DBJ/T13-51-2020 钢管混凝土结构技术规程(附条文说明).pdf

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  • DBJ/T13-51-2020  钢管混凝土结构技术规程(附条文说明)

    1.9套箍系数 confinement factd

    构件截面中钢管面积、钢材强度标准值乘积与混凝土面积、 混凝土强度标准值之比。

    标准血压为提高钢筋混凝土剪力墙的抗震性能而在墙体相交处增设 了钢管混凝土边框柱的剪力墙

    2.2.1作用、作用效应和抗力

    M一 弯矩设计值; Mb一 柱中心线处的梁支座弯矩设计值: N一 轴向力设计值: Nus一 短期荷载作用下钢管混凝土构件的承载力 T 一 扭矩设计值; V 剪力设计值。

    EA 钢管混凝土组合轴压刚度: EI 一 钢管混凝土组合弹性抗弯刚度: E 一 混凝土的弹性模量; Es 一 钢材的弹性模量; Esc一 钢管混凝土的组合轴压弹性模量: f一 钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值 fck、fe 一 混凝土的抗压强度标准值、设计值; i 焊缝抗剪强度设计值;

    钢管混凝土的抗压强度标准值、设计值; 钢材的屈服强度: 钢管混凝土构件的组合剪切刚度: 钢管混凝土组合剪变模量; 钢材的剪变模量; 混凝土的剪变模量; 欧拉临界力; 钢管混凝土的组合剪切强度标准值、设计值

    Ac 钢管内混凝土的截面面积: AL 一 局部受压面积; As 一 钢管的截面面积; Asc 钢管混凝土构件的组合截面面积(Asc=As+Ac); 1s,s 纵向加劲肋的截面面积之和; a 一 防火保护层厚度(mm); be 与加强环板共同工作的钢管壁的有效宽度; bi 一 角焊缝包入的宽度; C 一 钢管混凝土柱横截面周长(mm); D 一 圆钢管混凝土构件的钢管横截面外直径: B 矩形钢管混凝土构件的截面宽度、圆端形钢管混凝 土构件的截面宽度或带直角的等边六边形钢管混凝 土构件的横截面的边长: H一 矩形钢管混凝土构件或圆端形钢管混凝土构件的截 面高度; hf一 焊缝高度; hj一月 腹板或肋板高度: hs一 纵向加劲肋的高度或矩形钢管混凝土加强环板的平 面尺寸; 混凝土的截面惯性矩:

    2.2.4计算系数及其他

    钢管的截面惯性矩; 钢管混凝土组合截面惯性矩; 焊缝长度; 构件的计算长度; 钢板厚度(mm); 耐火极限(h) 纵向加劲肋的厚度; 钢管混凝土构件组合截面的模量: 钢管混凝土构件的组合截面抗扭抵抗矩 脱空率。

    kcr 长期荷载作用影响系数; KLr 钢管混凝土局部受压承载力折减系数: kp 一 钢管初应力影响系数: αls 一 钢管混凝土构件的含钢率(αs=As/Ac); β一 局压面积比或加强环板同时受垂直双向拉力的比 值; Bo 一 钢管初应力系数; Pm 一 等效弯矩系数; Ym 截面抗弯塑性发展系数 % 一 格构式柱组合抗弯刚度的折减系数: Y 一 钢管混凝土抗扭强度承载力计算系数; 一 钢管混凝土抗剪强度承载力计算系数; ? 一 轴心受压构件的稳定系数: 元 一 长细比; 钢管混凝土构件的套箍系数sc=αsf/fk

    3.1.1钢材的选用应符合现行国家标准《钢结构设计标

    3.1.2承重结构的圆钢管

    宜选用输送流体用的螺旋焊管。矩形、圆端形、带直角的等边六 边形钢管宜采用直缝焊接管或冷弯型钢钢管。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/T 178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。全熔透焊缝至少应符合二级焊缝质 量检验标准。

    3.1.3当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向 其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T531 规定。

    3.1.4结构中使用的钢筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计 规范》GB50010的规定。

    《钢结构设计标准》GB50017中的有关规定,其中弹性模量、剪 变模量、质量密度以及线膨胀系数按表3.1.5.1取值。钢筋应符合 现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的有关规定

    表3.1.5.1钢材的物理性能指标

    3.1.6抗震设计时,钢管混凝土结构的钢材应符合下列规定:

    1钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实 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混凝土宜采用普通混凝土、高性能混凝土和钢纤维混凝土。 3.2.2混凝土的抗压强度、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》GB50010执行。 3.2.3钢管内混凝土的强度等级不应低于C30,不宜高于C80, 如采用C80以上高强混凝土时,应有可靠的依据。 3.2.4钢管混凝土中素混凝士的收缩应按附录B计算。

    3.3.1 应按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB50936 执行。

    4.1.1钢管混凝土的设计应充分考虑工程情况、材料供应、构件 运输、安装和施工的具体条件,合理选用结构方案,做到安全、 经济和适用,同时注意结构的抗腐蚀性能和耐火性能。钢管混 土结构的安全等级和设计使用年限按现行国家标准《建筑结构可 靠度设计统一标准》GB50068确定

    4.1.2采用钢管混凝土结构的多层和高层建筑的荷载及荷载

    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。 4.1.3钢管混凝构件设计,应按承载能力极限状态和正常使用 极限状态进行设计。

    yoSa

    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; 作用组合的效应设计值; 构件承载力设计值: 构件承载力抗震调整系数

    4.1.5# 抗震设计时,钢管混凝土构件的抗震调整系数应按表4.1.3 采用。

    表4.1.5承载力抗震调整系数RB

    4.1.6在对预制构件进行吊装验算时,荷载设计值应乘动力系数 1.5。 4.1.74 钢管混凝土宜用作轴心受压或小偏心受压的构件,当大偏 心受压采用单根构件不够经济合理时,宜采用格构式构件。 4.1.8厂房柱和构架柱宜选用截面形式为单肢、双肢、三肢和四 肢等,设计时应根据厂房规模、结构形式、荷载情况和使用要求 确定。 4.1.9当钢管混凝土用作地震区的多层、高层和超高层框架结构 柱时,钢管混凝土构件截面的套箍系数sc(Osc=Asfy/Afck)不应小于 0.6,不宜大于4.0。 4.1.10钢管的外直径或最小外边长不宜小于300mm,焊接钢管 的壁厚不宜小于4mm,冷弯钢管的壁厚不宜小于3mm。不设级 可加劲肋时: 1对受压为主的圆形钢管混凝土构件,其截面的钢管外直径 与壁厚之比D/t不应大于135(235/);对受弯为主的圆形钢管混凝 土构件,其截面的钢管外直径与壁厚之比D/不应大于 150(235/fy); 2对矩形钢管混凝土构件,其截面边长和壁厚之比H/t不应 大于60/235/ f,;

    Y hsT 贝 贝 K

    图4.1.11带纵向加劲肋的钢管混凝王

    图4.1.11带纵向加劲肋的钢管混凝土 t一钢板的厚度;ts一纵向加劲肋的厚度;hs一纵向加劲肋的高度;w一子板件的宽度。 4.1.12矩形钢管混凝土构件的截面高宽比(H/B)不应大于2, 圆端形钢管混凝土构件的截面高宽比(H/B)不应大于3。 4.1.13对于圆钢管混凝土构件,其截面含钢率αs(αs=As/Ac)不

    4.1.13对于圆钢管混凝土构件,其截面含钢率αs(αs=As/Ac)不

    应小于0.06,不宜大于0.20;对于矩形钢管混凝土、圆端形钢管 混凝土和带直角的等边六边形钢管混凝土构件,其截面含钢率α 不应小于0.05,不宜大于0.20。 4.1.14直径大于2m的圆形和圆端形钢管混凝土构件、边长大于 1.5m的矩形钢管混凝土构件及边长大于0.7m的带直角的等边六 边形钢管混凝土构件,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。

    4.2.1钢管混凝土构件的组合抗压设计值f..应按下式i

    钢管混凝土构件的组合抗压设计值s。应按下式计算

    = (1.14 +1.020sc) f

    矩形钢管混凝土、带直角的等边六边形钢管混凝土

    矩形钢管混凝土、带直角的等边六边形钢管混凝土

    3圆端形钢管混凝土:

    混凝土的抗压强度设计值; 构件的套箍系数(sc=αsfy/fck); 沟件的含钢率; 钢管、管内混凝土的面积; 钢管平直段范围内混凝土的截面面积; 钢管平直段的截面面积; 钢管圆弧段范围内钢管与混凝土的面和 之和。

    4.2.24 钢管混凝土构件的组合剪切强度设计值Tsc按下式计算:

    4.2.2钢管混凝土构件的组合剪切强度设计值t按下式计算

    钢管混凝土构件的组合剪切强度设计值Tsc按下式计算: 圆钢管混凝土:

    矩形和带直角的等边六边形钢管混凝土:

    矩形和带直角的等边六边形钢管混凝土:

    圆端形钢管混凝土:

    El = E,Is +α·Eclc

    4.2.5钢管混凝土组合弹性剪切刚度应按下式计算:

    (GA). = G.A. + G.A

    钢材的剪变模量,应按表3.1.5.1取值; 混凝土的剪变模量,应按现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010的混 凝土弹性模量的0.4倍取值。

    4.2.6钢管与混凝土的粘结强度f取值如下

    圆钢管取f=0.225N/mm;方矩形钢管、带直角的等边六边 杉钢管和圆端形钢管,取f=0.15N/mm。

    4.3.1采用钢管混凝土的房屋建筑,在风荷载和地震作用下的侧 移限值应符合现行行业标准《组合结构设计规范》JGJ138中钢管 混凝土结构的规定。

    4.4.1采用钢管混凝土的房屋,最大适用高度及抗震等

    4.4.1采用钢管混凝土的房屋,最大适用高度及抗震等级应符合 现行行业标准《组合结构设计规范》JGJ138中钢管混凝土结构的 规定。

    4.4.2进行结构动力弹塑性时程分析时,钢管混凝土构件的

    形钢管混凝土柱和截面高宽比大于1.5的圆端形钢管混凝土柱的 房屋建筑,柱的轴压比应按下式计算,并不宜大于表4.4.3中规定 的限值。

    N fA, + fAc

    柱的轴压比; 考虑地震作用组合的柱轴压力设计值; 钢管内填混凝土面积; 钢管截面面积

    .3矩形钢管混凝土柱、带直角的等边六边形钢管混凝士柱和截面高宽

    于1.5的圆端形钢管混凝土柱的轴压

    注1剪跨比不大于2时,其轴压比限值应比表中数值减少0.05:

    2当混凝土强度等级为C65~C70时,轴压比限值应比表中数值减少0.05; 当混凝土强度等级为C75~C80时,应比表中数值减少0.10。

    5.1.1本章适用于承受静力荷载或间接承受动力荷载作用的钢管 混凝土构件的设计和计算。 5.1.2对框架柱和排架阶形柱的计算长度应按现行国家标准《钢 管混凝土结构技术规范》GB50936的有关规定。 5.1.3钢管混凝土构件的容许长细比应按现行国家标准《钢管混 疑土结构技术规范》GB50936的有关规定确定。 5.1.4对框(排)架结构进行作用效应分析时,按下式计算柱的抗 弯刚度。

    B, =Y,(E,I,+α.E.I.)

    柱组合抗弯刚度折减系数,当为单肢柱 时,=1;当为格构式柱时,值分别 按5.1.5或5.1.6条的规定计算。混凝土 刚度系数α的确定方法见4.2.4条。

    5.1.5当斜腹杆格构式柱用于框(排)架柱时「图5.1.51,其刚度折 减系数按下式计算

    H. ka H. I. ks = Ia

    H. H. L Ia

    单根受压柱肢的截面刚度; 单根腹杆空钢管的截面刚度 节间数; 柱肢平面夹角的一半; 上柱、柱总高; 上、下柱截面惯性矩。

    图5.1.5斜腹杆格构式柱

    5.1.6当平腹杆格构式柱用于框(排)架柱时,将组合柱视为多层 框架「图5.1.61,参与结构整体计算。 平腹杆格构式柱的刚度折减系数按下式计算

    [1 Iw Isc Asc

    柱肢净间距; 单根腹杆截面惯性矩; 单根柱肢截面惯性矩: 单根柱肢截面面积。

    .1.6平腹杆格构式

    对于圆形和圆端形钢管混凝土:

    2对于矩形和带直角的等边六边形钢管混凝土:

    (αn ≤1) (αn >1) el/r≤0.4) (elr > 0.4)

    和带直角的等边六边形钢管混

    (αn ≤1) (a, >1)

    (e/r ≤ 0.4) (elr ≥0.4)

    考虑构件长细比()和荷载偏心 率(elr)影响的函数; 计算系数,几n=2/80; 构件的长细比; 荷载偏心距; 荷载偏心率。对于圆钢管混凝士 为0.5倍的截面高度; 钢管初应力系数; 钢管中的初应力; 空钢管轴压稳定系数仿古建筑,按《钢结 构设计标准》GB50017取值; 钢材的抗拉强度设计值。

    5.1.8薄壁钢管混凝土的纵向加劲肋可采用焊接连接,如图 4.1.11(a)和(c)所示;也可采用冷弯成肋的方式,如图4.1.11(b)和(d 所示。图4.1.11(b)和(d)所示的构件,其冷弯型钢的拼接焊缝应为 满焊,并符合二级焊缝检验标准。 5.1.9带肋薄壁钢管混凝土的加劲肋惯性矩应满足式(5.1.9)的要 求。

    fy I, ≥3.1×10 280

    式中: Is 单个加劲肋截面绕自身平行于管壁的形心轴 的惯性距; W 被加劲肋分割后的子板件宽度: 钢管壁厚;

    钢管钢材屈服强度。 5.1.10带肋薄壁钢管混凝土[图4.1.111的加劲肋间及加劲肋与钢 板间的平板辅助软件,其宽厚比应满足式(5.1.10)的要求,

    W 235 ≤50 1 fy

    5.2轴心受力构件承载力计算

    ....
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