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[PDF] JGJ138-2016 - 英文版

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JGJ 138-2016	英文版	6669	JGJ 138-2016	[PDF]天数 >=15	组合结构设计规范	有效

基本信息
标准编号	JGJ 138-2016 (JGJ138-2016)
中文名称	组合结构设计规范
英文名称	Code for design of composite structures
行业	建筑行业标准
中标分类	P25
国际标准分类	91.080.40
字数估计	290,298
发布日期	2016-06-14
实施日期	2016-12-01
旧标准 (被替代)	JGJ 138-2001
引用标准	GB 50009; GB 50010; GB 50011; GB 50017; GB 50018; GB 50205; GB 50661; GB/T 700; GB/T 985.1; GB/T 985.2; GB/T 1228; GB/T 1229; GB/T 1230; GB/T 1231; GB/T 1591; GB/T 2518; GB/T 3632; GB/T 5117; GB/T 5118; GB/T 5293; GB/T 5313; GB/T 5780; GB/T 5782; GB/T 811
标准依据	Ministry of Housing and Urban-Rural Development Bulletin 2016 No. 1145
发布机构	中华人民共和国住房和城乡建设部
范围	本规范适用于非地震区和抗震设防烈度为6度至9度地震区的高层建筑、多层建筑和一般构筑物的钢与混凝土组合结构的设计。

JGJ 138-2016 UDC 中华人民共和国行业标准备案号J130-2016 组合结构设计规范 Code for design of composite structures 2016-06-14 发布 2016-12-01 实施中华人民共和国住房和城乡建设部发布中华人民共和国行业标准组合结构设计规范 Code for design of composite structures 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 1 总则 1.0.1 为在建筑工程中合理应用钢与混凝土组合结构，做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于非地震区和抗震设防烈度为6 度至9 度地震区的高层建筑、多层建筑和一般构筑物的钢与混凝土组合结构的设计。 1.0.3 组合结构的设计，除应符合本规范的规定外，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 组合结构构件composite structure members 由型钢、钢管或钢板与钢筋泪凝土组合能整体受力的结构构件。 2.1.2 组合结构composite structures 由组合结构构件组成的结构，以及由组合结构构件与钢构件、钢筋混凝土构件组成的结构。 2.1.3 型钢混凝土框架梁steel reinforced concrete frame bearns 钢筋混凝土截面内配置型钢的框架梁。 2.1.4 型钢混凝土转换梁steel reinforced concrete transfer beams 承托上部楼层墙或柱，实现上部楼层到下部楼层结构形式转变或结构布置改变的型钢混凝土梁;部分框支剪力墙结构的转换梁亦称框支梁。 2.1.5 型钢混凝土框架柱steel reinforced concrete frame columns 钢筋混凝土截面内配置型钢的框架柱。 2.1.6 矩形钢管混凝土框架柱concrete-filled rectangular steel tube frame columns 矩形钢管内填混凝土形成钢管与混凝土共同受力的框架柱。 2.1.7 圆形钢管混凝土框架柱concrete-filled circular steel tube frame columns 圆形钢管内填混凝土形成钢管与棍凝土共同受力的框架柱。 2.1.8 转换柱transfer columns 承托上部楼层墙或柱，实现上部楼层到下部楼层结构形式转变或结构布置改变的柱。 2.1.9 型钢混凝土剪力墙steel concrete composite shear walls 钢筋混凝土剪力墙的边缘构件中配置实腹型钢的剪力墙。 2.1.10 钢板棍凝土剪力墙steel plate ∞ncrete composite shear walls 钢筋混凝土截面内配置钢板和端部型钢的剪力墙。 2.1.11 带钢斜撑混凝土剪力墙steel concealed bracing concrete composite shear walls 钢筋混凝土截面内配置型钢斜撑和端部型钢的剪力墙。 2.1.12 钢与混凝土组合梁steel and concrete composite beams 混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组合而成能整体受力的梁。 2.1.13 组合楼板composite slabs 压型钢板上现浇混凝土组成压型钢板与混凝土共同承受载荷的楼板。 2.2 符号 2.2.1 材料性能 3 材料 3.1 钢材 3.1.1 组合结构构件中钢材宜采用Q345 、Q390 、Q420 低合金高强度结构钢及Q235 碳素结构钢，质量等级不宜低于B 级，且应分别符合现行国家标准《低合金高强度结构钢)) GB/T 1591 和《碳素结构钢)) GB/T 700 的规定。当采用较厚的钢板时，可选用材质、材性符合现行国家标准《建筑结构用钢板)) GB/T 19879 的各牌号钢板，其质量等级不宜低于B 级。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。 3.1.2 钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证及冷弯试验的合格保证。 3.1.3 钢材宜采用镇静钢。 3.1.4 钢板厚度大于或等于40mm ，且承受沿板厚方向拉力的焊接连接板件，钢板厚度方向截面收缩率，不应小于现行国家标准《厚度方向性能钢板)) GB/T 5313 中Z15 级规定的容许值。 3.1.5 考虑地震作用的组合结构构件的钢材应符合国家标准《建筑抗震设计规范)) GB 50011-2010 第3.9.2 条的有关规定。 3.1.6 钢材强度指标应按表3.1.6-1 、表3.1.6-2 采用。表3.1.6-1 钢材强度指标CN/mnn 3.1.8 压型钢板质量应符合现行国家标准《建筑用压型钢板》 GB/T 12755 的规定，压型钢板的基板应选用热浸镀铮钢板，不宜选用镀铝钵板。镀铸层应符合现行国家标准《连续热镀铸薄钢板及钢带)) GB/T 2518 的规定。 3.1.9 压型钢板宜采用符合现行国家标准《连续热镀钵薄钢板及钢带)) GB/T 2518 规定的S250牌号的结构用钢，其强度标准值、设计值应按表3.1.9 的规定采用。表3.1.9 压型铜板强度标准值、设计值(N/rnm2) 3.1.10 钢材的焊接材料应符合下列规定: 1 手工焊接用焊条应与主体金属力学性能相适应，且应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条)) GB/T 5117 、《热强钢焊条)) GB/T 5118 的规定。 2 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属力学性能相适应，且应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂)) GB/T 5293 、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂)) GB/T 12470 、《气体保护电弧焊用嵌钢、低合金钢焊丝)) GB/T 8110的规定。 3.1.11 焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范)) GB 50205 的规定，焊缝强度设计值应按表3.1.11 的规定采用。表3.1.11 焊缝强度设计值(N/mm2) 3.1.12 钢构件连接使用的螺栓、锚栓材料应符合下列规定: 1 普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓)) GB jT 5782 和《六角头螺栓-c 级)) GB jT 5780 的规定;A、B 级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度， c 级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度，均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范)) GB 50205 的规定。 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 jT 1228 、《钢结构用高强度大六角头螺母)) GB jT 1229 、《钢结构用高强度垫圈)) GB jT 1230 、《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/T 1231 或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 > > GB/T 3632 的规定。 3 普通螺栓连接的强度设计值应按表3.1.12-1 采用;高强度螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数值应按表3.1.12-2 采用; 高强度螺栓连接的设计预拉力应按表3.1.12-3 采用。 4 锚栓可采用符合现行国家标准《碳素结构钢 > > GB/T 700 、《低合金高强度结构钢 >) GB/T 1591 规定的Q235 钢、 Q345 钢。表3.1.12-1 螺栓连接的强度设计值(N/mrn2) 注: 1 A 级螺栓用于d，ç24mm 和l，ç 10d 或l ，ç 150mm (按较小值)的螺栓;B 级螺栓用于d >24mm 或l >10d 或l >150mm (按较小值)的螺栓。d 为公称直径， l 为螺杆公称长度。 2 表中带括号的数值用于冷成型薄壁型钢。表3.1.12-2 摩擦面的抗滑移系数连接处构件接触面的构件的钢号处理方法Q235 Q345 、Q390 Q420 喷砂(丸) 0.45 0.50 0.50 喷砂(丸)后涂元机富铸漆0.35 0.40 0.40 喷砂(丸)后生赤锈0.45 0.50 0.50 钢丝刷清除浮锈或未经处理 0.30 0.35 0.40 的干净轧制表面表3.1.12-3 一个高强度螺栓的预拉力(剧) 螺栓公称直径(mm) 螺栓的性能等级 M16 M20 M22 M24 M27 岛130 8.8 级80 125 150 175 230 280 10.9 级100 155 190 225 290 355 3.1.13 栓钉应符合现行国家标准《电弧蝶、柱焊用圆柱头焊钉》 GB/T 10433 的规定，其材料及力学性能应符合表3.1.13 规定。 3.2 钢筋 3.2.1 纵向受力钢筋宜采用HRB400 、HRB500 、HRB335 热轧钢筋;箍筋宜采用HRB400 、HRB335 、HPB300 、HRB500 ，其强度标准值、设计值应按表3.2.1 的规定采用。表3.2.1 钢筋强度标准值、设计值CN/mrn2) 3.2.3 抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件，其纵向受力钢筋应符合国家标准《混凝土结构设计规范)) GB 50010-2010 第11.2.3 条的有关规定。 3.3 混凝土 3.3.1 型钢混凝土结构构件采用的棍凝土强度等级不宜低于 C30; 有抗震设防要求时，剪力墙不宜超过C60; 其他构件，设防烈度9 度日才不宜超过C60; 8 度时不宜超过C70 。钢管中的混凝土强度等级，对Q235 钢管，不宜低于C40; 对Q345 钢管，不宜低于C50; 对Q390 、Q420 钢管，不应低于C50 。组合楼板用的混凝土强度等级不应低于C20 。 3.3.2 混凝土轴心抗压强度标准值fck 、轴心抗拉强度标准值 ftk应按表3.3.2-1 的规定采用;轴心抗压强度设计值fc 、轴心抗拉强度设计值ft应按表3.3.2-2 的规定采用。表3.3.2-1 混凝土强度标准值(N/mm2) 3.3.4 型钢混凝土组合结构构件的混凝土最大骨料直径宜小于型钢外侧混凝土保护层厚度的1/3 ，且不宜大于25mm。对浇筑难度较大或复杂节点部位，宜采用骨料更小，流动性更强的高性能混凝土。钢管混凝土构件中混凝土最大骨料直径不宜大于25mm 。 4 结构设计基本规定 4.1 一般规定 4.1.1 组合结构构件可用于框架结构、框架剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构等结构体系。 4.1.2 各类结构体系中，可整个结构体系采用组合结构构件，也可采用组合结构构件与钢结构、钢筋混凝土结构构件同时使用。 4.1.3 考虑地震作用组合的各类结构体系中的框架柱，沿房屋高度宜采用同类结构构件。当采用不同类型结构构件时，应设置过渡层，并应符合本规范有关柱与柱连接构造的规定。 4.1.4 各类结构体系中的楼盖结构应具有良好的水平刚度和整体性，其楼面宜采用组合楼板或现浇钢筋混凝土楼板;采用组合楼板时，对转换层、加强层以及有大开洞楼层，宜增加组合楼板的有效厚度或采用现浇钢筋混凝土楼板。 4.2 结构体系及结构构件类型 4.2.1 型钢混凝土柱内埋置的型钢，宜采用实腹式焊接型钢(图 4.2.1a、b 、c);对于型钢混凝土巨型柱，其型钢宜采用多个焊接型钢通过钢板连接成整体的实腹式焊接型钢(图4.2.1d) 。 (均工字形实腹(盼十字形实腹(c)箱形实腹式焊接型钢式焊接型钢式焊接型钢 (d) 钢板连接成整体实腹式焊接型钢图4.2.1 型钢混凝土柱的型钢截面配筋形式 4.2.2 型钢混凝土梁的型钢，宜采用充满型实腹型钢，其型钢的一侧翼缘宜位于受压区，另一侧翼缘应位于受拉区。图4.2.2 型钢握凝土梁的型钢截面配筋形式 4.2.3 矩形钢管混凝土柱的矩形钢管，可采用热轧钢板焊接成型的钢管，也可采用热轧成型钢管或冷成型的直缝焊接钢管。 4.2.4 圆形钢管混凝土柱的圆形钢管，宜采用直焊缝钢管或元缝钢管，也可采用螺旋焊缝钢管，不宜选用输送流体用的螺旋焊管。 4.2.5 钢与混凝土组合剪力墙可采用型钢混凝土剪力墙(图 4.2.5a) 、钢板混凝土剪力墙(图4.2.5b) 、带钢斜撑1昆凝土剪力墙(图4.2.5c) 以及有端柱或带边框型钢1昆凝土剪力墙. (c) 带钢斜撑混凝土剪力墙(份有端柱或带边框型钢混凝土剪力墙图4.2.5 钢与、混凝土组合剪力墙截面形式 4.2.6 钢与混凝土组合梁的翼板可采用现浇混凝土板、混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板(图4.2.6) 。 (a) 现浇混凝土板(b) 混凝土叠合板(c) 压型钢板混凝土组合板图4.2.6 钢与海凝土组合梁 1一预制板 4.2.7 钢与混凝土组合楼板中的压型钢板可采用开口型压型钢板、缩口型压型钢板和闭口型压型钢板(图4.2.7) 。留物鹤经偿经络建写留微微缘 (功开口型压型钢板(b) 缩口型压型钢板(c) 闭口型压型钢板图4.2.7 钢与棍凝土组合楼板中压型钢板的形式 4.3 设计计算原则 4.3.1 钢与混凝土组合结构多、高层建筑，其结构地震作用或风荷载作用组合下的内力和位移计算、水平位移限值、舒适度要求、结构整体稳定验算，以及结构抗震性能化设计、抗连续倒塌设计等，应符合国家现行标准《建筑结构荷载规范)) GB 50009 、《建筑抗震设计规范)) GB 50011 、《混凝土结构设计规范)) GB 50010 、《高层建筑混凝土结构技术规程)) JGJ 3 等的相关规定。 4.3.2 组合结构构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。 4.3.3 组合结构构件的承载力设计应符合下列公式的规定: 1 持久、短暂设计状况 2 型钢混凝土剪力墙、钢板混凝土剪力墙、带钢斜撑混凝土剪力墙的截面刚度可按下列原则计算: 1) 型钢混凝土剪力墙，其截面刚度可近似按相同截面的钢筋混凝土剪力墙计算截面刚度，可不计人端部型钢对截面刚度的提高作用; 2) 有端柱型钢混凝土剪力墙，其截面刚度可按端柱中混凝土截面面积加上型钢按弹性模量比折算的等效混凝土面积计算其抗弯刚度和轴向刚度;墙的抗剪刚度可不计人型钢作用; 3) 钢板混凝土剪力墙，可把钢板按弹性模量比折算为等效混凝土面积计算其截面刚度; 4) 带钢斜撑混凝土剪力墙，可不考虑钢斜撑对其截面刚度的影响。 4.3.5 采用组合结构构件作为主要抗侧力结构的各种组合结构体系，其房屋最大适用高度应符合表4.3.5 的规定。表中框架结构、框架剪力墙结构中的型钢(钢管)混凝土框架，系指型钢 (钢管)混凝土柱与钢梁、型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁组成的框架;表中框架-核心筒结构中的型钢(钢管)混凝土框架和筒中筒结构中的型钢(钢管)混凝土外筒，系指结构全高由型钢 (钢管)混凝土柱与钢梁或型钢混凝土梁组成的框架、外筒。表4.3.5 组合结构房屋的最大适用高度(m) 注: 1 平面和竖向均不规则的结构，最大适用高度宜适当降低; 2 表中"钢筋混凝土剪力墙"、"钢筋混凝土核心筒飞系指其剪力墙全部是钢筋混凝土剪力墙以及结构局部部位是型钢混凝土剪力墙或钢板混凝土剪力墙。 4.3.6 组合结构在多遇地震作用下的结构阻尼比可取为0.04 ，房屋高度超过200m 时，阻尼比可取为0.03; 当楼盖梁采用钢筋混凝土梁时，相应结构阻尼比可增加0.01; 风荷载作用下楼层位移验算和构件设计时，阻尼比可取为O.02~0.04; 结构舒适度验算时的阻尼比可取为O.0l ~0.02 0 4.3.7 采用型钢(钢管)混凝土转换柱的部分框支剪力墙结构，在地面以上的框支层层数，设防烈度8 度时不宜超过4 层， 7 度时不宜超过6 层。 4.3.8 组合结构构件的抗震设计，应根据设防烈度、结构类型、房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施规定。丙类建筑组合结构构件的抗震等级应按表4.3.8 确定。注: 1 建筑场地为I 类时，除6 度外应允许接表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低; 2 底部带转换层的筒体结构，其转换框架的抗震等级应按表中框支剪力墙结构的规定采用; 3 高度不超过60m 的框架·核心筒结构，其抗震等级应允许按框架，剪力墙结构采用; 4 大跨度框架指跨度不小于18m 的框架。 4.3.9 多高层组合结构在正常使用条件下，按风荷载或多遇地震标准值作用下，以弹性方法计算的楼层层间最大水平位移与层高的比值，以及结构的薄弱层层间弹塑性位移，应符合国家现行标准《建筑抗震设计规范)) GB 50011 、《高层建筑海凝土结构技术规程)) JGJ 3 的规定。 4.3.10 型钢海凝土梁、钢与混凝土组合梁及组合楼板的最大挠度，应按荷载效应的准永久组合，并考虑荷载长期作用的影响进行计算，其计算值不应超过表4.3.10-1 和表4.3.10-2 规定的挠度限值。表4.3.10-1 型钢混凝土梁及组合楼板挠度限值(mm) 跨度挠度限值(以计算跨度10 计算〉 lo< 7m 10/200 (l0/250) 7m:S;;10< 9m 10/250 (10/300) lo >9m 10/300 (10/400) 注: 1 表中1。为构件的计算跨度;悬臂构件的10按实际悬臂长度的2 倍取用; 2 构件有起拱时，可将计算所得挠度值减去起拱值3 3 表中括号中的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件。表4.3.10-2 钢与混凝土组合梁挠度限值(mm) 注:对于年平均相对湿度小于60%地区一级环境下的型钢混凝土梁，其裂缝最大宽度限值可采用括号内的数值。 4.3.12 钢管混凝土柱的钢管在施工阶段的轴向应力不应大于其抗压强度设计值的60% ，并应符合稳定性验算的规定。 4.3.13 框架-核心筒、筒中筒组合结构，在施工阶段应计算竖向构件压缩变形的差异，根据分析结果预调构件的加工长度和安装标高，并应采取必要的措施控制由差异变形产生的结构附加内力。 4.4 一般构造 4.4.1 型钢混凝土和钢管混凝土组合结构构件，其梁、柱、支撑的节点构造、钢筋机械连接套筒、连接板设置位置、型钢上预留钢筋孔和混凝土浇筑孔、排气孔位置等应进行专业深化设计。 4.4.2 组合结构中的钢结构制作、安装应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范)) GB 50205 、《钢结构焊接规范》 GB 50661 的规定。 4.4.3 焊缝的坡口形式和尺寸，应符合现行国家标准《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口)) GB/T 985.1 和《埋弧焊的推荐坡口)) GB/T 985.2 的规定。 4.4.4 型钢混凝土柱和钢管混凝土柱采用埋人式柱脚时，型钢、钢管与底板的连接焊缝宜采用坡口全熔透焊缝，焊缝等级为二级;当采用非埋人式柱脚时，型钢、钢管与柱脚底板的连接应采用坡口全熔透焊缝，焊缝等级为一级。 4.4.5 抗剪栓钉的直径规格宜选用19mm 和22mm ，其长度不宜小于4 倍栓钉直径，水平和竖向间距不宜小于6 倍栓钉直径且不宜大于200mm。栓钉中心至型钢翼缘边缘距离不应小于 50mm ，栓钉顶面的混凝土保护层厚度不宜小于15mm 。 4.4.6 钢筋连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接，纵向受拉钢筋的接头面积百分率不宜大于50% 。机械连接宜用于直径不小于 16mr丑受力钢筋的......

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