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《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》CECS188：2005.pdf9.3钢管内混凝士施工
9.3.1钢管内浇筑的混凝土除应满足高强度、高弹性模
9.3.2混凝土的原材料、配合比设计、混凝土的拌制、运
应符合现行中国工程建设标准化协会标准《高强混凝士结构 规程》CECS104的规定。
9.3.3当采用强度等级高于C60的高强混凝土时36地块住宅项目花篮拉杆式悬挑脚手架安全专项施工方案，应在施
进行配合比设计，通过充分试配并经包括现场试验在内的混 性能试验，确认满足要求后方可正式使用。所采用外加剂和 料的性能和组成应具有相容性。混凝土生产单位应掌握所生 高强混凝土的配合比，可根据具体情况及时调整
或泵送顶升浇筑法进行浇筑。应根据工程的具体施工条件确定管 内混凝土的浇筑方法。
9.3.6采用高位抛落免振捣法时，料斗的下口直径应比
小100～200mm，混凝土下落时管内空气应能顺利排出。在抛落 混凝土的同时，宜用粗钢筋棒适当插捣，特别是在上部2m范围内 应仔细插捣，使混凝土充填密实。
9.3.7采用立式手工浇捣法时,应采用振捣器振实混凝士。当管
径大于350mm时，可采用振捣棒直接振捣混凝土，每次振捣时间 不应少于30s，一次浇筑高度不宜大于2m。管径小于350mm时， 可采用附着在钢管壁上的外部振捣器进行振捣，每次振捣时间不 应少于1min；外部振捣器的位置应随混凝土浇筑高度变化；外部 振捣器工作时，以钢管横向振幅不小于0.3mm为有效，振幅可采 用百分表实测。
9.3.9钢管内的混凝土宜连续浇筑，间歇时间不应超过混凝土的 初凝时间。需留施工缝时，应封闭钢管，防止水、油和异物落人。 9.3.10钢管内混凝土的浇筑质量，可通过敲击钢管进行初步检 查，且可在钢管壁上钻小孔进行复查，如有异常，可采用超声波检 测。对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补 焊封固
9.3.12在冬期浇筑钢管内混凝土时，人管混凝土的温度应高于 15℃。当室外气温低于5℃、高于一10℃时，浇筑混凝土前应加热 钢管并包裹覆盖；当室外气温低于一10℃时，钢管外应包裹电热毯 保温。 9.3.13在梁柱核芯区与梁交界面处不应留施工缝。宜采用钢丝
.3.13在梁柱核芯区与梁交界面处不应留施工缝。宜采用
9.4.1对不同期施工的登合柱，应根据设计采用的叠合比确定浇 筑钢管外混凝士的间隔楼层数。 9.4.2对不同期施工的叠合柱，不宣过早架设钢管外的钢筋笼 架设钢筋笼前应对钢管外壁进行除锈处理。 9.4.3钢管外混凝土宜优先采用免振自密实混凝土，浇筑时应采 用粗钢棒进行插捣，也可采用普通混凝土。 9.4.4钢管外混凝土的浇筑及养护可采用与普通钢筋混凝土柱 相同的方法。 9.4.5应选择适用的工具式模板及其支撑架。当需要清水混凝 士时，模板应满足不抹灰的装饰效果要求，
9.5叠合柱结构工程验收
9.5.1叠合柱结构工程验收除应符合本章的规定外，尚应符合现 行有关标准的规定。钢结构工程验收应符合现行国家标准《钢 结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定；混凝土结构工 程验收应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204的规定。 9.5.2钢管的制作尺寸偏差不应大于表9.5.2规定的允许偏差 值。钢管长度不应有负偏差
表9.5.2钢管制作尺寸允许偏差
续表 9. 5. 2
表9.5.3钢管吊装充许偏差值
附录A叠合柱框架梁柱节点
A.0.1叠合柱节点核芯区截面的剪力设计值应符合下列要求：
A.0.1叠合柱节点核芯区截面的剪力设计值应符合下列要求：
V,<(0. 3niβe f cob,h;)/ RE
V：一一梁柱节点核芯区的剪力设计值，可按现行国家标准 《建筑抗震设计规范》GB50011的规定计算： 一 正交梁的约束影响系数，可按现行国家标准《建筑抗 震设计规范》GB50011的规定采用； b;一一节点核芯区的截面有效验算宽度，可按现行国家标 准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定计算； h一节点核芯区的截面高度，可采用验算方向的柱截面 高度。 当叠合柱上、下楼层钢管在核芯区采用贯通型连接时，节
式中N一一对应于组合剪力设计值的上柱组合轴压力较小值。 其取值不应大于柱截面面积与管外混凝土轴心抗压 强度设计值乘积的50%；当N为拉力时，取N=0； hbo—一梁截面的有效高度，节点两侧梁截面有效高度不等 时可采用平均值； Asi一核芯区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋
的总截面面积； fy一箍筋的抗拉强度设计值； A。一一核芯区钢管截面面积： f一核芯区钢管钢材抗剪强度设计值。 A.0.3当柱上、下层钢管采用钢板翅片转换型连接时，节点核芯 区截面的受剪承载力应符合下列规定
式中A 核芯区内小直径钢管的截面面积： f一 核芯区内小直径钢管钢材的抗剪强度设计值； A。—一与受剪承载力验算方向平行的钢板翅片截面面积； fey 钢板翅片钢材的抗剪强度设计值，
1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不 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： 正面词采用“可”； 反面词采用“不可”。 2条文中指定应按其他有关标准执行时，写法为“应按· 执行”或“应符合的要求（或规定）”。非必须按所指定标准执 行时，写法为“可参照执行”
中国工程建设标准化协会标准
CECS 188 : 2005
1.0.1钢管混凝土叠合柱（简称叠合柱）结构是一种新型建筑结 构。叠合柱结构已用于工程，且已经取得了良好的社会效益和经 济效益。经过大量的结构试验研究及工程应用，叠合柱结构的设 计、施工技术已基本成熟，在此基础上制定了本规程。编制本技术 规程的目的，就是使叠合柱结构的设计、施工有据可依，促进其推 广应用。
构。叠合柱结构已用于工程，且已经取得了良好的社会效益和经 济效益。经过大量的结构试验研究及工程应用，叠合柱结构的设 计、施工技术已基本成熟，在此基础上制定了本规程。编制本技术 规程的自的，就是使叠合柱结构的设计、施工有据可依，促进其推 广应用。 1.0.2钢管混凝士叠合柱是由截面中部的钢管混凝土和钢管外 的钢筋混凝土叠合而成的柱。按照钢管内混凝土和钢管外混凝土 是否同期浇筑，叠合柱可分为同期施工叠合柱和不同期施工叠合 注。同期施工的叠合柱也称组合柱。不同期施工叠合柱的施工大 本分为三步：①安装钢管，浇筑钢管内混凝土，形成钢管混凝土柱。 ②以钢管混凝土柱为楼盖梁的支柱，施工楼盖结构，使钢管混凝土 柱承受施工期间的竖向荷载。筑楼板混凝土时，在柱周围的楼 板上预留后浇孔。③钢管混凝土柱施工时承受的轴压力达到该柱 轴压力值的0.3～0.6倍时，浇筑钢管外混凝土，成为钢管混凝士 叠合柱。 叠合柱的主要优点有：①钢管内浇筑高强混凝土，钢管的约束 作用使钢管内混凝土的抗压强度大幅度提高，且不会发生脆性破 环。钢管混凝土位于截面中部，可以充分发挥高强混凝土承压能 力高的优势，从而减少柱的截面尺寸、增大建筑的使用空间。②作 用在叠合柱截面上的轴向压力，按轴向刚度分配给钢管混凝土和 钢管外的钢筋混凝土。钢管混凝土的轴向刚度随其轴心受压承载 力的提高而提高。对同期施工的叠合柱，由于钢管内高强混凝 的弹性模量高、承载力大，承担的轴压力大于按截面面积比例分配
1.0.2钢管混凝土叠合柱是由截面中部的钢管混凝土利
的轴压力。对不同期施工的叠合柱，浇筑钢管外混凝土时，钢管混 凝土已经承受了部分轴压力，叠合后，剩余部分的轴压力按轴向 刚度分配给钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土。管内、外混凝士 强度差别越大，钢管混凝土的套箍指标越大；钢管内混凝土分担的 轴压力的比值越高，钢管外混凝土分担的比值越小。由于叠合柱 中钢筋混凝土部分承担的轴压力小、轴压比低，通过配置适量的纵 筋和箍筋，容易实现具有延性的大偏心受压破坏形态。③截面中 部的钢管混凝土提高了柱的抗剪承载力，容易实现强剪弱弯。④ 钢管混凝土提高了节点核芯区的抗剪承载力，可简化核芯区构造 方便施工。在轴压力和往复水平力作用下，由于钢管混凝土的 存在，延长了叠合柱从屈服到破坏的过程，提高了柱端塑性铰的转 动能力，使叠合柱具有良好的延性和耗能能力。③钢管内和钢管 外都有混凝土，钢管壁不会发生屈曲。钢管外的混凝土可起到 抗火作用。 1995年辽宁省建筑设计研究院提出叠合柱的概念，并会同大 连理工大学、哈尔滨工业大学和清华大学进行了大量的试验，研究 了叠合柱及其节点核芯区的受力性能和设计方法，随后叠合柱首 先应用于沈阳日报社大厦的地下室逆作法施工。1996年，辽宁省 邮政枢纽采用叠合柱，成为第一幢采用叠合柱结构的高层建筑。 至今，仅辽宁地区已有19幢高层建筑采用叠合柱结构，其中16幢 已经建成并投人使用，包括层高为23层的宁省邮政枢纽、22层 的沈阳和泰大厦、33层的沈阳电力花园双塔、28层的沈阳远吉大 厦等。其中，远吉大厦和贵和大厦在钢管内采用C100高强混凝 土；富林广场在钢管内设计采用C90混凝土，实际按C100混凝土 施工，检测表明，钢管内混凝土达到C100的强度。 钢管混凝土叠合柱适用于我国非抗震和抗震地区的建筑结 构，无其适用于抗震设防地区的高层建筑结构。
本章列出了与钢管混凝土叠合柱结构有关的主要术语，包括： 叠合柱、钢管混凝土剪力墙等。我国现行标准中已采用过的术语 没有列。
表 1混凝士材料性能试验结果(N/mm²)
4.0.1、4.0.2叠合柱结构的荷载取值、地震作用的计算方法，与 钢筋混凝土高层建筑结构相同，按现行规范、规程的规定执行。 4.0.3叠合柱结构的计算自振周期折减系数，与现行行业标准 （高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定一致。 404感合柱结本 阳尼业版0二05
5.1.3叠合柱结构可以采用钢筋混凝士楼盖，也可以采
5.1.6采用叠合柱结构的乙类利
5.1.6采用叠合柱结构的乙类和内类高层建筑的最大适用高度，
力墙的抗震性能优于钢筋混凝土剪力墙，因此，当按抗震设计的框 支剪力墙结构的框支柱为叠合柱，且框支层设置钢管混凝土剪力 墙时，地面以上的大空间层数，8度时比现行行业标准《高层建筑
混凝士结构技术规程》JGJ3的规定多2层、7度时多3层，
2.1、5.2.2规定了叠合性结构弹性内力和位移计算、荷载3 且合应遵循的标准，
组合应遵循的标准。 5.2.3叠合柱的截面弹性刚度为管内混凝土、钢管和管外混凝士 弹性刚度之和，不考虑管外混凝土开裂引起的刚度降低。 5.2.4钢管混凝土截面面积在剪力墙截面面积中所占比例较小： 钢管混凝土剪力墙的刚度可取相同截面的钢筋混凝土剪力墙的刚 度，忽略钢管对刚度的影响。
5.2.3叠合柱的截面弹性刚度为管内混凝土、钢管和管列
5.2.4钢管混凝土截面面积在剪力墙截面面积中所占比例较小。 钢管混凝土剪力墙的刚度可取相同截面的钢筋混凝土剪力墙的刚 度，忽略钢管对刚度的影响。
6.1.1规定了采用叠合柱的各类结构中，对框架梁和叠合柱 矩、剪力设计值的调整或增大要求。
最小受剪截面时，考虑了钢管药束对管内混凝土轴心抗 提高作用。
6.2.1不同期施工的叠合柱，其空钢管承受的轴向压力不宜过 高。
0.Z. 高。 6.2.2不同期施工的叠合柱，在浇筑钢管外混凝土前，配置在截 面中部的钢管混凝土柱已经承受了部分竖向荷载。钢管混凝土柱 先期承受的竖向荷载设计值与叠合柱承受的轴压力设计值的比值 称为叠合比。叠合比若过大，则有可能不满足叠合后的承载力要 求；者过小，则不能充分发挥叠合柱的特点。本条规定了叠合比的 取值范围，其值可通过多次试算确定。
钢筋混凝土之间的分配方法：对不同期施工的叠合柱，轴向压力设 计值扣除钢管混凝士柱已承担的部分后，按管外混凝士和管内混 凝土的轴向刚度分配；对同期施工的叠合柱，轴压力设计值按管外
混凝土和管内混凝土的轴向刚度分配。管内混凝土的轴向刚度， 考虑钢管的约束后随强度的提高而提高的。
6.2.4钢管混凝土柱设置在叠合柱截面的中部，以承受
中，钢筋混凝土部分的正截面受压承载力，按现行国家标准《 土结构设计规范》GB50010中钢筋混凝土柱轴心受压承载力 式计算；钢管混凝土部分的轴心受压承载力，按本规程式（6.2.5 算。
计算公式，是根据38个试件的试验结果得到的。偏心受拉叠 的斜截面受剪承载力计算公式，是参照偏心受压叠合柱的斜 受剪承载力计算公式建立的。
标不宜过小。钢管直径与柱截面边长的比值越大，对于充分发挥 叠合柱中钢管混凝土的作用越有利，且在相同含管率的情况下，钢 管的直径越大，则钢管的壁厚越小。
6.2.13高强混凝土用于高层建筑的最有效途径是将其填充在圆 钢管内而成为钢管高强混凝土柱。叠合柱钢管内的混凝土不但应 高强，使其具有高的轴向受压承载力，而且应高弹性模量：使其轴 向刚度，轴向变形小。为了充分发挥核心钢管混凝土的作用，本 规程规定钢管内可采用C100混凝土。钢管外为箍筋约束混凝 土，其强度不宜过高。对同期施工的叠合柱，管内、外可采用相同 强度等级的混凝土，也可采用不同强度等级的混凝土。 6.2.14叠合柱的特点之一是充分利用了钢管混凝士轴心受压承 载力高的优点，减少了钢管外钢筋混凝土承受的轴压力。计算叠 合柱的轴压比时，所采用的轴压力为钢管外混凝土承受的轴压力 设计值。 6.2.15～6.2.17按抗震设计的叠合柱，其纵向钢筋的最小总配 筋率、箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径，与相同抗震等级的 钢筋混凝土框架柱相同。计算叠合柱的纵向钢筋总配筋率时，不 计钢管和钢管混凝土的面积，只取钢管外混凝土的面积。 6.2.18对钢管直径与柱截面边长之比较大的叠合柱，全部采用 封闭复合箍施工有困难，可以采用外围矩（方）形箍筋与拉筋组成 的复合箍。柱端箍筋加密区的钢管外壁焊接闭合的钢筋环箍，目 的是加强钢管混凝土与管外钢筋混凝士的共同工作。 6.2.19由于钢管内的混凝土已经受到钢管的束，因此，计算叠 合柱的体积配箍率时，不计钢管和钢管混凝土的体积。 6.2.20本条的目的是防止大震时结构倒塌。大震时，即使叠合 柱钢管外的混凝土被压碎、破坏，钢管混凝土还能支承结构自重， 避免结构倒塌
载力高的优点，减少了钢管外钢筋混凝土承受的轴压力。计 合柱的轴压比时，所采用的轴压力为钢管外混凝土承受的轴 设计值。
0.2.15～6.2.17按抗震设计的叠合柱，其纵向钢筋的最小 率、箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径，与相同抗震等 钢筋混凝土框架柱相同。计算叠合柱的纵向钢筋总配筋率时 计钢管和钢管混凝土的面积，只取钢管外混凝土的面积。
7.0.2本条规定了无端柱剪力墙边缘构件内设置参与受力的钢 管混凝土时的构造要求。 · 7.0.3剪力墙的端柱内设置钢管混凝土时，端柱的构造要求与叠 合柱的要求相同。 7.0.4端部配置钢管混凝土的剪力墙，墙肢中竖向和横向分布钢 筋的配筋与现行有关标准的规定相同。 7.0.5钢骨混凝土剪力墙的试验结果表明，剪力墙端部钢骨在正 截面承载力中的作用与端部钢筋相同；采用钢筋混凝土剪力墙截 面在压弯作用下的计算方法计算钢骨混凝土剪力墙，其结果与试 验吻合。参考钢骨混凝土墙，对设置钢管混凝土的剪力墙，其正截 面承载力验算时，钢管可作为墙的纵问钢筋计人。 7.0.6为避免剪力墙腹板过早出现斜裂缝，本条限制了腹板混凝 土的剪压比，限值与钢筋混凝土剪力墙的剪压比限值相同。 7.0.7、7.0.8钢管混凝土剪力墙的受剪承载力采用叠加方法计 算，即钢筋混凝土腹板的受剪承载力与钢管的受剪承载力叠加。 腹板受剪承载力采用现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规 程》JGJ3规定的方法计算。在计算其受剪承载力时应采用分配 到腹板上的轴向力，Aw/A是腹板面积与剪力墙全面积之比。无 端柱钢骨混凝士剪力墙的试验表明，钢骨的抗剪作用主要表现为 销栓作用。钢管的抗剪作用也考虑为销栓作用 7.0.9无端柱钢管混凝土剪力墙的轴压比限值与钢筋混凝土剪 力墙相同；对有端柱钢管混凝土剪力墙，考虑端柱的作用，其轴压 比限值提高0.05。计算轴压比时，应考虑钢管对混凝土的约束作 用。
7.0.5钢骨混凝土剪力墙的试验结果表明，剪力墙端部
本节规定了等直径钢管和不同直径钢管接长的要求。
8.2.7～8.2.9规定了钢骨混凝土梁（型钢混凝土梁）与
本节规定了对叠合柱柱脚的要求。
9.1.1叠合柱的柱身由三部分组合而成，不同期施工时也可分为 前后错开的三个阶段，各个阶段相对独立。第一阶段为钢管制作 和安装，钢管在工广预制；第二阶段为浇筑钢管内混凝土；第三阶 段为浇筑钢管外混凝土。第三阶段施工时，不影响主体结构的向 上施工进度。同期施工的叠合柱，其第二、三阶段合为一个施工阶 段，试点工程表明，只要合理组织施工，叠合柱结构的施工并不复 杂，其进度比同类的钢筋混凝土结构略快。 9.1.3本条规定了叠合柱结构的施工技术要求。除执行本规程 外，尚应遵守现行的相关国家标准和行业标准
9.2.1钢管制作前，应根据已批准的设计技术文件编制施工详图 并制定制作工艺，以便较好地把制作条件、安装技术与设计文件结 合起来，使设计、施工更趋完善，质量更有保证。 9.2.2～9.2.11这些条文是根据现行有关钢结构的标准，结合叠 合柱结构的特点，吸收了已建工程的经验而制定的
9.3钢管内混凝土施工
9.3.1～9.3.3叠合柱管内混凝土受钢管和管外混凝土的约束 使高强混凝土的高强度和高弹性模量能够充分发挥作用，而高强 混凝土脆性大、抗火能力差的缺陷可得到有效克服。钢管内、外的 混凝土还能起到约束钢管管壁的作用，使管壁不致压屈，可保持柱 身的稳定性，提高叠合柱的承载能力。因此,本规程规定叠合柱的
钢管内应填充高强混凝土。近年来，高强混凝土的配制、生产和应 用发展很快，各地的经验不尽相同，这三条强调了要做好配合比设 计，采用的外加剂、掺合料应有相容性，同时，混凝土生产单位应掌 握所采用外加剂、掺合料的名称、性能和用量，以根据生产情况及 时予以调整。 9.3.4~9.3.13浇筑钢管内混凝土比浇筑钢筋混凝土柱容易，因 为钢管内无钢筋骨架和穿心部件，钢管截面又是圆形，是密闭性和 整体性非常好的模板。当采用免振自密实混凝土时，浇筑十分简 单，特别适合于泵送后高位抛落。但是，对管内混凝土的浇筑质量 无法直观检查，其质量主要依靠严密的施工组织、明确的岗位责任 制和操作人员的责任心。 本规程给出的高位抛落免振捣法、立式手工浇捣法和泵送顶 升浇筑法三种浇筑混凝土的方法，是根据国内已建钢管混凝土结 构和采用叠合柱的高层建筑的施工经验制定的。
箱梁施工工艺框图9.4钢管外混凝土施工
钢管外混凝土的施工要求与普通钢筋混凝土的施工要求相 同。
9.5叠合柱结构工程验收
叠合柱结构是由钢构件（包括钢管）和钢筋混凝土构件组成， 工程的施工验收应按钢结构和钢筋混凝土结构工程施工验收的要 求执行。
统一书号：1580058：713
管井井点降水施工工艺标准统一书号：1580058：713