中华人民共和国行业标准
钢框架内填墙板结构技术标准
Technical standard for steel frames filling with wall
JGJ/T 490-2021
备案号 J 1632-2021
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 2 1 年 1 0 月 1 日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
2021年 第110号
住房和城乡建设部关于发布行业标准《钢框架内填墙板结构技术标准》的公告
现批准《钢框架内填墙板结构技术标准》为行业标准,编号为JGJ/T 490-2021,自2021年10月1日起实施。
本标准在住房和城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑出版传媒有限公司出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2021年6月30日
前言
根据《住房城乡建设部关于印发2014年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2013]169号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,在广泛征求意见的基础上,编制了本标准。
本标准主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.设计基本规定;4.材料;5.结构布置和结构分析;6.构件设计和刚度计算;7.连接设计;8.构件的加工制作与施工;9.钢结构防护;10.验收。
本标准由住房和城乡建设部负责管理,由中国建筑标准设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议,请寄送:中国建筑标准设计研究院有限公司(地址:北京市海淀区首体南路9号主语国际2号楼,邮编:100048)。
本标准主编单位:中国建筑标准设计研究院有限公司
本标准参编单位:广西五鸿建设集团有限公司
浙江大学
苏州科技大学
清华大学
杭萧钢构股份有限公司
陕西建工机械施工集团有限公司
广东海龙建筑科技有限公司
贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司
北京艺成园装修设计有限公司
本标准主要起草人员:郁银泉 顾强 童根树 郭彦林 王喆 孙国华 杨强跃 李存良 张宗军 陈雨嘉 蔡立宗 王琼 赵宝军 韦勇群 王念恋 赵凤杰 李梦凡
本标准主要审查人员:范重 李国强 章一萍 牟在根 张惠江 祝磊 黄锐 田春雨 梁佶
1 总则
1.0.1 为了在多高层建筑中合理应用钢框架内填墙板结构,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,制定本标准。
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1.0.2 本标准适用于多高层钢框架内填钢筋混凝土墙板及多高层钢框架内填竖缝钢筋混凝土墙板结构的设计、加工制作、施工与验收。
本标准不适用于建造在危险地段以及发震断裂最小避让距离内的钢框架内填墙板结构。
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1.0.3 钢框架内填墙板结构的设计、加工制作、施工与验收除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
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2.1 术语
2.1.1 钢框架内填混凝土墙板结构 steel frame filling with reinforced concrete wall
由钢梁与钢柱(或钢管混凝土柱)组成钢框架,并在钢框架面内设置作为抗侧力构件的混凝土墙板而形成的结构,能够承担弯矩、竖向轴力和水平剪力,通过连接构造使墙板仅承受水平力。墙板与钢框架梁由界面抗剪键连接,墙板与钢柱可通过抗剪连接键连接或不连接。
2.1.2 钢筋混凝土预制墙板 precast concrete wall
在工厂或现场预先制作的钢筋混凝土墙。
2.1.3 带竖缝混凝土墙 reinforced concrete shear wall with slits
带有局部竖缝的钢筋混凝土墙板,通过竖缝段的弯剪屈服提供抗剪承载力,相比剪切破坏,具有较好延性。
2.1.4 界面抗剪键 interfacial shear connector
将内填墙与钢框架的梁或柱连接起来,使两者之间能够传递内力并共同工作的零件,一般为栓钉。
2.1.5 剪切膜单元 shear membrane element
只承受剪力的单元,在整体模型中四个角点必须与梁柱构件相连。
2.1.6 拉压刚度折减单元 element with reduced tension and compression stiffness
为了模拟墙板不承受或少量承受竖向轴力和弯矩,对正常的各向同性的平面应力单元的物理矩阵中的两个相互垂直方向上的拉压刚度乘以小于1的折减系数,这样得到的平面应力单元。
2.1.7 自复位能力 resilient capability
在一定的变形范围内,水平力作用后结构整体恢复到原先位置的能力。
2.1.8 边缘加强带 strengthened interface
为了保证界面抗剪键能够得到混凝土良好的包裹作用,保证界面抗剪强度,对界面抗剪键附近的混凝土增配钢筋和加密箍筋所形成的边缘带。
2.2 符号
2.2.1 作用及作用效应
Gi——第i层重力荷载设计值;
Gj——第j层的重力荷载代表值;
M——内填墙板所承受的设计弯矩;
MpR——半刚性连接的塑性抗弯承载力;
N——钢柱轴向压力设计值;
N1——缝间墙宽度传给钢梁腹板的竖向力;
Ntc——单个栓钉抗拉承载力;
Nv——栓钉所受剪力设计值;
Nvc——单个栓钉抗剪承载力;
∑Nvc——角部加强板预埋在混凝土墙内栓钉提供的抗剪能力;
Rd——结构抗力;
Sd——不考虑地震作用时,荷载组合的效应设计值;
SE——考虑多遇地震作用时,荷载和地震作用组合的效应设计值;
Sk——荷载效应组合标准值;
V——剪力设计值;
V1——单肢缝间墙板的剪力设计值;
Vb,FEM——结构内力分析墙板采用不承担竖向荷载的剪切膜单元时框架梁的剪力;
Vd——墙肢拼接竖缝抗剪承载力设计值;
VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;
VGv——重力产生的梁端剪力设计值;
Vh——墙板-钢柱界面剪力;
Vj——梁柱连接的竖向抗剪承载力;
Vk——墙板剪切承载力标准值;
Vs——墙板的水平剪力设计值;
Vu1——单肢缝间墙弯曲破坏时最大抗剪承载力;
Vw——内嵌墙水平抗剪承载力的标准值;
Vy1——分缝间墙受拉纵筋屈服时的抗剪承载力。
2.2.2 材料性能及抗力
B1——缝间墙抗弯刚度;
EIb——钢梁抗弯刚度;
Ec——混凝土弹性模量;
EJd——结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值;
fck——混凝土抗压强度标准值;
fshyk——水平横向钢筋强度标准值;
ft——混凝土抗拉强度设计值;
ftk——混凝土抗拉强度标准值;
fv——梁腹板或加强板钢材的抗剪强度设计值;
fy——纵向受拉钢筋强度设计值;
fyb——钢梁钢材的屈服强度;
fyc——柱钢材的屈服强度;
fyk——纵向受拉钢筋强度标准值;
fyv——钢筋抗拉强度设计值;
fyvk——水平钢筋抗拉强度标准值;
K0——半刚性连接的初始转动刚度;
Ku——缝间墙达到弯曲最大承载力时墙板的整体抗侧移刚度;
Ky——缝间墙纵筋屈服时墙板的整体抗侧移刚度。
2.2.3 几何参数
Ac——抵抗剪力的混凝土截面积;
Ag——墙板毛截面面积;
As——缝间墙所配纵向受拉钢筋截面积;
Ash——配置在同一水平截面内的水平分布钢筋的全部截面面积;
Asv——配置在同一截面箍筋各肢的全部截面积;
a1——墙肢内受拉钢筋截面形心至缝间墙边缘的距离;
b——墙板宽度;
bv——梁柱节点部角部加强板的宽度;
c——高强螺栓中心到连接件边缘的距离;
d0——高强螺栓孔径;
ew、ef——高强螺栓中心到连接件或工字形梁腹板和翼缘的垂直距离;
H——房屋高度;
h——层间墙高度;
h0——墙截面有效高度;
h1——竖缝的高度;
hbw——钢梁腹板的高度;
hsol——实体墙部分的高度;
hv1、hv2——用于加强梁端截面抗剪强度的角部抗剪加强板的高度;
ln——框架梁净跨;
l1——竖缝墙墙肢宽度,含缝宽;
l0——单肢缝间墙的净宽;
L——跨度,是柱形心轴到柱形心轴的距离;
Lb——钢梁跨度;
Lw——墙板的净宽;竖缝时扣除缝宽;
lc——槽钢长度;
ln ——钢梁净跨度;
s——沿竖缝墙高度方向的箍筋间距;
sv——水平分布钢筋的竖向间距;
t——墙板厚度;
tbw——钢梁腹板厚度;
tc——混凝土墙厚度;
teq——竖缝墙等效成同强度等级的实体墙的厚度;
tv——梁柱节点角部加强板的厚度;
tw——钢梁腹板厚度;
Wpc、Wpb——柱、梁截面塑性模量;
ωb——承受竖向力的腹板宽度;
x——缝间墙缝根截面混凝土的受压区高度;
x1——轴力最大连接件到中和轴的距离;
xi——第i个连接件到中和轴的距离;
△ue——多遇地震作用标准值或风荷载标准值产生的侧移;
θ——层间侧移角。
2.2.4 计算系数及其他
[C]——结构或构件达到正常使用要求的变形容许值;
ks——竖向约束力对实体墙斜截面抗剪承载力影响系数;
n——结构计算总层数;
n1——墙肢的数量;
ns——钢梁与墙板连接栓钉的数量;
β——增强系数;
γ——抗剪栓钉抗拉强度最小值与屈服强度之比;
γ0——结构重要性系数;
γRE——墙板的承载力抗震调整系数;
ξ——考虑剪切变形影响的刚度修正系数;
η——强柱系数;
ηj、ηw——超强系数;
ηv——剪力设计值调整系数;
λ——剪跨比;
λs——剪应力不均匀修正系数;
μ——摩擦系数;
ρ——缝间墙受拉纵向钢筋的配筋率;
ρ1——截面配筋系数,是单侧纵筋抗拉强度设计值与截面混凝土抗压强度设计值的比值;
ρsh——墙板水平横向钢筋配筋率;
ψ1——栓钉在循环荷载作用下的强度折减系数;
φ——稳定系数。
3 设计基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 钢框架内填墙板结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068和《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定。
3.1.2 钢框架内填墙板结构应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定确定其抗震设防类别。
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3.1.3 钢框架内填墙板结构承载能力应满足下列公式要求:
不考虑地震作用时:
考虑多遇地震作用时:
式中:γ0——结构重要性系数;
Sd——不考虑地震作用时,承载力极限状况下作用组合的效应设计值;
SE——考虑多遇地震作用时,承载力极限状况下地震作用组合的效应设计值;
Rd——结构抗力;
γRE——承载力抗震调整系数,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定取值。
3.1.4 钢框架内填墙板结构正常使用极限状态应满足下式规定:
式中:[C]——结构或构件达到正常使用要求的变形容许值;
Sk——荷载作用组合的效应标准值。
3.1.5 在风荷载或多遇地震标准值作用下,考虑本标准第5.3节规定的刚度折减后,钢框架内填墙板结构的弹性层间位移角限值宜按表3.1.5采用。
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3.1.6 在罕遇地震作用下,钢框架内填墙板结构的弹塑性层间位移角限值宜按表3.1.6采用。
3.1.7 钢框架内填墙板结构的整体稳定性应满足下式要求:
式中:Gi——第i楼层重力荷载设计值(kN);
H——房屋高度(mm);
EJd——结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度(kN·mm2),可按倒三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则,将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件的等效侧向刚度。
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3.2 荷载效应
3.2.1 钢框架内填墙板结构的荷载标准值、荷载分项系数、荷载组合及组合值系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定执行。
3.2.2 结构的承载能力极限状态设计应采用荷载的基本组合,正常使用极限状态设计应采用荷载的标准组合进行计算。
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3.2.3 钢框架内填墙板结构抗震计算时的阻尼比,在多遇地震下可取0.04,在罕遇地震下可取0.05。
3.2.4 结构按多遇地震进行抗震变形验算时,可不计入与风荷载效应的组合;进行罕遇地震作用验算时竖向荷载宜取重力荷载代表值,且不应计入风荷载效应的组合。
3.2.5 当结构质量和刚度的分布基本对称时,可沿结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
3.2.6 质量和刚度分布明显不对称的结构,应计算双向水平地震作用并计入扭转的影响。
3.2.7 钢框架内填墙板结构在多遇地震作用下任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:
式中:VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力(kN);
λ——剪力系数,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行;
Gj——第j层的重力荷载代表值(kN);
n——结构计算总层数。
3.2.8 地震作用及抗震计算除应符合本标准外,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
023'>《钢框架内填墙板结构技术标准[附条文说明]》JGJ/T 490-2021本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对于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
1 《建筑结构荷载规范》GB 50009
2 《混凝土结构设计规范》GB 50010
3 《建筑抗震设计规范》GB 50011
4 《钢结构设计标准》GB 50017
5 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068
6 《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153
7 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204
8 《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205
9 《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223
10 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300
11 《钢结构焊接规范》GB 50661
12 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666
13 《钢结构工程施工规范》GB 50755
14 《碳素结构钢》GB/T 700
15 《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228
16 《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229
17 《钢结构用高强度垫圈》GB/T 1230
18 《钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231
19 《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
20 《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1
21 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632
22 《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117
23 《热强钢焊条》GB/T 5118
24 《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》GB/T 5293
25 《六角头螺栓 C级》GB/T 5780
26 《六角头螺栓》GB/T 5782
27 《熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝》GB/T 8110
28 《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1
29 《建筑构件耐火试验方法》GB/T 9978.1~9978.9
30 《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》GB/T 10045
31 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433
32 《埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》GB/T 12470
33 《多功能钢铁表面处理液通用技术条件》GB/T 12612
34 《建筑用压型钢板》GB/T 12755
35 《钢结构防火涂料》GB 14907
36 《熔化焊用钢丝》GB/T 14957
37 《热强钢药芯焊丝》GB/T 17493
38 《建筑结构用钢板》GB/T 19879
39 《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1
40 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3
41 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55
42 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99
43 《高强混凝土应用技术规程》JGJ/T 281
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