T/CECS 188-2019 钢管混凝土叠合柱结构技术规程(完整正版书扫描、清晰无水印).pdf
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T/CECS 188-2019 钢管混凝土叠合柱结构技术规程(完整正版书扫描、清晰无水印)
h 计算楼层层高; he 叠合柱截面高度; heo 叠合柱截面有效高度; hw 剪力墙截面高度; hwo 剪力墙截面有效高度; I 截面惯性矩; lo 叠合柱计算长度; 箍筋间距
2.2.4计算系数及其他
m 钢管混凝土剪力墙配置的钢管数量,对于T形、 形和L形截面剪力墙剪力墙标准规范范本,不包括翼缘配置的钢管; ne 叠合柱轴压比; nw 钢管混凝土剪力墙轴压比; 入 剪跨比; 入 配箍特征值; 0 钢管混凝土套箍指标; ? 钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数: Pa 叠合柱钢管含管率; YRE 承载力抗震调整系数
层,剪力墙底部加强部位高度应符合现行国家标准《建筑抗震设 计规范》GB50011有关钢筋混凝土剪力墙底部加强部位高度的 规定; 6叠合柱与钢筋混凝土柱之间宜设置1层~2层的过渡层 过渡层可采用在截面中部附加芯柱的钢筋混凝土柱: 7结构底部采用钢管混凝士剪力墙时,钢管混凝士剪力墙 高度不应小于剪力墙底部加强部位加以上1层
表3.1.3 叠合柱结构房屋适用的最大高度(m)
注:1房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部 分);
3.1.4叠合柱结构房屋的抗震等级应根据其抗震设防类别、烈 变、结构类型和房屋高度确定,并应符合本规程规定的相应计算 和构造措施要求,本规程未作规定时,应符合国家现行标准《建 筑抗震设计规范》GB50011和《高层建筑混凝土结构技术规程》 IGJ3有关钢筋混凝土结构的规定。叠合柱结构标准设防类房屋 的抗震等级应按表3.1.4确定,并应符合下列规定:
1钢梁、钢支撑的抗震等级应符合现行国家标准《建筑抗 震设计规范》GB50011有关钢结构房屋抗震等级的规定,当某 个部位各构件的承载力均满足2倍地震作用组合下的内力要求 时,7度、8度、9度钢梁、钢支撑的抗震等级充许按降低1度 确定; 2特殊设防类、重点设防类建筑应按抗震设防烈度提高1 度确定其抗震等级,当建筑高度超过本规程表3.1.3规定的上界 时,应采取更严格的抗震构造措施; 3确定叠合柱结构房屋抗震等级的其他要求,应符合现行 国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011有关现浇钢筋混凝土 房屋的规定。
3.1.5框支柱为叠合柱的部分框支剪力墙结构应符合下列规定
钢管承担的轴力设计值(N); 叠合柱的轴力设计值(N); 钢管、竖向钢筋(包括叠合柱竖向钢筋和 钢筋笼竖向钢筋)、钢管外混凝土、钢管 内混凝土截面面积(mm); 钢管钢材、竖向钢筋、钢管外混凝土、钢 管内混凝土弹性模量(N/mm)
5地面以上框支层的层数,抗震设防烈度为8度时不宜超 4层,7度时不宜超过6层,6度时不宜超过8层;底部加强 3位及以上1层采用钢管混凝土剪力墙时,地面以上框支层的层 女可适当增加
中主 、一层的底板,也可延伸至基础顶面,并宜按本规程第6.3节的 现定设置柱脚
3.1.7叠合柱及钢管混凝土剪力墙的耐火极限可分别与钢筋
1剪力墙逆作时,应根据整体结构受力及逆作施工完成前 上部结构的荷载、逆作部分剪力墙的平面尺寸及节点构造确定墙 中所需钢管混凝土柱的数量及平面位置,钢管宜沿墙肢均 布置; 2钢管下的基础形式应结合场地工程地质条件、整体结构 受力及施工条件确定; 3向下逆作的第一层地下室楼盖应与基坑支护周边相关结 构构件有可靠连接;作为地下室基坑水平内支撑的地下室楼盖结 构必须满足承载力和刚度要求; 4应考虑逆作段钢管垂直度偏差引起的初始弯矩及其对承 载力的影响:
5确定逆作段钢管的计算长度时,应考虑施工过程钢管周 边及底部的约束情况; 6地下逆作部分竖向构件完成前,应验算施工期间钢管混 凝土柱的承载力;验算时,除上部结构自重和施工荷载外,尚应 计入10年一遇的风荷载,可不考虑地震作用
3.2.1叠合柱结构钢材的选用应符合现行国家标准《钢结构设 计标准》GB50017的有关规定 3.2.2叠合柱结构钢材的强度指标、焊缝的强度指标应按现行 国家标准《钢结构设计标准》GB50017的规定取值。
1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大 于0.85; 2 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; 3车 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 3.2.4叠合柱结构的焊接材料应根据焊接方法选用。焊接材料 应符合下列规定: 1手工焊接用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及细 晶粒钢焊条》GB/T5117、《热强钢焊条》GB/T5118的有关规 定。选择的焊条型号应与被焊钢材性能相适应: 2自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材性能相 适应,并应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957的 有关规定; 3二氧化碳气体保护焊接用的焊丝应符合现行国家标准 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110的有关 规定; 4两种强度级别的钢材焊接时,宜采用与强度较低钢材相 活应的焊条或焊丝
3.2.5叠合柱结构的受力钢筋应符合下列规定
1宜采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋; 2纵向受力钢筋和箍筋宜选用不低于HRB400级热轧钢 筋,箍筋也可选用HPB300级热轧钢筋; 3纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比 值不应小于1.25,钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的 比值不应大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应 小王9%
1直木用 主 历 2纵向受力钢筋和箍筋宜选用不低于HRB4OO级热轧钢 筋,箍筋也可选用HPB3OO级热轧钢筋: 3纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比 直不应小于1.25,钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的 比值不应大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应 小于9%。 3.2.6叠合柱钢管内及钢管混凝土剪力墙钢管内的混凝土强度 等级不宜低于C40,钢管外的混凝土强度等级不宜低于C30;钢 管内采用强度等级高的混凝土时,钢管宜采用强度等级高的 钢材。 3.2.7当混凝土强度等级不高于C80时,其轴心抗压强度标准 值fck、轴心抗拉强度标准值ftk、轴心抗压强度设计值f.和轴心 抗拉强度设计值f应按表3.2.7采用;当混凝土强度等级高于 C80时,强度标准值和设计值可按表3.2.7采用,也可根据试验 确定
3.2.6叠合柱钢管内及钢管混凝土剪力墙钢管内的混凝土强
等级不宜低于C40,钢管外的混凝土强度等级不宜低于C30; 管内采用强度等级高的混凝土时,钢管宜采用强度等级高 钢材。
3.2.7当混凝土强度等级不高于C80时,其轴心抗压强度标
.2.7当混凝土强度等级不高于C80时,其轴心抗压强度标准
值fck、轴心抗拉强度标准值ftk、轴心抗压强度设计值f.和轴 抗拉强度设计值f.应按表3.2.7采用;当混凝土强度等级高 C80时,强度标准值和设计值可按表3.2.7采用,也可根据试 确定。
表3.2.7混凝土强度标准值和设计值(N/mm
3.2.8当混凝土强度等级不高于C80时,其弹性模量E.应按表 3.2.8采用;当混凝土强度等级高于C80时,其弹性模量可按表 3.2.8采用,也可根据试验确定。混凝土的剪切变形模量G。可按 混凝土弹性模量的40%采用
Eco、Eci、Ea 钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢管钢 材的弹性模量(N/mm); Gco、Gi、Ga 钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢管钢 材的剪切变形模量(N/mm); Aco、Aci、Aa 钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢管的 截面面积(mm); Ico、Ici、Ia 钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢管截 面在所计算方向对柱截面形心轴的惯性 矩(mm)。
钢管混凝土剪力墙截面轴向刚度可按 下式计算
EA=EA+EAci+EaA
钢管混凝土剪力墙截面的轴向刚度(N); 钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢管的弹性模 量(N/mm); 钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢管的截面面 积 (mm)。
3.7叠合柱结构的阻尼比,多遇地震作用下,采用钢筋混凝
3.3.7叠合柱结构的阻尼比,多遇地震作用下,采用钢
土梁和型钢混凝土梁时可取为0.05,采用钢梁时可取为0.045; 没防地震和罕遇地震作用下,弹塑性时程分析时可采用与多遇地 震作用下相同的阻尼比,推覆分析或等效弹性分析时,可分别取 为0.05~0.06和0.06~0.07,也可根据结构构件屈服情况 确定。
3.3.8叠合柱结构构件的承载力抗震调整系数Re应按表3.3.8 采用。
3.3.8叠合柱结构构件的承载力抗震调整系数Re应按表3.3.8
3.8叠合柱结构构件承载力抗震调整
3.3.9在风荷载或多遇地震标准值作用下,叠合柱结构按
3.3.9在风荷载或多遇地震标准值作用下,叠合柱结构按弹性 方法计算的楼层内最大层间水平位移应满足下式要求:
高度不大于150m叠合柱结构弹性层间
3.3.10叠合柱结构弹塑性时程分析及推覆分析时,应考虑叠合
柱及钢管混凝土剪力墙端柱内的钢管对管内混凝土的约束作用。 3.3.11在罕遇地震作用下,叠合柱结构的弹塑性层间位移应满 足下式要求:
Au,
(3. 3. 11)
式中:△up 弹塑性层间位移(mm); [op] 弹塑性层间位移角限值,可按表3.3.11采用: 对框架结构,当轴压比小于0.40时,可提高 10%;当柱全高的箍筋构造采用比本规程中框架
柱箍筋最小配箍特征值大30%时,可提高20%, 但累计不超过25%
11叠合柱结构弹塑性层间位移角限值
表3.3.12叠合柱结构顶点风振加速度限值aim
3.3.13叠合柱结构的计算自振周期,可根据填充墙的刚度和数 量予以折减。
M≥ n Mbua
式中:EM 节点上、下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯 矩设计值之和,上、下柱端的弯矩设计值(N: mm),可按弹性分析的节点上、下柱端弯矩之比 分配; ZMbua 节点左、右梁端截面反时针或顺时针方向实配的正 截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和(N· mm),根据实配钢筋面积(计入梁受压筋和相关楼 板钢筋)和材料强度标准值确定: 强柱系数,框架结构及框支层框架不应小于 1.2,其他结构不应小于1.1。
者及与支撑斜杆相连的节点外,叠合柱端组合的弯矩设计值应 合下列规定: 1等截面梁与柱连接时:
EM≥nsZfyWp
2梁端加强型连接或骨式连接的端部变截面梁与柱连 接时,
2M≥Z(nsfyWpb1+M) M.= Vh : 1
梁的塑性截面模量(mm); 梁塑性铰所在截面的梁塑性截面模量(mm3); 梁的钢材屈服强度(N/mm); 强柱系数,框架结构不应小于1.2,其他结构不 应小于1.1; 梁塑性铰剪力对梁端产生的附加弯矩(N·mm); 梁塑性铰剪力(N); 塑性铰至柱面的距离(mm),塑性铰可取梁端部 变截面翼缘的最小处,梁端加强型连接可取加强 板的长度加四分之一梁高,骨式连接取(0.5~ 0.75)b十(0.3~0.45)hb,b和hb分别为梁翼缘宽 度和梁截面高度,有试验依据时,也可按试验 取值
4.1.3叠合柱框架结构底层柱的下端,其组合的弯矩设计值应 乘以增大系数,一、二、三、四级增大系数分别不应小于1.7 1.5、1.3和1.2;底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置 4.1.4框支层顶层叠合柱上端和底层叠合柱下端,其组合的弯 矩设计值应分别乘以增大系数1.5和1.25,框支层中间节点叠 合柱组合的弯矩设计值应满足本规程第4.1.1条的规定
震设计规范》GB50011钢筋混凝土框架柱组合的剪力设计值的 规定。
整后的组合弯矩设计值和剪力设计值尚应乘以不小于1.1的增大 系数。
设计值应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011钢 筋混凝土框架梁端截面组合的剪力设计值的规定
4.1.8叠合柱受剪截面应符合下
持久、短暂设计状况:
1)剪跨比大于2的柱:
2)剪跨比不大于2的柱及框支柱
V≤0.25βcofo6hco 8入1
V≤一(0. 2β f.cobh co)
V.S (0.15βeofcbhco) YRE =V YRE 8入1
验算叠合柱受剪截面时采用的剪力设计值(N); 叠合柱组合的剪力设计值(N); 钢管外混凝土强度影响系数,当混凝土强度等级 不超过C50时,βe。取1.0,当混凝土强度等级为 C80时,β取0.8,其间按线性内插法确定; 钢管外混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm): 叠合柱截面宽度(mm); 叠合柱计算方向的截面有效高度(mm); 钢管内、外直径的比值; 计算钢管对叠合柱受剪承载力贡献时采用的叠合 注剪跨比,入三M/(Vh。),M为未经本规程第 4.1.1条~第4.1.4条和第4.1.6条调整的柱端截 面组合的弯矩计算值,可取柱上、下端的较大值 /为与M对应的组合剪力计算值;入,<0.5时,入 =0.5,入>2时,入,=2
管外混凝土强度等级可相同,也可不同,可同期浇筑,也可不同 期浇筑。 4.2.2钢管内、外混凝土不同期浇筑的叠合柱浇筑钢管内混凝 土前,施工阶段荷载作用下的钢管应力比不宜大于钢管钢材抗压 强度设计值的60%,并应满足稳定性要求 4.2.3钢管内、外混凝土不同期浇筑的叠合柱,其叠合比不宜 大于0.6。叠合比可按下式计算:
4.2.3钢管内、外混凝土不同期浇筑的叠合柱,其叠合比,
4.2.4叠合柱的轴心受压承率
叠合比; 叠合柱组合的轴压力设计值(N); 尧筑钢管外混凝土前钢管混凝土柱组合的轴压力设 计值(N),该组合的轴压力设计值由施工期的结构 自重和施工荷载产生,施工荷载的大小可根据实际 情况确定。
式中:N 叠合柱轴心压力设计值(N): 钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数,可按表4.2.4 采用; f 纵向钢筋抗压强度设计值(N/mm); Aco 钢管外混凝土截面面积(mm); As 全部纵向钢筋截面面积(mm); N。 钢管混凝土短柱轴心受压承载力设计值(N),可 按本规程第4.2.5条计算; YRE 承载力抗震调整系数,可按本规程表3.3.8采用
表4.2.4钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数
注:lo为构件的计算长度,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 对钢筋混凝土柱的规定取用;6为方形截面边长或矩形截面短边尺寸;d为圆 形截面的直径
注:lo为构件的计算长度,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 对钢筋混凝土柱的规定取用;6为方形截面边长或矩形截面短边尺寸;d为圆 形截面的直径
4.2.5钢管混凝土短柱轴心受压承载力设计值N。可按下列公式 计算: 1当1/ (α一1)时:
1当1/(α一1)时:
N。=0.9fA(1+α0)
N=0.9fiAi(1+V0+0)
式中:fei 钢管内混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm): Aci一 钢管内混凝土截面面积(mm); 钢管混凝土套箍指标,三faAa/fciAci): α 与混凝土强度等级有关的系数,可按表4.2 采用。
4.2.6矩形截面偏心受压叠合柱正截面受压承载力计算应符合 下列规定: 1可采用管外钢筋混凝土的轴力设计值和弯矩设计值、管 外混凝土强度等级,按现行国家标准《混凝土结构设计规范 GB50010钢筋混凝土柱正截面受压承载力公式进行计算。 2管外钢筋混凝土的轴力设计值Nc和弯矩设计值Mc口 采用下列2种组合,叠合柱纵向钢筋面积的计算值可取2种组合
所得纵向钢筋面积的较小值: 1) 组合 1:
所得纵向钢筋面积的较小值:
偏心受压叠合柱组合的弯矩设计值(N:mm) 和轴力设计值(N); 管外钢筋混凝土组合的弯矩设计值(N:mm) 和轴力设计值(N); 钢管混凝土柱组合的轴力设计值(N); 钢管混凝土柱受弯承载力(N·mm): 钢管混凝土短柱轴心受压承载力(N),可按 本规程第4.2.5条的规定计算; 钢管内混凝土半径(mm)。
3对于组合1,应采用全截面钢筋混凝土柱进行承载力计 算;对于组合2,方形及矩形截面叠合柱可采用等效工字形截面 钢筋混凝土柱(图4.2.6)进行承载力计算,圆形截面叠合柱可 采用扣除钢管混凝土的环形截面钢筋混凝土柱进行承载力计算
中:V一一叠合柱剪力设计值(N); N—叠合柱轴力设计值(N),当N>0.3fc.A时,N= 0.3fcA; 。一 管外混凝土抗拉强度设计值(N/mm): f 箍筋抗拉强度设计值(N/mm?); 同一截面内各肢箍筋、拉筋的全部截面面积 (mm); S 箍筋间距(mm); a 钢管内、外直径的比值: 入1、入2 分别为计算钢管及混凝土对叠合柱受剪承载力贡献 时采用的叠合柱剪跨比,入=入2=M/(Vh。),M 为柱端截面未经本规程第4.1.1条~第4.1.4条和 第4.1.6条调整的组合弯矩计算值,可取柱上下端 的较大值,V为与M对应的组合剪力计算值;入< 0.5时取入,=0.5,入1>2时取入,=2;入2<1时取入2 =1,入2>3时取入2=3。
4.2.10矩形截面偏心受拉叠合柱斜截面受剪承载力应符合
规定: 1持久、短暂设计状况:
值小于十一 一ho十 8入1 faAa时,应取fv一 一ho+ faAa,且 8入 4.2.11圆形截面偏心受压、偏心受拉叠合柱的截面限制条件及 斜截面受剪承载力,可按本规程第4.1.8条、第4.2.9条、第 4.2.10条计算,其中的截面宽度6和截面有效高度hc应分别以 1.76r和1.6r代替,r为圆形截面叠合柱的半径。计算所得的箍 筋截面面积应作为圆形箍筋的截面面积。
4.2.12叠合柱的截面尺寸,宜符合下列规定
1矩形截面柱的宽度和高度,不宜小于350mm;圆形截面 柱的直径,四级或不超过2层时不宜小于350mm,一、二、三 级且超过2层时不宜小于400mm; 2剪跨比宜大于2; 3矩形截面长边与短边的边长比不宜大于3。 4.2.13叠合柱钢管外的混凝土厚度及其他构造应符合下列 规定: 1截面边长不大于1000mm时,钢管外的混凝土厚度不宜 小于150mm,采用自密实混凝土时不宜小于120mm;截面边长 天于1000mm时,钢管外的混凝土厚度不宜小于200mm; 2钢管直径不宜小于108mm,钢管壁厚不宜小于4.5mm: 3钢管混凝土柱套箍指标不宜小于0.4且不宜大于3.0, 套箍指标大于3.0时,其超过部分不应计入对钢管内混凝土的约 束作用,可计入其作为型钢对叠合柱刚度和承载力的贡献; 4钢管含管率不宜小于3%且不宜大于15%:对于多层建 筑叠合柱结构,当钢管混凝土短柱的轴心受压承载力设计值N。 天于叠合柱轴力设计值时,含管率不应小于1.5%。含管率可按 下式计算:
(4. 2. 13)
4.2.14叠合柱的轴压比限值可按现行国家标准《建筑
规范》GB50011规定的钢筋混凝土柱轴压比限值采用。叠合柱 的轴压比可按下式计算:
ne=N/(fAo十N。)
(4. 2. 14)
式中:n 叠合柱的轴压比; N一叠合柱组合的轴力设计值(N); N一 钢管混凝土短柱轴心受压承载力设计值(N)资料范本,可 按本规程第4.2.5条的规定计算。
N一叠合柱组合的轴力设计值(N); N。一一钢管混凝土短柱轴心受压承载力设计值(N),可 按本规程第4.2.5条的规定计算。 4.2.15叠合柱纵向钢筋最小总配筋率应按表4.2.15的规定采 用,且每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%。建造于V类场地 且较高的高层建筑,表4.2.15中的数值应增加0.1。叠合柱纵 向钢筋总配筋率及每一侧纵向钢筋配筋率可按下式计算:
4.2.15叠合柱纵向钢筋最小总配筋率应按
4.2.15叠合柱纵向钢筋最
用,且每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%。建造于IV类场地 且较高的高层建筑,表4.2.15中的数值应增加0.1。叠合柱纵 向钢筋总配筋率及每一侧纵向钢筋配筋率可按下式计算:
O. = A./Aco
(4. 2. 15)
式中:s 叠合柱纵向钢筋总配筋率或每一侧纵向钢筋配筋率; A一 叠合柱全部纵向钢筋截面面积或每一侧纵向钢筋截 面面积(mm); Aco 叠合柱钢管外钢筋混凝土截面面积(mm)
过滤器标准叠合柱纵向钢筋的最小总配筋率(%
....- 钢管标准
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