JGJ／T471-2019 钢管约束混凝土结构技术标准及条文说明

2.2.4计算系数及其他

Cm 构件端截面偏心距调节系数； fet 钢管等效约束应力； e2 柱端弯矩绝对值较大端的荷载偏心距： ea 附加偏心距； kh 钢管高度约束折减系数： ks 钢管截面约束折减系数： no 轴压比； re 圆钢管约束混凝土柱正截面承载力计算 参数； rx 方钢管约束混凝土柱正截面承载力计算 参数； YRE 承载力抗震调整系数； N.s 弯矩增大系数；

剪跨比； 入一 构件的正则化长细比； 轴心受压构件稳定系数。 6

农业标准3.1.1钢管和型钢的选用及材料性能应符合现行国家标准《钢 结构设计标准》GB50017的有关规定；钢筋选用及材料性能应 符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《公路 钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362的有关 规定。

1.2圆钢管可采用直缝焊接圆钢管或螺旋焊管。方钢管可采

3.1.2圆钢管可采用直缝焊接圆钢管或螺旋焊管。方

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/T178中 I级产品的有关规定。型钢可采用热轧型钢或焊接型钢。

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 凝土材料性能应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362的有关规定。 3.2.2钢管约束混凝土柱核心混凝土宜采用微膨胀混凝土。 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捣 混凝土。自密实混凝土和高抛免振捣混凝土应分别符合现行行业 标准《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T283和《高抛免振捣 混凝土应用技术规程》JGJ/T296的有关规定

2.1钢管约束混凝土柱的混凝土强度等级不应低于C30。混 土材料性能应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB O10和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 362的有关规定。

3.2.2钢管约束混凝土柱核心混凝土宜采用微膨胀混凝土。

混凝土。自密实混凝土和高抛免振捣混凝土应分别符合现行行业 标准《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T283和《高抛免振捣 混凝土应用技术规程》JGJ/T296的有关规定

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》 GB50661的有关规定。两种牌号的钢材焊接连接时，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

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 结构用扭前型高强度螺栓连接副》GB/T3632的有关规定

3.3.3栓钉连接件材料应符合现行国家标准《电弧

中规定的Q235钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591

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

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，其荷载

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》GI 50009和《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定。

4.2.3采用钢管约束混凝土结构的桥梁，其荷载、作用及效应 组合应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60 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，钢管约束混凝土 柱截面刚度应符合下列规定： 下代出

组合应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60 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，钢管约束混凝土 柱截面刚度应符合下列规定： 1钢管约束钢筋混凝土柱截面刚度可按下列公式计算：

EA=E.A.+EA+EA. EI=E.I.+E,I, GA = G.A. +GA.

钢管约束型钢混凝土柱截面刚度可按下列公式计算：

EA=EA.+E,A.+E.A. EI=EI.+E.I GA = G.A. +G,A, +G,A

4.3结构体系设计规定

4.3.2采用钢管约束混凝土柱的高层建筑结构体系，当其

4.3.4采用钢管约束混凝土柱的构筑物与桥梁结构，其结

4.3.4采用钢管约束混凝土柱的构筑物与桥梁结构，其结构体 系设计应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD6O 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，且不宜大于20mm (图4. 4. 1)。

不宜小于3mm：钢管直径与壁厚之比D/t不宜小于100 宜大于200

4.4.3方钢管约束混凝土柱可采用钢管无加劲肋的截面形式

方钢管约束钢筋混凝土

4.4.4方钢管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（1/31/2）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 拒离不宜小于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

4.4.6钢管约束钢筋混凝土柱中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》GB50010的有关规定，且纵筋配筋率不应高 于5%。

应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关 规定。

4.4.8圆钢管约束钢筋混凝土柱中纵筋净距不应小于50

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

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

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钢管约束型钢混凝土柱中型钢宜采用H型钢、十字型

.4.11钢管约束型钢混凝土柱中型钢宜采用H型钢、十字型 钢等实腹式型钢，且型钢含钢率不宜小于4%，且不宜大 于15%。

4.4.12钢管约束型钢混凝土柱中型钢翼缘板和腹

直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.I3 钢管约集型钢混凝工柱型钢翼缘外侧可按构适设直抗 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）

图4.4.13栓钉构造示意

管约束混凝土柱的轴压比应符

钢管约束钢筋混凝土柱轴压比可按下列公式计算： 当纵筋配筋率低于2%时：

当纵筋配筋率不低于2%时：

pu = TA. N

N 1o fcA.+fi,Ab

N 20 feA. + f.A.

注：对V类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值宜适当减小。

注：对V类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值宜适当减小。

注：对IV类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值宜适当减小。

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土柱，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土的约束作用。 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 计算： 1 截面正应变保持平面。 2不考虑混凝土的抗拉强度。

1 截面正应变保持平面。 2 不考虑混凝土的抗拉强度。 34 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 fel D

式中：ks— 钢管截面约束折减系数，按本标准第5.1.3条 执行； kh 钢管高度约束折减系数，按本标准第5.1.4条 执行； 钢管壁厚（mm）； 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考虑钢管侧向约束的混凝土轴心抗压强度设计值于应按 下式计算，且当f大于1.5/时，应取1.5f。

fee=fe+5.1f

9 → T = e./e..

8考虑钢管侧向约束的混凝土极限压应变εcu，可按下式 计算：

式中: ke 计算系数。

5.1.3圆钢管约束混凝土柱钢管截

见定： 1无加劲肋的方钢管应按下式计算：

2设置通长斜拉加劲肋的方钢管应按下式计算：

15t 30 +0.5 D1 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 3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k应按下式计算，且当kl小于0.5时取0.5。

kh =—0. 1 +1

式中：h一 钢管高度（mm），当沿柱高有多段钢管时，取各 钢管高度的最大值。 5.1.5偏心受压钢管约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 Cm 7s <1. 0 时取 1. 0。

D8时，钢管约束混凝土柱弯矩增

3当构件的计算长度l。与截面直径或边长D的比值

式中：lo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； IM2/NI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 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。 5.1.8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

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作 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，B取为0.90；当混凝土强度等级超过C50时，

式中：kr一系数，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的混凝 轴心抗压强度设计值f.乘以系数αi确定。当混凝土强度等级 超过C50时，αi取为0.97，当混凝土强度等级为C80时，α1 为0.94，其间按线性内插法确定

排水标准规范范本5.1.9当钢管约束型钢混凝土柱中同时配置型钢

5.2正截面轴心受压、受拉承载力计算

.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：

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； N.一一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

当入≥入，时，应按下式计算：

医药标准1+（1+2)//2—[1+（1+2)/?2/4—1/2

A=NN Nok B