天津市矩形钢管混凝土节点技术规程

2011-01-06发布2011-04-01实施 签发人：韩培俊为了在矩形钢管混凝土结构的节点设计与施工中做到安全适用、经济合理、技术先进，确保工程质量，天津大学和天津533号)的要求，对《天津市矩形钢管混凝土节点技术规程》 根据天津市城乡建设和交通委员会《关于下达2010年度天津市建设系统第一批工程建设地方标准编制计划的通知》(建科教[2010]533号)文件要求，标准编制组经广泛本标准主编单位：天津大学本标准参编单位：天津大学建筑工程学院本标准主要起草人：陈志华姜忻良韩庆华刘锡良陈敖宜于敬海韩林海杨强跃苗纪奎李黎明闫翔宇荣彬 2 2 3 63.1一般规定 63.2材料选用 9 4计算原则 4.1一般计算原则 4.2梁与柱的连接计算 22 25 36 385.5柱脚构造 41 446.1一般规定 6.3混凝土施工 466.4验收 47 1现行钢结构相关标准 48 55 60 65 66条文说明 1 2 2 33FundamentalRegulationofDesign 6 6 9 4CalculationPrinc 4.1GeneralCalculatio 255.2Splicingconstructionbetw 36 38 41 6.1GeneralReq 44 6.3ConcreteConstr 46 Appendix 482WeldedJointBasicFormandSizeofManualArcWelding 4WeldedJointBasicFormandSizeofBuildingS 54CharacteristicsofCo 55CharacteristicsofCold 60 65 66 681.0.5按本规程设计和施工时，除本规程有明确规定外，荷50011的要求；施工质量应符合现行国家标准《钢结构工程施22术语和符号2.1.1矩形钢管混凝土构件Concrete-filledrectangularsteeltube在矩形钢管内浇筑混凝土并由矩形钢管和管内混凝土共同承担荷载的构件。2.1.2矩形钢管混凝土结构Structurewithconcrete-filled主要由矩形钢管混凝土构件组成的结构。2.1.3管内混凝土Concreteinthetube浇筑在矩形钢管内的混凝土。2.1.4混凝土的工作承担系数Percentageofload-carryingcapacity在矩形钢管混凝土轴心受压构件中，管内混凝土的抗压承载力占全部抗压承载力的百分数。2.1.5矩形钢管混凝土-H型钢梁节点CFRTcolumn-H-shapedsteel矩形钢管混凝土柱与H型钢梁相连接所形成的节点。2.1.6铰接节点Pinnedconnection在外力作用下，节点连接的梁与柱轴线夹角能自由转动，传递竖向力和水平力而不能传递弯矩的构件相互连接方式。2.1.7半刚接节点Semi-rigidconnection在外力作用下，节点连接的梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间，能传递竖向力、水平力和部分弯矩且容许有一定转动变形的构件相互连接方式。2.1.8刚接节点Rigidconnection在外力作用下，节点连接对转动的约束能使梁与柱轴线夹角保持不变，能传递竖向力和水平力，又能传递全部弯矩的构2.1.9节点抗弯承载力Flexuralbearingcapacityofconnection节点仅在弯矩作用下受弯屈服时，能够承受的最大弯矩。2.1.10节点抗剪承载力Shearingbearingcapacityofconnection节点仅在剪力作用下受剪屈服时，能够承受的最大剪力。由一个高强度大六角头螺栓、一个高强度大六角螺母和两个高强度平垫圈组成的结构连接紧固件。2.1.12扭剪型高强度螺栓连接副Torsheartypehighstrength由一个扭剪型高强度螺栓、一个高强度大六角螺母和一个2.1.13抗滑移系数Slip-resistantcoefficient高强度螺栓连接中，使连接件摩擦面产生滑动时的外力与2.1.14节点构造要求Detailrequirementofconnection在建筑结构设计中，为保证结构安全或正常使用，在构造上考虑各种难以分析计算因素，一般不通过计算而必须采取的2.1.15连接JointA.-管内混凝土的截面面积；A-钢管的截面面积；A,-净截面面积；4N-轴心压(拉)力设计值；63基本设计规定3.1一般规定和抗震等要求，保证力的传递，且便于制作、安装和管内混凝3.1.2矩形钢管混凝土构件的最小边尺寸不宜小于100mm,钢管壁厚不宜小于4mm。截面的高宽比不宜大于2。当有可靠依据时，上列限值可适当放宽。当矩形钢管混凝土构件截面最大边尺寸不小于800mm时，宜采取在柱子内壁上焊接栓钉、纵向加3.1.3节点设计时宜减少现场焊接。当确实需现场焊接时，焊缝质量应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205相应级别的要求。当焊缝用来传递拉力时，宜采用全熔透焊缝，且焊缝至少应与连接件等强。焊缝应避免交叉，应3.1.4节点构造应与结构分析所采用的计算模型相符，必须满足在正常使用荷载作用下的变形连续条件和在极限设计荷载作3.1.5抗震设计中，当钢梁的上下翼缘与矩形钢管混凝土柱外短梁、隔板或柱面焊接连接时，应采用全熔透坡口焊缝，并在梁上下翼缘的底面设置焊接衬板(可附在柱上)。为方便衬板的设置和施焊，梁腹板端头上下应切割成弧形缺口，缺口半径可采用35mm。当柱钢管壁较薄时，节点域应加强以利于钢梁焊接。当柱钢管壁较厚(大于30mm)时，应采取措施3.1.6抗震设防框架柱和梁的板件宽厚比不应超过表3.1.6的7度8度柱梁工字形梁和柱梁9注：1.表列数值适用于Q235钢，当材料为其他牌号时，应乘以√2357f,。式中f,为钢材的屈服强度：对Q235钢，取f,=235N/mm²对Q345钢，取f,=345N/mm²2.梁中轴向力与其材料抗拉强度设计值和截面面积之积的比值P=N./fA3.1.7不考虑地震作用参与组合时，框架梁的板件宽厚比应符合表3.1.7-1规定的限值；不考虑地震作用参与组合时，框架柱受压翼缘的宽厚比限制当梁截面计算不考虑塑性发展时b/t≤15当梁截面计算考虑塑性发展时b/t≤13表3.1.7-2不考虑地震作用参与组合时轴心受压构件的板件宽厚比限值λ≤30时，bh≤13λ≥100时，b/≤2030<λ<100时，bi≤(10+0.1λ)λ≤30时，hot,≤13λ≥100时，hoA,≤7530<λ<100时，hoAw≤(25+0.5λ)h.≤408表注：1.表列bt,b₀/t和h₀A.的数值适用于Q235钢，当材料为其他牌号时，当0<α₀<1.6时当1.6<α₀<2.0时当0<α₀<1.6时当1.6<α₀<2.0时当0<α₀<1.6时当1.6<α₀<2.0时h=按工字形截面腹板计算的宽厚比限值乘以0.8后的值，2.表中a₀=(σm-om)/0mm。0为腹板计算高度边缘的最大压应力，σ为腹板计算高度另一边缘的相应应力，压应力取正值，拉应力取负值，计算时不考虑构件的稳定系数。3.1.8梁柱构件在出现塑性铰的截面处，其上下翼缘均应设置侧向支撑。相邻两支撑点之间构件的长细比不应超过表3.1.8规不考虑地震作用3.2.1矩形钢管混凝土构件的钢管，可采用牌号为Q235、2自动或半自动焊接用的焊丝及焊剂应与主体金属相适3.2.6用于矩形钢管混凝土构件的连接紧固件应符合下列规角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/3.2.7矩形钢管中的混凝土强度等级应不低于C30。对Q2353.3设计指标3.3.1热轧成型或由热轧钢板焊接组成的矩形钢管的钢材的强度设计值，应根据钢材厚度或直径按表3.3.1采用。表3.3.1热轧成型钢材的强度设计值(N/mm²)>16-40>40~60>16~35>35~50>16~35>35~50>16~35>35~503.3.2冷弯成型或由冷弯型钢焊接组成的矩形钢管的钢材的强表3.3.2冷弯成型钢材的强度设计值(N/mm²)3.3.3钢材的物理性能，应按表3.3.3采用。弹性模量E(N/mm)剪切模量G(N/mm²)线膨胀系数α(/℃)质量密度p(Kg/m)3.3.4混凝土的强度设计值、强度标准值和弹性模量应按表表3.3.4混凝土的强度指标和弹性模量(N/mm²)标准值.轴心抗注：上表中仅列出了矩形钢管混凝土结构中较为常用的混凝土指标，混凝土线膨胀系数、混凝土的收缩性、超声波在钢和混凝土中的传播速度等指标可参见《混凝土结构设计规范》GB50010。3.3.5焊缝的强度设计值应按表3.3.5的规定采用。表3.3.5焊缝的强度设计值(N/mm²)号强度f自动焊、型焊条的>16~40>40~60自动焊、型焊条的>16~35>35~50注：1.自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂，其熔敷金属的抗拉强度不应小于相应手工焊焊条的抗拉强度。2.一、二级是指现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205中规定的全熔透焊缝内部缺陷的质量等级。3.3.6焊缝可按下述原则分别选用不同的质量等级。1凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透。其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级；2不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其外观质量标3.3.7螺栓连接的强度设计值，应按《钢结构设计规范》GB设计统一标准》GB50068的规定选取，一般工业与民用建筑矩形钢管混凝土结构的安全等级可取为二级，设计使用年限为50Sg—考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的设梁柱4.2梁与柱的连接计算4.2.1不考虑地震作用参与组合时，梁柱连接宜按下列方法进1翼缘所受的轴力按下式计算：N=A₂f(4.2.1式中M——梁与柱连接处梁截面所受的组合弯矩设计值，或取I、I——分别为梁腹板和梁全截面的惯性矩。4.2.2考虑地震作用参与组合，梁柱连接节点设计时，应加强Mp——梁(梁贯通时为柱)的全塑性受弯承载力；l——梁的净跨(梁贯通时取该楼层柱的净高);1.0;γ——不考虑地震作用时，γ=Y₀(重要性系数);考虑地式中P——梁翼缘的承载力；2隔板承D——矩形钢管的边长；3隔板贯通式节点的抗拉承载力4.2.5外肋环板节点(图5.1.4-2)应按下列规定进行计算：4.2.7带内隔板的矩形钢管混凝土柱与钢梁的刚性连接节点，除应验算连接焊缝和高强度螺栓的强度外，须按下列规定验算节点的强度(图4.2.7):1节点抗剪强度应按下式计算：式中V——节点所承受的剪力设计值：βm——弯矩放大系数，抗震设计时，取1.2;非抗震设计M=0.25f²t.——腹(肋)板厚度；4.2.9矩形钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁采用穿筋式连接时(图4.2.9)须按下列规定进行设计：1环梁的抗剪强度应按式(4.2.9-1)计算：A,f——弯起钢筋(应置于环梁外侧)的面积及其抗拉强V——梁端剪力设计值；Ay,f——柱宽或3倍框架梁宽二者之小者范围的箍筋面积l,d——肋钢筋(肋钢板)的长度和直径(挑出宽度)。4.3.1非抗震设计时，当梁柱拼接处的内力大于其承载力设4.3.2抗震设计时，梁柱的工地拼接应考虑构件运输，其工地拼接点应避开塑性区，梁的拼接点应在距1/10跨长或两倍梁高范围之外，柱的拼接点位于框架梁顶面以上1.3m附近。此时梁柱的拼接即可按等强的原则来进行设计。4.3.3梁柱拼接的极限受弯、受剪承载力尚应满足下式：有轴力时M≥1.2MM——构件有轴向力时的全截面受弯承载力；ht——拼接构件截面腹板的高度和厚度。4.3.4拼接采用螺栓连接时，尚应符合下列要求：A——翼缘的有效截面面积；n——翼缘拼接或腹板拼接一侧的螺栓数；4.3.5公式(4.3.3-3)中梁柱构件有轴力时的全截面受弯承载工字形截面(绕强轴)和箱形截面4.3.6焊缝的极限承载力应按下列公式计算：4.3.7高强度螺栓连接的极限承载力应取下列二式计算的较小者5节点构造5.1梁柱连接节点5.1.1梁柱节点形式应做到构造简单、整体性好、传力明确、安全可靠、节约材料和施工方便。节点设计应注意节点的合理构造，使节点有必要的延性，并能保证焊接质量，避免应力集中和过大约束应力。5.1.2梁柱铰接节点钢梁与矩形钢管混凝土柱铰接连接时，可采用图5.1.2示的构造形式。当梁端剪力较小时可采用图(a)及图(b)所示的构造形式，当梁端剪力较大的情况，可采用图(c)和图(d)所示的构造形式。5.1.3梁柱半刚接节点钢梁与矩形钢管混凝土的半刚性连接时，可采用图5.1.3所示的构造形式。1上5.1.4矩形钢管混凝土与钢梁的刚性连接可采用下列形式：1隔板贯通式连接将内隔板式连接的内隔板贯穿柱截面，并与钢梁的翼缘焊接，梁腹板与焊接在柱上的连接板通过高强螺栓连接(图5.1.4-1)。式样三式样四式样五式样七式样六式样八式样九式样十四式样十八2外肋环板式连接将加强环板式连接一个方向两侧的水平外环板改为平贴焊于柱壁的切肢T型钢(图5.1.4-2),钢梁腹板与柱外预设的连接件采用高强度螺栓摩擦型连接。3带短梁的内隔板式连接矩形钢管混凝土柱内设隔板，柱外预焊短钢梁，钢梁翼缘与柱边预设短钢梁的翼缘焊接，钢梁腹板与短钢梁的腹板采用高强度螺栓摩擦型连接(图5.1.4-3)。4加强环板式连接钢梁腹板与柱外预设的连接件采用高强度螺栓摩擦型连接；柱外设水平外环板，钢梁翼缘与外环板焊接连接(图5.1.4-4)。5内隔板式连接钢梁腹板与柱钢管壁通过连接板采用高强度螺栓摩擦型连接，矩形钢管混凝土柱内设隔板，钢梁翼缘直接与柱钢管壁焊接或与焊在柱钢管壁上的外伸悬臂段焊接(图5.1.4-5)。5.1.58度设防Ⅲ、IV类场地的矩形钢管混凝土结构，柱与钢梁的刚性连接宜采用能将塑性铰外移的犬骨式连接(图5.1.5-1),亦可采用在梁端局部加大梁截面(图5.1.5-2,3)或梁下加腋的方式(图5.1.5-4),以增加连接的抗弯承载力和1(a)翼缘平面(b)腹板用高强度螺栓连接(c)腹板用工地焊缝连接(d)腹板用高强度螺栓连接(e)腹板用工地焊缝连接1≥tt矩形钢管土15033135.1.6矩形钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的连接可采用下1环梁-钢承重销式连接在钢管外壁焊半穿心钢牛腿，柱外设八角形钢筋混凝土环梁(图5.1.6-1);梁端纵筋锚入钢筋混凝土环梁传递弯矩(图5.1.6-1)。2穿筋式连接柱外设矩形钢筋混凝土环梁，在钢管外壁焊水平肋钢筋(或水平肋板),通过环梁和肋钢筋(或肋板)传递梁端剪力(图5.1.6-2);框架梁纵筋通过预留孔穿越钢管传递弯矩(图5.1.6-2)。惘牛5.1.7矩形钢管混凝土柱与组合梁的连接可采用下列形式：1压型钢板组合梁连接当钢梁与钢管连接后，在钢梁上翼缘铺设压型钢板和焊接栓钉，然后绑扎钢筋和浇筑混凝土，2穿筋式帽形组合梁连接钢管壁上设穿框架梁纵筋的小孔，管壁外壁设水平钢筋和暗牛腿；将钢管混凝土柱的钢管定位安装；U型截面钢梁与钢管连接，纵筋穿过钢管；U型截面钢梁上焊接抗剪连接件；最后，向钢管柱内和U型截面钢梁上浇筑混凝土，形成穿筋式钢管混凝土柱一帽型组合梁连接节点(图5.1.7-1)。3锚板式帽形组合梁连接在钢管内壁设T型锚定板，钢管外壁设暗牛腿和上下钢板，上下层纵向钢筋分别与上下钢板焊接；帽型组合梁是将钢板焊接或冷弯成U型截面钢梁，在U型截面钢梁上焊接抗剪连接件，浇捣混凝土，形成的组合截面构件。最后，向钢管柱内浇筑混凝土，形成钢管混凝土柱一帽型组合梁连接节点(图5.1.7-2)。数上治分数半vv15.1.8抗震设计时，钢梁与柱的连接除应按地震组合内力进行强度验算外，尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011第8.2.8条第1款的要求。对于钢筋混凝土梁与矩形钢管混凝土柱的连接节点(图5.1.6-1、图5.1.6-2),在柱边处按实际配筋计算所得的抗弯承载力与该处设计弯矩之比值不应小于梁端处相应比值的7m倍；柱边处的抗剪承载力应不小于梁两端出二三η5.1.9矩形钢管混凝土柱的内隔板厚度应满足板件的宽厚比限值，且不小于钢梁翼缘的厚度。钢管外环板的挑出宽度h(图5.1.4-4)应满足式(5.1.9-1):5.1.10钢管内隔板上应设置混凝土浇筑孔，其孔径按施工要求不应小于200mm;内隔板四角应设透气孔，其孔径宜为25mm(图5.1.10)。5.1.12当采用环梁-钢承重销式(图5.1.6-1)连接时，垂直于梁轴的柱截面宽度(B)不宜小于框架梁宽度的1.8倍。钢牛腿的里端进入钢管内的长度不应小于D/4(D为平行与梁轴线的柱边长),外端宜进入框架梁端。钢牛腿应尽可能高但不能影响采用全熔透坡口对接焊采用全熔透坡口对接焊对接焊采用全熔进坡口对接焊感焊接工字梁受板材长度限制在工厂拼接时可采用如下构造形式。图5.2.2-2焊接工字钢梁的工厂拼接构造1图5.3.1次梁与主梁的简支连接(a)次梁与主梁不等高连接(一)(d)次梁与主梁不等高连接(一)(g)次梁与主梁不等高连接(一)(b)次梁与主梁不等高连接(二)(e)次梁与主梁不等高连接(二)(h)次梁与主梁不等高连接(二)(c)次梁与主梁等高连接(f)次梁与主梁等高连接(i)次梁与主梁等高连接对内壁平齐的对接拼接，当钢管外壁的高差不超过4mm3mm;当两钢管壁厚相差较大不能满足以上规定时，应使用图5.4.2-1(c)所示的有高差的内衬板，或按图5.4.2-1(d)所示将较厚钢管内壁加工成有一定斜率的过渡段。图5.4.2-1(b)、(d)中下柱顶部管壁做成斜坡过渡，顶端厚度与上柱底端钢管厚度相等或最多相差不超过4mm。2钢管的工地焊接钢管的工地焊接宜采用图5.4.2-2所示的方式连接。下节柱的上端设置开孔隔板或环状隔板，隔板顶面与柱口平齐或略低。接口应采用坡口全熔透焊接，管内设衬管或衬板。5.4.3两钢管混凝土柱的截面宽度或高度明显不同时，可采(a)焊接方法(一)(b)焊接方法(二)1连接处上节柱外壁与下节柱外壁间距离s不大于25mm时，可采用图5.4.3-1(a)所示的顶板拼接方式，顶板厚度应2上节柱外壁与下节柱外壁间距离s大于25mm但不大于3上节柱外壁与下节柱外壁间距离s大于50mm时，钢管宜采用台锥形拼接。边柱的拼接如图5.4.3-2(a)所示；中柱的拼接如图5.4.3-2(b)所示。下节柱顶面和台锥形拼接钢管顶面设开孔隔板。台锥形拼接钢管位于梁柱节头部位时，可采用图5.4.3-2(c)的处理方法，拼接钢管两端突出梁翼缘外侧各150mm,并在梁翼缘高度处设置开孔隔板，或采用图5.4.3-2(d)的方法，在拼接钢管两端设置外伸盖板。5.5柱脚构造5.5.1外露式柱脚(图5.5.1-1)应满足下列构造要求：1锚栓应有足够的锚固长度，防止柱脚在轴拉力或弯矩作用下将锚栓从基础中拔出。锚栓应采用双重螺帽拧紧或采用其他措施防止松动。2底板除满足强度要求外，尚应具有足够的面外刚度。3底板应与基础顶面密切接触。4柱底剪力可由底板与混凝土间的摩擦传递，摩擦系数可取0.4。当基础顶面预埋钢板时，柱底板与预埋钢板间应采取剪力传递措施。当剪力大于摩擦力或柱脚受拉时，宜采用抗剪键传递剪力。5.5.2当高层建筑设有地下室时，可采用外包混凝土式柱脚。管说凝土柱地下展們第调凝土巢顶面定定d图5.5.4柱脚锚栓固定支架5.5.5外包式、埋入式柱脚可按现行行业标准《高层民用建筑6.1.3矩形钢管结构在制作前，应根据设计文件和施工详图50205和现行国家行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》6.2.4矩形钢管构件的焊接(包括施工现场焊接)应严格按照6.2.6矩形钢管制作完成后，应按照施工图和现行国家标准混凝土构件时，应待管内混凝土强度达到设计值的50%以上，6.2.11矩形钢管采用现场焊接拼接时，应对施焊工艺进行控制，应尽可能减少焊接残余应力和残余变形。6.2.12矩形钢管构件的安装质量应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205和现行国家行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98的规定。6.3混凝土施工6.3.1矩形钢管内混凝土浇筑前，应将管内异物、积水清除干净。管内混凝土浇筑应在钢构件安装完毕并验收合格后进行。6.3.2矩形钢管内混凝土浇筑方式宜采用导管浇筑法，也可采用泵送顶升浇筑法、高位抛落免振捣法或手工逐段浇筑法。矩形钢管管内混凝土浇筑施工前应根据设计要求进行混凝土配合比设计和必要的浇筑工艺试验，并在试验结果的基础上制定浇筑工艺和各项技术措施。6.3.3采用导管浇筑法时，在矩形钢管柱内插入上段装有混凝土料斗的钢制管，自下而上边退边完成混凝土的浇筑，浇筑前导管下口距离矩形钢管底部不小于300mm,浇注过程中导管下口宜置于混凝土中1000mm。导管与柱内水平隔板浇筑孔的侧隙不宜小于50mm,以便于振捣棒的插入。边长小于400mm的矩形钢管柱宜采用外壁附着振捣器进行振捣。管内混凝土分段浇捣，当下段混凝土已初凝时，不得采用外壁附着振捣器。6.3.4采用泵送顶升浇筑法时，在矩形钢管柱适当的位置安装一个带有防回流的装置的进料支管，直接与泵车的输送管相连，将混凝土连续不断的自下而上灌入钢管，无需振捣。进料支管宜小于矩形钢管短边尺寸的二分之一。对泵送顶升浇筑的多高层超高柱下部入口处的管壁以及钢管柱纵向焊缝必要时应进行强度验算。6.3.5采用手工逐段浇筑法时，混凝土自钢管上口灌入，用振捣器捣实。管截面最小边长大于350mm时，采用内部振捣器6.3.8每次浇筑混凝土前(包括有施工缝时),应先浇灌一层(国家标准9个)123456789(行业标准26个)12网架结构设计与施工规程3网架结构工程质量检验评定标准4网壳结构技术规程56789门式刚架轻型房屋钢结构技术规程12钢管混凝土结构技术规程(福建省)3钢一混凝土混合结构技术规程(福建省)4建筑钢结构防火技术规程(上海市)5轻型钢结构设计规程(上海市)6建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规程(北京市)7高层建筑钢结构设计暂行规定(上海市)8网架结构技术规程(上海市)9膜结构技术规范(上海市)(建筑结构用钢材标准49个)1优质碳素结构钢2碳素结构钢3厚度方向性能钢板4低合金高强度结构钢5高耐候结构钢6焊接结构用耐候钢789焊接H型钢热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允热轧扁钢尺寸、外形、重量及允许偏差热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差结构用无缝钢管螺旋焊钢管直缝电焊钢管结构用高频焊接薄壁H型钢一般结构用热连轧钢板和钢带不锈钢热轧钢带建筑结构用轧制钢热轧H型钢和剖分T型钢允许偏差结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量建筑结构用冷弯矩形钢管结构用不锈钢无缝钢管钢网架焊接球节点钢网架螺栓球节点门式刚架轻型房屋钢构件塑料护套半平行钢丝拉索建筑缆索用钢丝12钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角345GB/T18230.1~6六角头螺栓C级78紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱9紧固件机械性能自钻自攻螺钉12345埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂6埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂7891序号示意图坡口允许偏差(mm)123p=0~3不限制4b60b6序号坡口允许偏差(mm)1FF2F3FF 4F序号示意图坡口允许偏差(mm)123p=0~30,+1.54a,0,+10面积A101066.977.291.9101161291012112136157165101213101213BtMA1012141012141012141453170221182737298110121417372037301732234189507458656569101214重量BMA10121416107241028334251473052175625445958157072823092761012141610711938134828578271987812101214161091081241391012141611012410412214015810121416191041191351561131321531721981280115519177672207624813mmcm²BMAW10121416191111281441671012141619104124141159185108133156180203236101214161922173919112216280832063565tMAW注：表中理论重量按钢密度7.85g/cm³计算tMA454WWc1834310810110612910551111381551101232450175104129110103151124130916436340104130147122315541858145917032146421044473165219472507重量HBMAL55WW4?±75334836685.85.71012134157452714338944081012150817486121708879541012141104779985333974304515457926983813610121473510727634174518255667267士101214161081241397643113HBMA4丁5WW1012141610812110212013815545275779696179158856101214161041191341131321521719.99.81012141619113130146170122144166187217104812741464165518311520185221612729310710121416104119134113132152171786489771012141611313014612214416618711101440175310121416191041221411591851747213228353159HBMAL5WW1012141610412314115911916188241304158818282722239591453585085716281983101212014116318421537151598986672776195174173165123402662338614491770233333354883755631620557101217325963301377942152101278231038592399037327238464398492663634032146312523901613185323203062034934389991734228025261591118363207761853213822143272275718482333265631564019643347489585466955103820438449022291339838964352429849197148HBMAL5W19519341954824540531034564511172388151193442057063381432749805585注：表中理论重量按钢密度7.85g/cm³计算本规程用词说明1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度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，在条件许可时首先这样做的：正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;2条文中指明应按其它有关标准执行的写法，为“应符《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005修订说明本标准修订过程中，编制组进行了矩形钢管混凝土节点的调查研究，总结了我国近年来矩形钢管混凝土节点工程建设的实践经验，同时参考了《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159:2004)及《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28:90)等国家为便于广大设计、施工、科研等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定。《天津市矩形钢管混凝土节点技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据及执行中需注意的有关事项进行了说明，但是本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力， 2术语和符号 5节点构造 88 1.0.5本规程所采用的符号和术语是根据现行国家标准《建规程偏于安全地认为，节点抗弯刚度在梁与3.1.2为了方便向钢管内浇筑混凝土，本规程规定矩形钢管造措施。由于目前这方面的资料很少，本规程中难以提出栓3.1.6框架梁柱板件宽厚比的规定，是以结构符合强柱弱梁3.1.7对于本条和本规程后面一些条文提及的“不考虑地震3.1.8已形成塑性铰的截面，在结构尚未达到破坏机构前必钢结构高度很大时，轴向力大，竖向地震对框架柱的影响很3.2.1本规程规定矩形钢管混凝土号的钢材”,所谓“可靠依据”是指所取用的钢材提供任一温度量级的冲击韧性试验，且只有当用户提出要求时才进行冷弯试验。Q235A级钢还不保证焊接要求的含碳量。弯试验合格和冲击韧性的要求。因此，各类牌号的A级钢一般不的比值，但一般强屈比不应小于1.2。用于抗震结构的钢材的伸长率应大于20%,以保证构件具有足够的塑性变形能力。3.2.3国内生产高频焊接直缝矩形管比较多，但也有一些钢厂生产螺旋焊缝圆管变方矩形管的，故本条列入了螺旋焊缝生产工艺的矩形管。热轧矩形钢管目前国内尚未生产，但国外的有关标准中均已列入并已生产和应用，例如：国列有热轧方管(SHS)截面20mm×20mm~400mm×400mm,热轧矩形管(RHS)截面50mm×30mm~50mm×300mm,壁厚2.6~25mm;欧洲标准EN10212-2HotFinishedStructuralHollowSection中列有方管(SHS)截面20mm×20mm~400mm×400mm,矩形管(RHS)截面50mm×25mm~500mm×300mm,壁厚2.5~20mm;此外，英国规范也列有热轧方钢管(SHS),规格35mm×850mm~700mm×700mm,壁厚12~40mm。随WTO,国外先进的生产工艺可能会很快引进国内，故本条文中3在建筑钢结构中。角焊缝一般不进行无损探伤检验，但对外观缺陷的等级(见现行国家标准《钢结构工程施工质量验收4设计原则4.1.3钢板经过冷成型加工后，钢板弯角部分的强度将有不同程度的提高，但其塑性性能略有降低，这种现象称之为冷弯效应。因此，冷成型的矩形钢管四个弯角部分的钢材强度将高于钢管平板部分，弯角部分冷弯提高后的强度值以及矩形钢管考虑冷弯效应后整个截面加权平均强度设计值的计算公式，可参考现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018附录C的规定采用。国内外设计实践表明，矩形钢管按考虑冷弯效应后的强度设计值设计，比不考虑冷弯效应的设计可节省钢材约10%～15%。GB50018截面必须全截面有效。要确保全截面有效，应限制截面板件的宽4.1.5采用矩形钢管混凝土结构的建筑处于抗震设防地区时，均应按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定进行地震作用下的承载能力验算。本条还提出应按照其他有关标准是指：凡结构体系的主要抗侧力结构为钢筋混凝土结构时，应按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定；主要抗侧力结构为钢结构时，应按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98的规定。承载力抗震调整系数YRE一般在0.7～1.0之间。现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011没有给出钢管混凝土结构构件的YRE值，本条表4.1.5给出的钢管混凝土结构承载能力抗震调整系数YRE基本上是参照钢结构的系数制定的。4.22考虑地震作用参与组合时，可将式(4.15-2)改写成YgS≤R,即将YR作为地震作用组合内力设计值的降低系数。为此，梁翼缘的最大轴力设计值可表示为N=0.75A₁f,翼缘连接焊缝应承受截面工字梁而言，其翼缘与柱的坡口焊缝是不满足节点连接承载力应高于杆件截面承载力要求的，因此应加强梁端与柱的连接或采用削弱梁翼缘的犬骨式连接。4.2.4带内隔板的矩形钢管混凝土柱与钢梁的刚性焊接节点的抗剪强度计算公式中分别考虑了柱焊缝(柱腹板)、内隔板和混凝土斜压受力对节点的抗剪贡献。节点抗弯强度计算公式是通过节点板的拉伸试验，根据虚功原理得到的。在推导中分别考虑了柱翼缘和内隔板的抗弯作用。可参阅《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159-2004的相关条文说明。4.2.9设计穿筋式连接，验算柱边的抗弯强度时应计入矩形环梁的抗弯作用，并要求强震下框架梁端先于柱边抗弯失效。环梁受到有效的周向约束是结合面剪力能有效传递的必要条件。肋钢筋上局部承压混凝土受到三轴约束，其垂直承压强度获得较大的提高。当结合面剪力较大，肋钢筋处混凝土的局部承压不能满足抗剪要求时，可将底肋钢筋改成角钢，但角钢的挑出长度不宜大于50mm。当按公式计算的直剪承载力不能满足要求时，应增加环梁的截面高度。结合面的直剪承载力验算时，其直剪强度为拉区和压区的平均值。梁柱连接一般采用刚性连接和铰接连接。半刚性连接的梁与柱铰接连接时，钢梁翼缘与柱翼缘或外隔板无须焊接或螺当柱截面较大设置内隔板不影响管内混凝土的浇筑质量时，宜采用内隔板式梁柱连接，否则宜采用加强环板式或外伸5.1.6对现浇钢筋混凝土梁和矩形钢管混凝土柱之间的连接，应用和研究均较少。这里推荐两种连接型式：环梁-钢承重销式连接和穿筋式连接。对环梁-钢承重销式连接，弯矩通过钢筋混凝土环梁传递给柱，剪力主要通过钢承重销传递。承重销有穿心、不穿心和半穿心等三种。穿心承重销性能最好，但施工很麻烦。不穿心承重销施工简单但传递弯矩能力较差，受荷转动时承重销与钢管壁间会出现较大的应力集中，甚至会造成钢管壁撕裂。半穿心承重销的性能虽比不上穿心式，但因承重销锚入钢管混凝土柱中一定长度面具有一定的传递弯矩能力，减少采用半穿心钢承重销传递剪力时，承重销可以采用工字钢或双槽形钢。承重销除了为传递剪力而提供足够的承压面积外，还应进入框架梁端一定的长度，一般不宜小于2倍钢牛腿截面高度，以使其能传递一部分梁端弯矩，形成所谓的剪弯钢现浇混凝土梁和矩形钢管混凝土柱的连接，在抗震设计时，宜采用环梁-钢承重销式连接。穿筋式连接的剪力传递是在钢管上预设水平肋钢筋或肋钢板，通过钢管柱外的矩形钢筋混凝士环梁与肋钢筋间的相互作用，将剪力传递至钢管。结合面的抗剪试验表明，在环梁的周向约束足够的情况下，这种剪力传递方式是可靠的。穿筋式节点的梁端弯矩传递主要通过穿越钢管的框架梁纵筋，但矩形环梁对柱边受弯承载力也有一定的贡献。设计时，要求满足“强环梁，弱框梁”。使框架梁端先于柱边处抗弯屈服，保证矩形环梁受到有效的周边约束，从而保证结合面的剪力传递能力。为降低施工难度，穿越钢管的钢筋可采用并股双钢筋的形式。也有研究和设计人员提出了一种外置式钢筋混凝土环梁连接节点。以实现钢筋混凝土梁与矩形钢管混凝土柱的连接。该连接型式的组成为：八角形钢筋混凝土环梁用于传递弯矩、钢管四壁设拉筋用于抗冲切作用，两者组成环梁钢筋笼；其结合面同穿筋式节点。框架梁端纵筋弯折锚入环梁内，梁端弯矩通过八角形钢筋混凝土环梁传递。剪力通过环梁混凝土与焊在钢管上的肋钢筋间的相互作用来传递。这种连接型式通过环梁混凝土作用于柱身的压应力形成力偶来传递梁端弯矩，其主要不足之处是正常使用状态下连接节点的刚度偏小。这种连接型式，可用于7度及7度以下地震区和不进行抗震设防的地区，例如，在广州地区的钢管混凝土高层建筑中已有成功应用的经验；目前尚不宜用于高烈度抗震设防地区。5.1.8本条的要求体现了强节点弱杆件的原则。钢梁与矩形钢管混凝土柱连接节点极限承载力的验算公式，可参阅现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98第8.1.3条，但在梁的受剪承载力计算时，应叠加由重力荷载代表值作用下按简支梁分析的梁端截面剪力标准值；当梁翼缘用全熔透焊缝与柱连接并采用引弧和引出板时，可不验算连接的受弯承载力，此时焊缝质量等级应符合一、二级。5.1.10隔板的浇筑孔直径应足够大，以方便施工。四角设透气孔以保证节点处混凝土的浇筑质量。透气孔的位置取决于两方面：一方面距离角点不宜太远，以起到足够的透气效果；另一方面使隔板在屈服状态下能满足简单传力机制。5.1.13因为在钢管外壁已焊有传递剪力的肋钢筋或肋钢板，因此将补强钢板焊于钢管内壁。5.1.14肋钢筋的直径即局部承压混凝土的宽度