T/CECS663-2020 钢管混凝土加劲混合结构技术规程及条文说明

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T/CECS663-2020 钢管混凝土加劲混合结构技术规程及条文说明

E 混凝土的弹性模量; E 钢材的弹性模量; fck、fe 混凝土的轴心抗压强度标准值和设计值; f.oon 钢管内核心混凝土的轴心抗压强度设计值;

钢管外围混凝土的轴心抗压强度设计值; 钢筋的抗拉和抗压强度设计值; 钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值 混凝土的轴心抗拉强度标准值和设计值; 钢材的屈服强度; 混凝土的剪变模量; 钢材的剪变模量。

GA/T 1498-2018 法庭科学剪切工具痕迹检验规范箍筋间距; S P 纵向受力钢筋的配筋率; 箍筋的体积配箍率Lo=Asl/(sA) Ov

2.2.4计算系数及其他

中和轴距受压边缘距离; Cm 构件端截面偏心距调整系数; α1 钢管外围混凝土等效应力块强度系数; αs 内置钢管混凝土部分含钢率; B 钢管外围混凝土等效应力块高度系数 应变; o 钢管内核心混凝土单轴峰值应变; Ecu 受压边缘混凝土极限压应变; ne 弯矩增大系数; 入 长细比; 入 剪跨比; 6 应力; 6。 钢管内核心混凝土单轴峰值应力; 钢管混凝土约束效应系数标准值; 5o 钢管混凝土约束效应系数设计值: 曲率调整系数

建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068、《工程结构可靠收 计统一标准》GB50153、《机械工业厂房结构设计规范》G 906及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JT 362的有关规定采用

1按承载能力极限状态设计时,应采用荷载效应的基本 ,并应结合荷载效应的偶然组合。 2按正常使用极限状态设计时,应采用荷载效应的标准约 、频遇组合或准永久组合。

3.1.4钢管混凝土加劲混合结构的变形应符合国家现行

昆凝土结构设计规范》GB50010、《建筑抗震设计规范》G O11和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JT 362的有关规定

3.1.5钢管混凝土加劲混合结构建筑除满本规程的规定外,

3.1.6单肢钢管混凝土加劲混合构件,钢管混凝土部

的外径(D)与构件外截面宽度(B)的比值宜为0.5~0.75; 对于多肢钢管混凝土加劲混合构件,钢管混凝土部分中角部钢管 的外径(D)与构件外截面宽度(B)的比值宜为0.15~0.25。 3.1.7钢管混凝土加劲混合构件中钢管壁厚不宜小于4mm,钢 管的外径(D)与壁厚(t)之比不应大于150( )。内置钢管 混凝土部分含钢率(αs)宜控为0.05~0.20,含钢率(αs)应按 下式计算:

式中:A,一一钢管的横截面面积(mm); Acore一钢管内核心混凝土的横截面面积(mm)。 3.1.8钢管混凝土部分的约束效应系数标准值()不应小于 0.6且不应大于4.0,并应按下式计算:

式中:fy 钢管钢材的屈服强度(N/mm); fck,core 钢管内核心混凝土的轴心抗压强度标准值(N mm²)

3.2.1钢管混凝土加劲混合结构的截面弹性抗压刚度宜

.2.1钢管混凝土加劲混合结构的截面弹性抗压刚度宜按下式 十算:

EA = Es,I A, +Es,s · A, +Ec.out · Aout +Ec,core · Acor

式中:Es,1、Es,s 纵筋、钢管钢材的弹性模量(N/mm); Ec,out、Ec,core 钢管外围混凝土、钢管内核心混凝土的弹 性模量(N/mm²); Al、A, 纵筋、钢管的横截面面积(mm²);

3.2.2钢管混凝土加劲混合结构的截面弹性抗弯刚度宜按下式 计算:

3.2.2钢管混凝土加劲混合结构的截面弹性抗弯刚度宜按下式

式中:I 纵筋对截面形心轴的惯性矩(mm): I, 钢管对截面形心轴的惯性矩(mm) Iout 钢管外围混凝土对截面形心轴的惯性矩(mm4); Icore 钢管内核心混凝土对截面形心轴的惯性矩(mm) 3.2.3

3.2.34 钢管混凝土加劲混合结构的截面弹性抗剪刚度宜按下式 计算:

GA =G, · A, +Gc.out · Aout +Gc.core · Acor

式中: Gs 钢管钢材的剪变模量(N/mm²); Gc,out、 Gccore 钢管外围混凝土、钢管内核心混凝土的剪变 模量,按混凝土弹性模量的0.4倍取值(N mm²)。

3.3.1结构的内力和位移分析应计入风荷载的静力和动力作用: 持大型及复杂桥梁结构的风载体型系数宜通过风洞试验确定。 3.3.2钢管混凝土加劲混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可 取0.045,在罕遇地震作用下的阻尼比可取0.05,也可根据结构 整体弹塑性分析确定。

料本构模型或本规程附录B中的恢复力模型进行计算。

4.1.1钢管混凝土加劲混合构件中的钢管宜采用Q355、Q390 Q420和Q460级钢,钢材的质量应符合现行国家标准《低合金 高强度结构钢》GB/T1591的有关规定。 4.1.2钢管混凝土加劲混合构件中的钢管的强度设计值和其 他物理性能指标,应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的有关规定 确定。

Q420和Q460级钢,钢材的质量应符合现行国家标准《低合金 高强度结构钢》GB/T1591的有关规定。 4.1.2钢管混凝土加劲混合构件中的钢管的强度设计值和其 他物理性能指标,应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的有关规定 确定。 4.1.3钢管混凝土加劲混合结构中的圆钢管宜采用符合现行国 家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793的直缝焊接钢管,钢管上 的焊缝应采用全熔透对接焊缝并应符合一级质量检验标准,也可 根据实际情况选用符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162规定的无缝钢管。 4.1.4钢管混凝土加劲混合构件中的钢筋材质宜采用HRB400、 HRB500、HRBF400、HRBF500级钢筋,也可采用HPB300级 钢筋,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定

4.1.3钢管混凝土加劲混合结构中的圆钢管宜采用符合理

家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793的直缝焊接钢管,钢管上 的焊缝应采用全熔透对接焊缝并应符合一级质量检验标准,也可 根据实际情况选用符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162规定的无缝钢管。 4.1.4钢管混凝土加劲混合构件中的钢筋材质宜采用HRB400、 HRB500、HRBF400、HRBF500级钢筋,也可采用HPB300级 钢筋,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4.2.1钢管混凝土加劲混合结构的混凝土应符合现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土强度检验评定标 准》GB/T50107的有关规定,并应符合下列规定: 1混凝土的水胶比宜小于0.45。 2钢管内核心混凝土强度等级不应低于C30,且不应低于

钢管外围混凝土强度等级。 3钢管外围混凝土强度等级不应低于C30;采用强度等级 400MPa及以上的钢筋时,钢管外围混凝土强度等级不应低 于C35。 4.2.2钢管内核心混凝土的强度等级宜与钢管牌号相匹配,并 宜符合下列规定: 1当钢管采用Q355钢,钢管内核心混凝土的强度等级宜 为C30C60。 2当钢管采用Q390、Q420和Q460钢,钢管内核心混凝 土的强度等级宜为C60~C90。

4.3.1用于钢管混凝土加劲混合构件的焊接材料应符合下列 规定: 1手工焊接的焊条,应符合现行国家标准《非合金钢及细 晶粒钢焊条》GB/T5117或《热强钢焊条》GB/T5118的有关 规定。选择的焊条型号应与主体金属的力学性能相适应。 2自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材性能相 适应,并应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957的 有关规定。 3二氧化碳气体保护焊接用的焊丝,应符合现行国家标准 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110的有关 规定。

3二氧化碳气体保护焊接用的焊丝,应符合现行国家标准

4.3.2用于钢管混凝土加劲混合构件的连接紧固件应符合下列

1普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的有关规定。 2高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六 角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T

1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、《钢结构用扭剪型高 强度螺栓连接副》GB/T3632或《钢结构用高强度大六角头螺 栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231的有关规定。

5.1.1钢管混凝土加劲混合构件的计算长度应按现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定确定。钢管混凝土 加劲混合构件的长细比不应大于80。 5.1.2在浇筑混凝土时,由施工阶段荷载引起的钢管初始最 大压应力值不应超过空钢管稳定承载力对应的临界应力值 的35%。

抗撞击设计。撞击荷载设计值宜按现行行业标准《公路桥涵设计 通用规范》JTGD60的有关规定取值。钢管混凝土加劲混合构 件的抗撞击承载力宜按本规程第5.2~5.6节中的规定确定,构 造要求应符合本规程第3.1.6~3.1.8条的规定

5.2单肢构件正截面承载力计算

5.2.1单肢钢管混凝土加劲混合构件截面轴心受压承载力应符 合下列公式规定:

NN。 N。= 0. 9(Nrc +Nefst) Nrc=fe.outAout+fiA Nefst = (1. 14 + 1. 026o)fc.cor

As Acore Asfs fs αs C,core C,core

式中:N一全 钢管混凝土加劲混合构件截面轴向压力设计值 (N); N一午 钢管混凝土加劲混合构件截面轴心受压强度承 载力设计值(N); Nrc、Nefst 外围钢筋混凝土部分、内置钢管混凝土部分的 截面轴心受压承载力设计值(N); Aout、Ai 钢管外围钢筋混凝土部分、纵筋的横截面面积 (mm²); Acore、As 钢管内核心混凝土、钢管的横截面面积(mm²); 50 内置钢管混凝土部分的约束效应系数设计值; αs 内置钢管混凝土部分的截面含钢率; Asc 钢管混凝土部分的横截面面积(mm); fcout、fccore 钢管外围混凝土、钢管内核心混凝土的轴心抗 压强度设计值(N/mm); fi一 纵筋抗拉和抗压强度设计值(N/mm); f。一一钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm²)。 5.2.2当中和轴在截面高度范围内时,单肢钢管混凝土加劲混 合构件压弯强度承裁力应满足下列公式要求

式中:N一 钢管混凝土加劲混合构件截面轴向压力设计值 (N); N一午 钢管混凝土加劲混合构件截面轴心受压强度承 载力设计值(N); Nrc、Nefst 外围钢筋混凝土部分、内置钢管混凝土部分的 截面轴心受压承载力设计值(N); Aout、A 钢管外围钢筋混凝土部分、纵筋的横截面面积 (mm); Acore、A, 钢管内核心混凝土、钢管的横截面面积(mm); 50 内置钢管混凝土部分的约束效应系数设计值; αs 内置钢管混凝土部分的截面含钢率; Asc 钢管混凝土部分的横截面面积(mm); fc,out、fc,core 钢管外围混凝土、钢管内核心混凝土的轴心抗 压强度设计值(N/mm); fi一 纵筋抗拉和抗压强度设计值(N/mm); f。一一钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm²)。 5.2.2当中和轴在截面高度范围内时,单肢钢管混凝土加劲混 合构件压弯强度承载力应满足下列公式要求:

合构件压弯强度承载力应满足下列公式要求:

N≤N'rc +Ncfst M

中:N、M 钢管混凝土加劲混合构件截面轴力设计值 (N)和弯矩设计值(N·mm),弯矩对形心 轴取矩; N'rc、Mrc一外围钢筋混凝土部分承担的轴力设计值(N) 和相应的受弯承载力设计值(N·mm),弯矩 对形心轴取矩; N'cfst、Mefst 内置钢管混凝土部分承担的轴力设计值(N) 和相应的受弯承载力设计值(N·mm),弯矩 对形心轴取矩。

5.2.3单肢钢管混凝土加劲混合构件中的外围钢筋温

2.3单肢钢管混凝土加劲混合构件中的外围钢筋混凝土部

图5.2.3)承担的轴力设计值和相应的受弯承载力应按下列公式 算

图5.2.3外围钢筋混凝土部分承载力计算示意图 1一中和轴;2一形心轴

N'rc = α1 fc,outAeout +Zol;A Mrc = α1 fc,outAe,out +ZoliAli H e,out

(b) 应变 (c)力的平衡

Oli=EsEcu li C /< fi

c,out 钢管外围混凝土等效应力块形心到受压边缘距 离(mm); i 第i根纵筋到受压边缘距离(mm); O1i 第i根纵筋应力(N/mm²),受压为正,受拉 为负; α1 钢管外围混凝土等效应力块强度系数,当混凝 土强度等级不超过C50时,取1.0,当混凝土强 度等级为C80时,取0.94,中间线性插值; β 钢管外围混凝土等效应力块高度系数,当混凝 土强度等级不超过C50时,取0.8,当混凝土强 度等级为C80 时。取0.74,中间线性插值。

图5.2.4 钢管内核心混凝土承载力计算示意图 1一中和轴

N'cfst = Ncore +N" Mst = More + M.

式中:N'cfst、Mefst 内置钢管混凝土部分承担的轴力设计值 (N)和相应的受弯承载力设计值(N· mm),弯矩对形心轴取矩;

钢管内核心混凝土截面承担的轴力设计值 (N)和相应的受弯承载力设计值(N· mm),弯矩对形心轴取矩; N's、M 钢管截面承担的轴力设计值(N)和相应 的受弯承载力设计值(N·mm),弯矩对 形心轴取矩。 1钢管内混凝土截面承担的轴力设计值和相应的受弯承载 力设计值(N'core)和(Mcore)应按下列公式计算:

钢管内核心混凝土截面承担的轴力设计值 N)和相应的受弯承载力设计值(N· mm),弯矩对形心轴取矩; 钢管截面承担的轴力设计值(N)和相应 的受弯承载力设计值(N·mm),弯矩对 形心轴取矩

1钢管内混凝土截面承担的轴力设计值和相应的受弯承载 力设计值(N'core)和(Mcore)应按下列公式计算:

0. 5(H+ D)≤c≤ H

e,core (5. 0 D; Te,core= 2

Te,core Ee,core Ecu C

Ac,core 中和轴以上钢管内核心混凝土受压区面积 (mm²),0

Ns = kifsAs Ms =k2fsAsD

(0.5≤≤1 9.1( Jy m2= +9.7 (<0.5) 13.7 H fy

式中:k1、k2 计算系数,一10; f 钢管强度设计值(N/mm²): fvs 钢管钢材的屈服强度(N/mm²)

混凝土单轴峰值应力c.值(N/mm

5.2.5当中和轴在截面高度范围外时,单肢钢管混凝土加劲混 合构件压弯强度承载力应符合下列公式规定

5.2.5当中和轴在截面高度范围外时,单肢钢管混凝土加劲混

式中:Mu,N 设计轴压力N作用下截面受弯承载力设计值 (Nmm),弯矩对形心轴取矩; Nu,H、Mu,H 当c等于H时截面承担的轴力设计值(N)和受弯 承载力设计值(N·mm),按本规程式(5.2.2) 计算; N。一一截面轴心受压承载力设计值(N),按本规程式 (5.2.1)计算。 5.2.6在进行正截面压弯承载力验算时,可通过轴压力设计值 等于轴心受压承载力的假设得到中和轴高度(c)。若c小于或等 于H,应按本规程第5.2.2条计算受弯承载力(M.);若c大于 H,应按本规程第5.2.5条计算受弯承载力(M.)。 5.2.7单肢钢管混凝土加劲混合构件截面轴心受拉承载力应符 合下列公式规定:

5.2.6在进行正截面压弯承载力验算时,可通过轴

等于轴心受压承载力的假设得到中和轴高度(c)。若c小 于H,应按本规程第5.2.2条计算受弯承载力(M.);若 H,应按本规程第5.2.5条计算受弯承载力(M.)。 5.2.7单肢钢管混凝土加劲混合构件截面轴心受拉承载 合下列公式规定:

式中: N 钢管混凝土加劲混合构件截面轴向拉力设计值 (N); Nrc、Nefst 外围钢筋混凝土部分、内置钢管混凝土部分的截 面轴心受拉承载力设计值(N); Al 纵筋的横截面面积(mm²); A 钢管的横截面面积(mm²); αs 内置钢管混凝土部分含钢率; 纵筋抗拉和抗压强度设计值(N/mm²);

f.一钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值 (N/mm²)。

3.1四肢钢管混凝土加劲混合构件截面轴心受压承载力应 下列公式规定:

N

N≤N're +N'cfst M

代中:N一4 钢管混凝土加劲混合构件的截面轴向压力设计 值(N); M一 钢管混凝土加劲混合构件的截面弯矩设计值 (N : mm); N'rc、N'cfst 外围钢筋混凝土部分和内置钢管混凝土部分的 截面轴心受压承载力设计值(N); Mrc、Mefst 外围钢筋混凝土部分和内置钢管混凝土部分的 截面受弯承载力设计值(N·mm),对形心轴 取矩。

5.3.3四肢钢管混凝土加劲混合构件中的外围钢筋混凝土部 图5.3.3)承担的轴力设计值和相应的受弯承载力应按下列 式计算:

N'rc =αifc.outAe,out +liAl Mre = α1 fc,outAe,out Ce.out )+ZoliAl

Ol:= Esecu l c i/≤ fi

钢管外围混凝土等效应力块面积(mm),见图 5.3.3(a),等效应力块高度为受压区高度βic; 第i根纵筋面积(mm²); 受压边缘混凝土极限压应变; 中和轴高度(mm); 钢管外围混凝土等效应力块形心到受压边缘距 离(mm); 第i根纵筋形心到受压边缘距离(mm); 第i根纵筋应力,受压为正,受拉为负; 钢管外围混凝土等效应力块强度系数CB/T 14-2011 船舶产品专用图样和技术文件编号,当混凝

土强度等级不超过C50时,取1.0,当混凝土强 度等级为C80时,取0.94,其余强度等级时线 性插值; 钢管外围混凝土等效应力块高度系数,当混凝 土强度等级不超过C50时,取0.8,当混凝土强 度等级为C80时,取0.74,中间线性插值

图5.3.3外围钢筋混凝土部分承载力计算示意图

B一截面宽度;H一截面高度;te一空心边缘到混凝土外表面的距离; ac一钢管外边缘到混凝土外表面的距离;一中和轴高度:eli一纵筋应变:

5.3.4四肢钢管混凝土加劲混合构件中的内置钢管混凝土部分

Ncfst = N'core +N Mest = More + M.

钢管内核心混凝土截面承担的轴力设计 直(N)和相应的受弯承载力设计值 N·mm),弯矩对形心轴取矩; 钢管截面承担的轴力设计值(N)和相应 的受弯承载力设计值(N·mm),弯矩对 形心轴取矩,

YC/T 177-2011 卷烟企业标准体系的构成及指南1一中和轴;2一形心轴; Ns1一靠近受压边缘的钢管轴力;Ns2一远离受压边缘的钢管轴力; N一钢管轴力;M一钢管弯矩; EsI一靠近受压边缘的钢管形心应变;

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