第五章 结构设计 1 基 本 规 定 1.1 结构安全等级 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB-2001 1.0.8 建筑结构设计时,应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表1.0.8的要求. 建筑结构的安全等级 表1.0.8
2 混凝土结构设计 2.1 钢筋混凝土结构 《混凝土结构设计规范》GB-200 3.1.8 未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。 4.1.3 混凝土轴心抗压,轴心抗拉强度标准值fck,ftk应 按表4.1.3采用。 4.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。
9.2.1 纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋,其混凝土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直径,且应符合表9.2.1的规定。
10.9.8 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。 《轻骨料混凝土结构设计规程》JGJ12-99 7.1.2受力钢筋的轻骨料混凝土保护层最小厚度(从钢筋的外边缘算起)应符合表7.1.2的规定,且不应小于受力钢筋的直径d。 板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm;梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。 轻骨料混凝土保护层最小厚度(mm) 表7.1.2
注:1、处于室内正常环境由工厂生产的预制构件,当轻骨料混凝土强度等级不低于CL20 时,其保护层厚度按表中规定减少5mm,但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚 度不应小于15mm;处于露天或室内高湿度环境的预制构件,当表面另作水泥砂 浆抹面层且有保证措施时,保护层厚度按表中室内正常环境中构件的数值采用; 2、预制钢筋轻骨料混凝土受弯构件,钢筋端头的保护层厚度为15mm,预制的肋形 板,其主肋的保护层厚度按梁考虑; 3、处于露天或室内高湿度环境中的结构,其轻骨料混凝土强度等级不低于CL25, 当非主要承重构件的轻骨料混凝土强度等级采用CL20时,其保护层厚度按表中 CL25的规定值采用; 4、要求使用年限较长的重要建筑物和受沿海环境侵蚀的建筑物的承重结构,当处于 露天或室内高湿度环境时,其保护层厚度应适当增加。 7.1.3当计算中充分利用纵向受拉钢筋强度时,其锚固长度la不应小于表7.1.3规定的数值。 纵向受拉钢筋的最小锚固长度la(mm) 表7.1.3
注:1、当月牙纹钢筋直径d>25mm时,其锚固长度应按表中数值增加5d采用; 3、纵向受拉的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋的锚固长度不应小于250mm;纵向受拉的冷轧带 肋钢筋的锚固长度不应小于200mm。 8.1.3 简支板下部纵向受力钢筋应伸入支座,其锚固长度las不应小于6d。当采用焊接网配筋时,其末端至少应有一根横向钢筋配置在支座边缘内;如不能符合要求时,应在受力钢筋末端制成弯钩或加焊附加的横向锚固钢筋。 注:当V>0.06fcbh0时,配置在支座边缘内的横向锚固钢筋不应少于二根,其直径不应小于纵向受力钢筋的一半。 8.2.2 钢筋轻骨料混凝土简支架的下部纵向受力钢筋伸入梁的支座范围内的锚固长度las 应符合下列条件: (1)当V≤0.06fcbh0时 las≥10d (2)当V>0.06fcbh0时 变形钢筋 las≥15d 光面钢筋 las≥15d 如纵向受力钢筋伸入梁的支座范围内的锚固长度不符合上述规定时,应采取在钢筋上加焊横向锚固钢筋、锚固钢板,或将钢筋端部焊接在梁瑞的预埋件上等有效锚固措施。 如焊接骨架中采用光面钢筋作为纵向受力钢筋时,则在锚固长度las内应加焊横向钢筋:当V≤0.06fcbh0时,至少一根,当V>0.06fcbh0时,至少二根;横向钢筋直径不应小于纵向受力钢筋直径的一半;同时,加焊在最外边的横向钢筋,应靠近纵向钢筋的末端。 注:轻骨料混凝土强度等级小于或等于CL25的简支梁,在距支座边1.5h范围内作用有集中荷载(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占总剪力值的75%以上的情况),且V>0.06fcbh0时,对变形钢筋采用附加锚固措施,或取锚固长度las≥20d。 8.2.4 在采用绑扎骨架的钢筋轻骨料混凝土梁中,当设置弯起钢筋时,弯起钢筋的弯终点外应留有锚固长度,其长度在受拉区不应小于25d,在受压区不应小于15d;对光面钢筋在末端尚应设置弯钩。位于梁底层两侧的钢筋不应弯起。 《冷技钢丝预应力混凝土构件设计与施工规程》JGJ19-92 1.0.3 对于直接承受动荷载作用的构件,在无可靠试验或实践经验时,不采用冷拔钢丝预应力混凝土构件。 处于侵蚀环境或高温下的结构,不得采用冷拔钢丝预应力混凝土构件。 《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-95 1.0.2 对于直接承受动力荷载作用的结构构件,当采用冷轧带肋钢筋作受力主筋时,其设计参数应通过试验确定。 5.7.11 预应力混凝土简支板的搁置长度lsa应符合下列要求: 当k≤80mm时 lg≥40mm; 当80mm<k≤160mm时 lg≥60mm; 当160mm<k≤240mm时 lg≥80mm; 注:k为板厚。 《冷轧扭钢筋混凝土构件技术规程》JGJ115-97 3.2.4 冷轧扭钢筋的强度标准值、设计值应按表3.2.4采用。 冷轧扭钢筋的强度标准值、设计值(N/mm2) 表3.2.4
7.2.1 当计算中充分利用纵向受拉冷轧扭钢筋强度时,其最小锚固长度应符合表7.2.1的规定。 纵向受拉冷轧钢筋的最小锚固长度la(mm) 表7.2.1
7.2.2 冷轧扭钢筋不得采用焊接接头,钢筋网和钢筋骨架均应采用绑扎。 7.2.4 纵向受拉冷轧扭钢筋搭接长度不应小于最小锚固长度la的1.2倍,且不应小于300mm。 7.2.5 冷轧扭钢筋在搭接长度范围内,其箍筋的间距不应大于钢筋标志直径d的5倍,且不应大于100mm。 7.2.6 严禁采用冷轧扭钢筋制作预制构件的吊环。 7.4.5简支板的下部纵向冷轧扭钢筋伸入支座,学习加气块设备河南天一 。其锚固长度la不应小于钢筋标志直径d的10倍。 7.5.2简支梁的下部纵向受拉冷轧扭钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度las应符合下列规定: 当V≤0.07fcbh0时 las≥10d 当V>0.07fcbh0时 las≥15d 当计算中充分利用钢筋强度时,尚应符合本规程表7.2.1的规定。 2.2 高层建筑混凝土结构 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 3 钢结构设计 3.1 普通钢结构 《钢结构设计规范》 GBJ17-88 1.0.5 在钢结构设计图纸和钢材订货文件中,应注明所采用的钢号、连接材料的型号和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外,在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别。 2.0.5 钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条的型号应与主体金属强度相适应。 二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金属强度相适应。 3.1.5 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载设计值;计算疲劳和正常使用极限状态的变形时,应采用荷载标准值。 3.2.1 钢材的强度设计值按表3.2.1-2采用。钢铸件的强度设计值应按表3.2.1-3采用。连接的强度设计值按表3.2.1-4及表3.2.1-6采用。 ①在装配好的构件上按设计孔径钻成的孔; ②在单个零件和构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔; ③在单个零件上先钻成或冲成较小的孔径,然后在装配好的构件上再扩钻至设计孔的径孔。 3.2.2 计算下列情况的结构构件或连接时,3.2.1规定的强度设计值应乘以相应的折减系数。 一、单面连接的单角钢
等边角钢 0.6+0.0015λ,但不大于1.0; 短边相连的不等边角钢 0.5+0.0025λ,但不大于1.0; 长边相连的不等边角钢 0.70; λ为长细比,对中间无连系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20; 二、施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接0.09; 注:当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘。 3.3.2 受弯构件的挠度不应超过表3.3.2中所列的容许值。 受弯构件的容许挠度 表3.3.2
注:L为受弯构件的跨度(对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍)。 8.1.4 在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。 8.2.1 焊缝金属宜与基本金属相适应。当不同强度的钢材连接时,采用与低强度钢材相适应的焊接材料。 8.4.8 跨度大于36m的两端铰支桁架,应考虑在竖向荷载作用下,下弦弹性伸长所产生水平推力对支承构件的影响。 8.4.14 柱脚锚栓不得用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力应由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。 8.4.15 柱脚锚栓埋置在基础中的深度,应使锚栓的内力通过其和混凝土之间的粘结力传递。当埋置深度受到限制时,则锚栓应牢固地固定在锚板或锚梁上,以传递锚栓的全部内力,此时锚栓与混凝土之间的粘结力可不予考虑。 9.3.4构件拼接应能传递该处最大计算弯矩值的1.1倍,且不得低于 3.2 薄壁型钢结构 《冷变薄壁型钢结构技术规范》GB-2002 3.3 高层建筑钢结构 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98 4砌体结构设计 《砌体结构设计规范》GB-2001 3.1.1 块体和砂浆的强度等级,应按下列规定采用: 3.2.1 龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值,当施工质量控制等级为B级时,应根据块体和砂浆的强度等级分别按下列规定采用: 4 砌块砌体的灌孔混凝土强度等级不应低于Cb20,也不应低于1.5倍的块体强度等级。单排孔混凝土砌块对孔砌筑时,灌孔砌体的抗压强度设计值fg,应按下列公式计算: fg=f+0.6αfc (3.2.1-1) α=δρ (3.2.1-2) 式中 7 毛石砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-7采用。 3.2.2 龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值,当施工质量控制等级为B级时,应按表3.2.2采用。 注: 单排孔混凝土砌块对孔砌筑时,灌孔砌体的抗剪强度设计值fvg,应按下列公式计算: fvg=0.2fg0.55< /SPAN> (3.2.2) 式中fvg----灌孔砌体的抗压强度设计值(MPa)。 * 《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ137-2001(2002局部修订)中第3.0.3条与本条等效。 3.2.3 下列情况的各类砌体,其砌体强度设计值应乘以调整系数γa: * 《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ137-2001(2002局部修订)中第3.0.4条与本条等效。 5.1.1 受压构件的承载力应按下式计算: N≤ΦfA (5.1.1) 式中 注:1、对矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向,按轴心受压进行验算。 2、受压构件承载力的影响系数Φ,应按本规范附录D的规定采用; 3、对带壁柱墙,当考虑翼缘宽度时,应按本规范第4.2.8条采用。 * 《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ137-2001(2002局部修订)中第4.2.1条与本条等效。 5.2.4 梁端支承处砌体的局部受压承载力应按下列公式计算: ΨN0+Nι≤ηγfAι ( 5.2.4-1)
式中 6.1.1 墙、柱的高厚比应按下式验算: β=H0/h≤μ1μ2[β] (6.1.1) 式中 2当与墙连接的相邻两横墙间的距离s≤μ1μ2[β]h时,墙的高度可不受本条限制; 6.2.1 五层及五层以上房屋的墙,以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级,应符合下列要求: 6.2.2 地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿房间的墙,所用材料的最低强度等级应符合表6.2.2的要求。
7.1.2 车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋应按下列规定设置圈梁: 7.1.3 宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋,且层数为3~4层时,应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时,应在所有纵横墙上隔层设置。 7.3.2 采用烧结普通砖、烧结多孔砖、混凝土砌块砌体和配筋砌体的墙梁设计应符合表7.3.2的规定。墙梁计算高度范围内每跨允许设置一个洞口;洞口边至支座中心的距离ai,距边支座不应小于0.15loi,距中支座不应小于0.7loi。对多层房屋的墙梁,各层洞口宜设置在相同位置,并宜上、下对齐。 7.4.1 砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下式验算: Mov≤Mr (7.4.1) 式中 9.2.2 轴心受压配筋砌块砌体剪力墙、柱,当配有箍筋或水平分布钢筋时,其正截面受压承载力应按下列公式计算: N≤Φ0g(fgA+0.8f 'yA's) (9.2.2-1)
式中 5木结构设计 5.1一般规定 《木结构设计规范》GBJ5-88 1.0.4 承重木结构应在正常温度和湿度环境中的房屋结构和构筑物中使用。 凡处于下列生产、使用条件的房屋和构筑物不应采用木结构: 一、极易引起火灾; 二、受生产性高温影响,木材表面温度高于50℃; 三、经常受潮且不易通风。 2.1.1 承重结构用的木材,应从本规范表3.2.1-1所列的树种中选用。重要的木制连接件应采用细密、直纹、无节和无其他缺陷的耐腐的硬质阔叶材。 2.1.2 承重结构用的木材,其材质可分为三级。设计时,应根据构件的受力种类按表2.1.2-1的要求选用适当等级的木材。 胶合木结构用的木材材质,也分为三级。设计时,应根据胶合木构件的受力种类和部位,按表3.1.2-2的要求选用适当等级的木料。 胶合木构件的材质等级表 表2.1.2-2 2.1.3 在制作构件时,木材含水率应符合下列要求: 一、对于原木或方木结构不应大于25%; 二、对于板材结构及受拉构件的连接板不应大于18%; 三、对于木制连接件不应大于15%; 四、对于胶合木结构不应大于15%,且同一构件各木板间的含水率差别不应大于5%。 2.3.1 承重结构使用的胶,应保证其胶合强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉的强度。胶连接的耐水性和耐久性,应与结构的用途和使用年限相适应。 2.3.2 对于在使用中有可能受潮的结构以及重要的建筑物,应采用耐水胶;对于在室内正常温、湿度环境中使用的一般胶合木结构,可采用中等耐水性胶。 承重结构用胶,除应具有出厂合格证明外,尚应在使用前检验其胶粘能力。 3.1.2 木结构的计算,应考虑下列两种极限状态: 一、承载能力极限状态。 二、正常使用极限状态。 对于所有结构均应按承载能力极限状态计算其强度及稳定性。 对于在使用时变形值须受限制的结构,应按正常使用极限状态的要求验算其变形。 3.2.1 在正常情况下,木材的强度设计值及弹性模量,应按表3.2.1-1采用。 对于下列情况,表3.2.1-1中的设计指标,尚应按下列规定予以调整: 5.2构造要求 《木结构设计规范》GBJ5-88 6.1.4 杆系结构中的主要木构件,当有对称削弱时,其净截面面积不应小于毛截面面积的50%;当有不对称削弱时,其净截面面积不应小于毛截面面积的60%。 6.1.6 桁架的圆钢下弦、三角形桁架的钢中拉杆、受振动荷载影响的钢拉杆以及直径等于或大于20mm的钢拉杆和拉力螺栓,都必须采用双螺帽。 木结构的钢材部分,应有防锈措施。 6.3.5 圆钢的下弦,应设有调整松紧的装置。当下弦节点间的距离大于250d(d为圆钢直径)时,应加设吊杆。 6.3.7 当有吊顶时,桁架下弦与吊顶构件间应保持不小于100mm的净距。 6.5.3 当采用上弦横向支撑时,若房屋端部为山墙,则应在房屋端部第二开间内设置;若房屋端部为轻型挡风板,则在第一开间内设置,若房屋纵向很长,对于冷摊瓦屋面或大跨度房屋尚应沿纵向每隔20~30m设置一道。 上弦横向支撑的斜杆如选用圆钢,应设有调整松紧的装置。 6.5.4 当采用垂直支撑时,在跨度方向可根据屋架跨度大小设置一道或两道,沿房屋纵向应隔间设置并在垂直支撑的下端设置通长的纵向水平系杆。 在有上弦横向支撑的屋盖中,加设垂直支撑时,可仅在有上弦横向支撑的开间中设置,但应在其他开间设置通长的纵向水平系杆。 6.6.4 设计轻屋面(如油毡、石棉瓦屋面等)或开敞式建筑的木屋盖时,不论桁架跨度大小,均应将上弦节点处的檩条与桁架、桁架与柱、木柱与基础等予以锚固。 6.7.7 木板胶合构件可不设置加劲肋,但为保证其侧向稳定,应符合下列规定: 一、木板胶合工字形截面的腹板厚度不应小于80mm,且不应小于翼板宽度的一半; 二、矩形或工字形截面的高度h与其宽度b之比值,对于梁不应大于6;对于直线形受压或压弯构件不应大于5;对于弧形构件不应大于4。 6.7.9 当设计受弯、拉弯或压弯的胶合构件时,其抗弯强度设计值fm除应按表3.2.1-1采用外,尚应乘以表6.7.9的修正系数。对于工字形和T形截面的胶合构件,抗弯强度设计值fm除乘以表6.7.9的修正系数外,尚应乘以截面形状的修正系数0.9。 对于弧形构件:如rc/t<240,抗弯强度设计值fm尚应乘以按下式计算的修正系数: 5.3 防腐、防虫和防火 《木结构设计规范》GBJ5-88 8.1.1 为防止木结构受潮而引起木材腐朽,设计时必须从构造上采取下列防潮和通风措施: 一、应在桁架和大梁的支座下设置防潮层。 二、为保证木结构有适当的通风条件,不应将桁架支座节点或木构件封闭在墙、保温层或其他通风不良的环境中。对露天结构在构造上应避免任何部分有积水的可能。 三、为防止木材表面产生水气凝结,当室内外温差很大时,房屋的围护结构(包括保温吊顶),应采取有效的保温和隔气措施。 8.1.3 对下列情况,除从结构上采取通风防潮措施外,尚应采用药剂处理。 一、露天结构; 二、内排水桁架的支座节点处; 三、檩条、搁栅等木构件直接与砌体接触的部位; 四、在白蚁容易繁殖的潮湿环境附近使用木构件; 五、虫害严重地区使用马尾松、云南松以及新利用树种中易感染虫害的木材; 六、在主要承重结构中使用不耐腐的树种木材。 8.1.6 木材应先胶合后进行药剂处理。 8.2.1 为了防止木结构遭受火灾的危险,尚应采取下列构造措施: 一、在有火源的房屋内,须设置防止火焰、火星及辐射热危害的防火设施,使木结构与火源隔开,被隔开的木结构仍应具有通风条件,不得将结构包裹在防火层内。 二、当房屋中有采暖或炊事的砖烟囱时,与木构件相邻部位的烟囱壁厚度应加厚至240mm。烟囱外表面与木构件之间的净距,不应小于下列规定: 对于砖或混凝土烟囱 120mm 对于金属烟囱 240mm 当烟囱穿过木屋盖的吊顶时,在烟囱周围500mm范围内,不得采用可燃材料作保温层。 三、当房屋有采暖管道通过木构件时,其管壁表面应与木构件保持不小于50mm的净距(若采暖管道的温度超过100℃,此净距尚应适当加大)或用非燃烧材料隔热。 四、木屋盖吊顶内的电线,应采用金属管配线,或使用带金属保护层的绝缘导线。白炽灯、卤钨灯、荧光高汞灯及其镇流器等不应直接安装在木构件上。 五、有可能遭受火灾危险的木结构,宜采用刨光的方木(包括胶合木)或原木制作;木屋盖的吊顶及木隔墙等应采用抹灰或设置水泥石棉板、石膏板等防火措施;保温和隔音材料宜采用非燃烧材料制作。 6围护结构 6.1玻璃幕墙结构 《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96 |