1总 则
1 总 则
1.0.1 为在轻板结构的设计、施工及验收中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本标准。
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1.0.1 发展装配式建筑是实现节能环保、提高建筑质量水平、实现建筑业升级换代的有效措施。轻板结构是以轻质墙板和轻质楼板为构件单元,在现场拼装而成的装配式建筑结构体系。
轻质墙板和轻质楼板以轻质混凝土为基材,配置钢筋、钢丝网、型钢或薄壁型钢,在工厂预制而成。钢筋、钢丝、型钢或薄壁型钢与轻质混凝土能协同工作,发挥两种材料的各自优势,与钢结构相比可节省钢材,与钢筋混凝土结构相比可减轻结构自重。轻质混凝土材料还具有较好的热工性能,墙体保温隔热性能优于普通混凝土和砌体结构,更加节能。工厂预制可实现墙体的结构、保温、装饰一体化,提高建筑装配化水平,提高建筑品质。
楼板、墙体均在工厂预制,现场拼装,工业化程度高,现场基本不需要模板,节材、节水、节能,减少建筑垃圾,实现了建筑工业化和绿色施工,符合建筑行业发展需求,近年来在新农村建设、别墅等项目中大量使用。制定本标准的目的是为了规范轻板结构的材料技术参数,给出设计、施工和验收方法,促进该建筑结构体系合理应用和健康发展。
1.0.2 本标准适用于民用建筑抗震设防烈度为6度至8度地区的标准设防类和适度设防类,单层和2层轻板结构的设计、施工及验收。
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1.0.2 本条明确了本标准的适用范围。轻板结构中的轻质混凝土强度相对较低,所配置的钢筋直径小,或以配置焊接钢丝网或薄壁型钢为主,因此不适合建造高层建筑。经过系列结构试验研究证明,轻板结构用于2层及以下建筑是安全的,且能够满足8度及以下设防抗震烈度要求;轻板结构在3层~4层建筑中也有应用,但是,应用相对较少,经验较少。由于轻板结构体系的主要抗侧力依靠墙体,因此该结构适用于建造住宅、公寓、小开间公共建筑。轻板也可用于多层和高层建筑中的隔墙、外围护墙和楼板,其设计、施工和验收可参照本标准。
1.0.3 轻板结构的设计、施工及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。
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1.0.3 轻板结构的受力与砌体结构类似,轻板的制作与普通混凝土构件相近,因此,在轻板结构的设计、施工及验收时,除执行本标准外,尚应参照砌体结构和普通混凝土结构的相关规范,另外,轻板的连接技术也在不断完善,也应该符合装配式建筑的相关标准要求。
2术语和主要符号
2.1 术 语
2.1 术 语
2.1.1 轻板结构 light-weight panel structure
采用轻质墙板、轻质楼板(屋面板)作为结构受力构件,现场装配并可靠连接形成的房屋建筑结构。
2.1.2 轻板 light-weight panel
以泡沫混凝土、聚苯颗粒混凝土、蒸压加气混凝土或轻骨料混凝土为基材,配置钢筋、钢丝网、型钢或薄壁型钢等形成的轻质混凝土预制板。
2.1.3 轻质墙板 light-weight wall panel
竖向安装,用作墙体的轻板。
2.1.4 轻质楼板(屋面板) light-weight floor/roof panel
水平安装,用做楼板(屋面板)的轻板。
2.1.5 轻质隔墙板 light-weight partition panel
除墙板自重外不承受其他竖向荷载的轻质混凝土内隔墙板。
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轻板结构是行业内的一种习惯性叫法,虽然“轻板”中没有明确轻质混凝土,一般专指轻质混凝土预制的轻板,而轻板结构就是轻质混凝土预制板装配成的房屋结构。本节所列术语参照了《墙体材料术语》GB/T 18968-2019。
轻骨料混凝土是用轻粗骨料、轻细骨料或普通砂、水泥和水配制成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土,当用于轻板结构时,密度一般不大于1600kg/m3。《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383-2015中给出轻混凝土定义,也就是轻质混凝土的定义:干密度不大于1600kg/m3的泡沫混凝土或聚苯颗粒混凝土,轻骨料混凝土、泡沫混凝土或聚苯颗粒混凝土都可用于制造轻板。蒸压加气混凝土是以水泥、石灰、硅砂为主要原料,以铝粉为发气剂,经过高温高压蒸汽养护而成的多孔混凝土材料,简称ALC(或NALC),密度一般不大于900kg/m3。
轻板按使用部位可分为轻质墙板和轻质楼板(屋面板),按板型可分为轻质大型板和轻质条板。
轻板可以预制成大型板,见图1;也可以预制成条板,见图2。蒸压加气混凝土轻板见图3,可以是条板;也可以叠合一层普通混凝土预制成大板作为楼板或屋面板,见图4。
轻板也可以在内部或外侧叠合保温材料,或采用其他无机材料制成轻型板材,原则上满足本标准各项技术要求的轻质板材都可以用于轻板结构。
板型分类参考了《墙体材料术语》GB/T 18968-2019,将墙板分为条板和大型板。
2.2 主要符号
2.2 主要符号
2.2.1 材料性能
Ec——轻质混凝土弹性模量;
fck、fc——轻质混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;
ftk、ft——轻质混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值。
2.2.2 作用、作用效应及承载力
M——轻质楼板(屋面板)弯矩设计值;
Md——轻质楼板(屋面板)受弯承载力设计值;
N——轻质墙板竖向压力设计值;
Nd——轻质墙板不考虑高厚比影响的轴心受压承载力设计值;
Q——轻质楼板(屋面板)剪力设计值;
Qd——轻质楼板(屋面板)受剪承载力设计值;
Rd——轻板承载力设计值;
Sd——轻板作用组合效应设计值;
V——轻质墙板剪力设计值;
Vd——轻质墙板受剪承载力设计值。
2.2.3 几何参数
Ac——轻质墙板轴向受压混凝土截面面积;
bw——轻质墙板厚度;
h0——轻质墙板截面有效高度。
2.2.4 计算系数及其他
γ0——结构重要性系数;
γRE——承载力抗震调整系数;
γd——轻板受力不均匀调整系数;
λ——计算截面的剪跨比。
3材 料
3.1 轻板用钢材
3.1 轻板用钢材
3.1.1 轻板中配置钢筋、钢筋焊接网或冷拔低碳钢丝时,钢筋的物理力学性能应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定,钢筋焊接网的物理力学性能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的相关规定,冷拔低碳钢丝的物理力学性能应符合现行行业标准《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ 19的相关规定。
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3.1.1 轻板结构自重轻,层数少,所承受的荷载较高层建筑小,所需要的配筋相对较少,轻板结构所采用的轻质混凝土强度比普通混凝土强度低,为了使得钢筋和轻质混凝土协同工作,故钢筋的强度也不宜太高。轻板结构的轻板产品来自工厂预制,采用钢筋焊接网作为轻板配筋应用较多,用冷拔低碳钢丝作为构造配筋和受力配筋的轻板产品也较多,因此,本条也给出了采用钢筋焊接网或冷拔低碳钢丝时应满足的标准要求。
3.1.2 轻板中配制钢丝焊接网时,钢丝直径不应小于2.2mm,网格尺寸不应大于200mm×200mm,并应进行热镀锌处理。
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3.1.2 目前还没有钢丝焊接网相关标准,但是,有些轻板已经采用钢丝焊接网,本条给出了采用钢丝焊接网时的要求。
构造钢丝焊接网的锚固长度不应小于100mm,搭接长度不应少于1个网格,且不应小于200mm。钢丝焊接网所用钢丝应进行热镀锌处理,网片、钢丝表面应光滑整洁,无油污、裂纹、翘皮、纵向拉痕等缺陷;不得有漏剪、翘伸的钢丝挑头;焊点区外应无钢丝锈点。
3.1.3 轻板中型钢的物理力学性能应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的相关规定。
3.1.4 轻板中薄壁型钢的物理力学性能应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的相关规定,且壁厚不宜小于2mm。
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3.1.3、3.1.4 轻板可采用普通型钢或薄壁型钢代替钢筋,与轻质混凝土共同受力,特别是在轻质楼板中,采用型钢受力的较多。型钢的材质要求应满足现行相关标准要求,薄壁型钢及普通型钢的强度设计值,可以查相应的标准。薄壁型钢在轻板中作为受力用,因此,壁厚不宜小于2mm。
3.1.5 制作薄壁型钢的钢带宜采用热镀锌或热镀铝锌钢带,并应符合现行国家标准《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 2518或《连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 14978规定的结构钢要求。
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3.1.5 连续热镀锌钢板及钢带、连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带具有防腐层,广泛应用在建筑工程中,是用于轻板构件及连接件的很好的材料,可以根据受力及防腐要求从两项标准中选择钢板及钢带。
3.1.6 轻板中型钢防腐处理应符合下列规定:
1 采用热浸镀锌防腐蚀处理时,应根据所在地区的环境腐蚀程度确定镀层的镀锌量,热镀锌工艺应符合国家现行有关标准的规定;
2 采用防腐涂料时,应完全覆盖钢材表面和无端部封板的闭口型材的内侧,闭口型材宜进行端部封口处理,涂层厚度应满足防腐设计要求。
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3.1.6 热镀锌是一种有效的防腐处理方法,热镀层镀锌量及镀铝锌量可参考轻钢龙骨要求和目前国内工程实践经验确定。对于一般腐蚀性地区,镀层的镀锌量一般不低于180g/m2或镀铝锌量一般不低于100g/m2;对于高腐蚀性地区或特殊建筑物,镀层的镀锌量不低于275g/m2或镀铝锌量不低于175g/m2。镀层重量和厚度可以按涂层密度代换,镀锌层7.20g/m2对应厚度1μm,镀铝锌层3.76g/m2对应厚度1μm。
3.2 轻板用混凝土
3.2 轻板用混凝土
3.2.1 轻板采用的轻质混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。泡沫混凝土、聚苯颗粒混凝土立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作和养护的边长为100mm立方体试件,在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值,强度等级用字母LWC与立方体抗压强度标准值表示。蒸压加气混凝土强度标准值应按现行国家标准《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T 11969进行确定,强度等级用字母A与立方体抗压强度标准值表示。
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3.2.1 本标准轻质混凝土材料的抗压强度是以边长为100mm的立方体标养试件的试验结果统计获得,其他设计指标均与抗压强度指标相关,本条参考了行业标准《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383-2016中轻质混凝土强度等级试验方法。蒸压加气混凝土强度参考了《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T 11969-2008和《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ/T 17-2008中的试验方法。
3.2.2 泡沫混凝土和聚苯颗粒混凝土用于墙板时,强度等级不应低于LWC3;用于楼板(屋面板)时,强度等级不应低于LWC5。蒸压加气混凝土用于墙板时,强度等级不应低于A2.5;用于楼板(屋面板)时,强度等级不应低于A3.5。
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3.2.2 《泡沫混凝土应用技术规程》JGJ/T 341-2014中用泡沫混凝土FC表示强度等级,从FC0.5到FC30,强度从0.5MPa到30MPa。《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383-2016中用轻质混凝土LWC表示泡沫混凝土及聚苯颗粒混凝土强度等级,强度从LWC3到LWC20,本标准采用LWC表示泡沫混凝土和聚苯颗粒混凝土强度等级。《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ/T 17-2008和《蒸压加气混凝土板》GB 15762-2008都采用符号A表示蒸压加气混凝土强度等级,本标准沿用A。
根据不同密度等级轻质混凝土力学试验结果,结合大量结构构件的试验研究结果,确定轻混凝土强度等级不应低于LWC3。试验表明,轻质混凝土尽管强度较低,但仍能够大幅提高结构的抗侧移能力和耗能能力。采用LWC3以上等级的轻质混凝土制成的轻板,能起到良好的结构承载作用。根据《蒸压加气混凝土砌块》GB 11968-2006规定,蒸压加气混凝土强度分为A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10七个级别,配筋板材按《蒸压加气混凝土板》GB 15762-2008最低取A2.5。当采用轻质混凝土只作为保温时,强度和密度可不受此强度限制。
3.2.3 泡沫混凝土轴心抗压强度标准值fck及轴心抗拉强度标准值ftk应按表3.2.3-1采用;聚苯颗粒混凝土轴心抗压强度标准值fck及轴心抗拉强度标准值ftk应按表3.2.3-2采用;蒸压加气混凝土轴心抗压强度标准值fck及轴心抗拉强度标准值ftk应按表3.2.3-3采用。
3.2.4 泡沫混凝土轴心抗压强度设计值fc及轴心抗拉强度设计值ft应按表3.2.4-1采用;聚苯颗粒混凝土轴心抗压强度设计值fc及轴心抗拉强度设计值ft应按表3.2.4-2采用;蒸压加气混凝土轴心抗压强度设计值fc及轴心抗拉强度设计值ft应按表3.2.4-3采用。
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3.2.3、3.2.4 本标准第5章将给出轻板结构的设计方法,轻板构件的承载力和正常使用极限状态设计可以通过本标准附录A、附录B的试验确定,本标准的设计方法推荐此方法。在配筋轻质混凝土设计理论完善后,根据设计理论,利用混凝土、配筋或型钢的力学参数进行截面设计,或通过有限元分析进行设计,这时就需要轻质混凝土材料的各种力学参数,3.2.3条与3.2.4条给出了这些基础参数。
力学参数参考了国内试验研究成果,并依据了《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383-2016、《泡沫混凝土应用技术规程》JGJ/T 341-2014和《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ/T 17-2008的相关数据。轻质混凝土轴心抗压强度的标准值系根据标养轻质混凝土棱柱体抗压强度试验结果统计得到,轴心抗拉强度系根据劈拉试验结果换算得到。轻质混凝土轴心抗压强度和轴心抗拉强度的设计值由强度标准值除以材料分项系数1.4,并考虑数值取整来确定。
3.2.5 泡沫混凝土及聚苯颗粒混凝土强度等级与干密度之间对应关系可按表3.2.5-1采用,干密度不宜大于1600kg/m3;蒸压加气混凝土强度等级与气干密度之间对应关系可按表3.2.5-2采用,气干密度不宜大于900kg/m3。
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3.2.5 泡沫混凝土和聚苯颗粒混凝土的强度等级与干密度之间的关系通过试验确定,取用《泡沫混凝土》JG/T 266-2011中的数据,并参考了《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383-2016中数值。泡沫混凝土按干密度分为16个等级分别对应于A01,A02,…,A16,干密度分别对应于100kg/m3,200kg/m3,…,1600kg/m3。干密度较低时,泡沫混凝土可只用作保温材料,用于受力时本标准表3.2.5-1干密度从800kg/m3开始考虑。在考虑轻板的自重时,应考虑使用过程中吸水,按材料的实际密度取值,而不是按干密度取值。
蒸压加气混凝土根据《蒸压加气混凝土砌块》GB 11968-2006规定按干密度分为B03、B04、B05、B06、B07、B08六个级别,按强度分为A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10七个级别。用于轻板结构时,强度采用A2.5、A3.5、A5.0、A7.5四个级别。表3.2.5-2参考了高连玉、李庆繁编著的《蒸压加气混凝土建筑制品生产及应用》,其中干密度400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3分别对应干密度级别B04、B05、B06、B07、B08。
3.2.6 泡沫混凝土及聚苯颗粒混凝土的弹性模量Ec宜按表3.2.6-1采用,蒸压加气混凝土的弹性模量Ec宜按表3.2.6-2采用。
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3.2.6 泡沫混凝土和聚苯颗粒混凝土的弹性模量根据试验结果确定,并参照了《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383-2016给出。蒸压加气混凝土弹性模量根据试验并参照《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》JGJ/T 17-2008给出。
3.2.7 轻骨料混凝土强度等级、强度设计值、弹性模量等应符合现行行业标准《轻骨料混凝土应用技术标准》JGJ/T 12的相关规定。
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3.2.7 轻骨料混凝土有成熟的设计标准《轻骨料混凝土应用技术标准》JGJ 12,目前,轻骨料采用的陶粒需要烧制,由于环保的原因,陶粒的烧制受到很多限制,价格较高,应用开始减少。
3.2.8 轻质混凝土导热系数应根据轻质混凝土类型、密度通过试验测得,其数值可按表3.2.8采用。
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3.2.8 轻质混凝土导热系数与材料密度相关,不同的试验得到的导热系数略有不同,不同的资料给出略有不同的参数。
泡沫混凝土的导热系数根据《泡沫混凝土应用技术规程》JGJ/T 341-2014中第3.1.3条确定。聚苯颗粒混凝土导热系数缺少系统的研究,根据现有的试验结果,与泡沫混凝土导热系数基本相同,因此,暂时可按泡沫混凝土导热系数取值;当有可靠试验数据时,可按试验结果取值。蒸压加气混凝土导热系数参考行业标准《蒸压加气混凝土板》GB 15762-2008确定,根据试验研究,干密度在300kg/m3~800kg/m3时蒸压加气混凝土导热系数与干密度基本成线性关系,干密度每增加100kg/m3,导热系数增加约0.02W/(m·K);当有可靠试验依据时,也可根据试验结果确定。另外,根据《民用建筑热工设计规范》GB 50176-2016,正常使用状态下,蒸压加气混凝土导热系数比干燥时提高0.04W/(m·K)~0.05W/(m·K)。如干密度500kg/m3对应的导热系数为0.19W/(m·K),干密度700kg/m3对应的导热系数为0.22W/(m·K),将表3.2.8中干燥状态下数值增加0.05W/(m·K)统一考虑正常使用状态下导热系数,与《民用建筑热工设计规范》GB 50176-2016基本一致。
3.3 轻 板
3.3 轻 板
3.3.1 轻板产品应根据本标准第4.2节模数化要求形成尺寸规格系列,供设计选用。
3.3.2 轻板应满足设计要求的承载力、抗裂及刚度要求,轻板产品应经过产品检验。
3.3.3 外墙板或屋面板材料抗冻性应根据所处地区的建筑热工分区确定。夏热冬暖地区不应低于F15,夏热冬冷地区不应低于F25,寒冷地区不应低于F35,严寒地区不应低于F50。
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除了对轻板所需要的原材料给出要求外,轻板作为一种产品,本节给出了轻板的材料要求。
3.3.3 轻板外墙材料的抗冻等级是参考现行国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574确定的。由于轻板采用的混凝土强度低,混凝土内孔隙多,为了保证轻质墙板或屋面板的耐久性,故对其抗冻性作出要求。过去常用慢冻法试验,用D表示,现在常用快冻法试验,用F表示。
3.3.4 外墙板和屋面板的软化系数不应小于0.85,楼板和隔墙板的软化系数不应小于0.80。
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3.3.4 轻板外墙材料的软化系数是参考《混凝土轻质条板》JG/T 350-2011确定的。由于轻板采用的混凝土强度低,为了保证轻质墙板或屋面板的耐久性,故对其软化系数作出要求。
3.3.5 墙板应符合现行行业标准《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》JG/T 169规定的抗冲击试验和单点吊挂承载力试验要求,抗冲击试验为30kg不应小于5次,单点吊挂承载力不应低于1.0kN。
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3.3.5 抗冲击性能是为了保证轻板结构在使用过程中承受可能存在的冲击,行业标准《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》JG/T 169-2016第7.4.1条给出了确定轻板抗冲击性的试验装置和试验方法,轻板要在30kg沙袋按要求冲击5次后满足开裂相应要求。单点吊挂承载力的确定是根据吊装、运输和使用过程中可能存在的吊挂要求确定的,行业标准《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》JG/T 169-2016第7.4.7条给出了确定单点吊挂承重力的装置和试验方法。
'>《轻板结构技术标准》[附条文说明] JGJ/T486-2020 引用标准名录
引用标准名录
1 《建筑模数协调标准》GB/T 50002
2 《建筑结构荷载规范》GB 50009
3 《混凝土结构设计规范》GB 50010
4 《建筑抗震设计规范》GB 50011
5 《建筑设计防火规范》GB 50016
6 《钢结构设计标准》GB 50017
7 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018
8 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068
9 《混凝土结构试验方法标准》GB/T 50152
10 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204
11 《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325
12 《钢结构焊接规范》GB 50661
13 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666
14 《碳素结构钢》GB/T 700
15 《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
16 《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 2518
17 《变形铝及铝合金化学成分》GB/T 3190
18 《耐候结构钢》GB/T 4171
19 《铝合金建筑型材》GB/T 5237
20 《建筑材料放射性核素限量》GB 6566
21 《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T 11969
22 《硅酮和改性硅酮建筑密封胶》GB/T 14683
23 《连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 14978
24 《混凝土外加剂中释放氨的限量》GB 18588
25 《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》GB/T 20878
26 《预拌砂浆》GB/T 25181
27 《轻骨料混凝土应用技术标准》JGJ/T 12
28 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18
29 《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ 19
30 《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114
31 《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》JG/T 169
32 《聚氨酯建筑密封胶》JC/T 482
33 《聚硫建筑密封胶》JC/T 483
34 《耐碱玻璃纤维网布》JC/T 841