钢管混凝土结构技术规范GB 50936-2014.pdf

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  • 实心或空心钢管混凝土构件的组合截面面积, 即钢管面积和管内混凝土面积之和: As、Ac、Ah 钢管、管内混凝土、管内空心部分的面积; A 局部受压面积; Ab 混凝土局部受压计算底面积: D 圆形截面的直径; R 作用荷载的偏心距; Isc、Is、Ic 钢管混凝土构件、钢管、管内混凝土的截面 惯性矩; isc 钢管混凝土构件的组合截面回转半径: Lo 受压构件的计算长度; L 柱的等效计算长度或拱肋的等效计算长度; ro 圆钢管混凝土构件的截面半径; rco、rci 管内混凝土的外半径、内半径; t一 钢管的厚度: Wsc、Ws、W 钢管混凝土构件组合截面、钢管、管内混凝 土的截面模量: 钢管混凝土构件的组合长细比,等于构件的 计算长度与组合截面的回转半径之比; 入s 钢管混凝土构件的正则长细比;

    入x 钢管混凝土构件绕工轴的长细比; 入 钢管混凝土构件绕V轴的长细比: 入ox 格构式钢管混凝土构件绕轴的换算长细比: 入oy 格构式钢管混凝土构件绕y轴的换算长细比; 入, 格构式钢管混凝土构件的单肢长细比

    αsc 钢管混凝土构件的含钢率; 0 钢管混凝土构件的套箍系数: 山 一空心率,即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; 轴心受压构件稳定系数; P 一考虑长细比影响的承载力折减系数; Pe 考虑偏心率影响的承载力折减系数; YRE 抗震调整系数; Y 结构重要性系数

    矿产标准3.1.1钢材的选用应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定

    3.1.2承重结构的圆钢管可采用焊接圆钢管、热轧无缝钢

    不宜选用输送流体用的螺旋焊管。矩形钢管可采用焊接钢管,也 可采用冷成型矩形钢管。当采用冷成型矩形钢管时,应符合现行 行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178中1级产品的 规定。直接承受动荷载或低温环境下的外露结构,不宜采用冷弯 矩形钢管。多边形钢管可采用焊接钢管,也可采用冷成型多边形 钢管。

    3.1.3钢材的强度设计值f、弹性模量Es和剪变模量Gs应

    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 钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

    3.2.1钢管内的混凝土强度等级不应低于C30。混凝

    3.2.1钢管内的混凝土强度等级不应低于C30。混凝土的抗压 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执行;当采用C80以上高强混凝土时,应有可靠的依据。 3.2.2实心钢管混凝土构件中可采用海砂混凝土。海砂混凝土 的配合比设计、施工和质量检验和验收应符合现行行业标准《海 砂混凝土应用技术规范》JGI206的规定

    .2.2实心钢管混凝土构件中可采用海砂混凝土。海砂混凝土 为配合比设计、施工和质量检验和验收应符合现行行业标准《海 沙混凝土应用技术规范》JGJ206的规定

    3.2.3钢管混凝土构件中可采用再生骨料混凝土。再生骨料混

    3.2.3钢管混凝主构件中可采用再生骨料混凝王。再生骨料 凝土的配合比设计、施工、质量检验和验收应符合现行行业标 《再生骨料应用技术规程》JGJ/T240的规定

    3.2.4钢管混凝土构件中可采用自密实混凝土。自密实混凝王

    3.3.1用于钢管混凝土构件的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和《热强钢焊条》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的规定。 4当两种级别的钢材相焊接时,可采用与强度较低的钢材 相适应的焊接材料。 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》 GB50017执行。 3.3.3当采用螺栓等紧固件连接钢管混凝土构件时,连接紧固 件应符合下列规定: 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的规定。可采用4.6 级和4.8级的C级螺栓。 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、《钢结构用高强度天六角螺母》GB/1 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、天六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231或《钢 结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定。当螺栓

    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

    3.3.3当采用螺栓等紧固件连接钢管混凝土构件时,连接紧

    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的规定。可采用4.6 级和4.8级的C级螺栓。 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 结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定。当螺栓

    需热镀锌防腐时,宜采用6.8和8.8级C级螺栓。 3普通螺栓连接和高强度螺栓连接的设计应按现行国家标 准《钢结构设计规范》GB50017执行

    需热镀锌防腐时,宜采用6.8和8.8级C级螺栓。 3普通螺栓连接和高强度螺栓连接的设计应按现行国家标 准《钢结构设计规范》GB50017执行。

    GB/T10433的规定。

    GB/T10433的规定。

    4.1.2采用钢管混凝土结构的多层和高层建筑的平面和竖向在

    置及规则性要求,应符合国家现行标准《建筑抗震设计规范 GB50011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3和《高层 用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定

    4.1.5采用钢管混凝土结构的多层和高层建筑无地下室时,钢

    管混凝土柱应采用理入式柱脚;当设置地下室且钢管混凝土柱 至地下至少两层时,宜采用埋入式柱脚,也可采用非埋入 柱脚

    柱脚。 4.1.6对受压为主的钢管混凝土构件,圆形截面的钢管外径与 壁厚之比D/t不应大于135 2 235 不应大于60 对受弯为主的钢管混凝土构件,圆形截面的 fy 235 厚之比B/t不应大于135

    4.1.7钢管混凝土构件的容许长细比不宜大于表4.1.7的限值

    4.1.7钢管混凝土构件的容许长细比不宜大于表4.1.7的限值。

    表 4.1.7构件的容许长细比

    4.1.8钢管混凝土柱的钢管在浇筑混凝土前,其轴心应力不宜 大于钢管抗压强度设计值的60%,并应满足稳定性要求。 4.1.9重型工业厂房宜采用实心钢管混凝土格构式柱,轻型工 业厂房可采用空心钢管混凝土单肢柱和格构式柱。 4.1.10实心圆形钢管混凝土构件的承载力可按本规范第5章或 第6章计算。 4.1.11直径大于2m的圆形钢管混凝土构件及边长大于1.5m 的矩形钢管混凝土构件,应采取有效措施减小钢管内混凝土收缩 对构件受力性能的影响

    1.11直径大于2m的圆形钢管混凝土构件及边长大于1.5m 矩形钢管混凝土构件,应采取有效措施减小钢管内混凝土收缩 构件受力性能的影响。

    4.2结构分析与设计原则

    4.2.1采用钢管混凝土结构的多层和高层建筑的荷载及荷载组 合,静力荷载、风荷载和地震作用下的内力和位移等计算,应符 合国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设 计规范》GB50011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3和 高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定。采用钢管 混凝土构件的杆塔结构的内力及位移计算应符合现行国家标准 《高结构设计规范》GB50135和《构筑物抗震设计规范》GB

    50191等的有关规定

    4.2.2钢管混凝土构件设计,应按承载能力极限状态和正常 用极限状态进行设计。

    4.2.3钢管混凝土构件的承

    式中:。 结构重要性系数,对安全等级为一级的结构构件, 不应小于1.1:对安全等级为二级的结构构件,不 应小于1.0; Sd作用组合的效应设计值: Rd—构件承载力设计值; YRE 构件承载力抗震调整系数, 4.2.4抗震设计时,钢管混凝土构件的抗震调整系数应按表 4.24平用

    4.2.4抗震设计时,钢管混凝土构件的抗震调整系数应按表 4. 2. 4 采用

    4. 2. 4 采用。

    表 4.2.4承载力抗震调整系数%mm

    .5钢管混凝土结构进行内力和位移计算时,钢管混凝土构 勺截面刚度可按下列公式计算:

    Gs、G。钢管、钢管内混凝土的剪变模量; As、A。钢管、钢管内混凝土的截面面积; Is、I.一钢管、钢管内混凝土的截面惯性矩 4.2.6房屋高度不小于150m采用钢管混凝土结构的房屋建筑 应满足风振舒适度要求。在现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的 顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过表4.2.6的限 值。结构顶点的顺风向最大加速度可按现行行业标准《高层民用 建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定计算,横风向振动最 大加速度可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的 有关规定计算,计算时阻尼比宜取0.01~0.02

    4.2.6结构顶点风振加速度限值ai

    4.3实心钢管混凝土结构

    表4.3.3实心钢管混凝土结构的最大适用高度H(m)

    房屋高度指室外地面至房屋主要屋面的高度,不包括突出屋面的电梯机房 水箱、构架等高度

    4.3.4实心钢管混凝土结构建筑的适用最大高宽比不宜超过 4. 3. 4 的规定。

    表4.3.4实心钢管混凝土结构最大适用高宽比

    4.3.6实心钢管混凝土房屋结构在风荷载或多遇地震标准值

    .7实心钢管混凝土房屋结构在罕遇地震作用下的薄弱层弹 主位移与层高比△up/h,不宜大于表4.3.7中的限值

    表4.3.7钢管混凝土结构弹塑性位移与层高之比Au/h限值

    4.3.8当部分框支剪力墙结构采用实心钢管混凝土框支柱时 应丝合下列圳定

    3.8当部分框支剪力墙结构采用实心钢管混凝土框支柱时 符合下列规定: 1框支柱应从基础顶面伸至转换层,并应与转换构件连接

    2在地面以上设置框支层的位置,8度时不宜大于4层,7 度时不宜大于6层,6度时其层数可适当增加。 4.3.9采用钢梁的实心钢管混凝土结构在多遇地震作用下的阻 尼比可按表4.3.9取值,并应依据实际情况确定,在罕遇地震作 用下的结构阻尼比可取0.050

    2在地面以上设置框支层的位置,8度时不宜大于 度时不宜大于6层,6度时其层数可适当增加。

    表4.3.9多遇地震下实心钢管混凝土结构阻尼比

    注:当采用钢筋混凝土梁时,相应结构阻尼比可按表中数值增加0.005。

    3.10抗震设计时,矩形实心钢管混凝土柱的轴压比应按下式 算,并不宜大于表4.3.10的限值:

    式中:UN 轴压比; N 考虑地震组合的柱轴心力设计值(N): 钢管内混凝土面积(mm) f 混凝土的轴心抗压强度设计值(MPa): 型钢的抗压强度设计值(MPa); ? As 钢管的截面面积(mm)。

    =N/(fA+ fA)

    (4. 3. 10)

    4.3.10矩形钢管混凝土柱轴压比限

    4.4空心钢管混凝土结构

    4.4.1空心钢管混凝土构件中,圆钢管外径、多边形外接圆直 径、方形边长不宜小于168mm。空心变截面杆小端外径不宜小

    径、方形边长不宜小于168mm。空心变截面杆小端外径不宜小

    于130mm。钢管壁厚不宜小于3mm。 4.4.2空心钢管混凝土构件套箍系数宜为0.5~2.0,套箍系 数0应按本规范第5.1.2条计算。 4.4.3空心钢管混凝土构件的空心率出不宜小于0.25,且不宜 大于0.75。抗震设计的空心钢管混凝土柱空心率山不应大于表 4.4.3限值,空心率山应按本规范第5.1.4条计算

    4.3空心钢管混凝土柱空心率业限值

    4.4.4工业厂房中,空心钢管混凝土结构在多遇地震作用下 阻尼比可取0.035,在罕遇地震作用下的结构阻尼比可取0.05

    阻尼比可取0.035,在罕遇地震作用下的结构阻尼比可

    管混凝士柱在单一受力状态下承

    5.1.1单肢钢管混凝土柱在单一受力状态下承载力应符合下列 公式要求:

    N≤Nu Nt≤Nut V

    式中:N、Nt、V、T、M作用于构件的轴心压力、轴心拉 力、剪力、扭矩、弯矩设计值; Nu、Nut、Vu、Tu、Mu钢管混凝土构件的轴心受压稳定、 受拉、受剪、受扭、受弯承载力 设计值。

    作用于构件的轴心压力、轴心拉 力、剪力、扭矩、弯矩设计值: 钢管混凝土构件的轴心受压稳定、 受拉、受剪、受扭、受弯承载力 设计值。

    :IV 用于构件的轴心压力、轴拉 力、剪力、扭矩、弯矩设计值 Nu、Nut、Vu、Tu、Mu钢管混凝土构件的轴心受压稳定、

    5.1.2钢管混凝土短柱的轴心受压强度承载力设计值应按下 公式计算:

    N。= Ascfsc fsc =(1.212+B0+C92)f

    No = Asc f so

    As αsc A. A=αsc f.

    式中:N。4 钢管混凝土短柱的轴心受压强度承载力设计值 (N); Asc 实心或空心钢管混凝土构件的截面面积,等于钢

    Asc实心或空心钢管混凝土构件的截面面积,等于钢 管和管内混凝土面积之和(mm):

    fsc一实心或空心钢管混凝土抗压强度设计值(MPa), 其中实心圆形和正十六边形、正八边形及正方形 钢管混凝构件截面抗压强度设计值也可按本规 范附录B表B.0.1、表B.0.2和表B.0.3确定; 空心钢管混凝王构件截面抗压强度设计值也可按 本规范附录B表B.0.4、表B.0.5和表B.0.6 确定; As、A4 钢管、管内混凝土的面积(mm): αsc 一 实心或空心钢管混凝土构件的含钢率; 一实心或空心钢管混凝土构件的套箍系数; f 钢材的抗压强度设计值(MPa); f。混凝土的抗压强度设计值(MPa),对于空心构 件,于。均应乘以1.1; B、C截面形状对套箍效应的影响系数,应按表5.1.2 取值。

    表5.1.2截面形状对套箍效应的影响系数取值表

    矩形截面应换算成等效正方形截面进行计算,等效正方形的边长为矩形截面 的长短边边长的乘积的平方根

    钢管混凝土构件的轴心受拉承载力设计值应按下式计算:

    5.1.3钢管混凝土构件的轴心受拉承载力设计值应按

    式中: Nut 钢管混凝土构件轴心受拉承载力设计值(N):

    Ci 钢管受拉强度提高系数,实心截面取Ci=1.1,

    钢管受拉强度提高系数,实心截面取Ci=1.1, 空心截面取C=1.0。

    1.4钢管混凝土构件的受剪承载力设计值应按下列公式计算: 实心截面:

    Vu = 0. 71fsAs

    = A.+An A fsv = 1.547f α as ± 1

    式中: Vu 一 实心或空心钢管混凝土构件的受剪承载力设计值 (N); Asc 实心或空心钢管混凝土构件的截面面积(mm)。 即钢管面积和混凝土面积之和; 山一空心率,对于实心构件取O; Ac、Ah 分别为混凝土面积和空心部分面积(mm); fsv钢管混凝土受剪强度设计值(MPa); αsc 钢管混凝土构件的含钢率。 5.1.5钢管混凝土构件的受扭承载力设计值应按下列公式计算: 实心裁面

    Tu = 0. 9Wrfsv Wr = 元r. /2

    式中:Tu 一一一实心或空心钢管混凝土构件的受扭承载力设计值 (N · mm); WT对应实心钢管混凝土构件的截面受扭模量 (mm3); 等效圆半径(mm)。圆形截面取钢管外半径,非

    圆形截面取按面积相等等效成圆形的外半径,

    5.1.6钢管混凝土构件的受弯承载力设计值应按下列公式计算

    5.1.6钢管混凝土构件的受弯承载力设计值应按下列

    Mu=mWscfsc 4ro

    Bsc=AscEsc Esc=1.3kefsc

    式中: Esc 实心或空心钢管混凝土构件的弹性模量(N) mm) ; As实心或空心钢管混凝土构件的截面面积(mm), 即钢管面积和混凝土面积之和; kE一 实心或空心钢管混凝土轴压弹性模量换算系数, 可按表 5. 1. 7 取值

    表5.1.7轴压弹性模量换算系数k,

    1.8当计算钢管混凝土构件弯曲状态下的变形时,钢管混凝 构件的弹性受弯刚度Bsm应按下列公式计算:

    绿化标准规范范本Bscm = Escm Isc Escm (1+αsc/n)(1+8) n = E/ Es d = Is / I.

    代中:Escm 实心或空心钢管混凝土构件的弹性受弯模量(N) mm); Is、I4 钢管和混凝土部分的惯性矩(mm*);可按本规 范附录A计算; Es、E。钢材和混凝土的弹性模量(N/mm); Isc实心或空心钢管混凝土构件的截面惯性矩 (mm4)。无受拉区时:

    Isc = (I ±I

    当构件截面出现受拉区时,截面惯性矩用下式代替:

    Isc =(0.66+0.94αsc)(Is+I.)

    5.1.9当计算钢管混凝土构件受剪受扭变形时检测标准,钢管混凝土构 件的剪变刚度Bc和受扭刚度BT应按下列公式计算:

    中:Gss 具有相同钢管尺寸的实心钢管混凝土构件的剪变 模量(N/mm),应按表5.1.9取值。其中,含钢 率对应实心构件的含钢率; Asc实心钢管混凝土构件的截面面积(mm); IT具有相同钢管尺寸的实心钢管混凝土构件的截面 受扭模量(mm*)。

    表5.1.9对应实心钢管混凝土构件的剪变模量Gss(N/mm)

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