1總則
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
《組合結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》的公告
現(xiàn)批準(zhǔn)《組合結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),編號(hào)為GB55004-2021,自2022年1月1日起實(shí)施。本規(guī)范為強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范,全部條文必須嚴(yán)格執(zhí)行?,F(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)強(qiáng)制性條文同時(shí)廢止?,F(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定與本規(guī)范不一致的,以本規(guī)范的規(guī)定為準(zhǔn)。
本規(guī)范在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部門(mén)戶網(wǎng)站(www.mohurd.gov.cn)公開(kāi),并由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國(guó)建筑出版?zhèn)髅接邢薰境霭姘l(fā)行。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
2021年4月9日
廢止的現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)強(qiáng)制性條文
1.《鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工規(guī)范》GB 50901-2013第4.1.2、10.2.1條
2.《鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50917-2013第4.2.2條
3.《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB 50936-2014第3.1.4、9.4.1條
4.《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》GB 50923-2013第7.4.1、7.5.1條
5.《鋼管混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50628-2010第3.0.4、3.0.6、3.0.7、4.5.1、4.7.1條
6.《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 138-2016第3.1.5、3.2.3、4.3.8條
1總則
1.0.1為保障組合結(jié)構(gòu)工程質(zhì)扯安全,促進(jìn)組合結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和人身健康,提高組合結(jié)構(gòu)工程綠色發(fā)展水平,制定本規(guī)范。
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1.0.1本條是制定本規(guī)范的目的。
1.0.2組合結(jié)構(gòu)工程必須執(zhí)行本規(guī)范。
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1.0.2本條規(guī)定了本規(guī)范的適用范圍。
根據(jù)使用材料的不同,結(jié)構(gòu)工程師習(xí)慣于把結(jié)構(gòu)體系分為砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)等。
狹義上的組合結(jié)構(gòu)通常指鋼材與混凝土組合,稱為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(compositesteelandconcretestructures),它是將鋼材與混凝土通過(guò)某種方式組合在一起共同工作的一種結(jié)構(gòu)形式,兩種結(jié)構(gòu)材料組合后的整體工作性能要明顯優(yōu)于二者性能的簡(jiǎn)單疊加。而近年來(lái)隨著新型高性能土木工程材料的不斷涌現(xiàn)、結(jié)構(gòu)體系的不斷創(chuàng)新,廣義的組合結(jié)構(gòu)已不局限于鋼材與混凝土組合,各類(lèi)不同材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)體系之間靈活運(yùn)用組合概念,使各種材料、構(gòu)件或體系揚(yáng)長(zhǎng)避短,可以獲得一系列性能優(yōu)越的組合構(gòu)件或組合結(jié)構(gòu)體系,這些都可以統(tǒng)稱為組合結(jié)構(gòu),例如:不同材料之間組合可形成“木-鋼組合梁”“復(fù)合材料-混凝土組合柱”“鋼-超高性能混凝土組合梁”等;不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間組合可形成“混凝土柱-組合梁組合節(jié)點(diǎn)”“組合梁-混凝土梁縱向混合梁”等;不同結(jié)構(gòu)體系之間組合可形成“組合框架-混凝土核心筒組合結(jié)構(gòu)體系”“組合筒體-組合框架體系”“巨型組合框架體系”等。
本規(guī)范中的組合結(jié)構(gòu)主要是指建筑、市政和公路工程的組合結(jié)構(gòu),其中建筑工程包括各類(lèi)工業(yè)與民用建筑、構(gòu)筑物等;市政工程中主要是指城市橋梁,包括過(guò)街天橋等;公路工程中主要是指公路橋梁,包括跨公路天橋等,由于鐵路橋梁已成完整體系,且與市政、公路橋梁差別較大,故未包含在本規(guī)范中。其他行業(yè)中的組合結(jié)構(gòu)技術(shù)要求和管理要求可參考使用。
1.0.3工程建設(shè)所采用的技術(shù)方法和措施是否符合本規(guī)范要求,由相關(guān)責(zé)任主體判定。其中,創(chuàng)新性的技術(shù)方法和措施,應(yīng)進(jìn)行論證并符合本規(guī)范中有關(guān)性能的要求。
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1.0.3工程建設(shè)強(qiáng)制性規(guī)范是以工程建設(shè)活動(dòng)結(jié)果為導(dǎo)向的技術(shù)規(guī)定,突出了建設(shè)工程的規(guī)模、布局、功能、性能和關(guān)鍵技術(shù)措施,但是,規(guī)范中關(guān)鍵技術(shù)措施不能涵蓋工程規(guī)劃建設(shè)管理采用的全部技術(shù)方法和措施,僅僅是保障工程性能的“關(guān)鍵點(diǎn)”,很多關(guān)鍵技術(shù)措施具有“指令性”特點(diǎn),即要求工程技術(shù)人員去“做什么”,規(guī)范要求的結(jié)果是要保障建設(shè)工程的性能,因此,能否達(dá)到規(guī)范中性能的要求,以及工程技術(shù)人員所采用的技術(shù)方法和措施是否按照規(guī)范的要求去執(zhí)行,需要進(jìn)行全面的判定,其中,重點(diǎn)是能否保證工程性能符合規(guī)范的規(guī)定。
進(jìn)行這種判定的主體應(yīng)為工程建設(shè)的相關(guān)責(zé)任主體,這是我國(guó)現(xiàn)行法律法規(guī)的要求?!督ㄖā贰督ㄔO(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》《建筑節(jié)能條例》等相關(guān)的法律法規(guī),突出強(qiáng)調(diào)了工程監(jiān)管、建設(shè)、規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、檢測(cè)、造價(jià)、咨詢等各方主體的法律責(zé)任,既規(guī)定了首要責(zé)任,也確定了主體責(zé)任。在工程建設(shè)過(guò)程中,執(zhí)行強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范是各方主體落實(shí)責(zé)任的必要條件,是基本的、底線的條件,有義務(wù)對(duì)工程規(guī)劃建設(shè)管理采用的技術(shù)方法和措施是否符合本規(guī)范規(guī)定進(jìn)行判定。
同時(shí),為了支持創(chuàng)新,鼓勵(lì)創(chuàng)新成果在建設(shè)工程中應(yīng)用,當(dāng)擬采用的新技術(shù)在工程建設(shè)強(qiáng)制性規(guī)范或推薦性標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有相關(guān)規(guī)定時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)擬采用的工程技術(shù)或措施進(jìn)行論證,確保建設(shè)工程達(dá)到工程建設(shè)強(qiáng)制性規(guī)范規(guī)定的工程性能要求,確保建設(shè)工程質(zhì)量和安全,并應(yīng)滿足家對(duì)建設(shè)工程環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生健康、經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理、能源資源節(jié)約與合理利用等相關(guān)基本要求。
2基本規(guī)定
2.0.1組合結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的安全等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。當(dāng)組合結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的安全等級(jí)不一致時(shí),應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確標(biāo)明。
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2.0.1本條規(guī)定了結(jié)構(gòu)安全等級(jí)劃分,具體參考現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001的規(guī)定。安全等級(jí)分三級(jí),分別對(duì)應(yīng)重要結(jié)構(gòu)、一般結(jié)構(gòu)和次要結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的重要性,主要是根據(jù)破壞后果和結(jié)構(gòu)的使用頻率進(jìn)行判斷。鑒于組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景一般較為重要,規(guī)定其安全等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。
2.0.2組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作年限應(yīng)符合下列規(guī)定:
1建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于50年;
2橋梁結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于30年;
3當(dāng)組合構(gòu)件、部件設(shè)計(jì)工作年限低于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作年限時(shí),應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確標(biāo)明,且應(yīng)采用可更換的連接構(gòu)造。
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2.0.2本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作年限,具體參考現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001的規(guī)定。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作年限是衡量結(jié)構(gòu)和構(gòu)件可靠性的時(shí)間基準(zhǔn),必須明確規(guī)定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作年限,討論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和可靠性才有意義。
并非結(jié)構(gòu)的所有構(gòu)件、部件都滿足相同的設(shè)計(jì)工作年限要求,比如需要定期更換的組成部分以及有特殊要求的構(gòu)件,可以根據(jù)實(shí)際情況確定設(shè)計(jì)工作年限,但在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)當(dāng)明確標(biāo)明。
2.0.3在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi),組合結(jié)構(gòu)的性能應(yīng)符合下列規(guī)定:
1能夠承受在正常使用期間可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)作用;
2在正常施工期間或在結(jié)構(gòu)的組合作用沒(méi)有形成期間,能夠承受可能出現(xiàn)的荷載作用;
3能夠滿足組合結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用要求;
4當(dāng)發(fā)生爆炸、撞擊、罕遇地宸等偶然作用時(shí),結(jié)構(gòu)應(yīng)保持整體穩(wěn)固性;
5當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),結(jié)構(gòu)應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持足夠的承載力和整體穩(wěn)固性。
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2.0.3本條規(guī)定了設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)組合結(jié)構(gòu)的性能要求。具體參考現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001的規(guī)定,并綜合考慮了組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
2.0.4在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi),應(yīng)采取措施保障組合結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的安全使用,且應(yīng)符合下列規(guī)定:
1未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可,不得變更設(shè)計(jì)規(guī)定的功能和使用條件;
2對(duì)影響主體結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的事項(xiàng),應(yīng)定期進(jìn)行檢查、檢測(cè)及維護(hù);
3應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定及時(shí)更換構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、支座、鈾具、部件等;
4應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定維護(hù)或更換構(gòu)件表面的防腐、防火等防2護(hù)層;
5組合結(jié)構(gòu)及構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、支座等出現(xiàn)可見(jiàn)的變形及混凝土表面等出現(xiàn)耐久性缺陷時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)加固;
6直接遭遇地震、火災(zāi)、洪災(zāi)等災(zāi)害時(shí),應(yīng)在災(zāi)后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定評(píng)估,并按評(píng)估意見(jiàn)進(jìn)行處理后方可繼續(xù)使用。
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2.0.4本條規(guī)定了在組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)使用方應(yīng)該關(guān)注的重要技術(shù)措施,包括正常使用維護(hù)、構(gòu)件及其防護(hù)涂層的維護(hù)與更換、損傷及災(zāi)后檢測(cè)鑒定與修復(fù)加固等方面。本條是用來(lái)監(jiān)督業(yè)主方對(duì)組合結(jié)構(gòu)使用管理措施是否到位的要求,對(duì)保障結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的安全非常重要。
2.0.5當(dāng)組合結(jié)構(gòu)確定可變作用代表值時(shí),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)符合工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范的規(guī)定。
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2.0.5本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)確定可變作用代表值時(shí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的選取,具體參考現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001的規(guī)定。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期與設(shè)計(jì)工作年限不一致時(shí),應(yīng)采用荷載調(diào)整系數(shù)對(duì)可變荷載進(jìn)行調(diào)整,以保證可靠度水平相當(dāng)。
2.0.6組合結(jié)構(gòu)在建造、使用、拆除過(guò)程中應(yīng)保障工程安全和人身健康,做到節(jié)約能源資源及保護(hù)環(huán)境,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1鋼-混凝土組合構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)分別按照混凝土澆筑前、澆筑后的組合作用未形成前的工況,對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定驗(yàn)算;
2組合結(jié)構(gòu)施工應(yīng)采用綠色施工技術(shù),減少施工垃圾;在不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)、不同類(lèi)型構(gòu)件之間交叉施工工序中應(yīng)采取成品保護(hù)措施;
3暴露在公共場(chǎng)景的組合結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置防止螺栓、連接件、附屈件等墜落的措施;
4對(duì)于環(huán)境溫度變化和木材含水率變化引起的木與鋼、混凝土、復(fù)合材料之間的伸縮差異及其造成的對(duì)安全性和耐久性的不利影響,應(yīng)有對(duì)應(yīng)的控制措施;
5組合結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)應(yīng)保證正常使用并及時(shí)維護(hù),減少結(jié)構(gòu)損傷、性能退化與耐久性劣化;
6組合結(jié)構(gòu)拆除時(shí),拆除的構(gòu)件、部件、垃圾等應(yīng)分類(lèi)收集和處理,鋼材、木材、復(fù)合材料、混凝土等應(yīng)做回收和再生利用處理。
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2.0.6本條是針對(duì)組合結(jié)構(gòu)專業(yè)特點(diǎn),提出了組合結(jié)構(gòu)在建造、使用和拆除過(guò)程中設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、檢測(cè)、監(jiān)督等相關(guān)各方應(yīng)該關(guān)注的重要技術(shù)措施。
1本款是鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn),即在形成組合作用之前,鋼構(gòu)件應(yīng)滿足安全要求。
2按照綠色可持續(xù)的原則,組合結(jié)構(gòu)施工應(yīng)盡量減少施工垃圾的產(chǎn)生,保護(hù)環(huán)境.
3針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)中高強(qiáng)度螺栓發(fā)生延遲斷裂后,墜落傷人事故時(shí)有發(fā)生,特別是在公共場(chǎng)景情況下屬于比較嚴(yán)重的公共安全事故。
4木材與鋼、混凝土、復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)相差較大,同時(shí)木材具有濕漲干縮性,所以在環(huán)境溫度或木材含水率發(fā)生變化時(shí),會(huì)造成兩者連接界面的不協(xié)調(diào)變形,在設(shè)計(jì)、施工安裝與使用過(guò)程中必須考慮相關(guān)不利影響。
5組合結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中,面臨超載、疲勞、腐蝕等風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)及時(shí)維護(hù)、檢測(cè),減少結(jié)構(gòu)損傷、性能退化與耐久性劣化。
6按照可持續(xù)發(fā)展的原則,拆除的構(gòu)件、部件、垃圾等應(yīng)分類(lèi)收集和處理,廢鋼、木材、復(fù)合材料、混凝土等應(yīng)回收和再生利用。
3材料
3.1鋼材與鋼筋
3.1.1組合結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)符合下列規(guī)定:
1鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和碳、硫、磷含量的合格保證;
2主體結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)具有碳當(dāng)量和冷彎性能的合格保證;
3需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)具有沖擊韌性合格保證;
4設(shè)計(jì)要求厚度方向抗層狀撕裂性能的鋼材應(yīng)具有斷面收縮率合格保證;
5在罕遇地震作用下發(fā)生塑性變形的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)部位的鋼材,其屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與其標(biāo)準(zhǔn)值之比不應(yīng)大于1.35。
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3.1.1本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)中采用的常規(guī)結(jié)構(gòu)鋼材的要求。
近年來(lái),結(jié)構(gòu)鋼材品種增加、質(zhì)量提高,已形成了不同性能的鋼種牌號(hào)系列,并可按不同質(zhì)量等級(jí)供用戶選用。工程經(jīng)驗(yàn)表明,正確合理地選用鋼材的牌號(hào)與質(zhì)量等級(jí),對(duì)保證工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與承載功能至關(guān)重要。對(duì)鋼材化學(xué)成分、力學(xué)性能等指標(biāo)保證限值的規(guī)定,一直是設(shè)計(jì)規(guī)范選材規(guī)定中被列為強(qiáng)條的重要內(nèi)容,這些性能指標(biāo)均為對(duì)鋼材性能量化判定的重要基本依據(jù)。如屈服強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率與塑性、屈強(qiáng)比與延性、沖擊功與韌性、碳當(dāng)量與焊接性能、冷彎與加工性等均是互為依據(jù)的關(guān)系。設(shè)計(jì)選材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)使用條件和本條規(guī)定提出各項(xiàng)性能保證要求,以保證結(jié)構(gòu)良好的承載性能。
1組合結(jié)構(gòu)中承重組合構(gòu)件和鋼構(gòu)件所用的鋼材應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度和碳、硫、磷含量的合格保證。
2對(duì)焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳或碳當(dāng)量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)所用的鋼材,應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。
3對(duì)承受直接動(dòng)力荷載作用并需計(jì)算疲勞的結(jié)構(gòu),其鋼材應(yīng)在保證良好綜合性能基礎(chǔ)上,嚴(yán)格保證沖擊功的合格指標(biāo)。此外,工程質(zhì)量事故的經(jīng)驗(yàn)與研究表明,當(dāng)板件厚度較大并在低溫環(huán)境下受拉時(shí),其低溫脆斷傾向性明顯增加,因而對(duì)其質(zhì)量等級(jí)也作出了較嚴(yán)格的規(guī)定。
鋼材質(zhì)量等級(jí)是對(duì)鋼材質(zhì)量細(xì)化控制,并與國(guó)際上鋼材標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定接軌而作出的規(guī)定。按硫、磷等化學(xué)元素含量的不同與不同環(huán)境溫度下沖擊功保證值的不同,共分為A、B、C、D、E5個(gè)質(zhì)量等級(jí),故也是一個(gè)材質(zhì)綜合評(píng)定的指標(biāo)。因A級(jí)鋼在保證力學(xué)性能合格的條件下,交貨時(shí)可不保證化學(xué)成分的限值指標(biāo),故承重結(jié)構(gòu)一般不應(yīng)選用A級(jí)鋼。
4在T形、十字形和角形焊接的連接節(jié)點(diǎn)中,當(dāng)其板件厚度大于等于40mm且沿板厚方向有較強(qiáng)撕裂拉力作用時(shí)(含較高約束拉應(yīng)力作用),該部位板件鋼材應(yīng)具有厚度方向抗撕裂性能(Z向性能)的合格保證,其沿板厚方向斷面收縮率不應(yīng)小于15%。
工程經(jīng)驗(yàn)與國(guó)內(nèi)外研究均表明,在焊接結(jié)構(gòu)的焊接節(jié)點(diǎn)中,當(dāng)較厚板件沿板厚方向受有較大的撕裂拉應(yīng)力(含較高的約束拉應(yīng)力)時(shí),可能引起的鋼板的層間(Z向)裂縫,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全使用。其主要原因是焊接構(gòu)造或工藝缺陷造成板內(nèi)過(guò)大的Z向焊接約束應(yīng)力,再是鋼板鋼材含硫量較高,易形成硫化錳的層間夾雜物缺陷,使鋼材分層。這種裂縫常會(huì)在焊接區(qū)冷卻過(guò)程中即開(kāi)始產(chǎn)生。近年來(lái)在我國(guó)一些高層鋼結(jié)構(gòu)工程中的梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)均產(chǎn)生過(guò)這種鋼板層裂的質(zhì)量事故,有的工程還因此造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。為避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生,應(yīng)注意采用合理的焊接構(gòu)造與工藝,避免過(guò)大的焊接約束應(yīng)力,同時(shí)應(yīng)提高鋼材的抗撕裂性能(Z向性能)。
5塑性設(shè)計(jì)是利用鋼材的塑性性能,以結(jié)構(gòu)在荷載作用下陸續(xù)出現(xiàn)塑性鉸直至形成機(jī)構(gòu)作為其承載力的極限狀態(tài),故要求結(jié)構(gòu)鋼材有良好的塑性性能,以達(dá)到結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性工作狀態(tài)后可靠地實(shí)現(xiàn)內(nèi)力重分配。
此外,抗震設(shè)防的高層組合結(jié)構(gòu),其框架梁、柱、抗側(cè)力支撐等抗側(cè)力構(gòu)件,在罕遇地震作用時(shí),會(huì)進(jìn)入非彈性工作狀態(tài),要求結(jié)構(gòu)鋼材在有較高強(qiáng)度的同時(shí),還應(yīng)具有適應(yīng)更大應(yīng)變與塑性變形的延性和韌性性能,從而實(shí)現(xiàn)地震作用能量與結(jié)構(gòu)變形能量的轉(zhuǎn)換,有效地減小地震作用,達(dá)到結(jié)構(gòu)大震不倒的設(shè)防目標(biāo)。且其屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與其標(biāo)準(zhǔn)值之比不應(yīng)太大,以免影響結(jié)構(gòu)塑性鉸的形成和地震能量的耗散。
3.1.2組合結(jié)構(gòu)用鋼筋應(yīng)符合下列規(guī)定:
1鋼筋應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度的合格保證;
2縱向受力鋼筋及其雛筋應(yīng)具有延性和可焊性的合格保證。
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3.1.2本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)中采用的常規(guī)鋼筋的要求。
1鋼筋除應(yīng)具有屈服強(qiáng)度外,由于結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)的需求,還應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度,即鋼筋拉斷前相應(yīng)于最大拉力下的強(qiáng)度。
2組合結(jié)構(gòu)用鋼筋由于要和鋼構(gòu)件連接,因此對(duì)延性(最大拉力下總伸長(zhǎng)率)和可焊性有要求。
3.1.3采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法時(shí),鋼材與鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和材料分項(xiàng)系數(shù)確定;材料分項(xiàng)系數(shù)的確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
1具備可靠度分析條件的鋼材與鋼筋,應(yīng)以其材料強(qiáng)度試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ),根據(jù)目標(biāo)可靠度指標(biāo)綜合分析確定;
2尚不具備可靠度分析條件或應(yīng)用新鋼種的鋼材與鋼筋,應(yīng)基于實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)結(jié)果確定,并應(yīng)符合表3.1.3的規(guī)定。
表3.1.3 鋼材與鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)
| 項(xiàng)目 | 材料分項(xiàng)系數(shù) |
| 建筑結(jié)構(gòu)用鋼材與普通鋼筋 | ≥1.10 |
| 橋梁結(jié)構(gòu)用鋼材 | ≥1.30 |
| 橋梁結(jié)構(gòu)用普通鋼筋 | ≥1.20 |
| 橋梁結(jié)構(gòu)用預(yù)應(yīng)力筋 | ≥1.47 |
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3.1.3本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)中采用鋼材和鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及分項(xiàng)系數(shù)的要求。
1各類(lèi)鋼材和鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)取值是經(jīng)過(guò)對(duì)大批實(shí)物強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)和可靠度指標(biāo)校準(zhǔn)分析等專題研究而確定的。其中強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。本款是針對(duì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用的鋼材和鋼筋。
2對(duì)于滿足本規(guī)范第3.1.1條、第3.1.2條要求的其他牌號(hào)的鋼材和鋼筋,本款提出了需要有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或必要的試驗(yàn)研究結(jié)果作為基礎(chǔ)的要求來(lái)確定材料分項(xiàng)系數(shù)。其中必要的試驗(yàn)研究結(jié)果是指以少量試驗(yàn)分析認(rèn)定材料分項(xiàng)系數(shù)的方法,該試驗(yàn)的試件數(shù)量不應(yīng)少于30個(gè),通過(guò)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以得到該鋼材或鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù);可靠的工程經(jīng)驗(yàn)主要是指有些鋼種已經(jīng)得到了應(yīng)用,例如建筑結(jié)構(gòu)用鋼絞線、橋梁用預(yù)應(yīng)力鋼絞線。本款沒(méi)有給出具體取值,但給出了最低要求。建筑結(jié)構(gòu)用鋼材與普通鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于1.10,橋梁結(jié)構(gòu)用鋼材的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于1.30,橋梁結(jié)構(gòu)用普通鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于1.20,橋梁結(jié)構(gòu)用預(yù)應(yīng)力筋的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于1.47。
3.2混凝土
3.2.1組合結(jié)構(gòu)用混凝土應(yīng)符合下列規(guī)定:
1混凝土應(yīng)具有強(qiáng)度等級(jí)及性能的合格保證;
2組合結(jié)構(gòu)用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。
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3.2.1本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)中采用的混凝土的基本要求。
1組合結(jié)構(gòu)中混凝土種類(lèi)和力學(xué)性能應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)常規(guī)品(普通)混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55等。
2)特制品混凝土強(qiáng)度等級(jí)劃分應(yīng)符合下列規(guī)定:
高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100。
自密實(shí)混凝土、合成纖維混凝土強(qiáng)度等級(jí)劃分為C30、C35、C40、C45、C50、C55。
2考慮到與鋼構(gòu)件、木構(gòu)件、復(fù)合構(gòu)件等共同工作并發(fā)揮組合作用,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)需要進(jìn)行匹配,提出了不低于C30的基本要求。
3.2.2采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法時(shí),混疑土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和材料分項(xiàng)系數(shù)確定;材料分項(xiàng)系數(shù)的確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
1具備可靠度分析條件的混凝土,應(yīng)以其材料強(qiáng)度試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ),根據(jù)目標(biāo)可靠度指標(biāo)綜合分析確定;
2尚不具備可靠度分析條件或應(yīng)用新型混疑土材料時(shí),應(yīng)基于實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)結(jié)果確定,且建筑結(jié)構(gòu)用混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于
1.40,橋梁結(jié)構(gòu)用混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于1.45。
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3.2.2本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)中采用混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和分項(xiàng)系數(shù)的要求。
1混凝土的抗力分項(xiàng)系數(shù)取值是經(jīng)過(guò)對(duì)大批混凝土實(shí)物強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)和可靠度指標(biāo)校準(zhǔn)分析等專題研究而確定的。其中混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值由立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)計(jì)算確定,應(yīng)具有不小于95%的保證率。
2對(duì)于滿足本規(guī)范第3.2.1條要求的其他類(lèi)型的混凝土新材料,本款提出了需要有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或必要的試驗(yàn)研究結(jié)果作為基礎(chǔ)的要求來(lái)確定材料分項(xiàng)系數(shù)。其中必要的試驗(yàn)研究結(jié)果是指以少量試驗(yàn)分析認(rèn)定材料分項(xiàng)系數(shù)的方法,該試驗(yàn)的試件數(shù)量不應(yīng)少于30個(gè),通過(guò)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以得到該混凝土材料的分項(xiàng)系數(shù),且建筑結(jié)構(gòu)用混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)大于或等于1.40,橋梁結(jié)構(gòu)用混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)大于或等于1.45。
3.3木材
3.3??木?材
3.3.1組合結(jié)構(gòu)中木材、粘結(jié)材料及配套材料應(yīng)符合下列規(guī)定:
1組合結(jié)構(gòu)用木材應(yīng)具有含水率合格保證及防腐、防蟲(chóng)蛙合格保證;
2木結(jié)構(gòu)用膠的膠合強(qiáng)度不應(yīng)低于木材順紋抗剪強(qiáng)度和橫紋抗拉強(qiáng)度;
3膠連接的耐水性和耐久性應(yīng)與結(jié)構(gòu)的用途和工作年限相適應(yīng),并應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的要求,膠材料應(yīng)具有膠結(jié)能力的合格保證。
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3.3.1本條是對(duì)組合結(jié)構(gòu)中木材、粘接材料和配套材料的要求。
1木材干縮會(huì)造成構(gòu)件的松弛變形和裂縫,因此,在制作時(shí)對(duì)木材的含水率應(yīng)控制。同時(shí),木材易腐朽、蟲(chóng)蛀,也應(yīng)具有防腐、防蟲(chóng)蛀合格保證。
2木結(jié)構(gòu)用膠的膠合強(qiáng)度應(yīng)不低于木材順紋抗剪強(qiáng)度和橫紋抗拉強(qiáng)度。
3膠縫的耐久性取決于其抗老化能力和抗生物侵蝕能力,對(duì)于使用的膠應(yīng)經(jīng)過(guò)膠結(jié)能力的檢驗(yàn),合格后方可使用,同時(shí)還要符合環(huán)保要求。對(duì)于新的膠種需要有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或必要的試驗(yàn)研究結(jié)果作為基礎(chǔ)方可使用。
3.3.2組合結(jié)構(gòu)中木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和材料分項(xiàng)系數(shù)確定,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1純木應(yīng)根據(jù)樹(shù)種及其強(qiáng)度等級(jí)、材質(zhì)等級(jí)等分類(lèi)確定;
2膠合木應(yīng)根據(jù)對(duì)稱異等組合、非對(duì)稱異等組合、同等組合、順紋、橫紋等分類(lèi)確定;
3木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)使用條件、設(shè)計(jì)工作年限、構(gòu)件尺寸、荷載類(lèi)型等進(jìn)行修正。
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3.3.2木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和材料分項(xiàng)系數(shù)確定,其中標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。但是由于木材的種類(lèi)繁多,影響材料分項(xiàng)系數(shù)的因素多,通常是對(duì)不同樹(shù)種的木材劃分強(qiáng)度等級(jí),并參照長(zhǎng)期工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行合理的歸類(lèi),故實(shí)際給出的木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是經(jīng)過(guò)調(diào)整后的,與直接計(jì)算的數(shù)值有差別。木材的材料分項(xiàng)系數(shù)比較分散,約在3~6之間。
本條只是規(guī)定木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定原則,符合本規(guī)范第3.3.1條要求的木材,可以按照本條的原則確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
3.4纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
3.4.1組合結(jié)構(gòu)用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)符合下列規(guī)定:
1纖維應(yīng)采用碳纖維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖纖維等高性能纖維;玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)選用無(wú)堿或耐堿玻鴉纖維;
2基體樹(shù)脂應(yīng)采用環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基酷樹(shù)脂、聚氨酷樹(shù)脂、酚醋樹(shù)脂和不飽和聚酷樹(shù)脂等;
3基體樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(石)應(yīng)保證在60°C以上,且應(yīng)高于結(jié)構(gòu)環(huán)境最高平均溫度10°C以上;
4在腐蝕環(huán)境下,應(yīng)選用耐腐蝕性樹(shù)脂材料;
5有防火要求時(shí)應(yīng)采用阻燃樹(shù)脂材料。
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3.4.1纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)是近年來(lái)成功應(yīng)用于土木工程中的一種新型高性能工程結(jié)構(gòu)材料,它具備了輕質(zhì)高強(qiáng)、可設(shè)計(jì)、成型方便、耐化學(xué)侵蝕、施工便捷和質(zhì)量易于保證等優(yōu)點(diǎn)。常用的復(fù)材由碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或芳綸與樹(shù)脂基體復(fù)合形成,力學(xué)性能(比強(qiáng)度和比剛度)和化學(xué)性能(耐腐蝕性能)優(yōu)越,在結(jié)構(gòu)中合理地應(yīng)用FRP已成為土木工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)重要方向。復(fù)材制品形式與種類(lèi)多樣,在組合結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的主要類(lèi)型包括:纖維布、復(fù)材板、復(fù)材筋、復(fù)材網(wǎng)格、復(fù)材型材和復(fù)材管等。
復(fù)材中包含有兩種主要材料組分:纖維與基體。這兩種材料組分的性能、比例及其組合形式是影響復(fù)材制品各項(xiàng)性能的重要因素。
復(fù)材的耐化學(xué)腐蝕特性,如耐酸、耐堿、耐鹽等,主要取決于基體樹(shù)脂的選用。因此,為提高復(fù)材的耐腐蝕特性,應(yīng)根據(jù)其服役的化學(xué)環(huán)境,選用對(duì)其具有高耐腐蝕特性的樹(shù)脂。在使用環(huán)境溫度較高的場(chǎng)所,要求粘貼樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不應(yīng)低于60℃。當(dāng)處于腐蝕環(huán)境、放射環(huán)境等條件時(shí),要求采用的粘貼樹(shù)脂和復(fù)材具有相應(yīng)的抵抗環(huán)境因素作用的能力。
1主要限制強(qiáng)度低、耐久性差的中堿及高堿玻璃纖維,從而滿足工程建設(shè)行政管理和監(jiān)管要求??紤]到一般情況下混凝土的堿性比較強(qiáng),為保證玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的長(zhǎng)期力學(xué)性能,結(jié)構(gòu)中不應(yīng)使用中堿及高堿玻璃纖維。無(wú)堿玻璃纖維,也稱E玻璃纖維,堿金屬氧化物含量小于0.8%。耐堿玻璃纖維,也稱為AR玻璃纖維,含有16%的ZrO2,所以耐堿性大為提高。
2乙烯基酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂是國(guó)內(nèi)拉擠型材使用最為廣泛的樹(shù)脂,應(yīng)用成熟,性能穩(wěn)定。酚醛樹(shù)脂以其優(yōu)異的電絕緣性能和阻燃性能在電力、交通等有特殊要求的領(lǐng)域大量應(yīng)用。聚氨酯樹(shù)脂具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐候性能,作為新興拉擠型材基體樹(shù)脂也有很大的應(yīng)用前景。采用高性能的不飽和聚酯樹(shù)脂能夠滿足工程結(jié)構(gòu)的需要,在選用時(shí)應(yīng)確保其性能,不應(yīng)采用鄰苯型不飽和聚酯樹(shù)脂。
3對(duì)于在使用環(huán)境溫度較高的場(chǎng)所,防止高溫環(huán)境下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的承載力顯著降低。
4當(dāng)處于腐蝕環(huán)境、放射環(huán)境等條件時(shí),要求復(fù)合材料具有相應(yīng)的抵抗環(huán)境因素作用的能力。復(fù)合材料的耐化學(xué)(如酸、堿、鹽)腐蝕特性主要取決于基體樹(shù)脂的選用。因此,為提高復(fù)合材料的耐腐蝕特性,應(yīng)根據(jù)其服役的化學(xué)環(huán)境,選用對(duì)其具有高耐腐蝕特性的樹(shù)脂。
5當(dāng)有防火要求時(shí),考慮到樹(shù)脂在高溫下會(huì)由于軟化導(dǎo)致力學(xué)性能降低,因此應(yīng)在樹(shù)脂中摻入阻燃劑,以提高復(fù)合材料的耐火性能。
3.4.2采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法時(shí),纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和材料分項(xiàng)系數(shù)確定;材料分項(xiàng)系數(shù)和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
1具備可靠度分析條件的復(fù)合材料,應(yīng)以其材料強(qiáng)度試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ),根據(jù)目標(biāo)可靠度指標(biāo)綜合分析確定;
2尚不具備可靠度分析條件或應(yīng)用新型復(fù)合材料時(shí),應(yīng)基于實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)結(jié)果確定,且纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(碳纖6維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖纖維)的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)小于1.25;
3纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)其使用環(huán)境條件及復(fù)合材料種類(lèi)進(jìn)行修正。
4結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)
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3.4.2本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)中采用復(fù)合材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和分項(xiàng)系數(shù)的要求。
1復(fù)合材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)取值是經(jīng)過(guò)對(duì)大批纖維增強(qiáng)復(fù)合材料實(shí)物強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)和可靠度指標(biāo)校準(zhǔn)分析等專題研究而確定的。其中復(fù)合材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。
2對(duì)于滿足本規(guī)范第3.4.1條要求的其他類(lèi)型復(fù)合材料,本款提出了需要有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或必要的試驗(yàn)研究結(jié)果作為基礎(chǔ)的要求來(lái)確定材料分項(xiàng)系數(shù)。其中必要的試驗(yàn)研究結(jié)果是指以少量試驗(yàn)分析認(rèn)定材料分項(xiàng)系數(shù)的方法,該試驗(yàn)的試件數(shù)量不應(yīng)少于30個(gè),通過(guò)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以得到該復(fù)合材料的抗力分項(xiàng)系數(shù);可靠的工程經(jīng)驗(yàn)主要是指已經(jīng)有些復(fù)合材料得到了應(yīng)用,例如纖維布(碳纖維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖纖維)等。本款沒(méi)有給出具體取值,但給出了最低要求。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(碳纖維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖纖維)的材料分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)低于1.25。
3由于復(fù)合材料由纖維、基體樹(shù)脂以及浸潤(rùn)劑等多種材料復(fù)合而成,其長(zhǎng)期性能受環(huán)境作用影響,因此,根據(jù)本條第1款、第2款確定的復(fù)合材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值需要按照本款規(guī)定進(jìn)行修正。
修正系數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。


4結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)
4.1一般規(guī)定
4.1.1組合結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)應(yīng)考慮不同材料性能差異產(chǎn)生的影響,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1除正常作用效應(yīng)外,尚應(yīng)計(jì)算由于鋼材、混疑土、木材以及復(fù)合材料不同的線膨脹系數(shù)、彈性模量等引起的效應(yīng);
2應(yīng)分析混凝土開(kāi)裂以及收縮徐變等因素的影響;
3應(yīng)考慮兩種不同材料界面產(chǎn)生的滑移效應(yīng),并采取構(gòu)造措施保證組合作用。
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4.1.1本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)不同材料性能差異應(yīng)當(dāng)考慮的重要因素,是組合結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在,包括各材料不同的線膨脹系數(shù)、彈性模量、長(zhǎng)期變形特性等的差異帶來(lái)的影響。
4.1.2組合結(jié)構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、符合工業(yè)化建造需求的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)形式。
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4.1.2組合結(jié)構(gòu)形式靈活多樣,應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中特別注重選擇合理的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)形式。本條從促進(jìn)建造工業(yè)化發(fā)展、適應(yīng)勞動(dòng)力成本上升、保障施工質(zhì)量的角度,提倡組合結(jié)構(gòu)、構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)形式的設(shè)計(jì)應(yīng)力求構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、符合工業(yè)化建造需求。
《組合結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55004-20214.2建筑結(jié)構(gòu)體系
4.2.1建筑組合結(jié)構(gòu)體系分析計(jì)算模型應(yīng)模擬不同材料、構(gòu)件或體系進(jìn)行組合時(shí)協(xié)同受力的特征。對(duì)于采用組合樓蓋體系的結(jié)構(gòu),應(yīng)將混凝土樓板和鋼梁視為共同受力的組合梁板體系,其中組合框架主梁應(yīng)同時(shí)考慮豎向荷載、水平地震作用和水平風(fēng)荷載等作用下樓板與鋼梁之間的組合效應(yīng)。
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4.2.1本條根據(jù)建筑組合結(jié)構(gòu)特點(diǎn),規(guī)定了進(jìn)行建筑組合結(jié)構(gòu)體系計(jì)算時(shí)應(yīng)滿足的基本原則,充分體現(xiàn)組合結(jié)構(gòu)計(jì)算的特別之處。
近年來(lái),組合框架在多層及高層建筑中的應(yīng)用十分廣泛。試驗(yàn)研究表明,樓板的空間組合作用除可以明顯增加組合框架梁在豎向荷載下的剛度和承載力外,對(duì)組合框架結(jié)構(gòu)體系的整體抗側(cè)剛度也有顯著的提高作用。采用固定剛度放大系數(shù)在某些情況下會(huì)低估樓板對(duì)組合框架梁剛度的提高作用,從而可能低估結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度,低估結(jié)構(gòu)承受的地震剪力。另外樓板對(duì)組合框架梁的剛度放大作用還會(huì)改變框架結(jié)構(gòu)的整體變形特性,使結(jié)構(gòu)剪切型變形的特征更為明顯,對(duì)組合框架梁剛度的低估會(huì)導(dǎo)致為符合框架核心筒結(jié)構(gòu)體系外框剪力承擔(dān)率的規(guī)定,使外框鋼梁截面高度偏大而影響組合梁經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。故在結(jié)構(gòu)分析中必須準(zhǔn)確考慮組合框架主梁在豎向荷載和水平地震作用、水平風(fēng)荷載等側(cè)向作用下樓板與鋼梁之間的組合效應(yīng)。
4.2.2鋼-混疑土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震下的彈性變形驗(yàn)算和罕遇地宸下的彈塑性變形驗(yàn)算,并應(yīng)符合表4.2.2的規(guī)定。
表4.2.2 鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)層間位移角限值
| 結(jié)構(gòu)類(lèi)型 | 彈性層間位 移角限值 | 彈塑性層間位 移角限值 |
| 柱 | 梁 | 主要抗側(cè)力構(gòu)件 |
| 鋼柱或鋼管混凝土柱 | 鋼梁或組合梁 | 鋼支撐或鋼板剪力墻或外包鋼板組合剪力墻(簡(jiǎn)體)或無(wú) | 按照鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定取值 | 按照鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定取值 |
| 型鋼混凝土柱 | 鋼梁或組合梁或型鋼混凝土梁 | 鋼支撐或鋼板剪力墻或外包鋼板組合剪力墻(簡(jiǎn)體)或無(wú) | 按照鋼結(jié)構(gòu)限值的50%取值 | 按照鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定取值 |
| 鋼柱或鋼管混凝土柱或型鋼混凝土柱 | 鋼梁或組合梁或型鋼混凝土梁 | 鋼筋混凝土或型鋼混凝土剪力墻(簡(jiǎn)體) | 按照混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)定取值 | 按照混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)定取值 |
| 其他鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系 | 層間位移角限值應(yīng)介于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的限值之間取值應(yīng)在具有可靠依據(jù)的基礎(chǔ)上,綜合考慮結(jié)構(gòu)變形能力和安全需求來(lái)確定 |
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4.2.2本條針對(duì)各種類(lèi)型的組合結(jié)構(gòu)體系,專門(mén)規(guī)定了建筑組合結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用的彈性層間位移角限值和彈塑性層間位移角限值。
對(duì)于鋼柱或鋼管混凝土柱框架結(jié)構(gòu)、鋼柱或鋼管混凝土柱框架-鋼支撐、鋼板剪力墻或外包鋼板組合剪力墻(筒體)組合結(jié)構(gòu),其整體抗震性能偏向于鋼結(jié)構(gòu)屬性,因而彈性和彈塑性層間位移角限值均按照鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定執(zhí)行。
對(duì)于型鋼混凝土柱框架結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土柱框架-鋼支撐、鋼板剪力墻或外包鋼板組合剪力墻(筒體)組合結(jié)構(gòu),其外框整體抗震性能偏向于混凝土結(jié)構(gòu)屬性,因而其彈性層間位移角限值比鋼結(jié)構(gòu)更嚴(yán)格,按照鋼結(jié)構(gòu)限值的50%執(zhí)行。
對(duì)于采用鋼筋(型鋼)混凝土剪力墻或筒體作為主要抗側(cè)力構(gòu)件的組合結(jié)構(gòu)體系,其剪力墻和核心筒的整體變形能力與混凝土結(jié)構(gòu)類(lèi)似,顯著弱于鋼結(jié)構(gòu)。而外框不論采用何種形式,其變形能力均不弱于剪力墻和核心筒,因而該類(lèi)結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值和彈塑性層間位移角限值均與混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)定一致。
組合結(jié)構(gòu)體系類(lèi)型多樣,以上規(guī)定難以全部涵蓋。故對(duì)于未涵蓋的結(jié)構(gòu)類(lèi)型,應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)形式及其力學(xué)性能,綜合考慮剛度、裂縫、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件等正常使用需求確定彈性層間位移角限值,綜合考慮結(jié)構(gòu)變形能力和安全需求確定彈塑性層間位移角限值??傮w上,組合結(jié)構(gòu)層間位移角變形限值應(yīng)介于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)限值之間。
4.2.3組合構(gòu)件的混凝土裂縫寬度應(yīng)分別按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合,并考慮長(zhǎng)期作用的影響進(jìn)行計(jì)算。室內(nèi)干燥環(huán)境下最大受力裂縫寬度不應(yīng)大于0.3mm,其他情況最大裂縫寬度不應(yīng)大于0.2mm。
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4.2.3本條規(guī)定了建筑組合結(jié)構(gòu)體系正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)采用的正截面裂縫寬度限值,包括鋼-混凝土組合梁的混凝土板和型鋼混凝土構(gòu)件。
4.2.4對(duì)于高度大于150m的組合結(jié)構(gòu)高層建筑應(yīng)滿足風(fēng)振舒適度要求。在10年一遇的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng)最大加速度限值應(yīng)符合表4.2.4的規(guī)定。
表4.2.4 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)風(fēng)振加速度限值
| 使用功能 | 加速度限值aIim(m/s2) |
| 住宅、公寓 | 0.20 |
| 辦公、旅館 | 0.28 |
| 其他 | 0.30 |
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4.2.4本條規(guī)定了建筑組合結(jié)構(gòu)體系正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)采用的頂點(diǎn)風(fēng)振加速度限值,以保證結(jié)構(gòu)具有良好的使用條件,滿足風(fēng)荷載下的舒適度要求。
4.2.5??正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)振動(dòng)舒適度有要求的鋼-混凝土組合樓蓋結(jié)構(gòu),應(yīng)進(jìn)行豎向動(dòng)力響應(yīng)驗(yàn)算,動(dòng)力響應(yīng)限值應(yīng)采用基于人體振感舒適度的控制指標(biāo)。
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4.2.5本條規(guī)定了正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)振動(dòng)舒適度有要求的鋼-混凝土組合樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向動(dòng)力響應(yīng)驗(yàn)算,不再簡(jiǎn)單地按照自振頻率進(jìn)行控制。
4.2.6鋼-混凝土組合梁、組合樓板使用階段的撓度應(yīng)分別按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響進(jìn)行計(jì)算,其計(jì)算值不應(yīng)大于表4.2.6規(guī)定的限值。型鋼混凝土梁使用階段的撓度計(jì)算值不應(yīng)大于鋼筋混凝土梁的撓度限值。
表4.2.6 鋼-混凝土組合梁、組合樓板使用階段撓度限值
| 跨度 | 撓度限值 |
| l0<7m | l0/200 |
| 7m≤l0≤9m | l0/250 |
| l0>9m | l0/300 |
注:1 表中l(wèi)0為梁或板的計(jì)算跨度,懸臂梁、板的l0應(yīng)按實(shí)際懸臂長(zhǎng)度的2倍取用;
2 構(gòu)件有起拱時(shí),應(yīng)將計(jì)算所得撓度值減去起拱值。
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4.2.6本條規(guī)定了正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)鋼-混凝土組合梁、組合樓板、型鋼混凝土組合梁使用階段的撓度限值,以滿足正常使用和外觀要求。
4.3橋梁結(jié)構(gòu)體系
4.3.1橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行整體抗傾覆驗(yàn)算,主梁、蓋梁、墩柱之間應(yīng)設(shè)置防止發(fā)生落梁、傾覆等的可靠連接構(gòu)造措施。
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4.3.1大量的橋梁震害和事故表明,橋梁的整體牢固性設(shè)計(jì)(包括整體抗傾覆、防落梁設(shè)計(jì)等)至關(guān)重要。針對(duì)此問(wèn)題,本規(guī)范強(qiáng)調(diào)構(gòu)造措施的重要性,橋梁在全生命周期內(nèi)遇到的荷載是非常復(fù)雜的,計(jì)算難以完全覆蓋(如超載、超大地震等),而一些簡(jiǎn)單有效的構(gòu)造措施往往可以起到重要的二道防線作用,避免災(zāi)難的發(fā)生。
4.3.2橋梁結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)符合下列規(guī)定:
1由汽車(chē)荷載和人群荷載組合所引起的橋梁結(jié)構(gòu)豎向撓度不應(yīng)大于表4.3.2規(guī)定的限值;
2組合結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)合理設(shè)置預(yù)拱度。
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4.3.2橋梁結(jié)構(gòu)的豎向撓度直接反映其整體剛度,本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)橋梁的豎向撓度限值。
4.3.3橋梁結(jié)構(gòu)除應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作年限及其對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)、環(huán)境類(lèi)別及其作用等級(jí)等進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1根據(jù)不同環(huán)境條件,應(yīng)設(shè)置鋼筋防銹、鋼構(gòu)件防腐的防護(hù)措施;
2容易受到腐蝕、機(jī)械磨損、疲勞影響和壽命達(dá)不到橋梁設(shè)計(jì)工作年限的部件,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證其可替換性,且應(yīng)預(yù)留在使用期內(nèi)進(jìn)行檢修和維修的通道;
3對(duì)于無(wú)法檢測(cè)的部件,應(yīng)進(jìn)行腐蝕后承載力驗(yàn)算,且應(yīng)設(shè)定與橋梁設(shè)計(jì)工作年限相對(duì)應(yīng)的容許腐蝕厚度值。
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4.3.3本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)橋梁耐久性設(shè)計(jì)原則。在考慮了結(jié)構(gòu)的環(huán)境影響和使用期內(nèi)一定的維護(hù)條件后,結(jié)構(gòu)在使用壽命內(nèi)的性能退化不應(yīng)影響結(jié)構(gòu)的正常使用。
4.3.4鋼管混凝土拱橋的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1當(dāng)進(jìn)行整體穩(wěn)定與動(dòng)力特性分析時(shí),應(yīng)建立全橋空間模型;
2當(dāng)跨徑大于300m時(shí),計(jì)算拱肋穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)計(jì)入材料、幾何非線性的影響。
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4.3.4本條規(guī)定了鋼管混凝土拱組合橋面體系的分析設(shè)計(jì)原則。當(dāng)計(jì)算拱肋穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí),主拱跨徑大于300m的鋼管混凝土拱橋,材料、幾何非線性對(duì)拱肋穩(wěn)定性能影響顯著,不容忽視。
4.3.5組合橋梁及橋面板的混凝土及其裂縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定:
1在負(fù)彎矩區(qū)應(yīng)采取有效的抗裂措施減小混凝土橋面板的拉應(yīng)力。
2在海洋海水環(huán)境或受侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境下,裂縫寬度不應(yīng)大于0.15mm。采用鋼絲或鋼絞線的預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板不得采用帶裂縫的構(gòu)件。
3其他環(huán)境下,裂縫寬度不應(yīng)大于0.20mm。采用鋼絲或鋼絞線的預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板,其裂縫寬度不應(yīng)大于0.10mm。
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4.3.5本條規(guī)定了組合橋梁混凝土橋面板的最大裂縫寬度限值。
裂縫寬度的限值,是針對(duì)在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響下構(gòu)件的垂直裂縫。對(duì)裂縫寬度的限制,應(yīng)從保證結(jié)構(gòu)耐久性和結(jié)構(gòu)外觀兩個(gè)因素考慮??刹扇∮行У目沽汛胧p小混凝土的拉應(yīng)力來(lái)控制構(gòu)件的裂縫寬度。構(gòu)件的工作環(huán)境是影響鋼筋銹蝕的重要條件,本規(guī)范針對(duì)不同環(huán)境分別規(guī)定了不同的裂縫寬度限值。
在確定裂縫寬度限值時(shí),要考慮鋼材對(duì)銹蝕的敏感性。鋼絲和由鋼絲捻制的鋼絞線,由于直徑較小,銹蝕后截面面積損失相對(duì)較大,在高應(yīng)力下易發(fā)生脆斷,用它們配制的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,其裂縫寬度要求應(yīng)比鋼筋混凝土構(gòu)件更嚴(yán)格。
5組合構(gòu)件設(shè)計(jì)
5.1一般規(guī)定
5.1.1組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算,并應(yīng)保障組合結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)的結(jié)構(gòu)性能。
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5.1.1本條是對(duì)組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本要求。構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的類(lèi)別、作用、環(huán)境要求等進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算,保障組合結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)的結(jié)構(gòu)性能是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù),也是進(jìn)行構(gòu)件驗(yàn)算結(jié)果判定的依據(jù)。
5.1.2組合構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1構(gòu)件和連接的承載力驗(yàn)算;
2直接承受動(dòng)力重復(fù)荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算;
3當(dāng)有抗宸設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。
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5.1.2本條規(guī)定了各類(lèi)設(shè)計(jì)狀況下的組合構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)考慮的內(nèi)容,對(duì)組合構(gòu)件設(shè)計(jì)非常重要。
5.1.3組合構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1對(duì)需要控制變形的構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算;
2對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算;
3對(duì)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算;
4對(duì)福要控制振動(dòng)響應(yīng)的組合樓板,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)驗(yàn)算。
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5.1.3本條規(guī)定了組合構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)考慮的內(nèi)容,包括影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀的變形,影響正常使用或耐久性能的混凝土裂縫和影響正常使用的振動(dòng)。
5.2鋼-混凝土組合梁
5.2.1鋼-混凝土組合梁設(shè)計(jì)驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1當(dāng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算時(shí),承載能力應(yīng)按彈性方法計(jì)算;
2當(dāng)進(jìn)行截面承載能力驗(yàn)算時(shí),應(yīng)考慮混凝土翼板的剪力滯后效應(yīng)以及抗剪連接的影響;
3當(dāng)按照部分抗剪連接設(shè)計(jì)時(shí),組合梁任一剪跨區(qū)內(nèi)抗剪連接件數(shù)目不應(yīng)少于按完全抗剪連接設(shè)計(jì)所需數(shù)目的50%;
4連接件應(yīng)具有防止鋼梁和混凝土板之間豎向分離的抗掀起作用;
5混凝土翼板應(yīng)進(jìn)行縱向抗剪驗(yàn)算;
6當(dāng)采用塑性方法驗(yàn)算鋼-混凝土組合梁的強(qiáng)度時(shí),受負(fù)彎矩或集中力作用的截面應(yīng)計(jì)算彎矩和剪力的相互影響。
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5.2.1本條規(guī)定了組合梁設(shè)計(jì)的基本計(jì)算原則。
1規(guī)定直接承受動(dòng)力荷載時(shí)需進(jìn)行疲勞驗(yàn)算,此時(shí)承載力應(yīng)采用彈性方法計(jì)算,不應(yīng)采用塑性設(shè)計(jì)法。
2剪力滯后效應(yīng)和剪力連接程度是影響組合梁受力性能的兩個(gè)關(guān)鍵因素,因此規(guī)定組合梁截面承載力計(jì)算時(shí)應(yīng)予以考慮:一是應(yīng)考慮剪力滯后效應(yīng)選取等效截面計(jì)算;二是根據(jù)剪力連接程度區(qū)分完全剪力連接和部分剪力連接計(jì)算承載力。
3為了保證部分抗剪連接的組合梁能有較好的工作性能,在任一剪跨區(qū)內(nèi),部分抗剪連接時(shí)連接件的數(shù)量不得少于按完全抗剪連接設(shè)計(jì)時(shí)該剪跨區(qū)內(nèi)所需抗剪連接件總數(shù)的50%,否則,應(yīng)按單根鋼梁計(jì)算,不考慮組合作用。
4本款強(qiáng)調(diào)了連接件的抗掀起作用,是對(duì)連接件抗剪作用的重要補(bǔ)充。
5在剪力連接件集中剪力作用下,組合梁混凝土板可能發(fā)生縱向開(kāi)裂現(xiàn)象,組合梁縱向抗剪能力與混凝土板尺寸及板內(nèi)橫向鋼筋的配筋率等因素密切相關(guān),作為組合梁設(shè)計(jì)最為特殊的一部分,組合梁縱向抗剪驗(yàn)算應(yīng)引起足夠的重視。
6本款規(guī)定了組合梁抗剪承載力計(jì)算的基本原則。連續(xù)組合梁的中間支座截面的彎矩和剪力都較大,當(dāng)鋼梁同時(shí)受較大彎矩和剪力共同作用時(shí),截面的極限抗彎承載能力會(huì)有所降低,應(yīng)予以考慮。
5.2.2鋼-混凝土組合梁截面抗彎承載力驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1按塑性方法計(jì)算時(shí),無(wú)面外約束的鋼梁板件應(yīng)滿足寬厚比限值,在豎向荷載作用下的梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)不應(yīng)大于40%;
2按彈性方法計(jì)算時(shí),應(yīng)合理考慮鋼與混凝土界面滑移效應(yīng)的影響。
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5.2.2本條規(guī)定了組合梁抗彎承載力計(jì)算的基本原則。
1為實(shí)現(xiàn)塑性設(shè)計(jì),應(yīng)通過(guò)寬厚比限值保證無(wú)面外約束的板件在達(dá)到塑性極限承載力之前不發(fā)生局部屈曲。組合梁具有較好的內(nèi)力重分布性能,為提高連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)結(jié)果的經(jīng)濟(jì)性,可對(duì)豎向荷載下連續(xù)組合梁采用彎矩調(diào)幅法進(jìn)行設(shè)計(jì),研究表明,當(dāng)采用非開(kāi)裂截面進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析時(shí),調(diào)幅系數(shù)最高可取40%。
2國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究表明,采用栓釘?shù)热嵝钥辜暨B接件的鋼-混凝土組合梁,連接件在傳遞鋼梁與混凝土翼緣交界面的剪力時(shí),本身會(huì)發(fā)生變形,其周?chē)幕炷烈矔?huì)發(fā)生壓縮變形,導(dǎo)致鋼梁與混凝土翼緣的交界面產(chǎn)生滑移應(yīng)變,整個(gè)截面不再符合平截面假定。這將對(duì)組合梁的彈性抗彎承載力產(chǎn)生削弱,應(yīng)在設(shè)計(jì)中予以考慮。
5.2.3鋼-混疑土組合梁的撓度應(yīng)按彈性方法進(jìn)行計(jì)算,并計(jì)算正彎矩區(qū)滑移效應(yīng)和負(fù)彎矩區(qū)混凝土開(kāi)裂對(duì)彎曲剛度的折減。
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5.2.3本條規(guī)定了建筑結(jié)構(gòu)組合梁變形驗(yàn)算的計(jì)算方法。僅受正彎矩作用的組合梁,連接件在傳遞鋼梁與混凝土翼緣交界面的剪力時(shí),本身會(huì)發(fā)生變形,其周?chē)幕炷烈矔?huì)發(fā)生壓縮變形,導(dǎo)致鋼梁與混凝土翼緣的交界面產(chǎn)生滑移應(yīng)變,引起附加曲率,從而引起附加撓度,應(yīng)考慮滑移效應(yīng)對(duì)撓度的影響。負(fù)彎矩作用下,混凝土板易開(kāi)裂,應(yīng)考慮開(kāi)裂對(duì)截面剛度的折減。
5.2.4鋼-混凝土組合梁負(fù)彎矩區(qū)段的混凝土板,應(yīng)采取局部釋放組合作用的抗拔不抗剪連接等措施緩解混凝土開(kāi)裂。在正常使用極限狀態(tài)下,應(yīng)按荷載準(zhǔn)永久組合驗(yàn)算長(zhǎng)期作用下的最大裂縫寬度。
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5.2.4本條規(guī)定了組合梁負(fù)彎矩區(qū)裂縫驗(yàn)算要求?;炷恋目估瓘?qiáng)度很低,因此對(duì)于沒(méi)有施加預(yù)應(yīng)力的連續(xù)組合梁,負(fù)彎矩區(qū)的混凝土翼板很容易開(kāi)裂,且往往貫通混凝土翼板的上下表面,但下表面裂縫寬度一般均小于上表面,計(jì)算時(shí)可不予驗(yàn)算。引起組合梁翼板開(kāi)裂的因素很多,如材料質(zhì)量、施工工藝、環(huán)境條件以及荷載作用等。混凝土翼板開(kāi)裂后會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度,并影響其外觀及耐久性,如板頂面的裂縫容易滲入水分或其他腐蝕性物質(zhì),加速鋼筋的銹蝕和混凝土的碳化等。因此,應(yīng)對(duì)正常使用條件下的組合梁負(fù)彎矩區(qū)段的裂縫寬度進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于由組合作用引起的混凝土開(kāi)裂,可以通過(guò)局部釋放組合作用的抗拔不抗剪連接或其他措施予以緩解。
5.3鋼-混凝土組合樓板
5.3.1鋼-混凝土組合樓板,應(yīng)進(jìn)行縱向剪切粘結(jié)承載力驗(yàn)算。
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5.3.1考慮組合作用的組合樓板必須保證壓型鋼板和混凝土樓板共同工作,故應(yīng)對(duì)界面縱向剪切粘結(jié)承載力進(jìn)行驗(yàn)算。
5.3.2鋼-混凝土組合樓板總厚度不應(yīng)小于90mm,壓型鋼板基板厚度不應(yīng)小于0.7mm。
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5.3.2本條從構(gòu)造上規(guī)定了組合樓板的最小厚度限值以及壓型鋼板基板凈厚度的最小限值,限值的規(guī)定是為保證混凝土與壓型鋼板共同工作。組合樓板剛度計(jì)算的有效截面,包括壓型鋼板肋頂以上的混凝土、壓型鋼板槽內(nèi)的混凝土以及壓型鋼板組成的有效截面,其厚度應(yīng)在考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)以及耐火性能等的前提下,按經(jīng)濟(jì)合理的原則確定。
5.3.3鋼-混凝土組合樓板中的壓型鋼板在鋼梁上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于40mm。
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5.3.3本條對(duì)組合樓板在鋼梁上的支承長(zhǎng)度提出了最低要求,以保證施工階段組合樓板的整體牢固性。
《組合結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55004-20215.4鋼管混凝土構(gòu)件
5.4.1鋼管混凝土構(gòu)件應(yīng)符合下列規(guī)定:
1圓鋼管徑厚比和矩形鋼管寬厚比應(yīng)滿足鋼管壁局部穩(wěn)定的要求;
2鋼管施工工況下強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度應(yīng)按空鋼管驗(yàn)算;
3鋼管內(nèi)混凝土應(yīng)采取確保密實(shí)度和減小收縮的技術(shù)措施。
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5.4.1本條給出了鋼管混凝土構(gòu)件的基本規(guī)定。
1由于核心混凝土對(duì)外鋼管的支撐作用,鋼管混凝土構(gòu)件的外鋼管相比于空鋼管構(gòu)件更加不易發(fā)生局部屈曲,因此,其外鋼管寬厚比或徑厚比限值相比于空鋼管構(gòu)件更大,但仍應(yīng)滿足一定限值要求。
2在施工過(guò)程中,鋼管在未澆筑核心混凝土之前,作為空鋼管結(jié)構(gòu)也會(huì)承受一定的施工荷載,此時(shí)也需考慮可能發(fā)生的局部屈曲。鋼管混凝土構(gòu)件在施工階段,其外鋼管作為澆筑核心混凝土的模板,在混凝土強(qiáng)度形成前,無(wú)法達(dá)到鋼管混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)承載力,因此需按照空鋼管對(duì)施工階段進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。
3鋼管混凝土(疊合)構(gòu)件最為核心的外鋼管和核心混凝土間的組合作用要求鋼管和核心混凝土緊密貼合、共同工作,而核心混凝土的收縮或澆筑密實(shí)度若不加以控制,可能引起核心混凝土與外鋼管間存在空隙,無(wú)法發(fā)揮組合作用,因此鋼管內(nèi)混凝土應(yīng)采取確保密實(shí)度、減小收縮的技術(shù)措施。
5.4.2鋼管約束混凝土柱的鋼管應(yīng)在樓層上下兩端斷開(kāi),斷開(kāi)處的鋼管留縫高度不應(yīng)小于10mm。鋼管直接伸至基礎(chǔ)頂面或地下室頂面時(shí)應(yīng)留縫,縫高度不應(yīng)小于10mm。
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5.4.2本條針對(duì)鋼管約束混凝土柱的鋼管端部留縫高度最小值進(jìn)行了規(guī)定,使得受力時(shí)鋼管主要承擔(dān)環(huán)向應(yīng)力,保證鋼管對(duì)混凝土的約束效應(yīng)。
5.4.3鋼管混凝土柱應(yīng)在每個(gè)樓層設(shè)置排氣孔,當(dāng)樓層高度超過(guò)6m時(shí),應(yīng)在兩個(gè)樓層中間增設(shè)排氣孔。
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5.4.3當(dāng)溫度超過(guò)100℃時(shí),核心混凝土中的自由水和分解水會(huì)發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。為了保證鋼管和混凝土之間在受高溫時(shí)共同工作,以及結(jié)構(gòu)的安全性,應(yīng)設(shè)置排氣孔。本條對(duì)鋼管混凝土柱的抗火設(shè)計(jì)非常重要。
5.5型鋼混凝土構(gòu)件
5.5.1型鋼混凝土框架柱端和梁端應(yīng)設(shè)置雒筋加密區(qū),抗震等級(jí)一級(jí)時(shí)加密區(qū)長(zhǎng)度不應(yīng)小于2h。,其他情況加密區(qū)長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.5h。也為柱截面高度或梁高)。
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5.5.1考慮地震作用的框架梁端應(yīng)設(shè)置箍筋加密區(qū),是從構(gòu)造上增強(qiáng)對(duì)兩端混凝土約束,且保證梁端塑性鉸區(qū)“強(qiáng)剪弱彎”的角度規(guī)定的。對(duì)于型鋼混凝土框架柱,為保證柱端塑性鉸區(qū)有足夠的箍筋約束混凝土,使框架柱有一定的變形能力,在柱上、下端以及受力較大部位,必須從構(gòu)造上設(shè)置箍筋加密區(qū)。
5.5.2有防火要求時(shí),型鋼混疑土構(gòu)件應(yīng)采取防止火災(zāi)高溫下混凝土爆裂的措施。
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5.5.2高溫下,高強(qiáng)混凝土表面會(huì)出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象,從而降低承載力,須采取適當(dāng)措施防止混凝土的爆裂,這對(duì)型鋼混凝土柱的抗火設(shè)計(jì)非常重要。
5.6鋼-混凝土組合剪力墻
5.6.1外包鋼板組合剪力墻的墻體外包鋼板和內(nèi)填混凝土之間,應(yīng)設(shè)置可靠的連接構(gòu)造,連接件承載力除應(yīng)滿足鋼板與混凝土之間剪力傳遞要求外,連接件的間距尚應(yīng)保證鋼板局部屈曲不削弱剪力墻的極限承載力。當(dāng)采用栓釘或?qū)菟ǖ倪B接構(gòu)造時(shí),應(yīng)驗(yàn)算單個(gè)栓釘或?qū)菟ǖ目估休d力。
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5.6.1本條規(guī)定了外包鋼板混凝土組合剪力墻的設(shè)計(jì)原則,包括連接件設(shè)置和間距等構(gòu)造要求。連接構(gòu)造的設(shè)置既需要滿足鋼板與混凝土之間的剪力傳遞要求,同時(shí)也是為了對(duì)鋼板受壓和受剪時(shí)的屈曲進(jìn)行約束,從而保證鋼板局部屈曲不削弱剪力墻的極限承載力。鋼板屈曲會(huì)對(duì)栓釘或?qū)菟óa(chǎn)生拉力作用,因此應(yīng)對(duì)栓釘在混凝土中的抗拔承載力和對(duì)拉螺栓的抗拉承載力進(jìn)行驗(yàn)算。
5.6.2鋼-混凝土組合剪力墻應(yīng)符合下列規(guī)定:
1剪力墻混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)符合鋼筋和型鋼耐久性要求;
2鋼與混疑土之間應(yīng)設(shè)置栓釘?shù)冗B接件,連接件數(shù)益應(yīng)按計(jì)算確定。
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5.6.2本條規(guī)定了鋼-混凝土組合剪力墻保護(hù)層厚度和連接件要求,以保證組合剪力墻的整體工作性能。
5.6.3型鋼、內(nèi)嵌鋼板和內(nèi)埋鋼支撐混凝土組合剪力墻的施工過(guò)程中應(yīng)采取避免墻體混疑土出現(xiàn)裂縫的技術(shù)措施。
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5.6.3本條主要針對(duì)工程中出現(xiàn)的混凝土墻體開(kāi)裂問(wèn)題。
5.7鋼-混凝土組合橋面系
5.7.1鋼-混疑土組合橋面系的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1橋面系應(yīng)保證從施工到運(yùn)營(yíng)兩個(gè)階段均具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、抗疲勞性能和耐久性;
2橋面系應(yīng)采用便于現(xiàn)場(chǎng)裝配和檢查維護(hù)的構(gòu)造與連接;
3連接件的設(shè)置應(yīng)保證鋼梁與混凝土橋面板的組合作用。
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5.7.1本條規(guī)定了鋼-混凝土組合橋面系的設(shè)計(jì)原則。
1組合橋面系結(jié)構(gòu)應(yīng)充分考慮施工和運(yùn)營(yíng)兩個(gè)不同階段的性能驗(yàn)算,且應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理,結(jié)合我國(guó)的制造工藝和技術(shù)裝備,考慮結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)便于制造。應(yīng)結(jié)合擬定的架設(shè)方案、起吊設(shè)備、城市道路運(yùn)輸條件和使用條件,考慮構(gòu)件長(zhǎng)度及重量,在運(yùn)輸、架設(shè)、使用的過(guò)程中防止構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大的變形。
2結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),特別是重要的連接部位,應(yīng)盡可能做到構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便,便于養(yǎng)護(hù)人員日常檢查、維護(hù)和檢測(cè)設(shè)備時(shí)進(jìn)入。
3為確保鋼與混凝土共同工作,應(yīng)設(shè)置連接件。連接件具有抗掀起和縱向抗剪的作用。
5.7.2鋼-混凝土組合橋面系應(yīng)考慮外部作用(預(yù)應(yīng)力和溫度)、混凝土板的特性(收縮徐變、開(kāi)裂、剪力滯后)、施工工序等因素的影響,采用基于換算截面法的彈性方法進(jìn)行分析計(jì)算。
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5.7.2換算截面法是將有效寬度范圍內(nèi)的混凝土板面積除以彈性模量比等效替換成鋼材面積,從而將組合梁視為同一材料計(jì)算組合梁的截面特性值,組合梁中如存在負(fù)彎矩區(qū),計(jì)算截面抗彎剛度時(shí)應(yīng)考慮混凝土開(kāi)裂的影響。此外,還應(yīng)考慮混凝土板的剪力滯后效應(yīng)、收縮徐變效應(yīng),外部作用如預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、溫度效應(yīng),以及施工工序等的影響。
5.8木材組合構(gòu)件
5.8.1木-鋼組合構(gòu)件的設(shè)計(jì)驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1木與鋼之間的界面連接應(yīng)能承擔(dān)由組合作用產(chǎn)生的內(nèi)力;
2應(yīng)分別復(fù)核連接部位木材部分和鋼材部分的承載力;
3木構(gòu)件有效截面受壓時(shí)應(yīng)取用木材順紋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
4鋼材應(yīng)按彈塑性材料計(jì)算;
5受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于150。
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5.8.1本條規(guī)定了木-鋼組合梁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和基本假定。特別應(yīng)注意界面連接的承載與變形能力。
5.8.2木與混凝土組合構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1對(duì)于銷(xiāo)栓類(lèi)剪力連接件形式,在木與混凝土界面部位的模板等非結(jié)構(gòu)層,應(yīng)驗(yàn)算其強(qiáng)度與剛度;
2對(duì)于采用椎槽連接的木-混凝土組合梁,應(yīng)分別驗(yàn)算連接部位木材和混凝土的承載力。
3木-混凝土組合梁在正常使用狀態(tài)下的撓度應(yīng)按彈性方法進(jìn)行計(jì)算,負(fù)彎矩區(qū)段的混凝土板應(yīng)驗(yàn)算長(zhǎng)期作用下的最大裂縫寬度,計(jì)算撓度應(yīng)小于或等于跨度的1/250。
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5.8.2本條主要針對(duì)在木與混凝土界面部位存在非結(jié)構(gòu)層(如模板)的情形,給出其強(qiáng)度與剛度的確定原則。針對(duì)木-混凝土組合梁正常使用階段的撓度計(jì)算原則和撓度限值作出了相應(yīng)規(guī)定,同時(shí)規(guī)定應(yīng)驗(yàn)算負(fù)彎矩區(qū)的混凝土裂縫寬度,與鋼-混凝土組合梁類(lèi)似。
《組合結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55004-20215.9復(fù)合材料組合構(gòu)件
5.9.1復(fù)合材料組合構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算,并應(yīng)具有達(dá)到承載力極限狀態(tài)的變形能力。
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5.9.1復(fù)合材料組合結(jié)構(gòu)通常承載能力高,具有較大的彈性變形能力,設(shè)計(jì)中既有可能出現(xiàn)承載能力極限狀態(tài)控制,也可能出現(xiàn)正常使用極限狀態(tài)控制,還會(huì)出現(xiàn)變形過(guò)大而喪失功能的極限狀態(tài),在設(shè)計(jì)中應(yīng)采用承載力和變形雙控的設(shè)計(jì)方法。與傳統(tǒng)鋼筋混凝土及鋼結(jié)構(gòu)不同,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)彈性變形能力強(qiáng)但塑性變形能力弱,傳統(tǒng)的基于塑性變形的延性設(shè)計(jì)不完全適用,應(yīng)考察結(jié)構(gòu)的總變形能力。
5.9.2復(fù)合材料組合構(gòu)件的設(shè)計(jì)與構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:
1應(yīng)根據(jù)受力狀態(tài)進(jìn)行纖維方向和鋪層的設(shè)計(jì);
2復(fù)合型材有效受力截面中任一壁厚不應(yīng)小于3mm;
3復(fù)合材料圓管的徑厚比不應(yīng)大于200;
4復(fù)合材料管和混凝土之間應(yīng)采取抗滑移措施。
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5.9.2本條對(duì)復(fù)合材料組合構(gòu)件的設(shè)計(jì)與構(gòu)造進(jìn)行了規(guī)定:
1復(fù)合材料為各向異性材料,復(fù)合材料構(gòu)件成型具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性,應(yīng)根據(jù)具體受力狀態(tài)對(duì)纖維取向及鋪層進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)以充分利用復(fù)合材料的性能。
2從施工、耐久性等多方面考慮,過(guò)小的壁厚不能保證型材受力的可靠性。
3為避免復(fù)合材料管局部屈曲,對(duì)其徑厚比加以限制。
4保證復(fù)合材料管與混凝土之間無(wú)相對(duì)滑移是復(fù)合材料管組合構(gòu)件中各組成部分共同工作的關(guān)鍵。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)僅加膨脹劑并不能完全保證各組成部分間不發(fā)生相對(duì)滑移,為安全起見(jiàn),要求采取抗滑移措施,如設(shè)置抗剪連接鍵(件)。
5.9.3長(zhǎng)期荷載作用下,復(fù)合材料組合構(gòu)件中的等效應(yīng)力與其材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值之比應(yīng)符合下列規(guī)定:
1碳纖維復(fù)合材料不應(yīng)大于0.7;
2芳綸復(fù)合材料不應(yīng)大于0.3;
3玻璃纖維復(fù)合材料不應(yīng)大于0.3。
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5.9.3復(fù)合材料構(gòu)件的有效應(yīng)力比為構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)力與設(shè)計(jì)強(qiáng)度的比值,因復(fù)合材料構(gòu)件在長(zhǎng)期荷載作用下會(huì)產(chǎn)生徐變,當(dāng)拉應(yīng)力水平較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)徐變斷裂。
5.9.4復(fù)合材料管受壓組合構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1混凝土壓應(yīng)變不應(yīng)大于0.002;
2內(nèi)部配置鋼筋復(fù)合材料管混凝土組合構(gòu)件的縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)小于其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
3復(fù)合材料管-混凝土-鋼管組合構(gòu)件的內(nèi)部鋼管應(yīng)力應(yīng)小于其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
6施工及驗(yàn)收
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5.9.4本條規(guī)定了復(fù)合材料管受壓組合構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo),混凝土壓應(yīng)變應(yīng)低于其峰值壓應(yīng)變(通常取為0.002),鋼筋、鋼管應(yīng)力均應(yīng)小于其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
6施工及驗(yàn)收
6.1施工
6.1.1鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工應(yīng)分析不同材料施工方法和施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)的影響。
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6.1.1組合結(jié)構(gòu)涉及多種材料,且施工過(guò)程中組合作用往往并未形成,與結(jié)構(gòu)最終狀態(tài)有明顯差異,因此應(yīng)在施工過(guò)程中充分考慮不同材料施工方法和施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)受力性能的影響。
6.1.2鋼-混疑土的結(jié)合部不應(yīng)出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的混凝土脫空、不密實(shí)。
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6.1.2鋼-混凝土的結(jié)合部出現(xiàn)混凝土脫空、不密實(shí)的現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響組合作用,構(gòu)成安全隱患,應(yīng)予以重視。
6.1.3鋼構(gòu)件和混疑土連接處應(yīng)采取防水、排水構(gòu)造措施;對(duì)鋼構(gòu)件及組合構(gòu)件防腐、防火涂裝應(yīng)采取成品保護(hù)措施。
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6.1.3鋼構(gòu)件和混凝土連接處如果長(zhǎng)期存水,對(duì)鋼材構(gòu)成腐蝕隱患,寒冷地區(qū)有冰凍膨脹的風(fēng)險(xiǎn),因此在結(jié)合處要有防水、排水構(gòu)造措施。鋼構(gòu)件及組合構(gòu)件的防腐、防火涂裝對(duì)組合結(jié)構(gòu)整體抗火與耐腐蝕能力至關(guān)重要,不應(yīng)在施工階段遭到破壞。
6.1.4鋼筋安裝鋪設(shè)過(guò)程中,嚴(yán)禁損傷鋼構(gòu)件、連接件和栓釘。
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6.1.4組合結(jié)構(gòu)中鋼筋經(jīng)常要穿過(guò)鋼構(gòu)件或者與鋼構(gòu)件焊接,如果損傷到鋼構(gòu)件、連接件和栓釘,會(huì)削弱組合作用。
6.1.5鋼管混凝土拱肋在鋼管上開(kāi)孔和焊接臨時(shí)結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)許可,且應(yīng)采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施。當(dāng)割除施工用臨時(shí)鋼件時(shí),嚴(yán)禁損傷鋼管拱肋。
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6.1.5鋼管混凝土拱肋中的鋼管開(kāi)孔和焊接、割除臨時(shí)結(jié)構(gòu),都會(huì)影響橋梁的疲勞性能和承載能力,因此,應(yīng)采取必要的補(bǔ)強(qiáng)措施和保護(hù)措施。
6.1.6鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼筋與鋼構(gòu)件直接焊接時(shí),應(yīng)進(jìn)行不同鋼種的焊接工藝評(píng)定。
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6.1.6鋼-混凝土組合構(gòu)件中鋼筋與鋼構(gòu)件、抗剪件的連接是施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié),由于鋼筋與型鋼的材質(zhì)存在差異,特別是縱向受力鋼筋一般都是熱軋帶肋鋼筋,焊接是不推薦的連接方式,如果不得已采用焊接,應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行兩種不同鋼種的焊接工藝評(píng)定,需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣。
常用的連接方式見(jiàn)表2。

6.1.7木材組合構(gòu)件在加工、安裝過(guò)程中應(yīng)采取防水、防潮和防腐措施。
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6.1.7考慮到材料的特性,規(guī)定如為木材組合構(gòu)件,在加工、安裝和使用過(guò)程應(yīng)采取防水、防潮和防腐措施。
6.1.8碳纖維結(jié)構(gòu)施工時(shí)應(yīng)采取防護(hù)措施,避免對(duì)周?chē)鷰щ娫O(shè)備造成損傷,施工完成后應(yīng)及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)殘留的碳纖維余料。
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6.1.8由于碳纖維具有導(dǎo)電性,切割裁剪時(shí)飛揚(yáng)起來(lái)的碳纖維絲可能會(huì)引發(fā)電氣設(shè)備的短路,應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備采取可靠的防護(hù)措施。
6.1.9施工階段鋼-混凝土組合樓板的撓度應(yīng)按施工荷載計(jì)算,其計(jì)算值和實(shí)測(cè)值不應(yīng)大于板跨度的1/180,且不應(yīng)大于20mm。
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6.1.9組合樓板施工完成后,活荷載移除會(huì)留下永久撓度,應(yīng)對(duì)其值進(jìn)行限制,施工階段撓度驗(yàn)算時(shí)應(yīng)按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算。
6.2驗(yàn)收
6.2.1鋼-混疑土組合結(jié)構(gòu)驗(yàn)收應(yīng)同時(shí)覆蓋鋼構(gòu)件、鋼筋和混凝土等各部分,針對(duì)隱蔽工序應(yīng)采用分段驗(yàn)收的方式。
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6.2.1本條針對(duì)組合結(jié)構(gòu)特點(diǎn),規(guī)定了驗(yàn)收的總體原則。針對(duì)隱蔽工序,必須在上一道工序驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下一道工序施工,即分階段驗(yàn)收。
6.2.2主體結(jié)構(gòu)及其鋼構(gòu)件中設(shè)計(jì)要求全焊透的一、二級(jí)焊縫內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)應(yīng)采用無(wú)損探傷方法,一級(jí)焊縫應(yīng)采用100%的內(nèi)部缺陷檢驗(yàn),二級(jí)焊縫檢驗(yàn)比例不應(yīng)低于20%。
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6.2.2本條規(guī)定了設(shè)計(jì)要求的一、二級(jí)焊縫的檢測(cè)及判定,這是組合結(jié)構(gòu)驗(yàn)收的重點(diǎn)。
6.2.3鋼混疑土組合構(gòu)件施工中,隱蔽工序驗(yàn)收應(yīng)符合下列規(guī)定:
1鋼筋、模板安裝前,應(yīng)檢驗(yàn)鋼構(gòu)件施工質(zhì)量;
2混凝土澆筑前,應(yīng)檢驗(yàn)連接件、栓釘和鋼筋的施工質(zhì)址;
3混凝土澆筑后,應(yīng)檢驗(yàn)組合構(gòu)件的施工質(zhì)址。
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6.2.3本條針對(duì)隱蔽工序,給出了分階段驗(yàn)收中各階段的劃分及驗(yàn)收重點(diǎn)。
6.2.4鋼管混凝土應(yīng)進(jìn)行澆灌混凝土的施工工藝評(píng)定,主體結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土的澆灌質(zhì)量應(yīng)全數(shù)檢測(cè)。
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6.2.4本條對(duì)鋼管混凝土的質(zhì)量提出要求,管內(nèi)混凝土與管外混凝土要求不同,要考慮鋼管與混凝土的共同作用,對(duì)混凝土的強(qiáng)度、工藝性、收縮性均有要求,通常混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30,并隨著鋼管鋼材級(jí)別的提高而提高。
6.2.5鋼-混疑土組合構(gòu)件中鋼筋與鋼構(gòu)件的連接質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合下列規(guī)定:
1采用繞開(kāi)法連接時(shí),應(yīng)檢驗(yàn)鋼筋鈾固長(zhǎng)度;
2采用開(kāi)孔法連接時(shí),應(yīng)檢驗(yàn)鋼構(gòu)件上孔洞質(zhì)量和鋼筋鈾固長(zhǎng)度;
3采用套筒或連接件時(shí),應(yīng)檢驗(yàn)鋼筋與套筒或連接件的連接質(zhì)扯;
4鋼筋與鋼構(gòu)件直接焊接時(shí),應(yīng)檢驗(yàn)焊接質(zhì)扯。
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6.2.5鋼-混凝土組合構(gòu)件中鋼筋與鋼構(gòu)件、抗剪件的連接是施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié),同時(shí)又是隱蔽工程,因此本條第1款~第3款對(duì)常用的鋼筋與鋼構(gòu)件的連接方法分別提出了具體的質(zhì)量檢查驗(yàn)收要點(diǎn)。
由于鋼筋與型鋼的材質(zhì)存在差異,特別是縱向受力鋼筋一般都是熱軋帶肋鋼筋,如果不得已采用焊接,應(yīng)重點(diǎn)檢驗(yàn)焊接質(zhì)量,本條第4款針對(duì)這種情況提出了檢測(cè)驗(yàn)收要求。
7維護(hù)與拆除
7.1維護(hù)
7.1.1組合結(jié)構(gòu)的使用者應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、設(shè)計(jì)工作年限及使用環(huán)境,建立全壽命周期內(nèi)的結(jié)構(gòu)使用、維護(hù)管理制度,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1對(duì)于組合結(jié)構(gòu)橋梁,每年應(yīng)至少進(jìn)行1次安全性和耐久性巡檢;
2暴露在公共場(chǎng)景的組合結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn),每年應(yīng)至少進(jìn)行1次螺栓安全狀態(tài)專項(xiàng)檢查。
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7.1.1本條規(guī)定了組合結(jié)構(gòu)全壽命周期內(nèi)的常規(guī)維護(hù)。組合結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、設(shè)計(jì)工作年限及使用環(huán)境,建立全壽命周期內(nèi)的結(jié)構(gòu)使用、維護(hù)管理制度。
1組合結(jié)構(gòu)橋梁所處環(huán)境較建筑結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜惡劣,因此規(guī)定每年都應(yīng)進(jìn)行至少1次巡檢。
2鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)中高強(qiáng)度螺栓發(fā)生延遲斷裂后,墜落傷人事故時(shí)有發(fā)生,特別是在公共場(chǎng)景情況下屬于比較嚴(yán)重的公共安全事故。
7.1.2組合結(jié)構(gòu)在使用中發(fā)生下列情形之一,應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)與鑒定,并根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)果進(jìn)行處理:
1達(dá)到設(shè)計(jì)工作年限擬繼續(xù)使用;
2使用用途、環(huán)境、條件改變;
3進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造、改建或擴(kuò)建;
4存在較嚴(yán)重的質(zhì)扯缺陷或出現(xiàn)較嚴(yán)重的腐蝕、變質(zhì)、損傷、變形等影響安全和使用,出現(xiàn)危及使用安全的情況;
5地震、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)、洪災(zāi)等重大自然災(zāi)害發(fā)生后,結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受損但仍需繼續(xù)使用;
6日常檢查評(píng)估確定應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)鑒定。
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7.1.2在達(dá)到設(shè)計(jì)工作年限后繼續(xù)使用(結(jié)構(gòu)材料性能變化)、改變使用用途和使用環(huán)境(導(dǎo)致結(jié)構(gòu)使用荷載變化等)、進(jìn)行改造或擴(kuò)建(如結(jié)構(gòu)開(kāi)洞等)、存在較為嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷或損傷(如木材或復(fù)合材料發(fā)生材性變質(zhì)和損傷、橋梁構(gòu)件和連接的疲勞破壞等)、出現(xiàn)危及使用安全跡象時(shí)(如改變或損壞鋼與混凝土結(jié)合部、連接件以及橋梁支座、錨具等相關(guān)構(gòu)造措施)、在重大自然災(zāi)害后結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受損但仍需繼續(xù)使用(如地震、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)、洪災(zāi))等情況下,均會(huì)改變?cè)O(shè)計(jì)條件,影響結(jié)構(gòu)的使用安全和可靠性,應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)和鑒定。
7.1.3組合結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)及鋼構(gòu)件應(yīng)采取下列防腐、防火保護(hù)措施:
1鋼構(gòu)件表面防腐涂層、防火涂層應(yīng)有檢查、養(yǎng)護(hù)、維修的技術(shù)措施;
2受侵蝕介質(zhì)作用的結(jié)構(gòu)以及在工作年限內(nèi)不能重新涂裝的結(jié)構(gòu)部位應(yīng)采取封閉包覆的防護(hù)措施;
3結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)減少積留濕氣和灰塵的死角或凹槽;
4外包混凝土?xí)r,應(yīng)有防止混凝土開(kāi)裂、滲透的技術(shù)措施。
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7.1.3對(duì)組合結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),防腐是影響結(jié)構(gòu)安全和耐久性的重要技術(shù)措施,防火也是影響結(jié)構(gòu)安全性的重要技術(shù)措施。本條針對(duì)4種情況提出相應(yīng)的要求,其中第1款是基本要求;第2款除采取長(zhǎng)效防銹措施,比如混凝土包覆等,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)定合理的容許腐蝕厚度值,對(duì)于壽命達(dá)不到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作年限的部件應(yīng)是可更換的;第3款除應(yīng)采取構(gòu)造措施外,還應(yīng)提供在使用期內(nèi)對(duì)部件、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造檢修、維修和清理灰塵、雜物的通道;第4款,外包混凝土如開(kāi)裂或容易滲透,則不能發(fā)揮保護(hù)內(nèi)部鋼構(gòu)件的作用。
7.2拆除
7.2.1組合結(jié)構(gòu)的拆除應(yīng)經(jīng)過(guò)分析驗(yàn)算,并采用安全綠色拆除技術(shù),確保結(jié)構(gòu)拆除過(guò)程中的安全性,減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。應(yīng)采用構(gòu)件單元化拆除方案,拆除現(xiàn)場(chǎng)不應(yīng)進(jìn)行組合構(gòu)件的解體。
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7.2.1本條規(guī)定應(yīng)采用構(gòu)件單元化拆除方案并遵循安全綠色拆除的原則。拆除工程應(yīng)包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工等環(huán)節(jié),必須遵守國(guó)家的節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略要求。在保證安全生產(chǎn)等基本要求的前提下,通過(guò)科學(xué)的部署和合理的施工,最大限度地節(jié)約資源并減少對(duì)環(huán)境負(fù)面影響的施工活動(dòng),實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。包括但不僅限于以下內(nèi)容:
1)控制揚(yáng)塵可采用對(duì)作業(yè)面噴水壓塵,對(duì)已拆除物料覆蓋、對(duì)場(chǎng)地灑水等措施;降低噪聲應(yīng)選用低噪聲設(shè)備,采用隔聲材料對(duì)作業(yè)面進(jìn)行遮擋等措施。
2)電氣焊作業(yè)應(yīng)采取遮擋措施從而避免電弧光外泄。
3)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置車(chē)輛沖洗設(shè)施,運(yùn)輸車(chē)輛駛出施工現(xiàn)場(chǎng)前應(yīng)將車(chē)輪和車(chē)身等部位清洗干凈。運(yùn)輸渣土的車(chē)輛應(yīng)采取封閉或覆蓋等防揚(yáng)塵、防遺撒的措施。
4)裸露的場(chǎng)地采取相應(yīng)的防止揚(yáng)塵措施。常用的方法是對(duì)裸露場(chǎng)地進(jìn)行覆蓋、硬化或綠化等。
7.2.2組合結(jié)構(gòu)拆除的分析驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1拆除應(yīng)按短暫工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,安全性要求應(yīng)與施工階段相同;
2拆除的每一個(gè)階段均應(yīng)分析剩余結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全風(fēng)險(xiǎn),并調(diào)整和確定下一個(gè)階段的拆除方案。
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7.2.2拆除工程的設(shè)計(jì)應(yīng)包括拆除結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算,除了按短暫工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析外,還應(yīng)包括拆除的每一個(gè)階段工況,對(duì)剩余結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算分析。
結(jié)構(gòu)拆除是一個(gè)動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定過(guò)程,因此,拆除結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算也隨施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展而隨時(shí)進(jìn)行,拆除結(jié)構(gòu)驗(yàn)算應(yīng)由結(jié)構(gòu)工程師負(fù)責(zé)。
7.2.3組合結(jié)構(gòu)的拆除施工應(yīng)符合下列規(guī)定:
1拆除結(jié)構(gòu)的周邊建(構(gòu))筑物及地下設(shè)施應(yīng)進(jìn)行保護(hù)、防護(hù);
2對(duì)危險(xiǎn)物質(zhì)、有害物質(zhì)應(yīng)有排放和處置方案,且應(yīng)制定應(yīng)急措施;
3對(duì)再利用的材料和可重復(fù)使用材料應(yīng)制定維護(hù)、保護(hù)方法和回收方案;
4不得采取立體交叉作業(yè)方案;
5在封閉空間施工時(shí),應(yīng)有通風(fēng)和對(duì)外溝通的技術(shù)措施;
6發(fā)現(xiàn)不明物體、氣體、文物等應(yīng)立即停止施工,并保護(hù)現(xiàn)場(chǎng);
7應(yīng)采取保證剩余結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的措施,局部拆除影響結(jié)構(gòu)安全時(shí),應(yīng)先加固后拆除。
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7.2.3本條規(guī)定了拆除工程施工應(yīng)遵循的基本原則。
施工前,建設(shè)單位和施工單位應(yīng)依據(jù)圖紙和資料進(jìn)行全面復(fù)核,掌握實(shí)際狀況。進(jìn)入有限空間拆除施工,必須制定應(yīng)急處置措施,配備有毒有害氣體檢測(cè)儀器,遵循“先通風(fēng)、再檢測(cè)、后作業(yè)”的原則。
“不明物體”是指無(wú)法確定其危險(xiǎn)性、文物價(jià)值的物體,必須經(jīng)過(guò)有關(guān)部口鑒定后,按照有關(guān)法規(guī)妥善處理。
結(jié)構(gòu)拆除是一個(gè)動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定過(guò)程,盲目拆除很容易造成剩余結(jié)構(gòu)的失穩(wěn),尤其是大跨度結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)邊界和荷載變化較為敏感,拆除過(guò)程中對(duì)剩余結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí)必須停止作業(yè)。局部拆除工程中無(wú)論是保留部分還是擬拆除部分,對(duì)于影響安全的,均應(yīng)先加固后拆除。
7.2.4鋼構(gòu)件和型鋼混凝土構(gòu)件的拆除應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型劃分拆除單元和混凝土破碎單元,拆除過(guò)程中應(yīng)監(jiān)測(cè)擬拆除結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的穩(wěn)定狀態(tài),發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí)必須停止作業(yè)。
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7.2.4本條規(guī)定的監(jiān)測(cè)是指在施工過(guò)程中,由專人隨時(shí)監(jiān)測(cè)被拆除物狀態(tài),消除隱患,保證施工安全。
《組合結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55004-2021