中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范GB 50010-2002 7
第10.6.4条 预制构件和叠合构件的斜截面受剪承载力,应按本规范第7.5节的有关规定进行计算,其中,剪力设计值应按下列规定取用: 预制构件 V1=V1G+V1Q (10.6.4-1) 叠合构件 V=V1G+V2G+V2Q (10.6.4-2) 式中 V1G--预制构件自重、预制楼板自重和叠合层自重在计算截面产生的剪力设计值。 V2G--第二阶段面层、吊顶等自重在计算截面产生的剪力设计值; V1Q--第一阶段施工活荷载在计算截面产生的剪力设计值; V2Q--第二阶段可变荷载在计算截面产生的剪力设计值,取本阶段施工活荷载和使用阶段可变荷载在计算截面产生的剪力设计值中的较大值。 在计算中,叠合构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值Vcs应取叠合层和预制构件中较低的混凝土强度等级进行计算,且不低于预制构件的受剪承载力设计值;对预应力混凝土叠合构件,不考虑预应力对受剪承载力的有利影响,取Vp=0.
第10.6.5条 当叠合梁符合本规范第10.2.10条、第10.2.11条和第10.6.14条的各项构造要求时,其叠合面的受剪承载力应符合下列规定: V≤1.2ftbh0+0.85fyvAsvh0/s (10.6.5-1) 此处,混凝土的抗拉强度设计值ft取叠合层和预制构件中的较低值。 对不配箍筋的叠合板,当符合本规范第10.6.15条的构造规定时,其叠合面的受剪强度应符合下列公式的要求: V/bh0≤0.4(N/mm2) (10.6.5-2)
第10.6.6条 预应力混凝土叠合式受弯构件,其预制构件和叠合构件应进行正截面抗裂验算。此时,在荷载效应的标准组合下,抗裂验算边缘混凝土的拉应力不应大于预制构件的混凝土抗拉强度标准值ftk。抗裂验算边缘混凝土的法向应力应按下列公式计算: 预制构件 σck=M1k/W01 (10.6.6-1) 叠合构件 σck=M1GK/W01+M2K/W0 (10.6.6-2) 式中 M1GK--预制构件自重、预制楼板自重和叠合层自重标准值在计算截面产生的弯矩值; M1K--第一阶段荷载效应标准组合下在计算截面的弯矩值,取M1K=M1GK+M1QK,此处,M1QK为第一阶段施工活荷载标准值在计算截面产生的弯矩值; M2K--第二阶段荷载效应标准组合下在计算截面上的弯矩值,取M2K=M2GK+M2QK,此处M2GK为面层、吊顶等自重标准值在计算截面产生的弯矩值;M2QK为使用阶段可变荷载标准值在计算截面产生的弯矩值; W01--预制构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩; W0--叠合构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩,此时,叠合层的混凝土截面面积应按弹性模量比换算成预制构件混凝土的截面面积。
第10.6.7条 预应力混凝土叠合构件,应按本规范第8.1.5条的规定进行斜截面抗裂验算;混凝土的主拉应力及主压应力应考虑叠合构件受力特点,并按本规范第8.1.6条的规定计算。
第10.6.8条 钢筋混凝土叠合式受弯构件在荷载效应的标准组合下,其纵向受拉钢筋的应力应符合下列规定: σsk≤0.9fy (10.6.8-1) σsk=σs1k+σs2k (10.6.8-2) 在弯矩M1GK作用下,预制构件纵向受拉钢筋的应力σs1k可按下列公式计算: σs1k=M1GK/0.87Ash01 (10.6.8-3) 式中 h01--预制构件截面有效高度。 在弯矩M2K作用下,叠合构件纵向受拉钢筋中的应力增量σs2k可按下列公式计算: σs2k=0.5(1+h1/h)M2K/0.87Ash0 (10.6.8-4) 当M1GK<0.35M1u时,公式(10.6.8-4)中的0.5(1+h1/h)值应取等于1.0;此处,M1u为预制构件正截面受弯承载力设计值,应按本规范第7.2.1条计算,但式中应取等号,并以M1u代替M。
第10.6.9条 钢筋混凝土叠合构件应验算裂缝宽度,按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响所计算的最大裂缝宽度ωmax不应超过本规范表3.3.4规定的最大裂缝宽度限值。 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度ωmax可按下列公式计算: ωmax=2.2ψ(σs1k+σs2k)(1.9c+0.8deq/ρte1)/Es (10.6.9-1) ψ=1.1-0.65ftk1/ρte1σs1k+ρteσs2k (10.6.9-2) 式中 deq--受拉区纵向钢筋的等效直径,按本规范第8.1.2条的规定计算; ρte1、ρte--按预制构件、叠合构件的有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率,按本规范第8.1.2条计算; ftk1--预制构件的混凝土抗拉强度标准值,按本规范表4.1.3采用。
第10.6.10条 叠合构件应按本规范第8.2.1条的规定进行正常使用极限状态下的挠度验算,其中,叠合式受弯构件按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响的刚度可按下列公式计算: (10.6.10-1)
Mk=M1GK+M2k
(10.6.10-2) Mq=M1GK+M2GK+ψqM2QK (10.6.10-3) 式中 θ--考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数,按本规范第8.2.5条采用; Mk--叠合构件按荷载效应的标准组合计算的弯矩值; Mq--叠合构件按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值; Bs1--预制构件的短期刚度,按本规范第10.6.11条取用; Bs2--叠合构件第二阶段的短期刚度,按本规范第10.6.11条取用; ψq--第二阶段可变荷载的准永久值系数。
第10.6.11条 荷载效应标准组合下叠合式受弯构件正弯矩区段内的短期刚度,可按下列规定计算: 1钢筋混凝土叠合构件 1)预制构件的短期刚度Bs1可按本规范公式(8.2.3-1)计算; 2)叠合构件第二阶段的短期刚度可按下列公式计算: (10.6.11-1)
式中
αE--钢筋弹性模量与叠合层混凝土弹性模量的比值:αE=Es/Ec2。
2预应力混凝土叠合构件
1)预制构件的短期刚度Bs1可按本规范公式(8.2.3-2)计算;
2)叠合构件第二阶段的短期刚度可按下列公式计算:
Bs2=0.7Ec1I0
(10.6.11-2) 式中 Ec1--预制构件的混凝土弹性模量; I0--叠合构件换算截面的惯性矩,此时,叠合层的混凝土截面面积应按弹性模量比换算成预制构件混凝土的截面面积。
第10.6.12条 荷载效应标准组合下叠合式受弯构件负弯矩区段内第二阶段的短期刚度Bs2可按本规范公式(8.2.3-1)计算,其中,弹性模量的比值取αE=Es/Ec1。
第10.6.13条 预应力混凝土叠合构件在使用阶段的预应力反拱值可用结构力学方法按预制构件的刚度进行计算。在计算中,预应力钢筋的应力应扣除全部预应力损失;考虑预应力长期作用影响,可将计算所得的预应力反拱值乘以增大系数1.75。
第10.6.14条 叠合梁除应符合普通梁的构造要求外,尚应符合下列规定: 1预制梁的箍筋应全部伸入叠合层,且各肢伸入叠合层的直线段长度不宜小于10d(d为箍筋直径); 2在承受静力荷载为主的叠合梁中,预制构件的叠合面可采用凹凸不小于6mm的自然粗糙面; 3叠合层混凝土的厚度不宜小于100mm,叠合层的混凝土强度等级不应低于C20。
第10.6.15条 叠合板的预制板表面应做成凹凸不小于4mm的人工粗糙面。叠合层的混凝土强度等级不应低于C20。承受较大荷载的叠合板,宜在预制板内设置伸入叠合层的构造钢筋。
10.7 深受弯构件
第10.7.1条 l0/h<5.0的简支钢筋混凝土单跨梁或多跨连续梁宜按深受弯构件进行设计。其中,l0/h≤2的简支钢筋混凝土单跨梁和l0/h≤2.5的简支钢筋混凝土多跨连续梁称为深梁,深梁除应符合深受弯构件的一般规定外,尚应符合本规范第10.7.6条到第10.7.13条的规定。此处,h为梁截面高度;l0为梁的计算跨度,可取支座中心线之间的距离和1.15ln(ln为梁的净跨)两者中的较小值。
第10.7.2条 简支钢筋混凝土单跨深梁可采用由一般方法计算的内力进行截面设计;钢筋混凝土多跨连续深梁应采用由二维弹性分析求得的内力进行截面设计。
第10.7.3条 钢筋混凝土深受弯构件的正截面受弯承载力应符合下列规定: M≤fyAsz (10.7.3-1) z=αd(h0-0.5x) (10.7.3-2) αd=0.80+0.04l0/h (10.7.3-3) 当l0<h时,取内力臂z=0.6l0。 式中 x--截面受压区高度,按本规范公式(7.2.1-2)计算;当x<0.2h0时,取x=0.2h0; h0--截面有效高度:h0=h-as,其中h为截面高度;当l0/h≤2时,跨中截面as取0.1h,支座截面as取0.2h;当l0/h>2时,as按受拉区纵向钢筋截面重心至受拉边缘的实际距离取用。
第10.7.4条 钢筋混凝土深受弯构件的受剪截面应符合下列条件: 当hw/b≤4时 V≤1(10+l0/h)βcfcbh0/60 (10.7.4-1) 当hw/b≥6时 V≤1(7+l0/h)βcfcbh0/60 (10.7.4-2) 当4<hw/b<6时,按线性内插法取用。 式中 V--构件斜截面上的最大剪力设计值; l0--计算跨度,当l0<2h时,取l0=2h; b--矩形截面的宽度以及T形、I形截面的腹板厚度; h、h0--截面高度、截面有效高度; hw--截面的腹板高度:对矩形截面,取有效高度h0;对T形截面,取有效高度减去翼缘高度;对I形截面,取腹板净高; βc--混凝土强度影响系数,按本规范第7.5.1条的规定取用。
第10.7.5条 矩形、T形和I形截面的深受弯构件,在均布荷载作用下,当配有竖向分布钢筋和水平分布钢筋时,其斜截面的受剪承载力应符合下列规定:
(10.7.5-1)
对集中荷载作用下的深受弯构件(包括作用有多种荷载,且其中集中荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况),其斜截面的受剪承载力应符合下列规定:
(10.7.5-2)
式中
λ--计算剪跨比:当l0/h≤2.0时,取λ=0.25;当2.0<l0/h<5.0时,取λ=a/h0,其中,a为集中荷载到深受弯构件支座的水平距离;λ的上限值为(0.92l0/h-1.58),下限值为(0.42l0/h-0.58);
l0/h--跨高比,当l0/h<2.0时,取l0/h=2.0。
第10.7.6条 一般要求不出现斜裂缝的钢筋混凝土深梁,应符合下列条件: Vk≤0.5ftkbh0 (10.7.6) 式中 Vk--按荷载效应的标准组合计算的剪力值。 此时可不进行斜截面受剪承载力计算,但应按本规范第10.7.11条、第10.7.13条的规定配置分布钢筋。
第10.7.7条 钢筋混凝土深梁在承受支座反力的作用部位以及集中荷载作用部位,应按本规范第7.8节的规定进行局部受压承载力计算。
第10.7.8条 深梁的截面宽度不应小于140mm。当l0/h≥1时,h/b不宜大于25;当l0/h<1时,l0/b不宜大于25。深梁的混凝土强度等级不应低于C20。当深梁支承在钢筋混凝土柱上时,宜将柱伸至深梁顶。深梁顶部应与楼板等水平构件可靠连接。
第10.7.9条 钢筋混凝土深梁的纵向受拉钢筋宜采用较小的直径,且宜接下列规定布置: 1单跨深梁和连续深梁的下部纵向钢筋宜均匀布置在梁下边缘以上0.2h的范围内(图10.7.9-1及图10.7.9-2)。 2连续深梁中间支座截面的纵向受拉钢筋宜按图10.7.9-3规定的高度范围和配筋比例均匀布置在相应高度范围内。对于l0/h≤1.0的连续深梁,在中间支座底面以上0.2l0到0.6l0高度范围内的纵向受拉钢筋配筋率尚不宜小于0.5%。水平分布钢筋可用作支座部位的上部纵向受拉钢筋,不足部分可由附加水平钢筋补足,附加水平钢筋自支座向跨中延伸的长度不宜小于0.4l0(图10.7.9-2)。
第10.7.10条 深梁的下部纵向受拉钢筋应全部伸入支座,不应在跨中弯起或截断。在简支单跨深梁支座及连续深梁梁端的简支支座处,纵向受拉钢筋应沿水平方向弯折锚固(图10.7.9-1),其锚固长度应按本规范第9.3.1条规定的受拉钢筋锚固长度la乘以系数1.1采用;当不能满足上述锚固长度要求时,应采取在钢筋上加焊锚固钢板或将钢筋末端焊成封闭式等有效的锚固措施。连续深梁的下部纵向受拉钢筋应全部伸过中间支座的中心线,其自支座边缘算起的锚固长度不应小于la。
第10.7.11条 深梁应配置双排钢筋网,水平和竖向分布钢筋的直径均不应小于8mm,其间距不应大于200mm。 当沿深梁端部竖向边缘设柱时,水平分布钢筋应锚入柱内。在深梁上、下边缘处,竖向分布钢筋宜做成封闭式。 在深梁双排钢筋之间应设置拉筋,拉筋沿纵横两个方向的间距均不宜大于600mm,在支座区高度为0.4h,长度为0.4h的范围内(图10.7.9-1和图10.7.9-2中的虚线部分),尚应适当增加拉筋的数量。
第10.7.12条 当深梁全跨沿下边缘作用有均布荷载时,应沿梁全跨均匀布置附加竖向吊筋,吊筋间距不宜大于200mm。 当有集中荷载作用于深梁下部3/4高度范围内时,该集中荷载应全部由附加吊筋承受,吊筋应采用竖向吊筋或斜向吊筋。竖向吊筋的水平分布长度s应按下列公式确定(图10.7.12a); 当h1≤hb/2时 s=bb+hb (10.7.12-1) 当h1>hb/2时 s=bb+2h1 (10.7.12-2) 式中 bb--传递集中荷载构件的截面宽度; hb--传递集中荷载构件的截面高度; h1--从深梁下边缘到传递集中荷载构件底边的高度。
竖向吊筋应沿梁两侧布置,并从梁底伸到梁顶,在梁顶和梁底应做成封闭式。 附加吊筋总截面面积Asv应按本规范公式(10.2.13)进行计算,但吊筋的设计强度fyv应乘以承载力计算附加系数0.8。
第10.7.13条 深梁的纵向受拉钢筋配筋率ρ(ρ=As/bh)、水平分布钢筋配筋率ρsh(ρsh=Ash/bsv,sv为水平分布钢筋的间距)和竖向分布钢筋配筋率ρsv(ρsv=Asv/bsh,sh为竖向分布钢筋的间距)不宜小于表10.7.13规定的数值。 深梁中钢筋的最小配筋百分率(%) 表10.7.13 钢筋种类 纵向受拉钢筋 水平分布钢筋 竖向分布钢筋 HPB235 0.25 0.25 0.20 HRB335、HRB400、RRB400 0.20 0.20 0.15 注: 当集中荷载作用于连续深梁上部1/4高度范围内且l0/h>1.5时,竖向分布钢筋最小配筋百分率应增加0.05。
第10.7.14条 除深梁以外的深受弯构件,其纵向受力钢筋、箍筋及纵向构造钢筋的构造规定与一般梁相同,但其截面下部二分之一高度范围内和中间支座截面上部二分之一高度范围内布置的纵向构造钢筋宜较一般梁适当加强。
10.8 牛腿
第10.8.1条 柱牛腿(当a≤h0时)的截面尺寸应符合下列要求(图10.8.1):
1牛腿的裂缝控制要求
Fvk≤β(1-0.5Fhk/Fvk)ftkbh0/(0.5+a/h0) (10.8.1)
式中
Fvk--作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值;
Fhk--作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值;
β--裂缝控制系数:对支承吊车梁的牛腿 ,取0.65;对其他牛腿,取0.80;
a--竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离,此时应考虑安装偏差20mm;当考虑20mm安装偏差后的竖向力作用点仍位于下柱截面以内时,取a=0;
b--牛腿宽度;
h0--牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度:h0=h1-as+c·tanα,当α>45°时,取α=45°,c为下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度。
2牛腿的外边缘高度h1不应小于h/3,且不应小于200mm。
3在牛腿顶面的受压面上,由竖向力Fvk所引起的局部压应力不应超过0.75fc.
第10.8.2条 在牛腿中,由承受竖向力所需的受拉钢筋截面面积和承受水平拉力所需的锚筋截面面积所组成的纵向受力钢筋的总截面面积,应符合下列规定: As≥Fva/0.85fyh0+1.2Fh/fy (10.8.2) 此处,当a<0.3h0时,取a=0.3h0. 式中 Fv--作用在牛腿顶部的竖向力设计值; Fh--作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。
第10.8.3条 沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋,宜采用HRB335级或HRB400级钢筋。全部纵向受力钢筋及弯起钢筋宜沿牛腿外边缘向下伸入下柱内150mm后截断(图10.8.1)。纵向受力钢筋及弯起钢筋伸入上柱的锚固长度,当采用直线锚固时不应小于本规范第9.3.1条规定的受拉钢筋锚固长度la;当上柱尺寸不足时,钢筋的锚固应符合本规范第10.4.1条梁上部钢筋在框架中间层端节点中带90°弯折的锚固规定。此时,锚固长度应从上柱内边算起。 承受竖向力所需的纵向受力钢筋的配筋率,按牛腿有效截面计算不应小于0.2%及0.45ft/fy,也不宜大于0.6%,钢筋数量不宜小于4根,直径不宜小于12mm。 当牛腿设于上柱柱顶时,宜将牛腿对边的柱外侧纵向受力钢筋沿柱顶水平弯入牛腿,作为牛腿纵向受拉钢筋使用;当牛腿顶面纵向受拉钢筋与牛腿对边的柱外侧纵向钢筋分开配置时,牛腿顶面纵向受拉钢筋应弯入柱外侧,并应符合本规范第10.4.4条有关搭接的规定(图10.4.4b)。
第10.8.4条 牛腿应设置水平箍筋,水平箍筋的直径宜为6-12mm,间距宜为100-150mm,且在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一。 当牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时,宜设置弯起钢筋。弯起钢筋宜采用HRB335级或HRB400级钢筋,并宜使其与集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的交点位于牛腿上部l/6至l/2之间的的范围内,l为该连线的长度(图10.8.1),其截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一,根数不宜少于2根,直径不宜小于12mm。纵向受拉钢筋不得兼作弯起钢筋。
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10.9 预埋件及吊环
第10.9.1条 由锚板和对称配置的直锚筋所组成的受力预埋件,其锚筋的总截面面积As应符合下列规定(图10.9.1):
1当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时,应按下列两个公式计算,并取其中的较大值: As≥V/αrαvfy+N/0.8αbfy+M/1.3αrαbfyZ (10.9.1-1) As≥N/0.8αbfy+M/0.4αrαbfyZ (10.9.1-2) 2当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时,应按下列两个公式计算,并取其中的较大值: As≥(V-0.3N)/αrαvfy+(M-0.4Nz)/1.3αrαbfyZ (10.9.1-3) As≥(M-0.4Nz)/0.4αrαbfyZ (10.9.1-4) < BR> 当M<0.4Nz时,取M=0.4Nz。 上述公式中的系数αv、αb应按下列公式计算: (10.9.1-5)
当αv>0.7时,取αv=0.7。
αb=0.6+0.25t/d
(10.9.1-6) 当采取防止锚板弯曲变形的措施时,可取αb=1.0。 式中 fy--锚筋的抗拉强度设计值,按本规范表4.2.3-1采用,但不应大于300N/mm2; V--剪力设计值; N--法向拉力或法向设计值,法向压力设计值不应大于0.5fcA,此处,A为锚板的面积; M--弯矩设计值; αr--锚筋层数的影响系数;当锚筋按等间距布置时;两层取1.0;三层取0.9;四层取0.85; αv--锚筋的受剪承载力系数; d--锚筋直径; αb--锚板的弯曲变形折减系数; t--锚板厚度; z--沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离。
第10.9.2条 由锚板和对称配置的弯折锚筋及直锚筋共同承受剪力的预埋件(图10.9.2),其弯折锚筋的截面面积Asb应符合下列规定:
Asb≥1.4V/fy-1.25αvAs (10.9.2) 式中系数αv按本规范第10.9.1条取用。当直锚筋按构造要求设置时,取As=0。 注:弯折锚筋与钢板之间的夹角不宜小于15°,也不宜大于45°。
第10.9.3条 受力预埋件的锚筋应采用HPB235级、HRB335级或HRB400级钢筋,严禁采用冷加工钢筋。
第10.9.4条 预埋件的受力直锚筋不宜少于4根,且不宜多于4层;其直径不宜小于8mm,且不宜大于25mm。受剪预埋件的直锚筋可采用2根。 预埋件的锚筋应位于构件的外层主筋内侧。
第10.9.5条 受力预埋件的锚板宜采用Q235级钢。直锚筋与锚板应采用T形焊。当锚筋直径不大于20mm时,宜采用压力埋弧焊;当锚筋直径大于20mm时,宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时,焊缝高度不宜小于6mm和0.5d(HPB235级钢筋)或0.6d(HRB335级、HRB400级钢筋),d为锚筋直径。
第10.9.6条 锚板厚度宜大于锚筋直径的0.6倍。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8,b为锚筋的间距(图10.9.1)。锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d和20mm。 对受拉和受弯预埋件,其锚筋的间距b、b1和锚筋至构件边缘的距离c、c1,均不应小于3d和45mm(图10.9.1)。 对受剪预埋件,其锚筋的间距b及b1不应大于300mm,且b1不应小于6d和70mm;锚筋至构件边缘的距离c1不应小于6d和70mm,b、c不应小于3d和45mm(图10.9.1).
第10.9.7条 受拉直锚筋和弯折锚筋的锚固长度不应小于本规范第9.3.1条规定的受拉钢筋锚固长度;当锚筋采用HPB235级钢筋时,尚应符合本规范表9.3.1注中关于弯钩的规定。当无法满足锚固长度的要求时,应采取其他有效的锚固措施。 受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d,d为锚筋的直径。
第10.9.8条 预制构件的吊环应采用HPB235级钢筋制作,严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上。在构件的自重标准值作用下,每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;当在一个构件上设有4个吊环时,设计时应仅取3个吊环进行计算。
10.10 预制构件的连接
第10.10.1条 预制构件连接接头的形式应根据结构的受力性能和施工条件进行设计,且应构造简单、传力直接。
对能够传递弯矩及其他内力的刚性接头,设计时应使用接头部位的截面刚度与邻近接头的预制构件的刚度相接近。
第10.10.2条 当柱与柱、梁与柱、梁与梁之间的接头按刚性设计时,钢筋宜采用机械连接的或焊接连接的装配整体式接头。装配式结构在安装过程中应考虑施工和使用过程中的温差和混凝土收缩等不利影响。宜较现浇结构适当增加构造配筋,并应避免由构件局部削弱所引起的应力集中。当钢筋采用焊接接头时,还应注意焊接程序并选择合理的构造形式,以减少焊接应力的影响。当接头的构造和施工措施能保证连接接头传力性能要求时,装配整体式接头的钢筋也可采用其他的连接方法。
第10.10.3条 装配整体式接头的设计应满足施工阶段和使用阶段的承载力、稳定性和变形的要求。
第10.10.4条 当柱采用装配式榫式接头时,接头附近区段内截面的承载力宜为该截面计算所需承载力的1.3-1.5倍(均按轴心受压承载力计算)。此时,可采取在接头及其附近区段的混凝土内加设横向钢筋网、提高后浇混凝土强度等级和设置附加纵向钢筋等措施。
第10.10.5条 在装配整体式节点处,柱的纵向钢筋应贯穿节点,梁的纵向钢筋应按本规范第10.4.1条的规定在节点内锚固。
第10.10.6条 计算时考虑传递内力的装配式构件接头,其灌筑接缝的细石混凝土强度等级不宜低于C30,并应采取措施减少灌缝混凝土的收缩。梁与柱之间的接缝宽度不宜小于80mm。计算时不考虑传递内力的构件接头,应采用不低于C20的细石混凝土灌筑。
第10.10.7条 单层房屋或高度不大于20m的多层房屋,其装配式楼盖的预制板、屋面板的板侧边宜做成双齿边或其他能够传递剪力的形式。板间的拼缝应采用不低于C20的细石混凝土灌筑,缝的上口宽度不宜小于30mm。对要求传递水平荷载的装配式楼盖、屋盖以及高度大于20m多层房屋的装配式楼盖、屋盖,应采取提高其整体性的措施。
第11章 混凝土结构构件抗震设计
11.1 一般规定
第11.1.1条 有抗震设防要求的混凝土结构构件,除应符合本规范第1章到第10章的要求外,尚应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定的抗震设计原则,按本章的规定进行结构构件的抗震设计。
第11.1.2条 结构的抗震验算,应符合下列规定: 16度设防烈度时的建筑(建造于IV类场地上较高的高层建筑除外),应允许不进行截面抗震验算,但应符合有关的抗震措施要求; 26度设防烈度时建造于IV类场地上较高的高层建筑,7度和7度以上的建筑结构,应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。
第11.1.3条 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度应符合表11.1.3的要求。对平面和竖向均不规则的结构或IV类场地上的结构,房屋适用的最大高度应适当降低。 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m) 表11.1.3 结构体系 设防烈度 6 7 8 9 框架结构 60 55 45 25 框架-剪力墙结构 130 120 100 50 剪力墙结构 全部落地剪力墙结构 140 120 100 60 部分框支剪力墙结构 120 100 80 不应采用 筒体结构 框架-核心筒结构 150 130 100 70 筒中筒结构 180 150 120 80 注: 1房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶高度(不考虑局部突出屋顶部分); 2框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构; 3部分框支剪力墙结构指首层或底部两层为框架和落地剪力墙组成的框支剪力墙结构; 4甲类建筑应按本地区的设防烈度提高一度确定房屋最大高度,9度设防烈度时应专门研究;乙、丙类建筑应按本地区的设防烈度确定房屋最大高度; 5超过表内高度的房屋结构,应按有关标准进行设计,采取有效的加强措施。
第11.1.4条 混凝土结构构件的抗震设计,应根据设防烈度、结构类型、房屋高度,按表11.1.4采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算要求和抗震构造措施。 混凝土结构的抗震等级 表11.1.4 结构体系与类型 设防烈度 6 7 8 9 框架结构 高度(m) ≤30 >30 ≤30 >30 ≤30 >30 ≤25 框架 四 三 三 二 二 一 一 剧场、体育馆等大跨度公共建筑 三 二 一一 框架-剪力墙结构 高度(m) ≤60 >60 ≤60 >60 ≤60 >60 ≤50 框架 四 三 三 二 二 一 一 剪力墙 三 三 二 二 一 一 一 剪力墙结构 高度(m) ≤80 >80 ≤80 >80 ≤80 >80 ≤60 剪力墙 四 三 三 二 二 一 一 部分框支剪力墙结构 框支层框架 二 二 二一 一 不应采用 不应采用 剪力墙三 二 二 二 一 筒体结构框架-核心筒结构 框架 三 二 一 一 核心筒 二 二 一 一 筒中筒结构 内筒 三 二 一 一 外筒 三 二 一 一 单层厂房结构 铰接排架 四 三 二 一 注: 1丙类建筑应按本地区的设防烈度直接由本表确定抗震等级;其他设防类别的建筑,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定调整设防烈度后,再按本表确定抗震等级; 2建筑场地为I类时,除6度设防烈度外,应允许按本地区设防烈度降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低; 3框架-剪力墙结构,当按基本振型计算地震作用时,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,框架部分应按表中框架结构相应的抗震等级设计; 4部分框支剪力墙结构中,剪力墙加强部位以上的一般部位,应按剪力墙结构中的剪力墙确定其抗震等级。
第11.1.5条 部分框支剪力墙结构的剪力墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加框支层以上两层的高度和落地剪力墙总高度的1/8中的较大值,但不大于15m;其他结构的剪力墙,其底部加强部位的高度,可取墙肢总高度的1/8和底部两层高度中的较大值,但不大于15m。
第11.1.6条 考虑地震作用组合的混凝土结构构件,其截面承载力应除以承载力抗震调整系数γRE,承载力抗震调整系数γRE应按表11.1.6采用。 当仅考虑竖向地震作用组合时,各类结构构件均应取γRE=1.0。 承载力抗震调整系数 表11.1.6 结构构件类别 正截面承载力计算 斜截面承载力计算 局部受压承载力计算 受弯构件 偏心受压柱 偏心受拉构件 剪力墙各类构件及框架节点 γRE 0.75 0.8 0.85 0.85 0.85 1.0 注: 1轴压比小于0.15的偏心受压柱的承载力抗震调整系数应取γRE=0.75。 2预埋件锚筋截面计算的承载力抗震调整系数应取γRE=1.0。
第11.1.7条 有抗震设防要求的混凝土结构构件,其纵向受力钢筋的锚固和连接接头除应符合本规范第9.3节和第9.4节的有关规定外,尚应符合下列要求: 1纵向受拉钢筋的抗震锚固长度laE应按下列公式计算: 一、二级抗震等级 laE=1.15la (11.1.7-1) 三级抗震等级 laE=1.05la (11.1.7-2) 四级抗震等级 laE=la (11.1.7-3) 式中 la--纵向受拉钢筋的锚固长度,按本规范第9.3.1条确定。 2当采用搭接接头时,纵向受拉钢筋的抗震搭接长度llE应按下列公式计算: llE=ζlaE (11.1.7-4) 式中 ζ--纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,按本规范第9.4.3条确定。 3钢筋混凝土结构构件的纵向受力钢筋的连接可分为两类:绑扎搭接;机械连接或焊接。宜接不同情况选用合适的连接方式; 4纵向受力钢筋连接接头的位置宜避开梁端、柱端箍筋加密区;当无法避开时,应采用满足等强度要求的高质量机械连接接头,且钢筋接头面积百分率不应超过50%;
第11.1.8条 箍筋的末端应做成135°弯钩,弯钩端头平直段长度不应小于箍筋直径的10倍;在纵向受力钢筋搭接长度范围内的箍筋,其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍,其间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm。
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11.2 材料
第11.2.1条 有抗震设防要求的混凝土结构的混凝土强度等级应符合下列要求: 1设防烈度为9度时,混凝土强度等级不宜超过C60;设防烈度为8度时,混凝土强度等级不宜超过C70; 2框支梁、框支柱以及一级抗震等级的框架梁、柱、节点,混凝土强度等级不应低于C30;其他各类结构构件,混凝土强度等级不应低于C20.
第11.2.2条 结构构件中的普通纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋;箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB235级钢筋。在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋代替原设计中的纵向受力钢筋时,应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行代换,并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。
第11.2.3条 按一、二级抗震等级设计的各类框架中的纵向受力钢筋,当采用普通钢筋时,其检验所得的强度实测值应符合下列要求: 1钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25; 2钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。
11.3 框架梁
第11.3.1条 考虑地震作用组合的框架梁,其正截面抗震受弯承载力应按本规范第7.2节的规定计算,但在受弯承载力计算公式右边应除以相应的承载力抗震调整系数γRE. 在计算中,计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度应符合下列要求: 一级抗震等级 x≤0.25h0 (11.3.1-1) 二、三级抗震等级 x≤0.35h0 (11.3.1-2) 且梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。
第11.3.2条 考虑地震作用组合的框架梁端剪力设计值Vb应按下列规定计算: 19度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构 Vb=1.1(Mlbua+Mrbua)/ln+VGb (11.3.2-1) 且不小于按公式(11.3.2-2)求得的Vb值。 2其他情况 一级抗震等级 Vb=1.3(Mlb+Mrb)/ln+VGb (11.3.2-2) 二级抗震等级 Vb=1.2(Mlb+Mrb)/ln+VGb (11.3.2-3) 三级抗震等级 Vb=1.1(Mlb+Mrb)/ln+VGb (11.3.2-4) 四级抗震等级,取地震作用组合下的剪力设计值。 式中 Mlbua、Mrbua--框架梁左、右端按实配钢筋截面面积、材料强度标准值,且考虑承载力抗震调整系数的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值; Mlb、Mrb--考虑地震作用组合的框架梁左、右端弯矩设计值; VGb--考虑地震作用组合时的重力荷载代表值产生的剪力设计值,可按简支梁计算确定; ln--梁的净跨。 在公式(11.3.2-1)中,Mlbua与Mrbua之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。每端的Mbua值可按本规范第7.2节中有关公式计算,但在计算中应将材料强度设计值以强度标准值代替,并取实配的纵向钢筋截面面积,不等式改为等式,并在等式右边除以梁的正截面承载力抗震调整系数。 公式(11.3.2-2)至公式(11.3.2-4)中,Mlb与Mrb之和,应分别按顺时针方向和逆时针方向进行计算,并取其较大值。对一级抗震等级,当两端弯矩均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩值应取零。
第11.3.3条 考虑地震作用组合的框架梁,当跨高比l0/h>2.5时,其受剪截面应符合下列条件: Vb≤1(0.20βcfcbh0)/γRE (11.3.3) 式中 βc--混凝土强度影响系数:当混凝土强度等级不超过C50时,取βc=1.0;当混凝土强度等级为C80时,取βc=0.8;其间按线性内插法确定。
第11.3.4条 考虑地震作用组合的矩形、T形和I形截面的框架梁,其斜截面受剪承载力应符合下列规定: 1一般框架梁 Vb≤1[0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s]/γRE (11.3.4-1) 2集中荷载作用下(包括有多种荷载,其中集中荷载对节点边缘产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况)的框架梁 Vb≤1[1.05ftbh0/(λ+1)+fyvAsvh0/s]/γRE (11.3.4-2) 式中 λ--计算截面的剪跨比,可取λ=a/h0,a为集中荷载作用点至节点边缘的距离;当λ<1.5时,取λ=1.5;当λ>3时,取λ=3。
第11.3.5条 框架梁截面尺寸宜符合下列要求: 1截面宽度不宜小于200mm; 2截面高度与宽度的比值不宜大于4; 3净跨与截面高度的比值不宜小于4。
第11.3.6条 框架梁的钢筋配置应符合下列规定: 1纵向受拉钢筋的配筋率不应小于表11.3.6-1规定的数值: 框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率(%) 表11.3.6-1 抗震等级 梁中位置 支座 跨中 一级 0.4和80ft/fy中的较大值 0.3和65ft/fy中的较大值 二级 0.3和65ft/fy中的较大值 0.25和55ft/fy中的较大值 三、四级 0.25和55ft/fy中的较大值 0.2和45ft/fy中的较大值 2框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级抗震等级不应小于0.5;二、三级抗震等级不应小于0.3; 3梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小直径,应按表11.3.6-2采用;当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径应增大2mm。 框架梁梁端箍筋加密区的构造要求 表11.3.6-2 抗震等级 加密区长度(mm) 箍筋最大间距(mm) 箍筋最小直径(mm) 一级 2h和500中的较大值 纵向钢筋直径的6倍,梁高的1/4和100中的最小值 10 二级 1.5h和500中的较大值 纵向钢筋直径的8倍,梁高的1/4和100中的最小值 8 三级 纵向钢筋直径的8倍,梁高的1/4和150中的最小值 8 四级 纵向钢筋直径的8倍,梁高的1/4和150中的最小值 6 注: 表中h为截面高度。
第11.3.7条 沿梁全长顶面和底面至少应各配置两根通长的纵向钢筋,对一、二级抗震等级,钢筋直径不应小于14mm,且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向受力钢筋中较大截面面积的1/4;对三、四级抗震等级,钢筋直径不应小于12mm。
第11.3.8条 梁箍筋加密区长度内的箍筋肢距:一级抗震等级、不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值;二、三级抗震等级,不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值;四级抗震等级,不宜大于300mm。
第11.3.9条 梁端设置的第一个箍筋应距框架节点边缘不大于50mm。非加密区的箍筋间距不宜大于加密区箍筋间距的2倍。沿梁全长箍筋的配筋率ρsv应符合下列规定: 一级抗震等级 ρsv≥0.30ft/fyv (11.3.9-1) 二级抗震等级 ρsv≥0.28ft/fyv (11.3.9-2) 三、四级抗震等级 ρsv≥0.26ft/fyv (11.3.9-3)
11.4 框架柱及框支柱
第11.4.1条 考虑地震作用组合的框架柱和框支柱,其抗震正截面承载力应按本规范第7章的规定计算,但在承载力计算公式的右边,均应除以相应的正截面承载力抗震调整系数γRE。