矩形钢管混凝土结构技术规程20040720.ppt

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矩形钢管混凝土结构技术规程简介矩形钢管混凝土结构技术规程简介编编制制组组沈沈祖祖炎炎二二OO四年四年一一目目次次1.总则总则2.术语和符号术语和符号3.材料材料4.基本设计规定基本设计规定5.结构体系与结构分析结构体系与结构分析6.承重构件设计承重构件设计7.节点设计节点设计8.抗侧力构件设计抗侧力构件设计9.桁架设计桁架设计10.耐火设计耐火设计11.施工施工附录附录条文说明条文说明二二.规程的适用范围规程的适用范围1.适适用用于于工工业业与与民民用用房房屋屋和和一一般般构构筑筑物物的的矩矩形形钢钢管管混混凝凝土土结结构构的的设设计及施工计及施工2.未考虑直接承受动力荷载的承重结构的特殊要求未考虑直接承受动力荷载的承重结构的特殊要求3.除本规程有明确规定外，尚应符合除本规程有明确规定外，尚应符合建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB50009钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017冷弯薄壁型钢结构技术规范冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018混凝土结构技术规范混凝土结构技术规范GB50010建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范GB50205混凝土结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范GB502044.对有特殊设计要求和在特殊情况下的矩形钢管混凝土结构设计，对有特殊设计要求和在特殊情况下的矩形钢管混凝土结构设计，尚应符合现行国家有关标准的要求尚应符合现行国家有关标准的要求三三.材材料料1.钢材：

钢材：

Q235、Q345、Q390、Q420

（1）Q235A级钢不应用于焊接结构级钢不应用于焊接结构

（2）矩形钢管可采用矩形钢管可采用冷弯成型的直缝或螺旋缝焊接管冷弯成型的直缝或螺旋缝焊接管热轧管热轧管冷弯型钢或热轧钢板、热轧型钢焊成管冷弯型钢或热轧钢板、热轧型钢焊成管2.钢筋：

宜用钢筋：

宜用HRB400级和级和HRB335级级也可用也可用HPB235级和级和RRB400级级3.混凝土材料混凝土材料

（1）不低于）不低于C30

（2）对对Q235钢管钢管宜配宜配C30或或C40级级对对Q345钢管钢管宜配宜配C40或或C50级及以上级及以上对对Q390、Q420钢管钢管宜配宜配C50级及以上级及以上四四.基本设计规定基本设计规定1.一般工业与民用建筑一般工业与民用建筑安全等级可取为二级、设计使用年限为安全等级可取为二级、设计使用年限为50年年2.多高层抗侧力结构为钢结构多高层抗侧力结构为钢结构在风荷载作用下在风荷载作用下层间位移角层间位移角1/400多遇地震作用下多遇地震作用下层间位移角层间位移角1/300罕遇地震作用下罕遇地震作用下层间位移角层间位移角1/503.矩形钢管混凝土构件矩形钢管混凝土构件

（1）截面最小边）截面最小边100

（2）钢管壁厚）钢管壁厚4（3）截面高宽比）截面高宽比2（4）受压构件的混凝土工作承担系数）受压构件的混凝土工作承担系数c应在（应在（0.10.7）（5）截面最大边长）截面最大边长800时，宜在内壁焊接栓钉时，宜在内壁焊接栓钉等等（6）管壁宽厚比）管壁宽厚比轴压轴压弯曲弯曲压弯压弯当当时时当当时时（7）在在施施工工阶阶段段验验算算时时，上上述述限限值值应应除除以以1.5，而而式式中中的的fy用用实实际际应应力力代替。

代替。

五五.结构体系结构体系1.结构体系及适用最大高度结构体系及适用最大高度非抗非抗震震6度度7度度8度度9度度框架框架1501109050框架框架钢支撑（嵌入式剪力墙）钢支撑（嵌入式剪力墙）260220200140框框架架混混凝凝土土剪剪力力墙墙、框框架架混混凝凝土土核心筒核心筒24022019015070框筒、筒中筒框筒、筒中筒3603002601802.矩形钢管混凝土框架矩形钢管混凝土框架框框架架梁梁宜宜用用钢钢梁梁或或钢钢混混凝凝土土组组合合梁梁,也也可可用用R.C梁梁，钢钢桁桁架架或或组组合桁架合桁架3.抗侧力构件抗侧力构件钢钢支支撑撑、带带竖竖缝缝R.C剪剪力力墙墙、内内藏藏钢钢支支撑撑R.C剪剪力力墙墙、钢钢板板剪剪力力墙墙或或R.C剪力墙剪力墙4.楼盖楼盖梁：

钢梁：

钢混凝土组合梁或非组合梁混凝土组合梁或非组合梁楼楼板板：

压压型型钢钢板板现现浇浇R.C组组合合楼楼板板或或非非组组合合楼楼板板、装装配配整整体体式式R.C楼楼板、预制板或其它轻型楼板板、预制板或其它轻型楼板5.柱脚柱脚宜采用埋入式柱脚宜采用埋入式柱脚框框架架柱柱伸伸至至地地下下室室或或7度度及及以以下下抗抗震震设设防防时时也也可可采采用用外外包包式式或或外外露露式柱脚式柱脚6.抗震分析时抗震分析时多遇地震下：

混合结构阻尼比多遇地震下：

混合结构阻尼比0.04其他类型结构阻尼比其他类型结构阻尼比0.035罕遇地震下：

阻尼比罕遇地震下：

阻尼比0.057.应验算结构在施工安装阶段的承载力、变形和稳定应验算结构在施工安装阶段的承载力、变形和稳定性性8.构件刚度构件刚度轴向刚度轴向刚度EA=EsAs+EcAc弯曲刚度弯曲刚度EI=EsIs+0.8EcIc六六.承重构件设计承重构件设计l1.轴心受压轴心受压

（1）强度）强度

（2）稳定）稳定由由计算计算,2.2.轴心受拉轴心受拉NAsf/3.压弯压弯

（1）强度）强度

（2）弯矩作用平面内稳定）弯矩作用平面内稳定（3）弯矩作用平面外稳定）弯矩作用平面外稳定无地震作用组合时，无地震作用组合时，有地震作用组合时，有地震作用组合时，4.拉弯构件拉弯构件5.双向压弯构件双向压弯构件强度：

强度：

稳定：

绕主轴稳定：

绕主轴X轴轴:

绕主轴绕主轴Y轴轴:

6.双向拉弯构件双向拉弯构件7.抗震时的延性要求抗震时的延性要求长细比长细比轴轴压压比比（）0.60.62030400.500.450.400.470.420.37混凝土工作承担系数限值8.强柱弱梁验算强柱弱梁验算为强柱系数。

为强柱系数。

一般取一般取1.0；对于超过对于超过6层的框架，层的框架，8度设防时取度设防时取1.29度设防时取度设防时取1.39.计算公式与试验比较计算公式与试验比较（a）a）短柱短柱（b）b）长柱长柱9.计算公式与试验比较计算公式与试验比较（续）（续）序序号号理论公式理论公式均均值值（*）方差方差

（2）理论值与试验值之理论值与试验值之比比试试件件数数量量资料来源资料来源文献文献最小值最小值最大值最大值1轴压强度轴压强度公式公式0.89660.00950.64551.170067461217202轴压稳定轴压稳定公式公式0.95680.01040.80131.3576864141520253纯弯强度纯弯强度公式公式0.90240.00500.74060.981328417194压弯强度压弯强度公式公式1.12620.04110.81301.485981451314205压弯稳定压弯稳定公式公式1.00850.01710.70181.23404641421各类构件公式计算与试验结果比较的统计结果各类构件公式计算与试验结果比较的统计结果七七.节点设计节点设计1.梁柱连接节点梁柱连接节点

（1）矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点）矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点（a）内隔板式连接内隔板式连接（b）外隔板式连接外隔板式连接注：

注：

8度设防度设防III、IV类场地和类场地和9度设防时，度设防时，宜采用将塑宜采用将塑性铰外移的性铰外移的骨形连接骨形连接

（2）矩形钢管混凝土柱与现浇）矩形钢管混凝土柱与现浇R.C梁连接节点梁连接节点（a）环梁环梁+钢承重销式钢承重销式（b）穿筋式穿筋式

（2）强节点弱构件验算）强节点弱构件验算抗抗震震设设计计时时，除除应应按按地地震震组组合合内内力力进进行行节节点点的的强强度度验验算算外外，还还应进行极限承载力验算。

应进行极限承载力验算。

（a）钢梁与柱连接节点钢梁与柱连接节点抗弯：

抗弯：

抗剪：

抗剪：

为由重力荷载代表值产生的剪力按简支梁计算为由重力荷载代表值产生的剪力按简支梁计算9度时还应包括竖向地震荷载的作用。

度时还应包括竖向地震荷载的作用。

（b）现浇现浇R.C梁与柱连接节点梁与柱连接节点抗弯：

抗弯：

抗剪：

抗剪：

抗震等级抗震等级一一二二三、四三、四1.301.21.11.351.21.1以上均有构造要求和设计公式以上均有构造要求和设计公式2.柱子拼接柱子拼接

（1）不同壁厚工厂焊接不同壁厚工厂焊接

（2）钢管的工地焊接钢管的工地焊接（3）两段钢管截面的宽度或高度明显不同时）两段钢管截面的宽度或高度明显不同时（a）s25mm（b）2550mm3.柱脚柱脚

（1）外包式）外包式3.柱脚柱脚（续）（续）

（2）埋入式）埋入式（埋入深度埋入深度（23）柱截面高度柱截面高度（3）外露式）外露式抗剪：

摩擦力传递，钢与抗剪：

摩擦力传递，钢与R.C的摩擦系数的摩擦系数0.4或抗剪键传递或抗剪键传递八八.抗侧力构件抗侧力构件1.支撑支撑

（1）中心支撑）中心支撑有详细设计规定有详细设计规定单层、多层可采用柔性中心支撑，单层、多层可采用柔性中心支撑，非抗震时，非抗震时，6、7度时，度时，8、9度时，度时，单层、多层当支撑按压杆时，单层、多层当支撑按压杆时，非抗震时，非抗震时，6、7度时，度时，8、9度时，度时，高层采用刚性支撑，高层采用刚性支撑，非抗震时，非抗震时，6、7度时，度时，8度时，度时，9度时，度时，

（2）偏心支撑）偏心支撑按高规设计按高规设计2.钢板剪力墙钢板剪力墙有构造要求和设计公式有构造要求和设计公式抗剪强度及稳定验算公式：

不设加劲肋：

抗剪强度及稳定验算公式：

不设加劲肋：

设加劲肋：

设加劲肋：

3.带框混凝土剪力墙带框混凝土剪力墙l由现浇钢筋混凝土剪力墙与矩形钢管混凝土柱和混凝土梁组成由现浇钢筋混凝土剪力墙与矩形钢管混凝土柱和混凝土梁组成.同时承同时承受水平和竖向荷载受水平和竖向荷载.l结构分析结构分析:

矩形钢管混凝土柱可等刚度代换为混凝土柱矩形钢管混凝土柱可等刚度代换为混凝土柱,作为剪力墙翼缘参与结构整体作为剪力墙翼缘参与结构整体分析分析.可假定承担全部弯矩及部分竖向荷载可假定承担全部弯矩及部分竖向荷载.混凝土梁视作构造不考虑混凝土梁视作构造不考虑.剪力墙承担全部剪力及部分竖向荷载剪力墙承担全部剪力及部分竖向荷载.九九.桁架设计桁架设计1.矩形钢筋混凝土桁架矩形钢筋混凝土桁架（弦杆为矩形钢管混凝土）（弦杆为矩形钢管混凝土）

（1）桁架杆件计算长度取用）桁架杆件计算长度取用弦杆在桁架平面内弦杆在桁架平面内弦杆在桁架平面外弦杆在桁架平面外腹杆在任意平面腹杆在任意平面

（2）T、Y、K、N、X型节点构造型节点构造在弦杆与腹杆的连接处，不得将腹杆穿入弦杆内在弦杆与腹杆的连接处，不得将腹杆穿入弦杆内K型节点或型节点或N型节点宜采用腹杆间的间隙型节点宜采用腹杆间的间隙g0的间隙接头，的间隙接头，g应满足应满足:

九九.桁架设计桁架设计（续）（续）当当K型型节节点点或或N型型节节点点采采用用搭搭接接接接头头时时，宜宜采采用用图图9.2.6-19.2.6-1所所示示的的构构造造方方案案，图中图中tp不宜小于管壁较厚的腹杆壁厚的两倍。

不宜小于管壁较厚的腹杆壁厚的两倍。

当当受受拉拉腹腹杆杆轴轴力力较较大大，节节点点抗抗拉拉承承载载力力不不满满足足要要求求时时，可可采采取取如如图图9.2.6-9.2.6-22所示用钢板加强的措施，加强钢板的尺寸应符合下列要求：

所示用钢板加强的措施，加强钢板的尺寸应符合下列要求：

九九.桁架设计桁架设计（续）（续）当当受受拉拉腹腹杆杆轴轴力力较较大大，节节点点抗抗拉拉承承载载力力不不满满足足要要求求时时，可可采采取取如如图图所所示用钢板加强的措施，加强钢板的尺寸应符合下列要求：

示用钢板加强的措施，加强钢板的尺寸应符合下列要求：

九九.桁架设计桁架设计（续）续）腹杆与弦杆间的连接焊缝应沿腹杆四周连续焊接，并平滑过渡。

腹杆与弦杆间的连接焊缝应沿腹杆四周连续焊接，并平滑过渡。

腹腹杆杆与与弦弦杆杆的的连连接接焊焊缝缝宜宜采采用用角角焊焊缝缝，也也可可部部分分采采用用角角焊焊缝缝，部部分分采采用用对对接接焊焊缝缝；腹腹杆杆管管壁壁与