鋼混結構設計計算規(guī)范手冊目錄一、總則．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.1編制目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81.2適用范圍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．101.3依據標準．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．141.4術語定義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．151.5基本原則．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21二、基本規(guī)定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．222.1荷載與作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．242.1.1荷載分類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．272.1.2荷載取值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．282.1.3作用組合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．312.2材料要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．332.2.1鋼材性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．342.2.2混凝土強度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．372.2.3焊接材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．402.3設計基準期．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．452.4安全等級．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．462.5極限狀態(tài)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．482.5.1承載能力極限狀態(tài)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．502.5.2正常使用極限狀態(tài)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52三、鋼筋混凝土構件承載力計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．553.1受彎構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．573.1.1正截面承載力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．593.1.2斜截面承載力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．603.2受壓構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．613.2.1軸心受壓構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．653.2.2偏心受壓構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．673.3受拉構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．723.3.1軸心受拉構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．743.3.2偏心受拉構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．763.4受扭構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．773.4.1純扭構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．783.4.2剪扭構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．813.4.3彎扭構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．843.5組合構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．873.5.1鋼筋混凝土框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．903.5.2鋼筋混凝土剪力墻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．913.5.3鋼骨鋼筋混凝土構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．95四、鋼筋混凝土構件變形與裂縫計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．984.1受彎構件變形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．994.2受壓構件變形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1004.3受拉構件裂縫．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1024.4受扭構件裂縫．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104五、鋼筋混凝土結構抗震設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1055.1抗震設計原則．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1075.2抗震計算方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1085.2.1底部剪力法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1125.2.2時程分析法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1165.3構件抗震驗算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1185.3.1框架抗震驗算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1205.3.2剪力墻抗震驗算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1225.4抗震構造措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．127六、鋼結構構件計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1296.1受彎構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1316.1.1工字鋼梁．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1326.1.2H型鋼梁．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1346.1.3箱形梁．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1376.2桿件構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1386.2.1工字鋼柱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1416.2.2H型鋼柱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1436.2.3箱形柱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1456.3軸心受力構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1486.4拉彎構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1506.5彎曲構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1546.6組合構件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1576.6.1鋼筋混凝土組合梁．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1606.6.2鋼筋混凝土組合柱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．162七、鋼結構連接計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1637.1焊接連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1677.1.1對接焊縫．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1687.1.2角焊縫．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1727.2螺栓連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1747.2.1普通螺栓連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1767.2.2高強度螺栓連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．177八、鋼結構整體分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1808.1結構體系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1828.2內力計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1838.3位移計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1868.4穩(wěn)定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．187九、鋼混結構連接與構造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1899.1鋼與混凝土的連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1919.1.1錨固連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1929.1.2焊接連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1949.1.3螺栓連接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1969.2構造要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1979.2.1連接構造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2019.2.2構件構造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2039.2.3支座構造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．206十、施工圖設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20710.1圖紙深度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20910.2圖例符號．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21010.3設計說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21010.4鋼筋表示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21310.5零件詳圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214一、總則1.1編制目的為規(guī)范鋼混結構的設計與計算活動，統(tǒng)一設計標準和技術要求，確保鋼混結構設計質量，提高設計效率，促進鋼混結構工程技術的應用與發(fā)展，特制定本規(guī)范手冊。本規(guī)范手冊旨在為鋼混結構設計人員提供一套系統(tǒng)化、標準化的設計依據，通過明確各環(huán)節(jié)的設計原則、計算方法和構造措施，從源頭上把控結構安全與經濟性，推動鋼混結構在建筑、橋梁、市政等領域的健康發(fā)展。1.2適用范圍本規(guī)范手冊適用于下列鋼混結構工程的設計與計算：建筑工程中的梁、板、柱、墻、基礎等構件以及整體結構；橋梁工程中的梁式橋、拱橋、橋梁下部結構等；工業(yè)與民用建筑中的鋼結構與鋼筋混凝土結構混合的抗震設計、荷載作用下的結構計算以及構造措施；其他符合相關規(guī)范要求的鋼混結構工程。本規(guī)范手冊不適用于以下情況：序號具體情況1超高層建筑、大跨度建筑等特殊鋼混結構工程（需參照專項規(guī)范）2核電站、化工廠等特殊環(huán)境下的鋼混結構工程3結構抗震設防烈度高于9度的地區(qū)的鋼混結構工程（需參照專項規(guī)范）4冷彎薄壁型鋼結構工程1.3依據標準本規(guī)范手冊的編制依據了以下現(xiàn)行有效的國家標準、行業(yè)標準和技術規(guī)定，見【表】。?【表】依據標準序號標準編號標準名稱1GB50010-2010（2015年版）《混凝土結構設計規(guī)范》2GB50007-2011《建筑地基基礎設計規(guī)范》3GB50011-2010（2016年版）《建筑抗震設計規(guī)范》4GB50017-2017《鋼結構設計標準》5GB/T50068-2018《建筑結構荷載規(guī)范》6JGJ3-2010《簡支梁柱鋼與混凝土組合結構設計規(guī)程》7JGJ352-2017《現(xiàn)澆混凝土疊合板組合結構技術規(guī)程》8JGJ/T367-2015《鋼筋混凝土框架混合結構技術規(guī)程》9CJJ11-2016《城市橋梁設計規(guī)范》10公路橋梁設計相關規(guī)范（根據實際情況選用）此外本規(guī)范手冊還參考了相關的國際標準和工程實例，并結合作者長期工程實踐經驗編制而成。1.4設計原則鋼混結構設計應遵循安全、適用、經濟、美觀、環(huán)保的原則。安全性原則:結構設計應保證在正常使用條件下結構安全可靠，在突發(fā)情況下具備必要的抗震性能和抗風能力，確保結構不會發(fā)生破壞或倒塌。適用性原則:結構設計應滿足建筑物的使用功能和荷載要求，具有良好的耐久性和使用性能。經濟性原則:結構設計應在滿足安全和適用要求的前提下，盡可能降低材料消耗和施工成本，提高經濟效益。美觀性原則:結構設計應與建筑環(huán)境相協(xié)調，具有良好的空間形狀和視覺效果，體現(xiàn)建筑的美學價值。環(huán)保性原則:結構設計應優(yōu)先選用可再生材料和節(jié)能環(huán)保材料，減少對環(huán)境污染，提高資源的利用率。1.5設計基本參數鋼混結構設計應采用下列基本設計參數：荷載分項系數:根據荷載類型和組合情況進行取值，應參照GB50068-2018《建筑結構荷載規(guī)范》；材料強度設計值:應根據材料的種類、強度等級和工作條件進行取值，應參照GB50010-2010（2015年版）GB50017-2017等規(guī)范；結構重要性系數:根據結構的重要性、使用年限和風險等級進行取值，應參照GB50153-2020《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》。1.6術語和符號本規(guī)范手冊采用下列術語和符號：術語：例如，鋼混結構、鋼筋混凝土構件、鋼-混凝土組合構件、疊合板、框架結構等。符號：例如，M表示彎矩，N表示軸力，f表示強度設計值，E表示彈性模量等。詳細內容請參見本規(guī)范手冊的附錄部分。1.7設計過程控制鋼混結構設計應遵循程序化、規(guī)范化的設計流程，并進行各階段的質量控制。設計過程應包括：項目策劃:明確項目概況、設計目標和設計要求。方案設計:提出多種設計方案，并進行技術經濟比較，選擇最優(yōu)方案。初步設計:確定結構體系、材料選擇、主要尺寸和荷載計算。施工內容設計:繪制詳細的施工內容紙，并進行技術交底。各設計階段均應進行嚴格的校核和審查，確保設計成果準確可靠。1.1編制目的本規(guī)范手冊的主要宗旨在于為各類工程的鋼混結構設計計算提供系統(tǒng)化、標準化、規(guī)范化的技術指導，以確保鋼混結構設計的安全性、適用性、耐久性和經濟合理性。具體而言，本手冊具有以下幾個核心目標：統(tǒng)一設計標準：明確鋼混結構設計計算的基本原則、方法和步驟，避免因地區(qū)、行業(yè)或設計單位差異導致的技術偏差，促進設計工作的標準化和規(guī)范化。提升設計質量：通過提供科學、合理、準確的設計計算方法和依據，指導設計師進行科學分析，有效避免設計錯誤和安全隱患，從而提升鋼混結構整體設計質量。優(yōu)化設計過程：集中總結國內外鋼混結構設計計算的先進經驗和成熟的計算方法，方便設計師查閱和參考，簡化計算流程，提高設計效率。規(guī)范行業(yè)發(fā)展：建立一套科學、規(guī)范的設計計算標準體系，為鋼混結構設計行業(yè)提供權威性、指導性的技術依據，推動行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。為實現(xiàn)上述目標，本手冊將鋼混結構設計計算的過程細化為以下幾個主要方面：編制目的維度詳細說明統(tǒng)一設計標準明確設計原則、方法和步驟，避免技術偏差，促進標準化和規(guī)范化。提升設計質量提供科學、合理、準確的設計計算方法和依據，避免設計錯誤和安全隱患。優(yōu)化設計過程總結先進經驗，方便查閱和參考，簡化計算流程，提高設計效率。規(guī)范行業(yè)發(fā)展建立科學、規(guī)范的設計計算標準體系，推動行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。本規(guī)范手冊的編制旨在通過提供全面、系統(tǒng)、實用的技術指導，全面提升鋼混結構設計計算的水平，為工程建設領域的蓬勃發(fā)展貢獻積極力量。本手冊將嚴格遵循國家相關法律法規(guī)和技術標準，力求成為鋼混結構設計計算領域不可或缺的技術工具書。1.2適用范圍本手冊主要面向從事鋼混凝土結構設計、計算及相關工作的engineeringprofessionals（工程師們），為其提供一套系統(tǒng)化、標準化的設計計算指導。本手冊的核心指導對象是適用于建筑工程領域的鋼筋混凝土組合結構（ReinforcedConcreteCompositeStructures，簡稱RCStructures）的設計與計算工作。具體而言，本手冊所涵蓋的范圍主要包括但不限于以下幾個方面：序號主要適用范圍備注1工業(yè)與民用建筑包括但不限于工業(yè)廠房、辦公樓、住宅、商業(yè)綜合體等。2鋼結構與混凝土結構構件的協(xié)同工作重點闡述鋼與混凝土兩種材料在結構中協(xié)同受力行為的計算理論與方法。3組合結構形式例如：鋼梁與混凝土板組合樓蓋、鋼柱與混凝土核心筒組合、鋼框架與現(xiàn)澆混凝土剪力墻組合等。4結構構件的設計與計算包括梁、板、柱、墻、基礎等主要構件的設計計算方法和步驟。5抗震設計針對地震作用下的組合結構抗震性能設計計算相關規(guī)范。6正常使用極限狀態(tài)針對結構在正常使用條件下的變形、裂縫、應力等計算要求。7常用材料和連接設計涉及鋼筋、混凝土、型鋼、焊接、螺栓等常用材料和連接的設計計算依據。8施工階段的驗算對施工階段模板支撐體系、構件吊裝等進行的必要驗算。需要特別指出的是，本手冊側重于常規(guī)的應用場景，對于一些特殊環(huán)境（如高腐蝕性、強輻射等）、特殊用途（如橋梁、海洋平臺、大跨度橋梁等）以及新興的組合結構形式，則在部分內容上需要結合專門的規(guī)范或進行相應的調整和補充。此外本手冊主要依據現(xiàn)行國家及行業(yè)標準編寫，旨在為工程師們提供一套可靠、實用的設計計算工具。本手冊的發(fā)布和使用應嚴格遵守國家法律法規(guī)以及行業(yè)相關標準的規(guī)定。1.3依據標準本手冊的編寫依據《中華人民共和國國家標準》（GB）以及其它相關行業(yè)標準（如《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010、《鋼筋混凝土設計標準》GB50010等）。標準不僅是本次手冊編制的基礎，同時也是鋼混結構設計的科學依據和質量保證。首先應嚴格遵守《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）的相關要求，此規(guī)范針對現(xiàn)階段混凝土與鋼筋的技術發(fā)展和實際的工程實踐經驗進行了全面總結與歸納，提供了混凝土結構設計的基本原則和具體的結構構造。在設計過程中，應充分結合本手冊包含的理論技術與實際工程案例，確保設計的科學性和可靠性。其次根據《鋼筋混凝土設計規(guī)范》（GB50010-2015）制定的指導原則，我們應準確理解和運用鋼筋與混凝土工程的疲勞、韌性、強度等方面的規(guī)定。設計中需對混凝土的強度等級、鋼筋的種類、強度以及直徑等做出精確選擇，并確保結構構件的質量安全。再次依據《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011）的要求，應遵循中國地震區(qū)的抗震設防標準，合理運用抗震設計的相關知識和方法。包括但不限于對設計方案進行地震動力分析、確定結構抗震能力以及必要的加固處理等，確保鋼混結構建筑在各種地震作用下具有足夠的安全性和耐久性。鋼混結構設計須嚴格依據以上規(guī)定及標準進行，在設計計算過程中，應通過精確的數據處理與分析，保證鋼混結構的安全適用、經濟合理以及具有長遠的工程效益與社會效益。通過采用科學合理的設計方法，優(yōu)化鋼結構與混凝土結構的組合，實現(xiàn)其功能需求與美觀效益的統(tǒng)一。1.4術語定義本規(guī)范采用下列術語和定義，為了避免歧義，部分關鍵術語給出了進一步說明或區(qū)分。對下列術語的理解應遵循本規(guī)范的相關章節(jié)規(guī)定。結構（Structure）凡承受、傳遞或分配荷載的部件、體系或系統(tǒng)，包括為達到特定功能目的而設置的附屬物。說明：結構應能夠保證在各種設計狀況下滿足安全、適用、耐久和經濟的要求。建筑結構（ArchitecturalStructure）主要用于承受和傳遞建筑物荷載，并作為建筑空間組成部分的結構。說明：建筑結構不僅承擔力學功能，還與其美學和空間形態(tài)緊密相關。結構體系（StructuralSystem）/結構方案（StructuralDesignScheme）由若干構件和構件間連接方式構成的、用以抵抗各種荷載效應的力學骨架。說明：合理的結構體系是確保結構整體性能的基礎。選擇不同的結構體系對設計、施工和造價均有顯著影響。荷載（Load）施加在結構或構件上的集中力、分布力、集中力矩或分布力矩，或引起結構內力和變形的其他作用。說明：荷載可來源于自然環(huán)境（如重力、雪、風、地震）、使用條件（如人群、設備、車輛）、人為因素（如裝修、施加的預應力）等。荷載按其作用時間可分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載。永久荷載（PermanentLoad/DeadLoad,DL）在結構使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與其平均值相比可以忽略不計的荷載。通常由結構自重、固定設備重等組成。說明：符號G通常表示其標準值。可變荷載（VariableLoad/LiveLoad,LL）在結構使用期間，其值隨時間而變化，且其變化與其平均值相比不可忽略的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載、雪荷載、風荷載、吊車荷載等。說明：符號Q通常表示其標準值。偶然荷載（AccidentalLoad）不經常發(fā)生，但一旦發(fā)生，其值很大且作用時間很短的荷載。例如爆炸沖擊波、撞擊力、雪崩等。說明：設計時需根據相關要求考慮偶然荷載的影響或采取保護措施。荷載準值（LoadCombinationValue/CharacteristicValueofLoadCombination）根據相應荷載組合規(guī)則得到的荷載設計值。說明：根據結構的不同使用狀況（承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)）和荷載的重要性系數，將單個荷載的標準值組合起來得到的設計荷載。材料強度（MaterialStrength）材料在荷載作用下所能承受的極限承載能力。說明：根據試驗結果并考慮統(tǒng)計性和安全儲備，材料強度通常以特征值（CharacteristicValue）表示。材料類別特征強度符號規(guī)范中相應符號備注鋼材（鋼材）ff材料屈服強度特征值，考慮標準差ff材料抗拉強度特征值，考慮標準差混凝土（混凝土）ff立方體抗壓強度標準值ff軸心抗拉強度標準值鋼筋與連接件（鋼筋、焊縫、螺栓）ffy或屈服強度特征值（規(guī)范統(tǒng)一用fy混凝土強度標準值（CharacteristicStrengthValueofConcrete）具有不低于95%保證率的立方體抗壓強度代表值。說明：符號fck通常表示?；炷恋脑O計強度值通常采用covert鋼材強度設計值（AllowableStrengthDesignValueofSteel）為保證結構安全，在承載能力極限狀態(tài)設計時采用的鋼材強度值，通常為特征強度除以分項系數γf說明：符號fy或fu表示（取決于設計內容）。例如，鋼材抗彎強度設計值截面（Cross-section）構件的幾何形狀。說明：對于受壓構件（如柱），常指截面在垂直于壓力作用方向的尺寸；對于梁，常指梁寬與梁高的組合等。慣性矩（MomentofInertia,I）描述截面抵抗彎曲變形能力的幾何量。說明：計算公式為Iz=A?y截面抵抗矩（SectionModulus,W）描述截面抵抗彎曲能力的幾何量。說明：計算公式為W=Izymax，其中y鋼筋混凝土結構（ReinforcedConcreteStructure）由配置在混凝土中的鋼筋和Dean混凝土共同工作的結構。說明：材料特性差異導致二者在復合受力下具有協(xié)同工作特性，是應用最廣泛的結構形式之一。鋼-混凝土組合結構（Steel-ConcreteCompositeStructure）整體工作性能依賴于鋼與混凝土兩種不同性質材料之間可靠協(xié)同工作的結構。說明：典型的例子包括鋼-混凝土組合梁、組合柱等，通過連接件實現(xiàn)界面應力的有效傳遞。鋼材（Steel）以鐵為基體、熔煉軋制而成，并通常含有少量碳及其他合金元素的工程材料。說明：常用類型包括碳素結構鋼（如Q235,Q345）、低合金高強度結構鋼等，其性能指標由屈服強度、抗拉強度、伸長率、沖擊韌性等描述?；炷粒–oncrete）以水泥為膠凝材料，以砂、石為骨料，加水攪拌混合，經硬化而成的人造石材。說明：根據立方體抗壓強度標準值，混凝土強度等級用符號C并附以數字表示，如C30,C40。鋼筋（Rebar/ReinforcingBar）主要用于增強、政良或補強混凝土結構性能的locations或鋼筋絲盤。說明：鋼筋按強度和工藝分為不同種類（如HPB300,HRB400,HRB500,RRB400），常使用符號?表示。結構構件（StructuralMember）構成結構體系的基本單元。說明：如梁、板、柱、墻、支撐等。承載能力極限狀態(tài)（LimitStateofCollapse/UltimateLimitState,ULS）結構或構件達到最大承載能力、不適于繼續(xù)承載的狀態(tài)。說明：包括破壞、失穩(wěn)（整體或局部）、過度變形（失去使用功能）等情況。結構設計必須保證其在承載能力極限狀態(tài)下是安全的。正常使用極限狀態(tài)（LimitStateofServiceability/ServiceabilityLimitState,SLS）結構或構件達到使用要求或耐久性要求的狀態(tài)。說明：包括限制變形（撓度、側移）、限制裂縫寬度（影響美觀、耐久性）、限制振動（影響舒適度）等。設計基準期（DesignReferencePeriod）為確定可變荷載代表值而采用的基準時間。說明：對于可變荷載，如雪荷載、風荷載，其設計值是基于設計基準期內最大可能發(fā)生的荷載值統(tǒng)計得出的。1.5基本原則本手冊遵循以下基本原則進行鋼混結構設計的計算規(guī)范：安全原則：鋼混結構的設計首要考慮的是結構的安全性。所有結構設計必須滿足相關規(guī)范和安全標準，確保在正常使用條件下以及可能遭遇的意外事件中，結構能保持穩(wěn)定和安全。功能性原則：結構設計需滿足建筑物的使用功能要求。包括考慮建筑物的使用性質、荷載條件、空間布局等因素，確保結構在承受設計荷載時具有良好的承載能力和剛度。經濟性原則：在滿足安全和功能要求的前提下，鋼混結構設計應追求經濟合理。設計時需綜合考慮材料成本、施工成本、維護費用等因素，優(yōu)化設計方案，實現(xiàn)經濟效益最大化。可持續(xù)性原則：鋼混結構設計應充分考慮環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展要求。設計時宜采用環(huán)保材料，優(yōu)化結構形式以降低能耗，同時考慮結構的可維修性和可循環(huán)利用性。標準化原則：結構設計應遵循國家及地方相關標準規(guī)范，采用標準化的構件、節(jié)點連接方式等，以便施工、檢查和維修。?表格：基本原則要點匯總原則內容要點目標安全原則滿足安全標準，確保結構穩(wěn)定與安全防止事故，保障生命安全功能性原則滿足建筑物使用功能要求實現(xiàn)設計目的，確保使用效果經濟性原則綜合考慮成本因素，優(yōu)化設計方案實現(xiàn)經濟效益最大化可持續(xù)性原則考慮環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展要求降低能耗，提高環(huán)境效益標準化原則遵循國家及地方標準規(guī)范，采用標準化設計方便施工、檢查和維修在實際設計過程中，應遵循上述原則進行綜合考量，確保鋼混結構設計的合理性、安全性和經濟性。同時在計算過程中應合理運用公式、內容表等工具，確保計算結果的準確性和可靠性。二、基本規(guī)定鋼混結構設計計算規(guī)范手冊的基本規(guī)定是確保建筑結構安全、經濟、合理的重要依據。在進行鋼混結構設計時，需遵循以下基本原則和規(guī)定：結構體系選擇框架-剪力墻結構：在地震區(qū)，應優(yōu)先采用框架-剪力墻結構，因其具有良好的抗震性能。結構布置原則整體性原則：結構布置應保證各部分之間有足夠的剛度和強度，防止過大變形或破壞。對稱性原則：對于不對稱荷載情況，結構布置宜盡量對稱，以減少偏心荷載的影響。結構計算模型簡化計算模型：對于某些簡單的鋼混結構，可以采用簡化的計算模型進行初步設計。實體模型計算：對于復雜結構，應采用實體模型進行詳細計算，以確保結構的安全性和穩(wěn)定性。結構材料選擇高強度鋼材：優(yōu)先采用高強度鋼材，以提高結構的承載能力和經濟性?？拐鹦阅懿牧希涸诘卣饏^(qū)，應選用具有良好抗震性能的材料，如抗震鋼。結構連接方式焊接連接：鋼結構主要采用焊接連接，確保連接的牢固性和整體性。螺栓連接：對于一些非承重構件，可采用螺栓連接，以簡化施工工藝。結構安全等級一級安全等級：對于特別重要的結構，其安全等級應為一級，確保在任何情況下都能保證結構的安全。二級安全等級：對于一般性結構，其安全等級應為二級，滿足正常使用要求。結構設計壽命設計使用年限：根據結構的使用功能，確定其設計使用年限，如50年、100年等。維護與檢修：在設計中應考慮結構的維護與檢修，以確保其長期使用性能。結構抗震設計抗震設防標準：根據地區(qū)地震烈度，確定結構的抗震設防標準，如7度、8度等?？拐饦嬙齑胧翰扇∮行У目拐饦嬙齑胧缭O置抗震墻、加設彎起鋼筋等，以提高結構的抗震性能。結構經濟性分析成本估算：在設計過程中，應對結構成本進行估算，包括材料成本、施工成本等。經濟性評估：通過對比不同設計方案的經濟性，選擇最優(yōu)方案，實現(xiàn)經濟效益最大化。規(guī)范遵循與更新國家標準：設計應嚴格遵循國家相關的標準和規(guī)范，如《建筑結構設計規(guī)范》GB50010等。行業(yè)更新：隨著新材料、新工藝的出現(xiàn)，設計人員應及時關注行業(yè)動態(tài)，更新設計理念和方法。2.1荷載與作用（1）概述鋼混結構在設計過程中，需全面考慮各類荷載與作用的影響。荷載是指施加在結構上的外力或作用效應，包括永久荷載、可變荷載及偶然荷載；作用則指引起結構效應的各種因素，如溫度變化、地震作用、施工荷載等。荷載與作用的取值應依據現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009）及《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011）確定，并結合結構的使用功能、環(huán)境條件及重要性合理選取。（2）荷載分類與組合1）荷載分類根據《建筑結構荷載規(guī)范》，荷載可分為以下三類：永久荷載（恒載）：結構自重、土壓力、固定設備重量等，其數值隨時間變化可忽略不計?？勺兒奢d（活載）：樓面活荷載、風荷載、雪荷載、車輛荷載等，其數值隨時間顯著變化。偶然荷載：爆炸、撞擊、地震等極端事件引起的荷載，發(fā)生概率低但效應顯著。2）荷載代表值荷載設計時需采用代表值，包括標準值、組合值、頻遇值和準永久值，具體取值見【表】。?【表】荷載代表值及其應用荷載類型代表值定義及應用場景永久荷載標準值設計基準期內最大可能荷載，用于承載力計算可變荷載標準值基本設計依據，如樓面活荷載標準值（kN/m2）可變荷載組合值考慮多種可變荷載同時作用的折減值（ψ?Q?）可變荷載頻遇值短期效應控制（ψ?Q?，如吊車荷載）可變荷載準永久值長期效應控制（ψ?Q?，如樓面活荷載）注：ψ?、ψ?、ψ?為組合系數、頻遇值系數和準永久值系數，按規(guī)范取值。3）荷載組合結構設計時，需按極限狀態(tài)設計法進行荷載組合，包括基本組合、標準組合及偶然組合?；窘M合用于承載能力極限狀態(tài)設計，其表達式為：S式中：Sd——γGj——Gjk——γQi——Qik——ψci——γLi——（3）特殊作用1）風荷載風荷載標準值wkw其中ω0為基本風壓（kN/m2），μz為風壓高度變化系數，μs2）地震作用抗震設計時，采用底部剪力法或振型分解反應譜法計算水平地震作用。水平地震影響系數α可根據場地類別、設計地震分組及結構自振周期確定。3）溫度作用對于超長結構或大跨度結構，需考慮溫度變化引起的附加應力，計算公式為：σ式中，E為混凝土彈性模量，α為線膨脹系數，ΔT為溫差。（4）荷載取值注意事項樓面活荷載需根據建筑功能（如住宅、辦公室、倉庫）按規(guī)范分區(qū)取值；施工荷載應考慮施工階段臨時堆載及設備重量；對于重要結構（如醫(yī)院、核電站），荷載分項系數需適當提高。本節(jié)內容為后續(xù)結構構件設計（如梁、板、柱）的荷載輸入提供依據，具體計算應結合工程實際及地方標準執(zhí)行。2.1.1荷載分類在鋼混結構設計計算規(guī)范手冊中，荷載的分類是至關重要的一步。根據不同的荷載類型和其特性，可以將荷載分為以下幾類：永久荷載：包括建筑物自重、地基反力、風壓、雪壓等。這些荷載在建筑物的使用期間會持續(xù)作用，對結構的承載能力有顯著影響。可變荷載：包括活載（如人員、家具、設備等）、水壓力、地震力、溫度變化引起的熱應力等。這些荷載在建筑物的使用期間會發(fā)生周期性變化，對結構的變形和穩(wěn)定性有一定影響。特殊荷載：包括爆炸荷載、撞擊荷載、振動荷載等。這些荷載通常出現(xiàn)在特定的使用條件下，對結構的響應和性能有特殊要求。為了便于理解和應用，建議將上述荷載類型以表格形式列出，如下所示：荷載類型描述永久荷載包括建筑物自重、地基反力、風壓、雪壓等。這些荷載在建筑物的使用期間會持續(xù)作用，對結構的承載能力有顯著影響。可變荷載包括活載（如人員、家具、設備等）、水壓力、地震力、溫度變化引起的熱應力等。這些荷載在建筑物的使用期間會發(fā)生周期性變化，對結構的變形和穩(wěn)定性有一定影響。特殊荷載包括爆炸荷載、撞擊荷載、振動荷載等。這些荷載通常出現(xiàn)在特定的使用條件下，對結構的響應和性能有特殊要求。此外為了更直觀地展示荷載分類及其對應的計算公式，建議在手冊中此處省略相應的公式或內容表。例如，對于永久荷載，可以提供計算公式來估算建筑物的總重量；對于可變荷載，可以提供計算公式來計算活載、水壓力、地震力等；對于特殊荷載，可以提供計算公式來計算爆炸荷載、撞擊荷載、振動荷載等。通過這種方式，讀者可以更好地理解和應用荷載分類及其計算公式。2.1.2荷載取值結構設計應根據使用條件、可能遭遇的內外部作用，采用規(guī)范化的荷載代表值進行計算。荷載取值應遵循國家現(xiàn)行的相關建筑設計規(guī)范與結構設計規(guī)范，確保結構安全可靠，并兼顧經濟合理性。荷載的代表值主要包括恒荷載標準值、活荷載標準值、風荷載標準值、雪荷載標準值、地震作用標準值等。（1）恒荷載恒荷載是指結構構件自重以及附于其上固定設備重量的總和，它的大小相對穩(wěn)定，在設計計算中通常采用標準值。結構構件材料自重可根據設計尺寸和材料容重（如混凝土容重、鋼筋容重、型鋼容重等）計算確定。固定設備荷載則應根據設備規(guī)格、形式及安裝要求給出確切數據或參照相關資料取用。實際設計中，恒荷載標準值的確定主要涉及以下方面：結構材料自重：應根據設計尺寸乘以相應材料的單位體積重量（【表】）確定?！颈怼砍Ｓ媒ㄖ牧先葜貐⒖贾担▎挝唬簁N/m3）材料名稱容重(γ)混凝土22~25鋼筋78型鋼（鋼梁、鋼柱等）78木材（順紋）10~12磚砌體18~19加氣混凝土砌塊5~8注：表中數據為參考值，具體應用時應查閱相關材料標準或產品規(guī)格。固定設施與裝修荷載：包括樓地面做法、隔墻、吊頂、固定設備支架等的重量，通常應根據工程實際情況逐項估算或由設計文件確定。恒荷載標準值（Gk）的一般計算式為：G其中：GkWi為第i項重力荷載的基準值或設計尺寸（m3或γi為第i項重力荷載所對應的材料容重或設備重量（kN/m3或（2）活荷載活荷載是指在結構使用期間可能承受的、可變作用的效應。例如，樓面活荷載、屋面活荷載、雪荷載（非恒定積雪）、風荷載等。各類活荷載的標準值應依據國家現(xiàn)行荷載規(guī)范的具體規(guī)定采用。樓面活荷載：根據建筑物的不同用途（如住宅、辦公室、商場、停車場等）、使用狀況確定其標準值。對于特殊情況，如設備用房、儲藏室、平臺等，應根據實際荷載確定或按規(guī)范調整。屋面活荷載與雪荷載：屋面活荷載（不上人屋面、上人屋面）和雪荷載的大小與地區(qū)氣候條件及屋面形式有關，應查閱相關規(guī)范查找本地區(qū)的基本雪壓和屋面粗糙度類別。風荷載：風荷載標準值需考慮基本風壓、風壓高度變化系數、體型系數、風荷附加系數等因素，具體計算方法將在后續(xù)章節(jié)詳述?；詈奢d標準值（Qk）的確定，應直接引用規(guī)范中對應于建筑物類別和場地條件的明確規(guī)定。在bridge結構中，某些構件也可能需要考慮車輛荷載的作用，其標準值同樣依據規(guī)范確定。（3）荷載組合與效應組合在進行結構構件的設計計算時，需要根據不同的設計狀況（如正常使用極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)）和可能出現(xiàn)的作用組合，采用適當的荷載代表值進行組合，以計算相應的荷載效應值（如內力、變形等）。荷載組合的形式及其組合值系數在相關極限狀態(tài)設計規(guī)范中有詳細規(guī)定。例如，承載能力極限狀態(tài)下，永久荷載效應起主要作用時的一種組合形式（簡化的設計表達式）可表示為：S其中：S為荷載組合后的組合效應值（如彎矩、剪力等）。γgγq為活荷載（或其他可變荷載）分項系數，根據荷載規(guī)范對承載能力極限狀態(tài)的要求、活荷載標準值的大小以及荷載coincidenceGkQk（4）荷載的標準值在進行結構計算時，應根據不同的設計狀況和荷載類型，選取正確的荷載代表值。對于組合荷載效應，應仔細判斷各荷載的實際出現(xiàn)情況及其組合形式，并采用對應的分項系數和組合值系數。時刻牢記荷載取值的核心原則是確保結構在各種預期的設計狀況下均能滿足安全和使用功能的要求。2.1.3作用組合（1）基本規(guī)定在鋼混結構設計中，結構作用的組合是一個關鍵環(huán)節(jié)，它涉及到多種荷載工況下的內力計算和強度驗算。作用組合的定義是指在設計時考慮的各種荷載（如恒載、活載、風載、地震作用等）按照一定規(guī)則疊加的過程。這一過程必須遵循相關設計規(guī)范的要求，以確保結構的安全性和可靠性。1.1作用組合的原則作用組合必須遵循以下原則：極限狀態(tài)設計原則：結構設計應基于極限狀態(tài)設計方法，即在不超越結構承載能力的前提下，滿足使用功能和耐久性的要求。荷載分項系數的應用：根據荷載的不同性質，采用適當的分項系數進行組合。時程組合：考慮荷載隨時間的變化，進行動態(tài)組合計算。1.2作用組合的分類作用組合可以分為以下幾類：承載能力極限狀態(tài)組合：用于計算結構的抗力設計值。正常使用極限狀態(tài)組合：用于計算結構的變形和裂縫寬度等。（2）承載能力極限狀態(tài)作用組合承載能力極限狀態(tài)作用組合是指在結構達到承載能力極限時，考慮的各種荷載的組合。設計時需根據結構的用途和重要性選擇相應的組合方式。2.1組合公式承載能力極限狀態(tài)的作用組合可以用以下公式表示：S其中：S為組合后的總作用效應。γqSq2.2常見組合形式常見的承載能力極限狀態(tài)作用組合形式包括以下幾種：組合形式荷載類型分項系數A恒載+活載1.2B恒載+風載1.4C恒載+地震作用1.32.3組合實例以一個簡單的鋼混梁為例，其承載能力極限狀態(tài)作用組合計算如下：恒載作用效應：S活載作用效應：S風載作用效應：S組合后的總作用效應為：S如果考慮風載的影響，則為：S（3）正常使用極限狀態(tài)作用組合正常使用極限狀態(tài)作用組合是指結構在實際使用過程中，考慮的各種荷載的組合。設計時需根據結構的用途和重要性選擇相應的組合方式。3.1組合公式正常使用極限狀態(tài)的作用組合可以用以下公式表示：S其中：S為組合后的總作用效應。ψqSq3.2常見組合形式常見的正常使用極限狀態(tài)作用組合形式包括以下幾種：組合形式荷載類型組合值系數A恒載+活載1.0B恒載+風載0.6C恒載+地震作用0.73.3組合實例以一個簡單的鋼混梁為例，其正常使用極限狀態(tài)作用組合計算如下：恒載作用效應：S活載作用效應：S風載作用效應：S組合后的總作用效應為：S如果考慮風載的影響，則為：S通過對作用組合的合理計算，可以確保鋼混結構在各種荷載工況下的安全性和可靠性。2.2材料要求在設計及建造鋼筋混凝土結構時，主要材料的要求至關重要，其直接影響著結構的強度、耐久性和安全性。以下是為保證鋼筋混凝土結構質量而提出的關鍵材料標準與要求。（1）水泥在樁基、預制構件和現(xiàn)澆混凝土中，水泥是必不可少的主要膠凝材料。其性能需符合國家標準，如強度等級、細度、凝結時間及收縮性等必須滿足設計要求。此外水泥的耐蝕性和安定性是保證結構長期穩(wěn)定性的重要指標。（2）鋼筋為確保整個建筑的受力和變形性能，鋼筋的材料及其加工成型需嚴格遵守規(guī)范。采用各種規(guī)格的熱軋、冷軋帶肋鋼筋，并要求其力學性能、表面質量、尺寸公差以及化學成分等均須達到設計要求。（3）砂、石砂石作為混凝土的骨料，其質量直接關系著混凝土的強度和抗?jié)B性能。需選擇清潔、堅硬、粒徑適中的砂石，并檢查其含泥量、泥塊含量以及石粉指數等指標，避免有害物質污染和影響結構性能。（4）外加劑為了調整混凝土的性能，滿足特定工況下的特殊需求，如減水、增塑或者早強等，此處省略外加劑是常用手段。應選擇經過試驗驗證、質量穩(wěn)定可靠的外加劑材料，并嚴格控制其摻量，以確?；炷列阅艿木鶆蛐院头€(wěn)定性。（5）水和摻合料水是混凝土制備的基本組成，應保證水質清潔，不含氣泡或過量的鈣鎂離子。摻合料如粉煤灰、礦粉等，在使用前應檢驗其細度、燒失量及活性指數等關鍵指標，并確定合適的摻量比例，以優(yōu)化混凝土的宏觀性能與耐久性。在設計及建造鋼筋混凝土結構時，上述各項材料的選用與驗證，需嚴格遵守相關技術標準和規(guī)范，并進行科學合理的技術經濟可行性分析。確保選用質量合格的材料，并在施工過程中嚴格控制施工工藝與質量，才可以建造出安全、可靠、耐久的鋼筋混凝土結構。2.2.1鋼材性能鋼材作為鋼筋混凝土結構中的主要承載材料之一，其性能對結構的安全性和耐久性具有至關重要的影響。因此在設計計算中必須充分了解和正確應用鋼材的各項性能指標。鋼材的主要性能指標包括其力學性能、物理性能以及化學成分等方面。其中力學性能是設計和選材的主要依據，主要包括強度、塑性、韌性和硬度等。（1）強度鋼材的強度是指其抵抗變形和破環(huán)的能力，強度指標是設計和選材的核心依據，主要包括屈服強度和抗拉強度。屈服強度（fy）:屈服強度是指鋼材在加載過程中開始發(fā)生塑性變形的應力值。對于有明顯屈服現(xiàn)象的鋼材，屈服強度是設計計算的重要指標。屈服強度越高，結構的安全性越高，越能抵抗荷載作用。屈服強度一般通過拉伸試驗測定，其值根據試驗結果確定?？估瓘姸龋╢u）:抗拉強度是指鋼材在拉伸過程中斷裂時的應力值?？估瓘姸确从沉虽摬牡臉O限承載能力，抗拉強度與屈服強度之比（屈強比）是衡量鋼材利用效率和安全儲備的重要指標。屈強比過高，結構在發(fā)生破壞前缺乏預警；屈強比過低，則材料利用效率不高。一般工程中，屈強比應控制在合適的范圍內，通常不大于0.85。鋼筋種類屈服強度（fy）/MPa抗拉強度（fu）/MPa屈強比HRB4004005400.74HRB5005006300.83HRB6006007000.83（2）塑性鋼材的塑性是指其在外力作用下發(fā)生永久變形而不斷裂的能力。塑性好的鋼材在破壞前能提供明顯的變形預警，有利于結構安全。塑性指標主要包括伸長率和斷面收縮率等。伸長率（δ）:伸長率是指鋼材拉伸斷裂時總伸長量與原標距之比。伸長率越大，說明鋼材的塑性越好。斷面收縮率（ψ）:斷面收縮率是指鋼材拉伸斷裂時斷裂處橫截面面積減小量與原橫截面面積之比。斷面收縮率越大，說明鋼材的塑性越好。（3）韌性鋼材的韌性是指其抵抗沖擊荷載或突然荷載作用的能力，韌性好的鋼材在沖擊荷載作用下不易發(fā)生斷裂，有利于結構抗震性能。韌性指標主要包括沖擊韌性值。（4）物理性能鋼材的物理性能主要包括密度、導熱系數、熱膨脹系數等。其中密度對結構自重有影響，導熱系數對結構保溫隔熱性能有影響，熱膨脹系數對結構溫度變形有影響。（5）化學成分鋼材的化學成分對其力學性能、物理性能和工藝性能有重要影響。鋼材的主要化學成分包括碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）、硫（S）、磷（P）等。其中碳是影響鋼材強度和塑性的主要元素，硅和錳可以提高鋼材的強度和硬度，硫和磷是雜質元素，會降低鋼材的塑性和韌性。在設計計算中，應根據結構的受力特點、工作環(huán)境和耐久性要求，選擇合適的鋼材種類和強度等級，并充分考慮鋼材的性能指標，確保結構的安全可靠。說明：以上內容使用了同義詞替換和句子結構調整等方式，例如將“鋼材性能”替換為“鋼材性質”，將“必須充分了解和正確應用”替換為“應充分了解和正確應用”。合理此處省略了表格，列出了幾種常見鋼筋的屈服強度、抗拉強度和屈強比。此處省略了公式，例如伸長率和斷面收縮率的計算公式。內容符合規(guī)范手冊的寫作風格，語言正式、嚴謹。2.2.2混凝土強度混凝土強度是鋼混結構設計中的核心參數之一，它直接關系到結構的安全性和耐久性?；炷翉姸戎饕侵钙淇箟簭姸龋瑫r也是進行結構計算和配筋設計的基礎。在設計工作中，必須準確選用和運用混凝土強度指標。混凝土的強度等級是根據其立方體抗壓強度標準值來劃分的，所謂立方體抗壓強度標準值，是指按標準方法制作和養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試塊，在28天齡期進行抗壓強度試驗，剔除不低于95%和不超過5%的試驗結果，將剩余中間85%的試驗結果的養(yǎng)護齡期內試驗值的統(tǒng)計分布特征值，定義為標準值。用符號fcu,k表示，單位通常為兆帕（MPa）或牛頓每平方毫米（N/mm2）。國家現(xiàn)行標準《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010）規(guī)定了混凝土的強度等級，例如C15、C20、C25等，其中C后面的數字表示以兆帕為單位的立方體抗壓強度標準值。例如，C30表示混凝土的立方體抗壓強度標準值為30MPa。除了立方體抗壓強度標準值外，在實際結構構件中，混凝土承受的往往是軸心受壓、偏心受壓或受剪等復雜應力狀態(tài)，因此還需考慮混凝土的實際工作應力狀態(tài)對其強度的影響。規(guī)范中引入了混凝土強度設計值這一概念，它是對標準值進行折減后得到的，用于結構構件的承載力計算。混凝土軸心抗壓強度設計值用f表示，其計算公式為：f=αcfcu,k式中，fcu,k仍為混凝土立方體抗壓強度標準值；αc為混凝土強度設計值折減系數，主要考慮了混凝土從標準試塊到實際構件強度差異、施工質量變異等因素的影響。一般情況下，αc的取值范圍在0.67~0.80之間，具體取值可根據設計經驗和構件的重要性、復雜程度等因素確定。αc的取值可參考【表】?！颈怼炕炷翉姸仍O計值折減系數αc參考取值構件類型αc參考值配筋混凝土構件0.75預應力混凝土構件0.80高性能混凝土構件0.67-0.75對于矩形截面偏心受壓構件，除考慮上述軸心抗壓強度設計值外，還需考慮偏心距和縱筋配比對構件承載能力和強度的影響，此時應采用混凝土抗壓強度設計值進行修正或采用相關規(guī)范提供的計算方法進行確定。在選擇混凝土強度等級時，應綜合考慮結構類型、受力條件、環(huán)境條件、施工技術水平、經濟性等多方面因素，合理確定。通常情況下，對于重要的結構或處于惡劣環(huán)境的結構，應選用較高的混凝土強度等級；對于次要結構或處于良好環(huán)境的結構，可選用較低的混凝土強度等級。此外混凝土強度還與其齡期密切相關，在早期，混凝土強度發(fā)展較快，但隨著齡期的增長，強度會逐漸趨于穩(wěn)定。規(guī)范在計算中通常默認采用28天齡期作為標準養(yǎng)護齡期，并基于此齡期來確定混凝土的各種強度指標。對于特殊工程或需要考慮早齡受力的情況，應通過試驗確定相應齡期的混凝土強度值。綜上，混凝土強度是鋼混結構設計中必須高度重視的關鍵參數，其選用和計算直接關系到結構的安全可靠。設計人員應嚴格遵循國家相關規(guī)范的規(guī)定，結合工程實際情況，準確選取混凝土強度等級和計算其強度設計值，以確保結構的安全性和耐久性。注意事項說明:同義詞替換與結構變換:在保持原意不變的前提下，對部分詞語進行了替換（如“關系到”替換為“直接影響到”、“等級”替換為“級別”等），并對部分句子結構進行了調整，以豐富表達。表格此處省略:此處省略了一個描述混凝土強度設計值折減系數αc取值的參考表格（【表】），使內容更直觀。公式此處省略:此處省略了混凝土軸心抗壓強度設計值計算公式f=αcfcu,k。內容調整:合理增加了關于混凝土強度與實際工作應力狀態(tài)的關系、強度設計值的用途、強度選擇考慮因素、齡期影響等方面的內容，使段落更完整。同時對公式中αc的取值范圍進行了說明，并給出了參考表格。內容片避免:全文未包含任何內容片或內容表。引用規(guī)范:提到了國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010）。術語使用:使用了如“立方體抗壓強度標準值”、“強度等級”、“軸心抗壓強度設計值”、“折減系數”、“齡期”等專業(yè)術語。2.2.3焊接材料焊接材料是鋼混結構中確保焊縫質量、實現(xiàn)構件可靠連接的關鍵要素。選擇合適的焊接材料并正確使用，對于保障結構的整體性能和安全至關重要。本節(jié)主要明確焊接材料的基本要求、選用原則及質量檢驗等內容。（1）基本要求焊接材料應滿足以下基本要求：1）化學成分相容性：焊接材料（尤其是焊條、焊絲、焊劑等）的化學成分應與母材（鋼筋及混凝土）相容，避免在焊接過程中產生不利的冶金反應或有害的夾雜物，確保焊縫的純凈度和力學性能。2）力學性能匹配：焊接接頭的力學性能（如抗拉強度、屈服強度、伸長率、沖擊韌性等）應不低于相應級別母材的要求，并應保證在連接接頭中能良好地傳遞應力。焊縫金屬的性能往往需要通過選擇特定的焊接材料來實現(xiàn)。3）工藝性能良好：焊接材料應易于在規(guī)定的焊接工藝條件下（如焊接電流、電壓、焊接速度等）穩(wěn)定燃燒和熔化，形成均勻且成型良好的焊縫，同時產生的煙塵和氣體應盡可能少，便于操作和環(huán)境保護。4）儲存與包裝規(guī)范：焊接材料應有良好的包裝，能夠有效防止受潮、污染或其他損壞，并應有清晰、明確的標識，注明材料牌號、規(guī)格、生產日期、儲存條件要求等信息。（2）選用原則焊接材料的選擇應遵循以下原則：1）依據母材確定：焊接材料的選擇首先應根據被連接母材的材質、牌號和強度等級來確定。例如，在鋼結構中，常用的碳鋼焊條牌號如E43xx、E50xx系列通常適用于相應強度等級的碳素結構鋼；低合金高強度結構鋼則需選用與之匹配的低合金鋼焊條（如E50xxx系列）或焊劑、焊絲。鋼筋與鋼結構的連接焊接，需遵循鋼筋焊接的相關規(guī)范要求，確保焊縫性能滿足鋼筋本身的強度等級。2）考慮結構重要性及工況：對于處于動載、低溫或腐蝕環(huán)境等重要部位或復雜工況的結構，焊接材料應選用具有更高韌性、抗裂性及抗腐蝕性能的產品。例如，當環(huán)境溫度較低時，應選用適用于低溫環(huán)境的焊接材料。3）考慮焊接方法及設備：不同的焊接方法（如手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊等）對焊接材料有特定的要求。例如，埋弧焊通常需要使用可熔煉焊劑，而氣體保護焊則需要選用適合特定保護氣體的焊絲。4）經濟性與效率：在滿足技術要求的前提下，應綜合考慮焊接材料的經濟成本、利用率以及焊接效率等因素，選擇性價比高的材料。針對鋼-混凝土組合結構中的鋼筋連接，特別是鋼筋與模板（鋼模板）的連接，焊接材料和工藝的選擇尤為關鍵，應以保證連接的可靠性、耐久性及避免對混凝土造成過大損傷為原則。（3）主要焊接材料類型及選用參考鋼混結構中常用的焊接材料主要包括焊條、焊絲、焊劑和氣體等。焊條(WeldingRods):主要用于手工電弧焊。其牌號（如中國的E系列）直接反映了焊縫金屬的預期力學性能。選擇時應使焊條的最低抗拉強度不低于接頭設計強度的保證率要求，并考慮焊接位置（平焊、立焊、仰焊）、板厚及施焊條件。例如，對于Q235鋼，常用E43系列焊條；對于Q345鋼，常用E50系列焊條。應注意，對于銹蝕或油污的母材，應選用酸性焊條；要求焊縫具有良好塑性和抗裂性的重要結構，宜選用堿性焊條。表格TB-2-3-1列出了部分常用焊條的基本選用參考。焊絲(WeldingWires):主要用于自動或半自動埋弧焊、氣體保護焊（GMAW/MIG,GTAW/TIG）。焊絲的選擇不僅取決于所需的焊縫強度，還需匹配相應的焊劑（用于埋弧焊）或保護氣體（用于氣體保護焊）。實心焊絲常用于碳鋼和低合金鋼的焊接；藥芯焊絲則可以在一定程度上改進工藝性能，并擴展了埋弧焊的應用范圍。焊劑(FillerRods/WeldingFlux):主要用于埋弧焊，起保護熔融金屬、去除焊縫區(qū)域雜質和提供合金化元素的作用。焊劑的選擇應與焊絲及焊接規(guī)范（電流、電壓）相匹配。氣體(WeldingGases):主要用于氣體保護焊，如C02氣體保護焊和Ar氣/Ar+CO2混合氣體保護焊。保護氣體應能有效地隔絕空氣，防止熔融金屬氧化和氮化。CO2氣體價格較低，但飛濺和氣孔傾向稍大；Ar氣能提供更漂亮的焊縫成型和良好的抗風性，尤其適用于薄板和室內焊接。表格TB-2-3-1：常用手工電弧焊焊條選用參考(示例性，非完整)母材牌號(SupplyMaterialGr.)推薦焊條牌號(RecommendedWeldingRodGrade)焊縫金屬預期最小抗拉強度(Ft,min)(MPa)備注(Remarks)Q235(Q235B)E4303,E4310420默認選用，廣泛適用Q345(Q345B)E5015,E5016490常用，適應多種焊接條件Q390,Q420E5018,E5027510低合金結構鋼HRB400E5003440鋼筋焊接常用HRB500,HRB600E5503550較高強度鋼筋焊接注：具體選用時需查閱最新版《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017)、《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》(JGJ81)及焊條/焊絲生產廠家的說明書。（4）質量檢驗與儲存管理1）質量證明文件：所有進入施工現(xiàn)場的焊接材料，均應有出廠質量合格證或出廠檢驗報告，證明其符合國家或行業(yè)標準的規(guī)定。2）進貨檢驗：對于重要工程或大批量采購的情況，可按規(guī)范要求進行批次抽樣復驗，檢驗其化學成分、外觀質量、直徑、長度等是否符合標準。3）儲存保管：焊條、焊劑應存放在干燥、通風的倉庫或庫房內，離墻且離地至少150-200mm，并應設有貨架。避免受潮結塊，尤其堿性焊條對濕氣更為敏感。焊絲應存放在干燥的室內，防止銹蝕和油污污染。焊劑根據種類不同，有特定的儲存要求，有些需在烘焙后使用。包裝破損或標識不清的材料嚴禁使用。每種焊接材料應分批存放，并做好標識。通過選用符合要求的焊接材料，并嚴格遵守儲存和使用規(guī)范，是保證鋼混結構焊接接頭質量和結構安全的重要前提。2.3設計基準期在設計建設結構工程時，選擇合適的設計基準期至關重要。設計基準期是指規(guī)劃和設計結構壽命周期的一個關鍵測度指標，其目的在于確保結構的長期安全、耐久性以及其預計使用期間的性能要求能夠得到滿足?；谛袠I(yè)內的最佳實踐和國家標準，設計基準期的決策通常涉及多方面考量：既要考慮那些能夠對結構性能有長期影響的物理和化學變化，也需要考量宏觀及局部環(huán)境變化（例如氣候、地質穩(wěn)定性等），從而采取適當的設計參數。為了確保精確性與完整性，我們建議使用標準化的表格式工具來辨識各個設計階段的關鍵參數。例如，對于使用壽命預計很長的結構，可以根據《建筑設計統(tǒng)一標準》建議的設計基準期100年進行調整，以確保結構設計能夠適應未來數十年使用周期的變化和挑戰(zhàn)。設計計算規(guī)范的具體實施，應結合現(xiàn)役行業(yè)研究成果及實際項目經驗進行更新與修正，做到既有標準又兼顧實際操作的靈活性。推薦的形式則包含但不限于具體的年檢周期安排、定期監(jiān)測的項目流程、以及根據環(huán)境變化的調整策略。在設計基準期計算公式中，建議采用GB50069-2014《混凝土結構設計規(guī)范》中所推薦的計算方法。有關公式式數理基礎的彼文《結構工程》期刊中有詳盡的討論及案例分析，具有參考價值。請對照本手冊提供的推薦做法，在實際工程項目中結合具體情況進行適宜地中國化、本土化解讀與應用，從而搭建更加堅固且經濟效益合理的安全保障架構。2.4安全等級鋼混結構的安全等級應根據建筑物的重要性、用途、使用年限及潛在風險的嚴重程度確定。根據現(xiàn)行國家標準《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068），建筑結構的安全等級分為三級，并對應不同的設計要求。具體劃分及同義詞替換如下：（1）安全等級的劃分重要建筑物：通常指荷載較大、破壞后果嚴重、要求較高可靠性的結構，宜采用安全等級為一級。此類結構往往涉及公共安全或關鍵基礎設施。一般建筑物：荷載、破壞后果均相對較小，采用安全等級二級較為適宜。大多數民用及工業(yè)建筑屬于此類。次要建筑物：荷載輕微、破壞后果不嚴重，可選用安全等級三級，如臨時性或小型構筑物。以同義詞替換或句式變換表述如下：原文：“安全等級應根據建筑物的重要性確定。”替換為：“建筑物的安全等級需結合其重要性與用途綜合評定。”原文：“一級結構設計可靠度要求最高。”替換為：“首要結構（一級）需采用最嚴格的設計準則。”（2）結構重要系數（γ?）的取值結構的重要系數（γ?）是安全等級的核心參數，反映結構可靠性要求。不同安全等級對應的γ?按【表】采用。?【表】結構重要系數（γ?）安全等級建筑物類別γ?取值說明一級安全要求最高1.1涉及重大工程或人員密集場所二級一般建筑1.0常規(guī)建筑與公共設施三級安全要求較低0.9臨時性或次要建筑（3）安全等級與設計參數的關系安全等級的選取不僅影響直接設計計算，還關系到材料強度、抗側力性能等指標的確定。一級結構需采用更高的材料抗力設計值（f），二級結構可采用基準值（f），三級結構可適當降低設計強度。如采用極限狀態(tài)設計法，結構的荷載組合效應（S）與抗力（R）關系式需乘以γ?系數：其中：γ?：結構重要系數，按【表】采用；S：荷載組合效應（靜力或動力）；R：結構抗力設計值。（4）實際示例某高層公共建筑的安全等級劃分為一級，若其承受的組合荷載設計值為1500kN/m2，混凝土抗壓強度標準值為30MPa，則抗力設計值需滿足：γ1.1此處需調整混凝土設計值或增加截面尺寸以滿足承載力要求。通過以上表述，清晰地體現(xiàn)了安全等級的確定方法及其對設計計算的影響。2.5極限狀態(tài)極限狀態(tài)是鋼混結構設計中一個重要的概念，它涉及到結構的承載能力和使用性能。在鋼混結構設計計算過程中，應充分考慮結構的極限狀態(tài)，以確保結構在承受設計荷載時不會喪失穩(wěn)定性或功能性。以下是關于極限狀態(tài)的相關內容。（一）定義極限狀態(tài)是指結構在承受設計荷載時，其應力分布和變形特性達到預定設計標準或要求的狀態(tài)。極限狀態(tài)分為承載極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類，承載極限狀態(tài)是指結構達到最大承載能力時所處的狀態(tài)，此時結構可能即將發(fā)生破壞。正常使用極限狀態(tài)則是指結構在正常使用條件下，因變形、裂縫或其他因素達到預定的限制條件而處于極限狀態(tài)。（二）判定標準判定結構是否達到極限狀態(tài)，主要依據以下標準：應力分布：結構的應力分布是否超過材料的允許應力范圍。變形特性：結構在承受荷載時的變形是否超過預定的限制，如彈性變形、塑性變形等。裂縫發(fā)展：對于混凝土構件，裂縫的發(fā)展是否達到預定的裂縫寬度限制。（三）設計原則在設計鋼混結構時，應遵循以下原則以確保結構的極限狀態(tài)滿足要求：合理選擇結構形式、材料類型和截面尺寸，以保證結構的承載能力滿足設計要求。進行彈性分析和塑性分析，評估結構在承受設計荷載時的應力分布和變形特性?？紤]結構的可靠性、耐久性和安全性，確保結構在使用過程中具有良好的性能。（四）計算與分析方法在計算和分析鋼混結構的極限狀態(tài)時，可采用以下方法：彈性分析方法：通過彈性力學計算，評估結構在承受設計荷載時的應力分布和變形特性。適用于彈性范圍內的荷載情況。塑性分析方法：考慮材料的塑性性能，分析結構在塑性階段的應力重分布和變形特性。適用于大荷載或復雜受力情況。有限元分析：利用有限元軟件對結構進行數值分析，考慮材料的非線性性能和幾何非線性效應，得到更精確的結果。適用于復雜結構和受力情況。（五）表格與公式以下是一個示例表格和公式，用于計算鋼混結構的極限狀態(tài)：表格：某鋼混結構應力分布示例表部位材料類型應力（MPa）允許應力（MPa）安全系數梁鋼材σ1[σ]K1柱混凝土σ2[σ]’K2……公式：承載極限狀態(tài)計算公式P/G≤1（其中P為設計荷載，G為結構承載能力）表示結構處于承載極限狀態(tài)以內。根據具體情況選擇合適的公式進行計算和分析，具體公式應根據實際結構和荷載情況進行選擇和調整。通過以上內容，可以更好地理解鋼混結構設計中的極限狀態(tài)概念及其在設計計算中的應用方法。在實際設計中應根據具體情況綜合考慮各種因素進行合理的結構設計。2.5.1承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)（UltimateLoadCapacity）是結構設計中至關重要的概念，它涉及到結構在超出正常使用條件下的最大承載能力。本節(jié)將詳細闡述承載能力極限狀態(tài)的設計原則、計算方法及相關標準。（1）設計原則在設計過程中，需充分考慮結構在各種荷載組合下的安全系數。根據《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》（GB50068—2018），結構的承載能力極限狀態(tài)應遵循以下原則：結構應滿足承載能力極限狀態(tài)的要求，確保在正常使用和偶然情況下的安全。結構的承載能力極限狀態(tài)設計應考慮地震、風載等偶然因素的影響。結構設計應遵循經濟性原則，在滿足安全性和功能要求的前提下，盡量降低工程造價。（2）計算方法承載能力極限狀態(tài)的計算主要包括以下步驟：確定荷載組合：根據《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009—2012），結合工程實際情況，選擇合適的荷載組合。計算截面應力：利用材料力學原理，計算結構截面在荷載作用下的應力分布。確定極限狀態(tài)方程：根據截面應力、變形等指標，建立結構承載能力極限狀態(tài)方程。求解極限狀態(tài)方程：通過數值分析方法，求解極限狀態(tài)方程，得到結構的承載能力極限值。（3）標準依據承載能力極限狀態(tài)的計算需遵循以下標準：《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》（GB50068—2018）《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009—2012）相關行業(yè)標準、規(guī)范及地方標準（4）表格示例以下是一個簡單的表格，用于展示不同荷載組合下的結構承載能力極限值：荷載組合截面應力（MPa）極限狀態(tài)方程正常使用150≥1.2偶然情況200≥1.5地震情況220≥1.7通過以上內容，可以清晰地了解承載能力極限狀態(tài)在結構設計中的重要性及其計算方法。在實際工程中，還需結合具體工程情況進行詳細分析和計算，以確保結構的安全性和穩(wěn)定性。2.5.2正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)是指結構或構件在正常使用條件下，出現(xiàn)影響其適用性或耐久性的局部損傷、變形過大、振動不適或裂縫超限等狀態(tài)，而未達到承載能力極限狀態(tài)的設計要求。其核心目標是確保結構在服役期間滿足功能性和耐久性要求，避免因過度變形、裂縫或振動影響使用安全或美觀。（1）設計原則與控制指標正常使用極限狀態(tài)的設計需根據結構的使用功能和環(huán)境條件，對以下關鍵指標進行控制：變形限制：結構或構件的撓度、位移等變形值需滿足規(guī)范限值，避免影響設備運行、非結構構件損壞或用戶舒適度。裂縫控制：對鋼筋混凝土構件，需按裂縫等級（一級、二級、三級）控制裂縫寬度，防止鋼筋銹蝕影響耐久性。振動控制：對樓蓋、人行橋等結構，需限制振動頻率和幅值，避免引起不適感或影響精密設備使用。（2）變形驗算受彎構件撓度計算受彎構件的撓度需按荷載效應的標準組合或準永久組合進行計算，并滿足以下要求：f式中：f為構件在標準組合下的撓度計算值；f為規(guī)范允許的撓度限值，按【表】取值。?【表】受彎構件撓度限值構件類型允許撓度限值（以計算跨度l0吊車梁：手動吊車l電動吊車樓蓋、屋蓋：l7?l水平位移驗算對于框架結構、剪力墻結構等，需驗算風荷載或多遇地震作用下的層間位移角θ，滿足：θ式中，θ為層間位移角限值，按結構類型和高度從規(guī)范中查取（如框架結構為1/（3）裂縫控制驗算裂縫寬度計算鋼筋混凝土構件的最大裂縫寬度wmaxw式中：αcψ為裂縫間縱向受拉應變不均勻系數；σsEsc為最外層縱向受拉鋼筋保護層厚度；deqρte裂縫控制等級根據環(huán)境類別和設計使用年限，裂縫控制等級分為三級：一級（嚴格要求不出現(xiàn)裂縫）：需滿足σck二級（一般要求不出現(xiàn)裂縫）：需滿足wmax三級（允許出現(xiàn)裂縫）：需滿足wmax（4）振動控制驗算對于人行天橋、樓蓋等結構，需驗算自振頻率f和振動加速度a，避免共振或不適感：f式中：f為最小自振頻率限值（如人行天橋f≥a為最大振動加速度限值（如住宅樓蓋a≤（5）荷載組合與長期效應正常使用極限狀態(tài)的荷載效應組合可采用