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文檔簡介
中華人民共和國行業(yè)標準JGJ
JGJ/T×-2017
備案號J×-2017
再生混合混凝土組合結構技術規(guī)程
TechnicalSpecificationforCompositeStructuresContaining
DemolishedConcreteLumps
(征求意見稿)
2017-××-××發(fā)布2017-××-××實施
中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布
前言
根據(jù)《住房城鄉(xiāng)建設部關于印發(fā)2015年工程建設標準規(guī)范制訂、修訂計劃的通知》(建
標[2014]189號)的要求,規(guī)程編制組經(jīng)過大量試驗和廣泛調(diào)查研究,認真總結現(xiàn)有科研成
果和工程實踐經(jīng)驗,參考國內(nèi)外相關標準,在廣泛征求意見的基礎上制定本規(guī)程。
本規(guī)程的主要技術內(nèi)容包括:1.總則;2.術語和符號;3.材料;4.構件設計;5.施
工工藝與質(zhì)量控制。具體構件形式包括:鋼管再生塊體混凝土柱、H型鋼部分外包再生塊體
混凝土柱、梁-鋼管再生塊體混凝土柱節(jié)點、壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板、外置鋼板
再生塊體混凝土剪力墻、U型外包鋼再生塊體混凝土梁、工字鋼再生塊體混凝土梁。
本規(guī)程由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理,華南理工大學負責具體技術內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過
程中如有意見或建議,請寄送華南理工大學土木與交通學院(地址:廣州市天河區(qū)五山路
381號,郵編:510640)。
本規(guī)程主編單位:華南理工大學
廣州建筑股份有限公司
本規(guī)程參編單位:
本規(guī)程主要起草人員:
本規(guī)程主要審查人員:
2
目次
1總則......................................................................................................................................................8
2術語和符號.........................................................................................................................................9
2.1術語.............................................................................................................................................................9
2.2符號..............................................................................................................10
3材料....................................................................................................................................................11
3.1混凝土...............................................................................................................11
3.2鋼材及連接材料...............................................................................................14
4構件設計...........................................................................................................................................15
4.1一般規(guī)定...........................................................................................................15
4.2鋼管再生塊體混凝土柱...................................................................................15
4.3H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱................................................................16
4.4梁—鋼管再生塊體混凝土柱節(jié)點...................................................................16
4.5壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板...............................................................16
4.6外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻...................................................................16
4.7U型外包鋼再生塊體混凝土梁........................................................................17
4.8工字鋼再生塊體混凝土梁...............................................................................22
5施工.....................................................................................................................................................23
6驗收.....................................................................................................................................................24
本規(guī)程用詞用語說明..........................................................................................................................25
引用標準名錄.........................................................................................................................................26
附:條文說明.........................................................................................................................................27
3
Contents
1GENERALPROVISIONS......................................................................................................8
2TERMSANDSYMBOLS.......................................................................................................9
2.1TERMS.....................................................................................................................................9
2.2SYMBLOS.......................................................................................................10
3MATERIALS..............................................................................................................................11
3.1CONCRETE.....................................................................................................11
3.2STEELANDCONNECTION..........................................................................14
4DESIGNOFSTRUCTURALMEMBERS....................................................................15
4.1GENERALREQUIREMENTS........................................................................15
4.2STEELTUBULARCOLUMNFILLEDWITHCOMPOUNDCONCRETE15
4.3PARTIALLYENCASEDH-SHAPEDSTEELCOLUMNCASTUSING
COMPOUNDCONCRETE...................................................................................16
4.4CONNECTIONBETWEENBEAMANDSTEELTUBULARCOLUMN
FILLEDWITHCOMPOUNDCONCRETE.........................................................16
4.5COMPOSITESLABWITHPROFILEDSTEELSHEETCASTUSING
COMPOUNDCONCRETE...................................................................................16
4.6EXTERIOR-STEEL-PLATESHEARWALLFILLEDWITHCOMPOUND
CONCRETE...........................................................................................................16
4.7U-SHAPEDSTEELBEAMFILLEDWITHCOMPOUNDCONCRETE.....17
4.8I-STEELREINFORCEDCOMPOUNDCONCRETEBEAM.........................22
5CONSTRUCTION...................................................................................................................23
6ACCEPTANCE.......................................................................................................24
EXPLANATIONOFWORDINGINTHISSPECIFICATION...............................25
LISTOFQUOTEDSTANDARDS.......................................................................................26
4
ADDITION:EXPLANATIONOFPROVISIONS.........................................................27
5
1總則
1.0.1為在土建工程中應用再生塊體混凝土組合構件,并做到安全適用、經(jīng)濟合
理、技術先進,制定本規(guī)程。
1.0.2本規(guī)程適用于設防烈度不高于8度地區(qū)的土建工程中再生塊體混凝土組合
構件的設計與施工。
1.0.3再生塊體混凝土組合構件的設計與施工,除應符合本規(guī)程的規(guī)定外,尚應
符合國家現(xiàn)行相關標準的規(guī)定。
6
2術語和符號
2.1術語
2.1.1舊混凝土塊體demolishedconcretelump
特征尺寸介于60mm~300mm之間的舊混凝土塊狀物
2.1.2特征尺寸characteristicsize
舊混凝土塊體不同方位外接圓柱體的直徑的最小值。
2.1.3新混凝土freshconcrete
與舊混凝土塊體配合使用的新拌混凝土
2.1.4再生塊體混凝土compoundconcretemadeofdemolishedconcretelumps
andfreshconcrete
舊混凝土塊體與新混凝土混合澆搗形成的混合物
2.1.5再生塊體混凝土組合構件compositestructuralmembercomposedofsteel
andcompoundconcrete
再生塊體混凝土與型鋼組合形成的結構構件
2.1.6鋼管再生塊體混凝土柱steeltubularcolumnfilledwithcompoundconcrete
鋼管內(nèi)部澆筑再生塊體混凝土,并由二者共同承受荷載的柱
2.1.7H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱partiallyencasedH-shapedsteelcolumn
castusingcompoundconcrete
H型鋼的翼緣和腹板所圍區(qū)域內(nèi)澆筑再生塊體混凝土,并由它們共同承受荷
載的柱
2.1.8壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板compositeslabwithprofiledsteelsheet
castusingcompoundconcrete
壓型鋼板上澆筑再生塊體混凝土,并由二者共同承受荷載的樓板
2.1.9U型外包鋼再生塊體混凝土梁U-shapedsteelbeamfilledwithcompound
concrete
U型外包鋼內(nèi)部澆筑再生塊體混凝土,并由二者共同承受荷載的梁
2.1.10工字鋼再生塊體混凝土梁I-steelreinforcedcompoundconcretebeam
鋼筋再生塊體混凝土內(nèi)部配置工字鋼,并由二者共同承受荷載的梁
2.1.11外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻exterior-steel-plateshearwallfilledwith
compoundconcrete
7
兩片外置鋼板之間澆筑再生塊體混凝土,并由它們共同承受荷載的剪力墻
2.2符號
as——梁底縱向鋼筋截面形心至梁底面的距離;
Aa——鋼管的橫截面積,或剪力墻橫截面的鋼板總面積,或U型外包
鋼的橫截面積;
Ab——U型外包鋼底板的橫截面積;
Ac——鋼管內(nèi)部混凝土的橫截面積,或剪力墻橫截面的混凝土面積,或
柱橫截面的混凝土面積;
Af——U型外包鋼翼緣的橫截面積,或H型鋼翼緣的橫截面積;
As1——梁底縱向鋼筋的橫截面積;
As2——負彎矩區(qū)翼板有效寬度范圍內(nèi)縱向鋼筋的橫截面積;
Aw——H型鋼腹板的橫截面積
bc——U型外包鋼內(nèi)填混凝土的寬度;
be——翼板的有效寬度;
bf——H型鋼的翼緣寬度;
Ec,com——再生塊體混凝土的彈性模量;
f——鋼材的抗拉和抗壓強度設計值;
fc——翼板混凝土的軸心抗壓強度設計值;
fc,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值;
fck,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度標準值;
fcue,old——舊混凝土的立方體抗壓強度推定值;
fcuk,com——再生塊體混凝土的組合立方體抗壓強度標準值;
fcuk,new——新混凝土的立方體抗壓強度標準值;
ft,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗拉強度設計值;
ftk,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗拉強度標準值;
?y——鋼材的抗拉和抗壓強度標準值;
fy1——梁底縱向鋼筋的抗拉和抗壓強度設計值;
fy2——負彎矩區(qū)翼板有效寬度范圍內(nèi)縱向鋼筋的抗拉強度設計值;
fyf——H型鋼翼緣的抗壓強度設計值;
fyw——H型鋼腹板的抗壓強度設計值;
Gc,com——再生塊體混凝土的剪切模量;
h0——工字鋼受拉翼緣和縱向受拉鋼筋合力點至截面受壓區(qū)邊緣的距
離;
hc——翼板的厚度;
hw——H型鋼的腹板高度;
M——彎矩設計值;
N——與柱剪力設計值相應的柱軸向壓力設計值;
Nu——柱的軸向受壓承載力設計值;
tb——U型外包鋼的底板厚度;
tf——U型外包鋼的翼緣厚度,或H型鋼的翼緣厚度;
8
tw——U型外包鋼的腹板厚度;
Vu——柱的橫向受剪承載力設計值;
Wpn——U型外包鋼橫截面對過其形心水平軸的塑性凈截面模量;
x——混凝土等效受壓區(qū)高度;
y1——U型外包鋼橫截面形心至翼板混凝土等效受壓區(qū)形心的距離;
y2——梁底縱向鋼筋截面形心至翼板混凝土等效受壓區(qū)形心的距離;
y3——U型外包鋼橫截面形心至梁底面的距離;
y4——U型外包鋼橫截面形心至塑性中和軸的距離;
y5——翼板橫截面形心至梁底縱向鋼筋截面形心的距離;
y6——翼板內(nèi)縱向鋼筋截面形心至梁底縱向鋼筋截面形心的距離;
α1,α2,α3——新混凝土、舊混凝土、再生塊體混凝土的300mm立方體抗壓強
度與150mm立方體抗壓強度之比;
β1——混凝土等效受壓區(qū)高度與實際受壓區(qū)高度之間的換算系數(shù);
η——再生塊體混凝土中舊混凝土塊體的質(zhì)量替代率;
θ——鋼管再生塊體混凝土柱的套箍系數(shù);
λ——柱的剪跨比;
φ——柱的穩(wěn)定系數(shù)。
9
3材料
3.1混凝土
3.1.1再生塊體混凝土組合構件所采用的新混凝土,應符合現(xiàn)行國家標準《混凝
土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定,且砂率不宜小于45%;壓型鋼板再生塊體
混凝土組合樓板所采用的新混凝土的粗骨料最大粒徑不宜大于16mm,其它再生
塊體混凝土組合構件所采用的新混凝土的粗骨料最大粒徑不宜大于20mm。
3.1.2再生塊體混凝土組合構件所采用的舊混凝土的最大氯離子含量和最大堿含
量,應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定。舊混凝土
塊體表面應無污染并清洗干凈。
3.1.3再生塊體混凝土組合構件所采用的舊混凝土的立方體抗壓強度推定值,宜
根據(jù)直徑100mm、高度100mm的舊混凝土芯樣的實測抗壓強度進行確定,也
可依據(jù)直徑70mm、高徑比1:1的舊混凝土芯樣的實測抗壓強度進行確定。
3.1.4鋼管再生塊體混凝土柱、H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱和外置鋼板再
生塊體混凝土剪力墻,不應采用立方體抗壓強度推定值低于25MPa的舊混凝土;
U型外包鋼再生塊體混凝土梁、工字鋼再生塊體混凝土梁和壓型鋼板再生塊體混
凝土組合樓板,不應采用立方體抗壓強度推定值低于15MPa的舊混凝土。
3.1.5同一再生塊體混凝土組合構件中的舊混凝土,應具有相同的立方體抗壓強
度推定值;同一樓層相同類型的再生塊體混凝土組合構件中的舊混凝土,宜具有
相同的立方體抗壓強度推定值。
3.1.6對于鋼管再生塊體混凝土柱、U型外包鋼再生塊體混凝土梁、外置鋼板再
生塊體混凝土剪力墻,舊混凝土塊體的特征尺寸不宜大于構件橫截面短邊方向尺
寸的1/3;對于H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱、工字鋼再生塊體混凝土梁,
舊混凝土塊體的特征尺寸不宜大于構件橫截面短邊方向尺寸的1/4;對于壓型鋼
板再生塊體混凝土組合樓板,舊混凝土塊體的特征尺寸不應大于壓型鋼板肋頂以
上混凝土厚度的70%。
3.1.7再生塊體混凝土的組合立方體抗壓強度標準值,按下式計算:
當新混凝土的立方體抗壓強度標準值與舊混凝土的立方體抗壓強度推定值
之差大于-10MPa且小于15MPa時:
fcuk,com=fcuk,new×(1-η)+fcue,old×η(3.1.7-1)
當新混凝土的立方體抗壓強度標準值與舊混凝土的立方體抗壓強度推定值
之差大于15MPa時:
0.86η
fcuk,com=[(α2/α1)×(fcue,old/fcuk,new)]×α1(1-η)fcuk,new/α3
10
1.1η
+[(α1/α2)×(fcuk,new/fcue,old)]×α2ηfcue,old/α3(3.1.7-2)
2
式中:fcuk,com——再生塊體混凝土的組合立方體抗壓強度標準值(N/mm);
fcuk,new——新混凝土的立方體抗壓強度標準值,按現(xiàn)行國家標準《混
凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定取用(N/mm2);
2
fcue,old——舊混凝土的立方體抗壓強度推定值(N/mm);
η——舊混凝土塊體的質(zhì)量替代率,即再生塊體混凝土中舊混凝
土塊體的質(zhì)量百分比;
α1——新混凝土的300mm立方體抗壓強度與150mm立方體抗
壓強度之比,C50及以下新混凝土取0.87,C70新混凝土
取0.94,二者之間按線性插值取用;
α2——舊混凝土的300mm立方體抗壓強度與150mm立方體抗
壓強度之比,取為0.87;
α3——再生塊體混凝土的300mm立方體抗壓強度與150mm立
方體抗壓強度之比,按α3=α1×(1-η)+α2×η取用。
3.1.8再生塊體混凝土中舊混凝土塊體的質(zhì)量替代率,宜取為25%~35%且不應超
過40%。
3.1.9再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度標準值fck,com和組合軸心抗拉強度標
準值ftk,com,按表3.1.9取用。
表3.1.9再生塊體混凝土的組合軸心抗壓、抗拉強度標準值(N/mm2)
再生塊體混凝土的組合立方體抗壓強度標準值fcuk,com
強度類別
20253035404550
fck,com12.115.018.121.124.126.528.7
ftk,com1.391.601.811.982.152.262.38
3.1.10再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值fc,com和組合軸心抗拉強度設
計值ft,com,按表3.1.10取用。
表3.1.10再生塊體混凝土的組合軸心抗壓、抗拉強度設計值(N/mm2)
再生塊體混凝土的組合立方體抗壓強度標準值fcuk,com
強度類別
20253035404550
fc,com8.610.712.915.017.219.020.8
ft,com1.001.141.291.411.541.621.70
3.1.11再生塊體混凝土的彈性模量Ec,com宜按表3.1.11取用,當有可靠試驗依據(jù)
時也可采用實測數(shù)據(jù)。再生塊體混凝土的剪切模量Gc,com,可按相應彈性模量值
的40%取用。
表3.1.11再生塊體混凝土的彈性模量(N/mm2)
再生塊體混凝土的組合立方體
20253035404550
抗壓強度標準值fcuk,com
4
Ec,com(×10)2.172.382.552.682.762.852.93
11
3.2鋼材及連接材料
3.2.1再生塊體混凝土組合構件所采用的結構鋼,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構
設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定。
3.2.2再生塊體混凝土組合構件所用結構鋼的強度設計值、強度標準值和物理性
能指標,按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017或《連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板
及鋼帶》GB/T2518中相同牌號及相同成型工藝結構鋼的對應取值取用。
3.2.3再生塊體混凝土組合構件中鋼材連接所采用的焊條、焊絲、焊劑、普通螺
栓、高強度螺栓,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定。
再生塊體混凝土組合構件所采用的栓釘及其力學性能指標,應符合現(xiàn)行國家標準
《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》GB/T10433的規(guī)定。
3.2.4再生塊體混凝土組合構件中的焊縫質(zhì)量等級和焊縫強度設計值,以及普通
螺栓連接的強度設計值、高強度螺栓連接的鋼材摩擦面抗滑移系數(shù)值和設計預拉
力,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定。再生塊體混凝
土組合構件中單個抗剪栓釘?shù)某休d力設計值,按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》
GB50017的規(guī)定計算。
3.2.5再生塊體混凝土組合構件所采用的鋼筋,應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結
構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定。
3.2.6再生塊體混凝土組合構件所用鋼筋的強度設計值、強度標準值和彈性模量,
按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010中相同牌號鋼筋的對應取值
取用。
12
4構件設計
4.1一般規(guī)定
4.1.1在再生塊體混凝土組合構件的設計過程中,當按國家現(xiàn)行相關標準的規(guī)定
執(zhí)行時,這些標準所涉及到的混凝土力學性能參數(shù)應改按再生塊體混凝土的力學
性能參數(shù)取用,具體由本規(guī)程第3.1.7條、第3.1.9條、第3.1.10條、第3.1.11條
確定。
4.1.2凡本規(guī)程未作規(guī)定者,鋼管再生塊體混凝土柱和梁—鋼管再生塊體混凝土
柱節(jié)點的設計,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB50936的
規(guī)定;壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板和工字鋼再生塊體混凝土梁的設計,應
符合現(xiàn)行行業(yè)標準《組合結構設計規(guī)范》JGJ138的規(guī)定;外置鋼板再生塊體混
凝土剪力墻的設計,應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋼板剪力墻技術規(guī)程》JGJ/T380的
規(guī)定;U型外包鋼再生塊體混凝土梁和H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱的設
計,應參照現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017和現(xiàn)行行業(yè)標準《組合
結構設計規(guī)范》JGJ138執(zhí)行。
4.2鋼管再生塊體混凝土柱
4.2.1圓鋼管再生塊體混凝土柱的鋼管外徑與壁厚之比不應大于R1的160倍,方
鋼管再生塊體混凝土柱的鋼管橫截面邊長與壁厚之比不應大于R2的100倍,其
中R1和R2按下式計算:
R1=235/fy(4.2.1-1)
0.5
R2=(235/?y)(4.2.1-2)
2
式中:?y——鋼材的抗拉和抗壓強度標準值(N/mm)。
4.2.2當鋼管外徑與壁厚之比不大于R1的135倍時,圓鋼管再生塊體混凝土柱的
軸向受壓承載力設計值,按現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB50936
的規(guī)定計算;當鋼管外徑與壁厚之比大于R1的135倍但不大于R1的160倍時,
圓鋼管再生塊體混凝土柱的軸向受壓承載力設計值,按國家現(xiàn)行相關標準的規(guī)定
計算。
4.2.3當鋼管橫截面邊長與壁厚之比不大于R2的60倍時,方鋼管再生塊體混凝
土短柱的軸心受壓承載力設計值,按現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》
GB50936的規(guī)定計算并乘以0.95的折減系數(shù);當鋼管橫截面邊長與壁厚之比大
于R2的60倍但不大于R2的100倍時,方鋼管再生塊體混凝土短柱的軸心受壓
承載力設計值,按國家現(xiàn)行相關標準的規(guī)定計算并乘以0.95的折減系數(shù)。
4.2.4當鋼管外徑與壁厚之比不大于R1的135倍時,圓鋼管再生塊體混凝土柱的
橫向受剪承載力設計值,按現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》GB50936
13
的規(guī)定計算;當鋼管外徑與壁厚之比大于R1的135倍但不大于R1的160倍時,
圓鋼管再生塊體混凝土柱的橫向受剪承載力設計值按下式計算:
2
Vu={(1+1.17θ)[0.68/(λ+0.75)+0.41n-0.15n-0.48]+0.58θ}Ac?c,com(4.2.4-1)
n=N/(Aa?+Ac?c,com)(4.2.4-2)
θ=Aa?/Ac?c,com(4.2.4-3)
式中:Vu——柱的橫向受剪承載力設計值(N);
λ——柱的剪跨比(λ≤0.5);
N——與柱剪力設計值相應的柱軸向壓力設計值(N);
2
Aa——鋼管的橫截面積(mm);
2
Ac——鋼管內(nèi)部混凝土的橫截面積(mm);
?——鋼材的抗拉和抗壓強度設計值(N/mm2);
2
?c,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值(N/mm);
θ——鋼管再生塊體混凝土柱的套箍系數(shù)。
4.2.5當鋼管外徑與壁厚之比大于R1的135倍但不大于R1的160倍時,圓鋼管
再生塊體混凝土柱的設計軸壓比不宜超過0.65;當鋼管橫截面邊長與壁厚之比大
于R2的60倍但不大于R2的100倍時,方鋼管再生塊體混凝土柱的設計軸壓比
不宜超過0.65。設計軸壓比等于考慮地震組合的柱軸向壓力設計值與Nu,cs之比,
其中Nu,cs按下式計算:
Nu,cs=Aa?+Ac?c,com(4.2.5)
2
式中:Aa——鋼管的橫截面積(mm);
2
Ac——鋼管內(nèi)部混凝土的橫截面積(mm);
?——鋼材的抗壓強度設計值(N/mm2);
2
?c,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值(N/mm)。
4.3H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱
4.3.1本規(guī)程適用于由H型鋼、鋼系桿、H型鋼的翼緣和腹板所圍區(qū)域內(nèi)澆筑的
再生塊體混凝土三部分組成的H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱(圖4.3.1),鋼
系桿的兩端與H型鋼的翼緣焊接,鋼系桿直徑不應小于8mm,鋼系桿間距宜取
為100mm~150mm。H型鋼和鋼系桿應分別符合現(xiàn)行行業(yè)標準《組合結構設計
規(guī)范》JGJ138對鋼材和箍筋的規(guī)定。
14
圖4.3.1H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱
4.3.2H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱的軸向受壓承載力設計值按下式計算:
Nu=0.9φ(0.85Ac?c,com+Affyf+Awfyw)(4.3.2)
式中:Nu——柱的軸向受壓承載力設計值(N);
φ——柱的穩(wěn)定系數(shù),按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB
50010中鋼筋混凝土軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)取用;
2
Ac——柱橫截面的混凝土面積(mm);
2
Af——H型鋼翼緣的橫截面積(mm);
2
Aw——H型鋼腹板的橫截面積(mm);
2
?c,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值(N/mm);
2
fyf——H型鋼翼緣的抗壓強度設計值(N/mm);
2
fyw——H型鋼腹板的抗壓強度設計值(N/mm)。
4.3.3H型鋼部分外包再生塊體混凝土柱正截面強軸方向的偏心受壓承載力,應
符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010矩形截面偏心受壓構件正
截面受壓承載力的規(guī)定,并將相關公式中的混凝土軸心抗壓強度設計值、截面寬
度、截面有效高度、普通鋼筋抗拉強度設計值、普通鋼筋抗壓強度設計值、受拉
區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積、受壓區(qū)縱向普通
鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離、縱向受拉普通鋼筋合力點至截面近邊緣的距
離分別取為再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值、H型鋼的翼緣寬度、heff、
H型鋼翼緣的抗拉強度設計值、H型鋼翼緣的抗壓強度設計值、H型鋼翼緣的橫
截面積、H型鋼翼緣的橫截面積、teff、H型鋼翼緣厚度的一半,其中heff和teff
按下式計算:
heff=hw+1.5tf+c'(4.3.3-1)
teff=0.5tf+c'(4.3.3-2)
c'=0.5fywAw/(fc,com×bf)(4.3.3-3)
式中:hw——H型鋼的腹板高度(mm);
tf——H型鋼的翼緣厚度(mm);
15
bf——H型鋼的翼緣寬度(mm)。
4.4梁—鋼管再生塊體混凝土柱節(jié)點
4.4.1鋼管再生塊體混凝土柱與鋼筋混凝土梁的連接不宜采用穿心式節(jié)點構造;
若鋼管再生塊體混凝土柱與鋼梁的連接采用內(nèi)加強環(huán)節(jié)點構造,內(nèi)加強環(huán)中心孔
洞的直徑應大于舊混凝土塊體特征尺寸的兩倍。
4.4.2當鋼管外徑與壁厚之比不大于R1的135倍或鋼管橫截面邊長與壁厚之比不
大于R2的60倍時,圓鋼管再生塊體混凝土柱和方鋼管再生塊體混凝土柱與鋼梁
或鋼筋混凝土梁、板的連接設計,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)
范》GB50936的規(guī)定,其中R1和R2按下式計算:
R1=235/fy(4.4.2-1)
0.5
R2=(235/?y)(4.4.2-2)
2
式中:?y——鋼材的抗拉和抗壓強度標準值(N/mm)。
4.4.3當鋼管再生塊體混凝土柱的柱身鋼管外徑與壁厚之比大于R1的135倍但不
大于R1的160倍,或柱身鋼管橫截面邊長與壁厚之比大于R2的60倍但不大于
R2的100倍時,節(jié)點域內(nèi)及其附近的鋼管應局部加厚。局部加厚處的鋼管外徑或
橫截面邊長宜與柱身鋼管相同;局部加厚處的鋼管外徑與壁厚之比或鋼管橫截面
邊長與壁厚之比,應分別不大于R1的135倍或R2的60倍;局部加厚鋼管向上
和向下伸出節(jié)點域的長度,應不小于鋼管外徑或鋼管橫截面邊長的一半;局部加
厚鋼管和柱身鋼管宜采用全熔透焊縫對接。在此基礎上,鋼管再生塊體混凝土柱
與鋼梁或鋼筋混凝土梁、板的連接,可按現(xiàn)行國家標準《鋼管混凝土結構技術規(guī)
范》GB50936的規(guī)定設計。
4.5壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板
4.5.1壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板宜選用閉口型或縮口型壓型鋼板,壓型
鋼板的單槽槽口最小澆筑寬度與舊混凝土塊體特征尺寸之差宜大于50mm。
4.5.2壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板的總厚度不應小于125mm,壓型鋼板肋
頂以上混凝土厚度不應小于85mm。
4.5.3對于簡支壓型鋼板再生塊體混凝土組合樓板,當常溫下其跨中組合彎矩設
計值與跨中受彎承載力設計值之比不大于0.3或0.6時,無需涂抹防火涂料即可
滿足1.5h或1.0h的耐火極限要求;當該比值大于0.6且小于0.8時,為滿足1.5
h的耐火極限要求,應在壓型鋼板底面涂抹厚度不小于10mm的非膨脹型防火涂
料。
4.6外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻
16
4.6.1本規(guī)程所提外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻由兩片外包鋼板、兩片鋼板之
間的內(nèi)填再生塊體混凝土、外包鋼板和內(nèi)填混凝土之間的連接三部分組成(圖
4.6.1),墻的總厚度不應小于180mm。外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻的兩端宜
設置矩形鋼管混凝土端柱,墻體鋼板與矩形鋼管之間宜采用焊接連接,矩形鋼管
內(nèi)部可采用再生塊體混凝土。
圖4.6.1外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻
(外包鋼板和內(nèi)填再生塊體混凝土之間的連接可采用栓釘、T型加勁肋、綴板、對拉螺栓等形式)
4.6.2外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻中單片鋼板的厚度不宜小于6mm,墻的總
厚度與單片鋼板厚度之比不宜超過85。
4.6.3考慮地震作用的外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻在重力荷載代表值作用下
的設計軸壓比限值,按表4.6.3取用。設計軸壓比等于剪力墻的軸向壓力設計值
與Nu,ws之比,其中Nu,ws按下式計算:
Nu,ws=Aa?+Ac?c,com(4.6.3)
2
式中:Aa——剪力墻橫截面的鋼板總面積(mm);
2
Ac——剪力墻橫截面的混凝土面積(mm);
?——鋼材的抗壓強度設計值(N/mm2);
2
?c,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值(N/mm)。
表4.6.3外置鋼板再生塊體混凝土剪力墻的設計軸壓比限值
抗震等級一級二、三級
設計軸壓比限值0.40.5
4.7U型外包鋼再生塊體混凝土梁
4.7.1本規(guī)程適用于由U型外包鋼、內(nèi)填再生塊體混凝土、抗剪連接件、鋼筋混
凝土翼板四部分組成且不直接承受動力荷載的U型外包鋼再生塊體混凝土梁。
17
4.7.2U型外包鋼宜采用冷彎薄壁型鋼,其橫截面寬度不宜小于200mm,鋼板厚
度不宜小于4mm。
4.7.3U型外包鋼的上翼緣應從梁的兩側面向外延伸,單側上翼緣的寬度不宜小
于50mm。上翼緣與抗剪連接件之間宜采用焊接連接,抗剪連接件可以是上翼緣
上表面布設的栓釘,也可以是橫跨兩側上翼緣且沿梁縱向間隔布設的角鋼、槽鋼
或有可靠依據(jù)的其他類型連接件。當采用橫跨兩側上翼緣的抗剪連接件時,其沿
梁縱向的布設間距不宜小于200mm。
4.7.4為提高U型外包鋼再生塊體混凝土梁正彎矩區(qū)段的承載能力,可在梁底配
置適量縱向受拉鋼筋,其保護層厚度不應小于鋼筋直徑和20mm二者的較大值。
4.7.5U型外包鋼再生塊體混凝土梁負彎矩區(qū)段的縱向受拉鋼筋設置,應符合現(xiàn)
行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定。
4.7.6在進行U型外包鋼再生塊體混凝土梁的正截面受彎承載力計算時,鋼筋混
凝土翼板的有效寬度按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定計算,
并將相關公式中的板托頂部寬度取為梁的橫截面寬度。
4.7.7完全抗剪連接U型外包鋼再生塊體混凝土梁的正截面受彎承載力,應按下
列規(guī)定計算:
1、正彎矩區(qū)段
1)塑性中和軸在鋼筋混凝土翼板內(nèi)(圖4.7.7-1)時:
M≤Aafy1+As1fy1y2(4.7.7-1)
x=(Aaf+As1fy1)/befc(4.7.7-2)
式中:M——彎矩設計值(N●mm);
x——混凝土等效受壓區(qū)高度(mm);
2
Aa——U型外包鋼的橫截面積(mm);
2
As1——梁底縱向鋼筋的橫截面積(mm);
f——鋼材的抗拉和抗壓強度設計值(N/mm2);
2
fy1——梁底縱向鋼筋的抗拉和抗壓強度設計值(N/mm);
2
fc——翼板混凝土的軸心抗壓強度設計值(N/mm);
y1——U型外包鋼橫截面形心至翼板混凝土等效受壓區(qū)形心的距離
(mm);
y2——梁底縱向鋼筋截面形心至翼板混凝土等效受壓區(qū)形心的距離
(mm);
be——翼板的有效寬度(mm);
hc——翼板的厚度(mm)。
18
(a)橫剖面(b)應力分布
圖4.7.7-1塑性中和軸在鋼筋混凝土翼板內(nèi)的梁截面應力分布
2)塑性中和軸在U型外包鋼腹板內(nèi)(圖4.7.7-2)時:
M≤Wpnf-4y4twf(y3+y4/2-as)+befchcy5+bcfc,com(x-h(huán)c)(y5-x/2)(4.7.7-3)
x=[(Aa-2Af)f+4tw(hc+tf)f+As1fy1-behcfc+bchcfc,com]/(bcfc,com+4twf/β1)(4.7.7-4)
式中:Wpn——U型外包鋼橫截面對過其形心水平軸的塑性凈截面模量
(mm3);
2
Af——U型外包鋼翼緣的橫截面積(mm);
tf——U型外包鋼的翼緣厚度(mm);
tw——U型外包鋼的腹板厚度(mm);
bc——U型外包鋼內(nèi)填混凝土的寬度(mm);
2
fc,com——再生塊體混凝土的組合軸心抗壓強度設計值(N/mm);
y3——U型外包鋼橫截面形心至梁底面的距離(mm);
y4——U型外包鋼橫截面形心至塑性中和軸的距離(mm);
y5——翼板橫截面形心至梁底縱向鋼筋截面形心的距離(mm);
as——梁底縱向鋼筋截面形心至梁底面的距離(mm);
β1——混凝土等效受壓區(qū)高度與實際受壓區(qū)高度之間的換算系數(shù),取
為0.8。
(a)橫剖面(b)應力分布
19
圖4.7.7-2塑性中和軸在U型外包鋼腹板內(nèi)的梁截面應力分布
2、負彎矩區(qū)段(圖4.7.7-3)
M≤Wpnf-4y4twf(y6+as-tb-y4/2-x/β1)+bcfc,comx(y6+as-tb-x/2)+As1fy1y6(4.
7.7-5)
x=[(Aa-2Ab)f+As2fy2-As1fy1]/(bcfc,com+4twf/β1)(4.7.7-6)
適用條件:x≥2as
2
式中:Ab——U型外包鋼底板的橫截面積(mm);
tb——U型外包鋼的底板厚度(mm);
2
As2——負彎矩區(qū)翼板有效寬度范圍內(nèi)縱向鋼筋的橫截面積(mm);
fy2——負彎矩區(qū)翼板有效寬度范圍內(nèi)縱向鋼筋的抗拉強度設計值
(N/mm2);
y6——翼板內(nèi)縱向鋼筋截面形心至梁底縱向鋼筋截面形心的距離
(mm)。
(a)橫剖面(b)應力分布
圖4.7.7-3負彎矩區(qū)段梁截面的應力分布
4.7.8U型外包鋼再生塊體混凝土梁的受剪安全性,應采取可靠方法進行驗算。
4.7.9U型外包鋼再生塊體混凝土梁的抗剪連接件的計算,應符合現(xiàn)行國家標準
《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定,并將相關公式中的混凝土力學性能參數(shù)
取為翼板混凝土的力學性能參數(shù)。
4.7.10U型外包鋼再生塊體混凝土梁的撓度計算,應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構
設計規(guī)范》GB
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