中国工程建设协会标准
轻钢构架固模剪力墙结构技术规程
Technical specification for shearwall structures with lightweight-steel framework and fixed form
CECS 283:2010
主编单位:清华大学建筑设计研究院
批准单位:中国工程建设标准化协会
施行日期:2011年3月1日
中国工程建设标准化协会公告
第70号
关于发布《轻钢构架固模剪力墙结构技术规程》的公告
根据中国工程建设标准化协会建标协字[2008]98号文《关于印发<2008年工程建设协会标准制订、修订计划(第二批)>的通知》的要求,由清华大学建筑设计研究院等单位编制的《轻钢构架固模剪力墙结构技术规程》,经本协会混凝土结构专业委员会组织审查,现批准发布,编号为CECS 283:2010,自2011年3月1日起施行。
中国工程建设标准化协会
二〇一〇年十一月二十五日
前 言
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2008年工程建设协会标准制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标协字[2008]98号)的要求制定本规程。
清华大学研发并推向市场的轻钢构架固模剪力墙结构体系是现阶段切实可行的产业化住宅体系之一。
轻钢构架固模混凝土剪力墙结构体系有以下特点:
1.轻钢构架可以大规模工业化生产且加工简单、安装方便;
2.施工现场基本不用绑扎钢筋,免拆模板,减少湿作业程度,有效加快施工速度;
3.节约材料、节省人工、降低能耗、减少管理费用,提高工程质量;
4.房屋结构整体性好,抗震性能强;
5.结构可满足较复杂的建筑平面要求;
6.工程综合造价相对低廉。
本规程主要内容包括:总则,术语和符号,材料,结构设计,构件设计计算,构造规定,施工技术,质量验收等内容。
根据原国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求,推荐给工程建设设计、施工、建设、监理等使用单位及工程技术人员采用。
本规程的某些内容涉及专利。涉及发明专利(实用新型专利)的具体技术问题,使用者可直接与本规程主编单位协商处理。本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会CECS/TC 5归口管理,并负责解释(中国建筑科学研究院,北京市北三环东路30号,邮编:100013)。在使用中如发现需要修改或补充之处,请将意见和资料寄往解释单位。
主编单位:清华大学建筑设计研究院
参编单位:中国建筑科学研究院
清华大学土木工程系
清华大学土建工程承包总公司
浙江大东吴集团建设有限公司
威海建设集团股份有限公司
主要起草人:刘彦生 刘斌 冯鹏 任宝双 邢秋顺 沙安 钱稼茹 范重 包裕昆 高中勤 姚新良
主要审查人:肖从真 李庆钢 陈娣 陈小兵 范波 李钟 杨丽华 张青 钟芳林
1 总 则
1.0.1 为满足轻钢构架固模剪力墙结构设计及施工的需要,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,制订本规程。
1.0.2 轻钢构架固模剪力墙结构适用于抗震设防烈度不大于8度的剪力墙结构体系。
1.0.3 轻钢构架固模剪力墙结构设计应尽量标准化,以方便工业化制作和安装。
1.0.4 轻钢构架固模剪力墙结构的设计、施工及验收除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 轻型钢 lightweight-steel
冷弯薄壁U型钢、L型钢、C型钢或带钢的统称。
2.1.2 轻型钢格构 lightweight-steel lattice
两侧由轻型钢做分肢,中间由缀板或缀条连接形成的钢格构。包括将带钢切割开缝后经平面内或平面外拉伸形成的整体式轻型钢格构。
2.1.3 钢拉条 steel tie
在平行排列的钢格构一侧或两侧,平行于轻型钢格构排列方向将其固定的钢筋或轻型钢等连接钢件。
2.1.4 轻钢构架 lightweight-steel framework
由轻型钢格构、钢拉条等连接形成的格构式钢架,或由两排钢筋焊接网与轻型钢格构共同形成的组合式钢架。分为墙体轻钢构架和楼板轻钢构架。
2.1.5 固模 fixed form
固定在墙体轻钢构架两侧或楼板轻钢构架底面,在混凝土浇筑与硬化过程中起到支撑和定型作用的免拆面板或保温板。
2.1.6 轻钢构架固模混凝土构件 concrete member with lightweight-steel framework and fixed form
由轻钢构架做骨架,一侧或两侧安装固模,在其间浇筑混凝土后形成的结构构件。分为轻钢构架固模混凝土墙体和轻钢构架固模混凝土楼板。
2.1.7 轻钢构架固模剪力墙结构 shearwall structure with lightweight-steel framework and fixed form
由墙体轻钢构架及楼板轻钢构架在施工现场拼装、连接定型后在墙体轻钢构架两侧及楼板轻钢构架底面安装固模,在其间直接浇筑混凝土形成墙板及楼板等结构构件进而形成的剪力墙结构体系。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 轻型钢 lightweight-steel
冷弯薄壁U型钢、L型钢、C型钢或带钢的统称。
2.1.2 轻型钢格构 lightweight-steel lattice
两侧由轻型钢做分肢,中间由缀板或缀条连接形成的钢格构。包括将带钢切割开缝后经平面内或平面外拉伸形成的整体式轻型钢格构。
2.1.3 钢拉条 steel tie
在平行排列的钢格构一侧或两侧,平行于轻型钢格构排列方向将其固定的钢筋或轻型钢等连接钢件。
2.1.4 轻钢构架 lightweight-steel framework
由轻型钢格构、钢拉条等连接形成的格构式钢架,或由两排钢筋焊接网与轻型钢格构共同形成的组合式钢架。分为墙体轻钢构架和楼板轻钢构架。
2.1.5 固模 fixed form
固定在墙体轻钢构架两侧或楼板轻钢构架底面,在混凝土浇筑与硬化过程中起到支撑和定型作用的免拆面板或保温板。
2.1.6 轻钢构架固模混凝土构件 concrete member with lightweight-steel framework and fixed form
由轻钢构架做骨架,一侧或两侧安装固模,在其间浇筑混凝土后形成的结构构件。分为轻钢构架固模混凝土墙体和轻钢构架固模混凝土楼板。
2.1.7 轻钢构架固模剪力墙结构 shearwall structure with lightweight-steel framework and fixed form
由墙体轻钢构架及楼板轻钢构架在施工现场拼装、连接定型后在墙体轻钢构架两侧及楼板轻钢构架底面安装固模,在其间直接浇筑混凝土形成墙板及楼板等结构构件进而形成的剪力墙结构体系。
2.2 符 号
2.2.1 材料性能
Ec——混凝土弹性模量;
Es——钢材弹性模量;
ƒl——轻型钢抗拉强度设计值;
ƒy——钢筋抗拉强度设计值;
ƒtk——混凝土轴心抗拉强度标准值。
2.2.2 作用、作用效应及承载力
Mk——按荷载效应的标准组合计算的弯矩值;
N——考虑地震作用组合的轴向力设计值;
Vwj——墙体根部考虑地震作用组合的剪力设计值;
σsk——按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋(轻型钢)应力。
2.2.3 几何参数
ωmax——最大裂缝宽度;
lcr——平均裂缝间距;
ll——垂直于受拉钢筋(轻型钢)方向布置的轻型钢、箍筋或分布筋的间距;
c——最外层纵向受拉钢筋(轻型钢)外边缘至受拉区边缘的距离;
Al——受拉区纵向轻型钢的最小净截面积;
As——受拉区纵向钢筋的截面积;
deq——受拉区纵向钢筋(轻型钢)的等效直径;
b——构件截面宽度;
h——构件截面高度;
h0——构件截面有效高度。
2.2.4 计算系数及其他
γRE——承载力抗震调整系数;
ρte——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋(轻型钢)配筋(钢)率;
ρ——纵向受拉钢筋(轻型钢)配筋(钢)率;
Ψ——裂缝间纵向受拉钢筋(轻型钢)应变不均匀系数;
αE——钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值。
3 材 料
3.1 轻钢构架及固模
3.1.1 用于制作钢格构的钢材,宜采用Q235、Q345钢。钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T 19879的规定。当采用其他牌号的钢材时,尚应符合国家现行有关标准的规定和要求。
3.1.2 对于有抗震设防要求的结构,钢材性能应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
3.1.3 轻型钢的材料性能与强度指标应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定。
3.1.4 固模可用水泥压力板、增强石膏板或其他板材,固模应具有足够的强度、刚度及合适的吸水率。固模用于墙的侧面板时,宜留有一定数量的透气孔,以保证混凝土浇筑密实。
3.1.5 保温型轻钢构架固模混凝土墙体的保温材料应符合现行国家标准的规定。保温层的厚度应由建筑热工设计确定,且应符合国家有关建筑节能设计标准的规定。
3 材 料
3.1 轻钢构架及固模
3.1.1 用于制作钢格构的钢材,宜采用Q235、Q345钢。钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T 19879的规定。当采用其他牌号的钢材时,尚应符合国家现行有关标准的规定和要求。
3.1.2 对于有抗震设防要求的结构,钢材性能应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
3.1.3 轻型钢的材料性能与强度指标应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定。
3.1.4 固模可用水泥压力板、增强石膏板或其他板材,固模应具有足够的强度、刚度及合适的吸水率。固模用于墙的侧面板时,宜留有一定数量的透气孔,以保证混凝土浇筑密实。
3.1.5 保温型轻钢构架固模混凝土墙体的保温材料应符合现行国家标准的规定。保温层的厚度应由建筑热工设计确定,且应符合国家有关建筑节能设计标准的规定。
3.2 混 凝 土
3.2.1 混凝土的选用及材料性能与强度指标,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。
3.2.2 轻钢构架固模剪力墙结构的混凝土宜采用自密实或流动性较大的普通混凝土,混凝土强度等级不宜低于C25。
3.2.3 采用自密实混凝土时,所用水泥、细集料及粗集料应符合现行协会标准《自密实混凝土应用技术规程》CECS 203的相关规定。
3.2.4 拌制混凝土用水的水质应符合国家现行行业标准《混凝土拌合用水标准》JGJ 63的规定。
3.2.5 当在混凝土中掺加粉煤灰时,其掺量应符合现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规程》GBJ 146的规定;其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596的规定。
3.3 钢 筋
3.3.1 钢筋的选用及其材料性能与强度指标,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定及其他现行有关标准的规定。
3.4 焊接材料
3.4.1 机械焊接焊条的选用应符合下列要求:
1 焊接钢筋焊条的选用应根据具体的焊接要求按现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18执行;
2 焊接轻钢构架焊条的选用应根据具体的焊接要求按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018执行。
3.4.2 用于手工焊接焊条,应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T 5117或《低合金钢焊条》GB/T 5118的规定。选择的焊条型号应与母材金属力学性能相适应。
3.4.3 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与母材金属力学性能相适应,并应符合现行国家标准的规定。
3.4.4 当两种不同的钢材相连时,应采用与低强度钢材母材金属力学性能相适应的焊接材料。
4 结构设计
4.1 一般规定
4.1.1 轻钢构架固模剪力墙结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
4.1.2 为满足建筑功能并保证结构安全,轻钢构架固模剪力墙结构设计应包括下列内容:
1 结构体系、传力途径和构件布置;
2 作用及作用效应分析;
3 构件截面配钢计算及承载力验算;
4 结构变形与楼板裂缝验算;
5 结构及构件的构造措施;
6 轻钢构架单元划分及对施工、运输和存放的要求;
7 满足特殊要求结构的专门性能设计。
4.1.3 轻钢构架固模剪力墙结构的结构布置应符合下列要求:
1 墙体应上下贯通布置;
2 墙体应在结构的两个主轴方向双向布置,尽端应设置端柱、翼墙或与另一方向墙体相连;
3 结构开间尺寸不宜超过8m;
4 墙体上开设门、窗洞口时宜上下对齐;
5 楼板布置不宜错层;
6 高层剪力墙布置和规则性要求,尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求和现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的规定。
4.1.4 轻钢构架固模剪力墙结构房屋的总高度以及适用的最大高宽比不宜超过表4.1.4的规定。
表4.1.4 房屋的高度和高宽比限值
抗震设防烈度 | |||||
6度及以下 | 7度 | 8度 | |||
高度(m) | 最大高宽比 | 高度(m) | 最大高宽比 | 高度(m) | 最大高宽比 |
120 | 6 | 100 | 6 | 80 | 5 |
注:房屋高度指室外地面到主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
4.1.5 轻钢构架固模剪力墙的抗震等级及相应抗震措施,应根据设防烈度和房屋高度,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011和现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的规定执行。
4 结构设计
4.1 一般规定
4.1.1 轻钢构架固模剪力墙结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
4.1.2 为满足建筑功能并保证结构安全,轻钢构架固模剪力墙结构设计应包括下列内容:
1 结构体系、传力途径和构件布置;
2 作用及作用效应分析;
3 构件截面配钢计算及承载力验算;
4 结构变形与楼板裂缝验算;
5 结构及构件的构造措施;
6 轻钢构架单元划分及对施工、运输和存放的要求;
7 满足特殊要求结构的专门性能设计。
4.1.3 轻钢构架固模剪力墙结构的结构布置应符合下列要求:
1 墙体应上下贯通布置;
2 墙体应在结构的两个主轴方向双向布置,尽端应设置端柱、翼墙或与另一方向墙体相连;
3 结构开间尺寸不宜超过8m;
4 墙体上开设门、窗洞口时宜上下对齐;
5 楼板布置不宜错层;
6 高层剪力墙布置和规则性要求,尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求和现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的规定。
4.1.4 轻钢构架固模剪力墙结构房屋的总高度以及适用的最大高宽比不宜超过表4.1.4的规定。
表4.1.4 房屋的高度和高宽比限值
抗震设防烈度 | |||||
6度及以下 | 7度 | 8度 | |||
高度(m) | 最大高宽比 | 高度(m) | 最大高宽比 | 高度(m) | 最大高宽比 |
120 | 6 | 100 | 6 | 80 | 5 |
注:房屋高度指室外地面到主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
4.1.5 轻钢构架固模剪力墙的抗震等级及相应抗震措施,应根据设防烈度和房屋高度,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011和现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的规定执行。
4.2 结构计算
4.2.1 轻钢构架固模剪力墙结构上的直接作用应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009及相关标准确定。特殊作用、偶然作用应根据有关的标准或实际条件确定。地震作用应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011确定,其他间接作用应根据有关的标准或实际条件确定。
4.2.2 荷载效应组合方法应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011及现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的规定。
4.2.3 轻钢构架固模剪力墙结构的内力和变形按弹性方法计算,可按混凝土结构进行结构整体分析计算,分析模型应根据结构实际情况确定。高层轻钢构架固模剪力墙结构应按空间整体工作计算,宜采用空间杆-墙板元或其他组合有限元等计算模型。
4.2.4 地震作用下计算结构内力时,轻钢构架固模剪力墙结构的连梁刚度可予以折减,连梁刚度折减系数宜取0.5,不考虑梁内轻型钢的受力作用。
5 构件设计计算
5.1 一般规定
5.1.1 轻钢构架固模剪力墙结构中的主要受力构件包括剪力墙和楼板,剪力墙混凝土厚度不宜小于160mm,楼板混凝土厚度不宜小于120mm。
5.1.2 轻钢构架固模剪力墙结构混凝土构件计算时采用的边界条件应与实际连接构造相符,且构件连接应遵守以下原则:
1 连接处承载力不应小于被连接构件的承载力;
2 构件连接应选择合理形式保证其可靠性;
3 有抗震要求的结构中应考虑往复荷载对连接节点受力的影响;
4 构件连接设计应方便制作和安装,并满足经济性的要求;
5 固模应有可靠的定位支撑并与轻钢构架可靠连接,保证混凝土浇筑后表面平整,构件尺寸准确。
5 构件设计计算
5.1 一般规定
5.1.1 轻钢构架固模剪力墙结构中的主要受力构件包括剪力墙和楼板,剪力墙混凝土厚度不宜小于160mm,楼板混凝土厚度不宜小于120mm。
5.1.2 轻钢构架固模剪力墙结构混凝土构件计算时采用的边界条件应与实际连接构造相符,且构件连接应遵守以下原则:
1 连接处承载力不应小于被连接构件的承载力;
2 构件连接应选择合理形式保证其可靠性;
3 有抗震要求的结构中应考虑往复荷载对连接节点受力的影响;
4 构件连接设计应方便制作和安装,并满足经济性的要求;
5 固模应有可靠的定位支撑并与轻钢构架可靠连接,保证混凝土浇筑后表面平整,构件尺寸准确。
5.2 剪力墙计算
5.2.1 墙体应根据结构分析所得的内力,分别按偏心受压、偏心受拉进行正截面承载力及斜截面受剪承载力计算。计算方法、轴压比及配筋要求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。有地震作用组合时,墙体承载力抗震调整系数取0.85。
5.2.2 墙体计算时轻型钢以最小净截面计入配钢,边缘构件处的轻型钢不考虑。
5.2.3 剪力墙的施工缝截面抗剪承载力,应按下式验算:
式中:Vwj——墙体根部考虑地震作用组合的剪力设计值;
As——穿过墙体根部且锚固可靠的所有竖向钢筋的总截面面积;
ƒy——竖向钢筋的抗拉强度设计值;
Al——穿过墙体根部且锚固可靠的所有竖向轻型钢的总截面面积;
ƒl——竖向轻型钢的抗拉强度设计值,可按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定取值;
N——考虑地震作用组合的不利轴向力设计值,压力取正值,拉力取负值。
5.3 楼板计算
5.3.1 楼(屋)面板正截面受弯承载力应按下列基本假定进行计算:
1 截面应变保持平截面假定;
2 以轻型钢和钢筋的最小净截面计算;
3 钢材的应力-应变关系采用两段直线构成的理想弹塑性关系。其中,轻型钢极限拉应变取0.008,钢筋的极限拉应变取0.01;未经过热处理的部分可考虑冷弯效应对轻型钢强度的提高,提高强度的计算方法应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的有关规定;
4 混凝土的受压应力-应变关系曲线及相关参数应采用现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010规定的“抛物线-水平直线”曲线,忽略混凝土的抗拉强度;
5 混凝土受压边缘达到极限压应变或钢材受拉边缘达到极限拉应变时,即认为构件失效。
5.3.2 轻钢构架固模混凝土单向板在正常使用状态下裂缝宽度计算方法和最大裂缝宽度限值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。按荷载效应的标准组合考虑荷载长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按本规程附录A中公式计算。对受拉一侧有固模的构件,最大裂缝宽度计算时可考虑固模的有利作用,在最大裂缝宽度计算结果的基础上适当折减。
5.3.3 轻钢构架固模混凝土单向板在正常使用状态下的挠度计算方法和挠度限值应符合《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。短期刚度Bs可按照下式计算:
式中:Es——钢筋(轻型钢)弹性模量;
As——受拉区纵向钢筋的截面积;
Al——受拉区纵向轻型钢的最小净截面积;
h0——构件截面有效高度;
ψ——裂缝间纵向受拉钢筋(轻型钢)应变不均匀系数,按附录A确定;
αE——钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
ρ——纵向受拉钢材配钢率;
b——构件截面宽度。
6 构造规定
6.1 一般规定
6.1.1 混凝土保护层厚度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002的规定,并可按国家现行标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的规定考虑固模对钢筋和轻型钢防锈的有利作用,对保护层厚度作适当折减。
6.1.2 当计算中充分利用轻钢构架中钢筋的抗拉强度,且轻钢构架的技术性能指标符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T 1499.3的有关规定时,钢筋的锚固长度可按现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定取值。
6.1.3 当计算中充分利用轻钢构架中轻型钢的抗拉强度时,轻型钢在锚固长度范围内应有不少于两根横向钢筋或轻型钢,较近一根至计算截面的距离不应小于50mm(图6.1.3),且纵向轻型钢的最小锚固长度la应符合表6.1.3的规定。
图6.1.3 受拉轻型钢的锚固
表6.1.3 纵向受拉轻型钢最小锚固长度la(mm)
混凝土强度等级 | C20 | C25 | C30 | C35 | ≥C40 |
最小锚固长度 | 35d | 30d | 27d | 25d | 23d |
注:1 在任何情况下受拉轻型钢的锚固长度不应小于200mm;
2 d为与纵向受拉轻型钢截面面积相等的折算钢筋直径。
6.1.4 轻钢构架的连接接头宜设置在受力较小处。
6.1.5 相邻轻钢构架的拼接可采用钢筋搭接连接(图6.1.5)。当搭接连接钢筋采用光面钢筋时,钢筋端部应按构造要求设置180°弯钩;当搭接连接钢筋采用带肋钢筋时,钢筋端部宜设置90°直钩,直钩长度宜为5d~10d,且不应小于50mm。搭接连接钢筋的规格及间距可按照等强度设计的原则确定,搭接长度不应小于搭接连接钢筋最小锚固长度la的1.3倍。
图6.1.5 轻钢构架的连接
1—轻钢构架横向钢拉条或钢筋;2—轻钢构架纵向钢格构或分布钢筋;3—搭接连接钢筋
6.1.6 有抗震设防要求的轻钢构架固模混凝土构件,其纵向受力钢筋或轻型钢的锚固长度和搭接长度除应符合本规程第6.1.2条至第6.1.5条的有关规定外,尚应满足下列规定:
1 纵向受拉钢筋或轻型钢的抗震锚固长度laE应按下列公式计算:
一、二级抗震等级
laE=1.15la (6.1.6-1)
三级抗震等级
laE=1.05la (6.1.6-2)
四级抗震等级
laE=la (6.1.6-3)
式中:la——纵向受拉钢筋或轻型钢的锚固长度(mm),按本规程第6.1.2条和第6.1.3条确定;
2 当采用搭接接头时,纵向受拉钢筋或轻型钢的抗震搭接长度llE取1.3倍laE;
3 当搭接区内纵向受力钢筋的直径或轻型钢的折算直径d≥10mm时,其搭接长度应按本条的计算值增加5d采用。
6.1.7 轻钢构架的规格宜符合下列规定:
1 钢筋或轻型钢的截面面积、间距、截面配钢率等应符合国家现行有关标准对普通冷轧和热轧钢筋的规定;
2 轻型钢、钢格构的壁厚不应小于1.5mm,不宜大于3mm,当轻型钢、钢格构参与结构受力时,壁厚不宜小于2mm;
3 轻型钢、钢格构的截面宽度应满足电阻点焊的构造要求;
4 轻钢构架中钢格构的间距不宜大于400mm;
5 轻钢构架长度不宜超过12m,宽度不宜超过3.3m。
6 构造规定
6.1 一般规定
6.1.1 混凝土保护层厚度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002的规定,并可按国家现行标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的规定考虑固模对钢筋和轻型钢防锈的有利作用,对保护层厚度作适当折减。
6.1.2 当计算中充分利用轻钢构架中钢筋的抗拉强度,且轻钢构架的技术性能指标符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T 1499.3的有关规定时,钢筋的锚固长度可按现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定取值。
6.1.3 当计算中充分利用轻钢构架中轻型钢的抗拉强度时,轻型钢在锚固长度范围内应有不少于两根横向钢筋或轻型钢,较近一根至计算截面的距离不应小于50mm(图6.1.3),且纵向轻型钢的最小锚固长度la应符合表6.1.3的规定。
图6.1.3 受拉轻型钢的锚固
表6.1.3 纵向受拉轻型钢最小锚固长度la(mm)
混凝土强度等级 | C20 | C25 | C30 | C35 | ≥C40 |
最小锚固长度 | 35d | 30d | 27d | 25d | 23d |
注:1 在任何情况下受拉轻型钢的锚固长度不应小于200mm;
2 d为与纵向受拉轻型钢截面面积相等的折算钢筋直径。
6.1.4 轻钢构架的连接接头宜设置在受力较小处。
6.1.5 相邻轻钢构架的拼接可采用钢筋搭接连接(图6.1.5)。当搭接连接钢筋采用光面钢筋时,钢筋端部应按构造要求设置180°弯钩;当搭接连接钢筋采用带肋钢筋时,钢筋端部宜设置90°直钩,直钩长度宜为5d~10d,且不应小于50mm。搭接连接钢筋的规格及间距可按照等强度设计的原则确定,搭接长度不应小于搭接连接钢筋最小锚固长度la的1.3倍。
图6.1.5 轻钢构架的连接
1—轻钢构架横向钢拉条或钢筋;2—轻钢构架纵向钢格构或分布钢筋;3—搭接连接钢筋
6.1.6 有抗震设防要求的轻钢构架固模混凝土构件,其纵向受力钢筋或轻型钢的锚固长度和搭接长度除应符合本规程第6.1.2条至第6.1.5条的有关规定外,尚应满足下列规定:
1 纵向受拉钢筋或轻型钢的抗震锚固长度laE应按下列公式计算:
一、二级抗震等级
laE=1.15la (6.1.6-1)
三级抗震等级
laE=1.05la (6.1.6-2)
四级抗震等级
laE=la (6.1.6-3)
式中:la——纵向受拉钢筋或轻型钢的锚固长度(mm),按本规程第6.1.2条和第6.1.3条确定;
2 当采用搭接接头时,纵向受拉钢筋或轻型钢的抗震搭接长度llE取1.3倍laE;
3 当搭接区内纵向受力钢筋的直径或轻型钢的折算直径d≥10mm时,其搭接长度应按本条的计算值增加5d采用。
6.1.7 轻钢构架的规格宜符合下列规定:
1 钢筋或轻型钢的截面面积、间距、截面配钢率等应符合国家现行有关标准对普通冷轧和热轧钢筋的规定;
2 轻型钢、钢格构的壁厚不应小于1.5mm,不宜大于3mm,当轻型钢、钢格构参与结构受力时,壁厚不宜小于2mm;
3 轻型钢、钢格构的截面宽度应满足电阻点焊的构造要求;
4 轻钢构架中钢格构的间距不宜大于400mm;
5 轻钢构架长度不宜超过12m,宽度不宜超过3.3m。
6.2 板
6.2.1 当板按单向板设计时,除沿受力方向布置受力钢筋或轻型钢外,尚应在垂直受力方向布置分布钢筋或轻型钢。单位长度上分布钢筋或轻型钢的最小截面面积,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。
6.2.2 当板中采用轻型钢时,宜将轻型钢与钢筋配合使用,且同一截面内轻型钢的用量不宜高于钢筋的用量。
6.2.3 板中的钢格构及下筋伸入支座的长度不应小于5d,且不应小于60mm(图6.2.3)。
图6.2.3 楼板支座构造
1—支座上筋;2—下筋;3—钢格构
6.2.4 楼板轻钢构架宜按下列原则划分安装单元:
1 板厚相同时,优先采用同规格的钢格构,并尽量减少安装单元的种类;
2 板厚相同且板顶面无高差变化时,楼板轻钢构架沿板主要受力方向优先按连续跨布置,尽量减少连接。沿主受力方向,连接接头宜布置于受力较小的梁边1/3~1/4净跨区段内;
3 相邻板厚不同或相邻板顶面有高差时,楼板轻钢构架应按梁系区格布置,连接处楼板支座上筋计算时,不宜考虑钢格构对承担支座负弯矩的有利作用。
6.2.5 对楼板上较小的孔洞,可将通过孔洞的钢筋或轻型钢切断,并应按照等强度设计的原则在孔洞边增设附加钢筋或轻型钢加强。
6.3 墙
6.3.1 当墙中采用轻型钢时,沿轻型钢受力方向不得进行冷加工。
6.3.2 剪力墙边缘构件内的纵向受力钢筋应采用热轧带肋钢筋。
6.3.3 作为墙体分布钢筋,墙体轻钢构架宜按下列原则划分安装单元:
1 宜将钢格构沿墙体竖向布置,水平方向应优先采用带肋钢筋;
2 墙厚相同时,采用同规格的轻型钢,并尽量减少安装单元的种类;
3 宜按楼层划分竖向安装单元。
6.3.4 上下层墙体轻钢构架的连接节点宜设置在楼层处,搭接连接钢筋宜选用带肋钢筋,且应与墙体轻钢构架中竖向的轻型钢或钢筋错开布置,搭接连接长度应符合本规程第6.1节的规定,且不应小于400mm或40d(d为竖向搭接连接钢筋直径)(图6.3.4)。对一、二级抗震等级的底部加强区,搭接连接筋的极限受拉承载力不应低于墙体竖向分布钢筋(包括轻型钢)的极限受拉承载力的1.15倍。
图6.3.4 上下层墙体轻钢构架的连接
1—楼板;2—轻钢构架竖向钢格构或分布钢筋;3—搭接连接钢筋
6.3.5 轻钢构架在墙体端部及门窗洞口两侧的构造应符合下列规定:
1 当不需抗震设防、墙体端部无暗柱或端柱时,可用现场绑扎的“U”形附加钢筋与墙体水平钢筋搭接连接。附加钢筋的间距宜与轻钢构架水平钢筋的间距相同,其直径可按等强度设计的原则确定(图6.3.5a);
2 当墙体端部设有暗柱时,可将轻钢构架的水平钢筋设在暗柱外侧,并将其中的水平分布钢筋弯成直钩锚入暗柱内(图6.3.5b),直钩长度为5d~10d,且不应小于50mm;当轻钢构架水平钢筋的端部设有垂直方向的竖向钢筋或轻型钢时,可不设直钩。对于相交墙体(图6.3.5c、d)及设有端柱(图6.3.5e)的情况,可将焊接网的水平钢筋直接伸入墙体相交处的暗柱或端柱中进行锚固。
轻钢构架在暗柱或端柱中的锚固长度,应符合本规程第6.1节的规定。
图6.3.5 轻钢构架在墙体端部的构造
1—轻钢构架横向轻型钢或钢筋;2—轻钢构架纵向钢格构或钢筋;3—附加连接钢筋;4—暗柱(墙);5—端柱
6.3.6 剪力墙端部及洞口两侧设置的边缘构件的范围及配筋构造要求,除符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。当剪力墙洞口尺寸较小时,洞口补强做法可按普通剪力墙构造处理。
6.3.7 墙体轻钢构架双排焊接网之间应设置拉结筋连接,其双向间距不宜大于600mm,直径不应小于6mm,在底部加强部位,约束边缘构件以外的拉结筋间距尚应适当加密。
6.3.8 当墙体轻钢构架包括连梁时,在满足本规程第6.1节相关构造规定的条件下,可将相应位置的轻型钢或钢筋用作部分连梁纵向受力钢筋。
7 施工技术
7.1 一般规定
7.1.1 施工单位应组织有关人员认真熟悉图纸,参加设计交底,提出会审意见;应与设计单位紧密配合,确定构造处理与实施要求。
7.1.2 施工单位应根据设计图纸和施工条件,结合轻钢构架固模混凝土工程特点编制施工组织设计、制定各专项施工技术方案;对机具选用、轻钢构架连接安装就位、混凝土作业及冬期施工等进行方案优选,切实做好充分准备。
7.1.3 施工测量、定位应符合现行国家标准《工程测量规范》GB 50026的有关规定。施工单位应根据建筑物的平面、立面、层数、高度、轻钢构架工程特点、场地情况和施工要求编制施工测量、定位方案。
7.1.4 施工单位应根据设计图纸的要求和实际加工、运输条件,绘制轻钢构架安装单元划分图及各安装单元组装详图。
7.1.5 施工单位操作人员应了解和掌握轻钢构架固模剪力墙结构施工的特点和要求。
7 施工技术
7.1 一般规定
7.1.1 施工单位应组织有关人员认真熟悉图纸,参加设计交底,提出会审意见;应与设计单位紧密配合,确定构造处理与实施要求。
7.1.2 施工单位应根据设计图纸和施工条件,结合轻钢构架固模混凝土工程特点编制施工组织设计、制定各专项施工技术方案;对机具选用、轻钢构架连接安装就位、混凝土作业及冬期施工等进行方案优选,切实做好充分准备。
7.1.3 施工测量、定位应符合现行国家标准《工程测量规范》GB 50026的有关规定。施工单位应根据建筑物的平面、立面、层数、高度、轻钢构架工程特点、场地情况和施工要求编制施工测量、定位方案。
7.1.4 施工单位应根据设计图纸的要求和实际加工、运输条件,绘制轻钢构架安装单元划分图及各安装单元组装详图。
7.1.5 施工单位操作人员应了解和掌握轻钢构架固模剪力墙结构施工的特点和要求。
7.2 轻钢构架及固模工程
7.2.1 轻钢构架安装应按下列步骤进行:
1 根据轻钢构架构件排列图,在基础或楼板上标出各轻钢构架墙体构件的定位控制线;
2 分单元组装,将各轻钢构架墙体构件直立入位;
3 固定轻钢构架墙体的水平支撑和安装支撑,调整墙体垂直度;
4 按照设计图纸的要求放置轻钢构架楼(屋)面构件,并与墙体构件临时连接;
5 采用轻钢构架固定角件封堵节点敞开部分;
6 按照设计图纸的要求预留孔洞和预埋管线并固定;
7 对轻钢构架安装工程进行验收。
7.2.2 轻钢构架墙体在层间高度内不宜有水平接缝。若必须设有水平接缝时,应征得设计单位同意,并提出加强措施。
7.2.3 轻钢构架的安装支撑宜采用可调节的模板支撑架,也可采用木方、钢管等组装而成的安装支撑。
7.2.4 轻钢构架组装单元,宜根据设计要求在工厂加工,工地条件许可时,也可在现场加工。轻钢构架组装单元在运输和吊装过程中应采取措施防止变形。
7.2.5 轻钢构架安装合格后,安装墙体的固模(或模板),固模应具有足够的强度、刚度,保证混凝土浇筑时不胀模。
7.2.6 当采用固模作为免拆面板时,固模材料与混凝土材料应有可靠的连接或粘接。
7.2.7 固模材料施工中应在面板上穿孔,双向孔距宜为300mm左右,孔径宜为5mm~10mm。
7.3 混凝土工程
7.3.1 混凝土应采用预拌混凝土。预拌混凝土应符合现行国家标准《预拌混凝土》GB/T 14902的规定。混凝土浇筑宜采用泵送入模、连续施工,并应符合国家现行标准《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T 10的规定。若采用现场搅拌混凝土时,宜采用强制式搅拌机,严格控制原材料质量和配合比。
7.3.2 混凝土应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的有关规定,根据混凝土强度等级、耐久性和工作性的要求进行配合比设计。
7.3.3 浇筑墙体混凝土时应均匀下料,当采用固模作为免拆面板时,应采取措施保证混凝土的密实,固模面板的孔中应有水泥浆溢出。
7.3.4 混凝土浇筑完毕后,应及时由专人按施工技术方案采取有效的养护措施。对普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,养护期不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,养护期不得少于14d。
7.3.5 混凝土的冬期施工应符合国家现行标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ 104和施工技术方案的规定。
7.3.6 楼板混凝土强度达到设计要求时方可继续施工上面一层。当设计无具体要求时,楼板的混凝土强度应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的相关规定,也可将楼板进行有效支撑后继续施工上面一层。
8 质量验收
8.1 一般规定
8.1.1 混凝土结构工程施工质量验收除符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。
8.1.2 在浇筑混凝土时,应对轻钢构架及其支撑体系进行观察和维护。发生异常情况时,应按施工技术方案及时进行处理。
8.1.3 轻钢构架支撑体系拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。施工期间的混凝土强度等级应根据同条件养护的标准尺寸试件的混凝土强度确定。
8.1.4 浇筑墙体和楼(屋)面混凝土前,应进行隐蔽工程验收,其内容包括:
1 轻钢构架、钢拉条及免拆面板品种、规格、数量、位置(间距)等;
2 钢筋的规格、数量、间距及锚固和搭接长度等;
3 各种预埋管线的规格、数量、位置等;
4 预埋件的规格、数量、位置等;
5 预留孔洞的尺寸、数量、位置等。
8.1.5 轻钢构架固模混凝土强度等级应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GB 50107的规定分批检验评定。
8.1.6 当混凝土中掺用外加剂或矿物掺和料时,应符合有关的国家标准、规范或规程。
8.1.7 轻钢构架的外观质量、技术性能要求及验收方法应按本规程附录B、附录C及附录D执行。
8 质量验收
8.1 一般规定
8.1.1 混凝土结构工程施工质量验收除符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。
8.1.2 在浇筑混凝土时,应对轻钢构架及其支撑体系进行观察和维护。发生异常情况时,应按施工技术方案及时进行处理。
8.1.3 轻钢构架支撑体系拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。施工期间的混凝土强度等级应根据同条件养护的标准尺寸试件的混凝土强度确定。
8.1.4 浇筑墙体和楼(屋)面混凝土前,应进行隐蔽工程验收,其内容包括:
1 轻钢构架、钢拉条及免拆面板品种、规格、数量、位置(间距)等;
2 钢筋的规格、数量、间距及锚固和搭接长度等;
3 各种预埋管线的规格、数量、位置等;
4 预埋件的规格、数量、位置等;
5 预留孔洞的尺寸、数量、位置等。
8.1.5 轻钢构架固模混凝土强度等级应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GB 50107的规定分批检验评定。
8.1.6 当混凝土中掺用外加剂或矿物掺和料时,应符合有关的国家标准、规范或规程。
8.1.7 轻钢构架的外观质量、技术性能要求及验收方法应按本规程附录B、附录C及附录D执行。
8.2 轻钢构架及固模安装工程
8.2.1 主控项目应符合下列规定:
1 轻钢构架的型号、规格及其支撑体系应符合设计图纸和施工技术方案的要求。
检查数量:全数检查。
检验方法:对照轻钢构架单元划分图和施工技术方案进行观察或钢尺检查。
2 轻钢构架产品的各组件及连接、外观质量,应符合产品标准的要求。
检查数量:按照进场的批次抽取轻钢构架数量的10%。
检查方法:对照产品标准的有关规定进行观察或钢尺检查。
3 轻钢构架中的钢拉条及连接件不得有锈蚀现象,钢格构表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈斑。如有上述缺陷应进行处理。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察。
4 固模(或模板)及其支撑体系应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载,对模板支撑体系应进行施工验算。固模面板上应有混凝土浆的溢出孔,数量和位置应符合要求。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察。
8.2.2 一般项目有:
1 浇筑混凝土前,轻钢构架构件内的杂物应清理干净。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察。
2 固定在轻钢构架上的预埋件、预留孔和预留洞不得遗漏,且应安装牢固,其偏差应符合表8.2.2-1的规定。
检查数量:全数检查。
检验方法:钢尺检查,观察。
表8.2.2-1 预埋件和预留孔洞的允许偏差(mm)
注:检查中心线位置时,应按纵、横两个方向量测,并取其中的较大值。
3 轻钢构架安装的偏差应符合表8.2.2-2的规定。
检查数量:按楼层、结构缝或施工段划分检验批。在同一检验批内应有代表性的自然间中抽查10%,且不少于3间;对于外墙,可按相邻轴线间距5m左右划分检查面抽查10%,且不少于3面。
表8.2.2-2 轻钢构架安装的允许偏差及检验方法
注:检查轴线位置时,应沿纵横两个方向量测,并取其中的较大值。
8.3 混凝土工程
8.3.1 主控项目应符合下列规定:
1 混凝土的强度等级必须符合设计要求。取样与试件留置、检验方法应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定。
检验方法:检查施工记录及试件强度试验报告。
2 混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。当需留有施工缝时,应按施工技术方案中对施工缝的要求进行处理。
检查数量:全数检查。
检查方法:观察,检查施工记录。
3 浇筑混凝土时,若采用固模作为混凝土墙体的免拆面板,浇筑混凝土后应有水泥浆溢出孔外。
检查数量:全数检查。
检查方法:观察,敲打。
8.3.2 一般项目应符合下列规定:
1 后浇带的位置及施工应按设计要求和施工技术方案确定和进行。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察、检查施工记录。
2 混凝土在浇筑初凝后,应将固模表面溢出的水泥浆抹平。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察。
3 墙体浇筑混凝土过程中,应按施工技术方案的要求注意轻钢构架内混凝土的流动性态。墙体转角处、墙体相交处及轻钢构架密集处等重点部位应注意插捣密实,必要时在固模外适度敲打。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察,检查施工记录。
4 混凝土浇筑完毕后,应由专人按施工技术方案及时采取有效地养护措施,并应符合下列规定:
1)在浇筑完毕后的12h以内对混凝土进行养护,养护时间不得少于7d;
2)浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;
3)当日平均气温低于5℃,不得浇水;
4)楼板混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在其表面上进行安装或其他施工。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察,检查施工记录。
8.4 轻钢构架固模剪力墙结构外观质量及尺寸偏差
8.4.1 主控项目应符合下列规定:
1 轻钢构架固模剪力墙结构的外观质量不应有严重缺陷;
2 对已经出现的严重缺陷,应由施工单位提出技术处理方案,并经监理(建设单位)、设计单位认可后进行处理;
3 对经处理的部位,应重新检查验收。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察,检查技术处理方案。
注:外观质量的严重缺陷应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定。
8.4.2 一般项目应符合下列规定:
1 轻钢构架固模剪力墙结构的外观质量不宜有一般缺陷。对已经出现的一般缺陷,应由施工单位按技术处理方案进行处理,重新检查验收。
检查数量:全数检查。
检验方法:观察,检查技术处理方案。
注:外观质量的一般缺陷应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定。
2 轻钢构架固模剪力墙结构不应有影响结构性能和使用功能的尺寸偏差。对超过尺寸允许偏差且影响结构性能和安装、使用功能的部位,应由施工单位提出技术处理方案,并经监理(建设单位)和设计单位认可后进行处理。对经处理的部位,应重新检查验收。
检查数量:全数检查。
检验方法:量测,检查技术处理方案。
3 轻钢构架固模剪力墙结构的尺寸偏差应符合表8.4.2的规定。
检查数量:按楼层、结构缝或施工段划分检验批。在同一检验批内,对于内墙应在有代表性的自然间中抽查10%,且不少于3间:对于外墙,可按相邻轴线间距5m左右划分检查面抽查10%,且不少于3面。对于电梯井,应全数检查。
表8.4.2 轻钢构架固模剪力墙结构尺寸允许偏差和检验方法
注:检查轴线位置时,应沿纵横两个方向量测,并取其中的较大值。
附录A 轻钢构架固模混凝土单向板最大裂缝宽度计算公式
A.0.1 轻钢构架固模混凝土单向板标准组合考虑荷载长期作用影响的最大裂缝宽度应按下列公式计算:
式中:ωmax——最大裂缝宽度(mm);
ψ——裂缝间纵向受拉钢筋(轻型钢)应变不均匀系数:当ψ<0.2时,取ψ=0.2;当ψ>1.0时,取ψ=1.0;对直接承受重复荷载的构件,取ψ=1.0;
σsk——按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋(轻型钢)应力;
Es——钢筋(轻型钢)弹性模量;
ƒtk——混凝土轴心抗拉强度标准值;
lcr——平均裂缝间距(mm),当lcr大于横向钢的间距时,取横向钢的间距;
ll——垂直于受拉钢筋(轻型钢)方向布置的轻型钢、箍筋或分布筋的间距;
c——最外层纵向受拉钢筋(轻型钢)外边缘至受拉区边缘的距离(mm);当c<20时取20;
ρte——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢材配钢率,当ρte<0.01时,取0.01;
Al——受拉区纵向轻型钢的最小净截面积;
As——受拉区纵向钢筋的截面积;
deq——受拉区纵向钢筋(轻型钢)的等效直径(mm);
di——受拉区第i种纵向钢筋(轻型钢)的等效直径(对于轻型钢按照相同面积的圆截面直径取值);
ni——受拉区第i种纵向钢筋(轻型钢)的根数;
vi——受拉区第i种纵向钢筋(轻型钢)的相对粘结特性系数,轻型钢和光圆钢筋取0.7,带肋钢筋取1.0;
Mk——按荷载效应的标准组合计算的弯矩值;
b——构件截面宽度;
h——构件截面高度;
h0——构件截面有效高度。
附录B 轻钢构架的外观质量要求和几何尺寸的允许偏差
B.0.1 轻钢构架外观质量检查应符合下列规定:
1 轻钢构架交叉点开焊数量不应超过整片构架交叉点总数的1%。并且任一根钢筋或轻型钢上开焊点数不得超过该根钢筋或轻型钢上交叉点总数的50%。轻钢构架最外边钢筋或轻型钢上的交叉点不得开焊。
2 轻钢构架表面不得有影响使用的缺陷,可允许有毛刺、表面浮锈以及因取样产生的钢筋局部空缺,但空缺必须用相应的钢筋补上。
B.0.2 轻钢构架几何尺寸的允许偏差应符合表B.0.2的规定,且轻钢构架中纵、横向钢筋或轻型钢的数量应符合设计要求。
表B.0.2 轻钢构架几何尺寸允许偏差
项目 | 允许偏差 |
轻钢构架的长度、宽度(mm) | ±25 |
网格的长度、宽度(mm) | ±10 |
对角线差(%) | ±1 |
注:1 当需方有要求时,经供需双方协商,轻钢构架长度和宽度的允许偏差可取±10mm。
2 表中对角线差系指轻钢构架最外边两个对角焊点连线之差。
附录C 轻钢构架的技术性能要求
C.0.1 轻钢构架中钢筋焊接网的技术性能指标应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T 1499.3和现行国家行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定。
C.0.2 轻钢构架中参与结构受力的轻型钢、钢格构的抗拉强度应符合相应标准中牌号钢材的规定,伸长率不小于8%。对钢格构,应取单肢进行拉伸试验。
C.0.3 墙体轻钢构架中参与结构受力的轻型钢、钢格构与横向钢筋之间焊点的抗剪力应不小于试样受拉轻型钢、单肢钢格构规定屈服力值的0.3倍。
C.0.4 试样两端焊接连接一定长度的钢筋后,轻钢构架中参与结构受力的轻型钢、钢格构的拉伸、抗剪试验方法可按现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T 1499.3和现行国家行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定进行。试样制作时,应注意尽量减小两端钢筋和中部轻型钢之间的偏心。
C.0.5 墙体轻钢构架中的轻型钢、钢格构可不进行弯曲试验。
附录D 轻钢构架的检查验收
D.0.1 轻钢构架中钢筋焊接网的检查验收应符合现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的规定。
D.0.2 轻钢构架中轻型钢、钢格构的现场(或提前在厂内)检查验收应符合下列规定:
1 轻钢构架应按批验收,每批重量不应大于30t。轻型钢、钢格构应由同一厂家、同一原材料来源、同一生产设备并在同一连续时段内生产,且截面相同。
2 每批轻钢构架应抽取5%(不小于3片)的网片,并按本规程附录B的要求进行外观质量和几何尺寸的检验。
3 轻型钢、钢格构的抗拉强度、伸长率、抗剪试验应符合本规程附录C的规定。
D.0.3 应从每批轻钢构架中随机抽取一张网片进行重量偏差检验,实际重量与理论重量的允许偏差为±4.5%。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑结构荷载规范》 GB 50009
《混凝土结构设计规范》 GB 50010
《建筑抗震设计规范》 GB 50011
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB 50018
《工程测量规范》 GB 50026
《混凝土强度检验评定标准》 GB 50107
《粉煤灰混凝土应用技术规程》 GBJ 146
《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB 50204
《钢结构工程施工质量验收规范》 GB 50205
《混凝土结构耐久性设计规范》 GB/T 50476
《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ 3
《混凝土泵送施工技术规程》 JGJ/T 10
《钢筋焊接及验收规程》 JGJ 18
《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ 55
《建筑工程冬期施工规程》 JGJ 104
《混凝土用水标准》 JGJ 63
《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》 JGJ 114
《碳素结构钢》 GB/T 700
《低合金高强度结构钢》 GB/T 1591
《钢筋混凝土用钢筋焊接网》 GB/T 1499.3
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 GB 1596
《碳钢焊条》 GB/T 5117
《低合金钢焊条》 GB/T 5118
《预拌混凝土》 GB/T 14902
《建筑结构用钢板》 GB/T 19879
《自密实混凝土应用技术规程》 CECS 203
中国工程建设协会标准
轻钢构架固模剪力墙结构技术规程
CECS 283:2010
条文说明
1 总 则
1.0.1 自2001年承担建设部科研攻关项目(01-2-076)“钢结构居住建筑成套技术开发”的研究工作、开始,清华大学一直希望能够开发出一种新型住宅结构体系,以实现产业化的住宅建设方式。目前,清华大学研发并推向市场的轻钢构架固模混凝土剪力墙结构体系是现阶段切实可行的产业化住宅体系之一。
为了使轻钢构架固模混凝土结构设计有据可依,制定本规程是非常必要的。
1.0.2 本规程的适用对象主要为高层建筑结构,同时也可适用于多层建筑结构。轻钢构架固模混凝土构件主要用于墙体和楼(屋)面板,因此主要用于剪力墙结构体系中,房屋的类型主要为住宅,也可以用于办公楼、宾馆等以墙体承重为主的建筑中。
1.0.3 轻钢构架固模剪力墙结构体系的推广优势在于其预制钢构件可以大规模工业化生产且加工简单,所以其结构设计应考虑标准化、模数化,以方便工业化制作和安装,以便充分发挥其体系的优势。
1.0.4 本规程只对轻钢构架固模剪力墙结构设计作出相关规定,房屋的建筑设计、建筑节能及热工设计,尚应符合现行有关国家标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.2 整体式轻型钢格构可有以下两种形式(图1):
图1 整体式轻型钢格构
图(a)所示的整体式轻型钢格构的中间缀条对两个分肢的拉结作用比图(b)的要好,故宜优先选用图(a)所示的平面外拉伸的轻型钢格构。
2.1.3 当墙体轻钢构架中采用钢筋焊接网时,沿轻型钢格构垂直方向的钢筋兼作拉条使用。
2.1.4 轻钢构架中的受力钢可以全部采用轻型钢格构,可采用轻型钢格构与焊接钢筋网的同向钢筋交替放置形成组合式钢架(图2)。
2.1.5 固模主要用在混凝土墙体侧面及楼(屋)面板的底面。保温型轻钢构架固模混凝土墙体的保温材料与轻钢构架一同安装制作时,保温材料也作为固模使用。
2.1.6 轻钢构架也可不使用固模而配合传统的模板浇筑混凝土形成轻钢构架混凝土构件。
轻钢构架固模混凝土构件(墙体)未浇筑混凝土之前的示意图如图2所示:
图2 轻钢构架固模混凝土墙体示意图
图2中钢筋焊接网中的水平钢筋兼作轻型钢格构间的“拉条”使用。
图2中轻型钢格构、钢筋焊接网组成的格构式钢架称为“轻钢构架”。
3 材 料
3.1 轻钢构架及固模
3.1.1 用于制作钢格构的钢材的选用,应依照现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB 50018的规定。钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T 19879的规定。当采用进口钢材或未列入现行国家标准的其他钢材,应符合有关标准规定的要求。
3.1.4 固模应具有足够的强度、刚度,保证混凝土浇筑时不胀模。固模还应具有合适的吸水率,以保证固模能与混凝土很好的粘接,防止空鼓;同时应保证固模吸水后强度降低不大。
轻钢构架固模混凝土墙体较薄,混凝土采用自密实或流动性较大的普通混凝土,浇注过程中无需内部振捣,因此面板上应留有一定数量的透气孔,以保证混凝土浇筑密实,避免出现内部空洞和蜂窝。
3.1.5 墙体的保温材料可以在混凝土浇筑前与轻钢构架一同安装制作,便于工厂化生产加工。保温材料及保温层的厚度应由建筑热工根据有关建筑节能设计标准确定。
3 材 料
3.1 轻钢构架及固模
3.1.1 用于制作钢格构的钢材的选用,应依照现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB 50018的规定。钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《建筑结构用钢板》GB/T 19879的规定。当采用进口钢材或未列入现行国家标准的其他钢材,应符合有关标准规定的要求。
3.1.4 固模应具有足够的强度、刚度,保证混凝土浇筑时不胀模。固模还应具有合适的吸水率,以保证固模能与混凝土很好的粘接,防止空鼓;同时应保证固模吸水后强度降低不大。
轻钢构架固模混凝土墙体较薄,混凝土采用自密实或流动性较大的普通混凝土,浇注过程中无需内部振捣,因此面板上应留有一定数量的透气孔,以保证混凝土浇筑密实,避免出现内部空洞和蜂窝。
3.1.5 墙体的保温材料可以在混凝土浇筑前与轻钢构架一同安装制作,便于工厂化生产加工。保温材料及保温层的厚度应由建筑热工根据有关建筑节能设计标准确定。
3.2 混 凝 土
3.2.1 混凝土的物理力学性能和强度设计指标,均应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定,此处不一一列出。
对有耐久性要求的结构构件,混凝土的选用尚应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的规定。
3.2.2 流动性较大的混凝土是指其塌落度大于150mm。
室外及地下结构墙体,不适合采用轻钢构架固模混凝土墙体时,可采用普通钢筋混凝土墙,其混凝土采用普通混凝土。
3.2.3 自密实混凝土可掺入粉煤灰、高炉矿渣等活性矿物掺合料,其技术性能指标也应符合现行协会标准《自密实混凝土应用技术规程》CECS 203的相关规定。
3.2.5 当不用预拌混凝土而在现场搅拌混凝土时,加粉煤灰可以控制混凝土塌落度。
3.3 钢 筋
3.3.1 钢筋的物理力学性能和强度设计指标,均应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定,此处不一一列出。
用作拉条及钢筋焊接网的钢筋,尚应符合现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定。
4 结构设计
4.1 一般规定
4.1.1 本规程根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定采用概率极限状态设计方法。具体设计计算极限状态分类、分项系数取值按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010。
4.1.2 本条强调结构设计中结构体系设计的重要性,并根据轻钢构架固模剪力墙结构的特点强调了应考虑的基本内容,包括结构方案、构造要求、构件加工、施工工序及性能设计等。轻钢构架在施工阶段为模板的支撑,在受力阶段与钢筋共同构成受力钢。
轻钢构架固模剪力墙结构体系可形成完整的结构(地下室除外),在一栋建筑中全部采用此结构体系有利于施工和建筑工业化。轻钢构架固模混凝土楼板可单独与普通钢筋混凝土结构或钢结构混合使用;轻钢构架固模混凝土墙体在有可靠设计依据时方可作为剪力墙与普通钢筋混凝土结构或钢结构混合使用。
4.1.3 对于错层或楼板有高差处,不适合采用轻钢固模混凝土结构构件的,局部宜采用普通现浇钢筋混凝土结构。
4.1.4 因较少工程经验,对较高设防烈度的结构在总高度和高宽比上予以适当限制,在工程应用经验丰富时再考虑放宽。
4.1.5 轻钢构架固模剪力墙结构与钢筋混凝土剪力墙结构在受力要求上是相同的,除本规程规定的特殊要求以外,均应符合相关国家规范和行业标准中对钢筋混凝土剪力墙的规定。
4 结构设计
4.1 一般规定
4.1.1 本规程根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定采用概率极限状态设计方法。具体设计计算极限状态分类、分项系数取值按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010。
4.1.2 本条强调结构设计中结构体系设计的重要性,并根据轻钢构架固模剪力墙结构的特点强调了应考虑的基本内容,包括结构方案、构造要求、构件加工、施工工序及性能设计等。轻钢构架在施工阶段为模板的支撑,在受力阶段与钢筋共同构成受力钢。
轻钢构架固模剪力墙结构体系可形成完整的结构(地下室除外),在一栋建筑中全部采用此结构体系有利于施工和建筑工业化。轻钢构架固模混凝土楼板可单独与普通钢筋混凝土结构或钢结构混合使用;轻钢构架固模混凝土墙体在有可靠设计依据时方可作为剪力墙与普通钢筋混凝土结构或钢结构混合使用。
4.1.3 对于错层或楼板有高差处,不适合采用轻钢固模混凝土结构构件的,局部宜采用普通现浇钢筋混凝土结构。
4.1.4 因较少工程经验,对较高设防烈度的结构在总高度和高宽比上予以适当限制,在工程应用经验丰富时再考虑放宽。
4.1.5 轻钢构架固模剪力墙结构与钢筋混凝土剪力墙结构在受力要求上是相同的,除本规程规定的特殊要求以外,均应符合相关国家规范和行业标准中对钢筋混凝土剪力墙的规定。
4.2 结构计算
4.2.3 墙板元是现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3推荐的剪力墙三种计算模型之一,在进行高层固模钢架混凝土结构的整体计算时本规程推荐采用空间杆-墙板元计算模型,该计算模型由于墙板元完全符合剪力墙的受力特点,而且未知量少,变形协调条件满足平截面假定,因此计算精度优于一般有限元方法,而且计算速度快。
4.2.4 在不影响连梁承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂,降低刚度,将内力转移到墙体上。当折减较多时,梁内的轻型钢仅起抗裂作用,忽略其受力。在计算结构整体变形时,可不折减。
5 构件设计计算
5.1 一般规定
5.1.1 墙体和楼板均采用轻型钢格构作为骨架。受加工条件限制,轻型钢格构的最小截面高度一般不小于70mm,因此墙体和楼板的厚度不能太小。为保证墙体施工中有充分的位置进行连接,墙厚不应太小。
5.1.2 轻钢构架固模混凝土构件之间的连接应安全、可靠、合理,构件计算时采用的边界条件应与实际相符。
5 构件设计计算
5.1 一般规定
5.1.1 墙体和楼板均采用轻型钢格构作为骨架。受加工条件限制,轻型钢格构的最小截面高度一般不小于70mm,因此墙体和楼板的厚度不能太小。为保证墙体施工中有充分的位置进行连接,墙厚不应太小。
5.1.2 轻钢构架固模混凝土构件之间的连接应安全、可靠、合理,构件计算时采用的边界条件应与实际相符。
5.2 剪力墙计算
5.2.1 轻钢构架固模剪力墙结构与钢筋混凝土剪力墙结构的结构计算方法一致。
5.2.3 剪力墙的施工缝截面抗剪承载力验算参照了现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的有关规定,并考虑局部可设置穿过墙体根部且锚固可靠的竖向型钢,并参与抗剪计算。对于轻钢构架固模剪力墙结构对施工缝处的要求要高于普通钢筋混凝土剪力墙。试验表明按照此公式计算具有较高的安全储备。
5.3 楼板计算
5.3.2 楼(屋)面板的裂缝和挠度计算中均考虑了受拉区纵向轻型钢参与受力计算,其计算结果与试验结果吻合较好。考虑固模的有利作用时,应保证固模与混凝土表面紧密结合。
6 构造规定
6.1 一般规定
6.1.2 现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T 1499.3规定:“钢筋焊接网焊点的抗剪力应不小于试样受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍”。当墙体轻钢构架中钢筋与横向轻型钢、钢格构之间焊点的抗剪力小于试样受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍时,不应考虑轻型钢、钢格构对钢筋锚固的有利作用而减小钢筋的锚固长度。
6.1.3 最小锚固长度参考行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定确定。表6.1.3中锚固长度是根据冷拔光面钢筋CPB550焊接网的试验结果确定的,本规程轻型钢一般采用Q235、Q345,且比表面积更大,锚固长度可以满足受力要求。一般轻型钢表面均为光面,横向的钢筋或轻型钢承担绝大部分拉力。为确保锚固的可靠性,并简化锚固构造,对截面面积相等的轻型钢的锚固长度,本规程统一取值。
6.1.7 轻钢构架最大长度与宽度的限制,主要考虑机械设备的加工能力和运输条件的限制。
6 构造规定
6.1 一般规定
6.1.2 现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T 1499.3规定:“钢筋焊接网焊点的抗剪力应不小于试样受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍”。当墙体轻钢构架中钢筋与横向轻型钢、钢格构之间焊点的抗剪力小于试样受拉钢筋规定屈服力值的0.3倍时,不应考虑轻型钢、钢格构对钢筋锚固的有利作用而减小钢筋的锚固长度。
6.1.3 最小锚固长度参考行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定确定。表6.1.3中锚固长度是根据冷拔光面钢筋CPB550焊接网的试验结果确定的,本规程轻型钢一般采用Q235、Q345,且比表面积更大,锚固长度可以满足受力要求。一般轻型钢表面均为光面,横向的钢筋或轻型钢承担绝大部分拉力。为确保锚固的可靠性,并简化锚固构造,对截面面积相等的轻型钢的锚固长度,本规程统一取值。
6.1.7 轻钢构架最大长度与宽度的限制,主要考虑机械设备的加工能力和运输条件的限制。
6.2 板
6.2.2 轻型钢、钢格构对提高轻钢构架的整体刚度是至关重要的,但其强度一般较低,相比较而言,多采用高强度的钢筋是经济合理的。
6.2.4 应综合考虑如下因素进行楼板安装单元的划分:尽量减少钢格构的规格以便于钢格构的工厂化生产;尽量减少安装单元的种类以方便轻钢构架的加工;方便运输和吊装;方便现场连接并且满足安全性要求。
6.2.5 楼板开洞构造同普通楼板,当楼板上孔洞的直径或较大边长不大于1m,且孔洞周边无集中荷载时,可在洞边增设附加筋或轻型钢加强。
6.3 墙
6.3.3 一般居住建筑层高在3.3m以内,以楼层作为竖向安装单元便于施工。
6.3.5 参考现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定确定。图6.3.5中暗柱或端柱阴影部分的含义及范围与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011一致。
6.3.6 轻钢构架固模剪力墙结构体系,其边缘构件的设置、构造等均应符合现行国家及行业标准的规定。当剪力墙洞口尺寸较小时,洞口补强纵筋或补强暗梁做法可按普通剪力墙构造处理。
6.3.7 当轻型钢格构采用条文说明第2.1.2条中图1(a)所示“带钢经平面外拉伸形成”的形式时,可考虑钢格构的两肢之间拉结缀条的拉结作用,拉结钢筋的间距可适当加大;当轻型钢格构采用条文说明第2.1.2条中图1(b)所示“带钢经平面内拉伸形成”的形式时,可不考虑钢格构的两肢之间拉结缀条的拉结作用。
7 施工技术
7.1 一般规定
7.1.4 轻钢构架安装单元划分图及各安装单元加工详图是现场安装、工厂加工的依据,应认真做好二次设计工作。
7.1.5 由于是一种相对新型的施工工艺,需要对操作人员进行认真的技术培训,这是保证施工质量的关键。
7 施工技术
7.1 一般规定
7.1.4 轻钢构架安装单元划分图及各安装单元加工详图是现场安装、工厂加工的依据,应认真做好二次设计工作。
7.1.5 由于是一种相对新型的施工工艺,需要对操作人员进行认真的技术培训,这是保证施工质量的关键。
7.2 轻钢构架及固模工程
7.2.2 水平施工缝很难处理好,因此应尽量避免。
7.2.5 固模在综合考虑质量与性价比的基础上,也可以采用其他合适的材料。
7.3 混凝土工程
7.3.4 当采用其他品种水泥或使用其他的外加剂时,混凝土的养护期应根据所采用水泥的技术性能或外加剂的技术性能确定。
8 质量验收
8.2 轻钢构架及固模安装工程
8.2.1、8.2.2 轻钢构架安装比较重要,因此需要全部检查后方可进行下一道工序。
8 质量验收
8.2 轻钢构架及固模安装工程
8.2.1、8.2.2 轻钢构架安装比较重要,因此需要全部检查后方可进行下一道工序。
8.3 混凝土工程
8.3.1 混凝土墙所用模板,采用免拆面板时,应在面板上穿孔,以保证和检查混凝土密实度,若采用可拆模板时与普通混凝土要求相同。
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