GB 50135-2019 高耸结构设计标准(完整正版、清晰无水印)

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标准编号:GB 50135-2019
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标准类别:建筑工业标准
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GB 50135-2019 高耸结构设计标准(完整正版、清晰无水印)

5.10.1本条增加了热浸锌时锌液宜滞留的部位应设溢流孔的 要求。 5.10.2钢管塔腹杆当采用相贯线连接时,用相贯线焊缝焊于弦杆上。 5.10.3对钢塔主要受力构件圆钢最小直径的限定由12改为16。 5.10.4本条区分了按计算要求设横隔和按构造要求设横隔这两 种不同情况。实际上横膈有时在计算中是必须的,如“K”形腹杆 中点,必须有横膈支撑。 5,10.5单管塔底部开设人孔等较大孔洞时,往往对单管塔的极 限承载力和刚度产生较天的削弱影响,其影响程度主要受开孔率 6三9/2元决定,0为人孔高度中心所在单管塔横截面开孔区域所对 应的圆心角角度(rad)。需要采取适当的补强措施。 (1)贴板补强。 贴板补强构造形状及尺寸如图4所示。主要构造参数为贴板 相对宽度比ΦΦ三2sb/sd,Sh为贴板沿管壁周向的弧长(m),Sd为 人孔对应管壁周向弧长(m)和贴板相对厚度比出t/t,tb为 贴板厚度(m),t为管壁厚度(m)l。

5.10.5单管塔底部开设人孔等较大孔洞时,往往对

图4贴板补强构造形状及尺寸 1一孔边贴板补强区:2一开孔区

贴板补强构造简单,使用经验成熟。但这种构造存在以下缺 点:补强金属过于分散,补强效率不高;使用贴板补强后,虽然降低 了孔边的应力集中,但是由于外形尺寸的突变,在贴板的外围边界 区域造成新的应力集中,使其容易在焊缝脚距处开裂;此构造由于 没有和塔筒壳体形成整体,因而抗疲劳性能较差;此外,贴板与塔 筒壳体相焊时,因塔筒刚度大,对角焊缝的冷却收缩起到了很大的 约束作用,容易在焊缝处形成裂纹,特别是高强钢萍硬性大,对焊 接裂纹比较敏感,更容易开裂。 (2)加强圈补强。 加强圈构造的形状及尺寸如图5所示。主要参数为加强圈的 相对高度比入入三2h/sd,h为加强圈高度(m),sd为人孔对应管壁 周向弧长(m)和相对厚度比yLyth/t,tb为加强圈厚度(m);t为 管壁厚度(m)。

DBJ/T15-167-2019 生活垃圾卫生填埋场库区施工验收技术规范三种加强圈补强构造形状及尺工

加强圈不仅能增大塔筒截面惯性矩,而且能有效约束孔边高 应力区壳体的变形,因此能有效地降低孔边应力集中,改善结构性 能。加强圈补强构造简单,焊缝质量容易检验。其缺点是焊缝处 于孔洞边缘最大应力区域内,为达到补强的要求,焊缝应保证全焊 透,焊缝质量检验要求高。根据加强圈与管壁的相对位置不同,可 将加强圈分为内加强圈、中间加强圈和外加强圈三种

(3)有限元模拟分析表明: 1)对于贴板补强构造的使用,应遵循以下原则: ①贴板补强构造比较适用于薄壁小开孔(7%)单管塔的补 强,对厚壁大开孔(7%,特别是人孔)单管塔要慎重使用,并且 更用时要采取措施(如在贴板上开孔塞焊),尽量减小贴板补强的 缺点带来的不利影响,以获得尽可能好的补强效果:; ②贴板宽度通常取相对宽度比Φ=1(即“等面积”补强),Φ>1 时,贴板补强不经济; ③对小开孔(≤7%)的情况,可取相对厚度比出=1.0,对相 对较大的开孔(8>7%的人孔)的情况,应取出=1.5。 2)对于加强圈补强结构使用,应遵循以下原则: ①与贴板补强构造相比,加强圈补强构造更适用于实际工程 中较大开孔的补强; ②可取加强圈相对高度比入=0.6,可取加强圈相对厚度= 1.5; ③中间加强圈的补强效果最好,内加强圈次之,外加强圈最 差。另外从加强圈和管壁的连接方面来看,中间加强圈的加工和 捍接效果比较好。 (4)开孔补强现场足尺对比试验表明: 1经贴板补强后或中加强圈补强后,单管塔开孔区的应力水 平较补强前有所降低,应力集中现象缓解,补强效果显著; 2)相同荷载下经中加强圈补强后单管塔开孔区的应力峰值相 对较低,且其高应力区相对较小,补强效果更好; 3)两种补强措施对单管塔的刚度补偿作用差异不大; 4)相同的补强效率要求下,中加强圈补强经济性略好。 Ⅲ螺栓连接 5.10.12每一杆件在接头一边的螺栓数不宜少于2个,但对于租

(销)加工精度高,受力状态较理想化,质量可靠。而这在柔性杆连 接中为常用构造,安装很方便,且节约节点用材。 5.10.14本条增加了受剪螺栓的螺纹不宜进入剪切面的规定,以 提高螺栓抗剪的可靠性。本条还强调由于高钢结构受风振作 用,故重要螺栓连接,特别是有可能受拉压循环作用的螺栓,必须 要有防松措施。一般螺栓也要用扣紧螺母防松

6.1.1本章适用于普通混凝土和预应力混凝土圆筒形塔的设 计,适用范围包含了风力发电塔。无黏结预应力混凝土的预应 力钢筋达不到屈服状态,故本章用于塔身承载力计算的有关公 式仅适用于有黏结预应力结构。当采用无黏结预应力混凝结 构时,可参考本标准的有关计算方法,但预应力筋应采用设计应 力进行计算。 为了避免风力发电塔发生疲劳破环,本标准规定风力发电塔 应采用预应力混凝土结构

6.1.5采用预应力混凝土时,塔身刚度提高,但其延性下降

采取有效措施保证结构具有必要的延性。其配置的非预应力钢筋 应满足最小配筋率。在抗震设防烈度较高地区,可采取主动或被 动减震措施,

6.2塔身变形和塔简截面内力计算

6.2.1相邻质点间的塔身截面刚度取该区段的平均截面刚度,可 不考虑开孔和局部加强措施(如洞口扶壁柱等)的影响。 6.2.4横向风振和临界风速可按本标准第4章的规定计算。 6.2.5塔身的附加弯矩计算:原标准给出理论公式和近似计算公 式,是基于兼顾手工计算考虑,由于近似附加弯矩计算方法是以等 由率假设为前提的,在许多情况下误差较大。随着计算程序的普 及应用,应该采用理论公式计算。故本次修订只保留理论计算公 式,而近似公式放到附录,方便还有需要的设计人员使用。 在计算质点的重力荷载时,应考虑结构自重及各层平台的活

6.2.1相邻质点间的塔身截面刚度取该区段的平均截面刚度,可 不考虑开孔和局部加强措施(如洞口扶壁柱等)的影响。 6.2.4横向风振和临界风速可按本标准第4章的规定计算。 6.2.5塔身的附加弯矩计算,原标准给出理论公式和近似计算公

6.2.1相邻质点间的塔身截面刚度取该区段的平均截面刚度,口

荷载,其组合值应与对应组合工况一致,当考虑竖向地震影响时应 包括竖向地震作用

5.3塔筒截面承载能力验算

6.3.1与原标准相比,本次标准修订扩大了筒壁开孔使用范围。 原标准规定,当同一截面开两个孔时,要求两个孔中心线夹角需满 足180°要求,本次修订,理论上允许两个孔中心线夹角为任意角 度,但实际应用时应满足构造要求。 本标准给出了配有非预应力筋和同时配有预应力筋的通用公 式。当不配预应力筋时,令预应力筋项的值为零即可。本标准公 式适用于有黏结预应力混凝土结构。应当指出:在计算公式中,当 仅开设1个孔洞时,是按孔洞在受压区给出的。当开设两个孔洞 时,其中较大的孔洞在受压区

6.4塔筒裂缝宽度验算

6.4.1预应力混凝土塔筒的抗裂验算应按现行国家

结构设计规范》GB50010的有关规定进行计算。本标准未做新 规定。

6.4.2为计算混凝土和预应力混凝土塔简的裂缝开展宽

计算在正常使用状态的混凝王压应力和钢筋拉应力。为此,应自 先判别eokreo。因为这两种不同情况,应力的计算公 式是不同的。其中截面核心距r又分为截面无孔洞及有一个孔 同和有两个孔洞等情况,应分别加以判断。本条给出了有关计算 公式。 6.4.3本条给出了当e0k≤rc时,混凝王压应力的计算公式

由于eok≤rco,迎风侧钢筋拉应力小于零,此种状态无需验算 裂缝。

应力。求出钢筋拉应力才能验算裂缝开展宽度。本条计算公式与

现行国家标准《烟图设计规范》GB50051的不同之处在于增加了 预应力钢筋

有关计算公式。对于塔筒由于温度差较小,不像烟窗筒壁内外侧 温度差很大,如有一定的环向配筋,一般裂缝不会很大。

6.5混凝土塔简的构造要求

6.5.3本条与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB5C 有关内容进行了协调。

6.5.4由于筒壁开孔计算公式不再局限于两个孔中心线

6.5.4由于筒壁开孔计算公式不再局限于两个孔中心线夹角需 满足180°的要求,故对同一截面上两个孔洞之间的筒壁最小宽度 提出要求。简身开孔较大时,考虑到筒身竖向刚度和承载力突变 的影响,对洞口影响范围及以下截面的混凝士强度等级提出了 要求。

些要求。这些要求参考了现行国家标准《烟窗设计规范》GB50051 的有关内容。洞口加强钢筋应尽量靠近洞口边缘放置,当洞口较 天时,其每侧布置区间应控制在3倍壁厚范围内,其洞口两侧加强 筋数量的总和为同方向截断钢筋面积的1.3倍

7.1.1表7.1.1中关于中低压缩性王和高压缩性王的意义同第 7.2.6条条文说明。本次修订补充了风力发电塔部分内容。 7.1.2地基变形是地基设计中的一个重要组成部分。当高算结 构地基产生过大的变形时,会影响设备正常的工作,危及结构安 全,在表712中增列了风力发电塔的内容

7.1.4本条主体部分与现行国家标准《建筑地基基础设计规范》

在验算地基承载力时,效应取标准值。对高结构,常有部分 基础底面脱离地基,即压力为0,脱开比值限定小手0.25。此时应 按实际情况重新确定地基受压区域,再按调整后压力不为0的区 域验算地基承载力,参见第7.2.3条。但在验算基础强度项目时, 效应取设计值,所以脱开比值可能大于1/4,这时也要按此条件确 定地基受压区域及压强分布,然后以此压强分布作用在基础上验 算基础各部分的强度。

7.1.5对于风力发电塔基础,因其有1×10次疲劳荷载,

7.2.4按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007

7.2.17.2.4按现行国家标准《建筑地基基础设计规范

在地基计算中用荷载效应标准组合为代表值,以特征值(承载力) 为抗力代表值。

7.2.5根据不同类型高结构的特点,提出不同的沉降量

高算结构地基变形充许值与现行国家标准《建筑地基基石 规范》GB50007协调,并在分类上做适当变更。本标准增力 力发电塔的地基变形限制4%

7.2.6本条对高算结构内相邻基础间的沉降差作出限定

2.7对山坡地上的高算结构要分析地基的稳定性,并对此个 学的评价。

7.3.1本文提出了斜立式基础的适用范围及大致形式。

7. 3. 3~7. 3. 5

切性能)时,底板反向受弯,因而在底板上表面也要做配筋验算。 这种情况对其他结构相当独特,但在高箕结构中却很普遍。本条 新增了计算底部上表面配筋时的均布荷载设计值公式,此时基础 及其上覆土重量起控制作用,故取分项系数1.35。同时,上表面 配筋尚应满足最小配筋率要求

7.3.7高算结构一般很少用“刚性基础”,即无筋扩展基础

件,设计时应考虑对钢结构和混凝土结构兼容。而两者的施工 标准差异很大,本条根据高算结构的特点及设计经验,提出了 锚栓设计的具体要求。预应力锚栓的疲劳应力幅的相关规定 见Eurocode3:DesignofSteel Structures,Partl.9,Fatigue。锥 栓组合件如图6所示

图6预应力锚栓组合件 1一上锚板;2一尼龙螺母;3一热缩管;4一锚栓及套管;

现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017规定锚栓预拉力 P以锚栓的抗拉强度为准,再考虑必要的系数和实用需要,用镭栓 的有效截面经计算确定。 锚栓预拉力的取值直接影响预应力混凝土的使用效果,如 果预拉力取值过低,则预应力锚栓经过各种损失后,对混凝土 产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗 裂度和刚度,且易松弛。如果张拉控制应力取值过高,则可能 引起锚固区混凝土局压破坏,构件的延性降低,且对锚栓抗疲 劳不利。 基础预应力锚栓因采用直接张拉法施工,没有拉扭复合应力 政预拉力值可比现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017提高 将该标准中影响系数1.20改成1.15。 考虑锚栓材质的不均匀性,引进折减系数0.9。 施工时为了补偿锚栓预拉力的松弛,一般超张拉5%~10% 为此采用一个超张拉系数0.9。 由于以锚栓的抗拉强度为准,为安全起见再引入一个附加安 全系数0.9。这样,锚栓最大预拉力应按下式计算:

式中:fu一 锚栓经热处理后的最低抗拉强度:对8.8级取为 830MPa,对10.9级取为1040MPa; A。一一螺纹处的有效面积。 当混凝土局部承压难以满足时,锚栓最小预拉力可取为 0.37f.A·但最小预拉力必须保证基础混凝土在风机工作荷载下 处于受压状态。 现行国家标准《混凝土结构结构设计规范》GB50010对预应 力螺纹钢筋张拉控制应力的要求为0.50fpk~0.85fpyk,基础锚栓 为高强螺栓,材料延性和韧性较预应力螺纹钢筋好。按该规定,预 应力锚栓预拉力取为0.37fuA。~0.63f.A。也较为合适。

7.3.12高结构不同于一般建筑结构,因其自身细而高的特点,

7.3.12高算结构不同于一般建筑结构,因其自身细而高的特点, 对风荷载较为敏感,在风荷载作用下,柱脚往往出现较大拔力。因 此采用桩基础时,必须对桩基进行抗拔验算及抗拔试验。这涉及 桩基的安全,因此必须做严格规定

7.3.14~7.3.17这几条对在岩石地基上的高算结构所常月 杆基础的设计计算及构造要求作出具体规定。 IV预应力岩石锚杆基础

7.3.18疲劳动力荷载作用下,普通岩石锚杆疲劳应力

其黏结锚固有逐步失效的趋势。故承受疲劳动力荷载作用时,应 采用预应力岩石锚杆基础

7.3.22采用自锁式岩石锚杆或扩底岩石锚杆可使锚杆锚固

“握裹”抗剪转变为岩石的抗压,以及抗压后产生的摩擦,提高了锚 固的可靠性和抗疲劳。

7.3.23本条对无理埋深预制基础的主要设计原则作出规

无埋深预制基础是指在工广预制完成的钢筋混凝土块,在现 场经组合拼装后放置在有可靠持力层的地基上,作为上部高算结 构的基础。无埋深预制基础主要通过预制混凝土块及其上的铁 搭、机房等自重来抵抗风荷载引起的弯矩。自前在通信工程领域 应用广泛。考虑到运输与安装方便,预制基础一般均分条块制作。 为保证其整体性,各条块间应可靠连接。 预制基础的抗倾覆稳定性可以依据“在正常使用极限状态标 准组合作用下基底脱开面积不天于基础底面1/4”的原则得到保 证,抗滑移稳定性可依据本标准第7.4.6条执行。 7.3.24本条对螺旋桩(图7)的使用作出规定。螺旋桩因其自身

且因为高算结构基础抗拨是结构的一个重要受力特点,因此建议 高箕结构基础采用螺旋桩。目前螺旋桩没有较为完善的理论计算 公式,设计者可按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGI94对其 进行估算,并且通过试验验证其承载能力。

图7螺旋桩结构示意图 一后注浆:2一预制承台;3一螺旋栅

7.3.25本条对简式基础的主要设计原则作出规定

设计原则作出规定 筒式基础采用单个直径较大的筒体作为高算结构的基础,筒 体可采用预应力混凝土或者钢材。筒式基础目前在风电与通信工 程领域有一定应用。 筒式基础由沿深度分布的水平地基反力组成的力矩与合力抵 抗弯矩和剪力。由手刚度相对体较大,可作为刚性桩计算。结 构设计时,可采用刚性桩计算原则,主要验算地基土承载能力、筒 式基础变形以及筒式基础自身强度等。筒式基础示意图如图8 所示。

[一塔体;2一连接法兰;3一筒式基础桩身;4一桩尖

简式基础应按下列方法进行抗弯承载力、竖向承载力、顶部位 移、转角以及筒式基础强度的验算。 (1)受力简图以及土压力分布曲线(图9):

式中:q 单位长度上的土被动抗力(kN/m); a.b 曲线系数,单位分别为kN/m2.5、kN/ml5;

21.875 HV.+Mk H3.5 5 HV+Mk H2.5

Mk 荷载效应标准组合下地面(之0处)弯矩(kN·m); Fk 荷载效应标准组合下压力(kN): Vk 荷载效应标准组合下地面(=O处)剪力(kN); H 有效桩长(m); 离地面距离(m)。

(2)筒式基础抗弯承载力应按下列公式计算: 浅部土压力极值点处:

今9 受刀间图及土压力分布曲线 O一刚性转动中心点:Zi一转动中心点至地面距离

O一刚性转动中心点:Z一转动中心点至地面距离:

Z.一浅部土压力极值点至地面距高

qo/D≤βzotan?(45°+ +2ctan( 45°+)

m/D≤β yHtan 45°+ 9 +2ctan 45°+ P /2 2 2

式中:β 极限承载力修正系数,β=1.8; —计算点所在土层土的重度(kN/m²); C.O 土的黏聚力及内摩擦角

我部土压力极值点离地面距离

筒式基础底部对应的土压力为

(3)筒式基础竖向承载力应按下式计算

go=az.15+bz.0.5

m=aH.5+bH0. 5

式中.R, 简式基础竖向承载力特征值,应按下式计算

Quk R= 2 Quk=Qk=uZqskl

式中:qsik 简式基础侧第i层的极限侧阻力标准值(kN/m); u一 筒式基础周长(m); 筒式基础侧第i层土的厚度(m) (4)简式基础顶部位移及转角应符合下列规定: 1)顶部位移。应按下式计算:

2)转角tano应按下式计算:

(5)筒式基础强度验算应符合下列规定: 离地面之处的剪力和弯矩应按下列公式计算:

Q.=1. 1.5+Vk 2. 5 1. 5 M,=1.4 a 6 2~3.5 2.5+V+Mk 8.75 3.75

8.=6/(C.D)≤0.010

6)地基土比例系数C值可按以下规定确定: )在土质相近地区大量使用筒式基础时,宜通过水平静载试验确定 2)当无水平静载试验资料时,应按表3的要求采用;

图10不同土层C值计算示意图

h深度内存在三层不同土时:

Cihi十C2(2h+h2)h2 h

(7)适用条件:筒式基础应符合下列规定:

式中:入 桩土形变系数(1/m),入=(CDi/EI)言; C 地基土比例系数(kN/m3.5); 简筒式基础的计算直径(m);当D。≤1.Om时,D 0.9(1.5D.十0.5);当D>1.0m时,D=0.9(D十1.0); 筒式基础直径(m); E 弹性模量(kN/m); 惯性矩(m)。 7.4基础的抗拔稳定和抗滑稳定 7.4.2~7.4.5与原标准条文基本一致,对标准公式中的代表值 按新的标准做了注释,并调整了个别参数。 7.4.6本条主要对无理深预制基础的抗滑稳定作出规定。地基 的稳定性应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007 进行验算。基础底面对地表土的摩擦系数从,当无试验数据时, 般取0.25。

7.4基础的抗拨稳定和抗滑稳定

7.4.2~7.4.5与原标准条又基本一致,对标准公式甲的代表值 按新的标准做了注释,并调整了个别参数。 7.4.6本条主要对无埋深预制基础的抗滑稳定作出规定。地基 的稳定性应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007 并行验算。基础底面对地表土的摩擦系数从,当无试验数据时, 般取0.25

A.0.1表A.0.1为钢材强度设计值(N/mm)。在高算钢结构 中,大量使用20钢无缝管材,而这种材料的性能在现行国家标准 《钢结构设计标准》GB50017中未列出。为适用工程需要,在备注 中对20#钢的强度取值作出说明。根据现行国家标准《优质碳素 结构钢》GB/T699,20#钢的强度、延性、可焊性等主要结构参数 均优于Q235钢。但属于同一强度等级,故为简化起见,规定20 钢的设计强度同Q235钢。

钢的设计强度同Q235钢。 A.0.3表A.0.3为螺栓连接的强度设计值。在大量的角钢塔中, 螺栓强度等级不限于现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017规 定的4.8级、8.8级、10.9级,还有6.8级。为适应高算结构工程 的要求,特根据现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T699,将 6.8级列入该表。在锚栓设计中,Q235锚栓强度低,Q345圆钢又 很难采购,故本标准按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017 中关于锚栓设计强度的换算方法,并按现行国家标准《优质碳素结 构钢》GB/T699的规定,确定了35号钢、45号钢锚栓的抗拉强度 直,并规定对35号钢不宜焊接,对45号钢不应焊接。我国电力系 统钢塔设计及施工中有大量使用优质碳素结构钢作锚栓的经验。 A.0.6~A.0.12根据高结构设计的需要,增加了表A.0.6~ 表A.0.12,其内容为镀锌钢绞线、钢丝绳强度设计值以及混凝土

DB21/T 3518-2021 建筑信息模型设计审查技术规程.pdfA.0.3表A.0.3为螺栓连接的强度设计值

A.0.6~A.0.12

附录B轴心受压钢构件的稳定系数

附录B轴心受压钢构件的稳定系

B.0.1表B.0.1为轴心受压钢构件的截面分类。根据现行国家 标准《钢结构设计标准》GB50017对截面的分类做了调整HG/T 2479-2020 机械密封用波形弹簧技术条件.pdf,然而真 正用于高算结构轴压构件的截面仍为a、b两类,其他均略去。 B.0.2、B.0.3表B.0.2、表B.0.3为a、b两类截面轴心受压构 牛的稳定系数,按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017 确定。

附录H在偏心荷载作用下,圆形、环形基础

H.0.1表H.0.1增加广t、的取值范围,因按原标准附录只能 计算荷载标准组合下的地基反力,但在基础承载能力计算时还要 知道设计荷载下的地基反力,所以将表中取值范围扩大。

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