DB21_T+3998—2024碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱技术规程.docx

ICS01.040.93CCSP2029DB21辽宁省地方标准DB21/T39982024碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱技术规程TechnicaISpecificationforConcreteFilledCFRP-SteeITubuIarCoIumns2024-09-30实施2024-08-30发布辽宁省住房和城乡建设厅旺公七七辽宁省市场监督管理局联之发布辽宁省地方标准碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱技术规程TechnicaISpecificationforConcreteFilledCFRP-SteeITubuIarCoIumnsDB21T39982024主编单位：辽宁科技大学中国建筑东北设计研究院有限公司批准部门：辽宁省住房和城乡建设厅辽宁省市场监督管理局施行日期：2024年09月30日2024沈阳、八、刖三根据辽宁省市场监督管理局辽市监发202220号文件辽宁省市场监督管理局关于印发2022年辽宁省地方标准立项计划的通知，在借鉴国内外先进标准的基础上，结合本地区碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱的实际，由辽宁科技大学和中国建筑东北设计研究院有限公司等单位负责编制本规程。本标准的主要技术内容是：在钢管混凝土柱和FRP管混凝土柱的基础上演变和发展起来的碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱，属于钢、混凝土和碳纤维增强聚合物组合结构形式之一。一方面，碳纤维增强聚合物-钢管混凝土可以充分利用钢、混凝土和碳纤维增强聚合物三种材料在受力过程中的相互作用，可以取得很好的组合效应，进而获得更高的承载力。另一方面，可以采用碳纤维增强聚合物加固更新既有老旧钢管混凝土柱。为了对其设计施工等技术要求做出配套的规定以促进其进一步发展,本规程在总结国内外设计、施工、管理经验和科研成果的基础上，对碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱的基本设计要求、材料、构件承载力计算、节点和施工与验收等做出了规定。本规程为首次发布，发布结果不承担涉及专利的责任。本规程由辽宁省住房和城乡建设厅负责管理，由辽宁科技大学负责解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送辽宁科技大学（地址：辽宁省鞍山市立山区千山中路189号，邮编：114051）。本规程主编单位：辽宁科技大学中国建筑东北设计研究院有限公司本规程参编单位：辽宁中测建筑科技有限公司沈阳市建设工程质量监督站辽宁省交通高等专科学校东北大学成都工业学院中国三冶集团有限公司辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司辽宁建安兴业工程有限公司中国二十二冶集团有限公司中国建筑第八工程局有限公司东北分公司本规程主要起草人员：王庆利陈勇高国瑞阎磊顾威陈猛彭宽赵彤刘一民丁兆东王军勇王涛高华国张铁志田帅张红涛高松张慧莹张艺竞高行程秦海宇葛浩刘鹏飞于彦凯董志成陈鹏董志峰吕延超宁迎福冯颖郭义寰高健于海凤朱立雷白羽潘东旭周宇孔令杰赵杰韩俊谦张鹏鹏刘昊坤叶天文杨佳豪本规程主要审查人员：李庆钢白阳李楠卢伟然志忠杨璐由世岐1总则12术语和符号22.1 术语22.2 符号33基本规定74材料性能与设计指标85构件的承载力计算131.1 一般规定131.2 承载力计算131.3 压-弯滞回构件的恢复力模型166 节点和连接207 施工267.1 一般规定267.2 钢构件的制作与施工267.3 混凝土施工277.4 碳纤维布粘贴施工288 检查与验收298.1 检查298.2 验收29本规程用词说明37本规程引用标准名录38附：条文说明39Contents1 Generalprinciples12 Termsandsymbols22 .1Terms23 .2Symbols33 Foundamentalstipulations74 Materialsperformanceanddesignindices85 Calculationofbearingcapacityofthemembers135.1 1Generalstipulations135.2 Calculationofbearingcapacity135.3 Restoringforcemodelforcompression-bendinghysteresismembers166 Jointsandconnections207 Construction267.1 Generalstipulations267.2 Fabricationandconstructionofsteelmembers267.3 Constructionofconcrete277.4 Carbonfiberclothpastingconstruction288 Inspectionsandacceptance298.1 Inspections298.2 Acceptance29Explanationofwordinginthisspecification37Codescitedinthisspecification38Explanationoftheclauseisattached391总则.o.为满足建筑工程的需要，使碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱的设计、施工和验收做到安全适用、技术先进、经济合理以及确保质量，特制定本规程。1.0.2本规程适用于本省工业与民用建筑及构筑物的碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱的设计、施工和验收以及用碳纤维增强聚合物修复/加固受损或既有钢管混凝土而形成的结构。本规程限用于圆形和方形截面碳纤维增强聚合物-钢复合管内浇筑素混凝土的碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱。1.0.3除了本规程外，碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱的设计尚应遵守现行国家标准的有关规定。1.0.4特殊环境下的碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱的设计与施工，尚应符合国家行业及辽宁省有关标准的规定。1.0.5碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱不仅进一步提升了钢管混凝土柱的各项指标，而且由于CFRP本身重量轻、耐腐蚀以及安装简易等特点，在整个运输、施工过程中几乎没有产生额外的劳动力。2术语和符号2.1 术语2.1.1 碳纤维增强聚合物-钢管混凝土concrete-filledCFRP-Steeltube碳纤维增强聚合物钢管混凝土简称CFRP-钢管混凝土，是指在CFRP-钢复合管内浇筑混凝土而形成的构件，也指用CFRP修复/加固受损或既有钢管混凝土而形成的构件。2.1.2 CFRP-钢管混凝土柱concrete-filledCFRP-steeltubularcolumns在钢管混凝土柱表面粘贴CFRP形成的构件。2.1.3 组合轴心抗压强度compositeaxialcompressivestrengthCFRP-钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义压应力。2.1.4 组合轴压弹性模量compositeaxialcompressivemodulusofelasticityCFRP-钢管混凝土组合截面在单向受压，且其纵向名义应力与应变近似呈线性关系时，截面上名义正应力与对应的正应变的比值。2.1.5 组合弹性抗弯刚度compositebendingstiffnessofelasticityCFRP-钢管混凝土构件的曲率与截面弯矩近似呈线性关系时，截面弯矩与曲率的比值。2.1.6 钢管约束系数confinementfactorofsteeltube反映CFRP-钢管混凝土中钢管对混凝土的约束作用，其标准值数值大小等于钢管截面面积和钢材屈服强度的乘积与混凝土截面面积和混凝土轴心抗压强度标准值的乘积之比，其设计值数值大小等于钢管截面面积和钢材强度设计值的乘积与混凝土截面面积和混凝土抗压强度设计值的乘积之比。2.1.7 横向CFRP约束系数confinementfactoroftransverseCFRP反映CFRP-钢管混凝土中横向CFRP为钢管混凝土提供的横向约束作用，其标准值数值大小等于横向CFRP截面面积和横向CFRP抗拉强度的乘积与混凝土截面面积和混凝土轴心抗压强度标准值的乘积之比，其设计值数值大小等于横向CFRP截面面积和横向CFRP抗拉强度的乘积与混凝土截面面积和混凝土抗压强度设计值的乘积之比。2.1.8 纵向CFRP增强系数strengtheningfactoroflongitudinalCFRP反映CFRP-钢管混凝土中纵向CFRP为钢管混凝土提供的纵向增强作用，其标准值数值大小等于纵向CFRP截面面积和纵向CFRP抗拉强度的乘积与钢管截面面积和钢材屈服强度的乘积之比，其设计值数值大小等于纵向CFRP截面面积和纵向CFRP抗拉强度的乘积与钢管截面面积和钢材强度设计值的乘积之比。2.1.9 总约束系数globalconfinementfactor反映CFRP-钢管混凝土中横向CFRP和钢管对混凝土的总约束作用，其标准值数值大小等于钢管约束系数与横向CFRP约束系数之和，其设计值大小等于钢管约束系数设计值与横向CFRP约束系数设计值之和。2.1.10 约束系数比confinementfactorratio反映CFRP-钢管混凝土中横向CFRP与钢管的匹配关系，其数值大小等于横向CFRP约束系数与钢管约束系数的比值。2.1.11 加强环板stiffenerringplate为构造CFRP-钢管混凝土刚性节点而设置的环向节点板。2.2 符号2.2.1 作用和作用效应（设计值）M弯矩；N轴力；T扭矩；V剪力。2.2.2 计算指标Ec混凝土的弹性模量；Ecf碳纤维布的弹性模量；Es钢材的弹性模量；EcfscCFRP-钢管混凝土组合轴压弹性模量；EcfscAcfscCFRP-钢管混凝土轴压短柱的纵向刚度；f钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；fc混凝土的轴心抗压强度设计值；fc'混凝土圆柱体抗压强度；启纵向CFRP的抗拉强度；A横向CFRP的抗拉强度；fscCFRP-钢管混凝土的轴心抗压强度设计值；启SCPCFRP-钢管混凝土的轴压短柱的名义比例极限；fscyCFRP-钢管混凝土的轴心抗压强度；为一一混凝土的轴心抗压强度标准值；fcu混凝土立方体抗压强度；混凝土的抗拉强度设计值；A混凝土的轴心抗拉强度标准值；钢材的抗剪强度设计值；fy钢材的屈服强度；/1加强环板钢材抗拉强度设计值；KaCFRP-钢管混凝土压-弯构件恢复力模型弹性阶段的刚度;KeKTMqMbCMcMUMyNbNbCNeNUNu,cr,maxNyPyTuVmaxWcfscmWcfsctVcVscflr&ftr8max£Sl儿/pTTcfscTcfscy""CFRP-钢管混凝土组合弹性抗弯刚度；CFRP-钢管混凝土压-弯构件恢复力模型的第三阶段的刚度