钢管约束混凝土结构技术规程

1、 钢管约束混凝土结构技术规程目 次 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc480833247 1 总 则 PAGEREF _Toc480833247 h 2 HYPERLINK l _Toc480833248 2 术语和符号 PAGEREF _Toc480833248 h 3 HYPERLINK l _Toc480833249 2.1 术语 PAGEREF _Toc480833249 h 3 HYPERLINK l _Toc480833250 2.2 符号 PAGEREF _Toc480833250 h 3 HYPERLINK l _Toc480833251 3 材

2、料 PAGEREF _Toc480833251 h 8 HYPERLINK l _Toc480833252 3.1 钢材 PAGEREF _Toc480833252 h 8 HYPERLINK l _Toc480833253 3.2 混凝土 PAGEREF _Toc480833253 h 8 HYPERLINK l _Toc480833254 3.3 连接材料 PAGEREF _Toc480833254 h 8 HYPERLINK l _Toc480833255 4 基本规定 PAGEREF _Toc480833255 h 9 HYPERLINK l _Toc480833256 4.1 一般规

3、定 PAGEREF _Toc480833256 h 9 HYPERLINK l _Toc480833257 4.2 结构分析与设计原则 PAGEREF _Toc480833257 h 9 HYPERLINK l _Toc480833258 4.3 结构构件设计规定 PAGEREF _Toc480833258 h 10 HYPERLINK l _Toc480833259 4.4 结构体系设计规定 PAGEREF _Toc480833259 h 15 HYPERLINK l _Toc480833260 5 构件的承载力计算 PAGEREF _Toc480833260 h 16 HYPERLINK

4、l _Toc480833261 5.1 一般规定 PAGEREF _Toc480833261 h 16 HYPERLINK l _Toc480833262 5.2 轴心受力构件的截面承载力 PAGEREF _Toc480833262 h 17 HYPERLINK l _Toc480833263 5.3 轴心受压构件的稳定承载力 PAGEREF _Toc480833263 h 19 HYPERLINK l _Toc480833264 5.4 偏心受力构件的截面承载力 PAGEREF _Toc480833264 h 20 HYPERLINK l _Toc480833265 5.5 偏压构件的稳定承

5、载力 PAGEREF _Toc480833265 h 26 HYPERLINK l _Toc480833266 5.6 斜截面的受剪承载力 PAGEREF _Toc480833266 h 27 HYPERLINK l _Toc480833267 6 连接和节点设计 PAGEREF _Toc480833267 h 29 HYPERLINK l _Toc480833268 6.1 一般规定 PAGEREF _Toc480833268 h 29 HYPERLINK l _Toc480833269 6.2 圆钢管约束钢筋混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点 PAGEREF _Toc480833269 h 3

6、1 HYPERLINK l _Toc480833270 6.3 方钢管约束钢筋混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点 PAGEREF _Toc480833270 h 33 HYPERLINK l _Toc480833271 6.4 圆钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点 PAGEREF _Toc480833271 h 35 HYPERLINK l _Toc480833272 6.5 方钢管约束钢筋混凝土柱-钢梁框架节点 PAGEREF _Toc480833272 h 36 HYPERLINK l _Toc480833273 6.6 圆钢管约束型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点 PAGEREF _Toc4

7、80833273 h 37 HYPERLINK l _Toc480833274 6.7 方钢管约束型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点 PAGEREF _Toc480833274 h 38 HYPERLINK l _Toc480833275 6.8 圆钢管约束型钢混凝土柱-钢梁框架节点 PAGEREF _Toc480833275 h 38 HYPERLINK l _Toc480833276 6.9 方钢管约束型钢混凝土柱-钢梁框架节点 PAGEREF _Toc480833276 h 39 HYPERLINK l _Toc480833277 6.10 钢管与核心混凝土的界面受剪承载力 PAGERE

8、F _Toc480833277 h 39 HYPERLINK l _Toc480833278 7 钢构件防护 PAGEREF _Toc480833278 h 42 HYPERLINK l _Toc480833279 7.1 钢构件的防腐涂装 PAGEREF _Toc480833279 h 42 HYPERLINK l _Toc480833280 7.2 钢管的防火防护 PAGEREF _Toc480833280 h 42 HYPERLINK l _Toc480833281 8 制作与施工 PAGEREF _Toc480833281 h 43 HYPERLINK l _Toc480833282

9、8.1 钢构件的制作与安装 PAGEREF _Toc480833282 h 43 HYPERLINK l _Toc480833283 8.2 混凝土浇筑 PAGEREF _Toc480833283 h 43 HYPERLINK l _Toc480833284 附录A 钢管约束混凝土轴心受压构件的稳定系数 PAGEREF _Toc480833284 h 44 HYPERLINK l _Toc480833288 本规范用词说明 PAGEREF _Toc480833288 h 47 HYPERLINK l _Toc480833289 引 用 标 准 名 录 PAGEREF _Toc480833289

10、 h 481 总 则1.0.1 为在工程建设中合理应用钢管约束混凝土结构，做到技术先进、安全适用、经济合理、保证质量，制定本规程。1.0.2 本规程适用于采用钢管约束混凝土结构的工业与民用房屋建筑、一般构筑物和桥梁的设计、构件制作及施工。1.0.3 钢管约束混凝土结构的设计、构件制作及施工除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语和符号2.1 术语2.1.1 钢管约束混凝土柱 Tubed Concrete Columns在钢管内填充混凝土，但钢管在柱上下两端断开，不直接承担纵向荷载，主要对核心混凝土起约束作用的柱；为抵抗弯矩、剪力和扭矩等，柱内应配置钢筋或型钢，形成钢管约束钢筋

11、混凝土柱或钢管约束型钢混凝土柱。钢管约束混凝土柱截面可为圆形、方形或矩形；应用于桥墩等时，可采用空心构件。2.1.2 钢管约束混凝土结构 Tubed Concrete Structures采用钢管约束混凝土柱作为主要竖向承重构件的结构。2.1.3 钢管约束钢筋混凝土柱 Tubed Reinforced Concrete columns混凝土内配置纵筋和箍筋的钢管约束混凝土柱，简称TRC柱。2.1.4 钢管约束型钢混凝土柱 Tubed Steel Reinforced Concrete columns混凝土内配置型钢的钢管约束混凝土柱，简称TSRC柱；柱内一般可不配置钢筋笼。2.1.1 钢管约束

12、混凝土柱 Tubed Concrete Columns由不直接承担竖向荷载的外包薄壁钢管和核心混凝土组成的钢-混凝土组合柱；施工阶段，钢管可作为混凝土浇筑的永久模板；使用阶段，梁板等传来的竖向荷载仅直接作用于核心混凝土上，而钢管通过预先设置于柱端部的构造缝实现不直接承担竖向荷载且主要对核心混凝土提供侧向约束作用的目的。钢管约束混凝土柱截面可为圆形、方形或矩形；应用于桥墩等时，可为空心截面。2.1.2 钢管约束素混凝土柱 Tubed Plain Concrete Columns钢管约束混凝土柱的一种具体形式，其核心混凝土为素混凝土，基本无抗拉和抗弯能力，很难应用于实际工程。2.1.3 钢管约束钢

13、筋混凝土柱 Tubed Reinforced Concrete Columns钢管约束混凝土柱的一种具体形式，其核心混凝土中配置纵筋和箍筋，简称TRC柱。2.1.4 钢管约束型钢混凝土柱 Tubed Steel Reinforced Concrete Columns钢管约束混凝土柱的一种具体形式，其核心混凝土中配置型钢，简称TSRC柱；柱内一般可不配置钢筋笼。2.1.5 钢管约束混凝土结构 Tubed Concrete Structures采用钢管约束混凝土柱作为主要竖向承重构件的结构。2.2 符号2.2.1 作用、作用效应和抗力N轴心压力设计值；N0截面轴压承载力；M弯矩设计值；M1、M2偏

14、压柱同一主轴的两端组合弯矩设计值，绝对值较大端为M2；V剪力设计值；Vbj与柱相交的框架梁端部剪力设计值绝对值之和；Vj节点核心区剪力设计值；VGb梁在重力荷载代表值（9度抗震时尚应包括竖向地震作用标准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；Vsh节点区钢梁与核心混凝土之间的界面受剪承载力；Vsh1由贯通环板支承面上的混凝土局部受压强度决定的受剪承载力；Vsh1、Vsh2由贯通环板抗剪强度决定的受剪承载力；Vsk由抗剪环受剪承载力；Vsk1由抗剪环支承面上混凝土局部受压强度决定的受剪承载力；Vsk2由抗剪环与节点核心区钢管内壁之间角焊缝强度的受剪承载力。2.2.2 计算指标Ec、Et、E

15、b、Ea混凝土、钢管、钢筋、型钢的弹性模量；Esc约束混凝土割线模量；（EA）TRC钢管约束钢筋混凝土柱的轴压刚度；（EI）TRC钢管约束钢筋混凝土柱的抗弯刚度；（EA）TSRC钢管约束型钢混凝土柱的轴压刚度；（EI）TSRC钢管约束型钢混凝土柱的抗弯刚度；Gc、Gt、Ga混凝土、钢管、型钢的剪变模量；（GA）TRC钢管约束钢筋混凝土柱的剪切刚度；（GA）TSRC钢管约束型钢混凝土柱的剪切刚度；fa型钢的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；fav型钢腹板的抗剪强度设计值；fay型钢的屈服强度；fbh节点区环筋的抗拉强度设计值；fb纵向钢筋抗拉及抗压强度设计值；fbyk纵向钢筋屈服强度标准值；fck、f

16、c混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；fct混凝土轴心抗拉强度的设计值；fcck、fcc考虑钢管侧向约束的混凝土抗压强度标准值、设计值；fh贯通环板抗拉强度设计值；fhv贯通环板抗剪强度设计值；ft钢管的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；fty钢管的屈服强度；fjt节点核心区钢管的抗拉、抗压强度设计值；fjv节点核心区钢管的抗剪强度设计值；角焊缝抗剪强度设计值；0混凝土压应力达到fc时的混凝土压应变；a型钢的屈服应变；cc考虑钢管侧向约束的混凝土压应力达到fcc时的混凝土压应变；ccu考虑钢管侧向约束的混凝土极限压应变。2.2.3 几何参数A构件截面面积；Ac混凝土截面面积；At、Ab、Aa钢管、全部

17、纵向钢筋、型钢的截面面积；Aaw验算方向的节点区型钢腹板截面面积；Ab1单根纵向钢筋的截面面积；Abh节点区单根环筋的截面面积；Abs截面最外排钢筋的截面面积；Aj节点核心区有效截面面积；Asj环板贯通式节点核心区钢管受拉面积；Asth钢管半贯通式节点核心区钢管有效受拉面积；Atw剪力验算方向的节点区方钢管两侧腹板截面面积之和；D钢管的直径（圆形截面）或边长（方形截面）；Dr方钢管内斜对拉加劲肋的宽度；Ic、Ib、Ia混凝土、钢筋、型钢的截面惯性矩；as受压钢筋合力点至受压边缘的距离；混凝土受压钢筋合力点至受压边缘的距离；bf型钢绕弯矩轴的翼缘宽度；bb梁宽度；bj节点核心区的受剪截面有效验算

18、宽度；ds栓钉直径；h0核心钢筋混凝土的截面有效高度；ha型钢绕弯矩轴的高度；ha0方钢管约束型钢混凝土柱的核心受剪截面有效高度；hb梁截面高度；hb0混凝土梁截面的有效高度；hd钢管断开处距柱顶部梁底、底部梁顶的距离；het方钢管的有效受剪宽度；heff钢管半贯通式节点的核心区连续钢管高度；hj节点核心区的受剪截面高度；hjg钢管半贯通式节点的节点区钢管高度；hk钢管半贯通式节点的核心区钢管开洞高度；ht钢管约束混凝土柱钢管上下开缝之间的高度；hw型钢的腹板高度；nb截面钢筋根数；s节点区环筋的间距；t钢管壁厚；th贯通环板厚度；tf型钢绕弯矩轴的翼缘厚度或钢梁翼缘厚度；tj节点区钢管壁厚；

19、tw型钢腹板厚度。2.2.4 计算系数C混凝土截面刚度折减系数；Cm构件端截面偏心距调节系数；Na截面偏压承载力计算中，不同r（圆形截面）或rx（方形截面）对应型钢承担的轴压力；Ma截面偏压承载力计算中，不同r（圆形截面）或rx（方形截面）对应型钢承担的弯矩；N0k构件界限截面轴心受压承载力标准值；Ncr轴压构件的欧拉屈曲荷载；（EI）eff轴压构件的截面有效抗弯刚度；Mbm钢筋对截面中心轴的塑性弯矩；Mbf截面一侧钢筋对另一侧钢筋形心的塑性弯矩；Mdr=2/3（圆形截面）或rx=3/4（方形截面）时的截面受弯承载力；Ndr=2/3（圆形截面）或rx=3/4（方形截面）时的截面受压承载力；Wb

20、m钢筋对截面中心轴的塑性抵抗矩；e2柱端弯矩绝对值较大端的荷载偏心距；ea柱附加偏心距；fel钢管对混凝土的等效约束应力；k斜截面受剪承载力计算系数；kh钢管横向应力折减系数；kj方钢管的有效利用系数；ks方钢管对混凝土的约束折减系数；kr钢管约束混凝土应力-应变曲线中的计算系数；l0构件计算长度；ln梁的净跨；n0轴压比；r钢管约束混凝土应力-应变关系曲线形状控制系数；r小于等于2/3时为圆形截面对应于受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2的比值，大于2/3时为计算系数；r圆形截面对应于等效受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2的比值；rx小于等于3/4时为方形截面受压区混凝土高度与

21、截面高度的比值，大于3/4时为计算系数；x钢管约束混凝土应力-应变曲线中的计算系数；1、1钢管约束混凝土等效矩形应力图的受压区高度系数和应力折减系数；c混凝土强度影响系数；f正面角焊缝的强度设计增大系数；RE抗震调整系数；1、2轴压构件等效缺陷因子；ns弯矩增大系数；jb强节点系数；j正交混凝土梁的约束影响系数；剪跨比；1、2长细比分界值；构件的正则化长细比；c混凝土的压应力；轴心受压构件稳定系数。3 材 料3.1 钢材3.1.1 钢管和型钢的钢材选用及材料性能指标应符合现行国家标准钢结构设计规范GB 50017的规定，钢筋的选用及材料性能指标应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB 5001

22、0的规定。3.1.2 钢管约束混凝土柱的圆钢管可采用直缝焊接圆钢管或螺旋焊管。方钢管可采用焊接钢管，也可采用冷成型方钢管。当采用冷成型方钢管时，应符合现行行业标准建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T 178中I级产品的规定。型钢可采用热轧型钢或焊接型钢。3.1.3 抗震设计时，钢管、型钢和钢筋的材料性能指标应分别符合国家标准建筑抗震设计规范GB 50011对钢结构钢材和钢筋的规定。3.2 混凝土3.2.1 钢管约束混凝土柱的混凝土强度等级不应低于C30。混凝土的材料性能指标应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010执行；当采用C80以XX强混凝土时，应有可靠的依据。3.2.2 钢管约束混凝土

23、柱的核心混凝土宜采用微膨胀技术。钢管约束混凝土柱可采用再生骨料混凝土、海砂混凝土或其它水泥基混凝土材料，但混凝土材料应符合现行相关标准的规定。3.2.3 钢管约束混凝土柱中可采用自密实混凝土或高抛免振混凝土。自密实混凝土和高抛免振混凝土的配合比设计、施工、质量检验和验收应分别符合现行行业标准自密实混凝土应用技术规程 HYPERLINK :/daifan.me/Book/?10827197.html t _blank JGJ/T 283和高抛免振捣混凝土应用技术规程JGJ/T 296的规定。3.3 连接材料3.3.1 钢材焊接材料应符合现行国家标准钢结构焊接规范GB 50661的规定。两种牌号的

24、钢材焊接连接时，可采用与强度较低钢材相适应的焊接材料。3.3.2 钢构件连接螺栓应符合下列规定：1 普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓 C级GB/T 5780和六角头螺栓GB/T 5782的规定。2 高强度螺栓应符合现行国家标准钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1228、钢结构用高强大六角螺母GB/T 1229、钢结构用高强度垫圈GB/T 1230、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T 1231或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T 3632、钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 技术条件GB/T 3633的规定。3.3.3 栓钉连接件的材料应符合现行国家标准电弧螺柱焊

25、用圆柱头焊钉GB/T 10433的规定。3.3.4 锚栓可采用现行国家标准碳素结构钢GB/T 700中规定的Q235钢或低合金高强度结构钢GB/T 1591中规定的Q345钢制成。3.3.5 焊缝、螺栓、栓钉、锚栓的材料性能指标应按现行国家标准钢结构设计规范GB 50017执行。4 基本规定4.1 一般规定4.1.1 钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土柱均可应用于框架、框架-剪力墙、框架-筒体、框架-支撑、筒中筒、部分框支-剪力墙、杆塔、桥梁和其它结构体系中。4.1.2 钢管约束混凝土框架中，框架柱可采用钢管约束钢筋混凝土柱或钢管约束型钢混凝土柱，框架梁可采用钢梁、钢-混凝土组合梁或钢筋混

26、凝土梁。4.1.3 钢管约束混凝土框架-支撑结构体系中，框架柱可采用钢管约束钢筋混凝土柱或钢管约束型钢混凝土柱，框架梁应采用钢梁或钢-混凝土组合梁，支撑应采用钢或钢管混凝土支撑。4.1.4 采用钢管约束混凝土柱的结构体系中，剪力墙可采用钢筋混凝土、钢板或钢-混凝土组合剪力墙，筒体可采用钢筋混凝土、钢结构或钢-混凝土组合结构筒。4.1.5 钢管约束混凝土柱也可按下列方式采用：1 地下室或结构底部采用钢管约束钢筋混凝土柱，上部采用钢筋混凝土柱；2 地下室或结构底部采用钢管约束型钢混凝土柱，上部采用钢柱；3 同一层中的特殊柱采用钢管约束钢筋混凝土柱或钢管约束型钢混凝土柱。4.2 结构分析与设计原则4

27、.2.1 钢管约束混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准工程结构可靠性设计统一标准GB 50153的规定，采用钢管约束混凝土的建筑、构筑物和桥梁结构尚应分别符合各类工程的统一标准的规定。4.2.2 采用钢管约束混凝土结构的多层和高层建筑的荷载及其效应组合，应符合现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009的有关规定；采用钢管约束混凝土结构的构筑物和桥梁的荷载及其效应组合，应符合其各自相应标准中的有关规定。4.2.3 抗震设计时，采用钢管约束混凝土结构的多层和高层建筑的地震作用、效应组合与承载力抗震调整系数应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011的规定；采用钢管约束混凝土

28、结构的构筑物和桥梁的地震作用、效应组合与承载力抗震调整系数应符合其各自相应标准中的有关规定。4.2.4 在进行结构的弹性阶段整体内力和变形分析时，钢管约束混凝土柱的截面刚度可按下列公式计算：1 钢管约束钢筋混凝土柱：（EA）TRC = EcAc+EbAb+EtAt（4.2.4-1）（EI）TRC = EcIc+EbIb（4.2.4-2）（GA）TRC = GcAc+GtAt（4.2.4-3）式中：（EA）TRC钢管约束钢筋混凝土柱的轴压刚度；（EI）TRC钢管约束钢筋混凝土柱的抗弯刚度；（GA）TRC钢管约束钢筋混凝土柱的剪切刚度；Ec、Eb、Et混凝土、钢筋、钢管的弹性模量；Gc、Gt混凝土

29、、钢管的剪变模量；Ac、Ab、At混凝土、钢筋和钢管的截面面积，混凝土可采用钢管内的毛截面面积；Ic、Ib混凝土、钢筋的截面惯性矩，混凝土可按钢管内的毛截面面积进行计算。2 钢管约束型钢混凝土柱：（EA）TSRC = EcAc+EaAa+EtAt（4.2.4-4）（EI）TSRC = EcIc+EaIa（4.2.4-5）（GA）TSRC = GcAc+GaAa+GtAt（4.2.4-6）式中：（EA）TSRC钢管约束型钢混凝土柱的轴压刚度，其中混凝土面积应采用钢管内的净截面；（EI）TSRC钢管约束型钢混凝土柱的抗弯刚度，混凝土惯性矩计算可采用钢管内的毛截面；（GA）TSRC钢管约束型钢混凝土

30、柱的剪切刚度，混凝土面积可采用钢管内的毛截面；Ea型钢的弹性模量；Ga型钢的剪变模量；Aa型钢的截面面积；Ia型钢的截面惯性矩。3 结构整体弹性分析中，当柱的轴压刚度计算中不需计入钢筋和钢管部分时，公式（4.2.4-1）和（4.2.4-4）中可忽略钢管和钢筋部分。4.3 结构构件设计规定4.3.1 钢管约束混凝土柱的钢管应在柱上下两端断开，断开处的钢管留缝高度不应小于10mm，不宜大于20mm；钢管断开处距柱顶部梁底、底部梁顶的距离不宜超过0.5D，D为钢管直径或边长；钢管可直接伸至基础顶或地下室顶，但需留缝，缝高度不应小于10mm，不宜大于20mm（图4.3.1）。22134D 0.5D 0

31、.5D1020mm5ht 6图4.3.1 钢管约束混凝土柱构造示意图1梁柱节点区；2框架梁；3柱钢管；4柱混凝土；5基础顶面；6钢管断开处4.3.2 圆形截面钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土柱，钢管外径不宜小于300mm，壁厚不宜小于3mm。钢管外径与壁厚之比D/t不宜小于100，且不宜大于200，钢管中一般不需设受力加劲肋。4.3.3 方形截面钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土柱可采用无加劲肋的截面形式（图4.3.3-1（a）、图4.3.3-2（a），也可采用设置斜对拉加劲肋的的截面形式（图4.3.3-1（b）、图4.3.3-2（b）。钢管边长不宜小于300mm，壁厚不宜小于3mm

32、。采用无加劲肋的截面形式时，钢管宽厚比D/t不宜超过120；采用斜对拉加劲肋的截面形式时，加劲肋间的钢管宽厚比不宜超过60。斜对拉加劲肋宜沿钢管高度通长设置；当加劲肋仅用于加强塑性铰区时，加劲肋高度不应小于柱边长D。斜对拉加劲肋上宜开孔，开孔高度及宽度宜为1/31/2倍的斜对拉加劲肋宽度，但不应小于50mm；高度方向孔边缘的最小间距不宜小于0.5倍斜对拉加劲肋宽度，且不宜大于300mm；宽度方向孔边缘距肋板边的最小距离不宜小于0.25倍斜对拉加劲肋宽度（图4.3.3-3）。（a） 无加劲肋（b） 设置斜对拉加劲肋图4.3.3-1 方钢管约束钢筋混凝土截面示意图DDDD/4 D/3D/4 D/3

33、D/4 D/3D/4 D/3斜对拉加劲板（a） 无加劲肋（b） 设置斜对拉加劲肋图4.3.3-2 方钢管约束型钢混凝土截面示意图 Dr/4Dr/4Dr/4Dr/4Dr/2DrDrDr/2Dr/2Dr/3，Dr/2图4.3.3-3 斜对拉加劲肋构造4.3.4 钢管约束钢筋混凝土柱的纵筋宜采用强度等级不低于400MPa的钢筋，纵筋最小配筋率应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010的要求，且纵筋配筋率不应高于5%；抗震设计时，纵筋最小配筋率要求应按国家标准混凝土结构设计规范GB 50010执行。在满足截面纵筋配筋率条件下，柱每侧的纵筋配筋率可不受限制。钢管约束钢筋混凝土柱中的纵筋可采用并

34、筋的配置形式，并筋应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010的规定。抗震和非抗震设计时，圆钢管约束钢筋混凝土柱的纵筋净距不应小于50mm，且不宜大于300mm；箍筋可仅按构造配置，直径不应小于6mm，间距不宜大于300mm，可采用螺旋式或焊接环式。抗震和非抗震设计时，方钢管约束钢筋混凝土柱的纵筋净距不应小于50mm，且不宜大于200mm。方钢管无斜对拉加劲肋时，无抗震设计要求柱的箍筋应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010的构造要求规定，有抗震设计要求柱的最小箍筋间距和最小体积配箍率均不宜小于现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010中的规定。方钢管设斜对拉加劲肋时，

35、抗震设计和非抗震设计柱的箍筋均可按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010中非抗震设计柱的构造要求执行。4.3.5 钢管约束型钢混凝土柱的型钢含钢率不宜小于4%，不宜大于15%，宜采用H型钢、十字型钢等实腹式型钢；不配置纵向钢筋与箍筋的钢管约束型钢混凝土偏压构件，宜采用十字型钢。钢管约束型钢混凝土柱中的型钢板件宽厚比限值，对于翼缘板和腹板，分别不宜超过现行国家标准钢结构设计规范GB 50017规定的1.5倍和2倍。钢管约束型钢混凝土柱中一般可不设置钢筋笼；设置钢筋笼时，纵筋和箍筋的配置宜满足现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010对非抗震柱的构造要求，但复合箍筋配置时应考虑型钢板件

36、在截面上的分布，可采用多边形复合箍筋。4.3.6 钢管约束混凝土柱中的钢管和型钢，宜采用不低于345MPa的较高强度钢材。4.3.7 钢管约束型钢混凝土柱中的型钢翼缘外侧可按构造设置抗剪连接件，但对于过渡层、过渡段及型钢与混凝土间有较大的传力要求时，宜按计算设置抗剪连接件。抗剪连接件可采用栓钉，栓钉的直径规格宜选用16、19和22mm。栓钉直径ds不应超过与其焊接板材厚度的2.5倍，长度不应小于3倍栓钉直径。栓钉间距不应小于6倍栓钉，且不宜大于300mm。栓钉顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm（图4.3.7）。 6ds且300mm 15mm ds 2.5tf图4.3.7 栓钉构造示意图4.

37、3.8 钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土框架柱和框支柱的轴压比分别不宜大于表4.3.8-1和4.3.8-2规定的限值。表4.3.8-1 钢管约束钢筋混凝土柱轴压比限值结 构 体 系抗 震 等 级一级二级三级四级框架结构0.650.750.850.90框架-剪力墙结构、筒体结构0.750.850.900.95部分框支剪力墙结构0.600.70表4.3.8-2 钢管约束钢筋混凝土柱轴压比限值结 构 类 型柱类型抗 震 等 级一级二级三级四级框架结构框架柱0.650.750.850.90框架-剪力墙结构框架柱0.700.800.900.95框架-筒体结构框架柱0.700.800.90转换柱0.

38、600.700.80筒中筒结构框架柱0.700.800.90转换柱0.600.700.80部分框支剪力墙结构转换柱0.600.70注：1 计算轴压比时，有抗震设计要求的结构，轴力设计值采用有地震作用的效应组合；无抗震设计要求的结构，轴力设计值采用无地震作用的效应组合；2 钢管约束钢筋混凝土柱的轴压比计算公式为：，其中为轴压比，为轴力设计值，为约束混凝土强度设计值（计算方法见本规程第5.1.2节），为钢管内混凝土的毛截面面积。当纵筋配筋率不低于2%时，应取，其中和分别为纵筋的设计强度和面积；此时应为钢管内混凝土的净截面面积；3 钢管约束型钢混凝土柱的轴压比计算公式为：，其中和.分别为型钢的设计强

39、度和面积，为钢管内混凝土的净截面面积；4 对类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值宜适当减小。4.3.9 钢管约束混凝土柱的计算长度l0可按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010执行。4.4 结构体系设计规定4.4.1 采用钢管约束钢筋混凝土或钢管约束型钢混凝土柱的高层建筑结构体系，当其主要抗侧力体系由钢管约束混凝土柱、钢梁、钢-混凝土组合梁、钢板剪力墙、钢板-混凝土组合剪力墙、钢支撑、钢-混凝土组合支撑、屈曲约束支撑等的一种或多种组成时，其最大适用高度、高宽比、建筑形体及结构布置的规则性、抗震等级、水平位移限值、舒适度要求、内力调整、阻尼比等应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50

40、011和行业标准高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99中钢结构的相关规定。4.4.2 采用钢管约束钢筋混凝土或钢管约束型钢混凝土柱的高层建筑结构体系，当其主要抗侧力体系由钢管约束混凝土柱、钢筋混凝土梁、钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土剪力墙筒体等的一种或多种组成时，其最大适用高度、高宽比、结构平面布置、结构竖向布置、抗震等级、水平位移限值、舒适度要求、阻尼比等应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011和行业标准高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3中混凝土结构的相关规定。4.4.3 采用钢管约束混凝土框架柱、钢框架梁或钢-混凝土组合框架梁、钢筋混凝土核心筒的框架-核心筒结构体系，其结构设计相

41、关要求可按现行行业标准高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3对混合结构的规定执行。4.4.4 采用钢管约束混凝土柱的构筑物与桥梁结构，其结构体系设计应符合现行相关标准的要求。4.4.5 采用钢管约束混凝土柱的结构，钢管约束混凝土构件及其连接节点应符合本规程的规定，其它类型的构件及其连接节点应符合相关标准的规定。5 构件的承载力计算5.1 一般规定5.1.1 本章适用于钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土构件的承载能力极限状态计算。5.1.2 钢管约束混凝土构件的正截面承载力应按下列基本假定进行计算： 1 截面应变保持平面； 2 不考虑混凝土的抗拉强度； 3 不考虑钢管的受压作用，仅考虑钢管对混

42、凝土的约束作用； 4 考虑钢管侧向约束的混凝土受压应力-应变关系按下列规定取用：（5.1.2-1）（5.1.2-2）（5.1.2-3）（5.1.2-4）（5.1.2-5）（5.1.2-6）（5.1.2-7）式中：混凝土压应变为时的混凝土压应力；约束混凝土轴心受压强度设计值，当大于1.5时取1.5；约束混凝土压应力达到时的混凝土应变；非约束混凝土压应力达到时的混凝土应变，可按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010执行；应力-应变关系曲线形状控制系数；钢管对混凝土的等效约束应力，按本规程5.2节计算；约束混凝土割线模量；系数，计算中的单位为MPa。 5 钢材的应力与应变关系为理想弹塑性；

43、6 偏心受压构件正截面承载力计算时，混凝土压应力沿受压区高度的分布图形可简化为等效的矩形应力分布图，其受压区高度系数1和应力折减系数1可分别按本规程取值。5.1.3 偏心受压构件的正截面稳定承载力计算时，应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea，其值应取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。5.2 轴心受力构件的截面承载力5.2.1 圆钢管约束钢筋混凝土轴心受压构件的截面承载力应符合下列规定：（5.2.1-1）（5.2.1-2）式中：轴向压力设计值；截面轴压承载力；混凝土净截面面积，对于钢管约束钢筋混凝土，当纵筋配筋率小于3%时，可采用毛截面面积；钢管约束混凝土轴心抗压强

44、度设计值，按本规程公式（5.1.2-4）计算，其中按本条公式（5.2.1-3）计算；全部纵向钢筋的截面面积；纵向钢筋强度设计值。对于圆钢管约束混凝土柱，钢管对混凝土的等效约束应力fel可按如下公式计算：（5.2.1-3）式中：钢管壁厚；钢管直径；钢管强度设计值；钢管横向应力折减系数，对轴压构件按公式（5.2.1-4）和公式（5.2.1-5）计算，对非轴压构件取1.0，且kh不应小于0.5。钢管内壁未采取润滑措施时：（5.2.1-4）钢管内壁采取涂抹油脂等润滑措施时：（5.2.1-5）式中：ht上下开缝间柱钢管的高度（图4.3.1）。5.2.2 圆钢管约束型钢混凝土轴心受压构件的截面承载力应符合

45、下列规定：（5.2.2-1）（5.2.2-2）式中：型钢截面面积；型钢强度设计值。5.2.3 方钢管约束钢筋混凝土轴心受压构件的截面承载力应符合下列规定： 1 无加劲肋方钢管约束钢筋混凝土的轴心受压构件的截面承载力按本规程公式（5.2.1-1）（5.2.1-2）验算，但方钢管对混凝土的等效约束应力fel按如下公式计算：（5.2.3-1）（5.2.3-2）式中：ks方钢管对混凝土的约束折减系数。 2 设置通长斜对拉加劲肋的方钢管约束钢筋混凝土的轴心受压构件的截面承载力按本规程公式（5.2.1-1）（5.2.1-2）验算，其中但等效约束应力公式（5.2.3-1）中的ks按如下公式计算：（5.2.3

46、-3）5.2.4 方钢管约束型钢混凝土轴心受压构件的截面承载力应符合下列规定：1 无加劲肋方钢管约束型钢混凝土的轴心受压构件的截面承载力按本规程公式（5.2.2-1）（5.2.2-2）验算，但方钢管对混凝土的等效约束应力fel按公式（5.2.3-1）计算，式中ks按本规程公式（5.2.3-2）计算。2 设置通长斜对拉加劲肋的方钢管约束型钢混凝土的轴心受压构件的截面承载力按本规程公式（5.2.2-1）（5.2.2-2）验算，其XX钢管对混凝土的等效约束应力fel按本规程公式（5.2.3-1）计算，但ks按本规程公式（5.2.3-3）计算。5.2.5 采用矩形钢管约束混凝土柱时，当截面高宽比不超过

47、1.1时，可基于钢管含钢率和截面面积相等的原则，等效为方形截面并计算其轴压承载力。当截面高宽比超过1.1时，一般不宜考虑钢管对混凝土的约束作用。5.2.6 钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土构件受轴心拉力时，其承载力应按普通钢筋混凝土或型钢混凝土计算。5.3 轴心受压构件的稳定承载力5.3.1 钢管约束混凝土轴心受压构件的稳定承载力应符合下列规定：（5.3.1）式中：轴心受压构件的稳定系数，对于圆/方钢管约束钢筋混凝土和圆/方钢管约束型钢混凝土构件，分别按本规程第5.3.2条规定计算或按附录A查表采用。5.3.2 钢管约束混凝土轴心受压构件的稳定系数按下列公式计算：（5.3.2）式中：构件

48、的正则化长细比，按本规程第5.3.3条计算；、长细比分界值，根据构件截面类型按表5.3.2-1取值；长细比计算时，构件的计算长度l0可按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010执行；、构件等效缺陷因子，根据构件截面类型按表5.3.2-2取值。表5.3.3-1 构件长细比分界值框 架 柱 类 型分 界 值12圆钢管约束钢筋混凝土柱0.251圆钢管约束型钢混凝土柱0.285方钢管约束钢筋（型钢）混凝土柱0.151表5.3.3-2 等效缺陷因子取值框 架 柱 类 型12圆钢管约束钢筋混凝土柱圆钢管约束型钢混凝土柱方钢管约束钢筋（型钢）混凝土柱5.3.3 钢管约束混凝土构件的正则化长细比按下列公

49、式计算：（5.3.3-1）（5.3.3-2）（5.3.3-3）式中：构件界限截面轴心受压承载力标准值，对于钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土柱，分别按5.2.1-5.2.4节中计算的方法进行计算，但钢管、钢筋、型钢和混凝土的材料强度均取标准值；轴压构件的欧拉屈曲荷载；构件的计算长度，按本规程4.3.9执行；轴压构件的截面有效抗弯刚度，按式（5.3.3-4）或式（5.3.3-6）计算。钢管约束钢筋混凝土柱：（5.3.3-4）（5.3.3-5）式中：C混凝土截面刚度折减系数。钢管约束型钢混凝土柱：（5.3.3-6）（5.3.3-7）当钢管约束型钢混凝土柱中配置通长纵筋时，可将纵筋的抗弯刚度叠加

50、至式（5.3.3-6）中。5.3.4 矩形钢管约束混凝土轴压构件绕两个主轴方向的稳定系数，可按方钢管约束混凝土轴压构件的方法计算，但构件绕两个主轴方向的回转半径仍按矩形截面计算。5.4 偏心受力构件的截面承载力5.4.1 钢管约束混凝土偏心受压构件正截面承载力计算时，混凝土压应力沿受压区高度的分布图形可简化为等效矩形应力分布图，其受压区高度系数1和应力折减系数1按下列各式确定：圆钢管约束钢筋/型钢混凝土（5.4.1-1）（5.4.1-2）方钢管约束钢筋/型钢混凝土（5.4.1-3）（5.4.1-4）5.4.2 圆钢管约束钢筋混凝土偏心受压构件的正截面承载力应符合下列规定：（5.4.2-1）（5

51、.4.2-2）（5.4.2-3）（5.4.2-4）（5.4.2-5）式中：轴心压力设计值；截面弯矩设计值；小于等于2/3时为对应于受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2的比值，大于2/3时为计算系数；对从0到1取值，并将式（5.4.2-1）和（5.4.2-2）的左右部分取等号，即可得到截面的N-M相关曲线；对应于等效受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2的比值；截面轴压承载力，按本规程5.2.1中的规定计算；时截面受压承载力；时截面受弯承载力；钢管约束混凝土轴心受压强度设计值，按本规程第5.1.2条的规定计算；钢筋对截面中心轴的塑性弯矩；钢筋对截面中心轴的塑性抵抗矩。5.4.3 方钢管

52、约束钢筋混凝土偏心受压构件的正截面承载力应符合下列规定：（5.4.3-1）（5.4.3-2）（5.4.3-3）（5.4.3-4）（5.4.3-5）（5.4.3-6）式中：小于等于3/4时为受压区混凝土高度与截面高度的比值，大于3/4时为计算系数；对从0到1取值，并将式（5.4.3-1）和（5.4.3-2）的左右部分取等号，即可得到截面的N-M相关曲线；时截面抗压承载力；时截面抗弯承载力；截面一侧钢筋对另一侧钢筋形心的塑性弯矩；横截面钢筋数量；单根纵向钢筋的截面面积，单根钢筋截面面积不一致时可取平均值；截面最外排钢筋的截面面积；钢筋混凝土的截面有效高度；受压钢筋合力点至受压边缘的距离。5.4.4

53、 无纵筋且配置双轴对称十字型钢的圆钢管约束型钢混凝土偏心受压构件，其正截面承载力应符合下列规定：（5.4.4-1）（5.4.4-2）（5.4.4-3）（5.4.4-4）式中：不同对应型钢承担的轴压力；不同对应型钢承担的弯矩；时截面受压承载力，将代入（5.4.4-1）不等式右侧公式计算；时截面受弯承载力，将代入（5.4.4-2）不等式右侧公式计算；系数，；系数，；系数，；系数，；考虑钢管侧向约束的混凝土极限压应变，按本规程公式（5.4.4-5）计算；型钢屈服应变，；型钢绕弯矩轴的截面高度（图5.4.4）；型钢绕弯矩轴的腹板厚度；型钢绕弯矩轴的翼缘宽度；型钢翼缘厚度。对于圆钢管约束混凝土柱，考虑钢

54、管侧向约束的混凝土极限压应变按下列公式计算：（5.4.4-5）（5.4.4-6）式中：kccu计算系数；fel圆钢管对混凝土的等效约束应力，按本规程式（5.2.1-3）计算。ttf ha tw bf 弯矩施加方向图5.4.4 型钢截面尺寸图5.4.5 无纵筋且配置双轴对称十字型钢的方钢管约束型钢混凝土偏心受压构件，其正截面承载力应符合下列规定：（5.4.5-1）（5.4.5-2）（5.4.5-3）（5.4.5-4）式中：不同对应型钢竖向抗压承载力；不同对应型钢抗弯承载力；系数，；系数，；系数，；系数，。对于方钢管约束混凝土柱，考虑钢管侧向约束的混凝土极限压应变极限压应变按公式（5.4.4-5）

55、计算，但方钢管对混凝土的等效约束应力，按本规程式（5.2.3-1）计算。5.4.6 非对称配筋钢管约束钢筋混凝土偏压构件和非对称设置型钢的钢管约束型钢混凝土偏压构件，其截面轴力-弯矩相关曲线计算时，可基于平截面假定，采用受约束混凝土的强度，将截面划分为纤维单元进行积分而得到。矩形钢管约束混凝土偏心受压构件的截面承载力可采用等效为方形截面的方法。5.5 偏压构件的稳定承载力5.5.1 钢管约束混凝土偏压构件稳定承载力计算中，通过增大控制截面的弯矩设计值以考虑轴力在挠曲杆件中产生的二阶效应。控制截面的弯矩设计值应按下列公式计算：（5.5.1-1）（5.5.1-2）当小于1.0时取为1.0。式中：控

56、制截面的弯矩设计值，即用于偏压构件稳定承载力验算的弯矩设计值；轴向压力设计值；构件端截面偏心距调节系数，小于0.8时取0.8；弯矩增大系数，按本节规定计算；、分别为已考虑侧移影响的偏压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值，绝对值较大端为，绝对值较小端为，当构件按单曲率弯曲时，取正值，否则取负值；柱端弯矩绝对值较大端的荷载偏心距，按计算；附加偏心距，按本规程第5.1.3条规定取值。5.5.2 圆钢管约束钢筋混凝土偏压构件的弯矩增大系数可按下式计算：（5.5.2）5.5.3 方钢管约束钢筋混凝土偏压构件的弯矩增大系数可按下式计算：（5.5.3）5.5.4 圆钢管约束型钢混凝土

57、偏压构件的弯矩增大系数可按下式计算：（5.5.4）5.5.5 方钢管约束型钢混凝土偏压构件的弯矩增大系数可按下式计算：（5.5.5）5.6 斜截面的受剪承载力5.6.1 钢管约束钢筋/型钢混凝土柱的受剪截面应符合下列条件：无地震作用组合（5.6.1-1）考虑地震作用组合（5.6.1-2）式中：剪力设计值；混凝土强度影响系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0；当混凝土强度等级为C80时取0.8；期间按线性内插法确定；构件截面面积；承载力抗震调整系数，取0.85。5.6.2 圆钢管约束钢筋混凝土柱的斜截面受剪承载力应符合下列规定：（5.6.2）式中：剪跨比，按现行国家标准混凝土结构设计规范

58、GB50010对钢筋混凝土框架柱的规定执行；混凝土轴心抗拉强度设计值；轴心压力设计值，当，取；系数，无地震作用组合时取0.07，有地震作用组合时取0.056。5.6.3 方钢管约束钢筋混凝土柱的斜截面受剪承载力应符合下列规定：（5.6.3）式中：het钢管有效受剪宽度，het=2D/t；h0核心钢筋混凝土的截面有效高度。5.6.4 圆钢管约束型钢混凝土柱的斜截面受剪承载力应符合下列规定：（5.6.4）式中：fav型钢腹板抗剪强度设计值；hw、tw柱受剪方向的型钢腹板高度、厚度，当型钢为十字形截面时，计算受剪承载力时应计入与受剪方向一致的所有型钢板材面积。5.6.5 方钢管约束型钢混凝土柱的斜截

59、面受剪承载力应符合下列规定：（5.6.5）式中：het钢管有效受剪宽度，het= min（2D/t，ha0）；钢管设斜对拉加劲肋时，取het=ha0；ha0为方钢管约束型钢混凝土柱的核心受剪截面有效高度，取柱截面宽度减去垂直于剪力方向的型钢翼缘中心到距其较近的柱边缘距离（图5.6.5）。 hha0图5.6.5核心型钢混凝土有效高度示意图5.6.6 矩形钢管约束混凝土柱的受剪承载力可按方钢管约束混凝土柱的方法计算。6 连接和节点设计6.1 一般规定6.1.1 抗震等级为一、二、三级的钢管约束混凝土框架，应进行节点核心区的抗震验算；四级抗震等级的框架节点可不进行验算，但核心区应符合抗震构造措施的要

60、求。6.1.2 钢梁与钢管约束混凝土柱的刚接连接应符合下列规定：1 连接的受弯承载力设计值和受剪承载力设计值，分别不应小于相连构件的受弯承载力设计值和受剪承载力设计值；2 连接计算时，可假定受弯承载力由梁翼缘与柱的连接提供，受剪承载力由梁腹板与柱的连接提供；3 采用高强螺栓连接时，应采用摩擦型连接；4 地震设计状况时，柱与钢梁刚性连接的极限承载力应按下列公式验算：jsMp（6.1.2-1）（6.1.2-2）式中：、连接的极限受弯、受剪承载力；钢梁端截面的塑性受弯承载力；梁在重力荷载代表值（9度抗震时尚应包括竖向地震作用标准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；梁的净跨；连接系数，可按表