DBJT13-51-2020 钢管混凝土结构技术规程

福建省工程建设地方标准 DB工程建设地方标准编号 ：DBJ/T13-51-2020住房和城乡建设部备案号 ：J10279-2020钢管混凝土结构技术规程Technicalspecificationforconcrete-filledsteeltubularstructures2020-08-07 发布 2020-11-01 实施福建省住房和城乡建设厅 发 布福建省工程建设地方标准钢管混凝土结构技术规程Technicalspecificationforconcrete-filledsteeltubularstructures工程建设地方标准编号 ：DBJ/T13-51-2020住房和城乡建设部备案号 ：J10279-2020主编单位：福州大学福建省建筑科学研究院有限公司批准部门： 福建省住房和城乡建设厅实施日期： 20 20 年 11 月 1 日2020年福州PAGEPAGE9PAGEPAGE8福建省住房和城乡建设厅关于发布14闽建科〔2020〕6号各设区市建设局，平潭综合实验区交通与建设局，各有关单位：由省厅下达的《建设工程施工现场远程视频监控系统建设应14上述省标及设计图集由省厅负责管理，由主编单位负责具体内容的解释。附件：福建省工程建设地方标准发布项目（14项）福建省住房和城乡建设厅2020年8月14日附件：福建省工程建设地方标准发布项目（14项）序号标准编号标准名称主编单位名称发布日期实施日期11DBJ/T13-51-2020钢管混凝土结构技术规程福州大学福建省建筑科学研究院有限责任公司福州市城乡建设发展有限公司2020.8.72020.11.1前 言根据福建省住房和城乡建设厅《关于印发福建省住房和城乡2018年第一批科学技术项目计划的通知》（闽建科〔2018〕2号）的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本程。本规程的主要技术内容是：1.总则；2.术语与符号；3.材料；4.基本设计规定；5.构件承载力计算；6.节点连接；7.带钢管混凝土边框柱的混合剪力墙结构设计；8.抗火设计；9.施工与验收。本规程修订的主要技术内容是：1.总则；2.术语与符号；3.材料；4.基本规定；5.构件承载力计算；6.节点连接；8.抗火设计；9.施工与验收。（第一主编单位）负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送福建省住房和城乡建设厅科技与设计处（地址：福242（主编单位地2号福州大学土木工程学院，邮编：350108），以供今后修订时参考。本规程主编单位： 福州大学福建省建筑科学研究院有限责任公司福州市城乡建设发展有限公司本规程参编单位： 平潭综合实验区土地开发集团有限公司清华大学福建农林大学华侨大学福建信息职业技术学院福建和谐钢结构工程有限公司福建省华厦建筑钢结构有限公司福州铭林钢塔钢构制造有限公司福建明大时代工程建设有限责任公司福建省晖乾消防检测有限公司国网福建省电力有限公司经济技术研究院深圳信息职业技术学院本规程主要起草人：王志滨赵仕桥廖飞宇李 威张富城陈 华陈 琦李永进霍静思于 清余 鑫游经团刘保材徐信灿王法承尧国皇张 伟官久祥柯 峰林 潮吴国清叶信云高 献许 莉刘祥民张华军汪炳坤吴泓均林 鑫本规程准主要审查任 彧蔡雪峰陈宇峰董建楠人 ：陈亚亮潘家惠李 峻目 次总 则 1术语和符号 2术语 2符号 3材 料 6钢材 6混凝土 7连接材料 7基本设计规定 8一般规定 8设计指标 11结构变形限值 13结构设计原则 13构件承载力计算 15一般规定 15轴心受力构件承载力计算 19受弯、压弯和拉弯构件承载力计算 24复合受剪和受扭构件的承载力计算 32局部受压构件承载力计算 37考虑长期荷载作用影响的构件承载力计算 39节点连接 41一般规定 41梁柱连接节点 43柱子拼接 62柱脚连接 66其他节点连接 68梁柱连接节点的弯矩-转角关系模型 71梁柱连接节点的剪力-剪切变形关系模型 73带钢管混凝土边框柱的混合剪力墙结构设计 75抗火设计 78施工与验收 80一般规定 80钢构件的制作、施工 81钢构件的除锈、防腐涂装 82混凝土施工与质量检验 83附录A 钢管混凝土的组合弹性模量 89附录B 钢管混凝土中素混凝土的收缩计算 93附录C 轴心受压构件的稳定系数 95附录D 长期荷载影响系数 167附录E 钢管混凝土构件的恢复力模型 173本规程用词说明 182引用标准名录 183附：条文说明 185ContentsGeneral 1Definitionsandsymbols 2Definitions 2Symbols 3Materials 6Steel 6Concrete 7Connection 7Basicprinciplesandrules 8GeneralRequirements 8Designindexes 11Structuraldeformationlimit 13StructuralDesignPrinciple 13DesignofLoad-carryingCapacitiesforMembers 15GeneralRequirements 15Axialloadedmembers 19Beamsandmemberssubjectedtocombinedaxialforceandmoment 24Memberssubjectedtocombinedshearandtortion 32Memberssubjectedtolocalcompression 37CalculationofCapacitiesunderLong-termLoading...396 JointsandConnections 41GeneralRequirements 41Beam-to-columnconnections 43PAGEPAGE10PAGEPAGE11Columnsplices 62Columnbases 66Otherconnections 68Simplifiedmodelsofmomentversusrotationrelationshipforbeamtocolumnconnections 71Shear-sheardeformationrelationshipmodelofbeam-columnjoint 73Designofhybridshearwallsframedwithconcrete-filledsteeltubularcolumns 75Structuralfiredesign 78Fabrication,erectionandinspection 80GeneralRequirements 80Fabricationanderectionofsteelmembers 81RustremovalandpreservativecoatingofCFSTmembers 82Concreteconstructionandqualityinspection 83AppendixA Combinedelasticmodulusofconcretefilledsteeltube 89AppendixB Calculationofconcreteshrinkageforconcrete-filledsteeltubularcolumns 93AppendixC Stabilityfactorofaxialcompressionmembers 95AppendixD Strengthindexunderlong-termloading 167AppendixE SimplifiedHystereticModelforConcrete-FilledSteelTubularMembers 173ExplanationofWordinginThisCode 182ListofQuotedStandards 183Addition：ExplanationofProvisions 1851 总 则为满足建筑工程的需要，使钢管混凝土结构设计、构件制作和施工做到技术先进、安全可靠、经济合理，特制定本规程。本规程适用于采用钢管混凝土结构的福建省工业与民用建筑和一般构筑物的设计、施工与验收。本规程适用于在圆形、矩形、圆端形和带直角的等边六边形钢管内浇筑混凝土的钢管混凝土结构。钢管混凝土的结构设计、施工和质量验收除应符合本规程外，尚应符合国家及行业现行有关标准的规定。PAGEPAGE8PAGEPAGE92 2.1 术语concrete-filledsteeltubularmembers在钢管内浇筑混凝土的构件，简称CFST构件。concrete-filledsteeltubularstructures采用钢管筑混凝土构件作为主要受力构件的结构，简称CFST结构。圆端形钢管混凝土concrete-filledround-endedsteeltube两个带平直段的半圆形钢管组成的闭合截面内浇筑混凝土且二者共同受力的结构。带直角的等边六边形钢管混凝土concrete-filledequilateralhexagonalsteeltubewithrightangle两个内角为直角，另外四个内角角度为135度的等边六边形钢管内浇筑混凝土且二者共同受力的结构。组合轴压强度compositecompressivestrength钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义压应力。compositecompressivemodulusofelasticity钢管混凝土组合截面在单向受压，且其纵向名义应力与应变近似呈线性关系时，截面上名义正应力与对应的正应变的比值。组合弹性抗弯刚度compositebendingstiffnessofelasticity钢管混凝土组合截面在弯矩与曲率近似呈线性关系时，截面弯矩与曲率的比值。组合弹性剪切模量compositeshearmodulusofelasticity钢管混凝土受剪切作用时其名义剪应力-应变关系曲线上弹性段对应的模量。confinementfactorstiffeningringplate为构造钢管混凝土刚性节点而设置的环向节点板。hybridshearwall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 符号作用、作用效应和抗力—弯矩设计值；Mb—柱中心线处的梁支座弯矩设计值；—轴向力设计值；Nus—短期荷载作用下钢管混凝土构件的承载力；T—扭矩设计值；V—剪力设计值。计算指标EA—钢管混凝土组合轴压刚度；EI—钢管混凝土组合弹性抗弯刚度；Ec—混凝土的弹性模量；Es—钢材的弹性模量；Esc—钢管混凝土的组合轴压弹性模量；f—钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；fck、fc—混凝土的抗压强度标准值、设计值；fjv—焊缝抗剪强度设计值；fscy、fsc—钢管混凝土的抗压强度标准值、设计值；fy—钢材的屈服强度；GA—钢管混凝土构件的组合剪切刚度；Gsc—钢管混凝土组合剪变模量；Gs—钢材的剪变模量；Gc—混凝土的剪变模量；NE—欧拉临界力；c—几何参数Ac—钢管内混凝土的截面面积；AL—局部受压面积；As—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）；As,s—纵向加劲肋的截面面积之和；a—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；bj—角焊缝包入的宽度；—钢管混凝土柱横截面周长（mm）；—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—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—焊缝高度；hj—腹板或肋板高度；hs—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；Ic—混凝土的截面惯性矩；Is—钢管的截面惯性矩；Isc—钢管混凝土组合截面惯性矩；Lj—焊缝长度；l0—构件的计算长度；t—钢板厚度（mm）；tr—耐火极限（h）ts—纵向加劲肋的厚度；Wsc—钢管混凝土构件组合截面的模量；Wsct—钢管混凝土构件的组合截面抗扭抵抗矩；χ —脱空率。计算系数及其他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—钢管初应力影响系数；s—Ac；—局压面积比或加强环板同时受垂直双向拉力的比值；—m—m—s—t—v——轴心受压构件的稳定系数；—长细比；θc—θff。3 材 料3.1 钢材钢材的选用应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定。承重结构的圆钢管可采用焊接圆钢管、热轧无缝钢管，不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/T178中Ⅰ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。Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定。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。钢材和钢筋的力学性能指标，其中钢材应符合现行国家标准《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。表钢材的物理性能指标弹性模量Es(N/mm2)剪变模量Gs(N/mm2)线膨胀系数αle（以每℃计）质量密度ρ（kg/m3）206×10379×10312×10-67850抗震设计时，钢管混凝土结构的钢材应符合下列规定：钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大0.85；20%；钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。3.2 混凝土混凝土的抗压强度、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。C30C80，C80以上高强混凝土时，应有可靠的依据。B计算。3.3 连接材料3.3.1 GB50936执行。4.1 一般规定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。钢管混凝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。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《高耸结构设计规范》GB50135和《构筑物抗震设计规范》GB50191等的有关规定。钢管混凝土构件设计，应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。钢管混凝土构件的承载力应按下列公式验算：无地震作用组合有地震作用组合

γ0Sd≤Rd (4.1.4-1)Sd≤Rd/γRE (4.1.4-2)式中： γ0——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1.0；Sd——作用组合的效应设计值；Rd——构件承载力设计值；γRE——构件承载力抗震调整系数。4.1.5采用。表4.1.5承载力抗震调整系数γRE正截面承载力验算斜截面承载力验算节点板件、连接焊缝、连接螺栓钢管混凝土柱支撑强度验算稳定验算0.800.800.850.750.80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。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。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。当钢管混凝土用作地震区的多层、高层和超高层框架结构θscθsc=Asfy/Acfck)不应小于0.6，不宜大于4.0。300mm，焊接钢管4mm3mm。不设纵向加劲肋时：壁厚之比Dt135(25y)土D/tH/t不应235/fy大于235/fyPAGEPAGE20PAGEPAGE19t135(23f)壁厚之比（H-B）/t不应大于50235/fy

；对受弯为主的圆端形B/t不应大150(235/fy)不应大于50235/fy；对带直角的等边六边形钢管混凝土构件，其截面的边长235/fyB/t不应大于235/fy.11所示，也可采用其它成肋方式的截面。thswthsthswthststt(b)tthstshshstshsts(c) (d)图4.1.11带纵向加劲肋的钢管混凝土t—钢板的厚度；ts—纵向加劲肋的厚度；hs—纵向加劲肋的高度；w—子板件的宽度。矩形钢管混凝土构件的截面高宽比（H/B）2，圆端形钢管混凝土构件的截面高宽比（H/B）3。对于圆钢管混凝土构件，其截面含钢率αs（αs=As/Ac）不0.060.20；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αs0.050.20。2m1.5m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 设计指标fsc应按下式计算：圆钢管混凝土：fc1.141.0c)fc

(4.2.1-1)矩形钢管混凝土、带直角的等边六边形钢管混凝土：fc1.180.8c)fc圆端形钢管混凝土：

(4.2.1-2)

H0.3

fcfAs13.11 fcfsc

BAsc

(4.2.1-3)式中： fc——混凝土的抗压强度设计值；θsc——构件的套箍系数（θsc=αsfy/fck）；αs——构件的含钢率；Ac ——钢管、管内混凝土的面积；Ac1——钢管平直段范围内混凝土的截面面积；As1——钢管平直段的截面面积；Asc0——钢管圆弧段范围内钢管与混凝土的面积之和。t>16mm时，fsc值应按式(4.2.1-1~3)的计算值k1Q235Q355Q420钢，k1＝0.94。按下式计算：圆钢管混凝土：(0.4220.3132.33)0.134f

(4.2.2-1)sc s sc sc矩形和带直角的等边六边形钢管混凝土：c(0.50.s2.3)0.5fc

(4.2.2-2)圆端形钢管混凝土： 0.05

H3.518

0.371

(4.2.2-3)sc0.110.5s

0.234 B

sc

fsc 4 16mc(4..213)k1后确定，k14.2.1-4条计算。钢管混凝土构件的组合轴压刚度按下式计算：EAEscAsc

(4.2.3)式中： Esc —— 钢管混凝土构件的组合轴压弹性模量（当t16mmA-1和A-2t>16mmEA值应将式(4.2.3)的计算值乘换算系数k1后确定，k14.2.1-4条计算）；Asc —— 钢管混凝土构件的截面面积，Asc=As+Ac。钢管混凝土构件的组合弹性抗弯刚度应按下式计算：EIEsIsEcIc

(4.2.4-1)式中： ——钢材、管内混凝土的弹性模量；Is、Ic——钢管、管内混凝土的截面惯性矩；α——0.8；矩形或带直角的等边六边形钢管混凝土，0.6；圆端形形钢管混凝土，α采用式（4.2.4-2）计算。0.7550.21lnsc0.7310.184ln

()()

(4.2.4-2) sc钢管混凝土组合弹性剪切刚度应按下式计算：GAscGsAsGcAc

(4.2.5)式中：Gs——钢材的剪变模量，应按表取值；Gc——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。fb取值如下：圆钢管取fb=0.225N/mm2；方矩形钢管、带直角的等边六边形钢管和圆端形钢管，取fb=0.15N/mm2。4.3 结构变形限值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JGJ138中钢管混凝土结构的规定。4.4 结构设计原则采用钢管混凝土的房屋，最大适用高度及抗震等级应符合JGJ138中钢管混凝土结构的规定。进行结构动力弹塑性时程分析时，钢管混凝土构件的恢复E采用，圆钢管混凝土柱-钢梁节点的荷载-变形6.66.7条采用。抗震设计时，采用矩形钢管混凝土柱、带直角的等边六边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。式中：

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

(4.4.3)4.4.3比大于1.5的圆端形钢管混凝土柱的轴压比限值结构类型柱类型抗震等级一级二级三级框架结构框架柱0.650.750.85框架-剪力墙结构框架柱0.700.800.90框架-筒体结构框架柱0.700.800.90转换柱0.600.700.80筒中筒结构框架柱0.700.800.90转换柱0.600.700.80部分框支剪力墙结构转换柱0.600.70-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 5.1 一般规定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。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。钢管混凝土构件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。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。Bfs(EsIsEcIc)

(5.1.4)中： s— 柱组合抗刚度折减系数，当为单肢柱=s值分别5.1.55.1.6条的规定计算。混凝土刚度系数的确定方法见4.2.4条。当斜腹杆格构式柱用于框(排)架柱时[5.1.5]，其刚度折减系数按下式计算：s

1m

1EscEs

(5.1.5-1)双肢柱或四肢柱：三肢柱：

m4.23C1n2m2.82Ccos2

(5.1.5-2)(5.1.5-3)n2 1C1

1451k3(1/k454kHt4

(5.1.5-4)(5.1.5-5)HckIt5 Id式中： EscAsc——单根受压柱肢的截面刚度；

(5.1.5-6)EsAw

——单根腹杆空钢管的截面刚度；n——节间数；——柱肢平面夹角的一半；Ht、Hc——上柱、柱总高；EsAWIt、Id——EsAWA Al2y2Awl2yHc=nl2Hc=nl2EscAscEscAscA A图5.1.5斜腹杆格构式柱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[5.1.6]，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：s

1A (n1)A

(5.1.6)1C

scsc 1116n2

Isc

8n2

HcIw式中： L —— 柱肢中心距；l1——柱肢净间距；Iw——单根腹杆截面惯性矩；Isc——单根柱肢截面惯性矩；Asc——单根柱肢截面面积。图5.1.6平腹杆格构式柱LEsALEsAWHc=nl2EscAss。若超过05章计算获得的承载力乘以钢kp。kp的计算方法如下：p1fn)fr)0对于圆形和圆端形钢管混凝土：f)0.1n0.02

n)

(5.1.7-1)(5.1.7-2)n 0.1320.350.07 n n nf(e/r)0.15(e/r)1.06

(5.1.7-3)对于矩形和带直角的等边六边形钢管混凝土：f)0.n0.2

n)

(5.1.7-4)l2n 2l2 n n nr)08fr)3r)2r)08

(5.1.7-5)

(5.1.7-6)s0 fs式中： f、f(e/r)——考虑构件长细比()和荷载偏心率（e/r）影响的函数；n——80；——构件的长细比；e——荷载偏心距；e/r——r为0.5倍的截面高度；——钢管初应力系数；o——钢管中的初应力；s——空钢管轴压稳定系数，按《钢结构设计标准》GB50017取值；f——钢材的抗拉强度设计值。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)4.1.11(b)和(d)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。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。w3.5fI3.1104

yt4

(5.1.9)s t

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；t——钢管壁厚；fy——钢管钢材屈服强度。235fy5.1.10 带肋薄壁钢管混凝土[4.1.11]的加劲肋间及加劲肋与钢板间的平板，其宽厚比应满足式235fyw50t

(5.1.10)5.2 轴心受力构件承载力计算单肢钢管混凝土轴心受力构件的承载力应按下式计算：当轴心受压时：Nu

(5.2.1-1)Nu

fsc

(5.2.1-2)式中： N——轴向力设计值；——C取值；Nu——钢管混凝土短柱的抗压强度承载力设计值；fsc——钢管混凝土构件的抗压强度设计值。构件的长细比应按下式计算：loi

(5.2.1-3)I/Asc其中回转半径i I/Asc（1）圆形钢管混凝土：D4I (5.2.1-4)64（2）矩形钢管混凝土绕强轴弯曲：BH3I (5.2.1-5)12（3）矩形钢管混凝土绕弱轴弯曲：PAGEPAGE32PAGEPAGE31HB3I (5.2.1-6)12（4）圆端形钢管混凝土绕强轴弯曲：B(HB)(H22HB3B2)I12

2(5B28HB4H2)64

(5.2.1-7)（5）圆端形钢管混凝土绕弱轴弯曲：HBB3I12

464

(5.2.1-8)（6）带直角的等边六边形钢管混凝土绕强轴弯曲：124 124I B

(5.2.1-9)34 34 （7）带直角的等边六边形钢管混凝土绕弱轴弯曲：214 21412 6式中： l0——构件的计算长度；D12 6式中： l0——构件的计算长度；D——圆钢管外直径；B——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边长；H——圆端形或矩形钢管混凝土截面的高度。

(5.2.1-10)带肋钢管混凝土[4.1.11]Nu后代入式(5.2.1-1)中进行构件承载力验算。Nu

fscAscAs,sfsfsc

(5.2.1-11)式中： As,s——纵向加劲肋的截面面积之和；fs——纵向加劲肋的钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值。当轴心受拉时：圆形及圆端形钢管混凝土：Ntu=1.1fAs (5.2.1-12)矩形钢管混凝土：Ntu=1.05fAs (5.2.1-13)带直角的等边六边形钢管混凝土：Ntu=(1-0.4αs)fAs (5.2.1-14)式中：s格构式钢管混凝土轴心受压构件承载力按公式(5.2.1-1)计算，其受压稳定系数根据构件的换算长细比λoy、λoxC5.2.2中所列公式进行计算。表5.2.2格构式构件的换算长细比项目截面型式腹杆类别计算公式双肢柱xyhyx平腹杆斜腹杆λoyλ2yoyπ2 l0 12121 6h EA254y d EA三肢柱xya1 a2yx斜腹杆242dEAoy y cos242 d ox x 1.5-cos2 EA四肢柱xa1ya2yx斜腹杆oyox280y d EA280x d EAbb注：平腹杆双肢柱的构造应符合第6.5.2条的规定。bb表中： λoyλox——整个构件对y-y轴和x-x轴的换算长细比；λy、λx——整个构件对y-y轴和x-x轴的长细比；λ1——单肢一个节间的长细比；λ0——空钢管平腹杆的长细比；l2——柱肢节间长度；α1——单根柱肢钢管面积As和平腹杆钢管横截面面积A1的比值，α1=As/A1；h——分肢之间的距离；αd——单根柱肢钢管面积As和斜腹杆钢管横截面面积Ad的比值，αd=As/Ad；αEA——单根柱肢的组合刚度与空钢管刚度的比值，按下式计算：EA

(1

1 )

(5.2.2-1)s E式中：αE —— 钢材和混凝土的弹性模量比，αE=Es/Ec；αs —— 单根柱肢的含钢率，αs=As/Ac。2i1 20(EsAsi)myEAEA1sdoy

(5.2.2-2)ox

(5.2.2-3)22i1 (Essi)mxEAEA1sd2i2i1 (Esi)mycos2EAEA1sdm (EA)

(5.2.2-4)四根或三根柱肢的截面换算刚度式中：

EA1i1

ssi

——之和；Asi——各柱肢钢管截面面积；αEA1——所有柱肢的组合刚度之和与空钢管刚度之和的比值，按下式计算：EA1m

(1

s1

1 )E

(5.2.2-5)式中：

s1

Asimi1 mAcii1

柱肢钢管总面积和核心混凝土总——面积的比值；构件长细比：

EsAd——单根斜腹杆空钢管的截面刚度。y

loy

IyIy

lox

IxIx式中： loy、lox——整个构件绕y-y轴和x-x轴的计算长度；Iy、Ix——构件截面绕y-y轴和x-x轴的截面惯性矩，按下式计算：mIy(Iscmi1

a2A)；

Ix(Icmi1m

b2A)

(5.2.2-7)scsc式中： a、b——柱肢中心到虚轴y－y和x－x的距离；scscIsc——单根圆钢管混凝土柱肢的截面惯性矩，Isc=D4/64；m——柱肢数。IscAscl单肢一个节间的长细比IscAscl

(5.2.2-8)5.2.2条验算整体稳定承载力外，尚应验算单柱肢稳定承载力。当单柱肢长细1平腹杆格构式构件：140及10.5max；斜腹杆格构式构件：10.7max；xxx和y－y平腹杆格构式钢管混凝土轴心受压构件每根腹杆所受剪力按下式计算：VAscfsc/85式中： Asc——柱肢截面面积。5.3 受弯、压弯和拉弯构件承载力计算

(5.2.4)钢管混凝土受弯构件的承载力应满足下列要求：MMu (5.3.1-1)1不带纵向加劲肋的钢管混凝土：MumWscfsc

(5.3.1-2)式中： M——所计算构件段范围内的最大弯矩设计值；Mu——构件的极限弯矩值；Wsc

——钢管混凝土构件弯矩作用平面内的截面抗弯模量。钢管混凝土构件的截面抗弯塑性发展系数）可采用下式计算：（1）圆钢管混凝土：m1.10.48c0.)（2）矩形钢管混凝土：m1.040.48c0.)（3）圆端形钢管混凝土：

(5.3.1-3)(5.3.1-4)0.511.63lnsc0.76 1

（绕弱轴）0.21

fck

H

0.95 sc 20 B

(5.3.1-5)0.841.63lnsc0.630.21scfck0.21scfck201.15（4）带直角的等边六边形钢管混凝土： f0.116lny s

fck

(5.3.1-6)m f

1.60.104lny

sf6.1fck

0.12带肋钢管混凝土受弯构件[图4.1.11]应采用式(5.3.1-7)计算Mu，并以此代入式(5.3.1-1)中进行构件承载力验算。MumWscfscWsfsfsc

(5.3.1-7)式中： fs——纵向加劲肋的钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值；Ws——纵向加劲肋的截面抵抗距：WsnstshsD2ths式中： ts——纵向加劲肋的厚度；

(5.3.1-8)hs——纵向加劲肋的高度，可近似取其垂直投影尺寸进行计算。ns——与中和轴平行方向的每条钢管边上的纵向加劲肋数量。矩形、圆端形和带直角的等边六边形钢管混凝土双向受弯构件的承载力应满足下式要求：M1.8

M1.8xMux

yMuy

1 (5.3.2-1) 式中： Mx，My——所计算构件段范围内绕强轴和弱轴的最大弯矩设计值；Mux，Muy——构件绕强轴和弱轴的极限弯矩值，按式(5.3.1-2)或(5.3.1-7)。钢管混凝土构件在一个平面内承受压弯荷载共同作用时，强度承载力应按下列公式计算。当N≥o时NNu当No时

amM1Mu

(5.3.3-1)bN2cNmM

(5.3.3-2)1Nu2 Nu Muo式中：a12；b1o；c2(o1)。oo2 oo（1）圆钢管混凝土：o0.181.151o

(5.3.3-3)0.50.2445sc

(sc0.4)

(5.3.3-4)o 0.10.14

0.84

(sc0.4)（2）矩形钢管混凝土：o1c3

(5.3.3-5)0.50.3175sc

(sc0.4)

(5.3.3-6)o 0.10.13

0.81

(sc0.4)（3）圆端形钢管混凝土： H1.084

1.080.1390.001

sc

绕弱轴

B

3.728

(5.3.3-7)10.1590.001H

-1.01

绕强轴 sc B

H1.576

0.3640.50.019

0.286sc

绕弱轴

B

1.324

(5.3.3-8)0.50.0186H 0.201

绕强轴 sc B （4）带直角的等边六边形钢管混凝土：o10.12-1.2

(5.3.3-9)0.50.498sc

(sc0.4)

(5.3.3-10)o 0.50.280.4) sc sc式中： M——所计算构件段范围内的最大弯矩；m——等效弯矩系数，按现行国家《钢结构设计标准》GB50017的规定取值。在一个平面内承受压弯荷载共同作用时，钢管混凝土构件的稳定承载力应按下列公式计算。当No时NNu

()ada

mM1Mu

(5.3.4-1)当N2o时bN2cN1

mMNu2

() 1Nu d Mu

(5.3.4-2)式中：a12o；b

1oo2o

；c2；o（1）d10.4(N；NE（2）矩形钢管混凝土：d10.25(N)；NE N10.28N

绕弱轴（3）圆端形钢管混凝土：d E N0.46

绕强轴 NE（4）带直角的等边六边形钢管混凝土： 0.4

Nd0.25 30 0.9

NE式中： NE——欧拉临界力，NE

π2E

2；——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，可按附录C取值。绕强轴弯曲的矩形钢管混凝土压弯构件、圆端形钢管压弯构(5.3.4-1)或(5.3.4-2)NNu

mM11.4Mu

(5.3.4-3)式中： ——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数，可按附录C取值。NM1Ntu Mu

(5.3.5-1)（5.2.1-14）计算。承受双向压弯或双向拉弯作用时，构件的承载力应按下列公式计算：双向压弯：当N/Nu≥2φ3xy·ηo时，N a M

M

11.81.8()

x

y 1

(5.3.6-1)y

Nu d

mmM

ux

nM

uy当N/Nu<2φ3xy·ηo时，1N2

N

M

1.8M

1.81.8b

c

(m)x

y

1(5.3.6-2)Nu

Nu

d mMux nMuy 2x2y其中，φxy为换算长细比 对应的轴心受压稳定系数可按附录C取值2x2yna、b、c、d5.3.35.3.4a、b、c、d为绕弱轴弯曲对应的值。（1）圆形，矩形，带直角的等边六边形钢管混凝土：m=1 (5.3.6-3)n=1 (5.3.6-4)（2）圆端形钢管混凝土：H

20.52

N

(5.3.6-5)m10.764 1

B

NuH

0.5

2N2n10.045 1

(5.3.6-6)B

Nu 钢管混凝土双向拉弯构件：1N M

M1.81.8x

y 1

(5.3.6-7)Ntu

Mux

Muy 其中，Ntu为轴拉极限承载力，可用式（5.2.1-12）~式(5.2.1-14）计算。承受压、弯共同作用时，格构式钢管混凝土构件应按下式PAGEPAGE38PAGEPAGE39验算弯矩作用平面内的整体稳定承载力：NNu

M 1Wsc(1N/NE)fsc

(5.3.7)式中： ——按换算长细比查得的验算平面内的轴心受压构件稳定系数，可按附录C取值；Wsc

——格构式柱截面总面积和总抵抗矩；NE——由换算长细比计算得到的欧拉临界力，NE2EscAsc

2；——换算长细比，可按5.2.2计算。斜腹杆格构式柱的单肢，按桁架的弦杆计算。对平腹杆格构式柱的单肢，按偏压构件计算。腹杆所受剪力取实际剪力和按式(5.2.4)计算剪力中的较大值。对于采用圆钢管混凝土的曲线形格构式构件[5.3.8]在两端承受轴心受压荷载时，稳定承载力按下列公式计算。1 时NNu

M(1-N/NE

1)fsc

(uMB) (5.3.8-1)0 NBN

M(1-N/NE)

Asf

(uMB) (5.3.8-2)0 NB2 时NNu

M 1sf1-N/NE)c

(5.3.8-3)式中： ——换算长细比，按5.2.2条的规定确定；NB、MB——N-M相关曲线上拉压界限平衡点对应的轴力和弯矩，分别按下式计算：NBNucNutMBNucNutrt

(5.3.8-4)(5.3.8-5)N——格构式构件两端的轴压力设计值；M——弯矩设计值，M=N·u0；Nu——单根柱肢的强度承载力，按式(5.2.1-2)计——算；按换算长细比查得的验算平面内的轴心受压构件稳定系数，可按附录C取值；Nuc——所有柱肢的轴压承载力之和，按式(5.2.1-2)计算后求和得出；Nut——所有柱肢的轴拉承载力之和，Nut1.1Asf；As——单根柱肢的钢管横截面面积；rc——截面重心至受压柱肢重心轴的距离，rNuc2h；c Nucrt——截面重心至受拉柱肢重心轴的距离，Nuc1、Nuc2——rthrc；压区、拉区柱肢的轴压承载力总和；h——柱肢的轴线间距；u0——杆件的初始挠度。NMANMArc rth

yNuc2θxbrc b

ho点：截面重心hAA A（三肢格构式）yx xrc rrc rthA A（双肢格构式）5.3.8曲线形格构式构件两端轴心受压的曲线形格构式钢管混凝土，端部的最大剪力按下式计算：Vπ

Nu0

(5.3.9)l01NNE式中： l0——曲线形格构式钢管混凝土两端截面中心点的直线距离。5.4 复合受剪和受扭构件的承载力计算承受剪力作用时，钢管混凝土构件的承载力应满足下式要求：VVu (5.4.1-1)VA

(5.4.1-2)u v sc sc式中： V——钢管混凝土受剪构件的剪力设计值；Vu——钢管混凝土构件的抗剪承载力设计值；sc

——钢管混凝土构件的组合剪切强度设计值，应采用4.2.2条计算。钢管混凝土抗剪强度承载力计算系数可按下式确定：（1）圆钢管混凝土：v0.970.2ln(sc)（2）圆端形钢管混凝土：

(5.4.1-3)

H/B52nscc2sc

1.5

(5.4.1-4)v H/B52n

1.6 sc c2

沿弱轴（3）矩形钢管混凝土：v0.9540.162ln(sc)（4）带直角的等边六边形钢管混凝土：

(5.4.1-5) 5c22

沿强轴

sc s ssv 8cn2cs2s钢管混凝土受扭构件的承载力应满足下式要求：TTuTutWsctsc

(5.4.1-6)(5.4.2-1)(5.4.2-2)式中： T ——钢管混凝土受扭构件的扭矩设计值；Tusc

——钢管混凝土构件的抗扭承载力设计值；——钢管混凝土构件的组合剪切强度设计值，应采用本规程4.2.2条计算。钢管混凝土抗扭强度承载力计算系数可按下式确定：（1）圆钢管混凝土：t4c)

(5.4.2-3)（2）圆端形钢管混凝土：1.2990.065lnH0.08ln0.099ln20.601

(5.4.2-4)t scB

sc s （3）矩形钢管混凝土：t431242lnc)（4）带直角的等边六边形钢管混凝土：t740265lnc08ln2c93s钢管混凝土构件截面抗扭抵抗矩可按下式确定：（1）圆钢管混凝土

(5.4.2-5)(5.4.2-6)πD3W

(5.4.2-7)sct 16（2）圆端形钢管混凝土 H

H2

πB3

(5.4.2-8)Wsct0.0510.758B0.191B

16 （3）矩形钢管混凝土

Wsct0.208BH2（4）带直角的等边六边形钢管混凝土Wsct0.836B3

(5.4.2-9)(5.4.2-10)承受压、扭共同作用时，构件的承载力应满足下列要求。强度承载力：(N)2.4(T)21 (5.4.3-1)稳定承载力：

Nu Tu(N)2.4(T)21 (5.4.3-2)u Tu式中：

Nu、Tu

——钢管混凝土构件的抗压承载力设计值和抗扭承载力设计值，分别按本规程5.2.1条和5.4.2条进行计算；——按换算长细比查得的验算平面内的轴心受压构件稳定系数，可按附录C取值。承受压、弯、扭共同作用时，构件的承载力应满足下式的要求：当N/Nu2302.41(T/Tu)2时：(1N

aM)4T

21 (5.4.4-1)TuMuuN d ( )TuMuuN/N

2.41T/T)2u 0 uNNdM[b(N)2c(N)1MNNdM

]2.4(T

)21 (5.4.-2)u u u uT eee式中：a12；b1T eee

2(1)ce 。0圆钢管混凝土：

32d10.4(N)NEo0.181.1510.50.245sc

c)o -0.84114c矩形钢管混凝土：d10.25(N)NEo10.14-1.3

c)0.50.318sc

c)o 0.81113c圆端形钢管混凝土：

c) N10.28N

绕弱轴d E N0.46

绕强轴 NE H1.084 0.139

1.08

B sc

H3.728

绕强轴10.159

1.01

B scH1.576 0.50.019 0

BH1.324

sc 绕弱轴 绕强轴0.50.0186

0.2010.349

B sc带直角的等边六边形钢管混凝土：dmax

0.25()0.4(N

0.91

30 NE

), o10.12-1.20.50.498sc

(sc0.4)o 0.50.280.4) sc sc式中： 412；2412

；T；NE2ENE

e o e oA/2AV承受压、弯、剪共同作用时，构件的承载力应满足下式的要求：V当N/Nu2.41( )2时：(1NNu3

ad

M)2.4(V)21 (5.4.5-1)Mu VuV2N/Nu2.41(

)时：[b(N)2c(N)1M]2.4(V)21 (5.4.5-2)Nu Nu dMu Vua、b、d5.4.4条计算。5.5 局部受压构件承载力计算带端板的钢管混凝土局部受压构件[5.5.1]所示，其承载力应满足下式要求：NLNuL (5.5.1-1)NuLKLcNu

(5.5.1-2)式中： NL ——作用在钢管混凝土上的局压力设计值；NuL——钢管混凝土的局压承载力设计值；Nu——钢管混凝土轴压承载力设计值；KLc

——钢管混凝土局压承载力折减系数。NLNLANLNLAcALAcAL圆钢管混凝土 (b)矩形钢管混凝土 Ac(c)圆端形钢管混凝土(d)带直角的等边六边形钢管混凝土图5.5.1钢管混凝土局部受压示意图AL—局部受压面积 Ac—核心混凝土横截面面积KLc的计算方法如下：圆钢管混凝土：K (AAA)(An2An

1)1 (5.5.2-1)Lc 1 2 3 4 r 5 rEt30.25 3nr1.1 3ED

(5.5.2-2) 式中：系数A1、A2、A3、A4、A5值分别见表5.5.2-1、5.5.2-2；AL；nr——相对刚度半径；Es——端板的弹性模量；E——钢管混凝土折算轴压弹性模量，E=(EsAs+EcAc)/Asc；ta——端板厚度；D——圆钢管外直径。矩形钢管混凝土和带直角的等边六边形钢管混凝土：K (AAA)(An

1)1 (5.5.2-3)Lc 1 2 3 4 r式中：系数A1、A2、A3和A4值分别见表5.5.2-3、5.5.2-4；nr按式(5.5.2-2)进行计算，但其中的D应替换为（H+B）/2。圆端形钢管混凝土： H2.08 KLc1ln 0.781

(5.5.2-4)B 式中：系数A1、A2、和A3值分别见表5.5.2-5。表5.5.2-1圆钢管混凝土系数A1、A2、A3值θsc0.511.522.533.544.55系数A10.0400.0190.004-0.004-0.009-0.010-0.010-0.008-0.008-0.010A2-0.411-0.275-0.187-0.140-0.122-0.124-0.134-0.144-0.143-0.121A31.3601.2571.1921.1591.1471.1501.1591.1661.1631.142注：表内中间值可采用插值法求得。表5.5.2-2圆钢管混凝土系数A4、A5值β246810121416系数A4-0.314-0.641-0.895-1.11-1.301-4.474-1.635-1.785A50.3270.811.2091.5641.8912.1982.492.77注：表内中间值可采用插值法求得。表5.5.2-3矩形、带直角的等边六边形钢管混凝土系数A1、A2、A3值θsc0.511.522.533.544.55系数A10.4400.6170.7950.9721.1491.3261.5041.6811.8582.035A20.5430.3400.137-0.067-0.270-0.473-0.676-0.879-1.082-1.285A30.0170.0430.0690.0950.1210.1470.1730.1990.2250.251注：表内中间值可采用插值法求得。表5.5.2-4矩形、带直角的等边六边形钢管混凝土系数A4值β246810121416系数A40.9281.5331.9972.3882.7323.0443.3303.597注：表内中间值可采用插值法求得。表5.5.2-5圆端形钢管混凝土系数A1、A2、A3值θsc0.511.522.533.544.55系数A10.0290.0150.0150.0290.0600.1080.1740.2590.3640.491A2-0.323-0.245-0.238-0.297-0.414-0.581-0.793-1.041-1.319-1.620A31.1331.0781.0831.1361.2271.3441.4761.6121.7401.850注：表内中间值可采用插值法求得。5.6 考虑长期荷载作用影响的构件承载力计算5.6.1对长细比大于40的钢管混凝土柱，当永久荷载引起的轴心压力占全部轴心压力的50%及以上时，应考虑长期荷载对其稳定承载力的影响，对钢管混凝土柱的轴心受压稳定承载力设计值Nu乘以折减系数kcr，圆、矩形和带直角的等边六边形钢管混凝土柱PAGEPAGE48PAGEPAGE49的折减系数kcr可按附录D取值；圆端形钢管混凝土柱的折减系数kcr采用圆钢管混凝土柱的折减系数kcr乘以截面影响系数η。10.0092H/B0.0094H/B2

(5.6.1)6 6.1 一般规定梁（板）与钢管混凝土柱的连接应做到构造简单，传力明确，整体性好，安全可靠，经济合理，施工方便；抗震设计时，连接破坏不应先于被连接构件破坏。采用钢筋混凝土楼屋盖时，梁（板）与钢管混凝土柱连接的受剪承载力应符合下列规定：持久、短暂设计状况：地震设计状况：

Vb≤Vu (6.1.2-1)Vb≤Vu/γRE (6.1.2-2)式中： Vb——验算连接受剪承载力采用的剪力设计值可取按相关规范调整后的梁端组合的剪力设计值；Vu——连接的受剪承载力，可按本规程第6.2节计算；γRE——连接的受剪承载力抗震调整系数，应按本规程第4.1.5条确定。采用钢筋混凝土楼屋盖时，梁（板）与钢管混凝土柱连接的受弯承载力应符合下列规定：持久、短暂设计状况：地震设计状况：

Mb≤Mu (6.1.3-1)Mb≤Mu/γRE (6.1.3-2)式中： Mb——验算连接受弯承载力采用的弯矩设计值，可取按相关规范调整后的梁端组合的弯矩设计值；Mu——连接的受弯承载力设计值；γRE——连接的受弯承载力抗震调整系数，应按本规程第4.1.5条确定。钢梁与钢管混凝土柱的刚接连接应符合下列规定：地震设计状况时，尚应按下列公式验算连接的极限承载力：Mu≥ηjMp (6.1.4-1)Vu≥1.2(2Mp/ln)+VGB (6.1.4-2)式中： Mu——连接的极限受弯承载力设计值，应按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99执行；Vu——连接的极限受剪承载力设计值，应按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99执行；Mp——梁端截面塑性受弯承载力，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017执行；VGB——梁在重力荷载代表值（9度时尚应包括竖向地震作用标准值）作用下，应按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；ln——梁的净跨；ηj——连接系数，应按表6.1.4确定。表6.1.4钢梁与钢管混凝土柱刚接连接抗震设计的连接系数母材牌号焊接螺栓连接Q2351.401.45Q3551.301.35Q355GJ1.251.30采用钢筋混凝土楼盖时，梁、板受力钢筋不应直接焊接于钢管壁上。（环和其他附件，减少对管内混凝土浇灌的不利影响。12m1.2m～1.3m15倍钢管壁厚度。6.2 梁柱连接节点框架结构的梁柱刚性节点，宜采用加强环节点形式。8IIIIV6.2.2]a90%，应能承受按弹性设计的多遇地震下的组合内力。图6.2.2骨形连接在必要情况下，钢管混凝土柱与钢梁可采用铰接连接。铰接连接的节点其钢梁翼缘与钢管可不焊接，腹板采用摩擦型高强螺栓与焊接在钢管上的连接板进行连接。钢管混凝土柱与钢梁的刚性连接，可采用外加强环式[图6.2.4-1]、内加强环式[图6.2.4-2]和环板贯通式[图6.2.4-3]。233 121图6.2.4-1外加强环式连接节点1-外加强环 2-钢管 3-混凝土3 123 123图6.2.4-2内加强环式连接节点1-内加强环2-钢管 3-混凝土32R≥D/10 1A A DA A圆钢管混凝土321B BBB矩形钢管混凝土图6.2.4-3环板贯通式连接节点1-混凝土 2-钢管 3-环板圆钢管混凝土结构和的圆端形钢管混凝土结构刚性节点加强环板应为环绕钢管混凝土柱的封闭的满环。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b不宜小于钢梁翼0.7[6.2