建筑结构标准规范拱形钢结构技术规程 JGJT249-2011.pdf

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1、UDC P 中华人民共和国行业标准JJiJJ JGJ/T 249-2011 备案号J1215-2011 拱形钢结构技术规程Technical specification for steel arch structure 2011-07-04 发布2012-05-01 实施中华人民共和国住房和城乡建设部发布w w w.w e b o o s.c o m中华人民共和国行业标准拱形钢结构技术规程Technical specification for steel arch structure JGJ/T 249-2011 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 1 2 年5 月1 日

2、中国建筑工业出版社2011北京w w w.w e b o o s.c o m中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1057号关于发布行业标准拱形钢结构技术规程的公告现批准拱形钢结构技术规程为行业标准，编号为JGJ/T249-2011，自2012年5月1日起实施。本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2011年7月4日3 w w w.w e b o o s.c o m前根据住房和城乡建设部关于印发GB/T 8162的规定;3 矩形钢管宜选用符合现行行业标准建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178的焊接矩形钢管，并要求为I级产品，其规格可按本规程附录A

3、选用。3.1.7 索拱结构中索体可采用钢丝绳、钢绞线、钢丝束和钢拉杆等，其材料标准应符合下列规定:1 钢丝绳应符合现行国家标准重要用途钢丝绳)，iGB 8918的规定;2 钢绞线索应符合现行行业标准高强度低松弛预应力热镀悻钢绞线YB/T 152和镀辞钢绞线YB/T 5004的规定;3 钢丝束索及其外防护层应符合国家现行标准桥梁缆索用热镀辞钢丝GB/T 17101和建筑缆索用高密度聚乙烯套料CJ/T 297的规定;4 钢拉杆应符合现行国家标准钢拉杆GB/T 20934的规定。3.1.8 索拱结构中锚具材料应符合现行国家标准优质碳素结构钢GB/T 699、合金结构钢GB/T 3077和一般工程用铸

4、造碳钢件GB/T 11352的规定。3.1.9 拱形钢结构所用铸钢节点，其钢材牌号、质量与性能等技术条件应符合现行国家标准焊接结构用铸钢件GB/T 7659 的规定。3.1.10 在拱形钢结构的设计和钢材订货文件中，应注明所采用钢材的钢号、等级、对钢材力学性能、工艺性能的附加要求以及钢材质量、性能所依据的标准名称等。3.2连接材料3.2.1 拱形钢结构的焊接材料应符合下列规定:1 于工焊接采用的焊条，应符合现行国家标准碳钢焊条8 w w w.w e b o o s.c o mGB/T 5117或低合金钢焊条)GB/T 5118的规定，选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应;2埋弧焊用焊丝和焊

5、剂，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及气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝)GB/T 8110的规定;3 熔化嘴电渣焊和非熔化嘴电渣焊采用的焊丝，应符合现行国家标准熔化焊用钢丝)GB/T 14957的规定;4 焊材的强度与性能应与母材相匹配，当两种不同强度的钢材焊接时宜采用与低强度钢材相适应的焊接材料。3.2.2 拱形钢结构螺栓连接的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/T 5782和六角头螺栓C级)GB/T 5780的规定;2 高强度螺栓应符合现行国家标准钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副)G

6、B/T 3632或钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1228、钢结构用高强度大六角螺母)GB/T 1229与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的规定。3.3混凝土3.3.1 钢管混凝土拱中的混凝土可采用普通混凝土、高强混凝土，宜优先采用高性能自密实混凝土。强度等级宜采用C30C80，水灰比应控制在0.45以下。3.3.2 混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk应按表3.3.2-1采用。轴心抗压、轴心抗拉强度设计值L、ft和弹性模量Ec应按表3.3.2-2采用。表3.3.2-1混凝土的强度标准值9 w w w.w e b o o s.c o m表

7、3.3.2-2混凝土的强度设计值和弹性模量混凝土强度等级C30 C35 C40 C45(丁50C55 C60 C65 C70(丁75C80 J,(N/mm2)14.3 16.7 19.1 21.1 23.1 25.3 27.5 29.7 31.8 33.8 35.9 Jt(N/mm2)1.43 1.57 1.71 1.80 1.89 1.96 2.04 2.09 2.14 2.18 2.22 E,(X104N/mm2)3.00 3.15 3.25 3.35 3.45 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 注:采用泵送混凝土且无实测数据时，表中高强混凝土的弹性模量E，应乘折

8、减系数0.95010 w w w.w e b o o s.c o m4 结构与节点选型4.一般规定4.1.1 拱形钢结构的截面形式与轴线形状、节点构造与拱脚构造，应根据建筑物的功能要求、荷载条件、跨度大小、施工方法及基础条件综合确定。4.1.2 拱形钢结构可选用等截面或变截面的实腹式截面拱、腹板开孔钢拱、钢管椅架拱、钢管混凝土拱以及上述各种形式的钢拱与拉索(或拉杆)、撑杆组合形成的索拱结构。4.3 拱形钢结构的轴线形状可选用圆弧形、抛物线形、椭圆线形、悬链线形以及变曲率线形等，拱脚约束条件可采用佼接或固接等。4.1.4 当拱形钢结构为非落地拱时，其支承柱或框架柱应具有足够的刚度和承载力以抵抗拱

9、脚推力。当拱脚沉降或侧移较大时，应考虑对无佼拱与两饺拱受力性能的影响。4.1.5 拱形钢结构的选型应考虑面外支撑的设置要求。面外支撑可采用钢材了架、钢梁、中禀条及屋面板体系等。4.2结构选型4.2.1 拱形钢结构宜根据荷载及荷载效应组合的控制工况，进行轴线形状的优化分析。全跨水平均布竖向荷载作用的控制工况，宜优先选用抛物线拱。沿轴线均布竖向荷载作用的控制工况，宜优先选用悬链线拱。4.2.2 拱形钢结构可采用实腹式截面拱及腹板开孔钢拱。实腹式截面拱可采用工字形截面、箱形截面或圆管截面。腹板开孔钢拱可采用工字形或组合截面，组合截面的翼缘可采用钢板、圆钢管或矩形钢管等形式，腹板上可开圆形、椭圆形、方

10、(矩)形以11 w w w.w e b o o s.c o m及六边形孔等(图4.2.2)。/tGB 50011的规定。23 w w w.w e b o o s.c o m6设计6.1一般规定6.1.1 拱形钢结构的设计应进行强度、整体稳定性(平面内与平面外整体稳定)以及变形计算，还应进行局部稳定验算及节点强度验算。6.1.2 对于变截面、轴线形状复杂以及重要的拱形钢结构，可采用弹塑性全过程分析确定其整体稳定展载力。6.1.3 采用有限元法计算拱形钢结构的变形和承载力时，其计算模型应符合下列规定:1 对实腹式截面拱，宜选用考虑截面剪切变形影响的梁单元。如果截面板件高厚比或者宽厚比不能保证局部稳

11、定性，应选用壳单元。2 对腹板开孔钢拱，宜采用壳单元。3 对钢管柏架拱，杆件宜采用梁单元。4 对索拱结构，拉索可采用索单元，拱体可采用梁单元或壳单元。5 钢材可采用理想弹塑性应力与应变曲线或采用两折线强化模型，强化模量取2%的弹性模量。拉索可采用线弹性应力与应变曲线。6.1.4 满足下列条件之时，可不进行钢拱平面外整体稳定计算:1 在平面外有足够刚度的屋面板约束时;2 当平面外有足够数量的支撑且能够约束钢拱截面的面外位移与扭转时;3 承受全跨水平均布荷载的双轴对称工字形等截面圆弧两饺拱，当沿拱轴线等间距设置面外完全支撑，且相邻支承点距离24 w w w.w e b o o s.c o m51与

12、截面翼缘宽度bf的比值满足公式(6.1.4-1)时。?:2.3十O.092x(6.1川)式中:儿一二拱轴线平面内的几何长细比，应按公式(6.1.4-2)确定。=2ix 式中:5-拱轴线长度(m);1x 拱轴线平面内的截面回转半径(m)。(6.1.4-2)6.1.5 当拱矢跨比较小时，应计算拱的跃越屈曲荷载。符合下式要求的实腹式截面钢拱，可不进行跃越屈曲验算。而K，n式中:L一一拱的跨度(m);A 拱的毛截面面积(m2);Ix一一-拱轴线平面内的毛截面惯性矩(时hKsn一跃越屈曲系数，按表6.1.5采用。表6.1.5 跃越屈曲系数矢跨比支承条件0.05 0.075 O.10 0.15 卜一一一一

13、两佼拱35 23 10 无饺拱319 97 42 13 一一一(6.1.5)0.20 8 6 6.1.6 拱形钢结构最大竖向位移计算值不应超过其跨度的1/400，平面内拱顶最大水平侧移计算值不应超过其跨度的1/200。荷载取值与组合系数应符合现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009的规定。25 w w w.w e b o o s.c o m6.1.7 对于直接承受中级或重级工作制悬挂吊车荷载的拱形钢结构，应按照现行国家标准钢结构设计规范)GB 50017中的规定进行疲劳验算。6.2 实腹式截面拱6.2.1 实腹式截面拱的强度计算、局部稳定性计算应符合现行国家标准钢结构设计规范)GB 500

14、17的规定。6.2.2 轴心受压实腹式截面圆弧及抛物线钢拱的平面内整体稳定承载力可按下式计算:N f(6.2.2)pA-.:,J 式中:N一拱脚轴力设计值(N);A一一拱的毛截面面积(m2);于一轴心受压拱的平面内稳定系数，应根据拱轴线形式、拱轴线平面内的几何长细比、截面类型、矢跨比按本规程附录D采用;f 二钢材的抗压强度设计值(N/m2)。6.2.3 承受轴力和平面内弯矩共同作用的实腹式截面圆弧及抛物线钢拱的平面内整体稳定承载力可按下式计算:N一十(J21(6.2.3)Af I飞YxWJ!飞式中:N-最大轴力设计值(N);26 M一一最大弯矩设计值(N.m);伊轴心受压拱的平面内稳定系数;Y

15、x一一截面塑性发展系数，应按照现行国家标准钢结构设计规范)GB 50017的规定取值;Wx 拱轴线平面内弯曲的毛截面模量(旷);一与支承条件、截面形式有关的系数，按表6.2.3 确定。w w w.w e b o o s.c o m表6.2.3压弯拱的系数支承条件截面形式二饺拱两饺拱无饺拱圆管截面0.83 O.76 0.69 工字形截面1.11 1.00 0.91 箱形截面0.91 0.83 O.76 6.2.4 无面外支撑的轴心受压热轧圆管截面圆弧形两佼拱，其平面外整体稳定承载力可按照公式(6.2.4-1)计算:一旦豆f(6.2.4-1)PoutA 式中:N-一一最大轴力设计值(N);伊oot

16、一一轴心受压拱的平面外稳定系数，可根据两伎拱的换算长细比h按照现行国家标准钢结构设计规范GB 50017中C类截面取值。换算长细比h可按公式(6.2.4-2)式(6.2.4-4)计算:h=仨(6.2刊)、Ka()f(62山(2 _ ef)2-c-c-U-/-:-(6.2.4-4)2(2斗1.3&)式中:y 拱的换算长细比;ly一一拱轴线平面外的毛截面回转半径(m);Kao 拱的平面外弹性弯扭屈曲系数;拱的圆心角，以弧度为单位。6.3 腹板开孔钢拱6.3.1 腹板开圆形孔的工形截面拱的强度计算应取最不利截面进行，其正应力、剪应力及折算应力应符合现行国家标准钢结构设计规范)GB 50017的规定。

17、27 w w w.w e b o o s.c o m6.3.2 腹板开圆形孔的工形截面圆弧形两佼拱，在进行平面内整体稳定计算时，可按本规程第5.2.5条的规定将其等效为矩形孔的双肢缀板式格构拱。6.3.3 轴心受压腹板开圆形孔的工形截面圆弧形两伎拱的平面内整体稳定承载力可按下列步骤计算:1 换算长细比人应按下式计算:人f.;+毛(1十tMi(6.3.3-1)2 弹性屈曲系数ka应按下式计算:走a=(1175)(129-IP)(?)(291)3 正则化长细比A应按下式计算:王一生主fy-v kE 4 稳定性应按下式验算:在;f(6.3.3-2)(6.3.3一3)(6.3.3-4)式中:儿一一拱轴

18、线平面内的几何长细比;等效格构拱的分肢长细比;走一一缀板与分肢的线刚度比值;H、L拱的矢高与跨度(m);fy 钢材的屈服强度(N/m2);E一钢材的弹性模量(N/m2);N 拱脚轴力设计值(N);Ae 等效截面面积(nl)，按本规程公式(5.2.5-5)确定;?一二平面内稳定系数，根据正则化长细比A按本规程附录E采用。6.3.4 腹板开圆形孔的工形截面圆弧形两伎拱，承受轴力和平面内弯矩共同作用时，其平面内整体稳定承载力可按下式计算:28 w w w.w e b o o s.c o m主;十最f(6.3.4)式中11一一一最大轴力设计值(N);M 平面内最大弯矩设计值(N.m);W，-一按等效双

19、肢缀板式格构拱确定的拱轴线平面内截面模量(m勺。6.3.5 腹板开孔钢拱的板件局部稳定性应满足下列规定:1 孔半径R宜符合下式要求:O 5jfGB 50017的规定。6.4.3 钢管和架拱应保证腹杆不先于整体结构而破坏。因钢管径厚比不应大于100(235/)，方管或矩形管的最大外缘尺寸与壁厚的比值不应超过402百刁:。6.4.4 轴心受压圆弧形铜管析架两饺拱的平面内整体稳定承载力可按下式计算:;1，7汗。A吨j(6.4.4-1)式中N拱脚轴力设计值(:J);?一一整体与局部稳定相关作用影响系数;钥)钢管俯架拱的平面内稳定系数，根据换算长细比按本规程附录F采用;A 弦杆分肢面积之和(时)。整体与

20、局部稳定相关作用影响系数可应按下列公式计算:二l(ulp+叫主L,-C J.J.十1(ZYJ?(6.4.4-2)(6.4.4-3)K、二巴也1sin2 8coEl3cos2 cp(6.4.4-4)式中:矶、a2一截面类型系数，按表6.4.4采用;人一一节间弦杆的长细比，取上弦和下弦节间长度的平均值计算;换算长细比;人钢管有1架拱拱轴线平面内的几何长细比;30 w w w.w e b o o s.c o m二圆心角，以弧度为单位;K、一一钢管的架拱的剪切刚度(N);A 节间内参与剪力传递的各斜腹杆截面面积之和(町汀，对于平面和架拱为J对于三角形截面、矩形截面空间前架拱为丛川J为单个斜腹杆的截面面

21、积;。一一斜腹杆与弦杆的夹角(图6.4.4a);?一一斜腹杆所在平面与截面对称轴的夹角，对平面的架拱等于零(图6.4.4b)。vY才-v(a)夹角。(b)夹角图6.4.4钢管析了架f共剪切刚度的计算角度l 弦杆2斜腹杆表6.4.4截面类型系数截面类型al 二矩形或梯形0.1:;0.075 正三角形0.17 0.07:;倒三角形0.24 0.056 6.4.5 承受轴力和平面内弯矩共同作用的圆弧形两佼钢管析架拱的平面内整体稳定承载力应按下式计算:民M一十一jTfPoA I r;Wx 式中:N最大轴力设计值(N);M-一最大弯矩设计值(N.m);Wx 按弦杆轴线确定的等效截面模量(m吨，对于平面和

22、架拱和倒梯形(或矩形)截面钢管和架拱等于lxl(H/2);对(6.4.5)31 w w w.w e b o o s.c o m于三角形截面钢管有了架拱等于IxI(2H/3)0 Ix 为拱轴线内惯性矩，H为截面高度。截面模量系数按照表6.4.5确定。表6.4.5截面模量系数荷载形式截面类型全跨水平半跨水平全跨轴线半跨轴线1/4跨均布均布均布均布跨中集中集中正三角形1.5 1.15 1.8 1.15 1.5 1.1 倒三角形1.15 1.15 1.2 1.15 1.6 1.4 6.4.6 钢管柏架拱的杆件稳定性应按照现行国家标准钢结构设计规范)GB 50017的规定执行。对壁厚小于或等于6mm的冷

23、成型曹壁钢管杆件应按现行国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范)GB 50018确定。杆件的计算长度应按表6.4.6采用O表6.4.6杆件的计算长度腹和架类别弯曲方向弦杆支座斜杆和支座竖杆平面钢管析了平面内架拱平面外平面内0.91 三角形截面立体钢管平面外O.91 和架拱方形、矩形平面内f l 与梯形截面平面外f 注，1 对立体析架.表中所指平面为相邻二弦杆构成的平面;2 1为杆件的节间长度.11为弦杆侧向支撑点之间的距离;3 对端部缩头或压扁的圆管腹杆.其计算长度取1.01,杆其他腹杆|0.91 一一一一一0.91 O.91 0.91-6.4.7 钢管珩架拱的杆件长细比不宜超过表6.4.7中规定的

24、数值。32 w w w.w e b o o s.c o m表6.4.7杆件的容许长细比杆件形式杆件受拉杆件受压受压与压弯受拉与拉弯一般杆件300 钢管村T架拱支座附180 250 近杆件6.5索拱6.5.1 对于弦张式索拱结构以及车辐式索拱结构，拉索预应力取值应以拉索张紧为宜。6.5.2 对弦撑式索拱结构，应综合考虑建筑造型、使用功能、边界条件与合理的预应力取值，通过试算确定初始几何形状以及相应的预应力分布。拉索预应力取值应保证在永久荷载控制的荷载组合作用下，拉索不松弛。6.5.3 索与拱体、索与撑杆、索与索盘以及索与索的连接节点应符合计算假定，应做到传力路线明确、确保安全并便于制作与安装。6

25、.5.4 索拱结构的承载力计算宜采用有限元分析方法。6.6 钢管混凝土拱I一般规定6.6.1 本节适用于拱轴线为圆弧形、截面形式为圆形截面和矩形截面、承受静力荷载或间接承受动力荷载作用的钢管混凝士拱的设计和计算。6.6.2 钢管混凝土拱在施工阶段，尚应按空钢管进行承载力、稳定性和变形验算。施工阶段的荷载主要为温混凝土自重和实际可能作用的施工荷载。6.6.3 钢管?昆凝土拱的约束效应系数应符合下列规定:1 约束效应系数的标准值5应按公式(6.6.3 1)计算:(6.6.3 1)33 w w w.w e b o o s.c o m2 约束效应系数的设计值已应按公式(6.6.3-2)计算:巳二百:(

26、6.6.3-2)式中fck-一混凝土的轴心抗压强度标准值(N/m2);fy 钢材的屈服强度(N/m2);j-混凝土的轴心抗压强度设计值(N/m2);f-一一钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/m2);A一一钢管的横截面面积(m2);Ac 混凝土的横截面面积(m勺。3 的取值范围宜在o.24.0之间。当钢管棍凝土拱用于地震区时，圆钢管混凝土拱的约束效应系数标准值5不应小于0.6，对于矩形钢管混凝土，值不应小于1.0。6.6.钢管混凝土拱的组合轴压强度、组合弹性刚度的计算应符合下列规定:1 组合轴压强度设计值f，c应按下列公式计算:对于圆铜管混凝土:f、c=(1.14十1.02()fc 对于矩形

27、钢管混凝土:(6.6.4-1)f、c=(1.四十0.85已)元(6.6.4-2)式中:fc-一混凝土的轴心抗压强度设计值(N/m2);已一构件截面的约束效应系数设计值。2 钢管混凝土拱的组合弹性轴压刚度EA应按下式计算:Z生=E凹As飞(6.6.4-3)式中:E阳组合轴压弹性模量(N/m勺，可按本规程附录G确定;A阳一一-组合截面的横截面面积(m勺，等于A约十Ac0 3 钢管混凝土拱的组合弹性抗弯刚度EI应按下式计算:EI=E，I民+EJc(6.6.4-4)式中:旦、Ec-钢材和混凝土的弹性模量(N/m勺，分别按34 w w w.w e b o o s.c o m现行国家标准钢结构设计规范)G

28、B 50017 和混凝土结构设计规范)GB 50010的规定采用;1，、I(钢管和混凝土的截面惯性矩(m4);抗弯刚度折减系数，对于圆钢管混凝土，=0.8;对于矩形钢管混凝土，=0.60H 钢管混凝土拱承载力计算6.6.5 轴心受压钢管混凝土拱的平面内整体稳定承载力应符合下列公式规定:N三三于)11u(6.6.5-1)11u=AJ,c(6.6.5-2)式中11一一-轴压力设计值(N);伊一轴心受压钢管?昆凝土拱的稳定系数;1f u 截面轴压强度承载力(N)。1 稳定系数可按公式(6.6.5-3)计算:93=5PFV(6.6.53)式中:伊f轴心受压钢管棍凝土柱的稳定系数，可根据名义长细比n按本

29、规程附录H确定;旷一-矢跨比对钢管?昆凝土拱的轴压稳定承载力的影响系数，可按本规程附录j确定。2 名义长细比人1可按下列规定计算:对于圆钢管?昆凝土:.=4L(J D 对于矩形钢管?昆凝土绕强轴弯曲:=213Lu 一一D 对于矩形钢管混凝土绕弱轴弯曲:.,=213Lo B(6.6.5-4)(6.6.5-5)(6.6.5-6)35 w w w.w e b o o s.c o m式中:D一一-圆钢管外直径或矩形钢管长边边长(m);B一一一矩形钢管短边边长(m);Lo-拱轴等效计算长度(m).对于元钱拱取0.365.两钱拱取0.55.三饺拱取0.5邸.5为拱轴线长度。6.6.6 钢管混凝土拱的截面受

30、弯承载力应按公式(6.6.6)计算:Mu=n川T5C!咀(6.6.6)式中:凡、W配一一截面抗弯塑性发展系数与截面抗弯模量(m勺，应按表6.6.6的规定计算。表6.6.6截面抗弯塑性发展系数与截面抗弯模量参数截面计算公式截面抗弯塑性因钢管混凝土Ym=1.1十o.481n(十0.1)发展系数矩形钢管混凝土Ym=1.04+0.481n(+O.l)圆钢管混凝土W配=)3/32 截面矩形钢管混凝土绕强轴弯曲W能=BD2/6抗弯模量矩形钢管混凝土绕弱轴弯曲W;c=B2D/6 6.6.7 承受轴力和平面内弯矩共同作用的钢管混凝土拱的平面内承载力应符合下列规定:当走注2材和时:N,a/M_,cpNu r d

31、 Mu/吨A当走时:N NB-N十M/1.05ZAsf(6.6.92)rcO-N/Nci)飞式中N一一一最大轴力设计值(N);M一一平面内最大弯矩设计值(N.m);fsc一一钢管混凝土组合轴压强度设计值(N/m2);Ncr-一一构件临界力(N);W配构件截面总抵抗矩(m3);rc一一截面重心至压区弦杆重心轴的距离(m);NB、MB承载力相关曲线特征点对应的轴力(N)和弯矩(N.m)。1 构件临界力NCT应按下列公式计算:Ncr2(巳生)sc/x(6.6.9-3)C E4.)sc=2.E配Asc=立(EsA十EcA)(6.6.9-4)式中(EA)sc-一-构件总的轴压刚度(N)。2 构件截面总抵

32、抗矩W时应符合下列公式的要求:对于双肢或四肢结构:Wsc=I.clCh/2)(6.6.9-5)对于三肢结构:Wsc=Isc/(2h/3)(6.6.9-6)式中Isc截面的整体惯性矩(旷);h一一一截面的高度(m)。3 承载力相关曲线特征点对应的轴力NB和弯矩MB应按下列公式计算:NB=.Nuc-Nut MB=cp.N山rc十Nut rt N山=2:Ascfsc Nut=1.05二4.J式中N山一一构件总轴压承载力(N);(6.6.9-7)(6.6.9-8)(6.6.9-9)(6.6.9-10)39 w w w.w e b o o s.c o mNu 构件总轴拉承载力(N);二生s一一截面中钢材

33、部分总面积(m2);r，一一-截面重心至拉区弦杆重心轴的距离(m)。4 截面重心至压区弦杆及拉区弦杆重心轴的距离rc与r，应按下列公式计算:民=等&h(6.6.9-11)r,=等Sdh(6.6.9-12)式中N拉区弦杆的轴压承载力总和(N);N 压区弦杆的轴压承载力总和(N);h一一和架拱在拱轴线平面内的截面高度(m)。6.6.10 承受轴力和平面内弯矩共同作用的钢管混凝土和架拱，除按本规程公式(6.6.9-1)和公式(6.6.9-2)验算整体稳定承载力外，尚应验算单拱肢稳定承载力。当单拱肢长细比，1符合下列条件时，可不验算单拱肢稳定承载力:对于平腹杆格构式构件:40且，1 O.5,1max

34、对于斜腹杆格构式构件:(6.6.10-1),1 O.7max(6.6.10-2)式中:max一构件在X和Y二Y方向换算长细比的较大值。6.6.11 钢管混凝土椅架拱的腹杆承载力设计应符合现行国家标准钢结构设计规范)GB 50017的规定。6.6.12 钢管混凝土楠架拱的弦杆节间承载力应符合下列规定:1 承受轴压力与弯矩共同作用时，节间弦杆承载力设计可按本规程第6.6.7条计算，其计算长度可取节间几何长度;2 承受轴向拉力N，的节间弦杆承载力应符合公式(6.6.12)的规定:N,1.05A.j(6.6.12)40 w w w.w e b o o s.c o mN其他规定6.6.13 验算长期荷载

35、作用对钢管说凝土拱的轴压极限承载力设计值的影响时，应将其乘以长期荷载作用影响系数kcr进行折减。走cr值按本规程附录L确定。6.6.14 钢管说凝土拱的构造要求应符合下列规定:1 钢管?昆凝土拱的节点和连接的设计，应满足承载力、刚度、稳定性和抗震的要求，保证力的传递，使钢管和管中混凝土能共同工作，便于制作、安装和管中混凝土的浇灌施工。2 钢管的外直径或最小外边长不宜小于100mm，钢管的壁厚不宜小于4mm;圆钢管的外径与壁厚之比不应超过150 C235/fy);方钢管或矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比不应超过60)2瓦刁7。3 斜腹杆体系和架拱的构造宜满足下列要求:1)斜腹杆与弦杆轴线间夹角宜为

36、40060。的范围;2)杆件轴线宜交于节点中心，或者腹杆轴线交点与弦杆轴线距离不宜大于弦杆直径的1/4C当大于1/4时，应考虑其偏心影响);3)平腹杆端部净距不宜小于50mm。4 平腹杆体系和架拱的构造宜满足下列要求:1)腹杆中心距离不应大于弦杆中心距离的4倍(lj/4);2)腹杆空钢管面积不宜小于弦杆钢管面积的1/4C人/Aj:s二4);3)腹杆的长细比不宜大于单根弦杆长细比的1/2C九三三O.5j)。5 三肢和四肢钢管混凝土和架拱截面b/h宜取O.31;b 为析架拱在拱轴线平面内的截面宽度h为和架拱在拱轴线平面内的截面高度。41 w w w.w e b o o s.c o m7 制作与安装

37、7.1一般规定7.1.1 拱形钢结构的制作与安装，除符合本规程外，尚应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范)GB 50205和混凝土工程施工质量验收规范)GB 50204的规定。7.1.2 拱形钢结构的施工单位应具有相应的施工资质，并具有完整的质量保证体系。7.1.3 拱形钢结构采用的钢材、焊接材料、连接材料、混凝土材料等性能，应符合设计文件的要求和本规程第3章的规定。7.1.4 施工单位应根据设计文件、国家有关规范、标准及企业制作、安装工艺编制施工详图。施工详图宜由原设计工程师认可。当需要对设计文件进行修改时，施工单位应向原设计单位申报，经同意并签署文件后才有效。7.1.5 拱形钢结构

38、或构件设置施工变形预调值时，应在施工详图中注明，并在制作或安装时进行预变形。7.1.6 拱形钢结构制作前，应根据设计文件、施工详图、国家有关规范、标准以及施工单位的条件，编制制作工艺文件。7.1.7 对复杂拱形钢结构，宜进行工艺性试验以及计算机预拼装模拟。7.1.8 拱形钢结构的安装，应根据设计图的要求，并编制施工组织设计。7.1.9 安装工艺应保证拱形钢结构的稳定性且不应造成构件的永久变形。构件安装就位后应进行临时固定并进行校正，当不能形成稳定的结构体系时应设置临时支撑或进行临时加固。必要时宜对结构进行施工阶段全过程受力分析。7.1.10 对大型或复杂拱形钢结构的吊点位置和吊耳应进行专42

39、w w w.w e b o o s.c o m门计算，并应符合设计或施工要求。7.1.11 当拱形钢结构采用临时支撑安装时，应考虑支撑对结构内力改变的影响;应对支撑下部结构进行验算，在拆除临时支撑时宜进行拆撑分析，编制施工方案。7.2制作7.2.1 放样和号料应符合下列规定:1 拱形钢结构应根据施工详图进行放样。放样和号料应预留焊接收缩量及切割、端镜等加工余量。2 放样和样板(样杆)的允许偏差，应符合表7.2.1的规定。3 需要弯曲的构件在号料时应按工艺规定的方向取料，弯曲构件的受拉部位钢材表面，不应有冲眼和划痕等缺陷。表7.2.1放样和样板(样杆)的允许偏差项目允许偏差(mm)平行线距离和分

40、段尺寸士o.5 对角线+1.0 长度。+o.5 宽度o.50 孔距士0.5组孔中心线距离士0.5加工样板的角度土207.2.2 切割和边缘加工应符合下列规定:1 钢材的切割应根据厚度、形状、加工工艺、设计要求，选择适合的方法进行。型钢宜采用锯切方法，钢管相贯线宜采用数控相贯线切割机切割。2 需要边缘加工的构件，宜采用统削、刨削、车削等方式进行加工。7.2.3 拱形钢结构制孔宜采用下列方法:43 w w w.w e b o o s.c o m1 使用数控钻床或多轴立式钻床等制孔;2 同类孔径较多时，采用模板制孔;3 精度要求较高时，在构件成型后制孔;4 小批量制作的孔，采用样板画线制孔。7.2.

41、4 拱形钢结构的矫正和弯曲成型加工应符合下列规定:1 对原材料变形或加工及焊接引起的变形，宜采用冷矫正或热矫正方法进行矫正。2 由钢板组装焊接而成的构件宜采用直接下料成型，钢管和型材宜采用成品弯曲。弯曲加工可采用冷弯曲和热弯曲。3 碳素结构钢在环境温度低于160C、低合金高强度结构钢在环境温度低于一120C时，不应进行冷矫正和冷弯曲。冷弯曲加工可采用压力机、折弯机、弯管机、弯角机等机械设备。钢管和型材的最小冷弯曲半径应根据设备能力、截面规格和工艺条件确定，必要时可进行工艺试验。4 采用热弯曲加工成型时，加热温度宜控制在9000C lOOOOC;碳素结构钢和低合金结构钢在温度分别下降到7000C

42、和8000C之前，应结束加工，低合金结构钢应自然冷却。不得在兰脆温度区段进行弯曲加工。5 焊接钢管的纵向焊缝宜避开受拉区。钢管及型材弯曲部位的螺栓孔宜在弯曲加工后再开孔。6 弯曲成型后的曲线应光滑，构件表面不应有明显榴皱，且局部凹凸度不应大于lmm。弯曲部位不应存在裂纹、过烧、分层等缺陷。7 弯曲加工精度的校核可采用中心规和弯曲加工样板。对于大型构件，可按图7.2.4采用数值方式表示弯曲量。dfo币、图7.2.4弯曲量的数值表示法44 w w w.w e b o o s.c o m7.2.5 拱形钢结构组装应符合下列规定:1 拱形钢结构组装应在胎架上进行，胎架应有足够的承载力和刚度并稳定可靠。

43、当拱形钢结构尺寸较大时可分段制作，采用分段制作时应在工厂内进行整榻预拼装。2 组装前应对零部件进行严格检查，填写实测记录，并制作必要的工装。3 组装时应根据焊接等收缩变形情况，预放收缩余量;对有预变形要求的构件，应在组装前按要求做好预变形。4 组装应按制作工艺文件规定的顺序进行，构件的隐蔽部位应在焊接完成，并经检查合格后方可封闭。5 组装过程应避免零、部件间的强制性装配，避免装配过程造成较大的结构内力。7.2.6 拱形钢结构焊接应符合下列规定:1 施焊前应由焊接技术责任人根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件，向操作人员进行技术交底，并及时处理施工过程中的焊接技术问题。2 焊工应严格按照批准的焊

44、接工艺文件中规定的焊接方法、工艺参数、施焊顺序等进行焊接。3 焊接材料与母材的匹配应符合设计要求。焊接材料在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘悟和存放。4 拱形钢结构焊接坡口的形状和尺寸应符合设计要求。5 应采取工艺措施控制焊接变形，减小焊接应力。6 对二次及二次以上相贯的隐蔽焊缝，当设计要求隐蔽焊缝需要焊接时，应制定合理的焊接顺序，确保隐蔽焊缝在被覆盖前焊接完成，并在焊缝检查合格后进行覆盖。7 焊接钢管的纵向或环向焊缝质量等级应符合设计要求。当设计无要求时，应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范)GB 50205的二级质量等级要求。两段钢管的对接节点，纵向焊缝间的最短焊

45、缝距离不应小于5倍钢管壁厚，且不应小于45 w w w.w e b o o s.c o m80mm(图7.2.6)07.2.7 实腹式截面拱制作尚应符合下列规定:1 当截面较小且起拱度不大时，可直接采用弯管机或液压机弯曲成型;当截面较大时，宜采用钢板下料图7.2.6两段钢管的对接节点直接拼焊成拱;2 实腹式截面拱制作允许偏差应符合表7.2.7的要求。表7.2.7实腹式截面拱制作允许偏差(mm)项日允许偏差检验方法图例扶段长度士:，.0用钢尺检查L e 占云主运L!2OO.矢高H且不大r8.0 用拉线和L.300().钢尺检查E二二二ZUt=:-=t二3如!IJ弯r且不大rf.。截面端部士:1.

46、fIf用尺寸1时钢尺检查其他处士5.0h i2:io.用吊线和tllrt i II不大r:i.O 钢尺检查才叶飞端部垂直j支4h!SOO.用直角尺和II/f:*:r 3.01 钢尺检夜7.2.8 腹板开孔钢拱的制作尚应符合下列规定:I 孔口转角处应尽量避免尖角，宜用圆角过渡;2 在腹板t开孔时，应根据施工详图在钢板土放出孔的大16 w w w.w e b o o s.c o m样，放样和号料时应预留收缩余量及切割等加工余量;3 采用型钢直接弯曲成型的拱形钢结构在腹板上开孔时，宜在构件弯曲成型后进行腹板开孔加工;4 采用腹板数控切割、翼缘板弯曲成型加工的组装工艺时，宜在钢板下料时直接切割开孔;5

47、 腹板开孔钢拱的制作允许偏差应符合表7.2.8的要求。表7.2.8腹板开孔截面钢拱制作允许偏差(mm)项目图例跨度L允许偏差士3.0检验方法用钢尺检查:-3一三一二节-二;jJ I-今ll宁l+-z-二372-t二十二ji-dv任矢高HL/2500.且不大于8.0用拉线和钢尺检查侧弯r截面端部尸寸其他处U3000.且不大f6.。+3.0 士J.O用钢尺检查扭曲h/250.且不大于5.0 用吊线和钢尺检查11/500.端部垂直度L.Il且不大于3.0开fL亘径d1 士3.0卜-斗芝:1-用直角尺和钢尺检查士5.0十3.0俗、l17 w w w.w e b o o s.c o m7.2.9 钢管和

48、架拱制作应符合F列规定:1 钢管的弯曲成型加工应在直管验收合格后进行。2 钢管的弯曲成型方法应根据设计要求、设备条件、钢管规格等确定，宜采用冷弯曲成型。当冷弯曲不能满足要求时，可采用中频加热弯曲成型。3 钢管和架拱制作允许偏差应符合表7.2.9的要求。7.2.10 索拱结构的制作应符合下列规定:1 索拱结构的拱可采用实腹截面钢拱、腹板开孔截面钢拱和钢管和架拱，其制作应符合本规程第7.2.7、7.2.8和7.2.9条的规定;2 索拱结构的钢索制作应符合设计要求;3 索拱结构的索盘、锚具、夹具及连接节点的制作宜采用机械加工成型，其允许偏差应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。7.2.11 钢管混

49、凝土拱制作应符合下列规定:1 钢管j昆凝土拱所用钢管宜采用圆形和矩形截面;2 浇筑混凝土时在钢管上开的进料孔宜为圆孔，因孔直径宜小于钢管直径或边长的1/2.开孔位置宜尽量避开受拉区;3 钢管混凝土拱的钢管制作允许偏差应符合本规程表7.2.7和表7.2.9的规定。7.3安装7.3.1 安装前应设置标高和轴线基准点。基准点的设置应符合下列规定:1 标高基准点的设置宜以拱脚底板支承面为基准，设在拱脚便于观测处。其余标高观测点宜设置在拱顶、拱轴线形状变化处或纵横拱交叉处等位置。2 在拱脚底板上表面的纵横方向两侧宜各设二个轴线基准点，并宜在标高观测点处同步设置轴线观测点。7.3.2 拱形钢结构安装前，应

50、对基础及预埋件进行验收。48 w w w.w e b o o s.c o m中A250,dj250且不应大于士3.。用卡尺和游标卡尺d,250,:I:2.0;d125,检查dj250且不应大于土5.。w w w.w e b o o s.c o muc 续表7.2.9项曰允许偏差检验方法图例dCb，h)王三250，:1:1.0;端部dCb,h)250,dCb，h)/250且不应大于士3.0 截面尺寸用钢尺检查d、b、hdCb,h),250,:1:2.0;其他处dCh,h)125,d(b,h)/250 且不应大于士5.。用吊线和扭曲8h/250，且不应大于5.。钢尺检查用套模和游相贯线切u1.0