《（G03-1建筑结构规范）JGJT249-2011 拱形钢结构技术规程.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（G03-1建筑结构规范）JGJT249-2011 拱形钢结构技术规程.pdf（166页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、U D C中华人民共和国行业标准 履 JPJ G J/T2 4 9一2 0 1 1备案号J1 2 1 5一2 0 1 1拱形钢结构技术规程T echnicalspecificationforsteelarchstructure2 0 1 1一0 7一0 4发布2 0 1 2一0 5一0 1实施中 华 人民共和 国住 房和城乡建 设部发布第 1 页 共 166 页中华人民共和国行业标准拱形钢结构技术规程T echnicalspecificationforsteelarchstrU ctureJ G J/T2 4 9一2 0 1 1批准部门：施行日期：中华人民共和国住房和城乡建设部201 2年5月
2、1日中国建筑工业出版社2 0 1 1北京第 2 页 共 166 页中华人 民共和国行业标准拱形钢结构技术规程T echnicalspecificationforsteelarchstructureJ G J乒T2 4 9一2 0 1 1中国建筑工业出版社出版、发行（北京西郊百万庄）各地新华书店、建筑书店经销北京红光制版公司制版北京市密东印刷有限公司印刷开本：85 O X ll6 8毫米l/3 22 0 1 1年9月第一版关印张：5字数：1 4 0千字2 0 1 1年9月第一次印刷定价：2 6.0 0元统一书号：1 5 1 1 22 0 87 7版权所有翻印必究如有印装质量问题，可寄本社退换（邮
3、政编码1 0 0 0 3 7)本社网址：http:/?.cabp。om。n网上书店：http:/?.chinobuilding.C om。n第 3 页 共 166 页中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1 0 5 7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J G J/T2 4 9一2 0 1 1，自2 0 1 2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2 0 1 1年7月4日第 4 页 共 166 页前、1根据住房和城乡建设部关于印发 2 0 0 8年工程建设标准规范制订、修订计划（第
4、一批）的通知（建标2 0 0 81 0 2号）的要求，规程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，并在广泛征求意见的基础上，编制本规程。：本规程的主要技术内容是：1总则；2术语和符号；3材料；4结构与节点选型；5荷载效应分析；6设计；7制作与安装；8工程验收；相关附录。本规程由住房和城乡建设部负责管理，由清华大学土木工程系负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送清华大学土木工程系（地址：北京市海淀区清华园1号，邮编：1 0 0 0 84）。本 规 程 主编单 位：清华大学五洋建设集团股份有限公司本 规 程参编单位：浙江大学哈尔滨工业大学浙江精工钢
5、构有限公司宝钢钢构有限公司浙江东南网架股份有限公司上海宝冶集团有限公司西安建筑科技大学天津大学湖南大学中国建筑科学研究院中国航空工业规划设计研究院4第 5 页 共 166 页本规程主要起草人员：本规程主要审查人员：中国农业大学江苏沪宁钢机股份有限公司上海建工集团中建钢构有限公司河北金环钢结构工程有限公司珠江钢管有限公司鞍山东方钢结构有限公司郭彦林罗海韩林海王宏王明贵刘涛朱丹陈国栋陈志华辛克贵肖瑾杨强跃张强武岳周观根郑永会郝际平贺明玄赵阳剧锦三莫敏玲钱基宏徐伟英崔晓强舒兴平童根树窦超陈禄如张毅刚刘树屯金德钧柴艇鲍广蹂顾强曹平周路克宽陈敖宜杨蔚彪丁阳第 6 页 共 166 页目录1总则 12术语和
6、符号 22.1术语 22.2符号 33材料 ，73.1钢材 ”，73.2连接材料 83.3混凝土 94结构与节点选型 n4.1一般规定 认 1 14.2结构选型 1 14.3节点选型 1 44.4拱脚选型 ，1 55荷载效应分析 “.1 75.1一般规定 1 75.2静力分析”1 75.3风效应分析 2 15.4地震作用分析 一2 26 设计 2 46.1一般规定 2 46.2实腹式截面拱 2 66.3腹板开孔钢拱 ，2 76.4钢管析架拱 ”，3 06.5索拱 ，3 36.6钢管混凝土拱 ，3 3一6第 7 页 共 166 页7制作与安装 4 27.1一般规定 4 27.2制作 4 37.3
7、安装 4 87.4防腐与防火涂装 5 48工程验收 ，.5 58.1一般规定 ，5 58.2工程质量合格规定 5 5附录A冷弯方（矩）形钢管、圆钢管截面特性5 7附录B拱形钢结构拱脚推力计算系数 7 3附录C拱形钢结构变形计算系数 7 5附录D实腹截面钢拱平面内稳定系数 7 7附录E腹板开圆形孔的工字形圆弧两铰拱平面内稳定系数 一9 5附录F圆弧形两铰钢管彬架拱的平面内稳定系数 9 6附录G钢管混凝土组合弹性模量 1 0 3附录H钢管混凝土轴压构件稳定系数 1 0 7附录J矢跨比对钢管混凝土拱稳定承载力的影响系数1 1 5附录K压弯钢管混凝土拱的平面内承载力计算系数n6附录L长期荷载作用对钢管
8、混凝土拱的影响系数 1 1 7本规程用词说明 1 2 0引用标准名录 ”1 2 1附：条文说明”，1 2 3第 8 页 共 166 页C ontents1G eneralP rovisions 12T ermsandsymbols ，22.1T erms，”二”,”，二”，22.2 5卿bols 33M aterials ，73.1S teel，”二”。73.2C onnectionM aterial ，83.3C oncrete 94structureandjointT yP es 1 14.1G eneralR equirements n4.2S tructuralT yP es n4.3
9、J ointT yP es 1 44.4A rch匆ringTes 1 55L oadE ffectA nalysis 一1 75.1G eneralR eqnirements ，1 75.2S taticA nalysis ”，1 75.3W indE ffectA nalysis ”2 15.4E arthquakeA ctionA nalysis 2 26D esigfi ，2 46.1G eneralR equirements，2 46.2S olid-W ebS teelA rch”，。2 66,3S tee1 A rchwithwebO P ening 2 76.4L attice
10、dS teelT ubularA rch ”3 06,5C ableA rch 3 36.6C onereteF inedS teelT ubularA rch ，3 38第 9 页 共 166 页7F abricationandE rection.4 27.1G eneralR equirements”，4 27.2一F abrication ，4 37.3E rection .4 87.4F ireR esistanceand A nti-corrosiveC oating 5 48A cceptance 5 58.1G eneralR equirement多 ，5 58.2R equir
11、ementsforC onstructionQ uality ”5 5A ppendixAS ectionP ropertyof C old-formedR ectangularandC ircularP ipe 5 7A ppendixBT hrustC alculationC oefficientsof S teelA rchS tructure 7 3A ppendixCD eformationC alculationC oefficientsofS teelA rchS tructure 7 5A ppendixDI n-planeS tabilityC oefficientsof S
12、 olid-webS teelA rch 7 7A ppendixEI n-planeS tabilityC oefficientsofT wo一hingedC ircularA rchwithW ebO pening，一9 5A ppendixFI n一planeS tabilityC oefficientsof T wo一hingedC ircularL atticedS teelT ubularA rch 一9 6A ppendixGC ompositeE lasticM odulusofC oncreteF illedS teelT ubularA rch 1 0 3A ppendix
13、HS tabilityC oefficientsof A xiall犷compresiveC oncreteF illedT ubularM ember 1 0 7A ppendixJI nfluenceC oefficientsof R is亡to一spanR atioonS tabilityC oefficientsof C oncreteF illedS teelT ubularA rch 11 5A ppendixKC oefficientsofI n-planeL oad-carryingC apacityofC oncreteF illedT ubularA rchunderC o
14、mpressionandB ending 1 1 69第 10 页 共 166 页A ppendixLI nfluenceC oefficientsofl砂ongtermL oadonC oncreteF illedS teelT ubularA rch 11 7E却lanationofW ordinginthisS pecification 1 2 0L istofQ uotedS tandards 1 2 1A ddition:E xplanationof P rovisions 1 2 3lO第 11 页 共 166 页1总则1.0.1为在拱形钢结构的设计、制作、安装及验收中贯彻执行国家
15、的技术经济政策，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量，制定本规程。1.0.2本规程适用于工业与民用建筑和构筑物中拱形钢结构的设计、制作、安装及验收。1.0.3拱形钢结构应根据工程实际情况，综合考虑其使用功能、荷载性质、施工条件等，选择合理的结构类型、轴线形状、节点形式及构造与施工方法，满足构件在运输、安装及使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，符合防腐、防火要求。1.0.4拱形钢结构的设计、施工及验收，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。第 12 页 共 166 页2术语和符号2.1术语2.1.1拱形钢结构steelarchS tructure拱轴线为二维曲线（如圆弧形、抛物
16、线形、悬链线形、椭圆线形等），依靠拱脚推力来抵抗拱轴平面内荷载作用的实腹式截面或开孔截 面钢拱、钢管析架拱、索拱以及钢管混凝土拱 的总称。2.1.2城市人行桥platformbridge跨越道路、供行人通行的桥梁结构，主要承受 自重荷载、风雪荷载及行人荷载等。2.1.3实腹式截面拱S olid一web S teelarch截面腹板无开孔削弱的钢拱。2.1.4腹板开孔钢拱steelarchwithwebopening截面腹板有开孔（洞）的钢拱。2.1.5钢管析架拱latticedS teeltubulararch采用圆管或方（矩）管构成 的平面或立体衔架所形成 的钢拱。2.1.6索拱cablea
17、rch将拉索按一定规则布置，与拱体杂交形成的结构体系。2.1.7钢管混凝土拱concretefilledS teeltubulararch由钢管混凝土构件组成的拱形结构。2.1.8钢 管 混 凝土析架 拱latticedC oncretefilledS teeltubulararch由钢管混凝土构件组成的衍架拱形结构。2.1.9无铰拱archfixedattwoends拱体无铰且拱脚固定的拱形结构。第 13 页 共 166 页2,1.1 0两铰拱pin-endedarch拱脚为铰接的拱形结构。2.1.1 1三铰拱three-hingedarch拱脚为铰接且拱体有一铰接节点（一般位于拱顶）的拱形
18、结构。2.1.1 2矢高riseofarch拱形结构轴线顶点到两拱脚连线的距离。2.1.1 3矢跨比rise-to一spanratio拱形结构轴线顶点到两拱脚连线 的距离与拱脚 间跨度 的比值。2.1.1 4等代梁equivalentbeam具有与拱形结构相同跨度、承受相同竖向荷载的简支梁。2.1.1 5跃越屈曲S nap一throughbuckling拱形结构在外荷载作用下由于拱轴线压缩变形，导致拱在平面内由上凸的位形突然失去稳定，转变为下凹的位形。2.1.1 6设计位形designC onfiguration从设计图纸中确定的构件或节点的空间位置坐标，是结构施工完毕的目标位形。2。1。1
19、7tion施工变形预调值presetdeformationduringconstruc-结构安装时构件或节点的位形与设计位形的坐标差值。按照施工变形预调值安装结构，其成型状态能满足设计位形的要求。2.1.1 8拆撑removaloftemporarysupporting采用临时支撑进行安装的钢结构工程，构件安装完毕后按照一定顺序逐步拆除临时支撑的过程。2.2符号2.2.1作用和作用效应设计值F集中荷载；q分布荷载集度；第 14 页 共 166 页N H拱脚水平推力；M弯矩；N轴心力；一V剪力。2.2.2计算指标E、E,钢材的弹性模量；E c混凝土的弹性模量；E s。钢管混凝土的组合轴压弹性模量
20、；G钢材的剪变模量；f钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；fv钢材的抗剪强度设计值；九钢材的屈服强度（或屈服点）;fc混凝土抗压强度设计值；fct 混凝土抗压强度标准值；fsc 钢管混凝土组合轴压强度设计值；a正应力；二剪应力；占结构变形值；P质量密度。2.2.3几何参数A截面面积；A。等效截面面积；A。单根分肢钢管内混凝土的截面面积；A b单根平腹杆钢管的截面面积；A d单根斜腹杆钢管的截面面积；A,单根分肢的钢管面积；A s。钢管混凝土构件的组合截面面积；I毛截面惯性矩；I。混凝土毛截面惯性矩；I s。钢管混凝土组合截面毛截面惯性矩;第 15 页 共 166 页W毛截面模量；W s。钢管混凝
21、土组合截面毛截面模量；B矩形钢管短边边长；D圆钢管外直径或矩形钢管长边边长；h截面的高度；h。腹板的计算高度；b翼缘 自由外伸宽度；tf翼缘的厚度；tw腹板的厚度；g腹板孔洞的净间距；r圆形孔洞半径；毛拱的跨度；H拱的矢高；R圆弧拱拱轴圆弧的半径；S拱的轴线长度；入长细比；几、拱轴线平面内的长细比；曰拱的圆心角；天正则化长细比；入h拱轴线平面外换算长细比；几。腹板开孔钢拱或钢管彬架拱的换算长细比；几。钢管混凝土拱的名义长细比。2.2.4计算系数及其他aE钢材和混凝土的弹性模量比；a、构件截面含钢率；沪轴心受压拱的稳定系数；外轴心受压析架拱的稳定系数；叩钢管析架拱的整体与构件稳定相关作用系数；丫
22、矢跨比对钢管混凝土拱结构轴压稳定承载力的影响系数；第 16 页 共 166 页yx、乙对主轴x、y的截面塑性发展系数；宁钢管混凝土的约束效应 系数标准值，设计值用 氛表示；I c拱脚推力计算系数；K ao拱形钢结构弹性弯扭屈曲系数；k。腹板开孔钢拱的平面内弹性屈曲系数；k。r长期荷载作用对钢管混凝土拱结构的影响系数；K s。跃越屈曲计算系数。第 17 页 共 166 页3材料3.1钢材3.1.1拱形钢结构宜采用Q 3 4 5、Q 3 9 O、Q 4 2 O和Q 4 6 O钢材，其质量与性能应符合现行国家标准碳素结构钢G B/T7 0 0和低合金高强度结构钢G B/T1 5 9 1的规定。3.1
23、2拱形钢结构处于侵蚀性介质的外露环境或对耐腐蚀有特别要求时，可采用符合现行国家标准耐候结构钢G B/T4 1 7 1的焊接耐候钢。3.1.3拱形钢结构所用钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应有碳当量的合格保证。同时，焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。对需要验算疲劳的结构所用钢材，尚应有冲击韧性的合格保证。3.1.4承受地震作用并可能进人弹塑性工作状态的拱形钢结构构件，其钢材性能除应符合本规程第3.1.3条的规定外，尚应符合屈强比不大于0.85，伸长率不小于2 0且具有 良好的可焊性和合格的冲击韧性等附加性能要求。3.
24、1.5拱形钢结构中，厚度大于或等于4 0 mm的钢板，因焊接约束力与工作拉应力作用，在沿板厚方向承受较大拉应力时，应按现行国家标准厚度方向性能钢板G B531 3的规定，附加保证厚度方向性能要求，其板厚方向的断面收缩率不应小于1 5。3.1.6拱形钢结构可采用焊接或轧制型材与管材。当采用钢管时，应符合下列规定：1圆钢管宜选用符合现行国家标准直缝电焊钢管G B/T1 3 7 9 3的直缝焊接圆钢管，其规格宜按现行国家标准结构用冷弯空心 型钢尺寸、外形、重量及允许偏差G B/T6 7 2 8或本,7第 18 页 共 166 页规程附录A选用；2圆钢管选用热轧无缝钢管时，其材质、性能等应符合现行国家
25、标准结构用无缝钢管G B/T81 6 2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J G/T1 7 8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G B89 1 8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锌钢绞线Y B/T1 5 2和镀锌钢绞线Y B/T5 0 0 4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锌钢丝 G B/T1 7 1 0 1和建筑缆索用高密度聚乙烯套料C J/T2 9
26、7的规定；4钢拉杆应符合现行 国家标准钢拉杆G B/T2 0 9 3 4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G B/T6 9 9、合金结构钢G B/T3 0 7 7和一般工程用铸造碳钢件G B/T1 1 3 5 2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G B/T7 6 5 9的规定。3.1.1 0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。11拱形钢结构的焊接材料应符合下列规
27、定：手工焊接采用的焊条，应符合现行国家标准碳钢焊条第 19 页 共 166 页G B/T5 1 1 7或低合金钢焊条G B/T5 1 1 8的规定，选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应；2埋弧焊用焊丝和焊剂，应符合现行国家标准 埋 弧焊用碳钢焊丝和焊剂G B/T5 2 9 3、埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂G B/T1 2 4 7 0及气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 G B/T81 1 0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G B/T1 4 9 5 7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
28、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G B/T5 7 82和 六角头螺栓C级G B/T5 7 80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 B/T3 6 3 2或钢结构用高强度大六角头螺栓G B/T1 2 2 8、钢结构用高强度大六角螺母G B/T1 2 2 9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G B/T1 2 3 1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C 3 0一一C S O，水灰比应控制
29、在0.4 5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3.3.2一1采用。轴心抗压、轴心抗拉强度设计值人、ft和弹性模量E。应按表3.3.2一2采用。表3.3.2一1混凝土的强度标准值混凝土强度等级C 3 0 C 3 5 C 4 0 C 4 5 C 5 0 C 5 5 C 6 0 C 6 5（二 7 0 C 7 5C 80fck(N/mmZ)2 0.1 2 3.42 6.8 2 9.6 3 2.43 5.5 3 8.5 4 1.5 4 4.5 4 7。45 0.2五k(N/rnmZ)2.0 1 2.2 0 2.3 9 2,5 1 2.6 4 2.7 4 2.85
30、2。9 3 2.9 9 3.0 53.1 1第 20 页 共 166 页表3.3.2一2混凝土的强度设计值和弹性模量混凝土强度等级C 3 OC 3 5 C 4 0 C 4 5 C S OC 5 5 C 6 0C 6 5C 7 OC 7 5C 80fc(N/mmZ)1 4.3 1 6.7 1 9.1 2 1。1 2 3.1nj亡JO乙2 7.5 2 9.7 3 1.8 3 3.8 3 5.9ft(N/mmZ)1。4 3 1.5 7 1.7 1 1.80 1.89 1.9 6 2.0 4 2.0 9 2.1 4 2.1 8 2.2 2E。（X1 0 4 N/mmZ)3.0 0 3.1 5 3.2
31、5 3.3 5 3.4 5 3.5 5 3.6 0 3.6 5 3.7 0 3.7 5 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 c应乘折减系数0.9 5。1 0第 21 页 共 166 页4结构与节点选型4.1一般 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、钢管衍架拱、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。4.1.3拱形钢结构的轴线形状可选用圆弧形、抛物线形、椭圆
32、线形、悬链线形以及变曲率线形等，拱脚约束条件可采用铰接或固接等。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脚推力。当拱脚沉降或侧移较大时，应考虑对无铰拱与两铰拱受力性能的影响。4.1.5拱形钢结构的选型应考虑面外支撑的设置要求。面外支撑可采用钢析架、钢梁、擦条及屋面板体系等。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
33、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（矩）形以第 22 页 共 166 页及六边形孔等（图4.2.2）。尹钾卜气工尹于气湘图4.2.2腹板开孔钢拱4.2.3钢管析架拱可采用平面析架和立体析架。立体析架可采用三角形、矩形及梯形截面等（图4.2.3)，其弦杆与腹杆可采用圆钢管、矩形钢管或其他型钢等，斜腹杆与弦杆的夹角宜控制在3 0”一6 0“范围内。对于三角形截面的钢管析架拱，宜优先选择正三角形截面。寥夔醒(a）正三角形截面夔夔霆国葬翁7(b）倒三角形截面夔蒸爵日(c）矩形截面(d）梯形截面
34、图4.2.3钢管析架拱4.2.4索拱结构应综合考虑拱轴线的形式、矢跨比、主要荷载类型、支座条件、使用功能及构造要求等因素确定合理的布索形第 23 页 共 166 页式，可选用如下类型：1由拉索和拱体组成的弦张式索拱结构（图4.2.4一1);、1一2一2、1图4.2.4一1弦张式索拱结构1一拉索；2一拱体2由拉索、撑杆和拱体组成的弦撑式索拱结构（图4.2.4-2);1芝图4.2.4一2弓 玄 撑式索拱结构1一拉索；2一撑杆；3一拱体3由拉索、索盘和拱体组成的车辐式索拱结构（图4.2小3);4由拉索、桥面和拱体组成的索拱桥结构（图4.2.4一4）。又图4.2.4一3车辐式索拱结构1一拉索；2一索盘
35、；3一拱体图4.2.4一4索拱桥结构1二拉索；2一桥面；3一拱体第 24 页 共 166 页4.2.5车辐式索拱的矢跨比宜选择在0.3一。5之间，索盘位置应控制在拱脚连线之上，宜位于拱矢高的一半附近。4.2.6钢管混凝土拱截面可选用单钢管混凝土截面、哑铃形截面、析架式截面等。哑铃形截面与彬架式截面的弦杆可采用钢管混凝土构件，且 不宜断开，腹杆可采用 圆钢管或者方矩管（图4.2.6）。彩黔亘贬习V夔夔(a）单钢管混凝土截面（b）哑铃形截面(c）析架式截面图4.2.6钢管混凝土拱4.3节 点 选 型4.3.1拱形钢结构节点选型与设计应遵循构造简单、整体刚度好、传力明确、安全可靠、节约材料和施工方便
36、等原则。4.3.2实腹式截面拱、腹板开孔钢拱的拼接节点可采用对接焊缝连接、法兰连接或端板连接。钢管析架拱的弦杆宜通长设置，腹杆与其连接可采用直接相贯焊接或通过节点板连接。节点构造与计算应符合现行 国一家标准钢结构设计规范G B5001 7的规定。4.3.3索拱结构中的钢索可穿过拱体截面锚固在上翼缘，也可通过夹具或锚具连接于拱体或其连接板上。单撑杆与拱体的连接节点宜采用铰接连接。4.3.4撑杆和钢索之间的连接可采用滑动节点与非滑动节点。当撑杆在索轴线平面内呈V字形布置时，索与撑杆宜采用滑动节点，或施工张拉成型后再与撑杆节点固定，形成非滑动节点。当撑杆为单杆且与拱体铰接连接时，其撑杆与拉索的连接节
37、点应采用非滑动节点。4.3.5车辐式索拱结构的索盘可采用平板节点、铸造节点等形1 4第 25 页 共 166 页式（图4.3.5）。(a）平板节点(b）铸造节点图4.3.5车辐式索拱结构的索盘4.3.6在钢管混凝土析架拱中，腹杆宜与弦杆直接相贯焊接或通过节点板连接，可采用图4.3.6的构造形式。二乒弓夺尽二萝七妥弃共石二公父丈只分 件开，-次(a)图4.3.6钢管混凝土析架拱中腹杆与弦杆的连接4.3.7当钢管混凝土拱的跨度超过3 0 m时，可在跨中设置法兰拼接节点（图4.3.7）。一督图4.3.7钢管混凝土拱跨中法兰拼接节点4.4拱 脚 选 型4.4.1拱脚支座应采用传力可靠、连接简单的构造形
38、式，并应符合计算假定。4.4.2拱形钢结构应考虑拱脚推力对基础（落地拱时）或下部结构（位于支承结构上时）的影响，并采取相应措施。当拱脚推第 26 页 共 166 页力较大及条件允许时，宜设置连接拱脚的钢绞线或型钢拉杆。4.4.3实腹式截面拱采用铰接拱脚时，可设置拱脚加劲肋并采用销轴连接；拱脚刚接时，拱脚部位的截面高度宜适当扩大，或采取加强措施如设置加劲肋或填充混凝土等。腹板开孔钢拱的拱脚附近宜避免开孔。4.4.4钢管析架拱采用铰接拱脚时，可将各分肢在拱脚处收于一点；采用刚接拱脚时，可将每个弦杆分别与基础刚接。第 27 页 共 166 页5荷载效应分析5.1一般 规定5.1.1拱形钢结构的内力与
39、变形分析应考虑永久荷载、可变荷载以及它们的组合作用，还应根据具体情况考虑施工安装荷载、地震、支座沉降和温度变化等作用。荷载的标准值、分项系数、组合系数等，应按 现行 国家标准建筑结 构荷 载规范G B5 0 0 0 9的规定取值。5.1.2对于风荷载、雪荷载等可变荷载，应考虑其在拱轴线平面内的最不利分布作用，还应考虑其可能在拱平面外产生的不利作用。5.1.3拱形钢结构的内力与变形计算可采用线弹性分析方法或考虑几何非线性的弹性分析方法。5.1.4拱形钢结构的拱脚支承结构应具有足够的承载力和刚度。当拱脚支承结构变形较大时，在计算中应考虑拱脚位移的影响，建立包含支承结构的整体模型或等效弹性支承模型进
40、行分析。5.1.5跨度大于1 2 om的拱形钢结构，应考虑温度变化对内力和变形的影响，给出安装合龙温度区间。5.2静 力 分 析5.2.1两铰拱与三铰拱在竖向荷载作用下任意截面（图5.2.1)，可按下式计算：卉几一砂一N H yV C=V Ocoso一N HS inoN c一俨 sino一N Hcoso式中：M截面在拱轴线平面内的弯矩（Nm),缘纤维受拉为正；C处的内力(5.2.1)以使拱的内第 28 页 共 166 页N截面的轴力（N)，以拉力为正；V截面的剪力（N)，以使隔离体顺时针转动为正；y截面C的纵坐标（m)，向上为正；0截面C处拱轴切线与X轴所呈的锐角，左半拱为正，右半拱为负；N
41、H拱脚水平推力（N）。注：上标。表示等代梁的内力，下标C表示拱的截面C处的内力。夕一一、Y、Z飞0风；/石 二尹玄。毛从图5.2.1拱的内力计算5.2.2承受竖向荷载作用的等截面两铰拱及无铰拱，其拱脚推力可按式（5.2.2一1）计算：N H、1峋N 0(5.2.2一1)式中：K l拱脚推力调整系数，可按本规程附录B中表B-1采用；构与截面刚度相关的折减系数；N 0拱脚推力基准值（N）。1与截面刚度相关的折减系数梅可按下式计算：1I C z一1 +E I豆兀丁子 产a,(5.2.2一2)式中：。系数，可按本规程附录B中表件 2采用；E材料弹性模量（N/m);I截面惯性矩（m);A截面面积（m);
42、H拱的矢高（m）。2拱脚推力基准值N 0可按下列公式计算：1 8第 29 页 共 166 页当承受全跨或半跨水平均布荷载q时：(5.2.2一3)世8H一一N 0当承受拱顶集中或1/4跨集中荷载F时：(5.2.2一4)凡一4 H一一N 0式中：.L5。2。3拱的跨度（m）。承受竖向荷载作用的三铰拱，其拱脚反力可按下列公式计算：(5.2.3一1)(5.2.3一2)衅一H瞬一一一一呱N v式中：N H拱脚水平推力；衅等代梁的跨中弯矩；N v拱脚竖向反力；瞬等代梁的支座竖向反力。5.2.4实腹式等截面圆弧形两铰拱 的竖向变形可按下列公式计算：竖向均布荷载作用下：。一。，淇。2群上砂I t刀气竖向集中荷
43、载作用下：“一al等aZ器(5.2.4一1)(5.2.4一2)式中：a竖向位移值（m);q竖向均布荷载（N/m);F竖向集中荷载（N);E I截面抗弯刚度（Nm);G A截面抗剪刚度（N);al、a:对应于荷载工况的系数，可按本规程附录C中表C-1确定。1 9第 30 页 共 166 页5.2.5腹板开圆形孔的工形截面圆弧形两铰拱的竖向变形，可按下列方法计算：1将腹板开圆形孔拱等效为矩形孔洞的双肢缀板格构式拱（图5.2.5)，其几何尺寸可按照公式（5.2.5一1）确定：h。1.7 0Rl。1.5 8R(5.2.5一1)式中：h。双肢缀板格构式拱的矩形孔洞的高度（m);l。双肢缀板格构式拱的矩形
44、孔洞的宽度（m);R腹板开孔钢拱的圆形孔半径（m）。(a）腹板开圆形孔拱体犷(b）双肢缀板格构式拱图5.2.5腹板开圆形孔钢拱的等效示意2竖向变形可按下列公式计算：竖向均布荷载q作用时：。一。，军。2军。3乙ie仁r/le朋,2、，。万 丁厄不厂1十万）q乙“乙 任 丈二才1.1、尺，(5.2.5一2)竖向集中荷载F作用时：。万 1万 乙朋八2、0一al千布，十 aZ声二下一十a3言 了荞 花ee【1十下1户L乙le七刀伙e乙任上丫1 1、龙 式中：al、aZ、a3系数，可按本规程附录C中表I。等效截面惯性矩（时）;(5.C-22.5一3)确定；第 31 页 共 166 页A。等效截面面积（时
45、）;A l双肢缀板格构截面的每个分肢面积（mZ)久1等效格构式拱的分肢长细比；k缀板与分肢的线刚度比值。1）等效截面惯性矩I。按下式计算：I。一I。一粤4twR 4g+Z R(5.2.5一4)2）等效截面面积A。按下式计算：A。一A。一兀twR Zg+2尺(5.2.5一5)3）等效格构式拱的分肢长细比入1按下式计算：入1=1 1/1 1(5.2.5一6)4）缀板与分肢的线刚度比值k按下式计算：k=(I b/c)/(1 1/1 1)(5.2.5一7)式中：I。不考虑腹板开孔计算的惯性矩（时）;g孔洞边缘间距（m);tw腹板厚度（m);A。不考虑腹板开孔计算的截面积（m);tw腹板厚度（m);2
46、1缀板间的中心距（m);1 1每个分肢的回转半径（m);I b缀板的截面惯性矩（m4);。两分肢的轴线间距（m);1 1每个分肢的截面惯性矩（时）。5.2.6对于变截面拱和轴线形状复杂的拱形钢结构，宜按有限元法进行内力和位移计算。5.3风效应分析5.3.1拱形钢结构的内力和位移分析应考虑风荷载的静力和动力作用。第 32 页 共 166 页5.3.2拱形钢结构的风载体型系数应按现行国家标准建筑结构荷载规范G B5 0 0 0 9的规定取值；对于体型复杂且重要的拱形钢结构，其风载体型系数宜通过风洞试验确定。5.3.3对于中小跨度拱形钢结构可采用平均风荷载乘以风振系数的方法近似考虑结构的风动力效应，
47、风振系数参考取值为1.2一1.8。5.3.4对于满足下列条件之一的拱形钢结构，宜通过风振响应分析确定风动力效应：1跨度大于1 2 O m;2结构基本 自振周期大于1.0 5;3体型复杂且较为重要的结构。5.3.5拱形钢结构屋面围护结构的设计，应考虑风压极值的影响，并考虑结构内压与外部风荷载的叠加效应。5.4地震作用分析5.4.1在抗震设防烈度为7度的地区，对于拱形钢结构当矢跨比大于或等于1/5 时，应进行水平抗震验算；当矢跨比小于1/5时，应进行竖向和水平抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区，对于拱形钢结构应进行水平和竖向抗震验算。拱跨度大于1 2 0 m时，应进行罕遇地震分析。5.4.
48、2在地震作用分析时，应考虑支承体系对拱形钢结构受力的影响，宜将拱形钢结构与支承体系共同考虑，按整体分析模型进行计算；也可把支承体系简化为拱形钢结构的弹性支座，按弹性支承模型计算。5.4.3对拱形钢结构进行多遇地震作用下的效应计算时，可采用振型分解反应谱法；对于重要的大跨度拱形钢结构，应采用时程分析法进行补充计算。5.4.4计算拱形钢结构多遇地震作用下的效应时，对于拱脚落地的拱形钢结构，阻尼 比值可取0.0 2；对于钢管混凝土拱形钢结构，阻尼比可取0.0 3 5；对设有混凝土支承结构的拱形钢结第 33 页 共 166 页构，整体计算时阻尼比值可取0.0 3。罕遇地震弹塑性计算时，阻尼比值可取0.
49、0 5。5.4.5拱形钢结构构件的抗震承载力调整系数应符合现行国家标准建筑抗震设计规范G B5 0 0 1 1的规定。第 34 页 共 166 页6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承载力。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定性，应选用壳单元。2对腹板开
50、孔钢拱，宜采用壳单元。3对钢管析架拱，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满足下列条件之一时，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铰拱，当沿拱轴线等间距设置面外完全支撑，且相邻支承点距离2 4第 35 页 共 166 页5 1与截面翼缘宽度bf的比值满足公式（6.1.4一1）时。孕成2.3