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1 总则
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1.0.1 为在铝合金结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策
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1.0.2 本规范适用于工业与民用建筑和构筑物的铝合金结构
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1.0.3 本规范的设计原则是根据现行国家标准《建筑结构可
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1.0.4 设计铝合金结构时,应从工程实际情况出发,合理选
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1.0.5 铝合金结构的设计,除应符合本规范外,尚应符合国
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2 术语和符号
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2.1 术语
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2.1.1 强度 strength 构件截面材料或
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2.1.2 强度标准值 characteristic va
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2.1.3 强度设计值 design value of s
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2.1.4 屈曲 buckling 杆件或板件在轴
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2.1.5 承载能力 load-carrying capa
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2.1.6 一阶弹性分析 the first order
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2.1.7 二阶弹性分析 the second order
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2.1.8 弱硬化 weak hardening
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2.1.9 强硬化 strong hardening
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2.1.10 有效厚度 effective thickne
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2.1.11 加劲板件 stiffened element
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2.1.12 非加劲板件 unstiffened elem
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2.1.13 边缘加劲板件 edge stiffened
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2.1.14 中间加劲板件 intermediate st
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2.1.15 子板件 sub-elements 子
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2.1.16 腹板屈曲后强度 post-buckling
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2.1.17 整体稳定 overall stability
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2.1.18 计算长度 effective length
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2.1.19 长细比 slenderness ratio
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2.1.20 换算长细比 equivalent slend
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2.1.21 钨极氩弧焊 gas tungsten arc
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2.1.22 熔化极氩弧焊 gas metal arc w
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2.1.23 焊接热影响区 heat affected z
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2.2 符号
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2.2.1 作用及作用效应设计值: F——集中荷载; H—
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2.2.2 计算指标: E——铝合金材料的弹性模量; G
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2.2.3 几何参数 A——毛截面面积; Ae——有效截面
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2.2.4 计算系数及其他: nv——受剪面数目; nf
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3 材料
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3.1 结构铝
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3.1.1 用于承重结构的铝合金应采用轧制板、冷轧带、拉制
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3.1.2 应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状
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3.2 连接
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3.2.1 铝合金结构的螺栓连接应符合下列要求:
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3.2.2 铝合金结构的铆钉材料应采用锚合金或不锈钢,并应
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3.2.3 铝合金结构焊接用焊丝应符合现行国家标准《铝及铝
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3.3 热影响区
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3.3.1 采用焊接铝合金结构时,必须考虑热影响区材料强度
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3.3.2 热影响区范围应符合下列规定: 1 当板
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3.3.3 在连接计算中,应对焊件强度进行折减;在构件承载
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4 基本设计规定
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4.1 设计原则
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4.1.1 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,
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4.1.2 在铝合金结构设计文件中,应注明建筑结构的安全等
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4.1.3 铝合金结构应按下列承载能力极限状态和正常使用极
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4.1.4 按承载能力极限状态设计铝合金结构时,应考虑荷载
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4.1.5 铝合金结构的计算模型和基本假定宜与构件连接的实
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4.1.6 铝合金结构的正常使用环境温度应低于100℃。
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4.2 荷载和荷载效应计算
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4.2.1 设计铝合金结构时应考虑永久荷载、可变荷载、支承
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4.2.2 设计铝合金结构时,荷载的标准值、荷载分项系数、
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4.2.3 框架结构中,梁与柱的刚性连接应符合受力过程中梁
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4.2.4 框架结构内力分析宜符合下列规定: 1
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4.2.5 大跨度空间结构内力分析时宜考虑几何非线性效应的
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4.3 设计指标
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4.3.1 铝合金材料的强度设计值等于强度标准值除以抗力分
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4.3.2 铝合金结构构件的抗力分项系数γR在抗拉、抗压和
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4.3.3 铝合金材料的强度标准值应按现行国家标准《铝及铝
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4.3.4 铝合金材料的强度设计值应按表4.3.4采用。
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4.3.5 铝合金结构普通螺栓和铆钉连接的强度设计值应按表
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4.3.6 铝合金结构焊缝的强度设计值应按表4.3.6采用
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4.3.7 铝合金材料的物理性能指标应按表4.3.7采用。
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4.4 结构或构件变形的规定
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4.4.1 为了不影响结构和构件的正常使用和观感,设计时应
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4.4.2 计算结构或构件的变形时,可不考虑螺栓(或铆钉)
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4.4.3 为改善外观和使用条件,可将横向受力构件预先起拱
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4.5 构件的计算长度和容许长细比
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4.5.1 确定桁架弦杆和单系腹杆(用节点板与弦杆连接)的
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4.5.2 单层或多层框架等截面柱,在框架平面内的计算长度
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4.5.3 平板网架、曲面网架和单层网壳杆件的计算长度应按
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4.5.4 受压构件的长细比不宜超过表4.5.4的容许值。
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4.5.5 受拉构件的长细比不宜超过表4.5.5的容许值。
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4.5.6 网架、网壳杆件的长细比不宜超过表4.5.6-1
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5 板件的有效截面
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5.1 一般规定
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5.1.1 对于可能出现受压局部屈曲的薄壁构件,可利用板件
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5.1.2 设计焊接铝合金构件时,应考虑焊接热影响效应对截
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5.1.3 有效截面的计算应采用有效厚度法。
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5.1.4 构件截面的板件类型(图5.1.1)应符合国家有
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5.2 受压板件的有效厚度
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5.2.1 当构件截面中受压板件宽厚比小于表5.2.1-1
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5.2.2 计算板件宽厚比时,板件宽度应采用板件净宽。板件
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5.2.3 当构件截面中受压板件宽厚比大于表5.2.1-1
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5.2.4 受压加劲板件、非加劲板件的弹性临界屈曲应力应按
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5.2.5 受压板件局部稳定系数可按下列公式计算:
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5.2.6 均匀受压的边缘加劲板件、中间加劲板件的弹性临界
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5.2.7 不均匀受压的边缘加劲板件、中间加劲板件及其他带
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5.2.8 对于边缘加劲板件和中间加劲板件,除应将其作为整
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5.3 焊接板件的有效厚度
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5.3.1 对于焊接铝合金构件,应考虑热影响区内因材料强度
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5.3.2 热影响区范围内的板件有效厚度(图5.3.2)应
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5.4 有效截面的计算
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5.4.1 应按下述三种情况确定构件有效截面: 1
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5.4.2 轴压构件的有效截面应按第5.4.1条确定的各板
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5.4.3 受弯构件及压弯构件的有效截面应按第5.4.1条
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6 受弯构件的计算
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6.1 强度
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6.1.1 在主平面内受弯的构件,其抗弯强度应按下式计算:
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6.1.2 在主平面内受弯的构件,其抗剪强度应按下式计算:
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6.2 整体稳定
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6.2.1 符合下列情况时,可不计算梁的整体稳定性:
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6.2.2 当不满足第6.2.1条时,在最大刚度平面内,受
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6.2.3 梁的支座处,应采取构造措施防止梁端截面的扭转。
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7 轴心受力构件的计算
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7.1 强度
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7.1.1 轴心受拉构件的强度应按下式计算: 式中
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7.1.2 轴心受压构件的强度应按下式计算: 式中
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7.1.3 轴心受力构件中,高强度摩擦型螺栓连接处的强度应
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7.2 整体稳定
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7.2.1 实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算:
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7.2.2 双轴对称截面轴心受压构件的稳定计算系数应按下式
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7.2.3 非焊接单轴对称截面的轴心受压构件的稳定计算系数
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7.2.4 对于铝合金材料状态除O、F和T4以外的端部焊接
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8 拉弯构件和压弯构件的计算
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8.1 强度
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8.1.1 弯矩作用在截面主平面内的拉弯构件和压弯构件,其
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8.2 整体稳定
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8.2.1 弯矩作用在截面对称轴平面内(绕 x 轴)的压弯
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8.2.2 弯矩作用在两个主平面内的双轴对称工字形(含H形
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9 连接计算
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9.1 紧固件连接
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9.1.1 普通螺栓和铆钉连接应按下列规定计算:
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9.1.2 高强度螺栓摩擦型连接应按下列规定计算:
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9.1.3 高强度螺栓承压型连接应按下列规定计算:
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9.1.4 在构件的节点处或拼接接头的一端,当螺栓或铆钉沿
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9.1.5 当受剪螺栓或铆钉穿过填板或其他中间板件与构件连
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9.1.6 当采用搭接或拼接板的单面连接传递轴心力时,因荷
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9.1.7 螺栓连接的加紧厚度或铆钉连接的铆合总厚度不宜超
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9.1.8 采用自攻螺钉、钢拉铆钉(环槽铆钉)、射钉等的连
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9.2 焊缝连接
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9.2.1 铝合金结构焊缝连接设计时,应验算焊缝的强度、临
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9.2.2 对接焊缝的强度计算应符合以下规定: 1
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9.2.3 直角角焊缝的强度计算应符合以下规定:
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9.2.4 焊接热影响区的强度计算应符合以下规定:
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10 构造要求
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10.1 一般规定
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10.1.1 铝合金结构的构造应使结构受力简单明确,减少应
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10.1.2 应采取必要的结构和构造措施以抵消或释放温度效
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10.1.3 节点构造必须符合分析计算模型的假定,必要时应
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10.1.4 构件在节点处的轴线宜汇交于一点,当不交于一点
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10.1.5 铝合金结构的连接宜采用紧固件连接。当采用焊接
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10.2 螺栓连接和铆钉连接
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10.2.1 螺栓或铆钉的距离(图10.2.1)应符合表1
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10.2.2 用于螺栓连接或铆钉连接的板件厚度不应小于螺栓
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10.2.3 在连接构件上确定螺栓孔及铆钉孔的位置应避免出
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10.2.4 每一杆件在节点上以及拼接接头的一端,永久性的
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10.2.5 沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板,宜适当增强
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10.2.6 螺栓、铆钉连接件的抵抗中心宜与荷载中心重合。
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10.3 焊缝连接
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10.3.1 焊缝连接设计时不得任意加大焊缝,避免焊缝立体
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10.3.2 在受力构件中应采用完全熔透对接焊缝。在焊接质
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10.3.3 在非受力构件中可采用部分熔透对接焊缝。
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10.3.4 角焊缝高度hf不应小于两焊件中较薄焊件母材厚
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10.3.5 连接构件的刚度差别很大时,焊缝计算长度lw应
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10.4 防火、隔热
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10.4.1 铝合金结构应根据建筑物的耐火等级来确定耐火极
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10.4.2 铝合金结构的防火措施可采用有效的水喷淋系统进
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10.4.3 铝合金结构的表面长期受辐射热温度达80℃以上
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10.5 防腐
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10.5.1 当铝合金材料与除不锈钢以外的其他金属材料或含
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10.5.2 铝合金结构、构件应进行表面防腐处理,可采用阳
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10.5.3 阳极氧化性能应由氧化膜外观、颜色、最大厚度、
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10.5.4 铝合金结构表面进行维护清洗时应符合以下规定:
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11 铝合金面板
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11.1 一般规定
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11.1.1 本章铝合金面板的计算和构造规定适用于直立锁边
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11.1.2 直立锁边铝合金面板可采用T形支托(图11.1
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11.1.3 铝合金面板受压翼缘的有效厚度计算应按下列规定
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11.1.4 一纵边与腹板相连的弧形受压翼缘(图11.1.
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11.1.5 铝合金面板中腹板的有效厚度应按本规范第5.2
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11.1.6 铝合金面板的挠度应符合表4.4.1的规定。
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11.2 强度
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11.2.1 在铝合金面板的一个波距的板面上作用集中荷载
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11.2.2 铝合金面板的强度可取一个波距的有效截面,作为
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11.2.3 铝合金面板T形支托的强度应按下式计算:
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11.2.4 铝合金面板和T形支托的受压和受拉连接强度应进
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11.3 稳定
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11.3.1 铝合金面板中腹板的剪切屈曲应按下列公式计算:
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11.3.2 铝合金面板支座处腹板的局部受压承载力,应按下
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11.3.3 铝合金面板T形支托的稳定性可简化为等截面柱模
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11.3.4 计算铝合金面板T形支托的稳定系数时,其计算长
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11.4 组合作用
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11.4.1 铝合金面板同时承受弯矩 M 和支座反力 R
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11.4.2 铝合金面板同时承受弯矩 M 和剪力 V 的截
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11.5 构造要求
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11.5.1 铝合金屋面板和墙面板的厚度宜取0.6~3.0
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11.5.2 铝合金面板长度方向的搭接端必须与檩条、支座、
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11.5.3 铝合金屋面板侧向可采用搭接、扣合或咬合等方式
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11.5.4 铝合金墙面板之间的侧向连接宜采用搭接连接,宜
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附录A 结构用铝合金材料力学性能
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附录B 轴心受压构件的稳定系数
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附录C 受弯构件的整体稳定系数