JGJ／T 471-2019标准规范下载简介

JGJ／T 471-2019 钢管约束混凝土结构技术标准

4.4.1钢管纳束混凝主柱最早在日本得到应用，其形式为钢管 为束钢筋混凝土柱，即在钢筋混凝十框架柱外设置不通过节点区 的钢管，以防止框架短柱或边柱发生脆性剪切破坏。日本在应用 钢管纳束钢筋混土柱时：常直接将钢管制作为长度与柱净高相 司，即钢管直接与梁接触。试验结果表明，承载力能力极限状态 下，以受压为主的钢管约束混凝土柱将发生明显的轴向压缩变 形，如钢管直接与梁接触，将导致柱端钢管直接受压而局部屈 曲，从而导致受压承载力明显降低：水平地震作用下，框架柱与 框架梁之间的相对转动也会导致柱端钢管直接受压：导致钢管对 核心混凝王的约束降低，框架柱的抗震性能也随之降低。根据试 验结果，提出钢管设置构造缝的建议，并结合节点区的构造建议 了钢管构造缝的位置与宽度。

柱，用于300mm以下的较小截面时不能发挥其优势，且截

较小时混凝土浇筑质量也难以保证。圆钢管一般采用卷制并熔透 对接焊的加工工艺，钢管壁厚小于3mm时，对接焊缝质量很难 保证。 圆钢管对核心混凝土的约束效应很强，钢管径厚比100以上 即可保证核心混凝土受到充分的约束；钢管径厚比小于100时： 注的受压承载力过高，容易导致强构件，弱节点”，需进行充 分的验算。径厚比超过200时，圆钢管在加工和吊装阶段容易发 生变形，需设置充分的临时加强措施。圆钢管对核心混凝王的 束非常强，不需要设置加劲肋提高构件的力学性能

对接焊的加工工艺，钢管壁厚小于3mm时，对接焊缝质量很难 保证。 圆钢管对核心混凝土的约束效应很强，钢管径厚比100以上 即可保证核心混凝土受到充分的约束；钢管径厚比小于100时 柱的受压承载力过高，容易导致“强构件，弱节点”，需进行充 分的验算。径厚比超过200时，圆钢管在加工和吊装阶段容易发 生变形，需设置充分的临时加强措施。圆钢管对核心混凝王的约 束非常强，不需要设置加劲肋提高构件的力学性能 4.4.3～4.4.5方钢管对核心混凝土的约束效应远低于圆钢管 因此应严格限制其径厚比。根据国内外试验结果和编制组的有限 元模拟结果，提出了方钢管的宽厚比限值。试验结果表明，设置 斜拉加劲肋是加强方钢管对混凝土约束效应的最有效措施之一。 基于试验结果，综合考虑钢管加工的便利性，编制组建议采用余 拉加劲肋对方钢管进行加强，并提出了相应的构造措施 4.4.6在钢管纳束混凝士柱中，核心混凝土的抗压强度因钢管 则向约束效应而显著提高，因此宜采用高强钢筋与其匹配

束非常强，不需要设置加劲肋提高构件的力学性能 4.4.3～4.4.5方钢管对核心混凝土的约束效应远低于圆钢管， 因此应严格限制其径厚比。根据国内外试验结果和编制组的有限 元模拟结果，提出了方钢管的宽厚比限值。试验结果表明，设置 斜拉加劲肋是加强方钢管对混凝土约束效应的最有效措施之一。 基于试验结果，综合考虑钢管加工的便利性，编制组建议采用斜 拉加劲肋对方钢管进行加强DB15T 353.5-2020 建筑消防设施检验规程 第5部分：干粉灭火系统.pdf，并提出了相应的构造措施

4. 4. 3~4. 4. 5

方钢管对核心混凝土的约束效应远低于圆钢管，

4.4.6在钢管约束混凝土柱中，核心混凝土的抗压强度

4.4.8圆钢管约束钢筋混凝土柱的抗震性能非常优越，在受力

上不需设置箍筋，也不需限制纵筋最大间距，纵筋和箍筋 仅需满足施工要求即可

4.4.9方钢管不设斜拉加劲肋时，对核心混凝土的约束

抗震设计中应配置一定的箍筋。设置斜拉加劲肋的方钢管对核心 混凝土的药束较强，可保证框架柱具有良好的延性，因此箍筋可 按非抗震的构造配置。

4.4.10编制组对钢管约束型钢混凝土柱的静力和抗震试

表明，钢管约束作用可有效保证型钢与混凝土的共同工作性能 因此，钢管约束型钢混凝土柱中理论上可不配置纵筋与箍筋。因

为构造与施工简单，本标准推荐钢管药束型钢混凝土柱内仅配置 型钢。当钢管束型钢混凝土柱中配置纵筋与箍筋时，其配置要 求可低于一般型钢混凝土柱，但应符合现行国家标准《混凝土结 构设计规范》GB50010对非抗震设计框架柱的相关构造规定 并应避免箍筋与型钢截面相交

统一的认识，相关标准的规定也差异很大。欧洲组合结构规范 Eurocode4建议钢一混凝土组合柱的混凝士参与工作系数为 fAc/（f.A.十fA）三（0.2～0.8）：我国的现行行业标准《组合 结构设计规范》JGJ138建议型钢混凝土柱的型钢含钢率不宜低 于4%，而我国的现行行业标准《钢骨混凝土结构技术规程》 YB9082则根据框架柱的抗震等级分别作出了规定。当型钢含钢 率过低时，则没有必要采用钢管约束型钢混凝程，采用钢管约 束钢筋混凝土柱即可；而型钢含钢率过高时，则用钢量太高，经 济性不好，且会导致现场对接焊接工作量过大等问题。综合考虑 国内外的相关规范、经济性和施工等因素，建议了钢管约束型钢 混凝土柱的型钢含钢率范围

4.4.12钢管约束型钢混凝土柱中，型钢板件受到外包钢

凝土的共同约束作用，局部稳定承载力显著提高，因此板件的宽 度与厚度之比可比现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017 放宽。根据国内外对普通型钢混凝土柱的试验结果，结合理论推 导结果并参考现行行业标准《钢骨混凝土结构技术规程》YB 9082的规定，作出了偏于安全的板件宽厚比限值规定。

4.4.13钢管约束型钢混凝土柱的轴压、偏压与抗震性能

果表明，型钢翼缘外侧设置的抗剪接件对构件的轴压与偏压性 能无明显影响。水平地震作用下，虽然型钢翼缘外侧无抗剪连接 件的框架柱沿型钢翼缘外侧与混凝土之间的粘结滑移破环更明 显，但其侧向承载力、延性和耗能能力与设置抗剪连接件的框架 注基本相同，因为较为严重的粘结滑移破坏都是在试验的最后阶 段才发生，此时框架柱的层间位移比已远超出罕遇地震作用下结

4.4.14钢管约束混凝土柱的轴压比限值，是根据国内外

约束的混凝土的抗压强度计算），构件的弹塑性层间变形能力和 延性系数都可满足罕遇地震作用下的要求。 钢管约束混凝土柱的轴压比限值规定中，并未区分圆形截面 和方形截面。轴压力、截面面积、材料强度、钢管含钢量、纵筋 或型钢含钢量相同的条件下，圆形柱比方形柱的抗震性能好，医 此圆形柱的轴压力限值应该高手方形柱。在钢管约束混凝土柱的 轴压比计算中，采用广考虑钢管侧向作用的混凝王轴心抗压强 度，同等条件下，圆形柱的约束混凝土强度高于方形柱。因此， 抽压比相同时，圆形柱的混凝土压应力高于方形柱。根据本标准 建议的钢管约束混凝土柱轴压比限值，截面面积、材料强度、含 钢率等条件相同时，相同轴压比限值条件下，圆形柱的混凝十压 应力限值最高，钢管内设置斜拉加劲肋的方形柱次之，无加劲肋 的方形柱最低。 抗震试验结果表明，对手钢管约束混凝土框架柱，虽然剪跨 比小手2时其延性有所降低，但在本标准规定的钢管径厚比和宽 享比范围内，剪跨比小于2的短柱以及剪跨比小于1.5的超短柱 都表现出了良好的抗震性能，其延性和弹塑性层间变形能力都满 足抗震设计要求：因此本标准未对框架短柱和超短柱的轴压比限 直作出特殊规定。 内填混凝土强度等级为C40、C60、C70、C80的钢管约束 混凝土框架柱抗震性能试验结果表明，虽然随混凝士强度等级的 提高，框架柱的抗震性能稍有降低，但其延性和弹塑性层间变形 能力都满足抗震设计要求：因此本标准未对采用强度等级C6C 以上混凝土的构件轴压比作出特殊规定。 钢管约束混凝土柱的轴压比计算采用考虑钢管侧向药束的混 疑主轴心抗压强度设计值，相同轴压比条件下其混凝土的压应力 明显高于普通的钢筋混凝王构件，因此轴压比限值确定时应考虑 长期荷载作用下混凝土徐变的因素。根据国内外对普通钢筋混滋 土柱的受压徐变试验结果，在本标准建议的轴压比限值条件下， 卵使不考虑钢管对核心混凝土的纳束作用钢管药束混凝土柱也

不会发生长期荷载导致的破坏；原因是结构承担的实际长期荷载 效应对应于荷载的准永久组合效应，而准永久组合效应远低于基 本组合效应

5.1.1对于矩形钢管纳束混凝土柱，当截面高宽比不超过1.1 时：其约束机理与受力性能与方钢管纳束混凝土柱相近，在截面 承载力计算中，可采用含钢率和面积等效的原则：当截面高宽比 超过1.1后，钢管对混凝土的约束效应迅速下降，若不采取提高 钢管约束效应的措施，不宜按钢管约束混凝土柱进行计算

5.1.2本条给出了钢管约束混凝土柱正截面承载力计算方法的 基本假定。 1试验研究和有限元数值模拟结果表明，采用平截面假定 可较为准确的计算钢管约束混凝土构件的正截面承载力。 2虽然钢管和混凝主之间的界面粘结和摩擦作用会导致钢 管中产生纵向应力，但纵向应力对正截面承载力的影响很小。因 比，在正截面承载力计算中，可不考虑钢管纵向应力的影响，仅 考虑钢管对核心混凝土的侧向约束效应。本标准中，钢管等效约 束应力计算公式考虑了钢管基础约束应力、钢管端截面横向应力 水平和钢管应力沿高度分布规律三个因素的影响。后两个因素分 别通过引入钢管截面约束折减系数和钢管高度约束折减系数 kh来考虑，以上两个系数的确定方法分别在本标准第5.1.3条和 第5.1.4条的说明中进行了介绍。钢管基础束应力是钢管环向 应力等于钢管屈服强度时，钢管对混凝土产生的平均约束应力。 圆、方钢管基础约束应力的形式相同，但推导思路不同。对于圆 钢管，钢管对混凝土产生均匀的束作用，其钢管基础约束应力 可通过环向应力沿圆周积分得到。对于方钢管，截面内钢管对混 疑土的侧向约束不均匀。常用的研究方法是将截面划分成有效约 束区和非有效约束区，并引入有效面积系数。对有效约束区的

约束应力进行修正，进而得到截面内的平均约束应力，即钢管基 础约束应力。考虑到钢管约束混凝土柱中钢管宽厚比较大，钢管 面外刚度很小，可忽略方钢管平面外受力，假定混凝土的束应 力全部来自于钢管角部相邻边横向应力的合力作用。如图1所 乐，根据角部约束应力的扩散情况，将截面分为有效约束区和非 有效约束区。有效面积系数可通过有效约束区面积与混凝王截面 面积A的比值确定，计算公式如下：

式中：Ac、Ace、Anc 混凝土净截面面积、有效约束区面积和 非有效约束区面积（mm）： d一一约束边界的顶点到相邻边的垂直距离 (mm)。

图1方钢管对核心混凝土的约束效应简化模型 1一非有效药束区：2一有效约束区：3一约束核心

混凝土有效约束区内的约束应力可按约束核心区的约束应 ，公式如下：

已知有效面积系数尺。和有效约束区约束应力以，则方钢管 载面平均约束应力，即钢管基础约束应力可按下式计算：

2f.4 fi=kefa= D

5.1.3钢管截面约束折减系数k。是峰值荷载对应的钢管

5.1.3钢管截面约束折减系数k是峰值荷载对应的钢管端截面 横向应力与钢管抗拉强度设计值的比值，该系数考虑了钢管端截 面横向应力水平对钢管等效约束应力的影响。对于圆钢管约束混 凝土柱，已有试验及有限元结果表明，在工程常用参数范围内， 峰值荷载对应的钢管端截面横向应力可近似为钢管抗拉强度设计 直，因此圆钢管约束混凝土柱的k取1.0。对于方钢管约束混凝 土柱，在峰值荷载时，钢管端截面一般不能达到横向屈服。编制 组基于试验及数值计算，分别拟合得到了未设加劲肋与设置斜拉 加劲肋方钢管约束混凝土柱k。的计算公式，公式与有限元计算 结果吻合较好

5.1.4钢管高度约束折减系数k是峰值荷载对应的钢管横向应

力沿钢管高度的平均值与钢管抗拉强度设计值的比值，该系数考 患钢管应力沿高度分布规律对钢管等效纳束应力的影响。在钢管 约束混凝土柱中，由于钢管与混凝土间的粘结与摩擦作用：使得 钢管的应力、应变状态沿柱高度是变化的。轴压构件峰值荷载对 应的钢管应力分析结果表明：在钢管端截面附近，钢管纵向应变 带后于混凝土，随目标截面距端截面距离的增大，钢管横向应力 近似线性减小，纵向应力近线性增大：在远离钢管端截面的中 部附近，钢管与混凝土纵向变形协调，钢管应力状态沿高度保持 不变。基于已有试验结果与峰值荷载对应的钢管应力数值分析。 编制组建立了轴压钢管约束混凝土柱中钢管应力沿高度分布模 型，如图2所示。基于以上模型，拟合得到kh随钢管高度变化 的计算公式。 以上计算公式的推导是基于轴压构件，即轴心受压钢管 约束混凝土柱正截面承载力计算时可按上述方法取值。但偏 心受压钢管约束混凝土柱正截面承载力计算中可不考虑系数kh， 即.取1.0，原因有以下两点： 1）对于偏心距较大的钢管约束混凝土柱，极限状态时，构

图2峰值荷载时钢管应力沿 高度分布规律示意

件弯曲变形明显，临界截面 的受压侧混凝土塑性发展充 分，使得相应位置的钢管拉 立变较大，拉应力可达到屈 服水平。此时钢管应力沿高 变的分布情况对构件正截面 承载能力影响较小。已有试 验结果也证明，对于弯曲变 形较明显的偏心受压钢管约 束混凝土柱，k取1.0时， 正截面承载力理论计算结果 与试验结果吻合较好。 2）对于偏心距较小的 钢管约束混凝土柱，本标准 通过线性简化的方法综合考

图3等偏心铰支柱二阶效应示意 理想短柱加载曲线：2一长柱加载曲线：3一轴力弯矩承载力相关曲线

U TVUT 理想短柱加载曲线；2一长柱加载曲线；3一轴力弯矩承载力相关

图4弯矩增大系数的公式计算结果与有限元计算结果对比

混凝土理论，提出适用于钢管约束混凝王柱的等效矩形应力 系数，

5.2正截面轴心受压、受拉承载力计算

5.2.1～5.2.3轴心受压钢管约束混凝土柱稳定系数的计算公 式可采用式（4）的形式。该公式最初被用于计算以截面边缘屈 服作为失效准则的冷弯薄壁型钢构件，可根据合适的缺陷因子e 来调整柱子曲线的走势。E。不仅与构件的初始缺陷有关，还综合 了截面类型等因素，是一种等效缺陷因子。在已有数据统计的基 础上，仅需找到合适的。值即可得到构件的柱子曲线，不同截面

柱子也可因此实现公式形式的统一。该公式形式也被现行 准《钢结构设计标准》GB50017和《冷弯薄壁型钢结构技 》GB5oo18采用，同时也被欧洲钢结构规范Eurocode3和 合结构设计规范Eurocode4所采用

已有钢管约束混凝土中长柱轴心受压试验得到的构件稳定系 数均在0.85以上。受试验机条件和钢管径厚比/宽厚比限制，更 大长细比构件的轴心受压试验很难进行。编制组采用的有限元模 型对钢管约束钢筋/型钢混凝土轴心受压长柱进行了系统的参数 分析，基于分析结果建立了稳定承载力计算方法。图5为圆钢管 药束钢筋混凝土柱、方钢管药束钢筋混凝土柱、圆钢管药束型钢 混凝土柱、方钢管约束型钢混凝土柱的柱子稳定系数公式计算结

(c）圆钢管约束型钢混凝土柱

图5钢管约束混凝土轴心受压构件的稳定系数

果与有限元计算结果的对比。

5.3正截面偏心受压、受拉承载力计算

5.3.1对于偏心受压钢管约束混凝土柱，当荷载偏心率较大时， 构件破坏截面的弯曲效应明显，截面应变梯度较大，峰值荷载时 混凝土的压应变发展充分，一般可假定混凝土最外层受压纤维达 到极限压应变；当荷载偏心率较小或近似轴心受力状态时，截面 应变梯度较小，混凝土压应变不能充分发展，最外层混凝土极限 玉应变的假定与构件的实际受力不符。此外，偏心率较小时，承 载力分析还需要考虑钢管应力沿高度分布不均匀的影响。编制组 基于大量的试验和数值计算结果，提出分段式正截面承载力计算 思路：即以截面受压区高度系数（截面受压区高度与截面高度的 比值）等于0.75为分界点，将偏压构件正截面承载力相关曲线 分为两部分，见图6。在受压区高度系数<0.75时：由于控制截 面弯曲效应明显，应变梯度较大，混凝土压应变充分发展，假定 截面最外层受压混凝土压应变等于混凝土极限压应变时构件达到 极限状态，并以此为基础计算正截面承载力；在受压区高度系 数>0.75时，由于截面相关曲线近似为直线，可假定正截面受压 承载力N.和受承载力M.呈线性关系。此外，由于截面轴压承

载力考虑了钢管应力沿高度分布规律的影响，即考虑了钢管高度 为束折减系数对钢管等效约束应力的影响，因此以上截面承 载力相关曲线的直线段考虑了系数的影响 基手以上计算思路，编制组建立了偏心受压钢管约束混凝士 柱正截面承载力简化计算公式。对于圆钢管约束混凝土柱，简化 计算公式引入计算参数re，其变化范围为（0～1.0）。r。<2/3时 （rg=2/3时，截面受压区高度系数=0.75），可理解为受压区混 疑土截面对应的圆心角θ（rad）与2元的比值；在此范围内，假 定截面最外层受压混凝士压应变等于混凝土极限压应变时构件达 到极限状态，并通过圆形截面混凝土等效矩形应力系数对混凝士 承载力进行简化，等效矩形受压区混凝土截面对应的圆心角? rad）与2元的比值定义为re。re>2/3时，由于理论计算模型中 的线性假定，r.仅为公式的计算系数，无明确物理意义。 对于方钢管约束混凝土柱，正截面承载力简化计算公式中弓 入计算参数rx，参数的变化范围是（0～1.0）。rx<3/4时为截面 受压区高度系数，即受压区高度工u与截面边长D的比值，该范 围内，基于最外层受压混凝土压应变的假定，并通过方形截面混 疑土等效矩形应力系数对混凝土承载力进行简化。rx>3/4时， 由于理论计算模型中的线性假定，r并没有实际的物理意义：仅 为计算参数。 构件截面设计中，需要保证由控制截面轴向压力设计值N和弯 矩设计值M组成的坐标点（M，N）在承载力相关曲线内（图6）。 在实际工程中，可采用按以下两种方法进行截面承载力验算： 方法一：通过反解re（rx）进行验算，步骤如下： （1）判定轴向压力设计值N是否小于构件轴压承载力N。： 如不满足，则截面承载力不满足要求： （2）将轴向压力设计值N代入受压验算公式并将公式左右 部分取等号，根据等式条件解出r（r） （3）将弯矩设计值M和步骤（2）中解得的r?（r）代入受弯 验算公式，若满足公式条件，说明截面承载力满足要求

5.3.2对于偏心受压钢管约束钢筋混凝土柱，根据本标

用的正截面承载力计算方法，当截面受压区高度系数<0.75时， 需确定截面纵筋所受的竖向压力N.和弯矩M与计算参数（r或 x）间的关系。由于考虑钢管侧向约束的混凝土极限压应变较 天，临界状态时，构件控制截面的应变发展充分，使得截面内天 部分纵筋可达到屈服。因此：本标准基于截面纵筋屈服的假定并 进行合理简化，给出N和M在的计算公式。 5.3.3对于偏心受压钢管约束型钢混凝土柱，根据型钢上下翼 像的屈服状态，对截面型钢所受的竖向压力N，和弯矩M.进行分 没线性简化。如图7所示，分界点1为上翼缘受拉屈服，对应计 算参数ro1或rxl；分界点2为上翼缘受压屈服，对应计算参数rg 或rx2；分界点3为下翼缘受拉屈服，对应计算参数r或rx3；分 界点4为下翼缘受压屈服，对应计算参数rg或rx。编制组基于

为正截面承载力计算方法，当截面受压区高度系数<0.75 角定截面纵筋所受的竖向压力N和弯矩M与计算参数（re 间的关系。由于考虑钢管侧向约束的混凝士极限压应变 临界状态时，构件控制截面的应变发展充分，使得截面内 纵筋可达到屈服。因此：本标准基于截面纵筋屈服的假定 厅合理简化，给出N和M在的计算公式

缘的屈服状态，对截面型钢所受的竖向压力N.和弯矩M.进行分 没线性简化。如图7所示，分界点1为上翼缘受拉屈服，对应计 算参数r或rx；分界点2为上翼缘受压屈服，对应计算参数r6 或rx2；分界点3为下翼缘受拉屈服，对应计算参数ro3或rx3；分 界点4为下翼缘受压屈服，对应计算参数rg或rx。编制组基于 数值计算发现，各分界点间N.和M随计算参数re或rx线性变

图7型钢偏压承载力界限点示意

化。因此，本标准通过分段线性简化的方法，得到截面型钢所承 受荷载的简化计算公式。

5.4斜截面受剪承载力计算

5.4.1钢管纳束混凝主柱的受剪截面限制条件是参考现行行业 标准《组合结构设计规范》JGJ138的有关规定。 5.4.2、5.4.3国内外已有的已有试验结果表明，钢管未能充分 发挥抗剪作用。为此对方钢管的有效利用程度进行双控制，即分 别对宽厚比和对方钢管发挥作用的有效边长进行控制。根据试验 及有限元分析结果，取h.取min（2D/t，ho），单位统一取为mm 研究结果表明，钢管约束钢筋混凝土柱的受剪承载力由混凝 土、箍筋和钢管共同提供。其中混凝王部分提供的受剪承载力参 考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定 对于钢管钢筋约束混凝土柱，箍筋间距一般较大，可不计其对受 剪承载力的责献。钢管部分提供的受剪承载力包括钢管直接受剪 和钢管受拉部分。对于圆钢管纳束混凝王柱，水平剪力作用下 圆钢管不能沿环向全截面屈服以抵抗剪力：对手方钢管约束混激 土柱，钢管的两个受剪面也不能沿横向全截面屈服以抵抗剪力 基手试验和有限元分析结果，编制组提出了考虑钢管有效受剪区 域的受剪承载力公式，公式计算结果与试验结果吻合较好（图8）

剪承载力公式计算结果与试验结

6.1.1本条是参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB

6.1.1本条是参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对钢筋混凝土框架节点核心区的抗震验算要求，因为水平 地震作用下：钢管约束混凝士框架的节点核心区以混凝土受剪为 主，其受力机理与钢筋混凝土节点核心区相似。 6.1.2节点核心区的剪力设计值，参考现行国家标准《建筑抗 震设计规范》GB50011中计算钢筋混凝土框架的方法

6.2.2编制组对钢管半贯通式节点的梁柱界面进行了直剪试验

试验结果表明，当框架梁上下纵筋处钢管的开孔高度

的1/4时，界面的直剪承载力远高于梁端的斜截面受剪承载力。 即开孔高度满足此尺寸要求时，不必验算界面的直剪承载力。 节点区钢管开洞后，钢管对混凝土的约束效应值降低，导致 节点区的受压承载力低于柱，因此应进行加强。根据传统的箍筋 约束原理和编制组的试验与有限元研究结果，基于节点区钢管的 约束效应不低于柱钢管的约束效应原则，建议了节点区钢管的厚 度要求。公式（6.2.2）未考虑直交梁对节点区受压承载力的提 高作用，是一个偏于安全的公式。

节点区钢管开洞后，钢管对混凝土的约束效应值降低，导致 节点区的受压承载力低于柱，因此应进行加强。根据传统的箍筋 约束原理和编制组的试验与有限元研究结果，基于节点区钢管的 约束效应不低于柱钢管的约束效应原则，建议了节点区钢管的厚 度要求。公式（6.2.2）未考虑直交梁对节点区受压承载力的提 高作用，是一个偏于安全的公式。 6.2.3钢管环筋式节点，其本质是在节点区钢管开洞处采用大 直径箍筋代替钢管。编制组的试验结果表明，钢管环筋式节点能 够满足节点区受压承载力高于柱的要求。采用大直径箍筋不会造 成节点区箍筋密集的问题，且大直径箍筋在工厂加工阶段即与钢 管焊接，现场无焊接工作量，施工方便快捷。

直径箍筋代替钢管。编制组的试验结果表明，钢管环筋式节点能 够满足节点区受压承载力高于柱的要求。采用大直径箍筋不会造 成节点区箍筋密集的问题，且大直径箍筋在工厂加工阶段即与钢 管焊接，现场无焊接工作量，施工方便快捷

6.2.4方钢管约束钢筋混凝土柱一钢筋混凝土梁框架节点

钢管环筋式框架节点核心区受剪截面要求，是参考现行国家标准 《建筑抗震设计规范》GB50011的规定

6.2.6、6.2.7钢管平贯通式节点和钢管环筋式节点的机

6. 2. 6、6. 2. 7

剪承载力公式，是在编制组抗震试验和有限元分析结果的基础 上，参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定 而提出。

抗震试验结果表明，水平地震作用下，钢管半贯通式节

半贯通钢管通过受拉和直接受剪抵抗剪力；同时由于粘结和摩擦 乍用，钢管中还存在一定的竖向压应力。在节点区发生破环的构 牛的荷载一位移全曲线上，钢管屈服点与核心区剪力最大点基本 对应。在核心区受剪承载力公式建立过程中，发现钢管的直剪作 用很小，可偏于保守的将其忽略，仅考虑钢管的受拉作用；而核 心区混凝土部分的受剪作用则是基于试验结果并参考现行国家标 准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定而提出。 钢管环筋节点的核心区受剪承载力公式参考现行国家标准 建筑抗震设计规范》GB50011的规定，此公式得到了编制组抗 试验结果的验证。

区受剪截面要求，是参考现行国家标准《建筑抗震设计 GB50011的规定。直交混凝土梁与钢外环连接，对核心！ 剪能力无明显影响，因此核心区的受剪截面限制条件中未 交梁对节点的承载力影响

节点核心区受剪承载力公式是在编制组抗震试验和有限元分析结 果的基础上，参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011 的规定而提出

抗震试验结果表明，水平地震作用下，节点区核心钢管主要 是通过直接受剪抵抗剪力，钢管的直接受剪作用考虑了截面塑性 发展。

6.4.1柱截面尺寸较天时，可将钢管内的环板尺寸增天并开洞 注中纵筋从环板开洞中穿过，开洞的环板应予以补强；此时钢管 外的环板外伸尺寸应满足焊接要求且不宜小于10mm。

文受剪截面要求，是参考现行国家标准《建筑抗震设计规范 B50011的规定。核心区的受剪截面限制条件不考虑直交钢梁 对节点的承载力影响，因为楼板和直交钢梁对此形式节点核心区 的受剪能力儿乎无影响。重庆大学的试验和有限元分析结果表 明，这种节点形式可保证钢管与核心混凝王在剪力作用下有很好 的共同工作性能，节点核心区受剪破坏时，钢管能够屈服并较充 分发挥其塑性

区受剪承载力公式是在编制组抗震试验和有限元分析结果的基础 上，参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定 而提出的。

抗震试验结果表明，水平地震作用下，节点区核心钢管主要是 通过直接受剪抵抗剪力，钢管的直接受剪作用考虑了截面塑性发展

6.5.1编制组的试验结果表明，环板之间的混凝土与内部混凝 土界面在梁端传递来的剪力作用下会发生直剪破坏，为此，提出 了环板间距的构造要求

验和有限元分析结果的基础上，参考现行国家标准《钢结构设计 标准》GB50017中的有效宽度法提出的

7.1钢构件的防腐涂装

7.1.1本条参考了现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》

7.1.1本条参考了现行国家标准《钢管混凝主结构技术 GB50936的有关规定。

7.1.2钢管表面防锈处理或防腐涂装时，应考虑钢管

十的钢管壁相对较薄的特点，防止防锈或涂装时因受热而产生较 大变形

7.2.1～7.2.3钢管约束混凝士柱火灾下的承载力影响系数k是 指标准火灾持续时间t时刻钢管约束混凝土柱的抗压承载力N 与常温下轴向受压极限承载力N的比值。标准火灾升温曲线下 钢管约束混凝土构件无防火保护层耐火极限的计算时，考虑高温 材料尘化，得出火灾下的承载力影响系数为：

Nik PrNok STJ feckA+fA+fA kt= Nuk oVok f ckA.+ fhkA,+fakA

根据上式可知：当承载力影响系数，等于荷载比n时 对应的时间即为构件的耐火极限，不同参数下的构件耐火 值，具体见本标准表7.2.2和表7.2.3。

对应的时间即为构件的耐火极限，不同参数下的构件耐火极限取 值，具体见本标准表7.2.2和表7.2.3。 7.2.4、7.2.5计算钢管约束混凝土柱防火保护层厚度时，基于 以下假定： 1保护材料外表面的温度等于标准升温曲线给出的温度。 2保护材料内表面的温度等于钢管的平均温度 3由外部传输的热量全部消耗于提高构件和保护材料的温 度，不计其他热损失。 4经防火保护后的钢管约束混凝土温度场升温规律，除时

间滞后外，其他与裸钢管药束混凝土温度场升温规律相同。 由以上假定，利用差分法计算保护层厚度的递推方程：

T(t +At) =T(t)+ △Q2 T(t') Csps Css Csp.V E F d. v

式中： T 钢管温度（℃）； T(t) 标准升温曲线温度（℃）； △Q2 单位长度混凝土吸收的热量（J/m）； Vs 构件单位长度钢管的体积（m/m）： Ve 第i层混凝土的体积（m）； Cui 第i层混凝土的比热J/（kg·℃）； 第i层混凝士的密度（kg/m）： 钢管的比热J/（kg·℃）： 0%—钢管的密度（kg/m）。 给定某一裸钢管约束混凝土柱的耐火极限to和需要达到的耐 火时间t时，通过计算机送代可求出系数d/入，选出保护材料 确定入i，即可求出所需保护层厚度di。 当防火材料为非膨胀型涂料时，取常用涂料导热系数入取 0.116W/（m·℃），通过选代得到钢管约束混凝土保护层厚度 当防火涂料导执系数同上述值相差很大时，推荐按本标准附录第 C.0.7条公式（C.0.7)计算。为保证非膨胀型防火涂料防火保护 层的施工质量，规定当计算的防火保护厚度<7mm时， 取 7mm。

8.1.2圆钢管约束混凝土柱中，钢管能够充分发挥环向受拉作 用：因此应保证钢管的焊缝强度和质量。对干螺旋焊管，焊缝净 面积大，钢管环向受拉时焊缝不会拉断，因此其焊缝质量等级可 低于直缝焊管。方钢管约束混凝土柱中，方钢管并不能沿横向完 全屈服，焊缝受力不如圆钢管大，焊缝等级可为二级。

8.1.2圆钢管约束混凝土柱中，钢管能够充分发挥环向受拉作

8.14试验和工程经验均表明JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程，由于钢管约束混土构件的钢 管管壁较薄，加工过程中钢管容易变形，圆钢管截面易趋于椭 圆，而方钢管则易产生钢板凹凸较大的现象；因此应采取有效 措施。

采用钢管约束混凝土结构时，施工方案编制时可能需钢

8.1.6采用钢管约束混凝土结构时，施工方案编制

管在混凝浇筑前先承担一部分施工阶段荷载，其中可能包括梁 自重、板自重和其他施工临时荷载等。当钢管在混凝土浇筑前承 组临时施工荷载时，应对其强度、稳定等进行验算。对于圆钢 管，其局部屈曲临界应力大，常可应用于直接承拍施工阶段荷 载。对于方钢管，其局部屈曲临界应力小，不宜用于直接承担施 工阶段荷载，此时宜在梁端设置施工临时支撑；但当方钢管内设 置通长斜拉加劲肋时，常可用于直接承拍施工阶段荷载

8.2.1钢管约束混凝土柱中配置钢筋或型钢，混凝土从柱底泵 送顶升难度大，且钢管径厚比/宽厚比大，承受不了多层顶升产 生的混凝土液体压力。

.2钢管约束混凝土的管内混凝土宜采用微膨胀技术，以 冈管对混凝土更好地约束效果

8.2.2钢管约束混凝土的管内混凝土宜采用微膨胀技

8.2.4此部分内容主要参考国家现行标准《自密实混凝 技术规程》JGJ/T283、《高抛免振捣混凝土应用技术规 /T296以及《钢管混凝土结构技术规范》GB50936

GB／T 41893-2022 船体零部件制造数字化车间物流管理基本要求.pdf统一书号：15112·34366 定价：28.00 元