2.1.4钢管约束混凝土结构

采用钢管约束混凝土柱的结构，包括钢管约束钢筋混洗 构和钢管约束型钢混凝土结构

2.1.5钢管约束钢筋混凝土结构

金融标准forcedconcretestructur

2.1.6钢管约束型钢混凝土结构steeltubeconfine

2.2.1作用效应与抗力

M 控制截面弯矩设计值； N 轴向压力设计值：

2.2.4计算系数及其他

入一剪跨比； >——构件的正则化长细比； 6 轴心受压构件稳定系数

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

1普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的有关规定。 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/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、《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/T1231或《钢 出用田妞前利音屌庭棵

3.3.3栓钉连接件材料应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆

3.3.4锚栓钢材宜采用现行国家标准《碳素结构钢》GI

中规定的Q235钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591中规定 的Q345钢。

3.3.5焊缝、螺栓、栓钉、锚栓的材料性能应符合

准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定

1地下室或结构底部采用钢管药束钢筋混凝王柱时，结构 上部宜采用钢筋混凝土柱。 2地下室或结构底部采用钢管约束型钢混凝土柱时，结 上部宜采用钢柱。 3同一层中仪部分特殊柱采用钢管约束混凝土柱。 4.1.4框架梁、剪力墙和支撑等结构构件与钢管约束混凝土柱 连接时，应保证节点连接可靠简洁。荷载作用下，结构内力应能 通过连接节点有效传递到柱核心混凝主上，应避免钢管直接 受力。

4.2结构分析与设计原则

4.2.1钢管约束混凝土结构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》GB50153的有关 规定。

4.2.2采用钢管约束混凝土结构的多层、高层建筑

作用及效应组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定。

组合应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD6C 和《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166的有关规定

4.2.4结构弹性阶段整体内力和变形分析时，钢管

柱截面刚度应符合下列规

柱截面刚度应符合下列规

EA=EA十EAb+EA. EI=E.L+EIb GA = GA,+G.A

钢管约束型钢混凝土柱截面刚度可按下列公式计算：

4.3结构体系设计规定

4.3.1 采用钢管纳束混凝土柱的高层建筑结构体系，当

4.3.1采用钢管约束混凝土柱的高层建筑结构体系

4.3.2采用钢管约束混凝土柱的高层建

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、阻尼比等应符合国家现行标准《建筑 震设计规范》GB50011和《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3对混凝土结构体系的相关规定

4.3.4采用钢管约束混凝土柱的构筑物与桥梁结构，

系设计应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60 和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362 的规定。

4.4.1钢管约束混凝土柱宜在上、下柱端设置钢管构造缝。钢 管构造缝宽度不应小于10mm，且不宜大于20mm：钢管构造缝 距相应柱端截面的距离不宜超过0.5D，D为圆钢管截面直径或 方钢管截面边长：底层柱的钢管可在基础顶面或地下室顶面设置 钢管构造缝，其宽度不应小于10mm，且不宜天于20mm (图4.4.1)

4.4.2圆钢管约束混凝土柱的钢管直径不宜小于300

图4.4.1钢管约束混凝土柱构造示意 梁柱节点区；2一框架梁：3一柱钢管：4一柱混凝土； 5一基础顶面；6一钢管构造缝

不宜小于3mm；钢管直径与壁厚之比D/t不宜小于100，且不 宜大于200

(a）方钢管约束钢筋混凝土柱 （b）方钢管约束型钢混凝土柱

4.4.4方钢管约束混凝土柱采用钢管设置斜拉加劲肋的截面形 式时，斜拉加劲肋宜沿钢管高度通长设置，也可仅在上、下柱端 塑性铰区设置；当斜拉加劲肋仅在塑性铰区设置时，其设置高度 不应小于方钢管截面边长。 4.4.5斜拉加劲肋所采用的肋板厚度宜与钢管壁厚相等，肋板 宜沿高度开孔，孔截面可为圆形、方形和矩形；孔沿肋板长度和 宽度方向的截面尺寸宜为（1/3～1/2）肋板宽度，且不应小于

4方钢管约束混凝土柱采用钢管设置斜拉加劲肋的截面

式时，斜拉加劲肋宜沿钢管高度通长设置，也可仅在上、 塑性铰区设置；当斜拉加劲肋仅在塑性铰区设置时，其设 不应小于方钢管截面边长，

4.4.5斜拉加劲肋所采用的肋板厚度宜与钢管壁厚

宜沿高度开孔，孔截面可为圆形、方形和矩形；孔沿肋板长度和 宽度方向的截面尺寸宜为（1/3～1/2）肋板宽度，且不应小于 50mm；肋板高度方向孔边缘的最小间距不宜小于0.5肋板宽

度，且不宜大于300mm；沿宽度方向孔边缘距肋板边缘的最小 距离不宜小于0.25肋板宽度（图4.4.5）。

图4.4.5斜拉加劲肋的肋板构造示意

1OOMPa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》GB50010的有关规定，且纵筋配筋率不应高 于5%。

4.4.7钢管约束钢筋混凝土柱可采用纵筋并筋的配置形式，

符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有 定。

4.4.8圆钢管约束钢筋混凝土柱中

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 4.4.9方钢管约束钢筋混凝土柱中纵筋净距不应小于50mm， 且不宜大于200mm。方钢管未设加劲肋时，箍筋应符合现行国 家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。方钢管 设斜拉加劲肋时，箍筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规

且不宜大于300mm；箍筋可仅按构造配置，直径不 6mm，间距不宜大于300mm，可采用螺旋式或焊接环

且不宜大于200mm。方钢管未设加劲肋时，箍筋应符合现行国 家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。方钢管 设斜拉加劲肋时，箍筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规

范》GB50010对非抗震设计框架柱的相关构造规定。 4.4.10钢管约束型钢混凝土柱可采用仅配置型钢以及同时配置 型钢与钢筋两种方式。当柱内同时配置型钢和钢筋时，纵筋和箍 筋的配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010对非抗震设计框架柱的相关构造规定，并应避免箍筋与型 钢截面相交

4.4.11钢管药束型钢混凝土柱中型钢宜采用H型钢、十字型

.11钢管纳束型钢混凝土柱中型钢宜采用H型钢、十字 等实腹式型钢，且型钢含钢率不宜小于4%，且不宜 15%。

4.4.12钢管约束型钢混凝土柱中型钢翼缘板和腹板的宽

值分别不宜超过现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017规 定的1.5倍和2.0倍。 4.4.13钢管约束型钢混凝土柱中型钢翼缘外侧可按构造设置抗 剪连接件，当过渡层、过渡段或型钢与混凝土间有明确的传力要 求时，抗剪连接件应按计算确定。抗剪连接件宜采用栓钉，栓钉 的直径规格宜选用16mm、19mm和22mm等：栓钉直径d不应 超过与其焊接板材厚度t，的2.5倍，长度不应小于3.0倍栓钉直 径；栓钉间距不应小于6.0倍栓钉直径，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4.4.13）

值分别不宜超过现行国家标准《钢结构设计标准》GB50 定的1.5倍和2.0倍

图4.4.13栓钉构造示意

1钢管约束钢筋混凝士柱轴压比可按下列公式计算 当纵筋配筋率低于2%时：

N fA.+ fiA

2 钢管药束型钢混凝土柱轴压比可按下列公式计算

N no = feA.+f.A.

主：对V类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值宜适当减小。

地上较高的高层建筑，柱轴压比限值宜

5.1.1圆形截面和方形截面钢管约束混凝土柱截面承载力应按 本章规定计算。对于矩形钢管约束混凝王柱，当截面高宽比不超 过1.1时，其截面承载力可按钢管含钢率和截面面积相等的原 则，将矩形截面等效为方形截面后进行计算；当截面高宽比超过 1.1时，不宜考虑钢管对混凝士的约束作用

5.1.2钢管约束混凝土柱正截面承载力应按下列基本假定进行

1 截面正应变保持平面。 2 不考虑混凝土的抗拉强度。 3 钢材的应力与应变关系为理想弹塑性。 4 受拉钢筋的极限拉应变为0.01。 5不考虑钢管的受压作用，仅考虑钢管对混凝土的约束作 用，钢管等效约束应力f按下式计算：

2k,kntf fe= D

式中：k. 钢管截面约束折减系数，按本标准第5.1.3条 执行； 钢管高度约束折减系数，按本标准第5.1.4条 执行； t 钢管壁厚（mm）； f一 钢管抗拉、抗压强度设计值（N/mm）： D 圆钢管截面直径或方钢管截面边长（mm）。

6考钢管侧向纳束的混凝土轴心抗压强度设计值c应按 下式计算，且当fc大于1.5f时，应取1.5f。

fec=fe+5.1fe

8考虑钢管侧向约束的混凝土极限压应变ecu，可按下式 计算：

式中: kc 计算系数。

5.1.3圆钢管约束混凝土柱钢管截面约束

圆钢管药束混凝土柱钢管截面药束折减系数应取 钢管约束混凝土柱钢管截面约束折减系数应符合下 无加劲肋的方钢管应按下式计算：

27t 730 k= DN 235 f

斜拉加劲肋的方钢管应按下

15t Jt 30 +0.5 D 235

5.1.4非轴心受压钢管约束混凝土柱的钢管高度约束折减系数 eh应取1.0，轴心受压钢管约束混凝土柱的钢管高度约束折减系 数应按下式计算，且当小于0.5时取0.5

式中：h一 钢管高度（mm），当沿柱高有多段钢管时，取各段 钢管高度的最大值 5.1.5偏心受压钢管药束混凝土柱应考虑轴向压力在挠曲杆件 中产生的二阶效应，其控制截面弯矩设计值应按下列公式计算。 且当 Cmm<1. 0时取 1. 0。

M=CmnnsM2十Ne M

式中：M 控制截面弯矩设计值（N·mm）； Cm 构件端截面偏心距调节系数，当Cm<0.8时取 0.8; Ins 弯矩增大系数，按本标准第5.1.6条执行： N 轴向压力设计值（N）； ea 附加偏心距（mm），按本标准第5.1.7条执行； Mi、M2 分别为已考虑侧移影响并按结构弹性分析确定的 上、下柱端截面对同一主轴的组合弯矩设计值 N：mm），绝对值较大端为Mz，绝对值较小端为 M，当构件按单曲率弯曲时，M/M2取正值，否 则取负值。 5.1.6钢管约束混凝土柱弯矩增大系数m应符合下列规定： 1当构件的计算长度l与截面直径或边长D的比值lo/D <3时，弯矩增大系数m等于1.0。 2当构件的计算长度l与截面直径或边长D的比值1./D ≥8时，弯矩增大系数n按下表各式计算

表5.1.6l/D>8时，钢管约束混凝土柱弯矩增大系数计算公式

当构件的计算长度l与截面直径或边长D的比值3 <8时，弯矩增大系数m.按下式计算：

式中：l一一 构件的计算长度（mm），按现行国家标准《混凝土 结构设计规范》GB50010对钢筋混凝土框架柱的 相关规定执行； nns——lo/D=8时对应的弯矩增大系数； e2一一柱端弯矩绝对值较大端的荷载偏心距（mm），按 M2/N计算。 5.1.7偏心受压钢管约束混凝土柱正截面承载力计算时，应计 人轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea，其值应取20mm和 扁心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。 5.1.8偏心受压钢管约束混凝土柱正截面承载力计算时，受压 区混凝土的应力图形可按下列规定简化： 1受压区混凝土的应力分布图形可等效为矩形分布。 2等效矩形应力图的受压区高度可取截面应变保持平面假 定所确定的实际受压区高度乘以系数β。当混凝土强度等级不 超过C50时，β取为0.90；当混凝土强度等级超过C50时，β

轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea，其值应取20mm 心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值

5.1.8偏心受压钢管约束混凝土柱正截面承载力计算时

1受压区混凝土的应力分布图形可等效为矩形分布。 2等效矩形应力图的受压区高度可取截面应变保持 定所确定的实际受压区高度乘以系数β。当混凝土强度 超过C50时电气标准规范范本，β取为0.90；当混凝土强度等级超过C50

式中：k 系数，混凝土强度等级为C80时，取为0.16，且 混凝土强度等级每降低10，k降低0.03 f—钢管等效约束应力（N/mm），按本标准第5.1.2 条中第5款的规定计算，其中钢管高度约束折减系 数k按非轴心受压构件取用。 3等效矩形应力图的应力值可由考虑钢管侧向约束的混凝 七轴心抗压强度设计值f乘以系数α确定。当混凝十强度等级 不超过C50时，αi取为0.97，当混凝土强度等级为C80时，α1 取为0.94，其间按线性内插法确定

式中：k 系数，混凝土强度等级为C80时，取为0.16，且 混凝土强度等级每降低10，k降低0.03： fe一 钢管等效约束应力（N/mm），按本标准第5.1.2 条中第5款的规定计算，其中钢管高度约束折减系 数按非轴心受压构件取用。

3等效矩形应力图的应力值可由考虑钢管侧向约束 土轴心抗压强度设计值f.乘以系数α确定。当混凝土强 不超过C50时，α1取为0.97，当混凝土强度等级为C80 取为0.94，其间按线性内插法确定

5.2正截面轴心受压、受拉承载力计算

5.2.1轴心受压钢管约束混凝土柱的轴向压力设计值N应符合 下列规定：

式中：中 轴心受压钢管约束混凝土柱稳定系数，按本标准第 5.2.2条执行或按本标准附录A查表采用； No 钢管约束混凝土柱截面轴压承载力（N），应按本标 准第5.2.3条执行。 5.2.2 轴心受压钢管约束混凝土柱稳定系数?应符合下列规定： 当入≤入时地铁标准规范范本，稳定系数应取1.0。 2当入1≤入≤入2时，应按下式计算：

当入≥入2时，应按下式计算：

A=NNe Nok B