GB_T51446-2021 钢管混凝土混合结构技术标准
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《钢管混凝土混合结构技术标准》为国家标准,编号为GB_T51446-2021,自2021年12月1日起实施。.pdf
3.1.8钢管混凝土混合结构应结合施工技术与实际工程条件,
3.2.1钢管混凝土混合结构荷载标准值、荷载组合的分项系数、 组合值系数的确定应根据工程类别,符合国家现行有关标准的规 定。直接承受动力荷载的钢管混凝土混合结构,计算构件强度 稳定性以及连接强度、疲劳时,动力荷载代表值应乘以动力系 数。动力系数取值应符合国家现行有关标准的规定。 3.2.2进行钢管混凝土混合结构的强度、稳定性以及连接强度
3.2.2进行钢管混凝土混合结构的强度、稳定性以及连接强度
1圆形截面钢管外径不应小于200mm,壁厚不应小于 4mm,外径与壁厚之比不应大于150 ),其中f,为钢管钢材的屈服强度(N/mm)。 2截面含钢率不宜小于0.06,且不应大于0.20。截面含钢 率应按下式计算:
工程造价标准规范范本中:α. 截面含钢率;
As一钢管的截面面积(mm); Ac一一钢管内混凝土的截面面积(mm)。 3约束效应系数不宜小于0.6,且不应大于4.0。约束效应 系数应按下式计算:
式中: 约束效应系数; fck一 混凝土的轴心抗压强度标准值(N/mm); f,一一钢管钢材的屈服强度(N/mm)。 4当钢管外径大于或等于2000mm时,宜采取减小钢管 混凝土收缩的构造措施。
3.3.2偏心受压的钢管混凝土式混合结构宜采用斜腹杆形式
4.1.2钢管混凝土混合结构中钢管的强度设计值和其他物理
能指标,应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017 素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T159 有关规定执行。
缝应采用全熔透对接焊缝并应符合现行国家标准《钢结构焊接 范》GB50661中关于一级焊缝质量检验标准;也可采用无缝 管,钢管质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GH 8162的有关规定。
8162的有关规定。 4.1.4钢管混凝土混合结构中的纵向受力钢筋宜采用HRB400、 HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋;箍筋宜采用HRB400、 HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋,并应符合现 行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定
4.1.4钢管混凝土混合结构中的纵向受力钢筋宜采用H
RB500、HRBF400、HRBF500钢筋;箍筋宜采用HRB400 RBF400、HPB30O、HRB500、HRBF500钢筋,并应符合现 国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。
4.2.1钢管混凝土混合结构的混凝土质量应符合现行国家标准 混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土强度检验评定标 准》GB/T50107的有关规定,并应符合下列规定: 1钢管内混凝土的水胶比不宜大于0.45;
2钢管内混凝土的强度等级不应低于C30; 3钢管混凝土加劲混合结构管内混凝土的强度等级不应低 于钢管外包混凝土的强度等级;钢管外包混凝土的强度等级不应 低于C30。 4.2.2钢管内混凝土强度等级的确定宜符合表 4. 2.2 的规定,
表4.2.2钢管内混凝土强度等级
4.3.1用于钢管混凝土混合结构的焊接材料应符合下列
栓的规格和尺寸应分别符合现行国家标准《六角头螺栓C级》 GB/T5780与《六角头螺栓》GB/T5782的规定; 2钢结构用大六角高强度螺栓的质量应符合现行国家标准 《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度 大六角螺母》GB/T1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、 《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》 GB/T1231的规定。扭剪型高强度螺栓的质量应符合现行国家 标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定; 3圆柱头焊(栓)钉连接件的质量应符合现行国家标准 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T10433的规定。 434连控竖围件的强度指标应现行国家标准《钢结构设计
分:总则》GB/T30790.1的有关规定。 4.4.2用于钢管混凝土混合结构的防火涂料应符合现行国家标 准《钢结构防火涂料》GB14907的有关规定,其他类型防火材 料应符合国家现行有关标准的规定,
5.1.1钢管混凝土混合结构应进行整体作用效应分析,并应对 结构中受力状况特殊部位进行更详细地分析。 5.1.2当结构在施工阶段和使用阶段有多种受力工况时,应分 别进行结构分析,确定对结构最不利的作用组合,并应符合下列 规定: 1结构遭受罕遇地震火灾、撞击等偶然作用时,尚应按 国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析; 2当混凝土的收缩、徐变、支座沉降、温度变化、腐蚀等 间接作用在结构中产生的作用效应危及结构的安全或正常使用 时,应进行相应的作用效应分析,并应采取相应的技术措施; 3使用阶段的结构分析,应计人施工过程所形成的内力和 变形对结构受力性能的影响。一 5.1.3结构分析应符合下列要求 满足力学平衡条件; 2 符合变形协调条件,包括节点和边界的约束条件等; 3 采用合理的材料本构模型; 4 进行施工阶段和使用阶段结构计算。 5.1.4 钢管混凝土混合结构应对主要施工阶段进行下列计算: 1 钢管构件制作、运输、安装过程中,钢结构的强度、变 形和稳定计算; 2钢管内混凝土浇筑过程中,钢结构的强度、变形和稳定 计算; 3对于钢管混凝土加劲混合结构,浇筑钢管外包混凝土过 程中钢结构及混凝土结构的强度、变形和稳定计算
5.1.5施工阶段结构分析中,应计入施工全过程中出现的实际 作用和效应,包括架设机具和材料、安装过程中的钢管结构、浇 筑过程中的混凝土、临时支撑的安装和拆除、温度变化、风荷载 和其他施工临时荷载
2.1钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值应按下列公式 算:
(1. 14 +1. 02) fck
(EA)。= E,As +Ec,cAc (EA), = E,A.
式中: (EA)。 钢管混凝土截面的弹性抗压刚度(N); (EA)t 钢管混凝土截面的弹性抗拉刚度(N): E 钢管钢材的弹性模量(N/mm),应按现行国 家标准《钢结构设计标准》GB50017的有关
A 一钢管内混凝王的截面面积(mm)。 5.2.4钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度宜按下式计算:
5.2.4钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度宜按下式计算:
EI = E,Is +Ec.Ie
式中: EI 钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度(N·mm); 钢管的截面惯性矩(mm4); I一一钢管内混凝王的截面惯性矩(mm*) 截面 生丽典 宜按下式
I一一钢管内混凝土的截面惯性矩(mm*) 5.2.5钢管混凝土截面的弹性抗剪刚度宜按下式计算:
式中:GA钢管混凝土截面的弹性抗剪刚度(N); 羊 钢管钢材的剪变模量(N/mm),应按现行国家 标准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定 确定; 钢管内混凝土的剪变模量(N/mm),应按现行 国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有 关规定确定。
(EA)c.h = Z(E,A, +Es,A, +Ec.cA.) +Ec.ocAo
式中:(EA)c.h 钢管混凝土混合结构的截面弹
式中: (EA)c,h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗压刚度 (N) ; (EA)t,h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗拉刚度 (N) ;
Es 钢管钢材的弹性模量(N/mm); Es,1 纵筋钢材的弹性模量(N/mm): Ec.c 钢管内混凝土的弹性模量(N/mm); COc 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 的弹性模量(N/mm); As 钢管的截面面积(mm); Al 纵筋的截面面积(mm); Ac 钢管内混凝土的截面面积(mm); Aoc 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 的截面面积(mm)。
(EI)h = E, Is,h E,lh + Ec.Ie,h + Ec,oc Ioch (5. 2. 7) 式中: (EI)h一一钢管混凝土混合结构的截面弹性抗弯刚度 K(Nk mm); 钢管对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯 性矩(mm*); 纵筋对钢管混凝生混合结构截面形心轴的惯 性矩(mm4); 住房 Ic.h 钢管内混凝土对钢管混凝土混合结构截面形 心轴的惯性矩(mm) Ioc,h一 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯性矩 (mm4)。 5.2.8钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度宜按下式计算
5.2.8钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度宜按下
(GA)h = Z(GsAs +Gc,cA.)+Gc.ocAoo
中: (GA)h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度 (N) ; Gc.c 钢管内混凝土的剪变模量(N/mm),应按
现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定; 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 的剪变模量(N/mm),应按现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规 定确定。
5.3.1钢管混凝土混合结构分析应根据结构类型、材料
可取0.03,在罕遇地震作用下可取0.04;钢管混凝土加劲混合 结构的阻尼比,在多遇地震作用下可取0.045,在罕遇地震作用 下可取0.05;结构阻尼比也可根据结构试验确定。 5.3.4采用纤维模型法进行钢管混凝土混合结构的弹塑性分析 时,可采用本标准附录A中的材料本构模型,
6钢管混凝土式混合结构承载力计算人
6..钢管混王式混合结构中,弦杆的谷许长细比应按现 行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936的有关规定 确定,腹杆的容许长细比应按现行国家标准《钢结构设计标准》 GB50017的有关规定确定。 6.1.2钢管混凝土桁式混合结构的承载力设计应分别对结构整 体承载力和单根弦杆、腹杆的承载力进行计算。结构的换算长细 比应通过结构整体分析确定,轴心受压结构的换算长细比也可按 现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936确定。除 按本标准方法讣算外,结构的承载力也可通过结构整体分析 确定。 ? 6.1.3带混凝士结构板的钢管混凝土桁式混合结构,混凝土结 构板和桁架之间应有效连接并共同工作。 6.1.4由施工过程引起的单肢弦杆钢管初应力限值应为空钢管 承载力对应临界应力值的35%。当钢管混凝土中由施工过程引 起的钢管初应力小于限值时,可忽略施工过程对成型后结构承载 力计算的影响。当钢管混凝土中由施工过程弓起的钢管初应力大 于或等于限值时,应计入施工过程对成型后结构承载力计算的 影响。
2受压、受拉、受弯承载力计
N
a= 100 b = s0. 05
(a≤ 0. 4) (a > 0. 4)
6.2.2不带混凝土结构板且受压弦杆相同的钢管混凝土桁式
2.5带混凝土结构板且受压、受拉弦杆分别相同的钢管混凝 桁式混合结构第二类截面的受弯承载力宜按下列公式计算:
6.2.6弦杆相同的钢管混凝土桁式混合结构承受压、弯荷载共 同作用时,弯矩作用平面内的稳定承载力宜符合下列规定:
同作用时,弯矩作用平面内的稳定承载力宜符合下列规定
M= Nuo N: mm):
uo 曲线形式混合结构的初始弯曲度(mm),即中截 面形心到两端截面形心连线的垂直距离。
图6.2.6曲线形压弯钢管混凝土桁式混合结构 1一压区弦杆;2一拉区弦杆;3一腹杆;4一截面重心; L一两端截面中心点的直线距离;uo一初始弯曲度; hi一结构沿截面高度方向受压和受拉弦杆形心的距离;6一在弯矩 作用平面外的弦杆中心距;11一节间长度; re、rt一分别为截面重心至压区弦杆和拉区弦杆形心轴的距离; α一腹杆在弦杆截面平面投影夹角的一半
6.2.7轴向受压钢管混凝土桁式混合结构除应验算整体
轴向受压钢管混凝土式混合结构除应验算整体稳定承
载力外,尚应验算单肢弦杆的稳定承载力。
和弯矩设计值宜符合下列规定:
1平腹杆与斜腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端 受轴向荷载时高速公路标准规范范本,跨中节间的弦杆轴力设计值宜按下列公式计算 并应满足本标准第6.2.1条和第6.2.6条的要求:
2平腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端受轴向荷 载时,端部弦杆的轴力设计值和弯矩设计值宜按下列公式计算:
式中: Ncd 曲线形结构中端部单肢弦杆轴力设计值(N) Med 曲线形结构中端部单肢弦杆弯矩设计值(N·mm); N 曲线形结构轴力设计值(N); n 弦杆总数; 1 节间长度(mm): mb 与肢数有关的参数,对于二肢、四肢、六肢结构 mb分别为24和 6;对于三肢结构 mb为 4cosα, 其中,α为腹杆在弦杆截面平面投影夹角的一半 (图 6. 2. 6) ; 曲线形结构两端截面中心点的直线距离(mm); 曲线形结构的初始弯曲度(mm),即中截面形心 到两端截面形心连线的垂直距离。 3斜腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端受轴向荷 载时,端部弦杆轴力设计值宜按下式计算:
式中: Ncd 端部弦杆轴力设计值(N); 一斜腹杆与弦杆的夹角。
式中:Ncd一端部弦杆轴力设计值(N); 一斜腹杆与弦杆的夹角。 6.2.9单根钢管混凝土弦杆的承载力计算应符合下列规定: 1轴心受压稳定承载力应符合下列规定,弦杆的计算长度 应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定:
1轴心受压稳定承载力应符合下列规定,弦杆的计算长 应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定
Ned <2时,则: N
Nd +aMd N. M.
路灯标准bNed cNed + Med <1 N.2 N. Mau
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