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文档简介
中华人民共和国行业标准JGJ
JGJ/T×-2017
备案号J×-2017
再生混合混凝土组合结构技术规程
TechnicalSpecificationforCompositeStructuresContaining
DemolishedConcreteLumps
(征求意见稿)
2017-××-××发布2017-××-××实施
中华人民共和国住房和城乡建设部发布
前言
根据《住房城乡建设部关于印发2015年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》(建
标[2014]189号)的要求,规程编制组经过大量试验和广泛调查研究,认真总结现有科研成
果和工程实践经验,参考国内外相关标准,在广泛征求意见的基础上制定本规程。
本规程的主要技术内容包括:1.总则;2.术语和符号;3.材料;4.构件设计;5.施
工工艺与质量控制。具体构件形式包括:钢管再生块体混凝土柱、H型钢部分外包再生块体
混凝土柱、梁-钢管再生块体混凝土柱节点、压型钢板再生块体混凝土组合楼板、外置钢板
再生块体混凝土剪力墙、U型外包钢再生块体混凝土梁、工字钢再生块体混凝土梁。
本规程由住房和城乡建设部负责管理,华南理工大学负责具体技术内容的解释。执行过
程中如有意见或建议,请寄送华南理工大学土木与交通学院(地址:广州市天河区五山路
381号,邮编:510640)。
本规程主编单位:华南理工大学
广州建筑股份有限公司
本规程参编单位:
本规程主要起草人员:
本规程主要审查人员:
2
目次
1总则......................................................................................................................................................8
2术语和符号.........................................................................................................................................9
2.1术语.............................................................................................................................................................9
2.2符号..............................................................................................................10
3材料....................................................................................................................................................11
3.1混凝土...............................................................................................................11
3.2钢材及连接材料...............................................................................................14
4构件设计...........................................................................................................................................15
4.1一般规定...........................................................................................................15
4.2钢管再生块体混凝土柱...................................................................................15
4.3H型钢部分外包再生块体混凝土柱................................................................16
4.4梁—钢管再生块体混凝土柱节点...................................................................16
4.5压型钢板再生块体混凝土组合楼板...............................................................16
4.6外置钢板再生块体混凝土剪力墙...................................................................16
4.7U型外包钢再生块体混凝土梁........................................................................17
4.8工字钢再生块体混凝土梁...............................................................................22
5施工.....................................................................................................................................................23
6验收.....................................................................................................................................................24
本规程用词用语说明..........................................................................................................................25
引用标准名录.........................................................................................................................................26
附:条文说明.........................................................................................................................................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总则
1.0.1为在土建工程中应用再生块体混凝土组合构件,并做到安全适用、经济合
理、技术先进,制定本规程。
1.0.2本规程适用于设防烈度不高于8度地区的土建工程中再生块体混凝土组合
构件的设计与施工。
1.0.3再生块体混凝土组合构件的设计与施工,除应符合本规程的规定外,尚应
符合国家现行相关标准的规定。
6
2术语和符号
2.1术语
2.1.1旧混凝土块体demolishedconcretelump
特征尺寸介于60mm~300mm之间的旧混凝土块状物
2.1.2特征尺寸characteristicsize
旧混凝土块体不同方位外接圆柱体的直径的最小值。
2.1.3新混凝土freshconcrete
与旧混凝土块体配合使用的新拌混凝土
2.1.4再生块体混凝土compoundconcretemadeofdemolishedconcretelumps
andfreshconcrete
旧混凝土块体与新混凝土混合浇捣形成的混合物
2.1.5再生块体混凝土组合构件compositestructuralmembercomposedofsteel
andcompoundconcrete
再生块体混凝土与型钢组合形成的结构构件
2.1.6钢管再生块体混凝土柱steeltubularcolumnfilledwithcompoundconcrete
钢管内部浇筑再生块体混凝土,并由二者共同承受荷载的柱
2.1.7H型钢部分外包再生块体混凝土柱partiallyencasedH-shapedsteelcolumn
castusingcompoundconcrete
H型钢的翼缘和腹板所围区域内浇筑再生块体混凝土,并由它们共同承受荷
载的柱
2.1.8压型钢板再生块体混凝土组合楼板compositeslabwithprofiledsteelsheet
castusingcompoundconcrete
压型钢板上浇筑再生块体混凝土,并由二者共同承受荷载的楼板
2.1.9U型外包钢再生块体混凝土梁U-shapedsteelbeamfilledwithcompound
concrete
U型外包钢内部浇筑再生块体混凝土,并由二者共同承受荷载的梁
2.1.10工字钢再生块体混凝土梁I-steelreinforcedcompoundconcretebeam
钢筋再生块体混凝土内部配置工字钢,并由二者共同承受荷载的梁
2.1.11外置钢板再生块体混凝土剪力墙exterior-steel-plateshearwallfilledwith
compoundconcrete
7
两片外置钢板之间浇筑再生块体混凝土,并由它们共同承受荷载的剪力墙
2.2符号
as——梁底纵向钢筋截面形心至梁底面的距离;
Aa——钢管的横截面积,或剪力墙横截面的钢板总面积,或U型外包
钢的横截面积;
Ab——U型外包钢底板的横截面积;
Ac——钢管内部混凝土的横截面积,或剪力墙横截面的混凝土面积,或
柱横截面的混凝土面积;
Af——U型外包钢翼缘的横截面积,或H型钢翼缘的横截面积;
As1——梁底纵向钢筋的横截面积;
As2——负弯矩区翼板有效宽度范围内纵向钢筋的横截面积;
Aw——H型钢腹板的横截面积
bc——U型外包钢内填混凝土的宽度;
be——翼板的有效宽度;
bf——H型钢的翼缘宽度;
Ec,com——再生块体混凝土的弹性模量;
f——钢材的抗拉和抗压强度设计值;
fc——翼板混凝土的轴心抗压强度设计值;
fc,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值;
fck,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度标准值;
fcue,old——旧混凝土的立方体抗压强度推定值;
fcuk,com——再生块体混凝土的组合立方体抗压强度标准值;
fcuk,new——新混凝土的立方体抗压强度标准值;
ft,com——再生块体混凝土的组合轴心抗拉强度设计值;
ftk,com——再生块体混凝土的组合轴心抗拉强度标准值;
ƒy——钢材的抗拉和抗压强度标准值;
fy1——梁底纵向钢筋的抗拉和抗压强度设计值;
fy2——负弯矩区翼板有效宽度范围内纵向钢筋的抗拉强度设计值;
fyf——H型钢翼缘的抗压强度设计值;
fyw——H型钢腹板的抗压强度设计值;
Gc,com——再生块体混凝土的剪切模量;
h0——工字钢受拉翼缘和纵向受拉钢筋合力点至截面受压区边缘的距
离;
hc——翼板的厚度;
hw——H型钢的腹板高度;
M——弯矩设计值;
N——与柱剪力设计值相应的柱轴向压力设计值;
Nu——柱的轴向受压承载力设计值;
tb——U型外包钢的底板厚度;
tf——U型外包钢的翼缘厚度,或H型钢的翼缘厚度;
8
tw——U型外包钢的腹板厚度;
Vu——柱的横向受剪承载力设计值;
Wpn——U型外包钢横截面对过其形心水平轴的塑性净截面模量;
x——混凝土等效受压区高度;
y1——U型外包钢横截面形心至翼板混凝土等效受压区形心的距离;
y2——梁底纵向钢筋截面形心至翼板混凝土等效受压区形心的距离;
y3——U型外包钢横截面形心至梁底面的距离;
y4——U型外包钢横截面形心至塑性中和轴的距离;
y5——翼板横截面形心至梁底纵向钢筋截面形心的距离;
y6——翼板内纵向钢筋截面形心至梁底纵向钢筋截面形心的距离;
α1,α2,α3——新混凝土、旧混凝土、再生块体混凝土的300mm立方体抗压强
度与150mm立方体抗压强度之比;
β1——混凝土等效受压区高度与实际受压区高度之间的换算系数;
η——再生块体混凝土中旧混凝土块体的质量替代率;
θ——钢管再生块体混凝土柱的套箍系数;
λ——柱的剪跨比;
φ——柱的稳定系数。
9
3材料
3.1混凝土
3.1.1再生块体混凝土组合构件所采用的新混凝土,应符合现行国家标准《混凝
土结构设计规范》GB50010的规定,且砂率不宜小于45%;压型钢板再生块体
混凝土组合楼板所采用的新混凝土的粗骨料最大粒径不宜大于16mm,其它再生
块体混凝土组合构件所采用的新混凝土的粗骨料最大粒径不宜大于20mm。
3.1.2再生块体混凝土组合构件所采用的旧混凝土的最大氯离子含量和最大碱含
量,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。旧混凝土
块体表面应无污染并清洗干净。
3.1.3再生块体混凝土组合构件所采用的旧混凝土的立方体抗压强度推定值,宜
根据直径100mm、高度100mm的旧混凝土芯样的实测抗压强度进行确定,也
可依据直径70mm、高径比1:1的旧混凝土芯样的实测抗压强度进行确定。
3.1.4钢管再生块体混凝土柱、H型钢部分外包再生块体混凝土柱和外置钢板再
生块体混凝土剪力墙,不应采用立方体抗压强度推定值低于25MPa的旧混凝土;
U型外包钢再生块体混凝土梁、工字钢再生块体混凝土梁和压型钢板再生块体混
凝土组合楼板,不应采用立方体抗压强度推定值低于15MPa的旧混凝土。
3.1.5同一再生块体混凝土组合构件中的旧混凝土,应具有相同的立方体抗压强
度推定值;同一楼层相同类型的再生块体混凝土组合构件中的旧混凝土,宜具有
相同的立方体抗压强度推定值。
3.1.6对于钢管再生块体混凝土柱、U型外包钢再生块体混凝土梁、外置钢板再
生块体混凝土剪力墙,旧混凝土块体的特征尺寸不宜大于构件横截面短边方向尺
寸的1/3;对于H型钢部分外包再生块体混凝土柱、工字钢再生块体混凝土梁,
旧混凝土块体的特征尺寸不宜大于构件横截面短边方向尺寸的1/4;对于压型钢
板再生块体混凝土组合楼板,旧混凝土块体的特征尺寸不应大于压型钢板肋顶以
上混凝土厚度的70%。
3.1.7再生块体混凝土的组合立方体抗压强度标准值,按下式计算:
当新混凝土的立方体抗压强度标准值与旧混凝土的立方体抗压强度推定值
之差大于-10MPa且小于15MPa时:
fcuk,com=fcuk,new×(1-η)+fcue,old×η(3.1.7-1)
当新混凝土的立方体抗压强度标准值与旧混凝土的立方体抗压强度推定值
之差大于15MPa时:
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——再生块体混凝土的组合立方体抗压强度标准值(N/mm);
fcuk,new——新混凝土的立方体抗压强度标准值,按现行国家标准《混
凝土结构设计规范》GB50010的规定取用(N/mm2);
2
fcue,old——旧混凝土的立方体抗压强度推定值(N/mm);
η——旧混凝土块体的质量替代率,即再生块体混凝土中旧混凝
土块体的质量百分比;
α1——新混凝土的300mm立方体抗压强度与150mm立方体抗
压强度之比,C50及以下新混凝土取0.87,C70新混凝土
取0.94,二者之间按线性插值取用;
α2——旧混凝土的300mm立方体抗压强度与150mm立方体抗
压强度之比,取为0.87;
α3——再生块体混凝土的300mm立方体抗压强度与150mm立
方体抗压强度之比,按α3=α1×(1-η)+α2×η取用。
3.1.8再生块体混凝土中旧混凝土块体的质量替代率,宜取为25%~35%且不应超
过40%。
3.1.9再生块体混凝土的组合轴心抗压强度标准值fck,com和组合轴心抗拉强度标
准值ftk,com,按表3.1.9取用。
表3.1.9再生块体混凝土的组合轴心抗压、抗拉强度标准值(N/mm2)
再生块体混凝土的组合立方体抗压强度标准值fcuk,com
强度类别
20253035404550
fck,com12.115.018.121.124.126.528.7
ftk,com1.391.601.811.982.152.262.38
3.1.10再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值fc,com和组合轴心抗拉强度设
计值ft,com,按表3.1.10取用。
表3.1.10再生块体混凝土的组合轴心抗压、抗拉强度设计值(N/mm2)
再生块体混凝土的组合立方体抗压强度标准值fcuk,com
强度类别
20253035404550
fc,com8.610.712.915.017.219.020.8
ft,com1.001.141.291.411.541.621.70
3.1.11再生块体混凝土的弹性模量Ec,com宜按表3.1.11取用,当有可靠试验依据
时也可采用实测数据。再生块体混凝土的剪切模量Gc,com,可按相应弹性模量值
的40%取用。
表3.1.11再生块体混凝土的弹性模量(N/mm2)
再生块体混凝土的组合立方体
20253035404550
抗压强度标准值fcuk,com
4
Ec,com(×10)2.172.382.552.682.762.852.93
11
3.2钢材及连接材料
3.2.1再生块体混凝土组合构件所采用的结构钢,应符合现行国家标准《钢结构
设计规范》GB50017的规定。
3.2.2再生块体混凝土组合构件所用结构钢的强度设计值、强度标准值和物理性
能指标,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017或《连续热镀锌薄钢板
及钢带》GB/T2518中相同牌号及相同成型工艺结构钢的对应取值取用。
3.2.3再生块体混凝土组合构件中钢材连接所采用的焊条、焊丝、焊剂、普通螺
栓、高强度螺栓,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。
再生块体混凝土组合构件所采用的栓钉及其力学性能指标,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。
3.2.4再生块体混凝土组合构件中的焊缝质量等级和焊缝强度设计值,以及普通
螺栓连接的强度设计值、高强度螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数值和设计预拉
力,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。再生块体混凝
土组合构件中单个抗剪栓钉的承载力设计值,按现行国家标准《钢结构设计规范》
GB50017的规定计算。
3.2.5再生块体混凝土组合构件所采用的钢筋,应符合现行国家标准《混凝土结
构设计规范》GB50010的规定。
3.2.6再生块体混凝土组合构件所用钢筋的强度设计值、强度标准值和弹性模量,
按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中相同牌号钢筋的对应取值
取用。
12
4构件设计
4.1一般规定
4.1.1在再生块体混凝土组合构件的设计过程中,当按国家现行相关标准的规定
执行时,这些标准所涉及到的混凝土力学性能参数应改按再生块体混凝土的力学
性能参数取用,具体由本规程第3.1.7条、第3.1.9条、第3.1.10条、第3.1.11条
确定。
4.1.2凡本规程未作规定者,钢管再生块体混凝土柱和梁—钢管再生块体混凝土
柱节点的设计,应符合现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936的
规定;压型钢板再生块体混凝土组合楼板和工字钢再生块体混凝土梁的设计,应
符合现行行业标准《组合结构设计规范》JGJ138的规定;外置钢板再生块体混
凝土剪力墙的设计,应符合现行行业标准《钢板剪力墙技术规程》JGJ/T380的
规定;U型外包钢再生块体混凝土梁和H型钢部分外包再生块体混凝土柱的设
计,应参照现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和现行行业标准《组合
结构设计规范》JGJ138执行。
4.2钢管再生块体混凝土柱
4.2.1圆钢管再生块体混凝土柱的钢管外径与壁厚之比不应大于R1的160倍,方
钢管再生块体混凝土柱的钢管横截面边长与壁厚之比不应大于R2的100倍,其
中R1和R2按下式计算:
R1=235/fy(4.2.1-1)
0.5
R2=(235/ƒy)(4.2.1-2)
2
式中:ƒy——钢材的抗拉和抗压强度标准值(N/mm)。
4.2.2当钢管外径与壁厚之比不大于R1的135倍时,圆钢管再生块体混凝土柱的
轴向受压承载力设计值,按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936
的规定计算;当钢管外径与壁厚之比大于R1的135倍但不大于R1的160倍时,
圆钢管再生块体混凝土柱的轴向受压承载力设计值,按国家现行相关标准的规定
计算。
4.2.3当钢管横截面边长与壁厚之比不大于R2的60倍时,方钢管再生块体混凝
土短柱的轴心受压承载力设计值,按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》
GB50936的规定计算并乘以0.95的折减系数;当钢管横截面边长与壁厚之比大
于R2的60倍但不大于R2的100倍时,方钢管再生块体混凝土短柱的轴心受压
承载力设计值,按国家现行相关标准的规定计算并乘以0.95的折减系数。
4.2.4当钢管外径与壁厚之比不大于R1的135倍时,圆钢管再生块体混凝土柱的
横向受剪承载力设计值,按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936
13
的规定计算;当钢管外径与壁厚之比大于R1的135倍但不大于R1的160倍时,
圆钢管再生块体混凝土柱的横向受剪承载力设计值按下式计算:
2
Vu={(1+1.17θ)[0.68/(λ+0.75)+0.41n-0.15n-0.48]+0.58θ}Acƒc,com(4.2.4-1)
n=N/(Aaƒ+Acƒc,com)(4.2.4-2)
θ=Aaƒ/Acƒc,com(4.2.4-3)
式中:Vu——柱的横向受剪承载力设计值(N);
λ——柱的剪跨比(λ≤0.5);
N——与柱剪力设计值相应的柱轴向压力设计值(N);
2
Aa——钢管的横截面积(mm);
2
Ac——钢管内部混凝土的横截面积(mm);
ƒ——钢材的抗拉和抗压强度设计值(N/mm2);
2
ƒc,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值(N/mm);
θ——钢管再生块体混凝土柱的套箍系数。
4.2.5当钢管外径与壁厚之比大于R1的135倍但不大于R1的160倍时,圆钢管
再生块体混凝土柱的设计轴压比不宜超过0.65;当钢管横截面边长与壁厚之比大
于R2的60倍但不大于R2的100倍时,方钢管再生块体混凝土柱的设计轴压比
不宜超过0.65。设计轴压比等于考虑地震组合的柱轴向压力设计值与Nu,cs之比,
其中Nu,cs按下式计算:
Nu,cs=Aaƒ+Acƒc,com(4.2.5)
2
式中:Aa——钢管的横截面积(mm);
2
Ac——钢管内部混凝土的横截面积(mm);
ƒ——钢材的抗压强度设计值(N/mm2);
2
ƒc,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值(N/mm)。
4.3H型钢部分外包再生块体混凝土柱
4.3.1本规程适用于由H型钢、钢系杆、H型钢的翼缘和腹板所围区域内浇筑的
再生块体混凝土三部分组成的H型钢部分外包再生块体混凝土柱(图4.3.1),钢
系杆的两端与H型钢的翼缘焊接,钢系杆直径不应小于8mm,钢系杆间距宜取
为100mm~150mm。H型钢和钢系杆应分别符合现行行业标准《组合结构设计
规范》JGJ138对钢材和箍筋的规定。
14
图4.3.1H型钢部分外包再生块体混凝土柱
4.3.2H型钢部分外包再生块体混凝土柱的轴向受压承载力设计值按下式计算:
Nu=0.9φ(0.85Acƒc,com+Affyf+Awfyw)(4.3.2)
式中:Nu——柱的轴向受压承载力设计值(N);
φ——柱的稳定系数,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB
50010中钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数取用;
2
Ac——柱横截面的混凝土面积(mm);
2
Af——H型钢翼缘的横截面积(mm);
2
Aw——H型钢腹板的横截面积(mm);
2
ƒc,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值(N/mm);
2
fyf——H型钢翼缘的抗压强度设计值(N/mm);
2
fyw——H型钢腹板的抗压强度设计值(N/mm)。
4.3.3H型钢部分外包再生块体混凝土柱正截面强轴方向的偏心受压承载力,应
符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010矩形截面偏心受压构件正
截面受压承载力的规定,并将相关公式中的混凝土轴心抗压强度设计值、截面宽
度、截面有效高度、普通钢筋抗拉强度设计值、普通钢筋抗压强度设计值、受拉
区纵向普通钢筋的截面面积、受压区纵向普通钢筋的截面面积、受压区纵向普通
钢筋合力点至截面受压边缘的距离、纵向受拉普通钢筋合力点至截面近边缘的距
离分别取为再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值、H型钢的翼缘宽度、heff、
H型钢翼缘的抗拉强度设计值、H型钢翼缘的抗压强度设计值、H型钢翼缘的横
截面积、H型钢翼缘的横截面积、teff、H型钢翼缘厚度的一半,其中heff和teff
按下式计算:
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型钢的腹板高度(mm);
tf——H型钢的翼缘厚度(mm);
15
bf——H型钢的翼缘宽度(mm)。
4.4梁—钢管再生块体混凝土柱节点
4.4.1钢管再生块体混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接不宜采用穿心式节点构造;
若钢管再生块体混凝土柱与钢梁的连接采用内加强环节点构造,内加强环中心孔
洞的直径应大于旧混凝土块体特征尺寸的两倍。
4.4.2当钢管外径与壁厚之比不大于R1的135倍或钢管横截面边长与壁厚之比不
大于R2的60倍时,圆钢管再生块体混凝土柱和方钢管再生块体混凝土柱与钢梁
或钢筋混凝土梁、板的连接设计,应符合现行国家标准《钢管混凝土结构技术规
范》GB50936的规定,其中R1和R2按下式计算:
R1=235/fy(4.4.2-1)
0.5
R2=(235/ƒy)(4.4.2-2)
2
式中:ƒy——钢材的抗拉和抗压强度标准值(N/mm)。
4.4.3当钢管再生块体混凝土柱的柱身钢管外径与壁厚之比大于R1的135倍但不
大于R1的160倍,或柱身钢管横截面边长与壁厚之比大于R2的60倍但不大于
R2的100倍时,节点域内及其附近的钢管应局部加厚。局部加厚处的钢管外径或
横截面边长宜与柱身钢管相同;局部加厚处的钢管外径与壁厚之比或钢管横截面
边长与壁厚之比,应分别不大于R1的135倍或R2的60倍;局部加厚钢管向上
和向下伸出节点域的长度,应不小于钢管外径或钢管横截面边长的一半;局部加
厚钢管和柱身钢管宜采用全熔透焊缝对接。在此基础上,钢管再生块体混凝土柱
与钢梁或钢筋混凝土梁、板的连接,可按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规
范》GB50936的规定设计。
4.5压型钢板再生块体混凝土组合楼板
4.5.1压型钢板再生块体混凝土组合楼板宜选用闭口型或缩口型压型钢板,压型
钢板的单槽槽口最小浇筑宽度与旧混凝土块体特征尺寸之差宜大于50mm。
4.5.2压型钢板再生块体混凝土组合楼板的总厚度不应小于125mm,压型钢板肋
顶以上混凝土厚度不应小于85mm。
4.5.3对于简支压型钢板再生块体混凝土组合楼板,当常温下其跨中组合弯矩设
计值与跨中受弯承载力设计值之比不大于0.3或0.6时,无需涂抹防火涂料即可
满足1.5h或1.0h的耐火极限要求;当该比值大于0.6且小于0.8时,为满足1.5
h的耐火极限要求,应在压型钢板底面涂抹厚度不小于10mm的非膨胀型防火涂
料。
4.6外置钢板再生块体混凝土剪力墙
16
4.6.1本规程所提外置钢板再生块体混凝土剪力墙由两片外包钢板、两片钢板之
间的内填再生块体混凝土、外包钢板和内填混凝土之间的连接三部分组成(图
4.6.1),墙的总厚度不应小于180mm。外置钢板再生块体混凝土剪力墙的两端宜
设置矩形钢管混凝土端柱,墙体钢板与矩形钢管之间宜采用焊接连接,矩形钢管
内部可采用再生块体混凝土。
图4.6.1外置钢板再生块体混凝土剪力墙
(外包钢板和内填再生块体混凝土之间的连接可采用栓钉、T型加劲肋、缀板、对拉螺栓等形式)
4.6.2外置钢板再生块体混凝土剪力墙中单片钢板的厚度不宜小于6mm,墙的总
厚度与单片钢板厚度之比不宜超过85。
4.6.3考虑地震作用的外置钢板再生块体混凝土剪力墙在重力荷载代表值作用下
的设计轴压比限值,按表4.6.3取用。设计轴压比等于剪力墙的轴向压力设计值
与Nu,ws之比,其中Nu,ws按下式计算:
Nu,ws=Aaƒ+Acƒc,com(4.6.3)
2
式中:Aa——剪力墙横截面的钢板总面积(mm);
2
Ac——剪力墙横截面的混凝土面积(mm);
ƒ——钢材的抗压强度设计值(N/mm2);
2
ƒc,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值(N/mm)。
表4.6.3外置钢板再生块体混凝土剪力墙的设计轴压比限值
抗震等级一级二、三级
设计轴压比限值0.40.5
4.7U型外包钢再生块体混凝土梁
4.7.1本规程适用于由U型外包钢、内填再生块体混凝土、抗剪连接件、钢筋混
凝土翼板四部分组成且不直接承受动力荷载的U型外包钢再生块体混凝土梁。
17
4.7.2U型外包钢宜采用冷弯薄壁型钢,其横截面宽度不宜小于200mm,钢板厚
度不宜小于4mm。
4.7.3U型外包钢的上翼缘应从梁的两侧面向外延伸,单侧上翼缘的宽度不宜小
于50mm。上翼缘与抗剪连接件之间宜采用焊接连接,抗剪连接件可以是上翼缘
上表面布设的栓钉,也可以是横跨两侧上翼缘且沿梁纵向间隔布设的角钢、槽钢
或有可靠依据的其他类型连接件。当采用横跨两侧上翼缘的抗剪连接件时,其沿
梁纵向的布设间距不宜小于200mm。
4.7.4为提高U型外包钢再生块体混凝土梁正弯矩区段的承载能力,可在梁底配
置适量纵向受拉钢筋,其保护层厚度不应小于钢筋直径和20mm二者的较大值。
4.7.5U型外包钢再生块体混凝土梁负弯矩区段的纵向受拉钢筋设置,应符合现
行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。
4.7.6在进行U型外包钢再生块体混凝土梁的正截面受弯承载力计算时,钢筋混
凝土翼板的有效宽度按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算,
并将相关公式中的板托顶部宽度取为梁的横截面宽度。
4.7.7完全抗剪连接U型外包钢再生块体混凝土梁的正截面受弯承载力,应按下
列规定计算:
1、正弯矩区段
1)塑性中和轴在钢筋混凝土翼板内(图4.7.7-1)时:
M≤Aafy1+As1fy1y2(4.7.7-1)
x=(Aaf+As1fy1)/befc(4.7.7-2)
式中:M——弯矩设计值(N●mm);
x——混凝土等效受压区高度(mm);
2
Aa——U型外包钢的横截面积(mm);
2
As1——梁底纵向钢筋的横截面积(mm);
f——钢材的抗拉和抗压强度设计值(N/mm2);
2
fy1——梁底纵向钢筋的抗拉和抗压强度设计值(N/mm);
2
fc——翼板混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm);
y1——U型外包钢横截面形心至翼板混凝土等效受压区形心的距离
(mm);
y2——梁底纵向钢筋截面形心至翼板混凝土等效受压区形心的距离
(mm);
be——翼板的有效宽度(mm);
hc——翼板的厚度(mm)。
18
(a)横剖面(b)应力分布
图4.7.7-1塑性中和轴在钢筋混凝土翼板内的梁截面应力分布
2)塑性中和轴在U型外包钢腹板内(图4.7.7-2)时:
M≤Wpnf-4y4twf(y3+y4/2-as)+befchcy5+bcfc,com(x-hc)(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型外包钢横截面对过其形心水平轴的塑性净截面模量
(mm3);
2
Af——U型外包钢翼缘的横截面积(mm);
tf——U型外包钢的翼缘厚度(mm);
tw——U型外包钢的腹板厚度(mm);
bc——U型外包钢内填混凝土的宽度(mm);
2
fc,com——再生块体混凝土的组合轴心抗压强度设计值(N/mm);
y3——U型外包钢横截面形心至梁底面的距离(mm);
y4——U型外包钢横截面形心至塑性中和轴的距离(mm);
y5——翼板横截面形心至梁底纵向钢筋截面形心的距离(mm);
as——梁底纵向钢筋截面形心至梁底面的距离(mm);
β1——混凝土等效受压区高度与实际受压区高度之间的换算系数,取
为0.8。
(a)横剖面(b)应力分布
19
图4.7.7-2塑性中和轴在U型外包钢腹板内的梁截面应力分布
2、负弯矩区段(图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)
适用条件:x≥2as
2
式中:Ab——U型外包钢底板的横截面积(mm);
tb——U型外包钢的底板厚度(mm);
2
As2——负弯矩区翼板有效宽度范围内纵向钢筋的横截面积(mm);
fy2——负弯矩区翼板有效宽度范围内纵向钢筋的抗拉强度设计值
(N/mm2);
y6——翼板内纵向钢筋截面形心至梁底纵向钢筋截面形心的距离
(mm)。
(a)横剖面(b)应力分布
图4.7.7-3负弯矩区段梁截面的应力分布
4.7.8U型外包钢再生块体混凝土梁的受剪安全性,应采取可靠方法进行验算。
4.7.9U型外包钢再生块体混凝土梁的抗剪连接件的计算,应符合现行国家标准
《钢结构设计规范》GB50017的规定,并将相关公式中的混凝土力学性能参数
取为翼板混凝土的力学性能参数。
4.7.10U型外包钢再生块体混凝土梁的挠度计算,应符合现行国家标准《钢结构
设计规范》GB
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