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《高层建筑混凝土结构技术规程》

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共 519 条公开条文 · 本页 19 条

F.1.4

钢管混凝土柱考虑长细比影响的承载力折减系数φl,按下列公式计算:

条文说明

   F.1.4 规程公式(F.1.4—1)是总结国内外大量试验结果(约340个)得出的经验公式。对于普通混凝土,L0/D≤50在的范围内,对于高强混凝土,在L0/D≤20的范围内,该公式的计算值与试验实测值均符合良好(图22、23)。从现有的试验数据看,钢管径厚比D/t,钢材品种以及混凝土强度等级或套箍指标等的变化,对φl值的影响无明显规律,其变化幅度都在试验结果的离散程度以内,故公式中对这些因素都不予考虑。为合理地发挥钢管混凝土抗压承载能力的优势,本规程对柱的长径比作了

F.1.5-F.1.6

F.1.5柱的等效计算长度应按下列公式计算:

F.1.6 钢管混凝土柱考虑柱身弯矩分布梯度影响的等效长度系数k,应按下列公式计算:


条文说明

  F.1.5、F.1.6 本条的等效计算长度考虑了柱端约束条件(转动和侧移)和沿柱身弯矩分布梯度等因素对柱承载力的影响。
柱端约束条件的影响,借引入“计算长度”的办法予以考虑,与现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017所采用的办法完全相同。
为考虑沿柱身弯矩分布梯度的影响,在实用上可采用等效标准单元柱的办法予以考虑。即将各种一次弯矩分布图不为矩形的两端铰支柱以及悬臂柱等非标准柱转换为具有相同承载力的一次弯矩分布图呈矩形的等效标准柱。我国现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017和国外的一些结构设计规范,例如美国ACI混凝土结构规范,采用的是等效弯矩法,即将非标准柱的较大端弯矩予以缩减,取等效弯矩系数c不大于1,相应的柱长保持不变(图24a);本规程采用的则是等效长度法,即将非标准柱的长度予以缩减,取等效长度系数k不大于1,相应的柱端较大弯矩M2保持不变(图24b)。两种处理办法的效果应该是相同的。
本规程采用等效长度法,在概念上更为直观,对于在实验中观察到的双曲压弯下的零挠度点漂移现象,更易于解释。

本条所列的等效长度系数公式,是根据中国建筑科学研究院专门的试验结果建立的经验公式。

F.1.7

钢管混凝土单肢柱的拉弯承载力应满足下列规定:

条文说明

   F.1.7 虽然钢管混凝土柱的优势在抗压,只宜作受压构件,但在个别特殊工况下,钢管混凝土柱也可能有处于拉弯状态的时候。为验算这种工况下的安全性,本规程假定钢管混凝土柱的N—M曲线在拉弯区为直线,给出了以钢管混凝土纯弯状态和轴心受拉状态时的承载力为基础的相关公式,其中纯弯承载力与压弯公式中的纯弯承载力相同,轴心受拉承载力仅考虑钢管的作用。

F.1.8-F.1.9

F.1.8 当钢管混凝土单肢柱的剪跨a(横向集中荷载作用点至支座节点边缘的距离)小于柱子直径D的2倍时,柱的横向受剪承载力应符合下式规定:

F.1.9 钢管混凝土单肢柱的横向受剪承载力设计值应按下列公式计算:

条文说明

  F.1.8、F.1.9 钢管混凝土中的钢管,是一种特殊形式的配筋,系三维连续的配筋场,既是纵筋,又是横向箍筋,无论构件受到压、拉、弯、剪、扭等何种作用,钢管均可随着应变场的变化而自行调节变换其配筋功能。一般情况下,钢管混凝土柱主要受压弯作用,在按压弯构件确定了柱的钢管规格和套箍指标后,其抗剪配筋场亦相应确定,无须像普通钢筋混凝土构件那样另做抗剪配筋设计。以往的试验观察表明,钢管混凝土柱在剪跨柱径比a/D大于2时,都是弯曲型破坏。在一般建筑工程中的钢管混凝土框架柱,其高度与柱径之比(即剪跨柱径比)大都在3以上,横向抗剪问题不突出。在某些情况下,例如钢管混凝土柱之间设有斜撑的节点处,大跨重载梁的梁柱节点区等,仍可能出现影响设计的钢管混凝土小剪跨抗剪问题。为解决这一问题,中国建筑科学研究院进行了专门的抗剪试验研究,本条的计算公式(F.1.9—1)和(F.1.9—2)即系根据这批试验结果提出的,适用于横向剪力以压力方式作用于钢管外壁的情况。

F.1.10-F.1.12

F.1.10 钢管混凝土局部受压应符合下式规定:


F.1.11 钢管混凝土柱在中央部位受压时(图F.1.11),局部受压承载力设计值应按下式计算:


F.1.12 钢管混凝土柱在其组合界面附近受压时(图F.1.12),局部受压承载力设计值应按下式计算:

条文说明

  F.1.10~F.1.12 众所周知,对混凝土配置螺旋箍筋或横向方格钢筋网片,形成所谓套箍混凝土,可显著提高混凝土的局部承压强度。钢管混凝土是一种特殊形式的套箍混凝土,其钢管具有类似螺旋箍筋的功能,显然也应具有较高的局部承压强度。钢管混凝土的局部承压可分为中央部位的局部承压和组合界面附近的局部承压两类。中国建筑科学研究院的试验研究表明,在上述两类局部承压下的钢管混凝土强度提高系数亦服从与面积比的平方根成线性关系的规律。
第F.1.12条的公式可用于抗剪连接件的承载力计算,其中所指的柔性抗剪连接件包括节点构造中采用的内加强环、环形隔板、钢筋环和焊钉等。至于内衬管段和穿心牛腿(承重销)则应视为刚性抗剪连接件。
当局压强度不足时,可将局压区段管壁加厚予以补强,这比局部配置螺旋箍筋更简便些。局压区段的长度可取为钢管直径的1.5倍。

F.2 连接设计

F.2.1

钢管混凝土柱的直径较小时,钢梁与钢管混凝土柱之间可采用外加强环连接(图F.2.1—1),外加强环应是环绕钢管混凝土柱的封闭的满环(图F.2.1—2)。外加强环与钢管外壁应采用全熔透焊缝连接,外加强环与钢梁应采用栓焊连接。外加强环的厚度不应小于钢梁翼缘的厚度,最小宽度c不应小于钢梁翼缘宽度的70%。


条文说明

F.2.1 外加强环可以拼接,拼接处的对接焊缝必须与母材等强。

F.2.2

  钢管混凝土柱的直径较大时,钢梁与钢管混凝土柱之间可采用内加强环连接。内加强环与钢管内壁应采用全熔透坡口焊缝连接。梁与柱可采用现场直接连接,也可与带有悬臂梁段的柱在现场进行梁的拼接。悬臂梁段可采用等截面(图F.2.2—1)或变截面(图F.2.2—2、图F.2.2—3);采用变截面梁段时,其坡度不宜大于1/6。

条文说明

  F.2.2 采用内加强环连接时,梁与柱之间最好通过悬臂梁段连接。悬臂梁段在工厂与钢管采用全焊连接,即梁翼缘与钢管壁采用全熔透坡口焊缝连接、梁腹板与为钢管壁采用角焊缝连接;悬臂梁段在现场与梁拼接,可以采用栓焊连接,也可以采用全螺栓连接。采用不等截面悬臂梁段,即翼缘端部加宽或腹板加腋或同时翼缘端部加宽和腹板加腋,可以有效转移塑性铰,避免悬臂梁段与钢管的连接破坏。

F.2.3

  钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱的连接构造应同时满足管外剪力传递及弯矩传递的要求。

条文说明

  F.2.3 本规程中钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱的连接方式分别针对管外剪力传递和管外弯矩传递两个方面做了具体规定,在相应条文的图示中只针对剪力传递或弯矩传递的一个方面做了表示,工程中的连接节点可以根据工程特点采用不同的剪力和弯矩传递方式进行组合。

F.2.4

钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接时,钢管外剪力传递可采用环形牛腿或承重销;钢筋混凝土无梁楼板或井式密肋楼板与钢管混凝土柱连接时,钢管外剪力传递可采用台锥式环形深牛腿。也可采用其他符合计算受力要求的连接方式传递管外剪力。

F.2.5

  环形牛腿、台锥式环形深牛腿可由呈放射状均匀分布的肋板和上、下加强环组成(图F.2.5)。肋板应与钢管壁外表面及上、下加强环采用角焊缝焊接,上、下加强环可分别与钢管壁外表面采用角焊缝焊接。环形牛腿的上、下加强环以及台锥式深牛腿的下加强环应预留直径不小于50mm的排气孔。

台锥式环形深牛腿下加强环的直径可由楼板的冲切承载力计算确定。

F.2.6

    钢管混凝土柱的外径不小于600mm时,可采用承重销传递剪力。由穿心腹板和上、下翼缘板组成的承重销(图F.2.6),其截面高度宜取框架梁截面高度的50%,其平面位置应根据框架梁的位置确定。翼缘板在穿过钢管壁不少于50mm后可逐渐收窄。钢管与翼缘板之间、钢管与穿心腹板之间应采用全熔透坡口焊缝焊接,穿心腹板与对面的钢管壁之间(图F.2.6a)或与另一方向的穿心腹板之间(图F.2.6b)应采用角焊缝焊接。

F.2.7

  钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱的管外弯矩传递可采用井式双梁、环梁、穿筋单梁和变宽度梁,也可采用其他符合受力分析要求的连接方式。

F.2.8

   井式双梁的纵向钢筋钢筋可从钢管侧面平行通过,并宜增设斜向构造钢筋(图F.2.8);井式双梁与钢管之间应浇筑混凝土。


条文说明

F.2.8 井字双梁与钢管之间浇筑混凝土,是为了确保节点上各梁端的不平衡弯矩能传递给柱。

F.2.9

钢筋混凝土梁(图F.2.9)的配筋应由计算确定。环梁的构造应符合下列规定:
1 环梁截面高度宜比框架粱高50mm;
2 环梁的截面宽度宜不小于框架粱宽度;
3 框架梁的纵向钢筋在环梁内的锚固长度应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定;
4 环梁上、下环筋的截面积,应分别不小于框架梁上、下纵筋截面积的70%;
5 环梁内、外侧应设置环向腰筋,腰筋直径不宜小于16mm,间距不宜大于150mm;
6 环梁按构造设置的箍筋直径不宜小于10mm,外侧间距不宜大于150mm。

条文说明

F.2.9 规定了钢筋混凝土环梁的构造要求,目的是使框架梁端弯矩能平稳地传递给钢管混凝土柱,并使环梁不先于框架梁端出现塑性铰。

F.2.10

  采用穿筋单梁构造(图F.2.10)时,在钢管开孔的区段应采用内衬管段或外套管段与钢管壁紧贴焊接,衬(套)管的壁厚不应小于钢管的壁厚,穿筋孔的环向净矩s不应小于孔的长径b,衬(套)管端面至孔边的净距w不应小于孔长径b的2.5倍。宜采用双筋并股穿孔(图F.2.10)。

条文说明

F.2.10 “穿筋单梁”节点增设内衬管或外套管,是为了弥补钢管开孔所造成的管壁削弱。穿筋后,孔与筋的间隙可以补焊。条件许可时,框架梁端可水平加腋,并令梁的部分纵筋从柱侧绕过,以减少穿筋的数量。

F.2.11

 钢管直径较小或梁宽较大时,可采用梁端加宽的变宽度梁传递管外弯矩的构造方式(图F.2.11)。变宽度梁一个方向的2根纵向钢筋可穿过钢管,其余纵向钢筋可连续绕过钢管,绕筋的斜度不应大于1/6,并应在梁变宽度处设置附加箍筋。

本规程用词说明

1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对于要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的:

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:

正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

1 《建筑地基基础设计规范》GB 50007
 

2 《建筑结构荷载规范》GB 50009

3 《混凝土结构设计规范》GB 50010

4 《建筑抗震设计规范》GB 50011

5 《钢结构设计规范》GB 50017

6 《工程测量规范》GB 50026

7 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086

8 《地下工程防水技术规范》GB 50108

9 《滑动模板工程技术规范》GB 50113

10 《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119

11 《粉煤灰混凝土应用技术现范》GB 50146

12 《混凝土质量控制标准》GB 50164

13 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202

14 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204

15 《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205

16 《组合钢模板技术规范》GB 50214

17 《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223

18 《大体积混凝土施工规范》GB 50496

19 《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497

20 《塔式起重机安全规程》GB 5144

21 《起重机械安全规程》GB 6067

22 《施工升降机安全规程》GB 10055

23 《塔式起重机》GB/T 5031

24 《施工升降机标准》GB/T 10054

25 《混凝土泵》GB/T 13333

26 《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370

27 《预拌混凝土》GB/T 14902

28 《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107

29 《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ 6

30 《建筑变形测量规程》JGJ 8

31 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18

32 《钢筋焊接接头试验方法》JGJ 27

33 《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33

34 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46

35 《建筑施工安全检查标准》JGJ 59

36 《液压滑动模板施工安全技术规程》JGJ 65

37 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80

38 《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92

39 《建筑桩基技术规范》JGJ 94

40 《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ 95

41 《钢框胶合板模板技术规程》JGJ 96

42 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99

43 《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102

44 《建筑工程冬期施工规程》JGJ 104

45 《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107

46 《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114

47 《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120

48 《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 128

49 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130

50 《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133

51 《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138

52 《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ 160

53 《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162

54 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166

55 《清水混凝土应用技术规程》JGJ 169

56 《建筑施工土石方工程安全技术规范》JGJ 180

57 《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T 10

58 《钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋》JG 3006

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