CECS254-2009 空心钢管混凝土结构技术规程.pdf
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2.1.9组合截面面积
2.1.11组合轴压刚度
把钢管混凝土构件视为统一体,组合弹性模量和组合截面 积的乘积。
工程标准规范范本2.1.12组合抗弯刚度
两个,三个,四个或更多的空心钢管混凝土构件·用缀条或 板连接而组成的构件。
2.2.1 作用和作用效应
N轴心压力设计值; N一一轴心拉力设计值; Nuk——截面受压承载力标准值; No 截面受压承载力设计值; N欧拉临界力; M 弯矩设计值:
2.2.2材料性能和抗力
普通螺栓的抗拉强度设计值: f 普通螺栓的抗剪强度设计值; 普通螺栓的承压强度设计值: 0 正应力: 剪应力,
2. 2. 4 计算系数
实心截面的含钠率; 一 空心截面的含钢率; 一空心率,空心部分的面积与混凝土的面积加空心部分 的面积之和的比值: 套箍系数设计值: 轴心受压构件稳定系数: 由于截面形状不同的紧箍效应折减系数; k 混凝土徐变影响系数: k2 可靠度修正系数; YRE 抗震调正系数: k 组合抗剪强度设计值换算系数; 轴压构件长细比修正系数: 混凝土和钢材的弹性模量比:格构式柱的柱肢数 β 钢材和混凝土截面惯性矩之比,拔梢杆计算长度修正 系数,冲击系数; β一多边形截面的截面模量和惯性矩的等效系数; 3m 弯矩等效系数。
3.11钢管可采用Q235和Q345钢材:也可采用Q390和Q420 钢材。一般构件可采用B级钢.高层建筑的柱和在一20C以王工 作的塔架,可采用B级钢在低于一30C工作的塔架结构,应采用 C级钢。钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700 和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。当有可靠根据时: 可采用其他牌号的钢材。 经过比较而经济合理时,钢管可采用耐候钢,其质量要求应符 合现行国家标准《煌接结构用耐候钢》GB/T4172的要求,
3.1.2钢管采用直缝焊接管和螺旋焊接管,也可采用无缝钢
3.1.3钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》
GB50017采用。其弹性模量为E=2.06X10*N/mm剪变模量 为G=79X10*N/mm,
3.2.1钢管内的混凝土强度等级不应低于C30。混凝土
3.2.1钢内的混凝王强度等级不应低于C30。混凝王的抗压 抗拉强度和弹性模量应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》 GB.50010采用
3.3.1用于钢管混凝土构件的焊接材料应符合下列要求:
用于钢管混凝王构件的焊接材料应符合下列要求: 手工焊接用的焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》
GB/T5117和《低合金钢焊条》GB/T5118的规定。选择的焊条 型号应与被焊钢材的力学性能相适应。 2:自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材相适应 并应符合国家现行有关标准的舰定。 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的规定 4不同种类钢材相焊接时,宜采用与强度较低的钢材相适应 的焊条或焊丝。 3.3.2焊缝的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范 CB.50017采用
3.3.3用于钢管混凝土构件的连接紧固件应符合下列规定:
3.3.4钢管混凝土结构中的普通螺栓连接和高强度螺栓连接
强度设计值,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50 定采用
4.1.1结构计算采用以概率理论为基础的极限状态设计方法:用 分项系数设计表达式进行计算 4.1.2结构的极限状态包括承载能力极限状态和正常使用极限 状态。计算中采用的荷载及其组合,应按照现行国家标准《建筑结 构荷载规范》GB50009的规定采用。 4.1.3等截面钢管外径(圆管直径、多边形和正方形的外接圆直 径)不宜小于168mm,壁厚不宜小于3mm。变截面杆小端外径不 宜小于130mm,壁厚不宜小于3mm。 轴心受压和小偏心受压构件:圆形和十六边形的钢管外径与 壁厚之比D/t不应大于135V235/F,八边形和正方形的边长和 壁厚比B/t不应大于60V235/J。构架中的受弯构件:圆形和+ 六边形的钢管外径与壁厚之比D/t不应大于177V235/J,八边 形和正方形的边长和壁厚比B/t不应大于135V235/f 4.1.4空心率业不宜小于0.25,且不宜天于0.75。
4.2构件的容许长细比
表4.2,1构件的容许长细比[元
结构类型和结构设计原贝
5.1:1空心钢管混凝土结构适用于下列结构类型: 1空心钢管混凝土塔架和构筑物结构,含单肢柱及格构柱。 2空心钢管混凝土框架结构,即柱采用空心钢管混凝土构 件,梁采用钢梁、钢筋混凝土梁或钢一混凝土组合梁 3空心钢管混凝土框架一钢支撑结构。 4 空心钢管混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构。 5空心钢管混凝土框架一钢筋混凝土核心筒结构。 6空心钢管混凝土管桩。 5.1.2多,高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝土结构时,框 架梁宜采用钢梁,楼板宜采用现浇钢筋混凝土组合楼盖。采用装 配整体式钢筋混凝土楼板,预制板或其他轻型楼板时,应将楼板预 理件与钢梁焊接,或采取其他保证楼盖整体性的连接措施。 5.13多,高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝土结构时,其 结构布置应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和
5.1:1空心钢管混凝土结构适用于下列结构类型:
4 空心钢管混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构。 5空心钢管混凝土框架一钢筋混凝土核心筒结构。 6空心钢管混凝土管桩。 5.1.2多,高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝土结构时,框 架梁宜采用钢梁,楼板宜采用现浇钢筋混凝土组合楼盖。采用装 配整体式钢筋混凝土楼板,预制板或其他轻型楼板时,应将楼板预 埋件与钢梁焊接或采取其他保证楼盖整体性的连挖措施
渠梁宜采用钢梁,楼板宜采用现浇钢筋混凝土组合楼盖。采 配整体式钢筋混凝土楼板,预制板或其他轻型楼板时,应将楼 理件与钢梁焊接·或采取其他保证楼盖整体性的连接措施
结构布置应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和 现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3及《高层民 用建筑钢结构技术规程》JGI99结构布置的有关规定
结构布置应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB5001
5.21对有抗震设防要求的空心钢管混凝士结构,应按现行国家 标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定进行抗震验算,并应符 合相应的抗震措施。其中空心钢管混凝土构件部分,尚应满足本 靓程有关抗震措施的要求。 5.2.2多、高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝土结构时·最
5.2.2多、高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝士结构时最
5.2.2多、高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝土结
适用高度宜符合表5.2.2 的要求
表5.2.2空心钢管混凝土结构的最大适用高度《m
注:1建筑物高度指室外地面至主要屏面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房 水箱,构架等的高度: 2楼盖采用现浇钢筋混凝土染板时,最大适用高度宜适当降低; 3对于平面和竖向不规则的结构或IV类场地上上的结构,最大适用高度可适当 降低; 4乙炎建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用最大高度; 5中类建筑可按本地区抗震设防烈度提高一度后符合本表规定: 69度抗震设防,房屋高度超过本表高度数值时,结构设计应有可靠依据片采取 有效措施;
5.2.3多、高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝土结构体系
5.2.3多、高层工业与民用建筑采用空心钢管混凝王结构体 时,其适用的最大高宽比不宜超过表5.2.3的规定
时其适用的最大高宽比不宜超过表5.2.3的规定。
表5.2.3空心钢管混凝土结构适用的
注:当塔形建筑的底部有大底盘时 的高度加从天底盘顶部起
5.2.4按有地震作用组合内力设计的空心钢管混凝土构件
载力抗震调整系数YR可按表5.2.4选用。其余构件承载力抗
调整系数YRE参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的 规定采用
表5.2.4承载力抗震调整系数YR
5.2.5多、高层空心钢管混凝土结构及相关混合结构抗震设计 中,构件抗震等级应按表5.2.5确定,并应符合相应计算和抗震措 施要求。
5.2.5空心钢管混凝土结构抗震等
注:提架抗震等级适用于空心钢管混土柱,钢染或钢筋混凝土架:
等级适用于空心钢管混凝土柱,钢梁或钢筋
2接近或等于高度分界时,允许结合房屋不规则程度及场地,地基条件确 震等级
5.2.6抗震设计时,空心钢管混凝土柱的空心率亚不宜大于表
5.2.6抗震设计时,空心钢管混凝土柱的空心率亚不宜大于表
5空心钢管混凝士柱的空心率业限值
5.2. 7空心钢管混凝土柱的轴压比限
注,轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与空心钢管混凝土构件面积与具 组合抗压强度设计值采积的比值
空心钢管混凝土框架一钢支撑结构,结构阻尼比可取0.03。空心 钢管混凝土框架与钢筋混凝土剪力墙(筒)组成的混合结构·其结 构阻尼比可取0.04。当有可靠依据时,具体结构也可依据实际情 况确定阻尼比。
5.2.9结构内力及位移分析的一般原理和基本假定抗风及抗震
验算,对于主要抗侧力构件为钢结构的建筑时,宜采用现行行业标 催《高层民用建筑钢结构技术规程》JGI99的规定进行:对于主要 抗侧力构件为钢筋混凝土结构的建筑,宜采用现行行业标准《高层 建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中的规定进行。
力墙(筒)结构,其空心钢管混凝土框架所承担的地震剪
于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍 二者的较小值。 5.2.11抗震设计时,空心钢管混凝土框架角柱的组合弯矩设计 值和剪力设计值,应乘以不小于1.1的增大系数。 5.2.12空心钢管混凝土结构及相关混合结构在风荷载及地震荷 载作用下,按弹性方法计算的最大楼层层间位移与层高之比 △ zu / h,不宜大于表 5. 2. 12 的限值。
于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍 二者的较小值。
表 5.2.12楼层层间最大位移与层高之比的限值
5.2.13空心钢管混凝土结构及相关混合结构薄弱层弹塑性层间
5.2.13空心钢管混凝土结构及相关混合结构薄弱层弹塑性层间 位移与层高之比△u/h,不宜大于表5.2.13中弹塑性层间位移角 限值.1。
5.2.13空心钢管混凝土结构及相关混合结构薄弱层弹塑性层间
表5.2.13弹塑性层间位移角限值
5.2.14:在采用空心钢管混凝土框架一钢筋混凝土核心筒的结构 体系中,外围框架平面内空心钢管混凝土柱与梁的连接,在抗震设 防烈度7度及以上地区应采用刚接,楼面梁与钢筋混凝土筒体的 连接可采用刚接或铰接。 5.2.15采用空心钢管混凝土结构的多、高层建筑,无地下室时, 空心钢管混凝土柱应采用埋人式柱脚。当设置地下室且空心钢管 混凝王框架柱伸至地下一层时,宜采用理人式柱脚,也可采用列包 式柱脚(空心钢管混凝土柱外包混凝土并配一些钢筋加以包裹)或 外露式地脚螺栓锚固式柱脚。当有根据时,也可采用其他形式的 柱脚。
5.2.14:,在采用空心钢管混凝土框架一钢筋混凝土核心筒的结构 体系中,外围框架平面内空心钢管混凝土柱与梁的连接,在抗震设 防烈度7度及以上地区应采用刚接,楼面梁与钢筋混凝土筒体的 连接可采用刚接或铰接
空心钢管混凝土柱应采用埋人式柱脚。当设置地下室且空心钢管 混凝土框架柱伸至地下一层时,宜采用埋人式柱脚,也可采用外包 式柱脚(空心钢管混凝土柱外包混凝土并配一些钢筋加以包裹)或 外露式地脚螺栓锚固式柱脚。当有根据时,也可采用其他形式的 柱脚,
6承重构件设计和刚度计算
6.1单肢柱的承载力与刚度计算
单肢柱轴心受压时的组合强度设计值应按下列公式计算:
6.1.1单肢柱轴心受压时的组合强度设计值应按下列公式计算
6.1.1单肢柱轴心受压时的组合强度设计值应按下列
代中—空心钢管混凝土构件的套箍系数设计值; αo一 空心钢管混凝土构件的含钢率,等于钢管面积A 和管内混凝土面积A。之比: α一一对应的实心钢管混凝土截面的含钢率; 亚一一空心率,等于空心部分面积A,和混凝土面积A。与 空心部分面积A之和之比: f,f一 分别为钢材的屈服点和抗压强度设计值: f,f。一分别为管内混凝土的抗压强度标准值和设计值; k一F 由于截面形状不同的紧箍效应折减系数;圆形和十 六边形截面取0.6,八边形截面取0.32.四边形截面 取0.225;矩形截面应换算成等效正方形截面进行 计算,等效正方形截面的边长为矩形截面的长短边
抗震设计时,空心钢管混凝工构件轴心受压构件的承载力应 按下式验算:
V< V. YRE To T≤: YRE
6.1.3空心钢管混凝生构件的组合刚度应符合下列规
空心钢管混凝土轴心受压构件的组合轴压弹性刚度应按下岁 公式计算:
B=AEh E, = 1. 3kEfh
弹性模量换算系数K及长细比修正系
空心钢管混凝土轴压构件的组合弹性抗弯刚度应按下列公式 计算:
空心钢管混凝土轴压构件的组合弹性抗弯刚度应按下列公式 计算:
Bm = Ehm Is (1+ B)(1 +α) Ehm= 7 E (1+a)(1 +) FL n = E./E. β= L/1. α = A./A
6.1.4空心钢管混凝土构件的组合剪变刚度应按式(6.1.4)计 算:
式中A构件的组合截面面积; Gh一空心钢管混凝土构件的组合剪变模量。当钢材厚 度≤16mm时见本规程附录B表B.6,B.7,B.8; 当钢材厚度大于16mm时,应乘以组合剪变模量换 算系数k;kc见本规程附录 B表 B. 9。 6. 1. 5空心钢管混凝 拉时的组合承载力设计值应
式中于一钢管钢材的抗拉强度设计值; A一一钢管的净截面面积。 抗震设计时,空心钢管混凝王构件的轴心受拉承载力应按下 式计算:
(6.1. 5 2]
N. = oftAm
垫圈标准式中N一一考虑地震作用组合的轴心压力。
(6. 1. 6 3)
按大端截面的回转半径和二端铰
比入max = Lo/ VIh/Ahu
式中A一是拔梢杆的等效截面面积:取距离小端0.4L处 截面面积
Irgin/Imak 0.0001.0.00160.00810.02560.06250.12960.24010.40960.6561 10.8281 一端固定 一端自由 5,46 4.06 3.34 3.00 2.70 2.48 2..34 2. 22 2.10 2.05 2..00 二端铰接 4.97 3.14 2.34 1.89 1.61 1.43 1.28 1.19 1.09 1.05 一端固定 一端铰接 3.86 2.22 1.57 1.31 1.14 0.99 0.91 0.83 0.76 0.73 0.70 二端固定 2.49 1.57 1.15 0.94 0.81 0.73 0.65 0.60 0.55 0.53 0.50
注:min和Ix分别是小端藏面和大端截面的惯性矩。
照明标准式中 N一考虑地震作用组合的轴心压力。
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