以及在工作年限内不能重新涂装 的结构部位应采取封闭包覆的防护措施; 3结构构造设计应减少积留湿气和灰尘的死角或凹槽:
4外包混凝土时,应有防止混凝土开裂、渗透的技术措施。
7.2.1组合结构的拆除应经过分析验算,并采用安全绿色拆除
技术,确保结构拆除过程中的安全性,减少对周边环境的影响 应采用构件单元化拆除方案,拆除现场不应进行组合构件的 解体。
7.2.2组合结构拆除的分析验算应符合下列规定:
1拆除应按短暂工况进行结构分析,安全性要求应与施 段相同; 2拆除的每一个阶段均应分析剩余结构的稳定性及安全 并调整和确定下一个阶段的拆除方案。
7.2.3组合结构的拆除施工应符
1 拆除结构的周边建(构)筑物及地下设施应进行保护、 防护; 2对危险物质、有害物质应有排放和处置方案,且应制定 应急措施; 3对再利用的材料和可重复使用材料应制定维护、保护方 法和回收方案; 4不得采取立体交叉作业方案; 5在封闭空间施工时,应有通风和对外沟通的技术措施; 6发现不明物体、气体、文物等应立即停止施工,并保护 现场; 7应采取保证剩余结构稳定的措施,局部拆除影响结构安 全时,应先加固后拆除。
除单元和混凝土破碎单元,拆除过程中应监测拟拆除结构和构件 的稳定状态,发现安全隐患时必须停止作业
中华人民共和国国家标准
、基本情况 二、本规范编制单位、起草人员及审查人员 24 三、术语 26 四、 条文说明 28 1 总则 28 2 基本规定 29 3 材料 31 4 结构体系设计 38 5 组合构件设计· 41 6 施工及验收 47 7 维护与拆除 49
二、本规范编制单位、起草人员及审查人员
(一)编制单位 中冶建筑研究总院有限公司 清华大学 重庆大学 哈尔滨工业大学 中国建筑科学研究院有限公司 中国建筑股份有限公司 同济大学 东南大学 西安建筑科技大学 中南大学 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 中国建筑标准设计研究院有限公司 南京工业大学 四川省建筑科学研究院有限公司 中国建筑设计研究院有限公司 武汉大学 中冶京诚工程技术有限公司 华建集团华东建筑设计研究总院 香港理工大学 中交公路规划设计院有限公司 港珠澳大桥管理局 北京市建筑设计研究院有限公司 中国京冶工程技术有限公司 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司
凝土截面内配置内嵌或外包钢板的钢板混凝土组合剪力墙和钢筋 混凝土截面内配置型钢斜撑和端部型钢的内埋钢支撑混凝土组合 剪力墙。
本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者 作为理解和把握标准规定的参考。
.0.1本条是制定本规范的目的。
0.1本条是制定本规范的目的
工程中主要是指城市桥梁,包括过街天桥等;公路工程中主要是 指公路桥梁,包括跨公路天桥等,由于铁路桥梁已成完整体系, 且与市政、公路桥梁差别较大,故未包含在本规范中。其他行业 中的组合结构技术要求和管理要求可参考使用。 1.0.3工程建设强制性规范是以工程建设活动结果为导向的技 术规定,突出了建设工程的规模、布局、功能、性能和关键技术 措施,但是,规范中关键技术措施不能涵盖工程规划建设管理采 用的全部技术方法和措施,仅仅是保障工程性能的“关键点”, 很多关键技术措施具有“指令性”特点,即要求工程技术人员去 “做什么”,规范要求的结果是要保障建设工程的性能,因此,能 否达到规范中性能的要求,以及工程技术人员所采用的技术方法 和措施是否按照规范的要求去执行,需要进行全面的判定,其 中,重点是能否保证工程性能符合规范的规定。 进行这种判定的主体应为工程建设的相关责任主体,这是我 国现行法律法规的要求。《建筑法》《建设工程质量管理条例》 《建筑节能条例》等相关的法律法规,突出强调了工程监管、建 设、规划、勘察、设计、施工、监理、检测、造价、咨询等各方 主体的法律责任,既规定了首要责任,也确定了主体责任。在工 程建设过程中,执行强制性工程建设规范是各方主体落实责任的 必要条件,是基本的、底线的条件,有义务对工程规划建设管理 采用的技术方法和措施是否符合本规范规定进行判定。 同时,为了支持创新,鼓励创新成果在建设工程中应用,当 拟采用的新技术在工程建设强制性规范或推荐性标准中没有相关 规定时,应当对拟采用的工程技术或措施进行论证,确保建设工 程达到工程建设强制性规范规定的工程性能要求,确保建设工程 质量和安全,并应满足国家对建设工程环境保护、卫生健康、经 济社会管理、能源资源节约与合理利用等相关基本要求
2.0.1本条规定了结构安全等级划分,具体参考现行国
1本条规定了结构安全等级划分,具体参考现行国家规范
《工程结构通用规范》GB55001的规定。安全等级分三级,分别 对应重要结构、一般结构和次要结构。结构的重要性,主要是根 据破坏后果和结构的使用频率进行判断。鉴于组合结构的应用场 景一般较为重要,规定其安全等级不应低于二级
2.0.2本条规定了组合结构的设计工作年限,具体参
家规范《工程结构通用规范》GB55001的规定。结构设计工作 年限是衡量结构和构件可靠性的时间基准,必须明确规定结构的 设计工作年限,讨论结构设计的安全性和可靠性才有意义。 并非结构的所有构件、部件都满足相同的设计工作年限要 求,比如需要定期更换的组成部分以及有特殊要求的构件,可以 根据实际情况确定设计工作年限,但在设计文件中应当明确 标明。
2.0.3本条规定了设计工作年限内组合结构的性能要求。具
参考现行国家规范《工程结构通用规范》GB55001的规定 综合考虑了组合结构的特点。
参考现行国家规范《工程结构通用规范》GB55001的
的重要技术措施,包括正常使用维护、构件及其防护涂层的维护 与更换、损伤及灾后检测鉴定与修复加固等方面。本条是用来监 督业主方对组合结构使用管理措施是否到位的要求,对保障结构 在设计使用年限内的安全非常重要
管材标准2.0.5本条规定了组合结构确定可变作用代表值时设!
的选取,具体参考现行国家规范《工程结构通用规范》 55001的规定。当设计基准期与设计工作年限不一致时,应 荷载调整系数对可变荷载进行调整,以保证可靠度水平相当
近年来,结构钢材品种增加、质量提高,已形成了不同性能 的钢种牌号系列,并可按不同质量等级供用户选用。工程经验表 明,正确合理地选用钢材的牌号与质量等级,对保证工程结构的 质量与承载功能至关重要。对钢材化学成分、力学性能等指标保 证限值的规定,一直是设计规范选材规定中被列为强条的重要内 容,这些性能指标均为对钢材性能量化判定的重要基本依据。如 出服强度与设计强度、伸长率与塑性、屈强比与延性、冲击功与 韧性、碳当量与焊接性能、冷弯与加工性等均是互为依据的关 系。设计选材时应严格按结构使用条件和本条规定提出各项性能 保证要求,以保证结构良好的承载性能。 1组合结构中承重组合构件和钢构件所用的钢材应具有屈 服强度、伸长率、抗拉强度和碳、硫、磷含量的合格保证
2对焊接结构尚应具有碳或碳当量的合格保证。焊接承重 结构以及重要的非焊接承重结构所用的钢材,应具有冷弯试验的 合格保证。 3对承受直接动力荷载作用并需计算疲劳的结构,其钢材 应在保证良好综合性能基础上,严格保证冲击功的合格指标。此 外,工程质量事故的经验与研究表明,当板件厚度较大并在低温 环境下受拉时,其低温脆断倾向性明显增加,因而对其质量等级 也作出了较严格的规定。 钢材质量等级是对钢材质量细化控制,并与国际上钢材标准 有关规定接轨而作出的规定。按硫、磷等化学元素含量的不同与 不同环境温度下冲击功保证值的不同,共分为A、B、C、D、E 5个质量等级,故也是一个材质综合评定的指标。因A级钢在保 证力学性能合格的条件下,交货时可不保证化学成分的限值指 标,故承重结构一般不应选用A级钢。 4在T形、十字形和角形焊接的连接节点中,当其板件厚 度大于等于40mm且沿板厚方向有较强撕裂拉力作用时(含较 高约束拉应力作用),该部位板件钢材应具有厚度方向抗撕裂性 能(2向性能)的合格保证,其沿板厚方向断面收缩率不应小 于15%。 工程经验与国内外研究均表明,在焊接结构的焊接节点中, 当较厚板件沿板厚方向受有较大的撕裂拉应力(含较高的约束拉 应力)时,可能引起的钢板的层间(Z向)裂缝,严重影响结构 的安全使用。其主要原因是焊接构造或工艺缺陷造成板内过大的 2向焊接纳束应力,再是钢板钢材含硫量较高,易形成硫化锰的 层间夹杂物缺陷,使钢材分层。这种裂缝常会在焊接区冷却过程 中即开始产生。近年来在我国一些高层钢结构工程中的梁柱节点 区均产生过这种钢板层裂的质量事故,有的工程还因此造成了重 大经济损失。为避免此类问题的发生,应注意采用合理的焊接构 造与工艺,避免过大的焊接纳束应力,同时应提高钢材的抗撕裂 性能(Z向性能)。
5塑性设计是利用钢材的塑性性能,以结构在荷载作用下 陆续出现塑性铰直至形成机构作为其承载力的极限状态,故要求 结构钢材有良好的塑性性能,以达到结构进人塑性工作状态后可 靠地实现内力重分配。 此外,抗震设防的高层组合结构,其框架梁、柱、抗侧力支 撑等抗侧力构件,在罕遇地震作用时,会进入非弹性工作状态, 要求结构钢材在有较高强度的同时,还应具有适应更大应变与塑 性变形的延性和韧性性能,从而实现地震作用能量与结构变形能 量的转换,有效地减小地震作用,达到结构大震不倒的设防目 标。且其屈服强度实测值与其标准值之比不应太天,以免影响结 构塑性铰的形成和地震能量的耗散。
1钢筋除应具有屈服强度外,由于结构抗倒塌设计的需求, 还应具有抗拉强度,即钢筋拉断前相应于最大拉力下的强度。 2组合结构用钢筋由于要和钢构件连接,因此对延性(最 大拉力下总伸长率)和可焊性有要求。 3.1.3本条规定了组合结构中采用钢材和钢筋的强度设计值及 分项系数的要求。 1各类钢材和钢筋的材料分项系数取值是经过对大批实物 强度的统计和可靠度指标校准分析等专题研究而确定的。其中强 度标准值应具有不小于95%的保证率。本款是针对已经广泛应 用的钢材和钢筋。 2对于满足本规范第3.1.1条、第3.1.2条要求的其他牌 号的钢材和钢筋给排水管理,本款提出了需要有可靠的工程经验或必要的试 验研究结果作为基础的要求来确定材料分项系数。其中必要的试 验研究结果是指以少量试验分析认定材料分项系数的方法,该试 验的试件数量不应少于30个,通过试验统计分析结果可以得到 该钢材或钢筋的材料分项系数;可靠的工程经验主要是指有些钢 种已经得到了应用,例如建筑结构用钢绞线、桥梁用预应力钢绞 线。本款没有给出具体取值,但给出了最低要求。建筑结构用钢
材与普通钢筋的材料分项系数不应小于1.10,桥梁结构用钢材 的材料分项系数不应小于1.30,桥梁结构用普通钢筋的材料分 项系数不应小于1.20,桥梁结构用预应力筋的材料分项系数不 应小于1.47。
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