中华人民共和国国家标准钢筋混凝土升板结构技术规范GBJ 130-90 1
主编部门: 中华人民共和国原城乡建设环境保护部
批准部门: 中华人民共和国建设部
施行日期: 1991年3月1日
关于发布国家标准《钢筋混凝土升板结构技术规范》的通知
(90)建标字第249号
根据国家计委计综[1984]305号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关单位共同制订的《钢筋混凝土升板结构技术规范》,已经有关部门会审,现批准《钢筋混凝土升板结构技术规范》GBJ 130-90为国家标准,自1991年3月1日起施行。
本标准由建设部负责管理。具体解释等工作由中国建筑科学研究院负责。出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。
中华人民共和国建设部
1990年5月18日
编制说明
本规范是根据国家计委计综[1984]305号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关单位共同编制而成的。
本规范是在部标准《升板建筑结构设计与施工暂行规定》(JGJ8(一)-76)和《升板建筑结构设计与施工暂行规定的补充规定》(JGJ8(二)-79)的基础上进行了合并和修改,吸收了近十几年来的设计、施工实践经验和科研成果,增加了密肋板、格梁板设计计算和构造、盆式升板法设计与施工、现浇柱与工具柱施工以及墙体和筒体的施工等内容。在编制过程中,以多种方式广泛地征求了全国有关单位意见,反复修改,最后由我部会同有关部门审查定稿。
本规范共分十一章十一个附录。其中设计部分六章,施工部分四章,验收部分一章。这三部分的内容是紧密联系的。其主要内容有:总则,设计计算与施工的基本规定,板、柱、板柱节点、抗侧力结构的设计与施工及升板结构工程的质量标准与验收。
为了提高规范质量,请各单位在执行本规范的过程中,注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议寄交中国建筑科学研究院结构所,以便今后进一步修改时参考。
建设部
1990年5月
主要符号
第一章 总则
第1.0.1条 为了在升板结构的设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制订本规范。
第1.0.2条 本规范适用于屋面高度不超过50m和设防烈度不超过8度的工业与民用建筑的钢筋混凝土升板结构的设计与施工。
第1.0.3条 升板结构的设计与施工,应采用合理的设计与施工方案,编制施工组织设计,并严格执行质量检查与验收制度。
第1.0.4条 本规范按现行国家标准《建筑结构设计统一标准》、《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》、《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑结构荷载规范》,并结合升板结构的特点而编制的。在设计与施工时,尚应符合国家有关其它规范的规定。
第二章 设计计算与施工的基本规定
第2.0.1条 升板结构的整体布置应保证建筑物在施工及使用过程中的稳定性。建筑物中的电梯井、楼梯间等可作为抗侧力结构,在提升过程中尚可利用相邻坚固建筑物作为升板结构的临时支撑。
第2.0.2条 升板结构的平面与柱网可灵活布置,有抗震设防要求时,结构布置宜均匀、对称,其刚度中心宜与质量中心重合。
第2.0.3条 升板结构的承载力应采用下列公式进行设计和计算:
第2.0.4条 升板结构应按提升与使用两个阶段设计。结构的截面尺寸、配筋宜由使用阶段的内力控制。提升阶段的提升程序及板柱节点的连接固定措施,应由施工单位与设计单位共同商定。
第三章 板的设计
第一节 一般规定
第3.1.1条 升板结构根据柱网尺寸、荷载大小、刚度和开洞要求及施工条件,可采用钢筋混凝土和预应力混凝土平板、密肋板及格梁板等型式。
第3.1.2条 钢筋混凝土平板的厚度,不应小于柱网长边尺寸的1/35;密肋板的肋高(包括面板厚度),不应小于柱网长边尺寸的1/30;格梁板梁高(包括面板厚度),不应小于柱网长边尺寸的1/20。
第3.1.3条 板在提升和使用阶段的计算,应按板的纵横两个方向进行。
提升阶段板的安全等级,可降低一级,但不得低于三级。
第3.1.4条 密肋板的肋间距、高度、宽度及面板厚度符合构造要求时,其内力可采用T形截面特征按平板计算。
第3.1.5条 常用矩形柱网平板、密肋板和格梁板的内力可按本章规定的简化方法计算;对柱网较特殊的板、受集中荷载及开孔的板,可应用有限元等方法作专门分析计算。
第二节 提升阶段计算
第3.2.1条 提升阶段板的内力设计值SL应按下式计算:
第3.2.2条 提升阶段,板的纵横两个方向的弯矩,可采用等代梁法按下列规定进行计算:
一、等代梁的计算跨度,应取柱子中心线之间的距离。相应的计算宽度应取垂直于计算跨度方向的两相邻区格板中心线之间的距离(图3.2.2)。
二、短期荷载作用下等代梁的刚度可按下式计算:
三、等代梁截面惯性矩应按下列规定确定:
1.平板的等代梁截面惯性矩应按下式计算:
2.密肋板的等代梁截面惯性矩,应取计算宽度范围内所有肋按T形截面计算的惯性矩之和。格梁板的等代梁截面惯性矩,应取柱轴线两侧板中心线范围内的T形截面主梁惯性矩与次梁惯性矩之和。密肋板肋的翼缘计算宽度和格梁板主梁及次梁的翼缘计算宽度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》的有关规定:
3.当采用预制混凝土模壳时,其混凝土强度等级不应低于C15。当预制模壳的混凝土强度等级不小于密肋板或格梁板的0.6倍时,可考虑模壳与板的共同工作。
第3.2.3条 当按等代梁法计算提升差异内力时,对一般提升法,提升差异内力应为分别计算仅由任一支座提升差异10mm产生的内力;对盆式提升法,提升差异内力应按设计盆曲线并考虑任一支座提升差异5mm产生的内力。提升差异内力应按本规范附录一的有关公式计算确定。
第3.2.4条 平板和密肋板的等代梁弯矩设计值,可按表3.2.4的比例分配给柱上板带和跨中板带。
第3.2.5条 两个方向主次梁相互垂直,且相邻主梁间仅布置两根次梁的格梁板,其等代梁弯矩设计值应分别按下列公式分配给主次梁:
第三节 使用阶段计算
第3.3.1条 使用阶段板的内力设计值S应按下列公式计算:
第3.3.2条 使用阶段板的重力(不考虑动力系数)及就位差异所产生的内力,仍可按本章第3.2.2条、第3.2.3条的规定进行计算。
第3.3.3条 当垂直荷载作用下的平板和密肋板,采用经验系数法计算使用阶段板的内力时,应符合下列要求:
一、活荷载为均布荷载,且不大于恒荷载的三倍;
二、在使用阶段每个方向至少应有三个连续跨;
三、任一区格内的长边与短边之比不应大于1.5;
四、在同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2。
第3.3.4条 按经验系数法计算时,应先算出除板所受的重力外的所有垂直分布活荷载产生的板的总弯矩设计值,然后按表3.3.4确定柱上板带和跨中板带的弯矩设计值。
第3.3.5条 当不符合本规范第3.3.3条中任一款的平板和密肋板以及格梁板,均可采用等代框架法按下列规定进行计算:
一、垂直荷载作用下等代框架的计算宽度,可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离(图3.3.5);在侧向力作用下其计算宽度按本规范第6.2.5条采用;
二、平板与密肋板的等代框架梁、柱以及格梁板的等代框架柱的线刚度,应按本规范第6.2.6条和第6.2.7条规定计算。格梁板的等代框架梁一般不考虑柱帽的作用,梁刚度可按本规范第3.2.2条规定计算;
三、宜考虑活荷载的不利组合。
第3.3.6条 由等代框架法计算的弯矩,应按以下规定进行分配:
一、当平板与密肋板的任一区格长边与短边之比不大于2时,仍可按表3.2.4比例分配给柱上板带和跨中板带。对有柱帽的等代框架,其支座负弯矩应取刚域边缘处的值(图3.3.6),然后分配给柱上板带和跨中板带;
二、格梁板的等代框架弯矩,可按公式(3.2.5-1)和(3.2.5-2)分配给主梁及次梁。
第3.3.7条 当有柱帽时,由本规范第3.3.4条和第3.3.6条第一款所算得的各板带弯矩,除边支座和边跨跨中外,均应乘以0.8系数。
按本规范第3.3.2条算得的支座弯矩也应乘以0.8系数。
密肋板各板带内的弯矩,可按肋的刚度大小分配。
第3.3.8条 由水平荷载产生的内力,应根据有关规范规定组合到柱上板带或格梁板的主梁上。有柱帽的平板、密肋板,支座负弯矩应取梁刚域边缘处的值(图3.3.8)。
第四节 构造与配筋
第3.4.1条 临时划分的提升单元之间,板可预留宽为1/4~1/3板跨的后浇板带,待板就位固定后再灌筑混凝土,其连接钢筋应适当加强并有足够的搭接长度。
第3.4.2条 密肋板的肋净距不宜大于800mm,肋宽不宜小于80mm,肋高不宜大于肋宽的3倍,密肋板的现浇面板厚度不宜小于40mm。
第3.4.3条 板内钢筋应由提升与使用两个阶段计算所得内力设计值的较大值决定。
第3.4.4条 在配置柱帽处的负弯矩钢筋时,不考虑后浇柱帽的作用,仍采用板的有效高度计算。
板内钢筋的配置应符合下列规定:
一、平板或密肋板按两个方向的柱上板带和跨中板带配置。
二、格梁板也应按两个方向的主梁及次梁配筋。支承于格梁上的板按多区格连续板计算与配筋。当采用预制钢筋混凝土模壳时,其板内的配筋应由使用阶段连续板的正弯矩按板与混凝土模壳组成的迭合截面配筋,同时应满足施工阶段的需要。
三、平板内的钢筋形式,可按本规范附录二附图2.1配置。
第3.4.5条 密肋板在柱帽区宜做成实心板,在肋中配有负弯矩钢筋的范围内,宜配置构造用的封闭箍筋。箍筋直径不应小于4mm,间距不应大于肋高,且不应大于250mm。
密肋板主筋的配置长度可采用平板的规定。密肋板面板应配置双向钢筋网,其直径不小于4mm,间距不大于300mm。
第3.4.6条 平板边缘上、下应各设置一根直径不宜小于16mm的通长钢筋,也可利用原有配筋拉通;密肋板的边肋上下应至少各设二根直径不小于16mm通长钢筋,并配置构造用的封闭箍筋。
第3.4.7条 板面有集中荷载时,其配筋应由计算确定。当楼板上某区格内的集中荷载设计值不大于该区格内均布活荷载设计值总量的10%时,可按荷载折算总量为Ft的折算均布活荷载设计值进行计算:
第3.4.8条 平板和密肋板需开孔时,其配筋应由开孔板的内力设计值计算确定。当满足下列要求时,仅需在板孔周边补足被孔洞截断的钢筋,而可不作专门计算:
一、在两个方向的跨中板带公共区内,孔的边长不应大于孔洞所在区格短边尺寸的1/2.5;
二、在两个方向的柱上板带公共区内,孔的边长不应大于孔洞所在区格的短边尺寸的1/20,但柱帽区不得开孔;
三、在一个方向的跨中板带和另一个方向的柱上板带公共区内,孔的边长不应大于孔洞所在区格的短边尺寸的1/8;
四、孔洞间的净距,不应小于孔的最大尺寸的三倍。
当上述孔洞边长大于1m时或截断密肋板的肋时,应在孔的周边加圈梁或型钢,以补足被孔洞削弱的板或肋的截面刚度。
第四章 柱的设计
第一节 一般规定
第4.1.1条 升板结构可根据工程的场地和设备条件,选用现浇或预制钢筋混凝土柱。
预制柱高度与截面较小边尺寸之比,不宜大于50。
第4.1.2条 升板结构的柱应按提升阶段和使用阶段进行计算。预制柱还应进行吊装阶段的验算。
提升阶段的柱应按实际的提升程序,对搁置状态和正在提升的状态进行群柱稳定验算。各柱尚应进行偏心受压承载力验算。
使用阶段的柱应按框架柱进行设计。
第4.1.3条 升板结构柱采用接柱时,接头部位应进行承载力验算,接头及其附近区段内截面的承载力应不小于该截面计算承载力的1.3倍。
第4.1.4条 升板结构抗震设计时,柱的内力设计值由本章第二节及第三节叠加后应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》进行效应组合和调整。柱的截面和配筋,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》有关规定进行设计和计算。
第二节 提升阶段验算
第4.2.1条 升板结构在提升阶段应对各个提升单元进行群柱稳定性验算。其计算简图可取一等代悬臂柱,其惯性矩为这个提升单元内所有单柱惯性矩的总和,并承担单元内的全部荷载。
第4.2.2条 升板结构柱的群柱稳定性应由等代悬臂柱偏心距增大系数验算确定。偏心距增大系数为负值或大于3时,应首先改变提升工艺,必要时再加大柱截面尺寸或改进结构布置,偏心距增大系数应按下式计算:
第4.2.3条 提升阶段柱的计算长度应按下式计算:
但对下列情况应作相应修改:
一、若下面一层或数层的板已就位且板柱节点已形成可靠的刚接时,柱底可取最高刚接层的层高一半处(图4.2.3-3、图4.2.3-4),其计算长度可按下式计算:
当后浇柱帽的强度达到10MPa时,柱底位置取在该层层高的一半处;
当有柱帽节点,但未浇筑柱帽前把全部柱与板进行符合无柱帽节点要求的可靠焊接时,柱底位置取在该层层高的1/4~1/3处;
二、当一个提升单元有对称布置的内筒体或在两个方向均有在施工阶段可起剪力墙作用的墙体(其间距不应大于横向尺寸的三倍),并在提升和搁置状态均至少有一层楼板与其可靠连接时,柱计算长度可按下式计算:
三、当采用上承式承重销搁置板时,每层板应用楔块楔紧以传递水平力,否则应按受荷最大的单柱进行稳定性验算。
第4.2.4条 验算搁置状态的群柱稳定性时,折算荷载应按下列公式计算:
若验算一层(或叠层)板正在提升而其他各层处于搁置状态的群柱稳定性时,折算荷载应按下式计算:
第4.2.5条 升板结构柱由本规范第4.2.6条确定的风荷载以及柱竖向偏差所产生的柱底最大弯矩M可按下式计算:
第4.2.6条 升板结构柱提升阶段风荷载的标准值一般可取七级风的风荷载(风压值为0.18kPa)。大于上述风级时,应暂停提升并采取相应措施,确保群柱的稳定性。
当该提升单元有外墙体时,在顶层板以上应采用各柱风荷载的总和,在顶层板以下应采用墙和柱实际所受的风荷载。
第4.2.7条 升滑、升提施工的劲性钢筋混凝土柱的钢骨架,应按现行国家标准《钢结构设计规范》验算单柱的承载力和稳定性(格构式偏心受压构件弯曲平面内的整体稳定性、单肢稳定性及缀材的承载力)。钢骨架的柱高为δHn1(本规范附图4.1),计算长度可取为3δHn1。当劲性钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土柱连接时,钢骨架柱计算长度可取2.5δHn1~3.0δHn1,当计算长度大于2Hn1时取2Hn1。停歇孔处以外的缀材可采用钢筋缀条。
第4.2.8条 采用升提或升滑施工时应符合墙体稳定性的要求,其悬臂高度不应大于表4.2.8的允许值。
当墙面开孔时(图4.2.8-1),表4.2.8中的墙体允许悬臂高度应乘以下折算系数ψw:
墙体的悬臂高度,当墙体与楼板无可靠连接时,取墙体基础顶面或混凝土地坪面至墙体顶面间的距离;当有可靠连接时,取与墙体连接的最高一层楼板与次一层楼板之间中点至墙体顶面间的距离(图4.2.8-2)。
图4.2.8-2中的(b)、(c)、(d)三种情况的墙体与板应有可靠的连接,其间距不应大于柱距或6m。
第4.2.9条 楼板与墙体间的连接件在施工阶段应按承受墙体允许悬臂高度范围内的风荷载进行抗拉、抗压、抗剪承载能力验算,并应对墙体连接点处的混凝土进行局部挤压承载力验算,验算时可取七级风的风压值为0.18kPa。
第4.2.10条 升提或升滑施工的墙体在施工阶段还应按钢筋混凝土受弯构件进行承载力验算。若所需配筋过多,宜采取改变提升程序,增加连接等措施。
不开孔墙体承载力验算时每米宽度的弯矩m,应按下式计算:
第4.2.11条 升板结构在提升阶段尚应对单柱进行承载力验算:
单柱的内力设计值S由下式计算确定:
单柱的轴力设计值应按实际的垂直荷载计算,单柱的弯矩设计值采用式(4.2.5)并乘以偏心距增大系数,在提升单元内按各柱的刚度分配确定。
第三节 使用阶段计算
第4.3.1条 使用阶段柱的内力设计值Sc应按下列公式计算:
第4.3.2条 对非抗震设计的升板结构,按经验系数法计算时,板柱节点处上柱和下柱弯矩设计值之和Mc可采用以下数值:
升板结构按等代框架法计算时,柱上端及下端弯矩设计值取实际计算结果。当有柱帽时,柱上端的弯矩设计值取柱刚域边缘处的值。
第4.3.3条 使用阶段柱应分别对最不利荷载组合下内力最大的截面和被孔洞削弱的截面应进行承载力计算。
第4.3.4条 劲性钢筋混凝土柱应按专门的规范进行设计计算。使用阶段验算时,若柱配筋率在5%以下时,可按钢筋混凝土柱验算。
第五章 板柱节点设计
第一节 板柱节点
第5.1.1条 板柱节点的选型应以安全可靠、经济合理、施工方便为原则,并应满足建筑功能的要求,一般可采用后浇柱帽节点,如直线型、折线型、圆锥型等型式,和无柱帽节点,如承重销、剪力块及暗销等型式。
无柱帽节点宜用于密肋板和格梁板,当用于平板时,板内应采用型钢提升环。
第5.1.2条 后浇柱帽节点中的板与柱应有可靠的刚性连接措施(图5.1.2),并按下列要求进行验算:
一、柱帽尺寸应根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定由板冲切承载力验算确定。其荷载计算应考虑板的重力、使用荷载及水平荷载;
二、柱帽中的承重销可按本规范第5.2.6条进行承载力验算。其荷载计算应考虑板的重力、施工荷载以及就位差异所产生的反力,计算时可不考虑动力系数;
三、后浇柱帽与柱之间的齿槽应能承受板的重力以外的全部荷载。齿槽抗剪承载力应按下式计算:
四、后浇柱帽上口与柱连接处,应根据板柱间传递的不平衡弯矩验算板柱连接件的大小及连接焊缝。
每块板柱连接件和焊缝所受的内力可按下式计算:
第5.1.3条 对6m左右的柱网,当活荷载为10~15kPa时,后浇柱帽可按本规范附录六附图6.1的构造采用;当活荷载在10kPa以下时,可适当减小柱帽尺寸;当活荷载在15~25kPa之间时,可按本规范附录六附图6.1的构造要求,适当加大柱帽尺寸,增加齿槽数量以及相应增强箍筋和插筋,并可采用折线型柱帽。
第5.1.4条 剪力块节点中的承剪预埋件和剪力块应能承受全部的荷载设计值,并应分别对承剪预埋件、剪力块进行抗剪和局部承压以及对各连接焊缝进行承载力验算。其节点构造可按本规范附录六附图6.2采用。
第5.1.5条 承重销节点中的承重销应能承受全部荷载设计值,可按本规范第5.2.6条进行承载力验算,并应对承重销搁置处的板底进行局部承压承载力验算;暗销节点应对承重销、齿槽及板柱间的连接件等作相应的承载能力验算。其构造可按本规范附录六附图6.3、附图6.4采用。
第5.1.6条 板柱节点在竖向荷载和水平地震作用下的总剪力设计值应按下列公式计算:
第二节 提升环和承重销
第5.2.1条 型钢提升环可采用槽钢或I字钢焊接成井字型或口字型,槽钢或I字钢型号不宜小于12号。
第5.2.2条 型钢提升环的挑肢长度不宜大于2h0。板的冲切承载力应按下式计算: