GB／T 51446-2021  钢管混凝土混合结构技术标准(完整正版、清晰无水印)

2.1.3钢管混凝土加劲混合结机

由内置圆形钢管混凝土部分与钢管外包钢筋混凝土部 而成的结构

给排水工艺、技术2.1.4钢管初应力限值limitingvalueofinitialstress

钢管混凝土构件在钢管与混凝土共同工作前钢管应大 许值。

2.1.5钢管内混凝土脱空容限

void in the steel tube

圆形钢管与管内混凝土间形成的环形脱空或球冠形脱空的脱 空率限值或容许脱空高度。

2.1.6约束效应系数

钢管截面与钢管内混凝土截面的名义轴心受压承载力的 比值。

2.1.7换算长细比equivalent slenderness ratio

在轴心受压钢管混凝土桁式混合结构整体稳定计算中，将 管混凝土桁式混合结构换算为钢管混凝土构件时相应的长细比

2.2.1作用、作用效应和抗力

E一 混凝土的弹性模量； Ec. 钢管内混凝土的弹性模量； Ec.oc 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的弹性 模量； E 钢材的弹性模量； 钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； f 混凝土的轴心抗压强度设计值； fek 混凝土的轴心抗压强度标准值； fc.o 钢管外包混凝土的轴心抗压强度设计值； fa.o 钢管外包混凝土的立方体抗压强度标准值：

纵筋的抗拉强度设计值； 纵筋的抗压强度设计值： fsc 钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值； fscy 钢管混凝土截面的轴心抗压强度标准值： fsv 钢管混凝土截面的抗剪强度设计值； f 钢材的屈服强度； Gc.c 钢管内混凝土的剪变模量； Gc.oc 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的剪变 模量； G一 钢材的剪变模量； Ws 钢管混凝土桁式混合结构的截面抗弯模量。

2.2.4计算系数及其他

C 中和轴距受压边缘距离； Cm 结构端截面偏心距调节系数： kcr 长期荷载影响系数； Kd 脱空折减系数； KsCF 热点应力集中系数； n 轴压比；钢管混凝土桁式混合结构中弦杆总数； ncfst 内置钢管混凝土部分的承载力系数； nL 长期荷载比； R 一火灾下结构的荷载比； Rd 一撞击动力影响系数；

tR 耐火极限； V。一 撞击物速度； α1 钢管外包混凝土等效应力块强度系数； αe 腐蚀后钢管混凝土名义截面含钢率； αs 钢管混凝土截面含钢率； βi 侧向局部受压时混凝土强度提高系数： 侧向局部受压时混凝土强度影响系数； 应变； E。 钢管内混凝土单轴峰值压应变： cu 混凝土极限压应变； ne 弯矩增大系数； Ym 截面抗弯塑性发展系数； Ysc 钢管混凝土轴心抗压强度分项系数； 轴心受压结构的稳定系数； 入一 结构的换算长细比； 入。一 结构弹塑性失稳的界限长细比： 入一 计算截面的剪跨比； 入一 结构弹性失稳的界限长细比； S 约束效应系数； Se 腐蚀后名义约束效应系数； 6 应力； 0 钢管内混凝土单轴峰值压应力； X 环形脱空的脱空率； . 球冠形脱空的脱空率

tR 耐火极限； V。一 撞击物速度； α1 钢管外包混凝土等效应力块强度系数； αe 腐蚀后钢管混凝土名义截面含钢率； αs 钢管混凝土截面含钢率； βi 侧向局部受压时混凝土强度提高系数： 侧向局部受压时混凝土强度影响系数； E 应变； E。 钢管内混凝土单轴峰值压应变： u 混凝土极限压应变； ne 弯矩增大系数； Ym 截面抗弯塑性发展系数； Ysc 钢管混凝土轴心抗压强度分项系数； ? 轴心受压结构的稳定系数； 入一 结构的换算长细比； 入。 结构弹塑性失稳的界限长细比； 入，一 计算截面的剪跨比； 入 结构弹性失稳的界限长细比； S 约束效应系数； Se 腐蚀后名义约束效应系数； 6 应力； 0。 钢管内混凝土单轴峰值压应力； Xr 环形脱空的脱空率； Y. 球冠形脱空的脱空率

3.1.1钢管混凝土混合结构设计应包括下列内容： 1 结构方案设计，包括结构选型、结构布置： 2 材料选用及截面选择； 3作用及作用效应分析； 4 结构的极限状态验算； 5 结构、构件及连接的构造； 6制作、运输、安装、防腐和防火等要求； 7满足特殊要求结构的专门性能设计。 3.1.2本标准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设计。 3.1.3钢管混凝土混合结构应进行承载能力极限状态设计，且 除偶然设计状况外，应进行正常使用极限状态设计，并应符合下 列规定： 1进行承载能力极限状态设计时，应采用作用的基本组合、 偶然组合或地震组合； 2进行正常使用极限状态设计时，应采用作用的标准组合 频遇组合或准永久组合。 3.1.4钢管混凝土混合结构的安全等级和设计工作年限应符合 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。钢管混凝土混合结构的安全等级，不应低于整体工程结 构的安全等级。 3.1.5进行钢管混凝土混合结构设计时，应合理选择材料、结 构方案和构造措施，满足结构构件在施工和使用过程中的强度、 刚度和稳定性要求，并应符合防腐和防火等要求。

1进行承载能力极限状态设计时，应采用作用的基本组 偶然组合或地震组合； 2进行正常使用极限状态设计时，应采用作用的标准组 频遇组合或准永久组合。

3.1.5进行钢管混凝土混合结构设计时，应合理选择材

构方案和构造措施，满足结构构件在施工和使用过程中的强 刚度和稳定性要求，并应符合防腐和防火等要求，

3.1.6钢管混凝土混合结构的变形和裂缝宽度应满足安全木 用要求。根据工程类别，结构各部位的变形和裂缝宽度容许仁 符合国家现行有关标准的规定

3.1.8钢管混凝土混合结构应结合施工技术与实际工程条件

3.2.1钢管混凝土混合结构荷载标准值、荷载组合的分项系数、 组合值系数的确定应根据工程类别，符合国家现行有关标准的规 定。直接承受动力荷载的钢管混凝土混合结构，计算构件强度、 稳定性以及连接强度、疲劳时，动力荷载代表值应乘以动力系 数。动力系数取值应符合国家现行有关标准的规定。 3.2.2进行钢管混凝土混合结构的强度、稳定性以及连接强度 验算时，应采用荷载设计值；进行钢管混凝土混合结构的疲劳验 算时，应采用荷载标准值。

3.3.1钢管混凝土混合结构中钢管混凝土的构造应符合下

1圆形截面钢管外径不应小于200mm，壁厚不应小于 )，且不宜小于 )，其中f,为钢管钢材的屈服强度（N/mm）。 2截面含钢率不宜小于0.06，且不应大于0.20。截面含钢 率应按下式计算：

式中: α. 截面含钢率；

As一一钢管的截面面积（mm）； A。一钢管内混凝土的截面面积（mm）。 3约束效应系数不宜小于0.6，且不应大于4.0。约束效应 系数应按下式计算：

式中：一约束效应系数； fck一混凝土的轴心抗压强度标准值（N/mm）； f一一钢管钢材的屈服强度（N/mm）。 4当钢管外径大于或等于2000mm时，宜采取减小钢管内 混凝土收缩的构造措施。 3.3.2偏心受压的钢管混凝土桁式混合结构宜采用斜腹杆形式 当弦杆间距较小或有使用要求时，也可采用平腹杆形式。钢管混 凝土桁式混合结构腹杆的构造应符合下列规定： 1腹杆宜采用圆钢管或钢管混凝土，也可采用其他型钢； 2斜腹杆轴线宜交于节点中心；当杆件偏心不可避免时 应满足本标准第8.2.1条的要求；采用K形间隙连接节点时： 腹杆端部净距不宜小于两腹杆壁厚之和； 3平腹杆中心距离不宜大于弦杆中心距的4倍；腹杆空钢 管截面积不宜小于单根弦杆钢管截面积的1/5； 4腹杆与弦杆连接的其他构造要求、焊缝计算及弦杆在连 接处的受拉承载力计算应按现行国家标准《钢结构设计标准》 GB50017的有关规定执行。 3.3.3单肢钢管混凝土加劲混合结构中钢管混凝土部分的钢管 外径（D）与结构外截面宽度（B）的比值不宜小于0.5，且不 宜大于0.75；多肢钢管混凝土加劲混合结构中钢管混凝土部分 中角部钢管外径（D）与结构外截面宽度（B）的比值不宜小于 0.15，且不宜大于0.25。

3.3.3单肢钢管混凝土加劲混合结构中钢管混凝土部分的钢

外径（D）与结构外截面宽度（B）的比值不宜小于0.5，且 宜大于0.75；多肢钢管混凝土加劲混合结构中钢管混凝土部 中角部钢管外径（D）与结构外截面宽度（B）的比值不宜小 0.15，且不宜大于0.25。

4.1.1钢管混凝土混合结构中的钢管材料宜采用Q355、Q390

4.1.1钢管混凝土混合结构中的钢管材料宜采用Q355、Q390、 Q420和Q460钢。钢材的质量应符合现行国家标准《碳素结构 钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591、《建筑结 构用钢板》GB/T19879和《桥梁用结构钢》GB/T714的有关 规定。

4.1.2钢管混凝土混合结构中钢管的强度设计值和其他物理

能指标，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017、《码 素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591白 有关规定执行。

4.1.3钢管混凝土混合结构中的钢管宜采用直缝焊接钢管

逢应采用全熔透对接焊缝并应符合现行国家标准《钢结构焊接 范》GB50661中关于一级焊缝质量检验标准；也可采用无缝 管，钢管质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB 3162的有关规定。

HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；箍筋宜采用HRB400 HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，并应符合理 行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定

4.2.1钢管混凝土混合结构的混凝土质量应符合现行国家标 混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土强度检验评定机 准》GB/T50107的有关规定，并应符合下列规定：

4.2.1钢管混凝土混合结构的混凝土质量应符合现行国家标准

2钢管内混凝土的强度等级不应低于C30； 3钢管混凝土加劲混合结构管内混凝土的强度等级不应低 于钢管外包混凝土的强度等级；钢管外包混凝土的强度等级不应 低于C30。

表4.2.2钢管内混凝土强度等级

4.3.1用于钢管混凝土混合结构的焊接材料应符合下列

栓的规格和尺寸应分别符合现行国家标准《六角头螺栓C级》 GB/T5780与《六角头螺栓》GB/T5782的规定； 2钢结构用大六角高强度螺栓的质量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/T1229、《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的规定。扭剪型高强度螺栓的质量应符合现行国家 标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定； 3圆柱头焊（栓）钉连接件的质量应符合现行国家标准 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T10433的规定。 4.3.4连接紧固件的强度指标应按现行国家标准《钢结构设计 标准》GB50017的有关规定执行。

4.4.1用于钢管混凝土混合结构的防腐材料应符合现

准《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第 分：总则》GB/T30790.1的有关规定

准《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第1部 分：总则》GB/T30790.1的有关规定。 4.4.2用于钢管混凝土混合结构的防火涂料应符合现行国家标 准《钢结构防火涂料》GB14907的有关规定，其他类型防火材 料应符合国家现行有关标准的规定

准《钢结构防火涂料》GB14907的有关规定，其他类型防 料应符合国家现行有关标准的规定

5.1.1钢管混凝土混合结构应进行整体作用效应分析，并应对 结构中受力状况特殊部位进行更详细地分析。 5.1.2当结构在施工阶段和使用阶段有多种受力工况时，应分 别进行结构分析，确定对结构最不利的作用组合，并应符合下列 规定： 1结构遭受罕遇地震、火灾、撞击等偶然作用时，尚应按 国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析； 2当混凝土的收缩、徐变、支座沉降、温度变化、腐蚀等 间接作用在结构中产生的作用效应危及结构的安全或正常使用 时，应进行相应的作用效应分析，并应采取相应的技术措施； 3使用阶段的结构分析，应计入施工过程所形成的内力和 变形对结构受力性能的影响。 5.1.3 结构分析应符合下列要求： 1 满足力学平衡条件； 2 符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件等； 3 采用合理的材料本构模型； 4 进行施工阶段和使用阶段结构计算。 5.1.4 钢管混凝土混合结构应对主要施工阶段进行下列计算： 1钢管构件制作、运输、安装过程中，钢结构的强度、变 形和稳定计算； 2钢管内混凝土浇筑过程中，钢结构的强度、变形和稳定 计算； 3对于钢管混凝土加劲混合结构，浇筑钢管外包混凝土过 程中钢结构及混凝土结构的强度、变形和稳定计算。

5.1.5施工阶段结构分析中，应计人施工全过程中出现的实际 作用和效应，包括架设机具和材料、安装过程中的钢管结构、浇 筑过程中的混凝土、临时支撑的安装和拆除、温度变化、风荷载 和其他施工临时荷载。

5.2.1钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值应按下列公式

5.2.1钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值应按下列公式 计算：

fsce = Iscy sc f scy=(1.14+1.02)fc

(EA)。=EsAs+Ec.cA (EA),=E.A

式中：（EA) 钢管混凝土截面的弹性抗压刚度（N)； (EA), 钢管混凝土截面的弹性抗拉刚度（N）； E 钢管钢材的弹性模量（N/mm?），应按现行国 家标准《钢结构设计标准》GB50017的有关

规定确定； Ec一 钢管内混凝土的弹性模量（N/mm），应按现 行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 的有关规定确定； As一一钢管的截面面积（mm）； A。一一钢管内混凝土的截面面积（mm） 钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度宜按下式计算：

式中：EI 钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度（N·mm）； I。一一钢管的截面惯性矩（mm*）； I。一钢管内混凝土的截面惯性矩（mm）。 5.2.5钢管混凝土截面的弹性抗剪刚度宜按下式计算：

GA = G.A. +G..A.

式中：GA 钢管混凝土截面的弹性抗剪刚度（N）； G 钢管钢材的剪变模量（N/mm），应按现行国家 标准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定 确定； Gcc 钢管内混凝土的剪变模量（N/mm），应按现行 国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有 关规定确定。

(EA)c.h =Z(E,A,+Es.A, +Ec.A.)+Ec.ocA

CA)ch=(EA+EsA+EcA)+EcocAo

(EA)th =Z(E.A, +Es,A,)

式中：(EA)c,h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗压刚度

式中：(EA),h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗压刚度 (N); (EA)t,h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗拉刚度 (N);

Aoc 混凝王结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 的截面面积（mm?）。 管混凝土混合结构的截面弹性抗弯刚度宜按下式计算： EI)h=E,Is.h+Es,tli,h+Ec.cIc,h+EcocIoc,h(5.2.7) EI）h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗弯刚度 (N·mm); Is,h 钢管对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯 性矩（mm*); 纵筋对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯 性矩（mm4）； 钢管内混凝土对钢管混凝土混合结构截面形 心轴的惯性矩（mm*）； Ioc.h 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯性矩 (mm4)。 楚泪士温合纯坊钻热而

5.2.8钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度宜按

(GA)h = Z(GA,+Gc.cA.)+Gc.ocA。

(GA)h 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度 (N); Gc.c 钢管内混凝土的剪变模量（N/mm），应按

现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定； Gc,oc— 混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土 的剪变模量（N/mm），应按现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规 定确定。

5.3.1钢管混凝土混合结构分析应根据结构类型、材料性能和 受力特点等，选择弹性分析方法、弹塑性分析方法或试验分析方 法。采用计算软件进行结构分析时，应对结果进行判断和校核， 确认结果合理、有效后方可应用于工程设计。 5.3.2钢管混凝土混合结构的计算分析应计入风荷载的静力和 动力作用，特殊结构的风荷载体型系数宜通过风洞试验确定。 5.3.3钢管混凝土桁式混合结构的阻尼比，在多遇地震作用下 可取0.03，在罕遇地震作用下可取0.04；钢管混凝土加劲混合 结构的阻尼比，在多遇地震作用下可取0.045，在罕遇地震作用 下可取0.05；结构阻尼比也可根据结构试验确定。 5.3.4采用纤维模型法进行钢管混凝土混合结构的弹塑性分析 时，可采用本标准附录A中的材料本构模型

5.3.4采用纤维模型法进行钢管混凝土混合结构的引

6钢管混凝土式混合结构承载力计算

6.1.1钢管混凝土桁式混合结构中，弦杆的容许长细比应按现 行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936的有关规定 确定，腹杆的容许长细比应按现行国家标准《钢结构设计标准》 GB50017的有关规定确定。 6.1.2钢管混凝土桁式混合结构的承载力设计应分别对结构整 体承载力和单根弦杆、腹杆的承载力进行计算。结构的换算长细 比应通过结构整体分析确定，轴心受压结构的换算长细比也可按 现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936确定。除 按本标准方法计算外，结构的承载力也可通过结构整体分析 确定。 6.1.3带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构，混凝土结 构板和架之间应有效连接并共同工作。 6.1.4由施工过程引起的单肢弦杆钢管初应力限值应为空钢管 承载力对应临界应力值的35%。当钢管混凝土中由施工过程引 起的钢管初应力小于限值时，可忽略施工过程对成型后结构承载 力计算的影响。当钢管混凝土中由施工过程引起的钢管初应力大

6.1.4由施工过程引起的单肢弦杆钢管初应力限值应为

承载力对应临界应力值的35%。当钢管混凝土中由施工过程引 起的钢管初应力小于限值时，可忽略施工过程对成型后结构承载 力计算的影响。当钢管混凝土中由施工过程引起的钢管初应力大 于或等于限值时，应计人施工过程对成型后结构承载力计算的 影响，

6.2 受压、受拉、受弯承载力

NN. Nu=gZN。 N。 = fscAsc Asc =A+A

(0. 4

锅炉标准(a > 1. 2)

(a< 0. 4) (a > 0. 4)

(a<0.4) (a > 0. 4)

6.2.2不带混凝土结构板且受压弦杆相同的钢管混凝土桁式混

管件标准5一混凝土结构板；6一纵筋；7一弦杆外包混凝土

式中：一 混凝土结构板的受压稳定系数，应按现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010计算，计算长度 宜按节间长度1取值； be一单肢弦杆梁对应的混凝土结构板翼缘计算宽度 （mm），应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》 GB50010计算； 26e一 混凝土结构板翼缘计算宽度之和（mm），计算宽度 重叠的部分不应重复计算； hb一一截面受压区混凝土结构板厚度（mm）； f。一混凝土结构板中混凝土的轴心抗压强度设计值 (N/mm) ;

2.5带混凝土结构板且受压、受拉弦杆分别相同的钢管混凑 析式混合结构第二类截面的受弯承载力宜按下列公式计算：