《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》CECS188:2005.pdf
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3.0.4焊接材料应符合下列要求:
1手工焊接采用的焊条,应符合现行国家标《碳钢烟 GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定,选择的焊
号应与主体金属的力学性能相适应。 2自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主 体金属的力学性能相适应路桥管理及其他,并应符合现行国家标准的规定。 3.0.5焊缝应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程 G81的规定。焊缝的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设 计规范》GB50017的规定采用。
3.0.6叠合柱的钢筋宜优先采用延性、韧性和可焊性好的钅
纵向受力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级热轧钢筋,也可采 用HPB235级和RRB400级钢筋。箍筋宜采用HRB335级、 HRB400级和HPB235级热轧钢筋。对抗震等级为一、二级的框 架结构,钢筋的抗拉强度实测值与服强度实测值的比值不应小 于1.25,直钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于 1.3。 3.0.7钢筋的强度标准值fk和抗拉强度设计值f,、抗压强度设 计值 f,应按表 3. 0. 7 采用
表3.0.7钢筋强度标准值和设计值(N/mm)
注:对轴心受拉和小偏心受拉构件,当钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm时,应 按300N/mm取用,
3.0.8钢筋的弹性模量E。应按下列规定采用:HPB235级钢筋 可取2.1×105N/mm,HRB335级钢筋、HRB400级钢筋 RRB400级钢筋可取2.0X10°N/mm。 3.0.9混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ft和轴心抗 压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表3.0.9采用。
表3.0.9混凝土强度标准值和设计值(N/mm)混凝土强度等级强度种类50C55C60C75C80C85C90C95C10038750.15358标准值ftk253.29f3943.9设计值f353.0.10当混凝士强度等级不高于C80时,其弹性模量E.应按表3.0.10采用;当混凝土强度等级高于C80时,其弹性模量可按表3.0.10采用.也可根据实测结果确定。混凝十的剪变模变G.可按混凝土弹性模量的0.4倍采用。表3.0.10混凝土弹性模量(×10*N/mm)混凝土强度等级C40C45C50C55C6C6C100E.3.253.353.0.11叠合柱结构的耐火等级可采用钢筋混凝土柱相应结构的耐火等级。
4.0.4叠合柱结构在多遇地震和罕遇地震下的阻尼比可取0.
1当部分框支剪力墙结构的框支柱采用叠合柱时,全部框支 柱宜采用不同期施工的叠合柱,其钢管至少应伸至框支层顶部转 换构件的顶面。 2对部分框支剪力墙结构以外的其他结构,当高度不超过A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度的结构采用叠合 柱时,叠合柱(含组合柱)至少应伸至房屋高度的1/3处;当高度接 近或达到B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度的 结构采用叠合柱时,叠合柱(含组合柱)至少应伸至房屋高度的2/3 处;以上部分可采用钢筋混凝土柱。 3对采用叠合柱的楼层,其全部框架柱或框筒柱宜采用叠合 柱(含组合柱)。 4叠合柱的钢管至少应伸至地下一层的底板,柱脚可设置在 地下一层的底板和地下二层的钢筋混凝上柱内。 注:A级高度和B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度,应符合现行
主:A级高度和B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度,应符合现行 行业标准《商层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定,
5.1.2叠合柱结构中钢管混凝土剪力墙的布置应符合
1按抗震设计的叠合柱结构,当其高度超过A级高度钢筋 混凝土高层建筑结构的最大适用高度时,剪力墙底部加强部位及 以上一层或以上若干层宜布置钢管混凝土剪力墙。 2剪力墙的下列位置宜设置钢管混凝土:无端柱剪力墙(墙 上可无洞口,或有一列洞口,或有多列洞口)的两端,宽度超过4m 的洞口两侧,筒的转角,有端柱剪力墙的端柱内,以及其他重要位置。
3钢管混凝土剪力墙的钢管至少应伸至地下一层的底板,柱 脚可设置在地下一层的底板和地下二层的钢筋混凝土墙内。 4无端柱和有端柱钢管混凝土剪力墙的钢管内混凝土与钢 管外钢筋混凝土应同期施工,当钢管内、外混凝土的强度等级不同 时,应先浇筑管内混凝土。
5.1.4叠合柱结构的建筑抗震设防类别和抗震设防标准,应
现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223和《建 需设计规范》GB 50011的规定,
5.1.5按抗震设计的叠合柱结构的建筑设计、结构体系
置要求、结构规则性要求、不规则类型判别和不规则结构设 求,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和现 业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定。
表5.1.6的规定,其抗震等级和抗震措施应符合本规程相应条文 的规定。
5. 1. 6 叠合柱结构的最大适用高店
续表 5. 1. 6
注:1房屋建筑的高度指室外地面到主要屋面板顶面的高度(不包括局部突出屋
5.1.7当底部大空间部分框支剪力墙结构的框支柱采月
和筒中筒结构的转换层以下采用叠合柱,且转换层以下设置钢管 混凝剪力墙时,其转换层位置可比上述规定适当提高。 5.1.8对抗震设防的叠合柱结构房屋,应根据设防烈度、结构类 型和房屋高度按下列规定确定抗震等级,并采取相应的抗震措施: 1甲类、乙类建筑:当本地区的抗震设防烈度为6~一8度且建 筑场地为1、川N类时,应提高一度后按表5.1.8确定抗震等级: 当本地区的抗震设防烈度为6~8度且建筑场地为1类时,可根据 本地区抗震设防烈度按表5.1.8确定抗震等级并采取相应的抗震 构造播施,但对构造措施以外的抗震措施仍应符合提高一度后按 表5.1.8确定的抗震等级的要求;当本地区的抗震设防烈度为9 度时,乙类建筑各类结构的抗震等级应为特一级,甲类建筑应符合
5.1.10抗震设计时,部分框支剪力墙结构的剪力墙(筒
表5.1.11叠合柱结构构件承载力抗震调整系数
叠合柱的轴压比是指叠合柱钢管外钢筋混凝土的轴压比,可按本规程第 6. 2. 14 条计算。
6. 2. 14 条计算
5.2.1叠合柱结构在竖向荷载、风荷载和多遇地震作用下的内力 和位移,应按现行国家标准《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》G3的规定计算。 5.2.2叠合柱结构的荷载效应组合应按现行国家标准《建筑结构 荷载规范》GB50007和现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术 规积》IGL 3的规定执行
5.2.3计算叠合柱结构的弹性内力和位移时,叠合柱的截面刚度
5.2.3计算叠合柱结构的弹性内力和位移时,叠合柱的截面刚度
5.2.3计算叠合柱结构的弹性内力和位移时,叠合柱的截面刚度 可按下列规定计管
CA=EA+EA+EA EI=E.I+EcI+EIa GA=GA.+GA.. +G,A
式中Eco、Ecc、Ea 分别为钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢 管的弹性模量; Gco、Gce、G. 分别为钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢 管钢材剪变模量; AcoAcc、Aa 分别为钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢 管的截面面积; Ico、Icc、Ia 、 分别为钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢 管截面在所计算方向对其形心轴的惯性 矩。
Ico、Isc、I。一分别为钢管外混凝土、钢管内混凝土和钢 管截面在所计算方向对其形心轴的惯性 矩。 5.2.4无端柱钢管混凝土剪力墙可按相同截面的剪力墙计算其 轴向、弯曲和剪切刚度;有端柱钢管混凝土剪力墙可按工字形截面 剪力墙计算其轴向和弯曲刚度,其剪切刚度可只考虑腹板混凝土 的作用。端柱截面的边长不应小于2倍墙厚,如小于2倍墙厚则 应视为无端柱。 5.2.5计算叠合柱结构的弹性内力和位移时,楼面梁的截面弯曲 刚度可考虑楼板的作用予以增天,增大系数可根据楼板翼缘的情
5.2.4无端柱钢管混凝土剪力墙可按相同截面的剪力墙计 轴向、弯曲和剪切刚度;有端柱钢管混凝土剪力墙可按工字形 剪力墙计算其轴向和弯曲刚度,其剪切刚度可只考虑腹板混 的作用。端柱截面的边长不应小于2倍墙厚,如小于2倍墙 应视为无端柱
的楼层层间最大位移与层高之比的限值,以及高度大于150m的 叠合柱结构在10年一遇的风荷载作用下、顶点最大加速度的限 值,可按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JG3对
使用功能相同的钢筋混凝土结构的规定采用。 5.2.7按抗震设计的叠合柱结构,在罕遇地震作用下的弹塑性变 形验算,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011对结构 类型相同的钢筋混凝土结构的规定执行。
ZM.≥nZW bp J by
式中ZM 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可按 弹性分析分配; Wbp 梁的塑性截面抵抗矩: fby 梁的钢材屈服强度; ne一 柱端弯矩增大系数,特一级时可取1.45,一级时 可取1.2,二级时可取1.05,三级时可取1.0。
2有地震作用组合: 剪跨比大于2的柱:
V≤0.20LBcfoAc+fccAcc((1+1.80)
框支柱和剪跨比不天于2的柱:
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可按 弹性分析分配; 梁的塑性截面抵抗矩; 莎的钢材成服强底,
梁的塑性截面抵抗矩; 梁的钢材屈服强度; 柱端弯矩增大系数,特一级时可取1.45,一级时 可取1.2,二级时可取1.05,三级时可取1.0。
V≤0.25LBfAo+fAc(1+1.80)
6.2.1对不同期施工的叠合柱,应按施工阶段的荷载验算其空钢 管的强度,浇筑钢管内混凝土前由施工阶段荷载产生的钢管最大 压应力值不宣大于0.6f。(f。为钢管钢材的抗压强度设计值)。
情况下可取0.3~0.6。叠合比可按下式计算:
中㎡一一不同期施工的叠合柱的叠合比。为浇筑钢管外混凝 土前,核心钢管混凝土柱已承受的施工期竖向荷载 所产生的轴压力设计值与叠合柱全部轴压力设计值 的比值; N一一叠合柱的轴压力设计值。当框架抗震等级为特一级 和一级时,应取电算和按柱实际受荷面积和荷载情 况计算所得两个轴压力设计值中的较大者; N.一浇筑钢管外混凝土前钢管混凝上柱已承受的轴压力 设计值。该轴压力设计值可考虑由施工期的结构自 重和施工荷载产生,荷载分项系数可分别取1.2和 1.4,施工荷载的大小可根据实际情况确定。
6.2.3叠合柱中钢管混凝土和钢管外混凝土
N.=NEA(1+1.8)/[EA.+EA(1+1.8))
式中N—一叠合柱组合的轴压力设计值; NcNco— 分别为钢管混凝土和钢管外混凝土承受的轴压力 设计值; Ni一一浇筑钢管外混凝土前钢管混凝土已承受的轴压力 设计值,可按本规程第6.2.2条确定;
钢管混凝土的套箍指标,应按本规程第6.2.5条 的规定计算。
钢管混凝土的套箍指标,应按本规程第6.2.5条 的规定计算。 叠合柱中钢管混凝土承受的轴压力设计值应符合下列
6.2.4叠合柱中钢管混凝土承受的轴压力设计值应符合下列 规定:
Nc.≤<0. 9N.
Nu=Φ, fcA.(1+1. 80) =faAa(fcAcc)
式中一 考虑长细比影响后,钢管混凝土柱轴心受压承载力 的折减系数,可按本规程第6.2.6条的规定计算; 一 钢管混凝土的套箍指标; f。一一钢管钢材抗拉、拉压和抗弯强度设计值; Aa一一钢管截面面积。
数91,可按下列规定计算: 1 le/d,≤4 时:
2 le/da>4时:
式中1。钢管混凝土柱的等效计算长度; d.钢管混凝土柱的外径。 tt AA
N≤0.9(fcAco+fyAss)+feAc(1+1.80
N≤L0. 9p(f..A. + f,Ass)+fc.Ac(1+1. 80)]/R
式中4 叠合柱的稳定系数,可按表6.2.7采用; Ass 全部纵向钢筋的截面面积; f 纵向钢筋的抗压强度设计值; YRE 承载力抗震调整系数,可按本规程表5.1.11采用。
表6.2.7轴心受压叠合柱的稳定系数
注:10一叠合柱的计算长度,可按本规程第6.2.8条的规定采用; 6一矩形截面叠合柱的短边尺寸; d一圆形截面叠合柱的直径。
.2.8叠合柱的计算长度1。可按下列规定取值:底层柱可取1. 其余各层柱可取1.25H。底层柱的H可取基础顶面到第一月 虚项面的高度,其余各层柱的H可取上、下两层楼盖顶面间
文 6.2.9叠合柱在轴力和弯矩作用下的正截面承载力可按现行国 家标准《混凝土结构设计规范》GB50010关于钢筋混凝土柱正截 面承载力的公式计算。计算时,轴压力可采用按本规程第6.2.3 条确定的钢管外混凝土承受的轴压力设计值,弯矩可采用叠合柱 全截面的弯矩设计值,应取叠合柱的截面尺寸和钢管外混凝土的 强度等级,可不计人钢管的作用。 6.2.10矩形截面偏心受压叠合柱的斜截面受剪承载力应符合下 列规定: 1无地震作用组合: V<1 75 f hh /(±1)± f A h. / s±2 5 f A /(1±42)1/2 ±0 07N
200mm。 2钢管外的混凝土厚度不宜小于120mm。当采用免振自密 实混凝土时,钢管外的混凝土厚度不宜小于100mm。 3对特一级框架,钢管混凝土的套箍指标不宜小于0.6,含 管率不宜小于4%,对一、二级框架,钢管混凝土的套箍指标不宜 小于0.5,含管率不宜小于3%,对三、四级和非抗震设计框架,钢 管混凝土的套箍指标不宜小于0.4,含管率不宜小于2%。含管率 可按下式计算:
(6. 2. 12)
A。一叠合柱中钢管的截面面积; A一一叠合柱全截面面积。 4钢管壁厚不宜小于6mm;钢管直径与壁厚的比值,当采用 Q235级钢时不宜大于90,当采用Q345级钢时不宣大于75。 6.2.13叠合柱的混凝土强度等级宜符合下列要求: 1对不同期施工的叠合柱,钢管内混凝土的强度等级宜采用 C60~C100,且宜高于钢管外混凝土的强度等级。 2对同期施工的叠合柱(即组合柱),钢管内、外混凝土的强 度等级可相同,钢管内混凝土的强度等级也可高于钢管外混凝土 的强度等级。 3钢管外混凝土的强度等级不宜低于C40,8、9度时不宜高 于C60,6、7度时不宜高于C70。 4梁柱核芯区混凝土的强度等级不应低于钢管外混凝土的 强度等级。 6.2.14按抗震设计的叠合柱,钢管外钢筋混凝土的轴压比限值 可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011对钢筋混凝土 柱轴压比限值的规定采用。叠合柱钢管外钢筋混凝土的轴压比可 按下式计算:
6.2.13叠合柱的混凝土强度等级宜符合下列要求:
n= Nc./(fcoAco)
(6. 2. 14)
式中n一一叠合柱钢管外钢筋混凝土的轴压比; Nco—一钢管外钢筋混凝土承受的轴压力设计值,可按本规程 第6.2.3条的规定计算。 6.2.15按抗震设计的叠合柱,其纵向钢筋的最小总配筋率应按 表6.2.15的规定采用,且每一侧配筋率不应小于0.2%。对建造 于IV类场地且较高的高层建筑,表中的数值应增加0.1。叠合柱 纵向钢筋的总配筋率可取纵向钢筋的截面面积与钢管外钢筋混凝 截面面积的比值,即
(6. 2. 15)
D, =Ass / Aca
武中s 叠合柱纵问钢筋的总配筋率; Ass 叠合柱全部纵向钢筋的截面面积; A 叠合柱钢管外钢筋混凝上的截面面积
6.2.16按抗震设计的叠合柱,其纵向钢筋应符合下列构造要
1宜对称配筋,宜集中配置在角部,净间距不宜小于50mm。 2纵筋直径不应小于14mm;对矩形和方形截面柱,截面四 角纵筋的直径不宜小于16mm。 3受力纵筋的间距不宜大于400mm,否则,宜设置直径不小 于14mm的纵向构造钢筋。 6.2.17按抗震设计的叠合柱,其箍筋加密区箍筋的最大间距和 最小直径应按表6.2.17采用。
表6.2.17合柱箍筋加密区中箍筋的最大间距和最小直径(mm)
注:d为柱纵筋最小直径;柱根指框架底层柱的嵌固部位。
1应采用复合箍。复合箍可由外围矩(方)形封闭箍筋与拉 筋组成(图6.2.18)。 2.绕过钢管的拉筋,与钢管相交部分的圆弧应与钢管同心: 不相交部分应为直线。 3对箍筋加密区,绕过钢管的拉筋,其肢距不宜大于400mm;角 区箍筋和拉筋的肢距,特一级和一级不宜大于200mm,二、三级不宜大 于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。至少每 隔1根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束。 4对箍筋加密区,宜在钢管壁外表面焊接两道闭合的钢筋环 箍。钢管直径不大丁400mm时,环箍钢筋直径不宜小于14mm;钢管 直径大于400mm时,环箍钢筋直径不宜小于16mm。环箍宜设在箍筋 加密范围的三分点位置,环箍与钢管之间可采用单面角焊缝焊接
图6.2.18钢管混凝土叠合柱的配
6.2.19按抗震设计的叠合柱,其箍筋加密范围、箍筋加密区的最 小体积配箍率和最小配箍特征值,箍筋非加密区的最小体积配箍 率和箍筋的最大间距,以及节点核芯区的箍筋构造要求,可按现行 国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011关于相同抗震等级钢筋 混凝土框架柱的规定执行。计算体积配箍率时,混凝土的体积可 取外围箍筋的内皮与钢管之间混凝土的体积,
7.0.1钢管混凝土剪力墙(包括由剪力墙组成的筒)的设计,除应 满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《建筑抗震 设计规范》GB50011关于钢筋混凝土剪力墙的设计要求外,尚应 符合本规程的规定。 7.0.2边缘构件内设置参与受力钢管的无端柱钢管混凝土剪力 墙应符合下列构造要求: 1钢管宜靠墙的端部放置,钢管外的混凝土保护层厚度不宜 小于80mm,剪力墙的横向钢筋应绕过钢管,见图7.0.2(a)。 2对特一级剪力墙,钢管混凝土的套箍指棕标不宜小于0.6, 钢管截面面积不宜小于0.04A。;对一、二级剪力墙,钢管混凝土的 套箍指标不宜小手0.5,钢管截面面积不宜小于0.03A。;对三级剪 力墙,钢管混凝土的套箍指标不宜小手于0.4,钢管截面面积不宜小 于0.02A:A。可按图7.0.2(b)中剪力墙的阴影部分计算。 3钢管直径不宜小于200mm,钢管壁厚不宜小于6mm;钢 管直径与壁厚的比值,当采用Q235级钢时不宜大于90,当采用 Q345级钢时不宜大于75。 4宣在钢管壁外表面爆接闭合的钢筋环箍。钢管直径不大 于400mm时,环箍钢筋的直径不宜小于14mm;钢管直径大于 100mm时,环箍钢筋的直径不宜小于16mm。环箍的间距不宜大 于1000mm,环箍钢筋与钢管之间可采用单面角焊缝焊接。 5约束边缘构件的范围及其配箍特征值和纵向钢筋最小截 面面积、构造边缘构件的范围及其配筋要求,应符合现行国家标准 建筑抗震设计规范》GB50011的规定。计算约束边缘构件的体 积配箍率时,混凝土的体积可取外围箍筋的内皮与钢管之间混凝
7.0.3当剪力墙的端柱为叠合柱时(图7.0.3),其设计应符合下 列要求: 1钢管的构造应符合本规程第6.2.12条的规定;纵向钢筋 的构造应符合本规程第6.2.15和6.2.16条的规定;箍筋的构造 应符合本规程第6.2.17~6.2.19条的规定。 2剪力墙的横向钢筋应伸入端柱,其锚固长度应符合现行国 家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,
7.0.4剪力墙中竖向和横向分布钢筋应符合下列要求:
1对特一级剪力墙,一般部位竖向和横向分布钢筋的配筋率 不应小于0.35%,底部加强部位竖向和横向分布钢筋的配筋率不 应小于0.4%。 2对一、二、三级剪力墙,竖向和横向分布钢筋的配筋率不应 小于0.25%;对非抗震设计和四级剪力墙,竖向和横向分布钢筋 的配筋率不应小于0.2%;钢筋间距不应大于300mm。 3对一、二、三级部分框支剪力墙结构的底部加强部位,竖向 和横向分布钢筋的配筋率不应小于0.3%,钢筋间距不应大于 200mm。 4对直接接触室外,或由于其他原因导致剪力墙温度应力较 高的部位,竖向和横向分布钢筋的配筋率不应小于0.25%,钢筋 间距不应大于200mm。 5竖向和横向分布钢筋不应少于双排配筋,钢筋直径不应小 于8mm耳不宜大于墙厚的1/10。 7.0.5钢管混凝土剪力墙在轴向力和弯矩作用下的正截面承载 力,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010关于钢筋 混凝士剪力墙正截面承载力的公式计算。计算时,端部钢管的截 面面积可计人剪力墙端部纵向钢筋的面积;位于墙肢中部的钢管 是否参与受力,可按照平截面假定分析确定,也可近似考虑中和轴 两边各3距离以内的钢管不参与剪力墙正截面承载力计算,为 截面的受压区高度。
试验、检测与鉴定2有地震作用组合: 剪跨比大于 2. 5 时:
剪跨比不大于 2.5时:
Vw<0.25βef.bwhwo
信息安全技术标准规范范本Vw<(0. 20β.f.bwhwo)/YrE
Vw<(0. 15βe f.bwhwo ) / RE 入= M/(Vh o )
式中N一一剪力墙轴压力设计值,取荷载效应组合中较小的 轴压力设计值;当N大于0.2ftbwhwo时,取等于 O.2f,bwhwo ; f.一钢管外混凝土轴心抗拉强度设计值; yh水平钢筋抗拉强度设计值; f。一钢管钢材的抗拉强度设计值; A。一一根钢管的截面面积; A一一剪力墙截面面积; A 剪力墙腹板截面面积,对无端柱剪力墙取A.三A:
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