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CECS188-2018《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(2018征求意见稿)简介:
CECS188-2018《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》是一部关于钢管混凝土叠合柱结构设计、施工和验收的专门技术规范。钢管混凝土叠合柱是将钢管与混凝土紧密结合的一种复合结构形式,具有承载能力大、抗弯性能好、抗震性能优越等特点,被广泛应用于高层建筑、桥梁、筒体结构等领域。
该标准征求意见稿旨在提供一套完整的钢管混凝土叠合柱结构设计、施工和质量控制的指导原则,包括设计方法、材料选择、构造要求、施工工艺、质量检测等方面的规定。它细化了钢管、混凝土的界面处理、节点设计、施工过程中的质量控制措施等内容,以确保钢管混凝土叠合柱结构的安全性和耐久性。
征求意见稿的发布,意味着相关部门和社会各方可以对标准的内容进行讨论和提出意见,以期在正式发布时能更好地反映行业实践和科技进步,为钢管混凝土叠合柱结构的应用和发展提供更可靠的技术支持。
CECS188-2018《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(2018征求意见稿)部分内容预览:
式中:N一叠合柱轴向拉力设计值,取止值; 元1、22一叠合柱剪跨比,按本规程第4.2.6条确定。 4.2.8叠合柱的截面尺寸,宜符合下列各项要求: 1矩形截面的宽度和高度,不宜小于350mm;圆柱的直径,四级或不超过2层 时不宜小于350mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm。 2剪跨比宜大于2。 3矩形截面长边与短边的边长比不宜大于3。 【说明】对于层数不多的叠合柱结构,矩形截面叠合柱一个方向的最小尺寸可为 300mm,此时,另一方向的尺寸不应小于400mm。考虑到钢管混凝土对柱刚度和承 载力的提高作用,一、二、三级且超过2层时,矩形截面叠合柱的最小边长(直径) 比钢筋混凝土柱的最小边长小50mm。 4.2.9叠合柱钢管外的混凝土厚度及钢管宜符合下列要求: 1钢管外的混凝土厚度不宜小于120mm,采用自密实混凝土时钢管外的混凝土 厚度不宜小于100mm; 2钢管直径不宜小于108mm,钢管壁厚不宜小于4mm; 3钢管混凝土套箍指标不宜小于0.4、不宜大于2.5,套箍指标大于2.5时,不应 考虑其超过部分对钢管内混凝土的约束作用,可考虑其作为型钢对叠合柱刚度和承载 力的提高作用; 4钢管混凝土(包括钢管)截面积与叠合柱截面积的比值不宜大于0.45; 5钢管含管率不应小于2%、不宜大于15%;对于低、多层建筑叠合柱结构,当 钢管混凝土短柱的轴心受压承载力设计值No大于叠合柱轴力设计值时,含管率不应 小于1.2%。含管率可按下式计算:
式中:pa一叠合柱钢管含管率; Aa一钢管的截面面积; A一叠合柱全截面面积, 【说明】对套箍指标大于2.5的钢管混凝土柱的轴向受压性能研究尚不充分。因此, 套箍指标超过2.5的钢管混凝土柱,钢管对混凝土的约束作用按套箍指标2.5计,但
超过部分可按型钢的作用计。 根据研究,为避免叠合柱达到轴心受压承载力前钢管外钢筋混凝土严重破坏,需 限制钢管混凝土截面面积与叠合柱截面面积的比值。限制了面积比,仍需用箍筋约束 管外混凝土。 4.2.10叠合柱的轴压比限值,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011钢 筋混凝土柱轴压比限值的规定采用。叠合柱的轴压比可按下式计算:
nc=N/(fcoAco+0.9No)
式中:nc一叠合柱的轴压比; N一叠合柱轴力设计值 No一钢管混凝土短柱轴心受压承载力设计值,可按本规程第4.2.4条的规定计 算。 【说明】轴心受压的叠合柱达到其承载力时,钢管混凝土尚未达到其短柱轴心受压 承载力。因此,计算叠合柱的轴压比时,考虑钢管对管内混凝土的约束作用GB/T 37582-2019 海洋工程装备腐蚀控制工程全生命周期要求,但予以 折减,
1叠合柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直
注:d为柱纵向钢筋最小直径。
3框架结构叠合柱及框支框架叠合柱的箍筋直径大于12mm、框架结构以外其 叠合柱的箍筋直径大于10mm时,除底层柱下端外,最大间距应允许采用150mm 4叠合柱箍筋加密区的体积配箍率,应符合下式要求:
Py≥a,feo/ f.
【说明】地震作用下,叠合柱有可能在其两端出现塑性铰。为提高叠合柱两端的弹 望性变形能力,两端应设置箍筋加密区,配置足够多的箍筋,形成箍筋约束混凝土, 提高混凝土的极限压应变。对于叠合柱框架结构,叠合柱是其唯一的竖向结构构件; 对于框架结构以外的其他叠合柱结构,剪力墙是其主要竖向结构构件,叠合柱是相对 次要的竖向结构构件。基于此,轴压比相同的情况下,框架结构叠合柱箍筋加密区的 最小配箍特征值,高于其他结构叠合柱箍筋加密区的最小配箍特征值。 为使相同结构类型、相同轴压比的叠合柱具有理论上相同的弹塑性变形能力,叠 合柱箍筋加密区的最小配箍特征值只与结构类型和轴压比有关,与设防烈度、结构高
度无关。 由于钢管已对管内混凝土形成约束,计算叠合柱箍筋体积配箍率时,可扣除钢管 混凝土部分的体积。由于至今已完成试验的叠合柱试件的钢管混凝土部分的体积都不 大于试件体积的28%,因此,规定了扣除的体积不应大于外围箍筋中心线所围体积 的25%。 4.2.13叠合柱非箍筋加密区的箍筋配置,应符合下列要求: 1体积配箍率不宜小于加密区的50%。 2箍筋间距,框架结构叠合柱不应大于10倍纵向钢筋直径,其他结构叠合柱不 应大于15倍纵向钢筋直径。 4.2.14叠合柱的箍筋配置方式宜符合下列规定: 1宜采用复合箍。复合箍可由外围矩(方)形封闭箍与拉筋组成(图4.2.14a、b), 或由外围矩(方)形封闭箍和八角形封闭箍与拉筋组成(图4.2.14c、d)。拉筋可紧 靠箍筋并钩住纵筋。 2绕过钢管的拉筋与钢管相交部分的圆弧宜与钢管同心,不相交部分宜为直段。 3箍筋加密区的箍筋及拉筋的肢距,绕过钢管的拉筋肢距不宜大于400mm,其 他箍筋及拉筋的肢距不宜大于200mm。 4截面周边纵向钢筋应至少每隔一根位于箍筋的角部或拉筋的弯钩内。 【说明】钢筋混凝土柱轴心受压试验研究表明,拉筋紧靠箍筋并钩住纵筋的试件,其 承载能力及弹塑性变形能力与拉筋紧靠纵筋并钩住箍筋的试件没有差别。但前者施工 比后者方便,且拉筋端部弯钩的混凝土保护层厚度与箍筋的混凝土保护层厚度相同, 满足耐久性设计的要求。纵筋位于箍筋的角部或拉筋的弯钩内,可避免纵筋过早压曲
度无关。 由于钢管已对管内混凝土形成约束,计算叠合柱箍筋体积配箍率时,可扣除钢管 混凝土部分的体积。由于至今已完成试验的叠合柱试件的钢管混凝土部分的体积都不 大于试件体积的28%,因此,规定了扣除的体积不应大于外围箍筋中心线所围体积 的25%。
图4.2.14叠合柱箍筋配置方式示意图
5钢管混凝土剪力墙设计
5.0.1钢管混凝土剪力墙截面厚度不宜小于300mm,且底部加强部位不宜小于层高的 1/16,其他部位不宜小于层高的1/20。 5.0.2钢管混凝土剪力墙的受剪截面应符合下列规定: 1持久、短暂设计状况
N。≤LfA + f,(A, + A)+ fAw +ZfeA (1+)
N≤LfA +,(A+A)+fAw+ZeA(1+))
2除本条1以外的其他情况: 1)持久、短暂设计状况
本条1以外的其他情况 1)持久、短暂设计状况 /
N≤oLfA +f,(A + A)+ Aw +E(fiAu +f A,)
V.≤ LfA+f,(A +A)+fAw+Z(feA +fA)]
式中:N一剪力墙轴心压力设计值; fei一钢管内混凝土轴心抗压强度设计值; 一剪力墙两端边缘构件竖向钢筋抗压强度设计值; Jw一剪力墙竖向分布钢筋抗压强度设计值; As、A,一分别为剪力墙受拉、受压端边缘构件内竖向钢筋截面面积; Asw一剪力墙竖向分布钢筋截面面积; Aco一钢管外混凝土截面面积; Aci一单根钢管内混凝土截面面积; Aa,一单根钢管截面面积; 一钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数,可按本规程表4.2.3采用。 【说明】试验表明,两端及中部都配置钢管的钢管混凝土剪力墙,若箍筋对钢管之 混凝土约束足够强,达到轴心受压承载力时,剪力墙竖向压应变较大,钢管对管内 昆凝土约束作用得到一定程度的发挥。计算钢管之间剪力墙的体积配箍率时,可计入 水平分布钢筋及拉筋。 0M
1持久、短暂设计状况
N,≤1.05ZfA,+f,(A +A)+ A
式中:N一剪力墙轴心拉力设计值; f一剪力墙两端边缘构件内竖向钢筋抗拉强度设计值; fw一剪力墙竖向分布钢筋抗拉强度设计值。 【说明】钢管混凝土剪力墙轴心受拉承载力由钢管、边缘构件竖向钢筋及竖向分布钢 筋的受拉承载力3部分组成。 5.0.5矩形截面偏心受压钢管混凝土剪力墙的正截面受压承载力应符合下列规定(图 5.0.5):
图5.0.5矩形截面偏心受压钢管混滑 面受压承载力计算参数示意
1持久、短暂设计状况
《电线电缆识别标志方法 第3部分:电线电缆识别标志 GB/T6995.3-2008》受压区钢管外混凝土轴力Nco、弯矩Mco:
向分布钢筋承担的轴向压力Nsw、弯矩Msw
Neo、Nei一分别为受压区钢管外、钢管内混凝土承担的轴力; Mco、Mci一分别为受压区钢管外、钢管内混凝土合力对受拉区端部钢管及竖 向钢筋合力点的力矩; Nsw、Naw一 分别为除两端外沿墙肢均匀配置的竖向分布钢筋、分布钢管所承 担的轴力,当x/β1>hwo时,取x/β1=hwo进行计算; Msw、Maw一 分别为除两端外沿墙肢均匀配置的竖向分布钢筋、分布钢管轴力 对受拉区端部钢管及竖向钢筋合力点的力矩,当x/B1>hwo时,取 x/β1=hwo进行计算; s、Qa一 分别为受拉区端部竖向钢筋、钢管的应力; fy、fa一分别为受拉区端部竖向钢筋、钢管钢材的抗拉强度设计值: f、、J一分别为受压区端部竖向钢筋、钢管钢材的抗压强度设计值; fcofei一 分别为受压区钢管外、钢管内混凝土轴心抗压强度设计值; fyw、faw一分别为墙内均匀配置的竖向分布钢筋、分布钢管的强度设计值: As、Aa一 分别为受拉区端部竖向钢筋、钢管的截面面积; A、A一分别为受压区端部竖向钢筋、钢管的截面面积; Aao、Ai一 分别为受压区端部钢管外径、内径围合圆形截面面积; Asw、Aaw一 分别为墙肢内均匀配置的竖向分布钢筋、分布钢管的总截面面
3Nou、Mwu应按下列公式计算
DB22/T 2229-2018标准下载Nou=1.05Zf.A.+f,(A +A)+fwAw
式中:V.一单根钢管混凝土柱受剪承载力; V一水平分布钢筋受剪承载力; N一剪力墙轴压力设计值; N,一单根钢管混凝土承受的轴压力设计值,受拉时取0; No,一相邻钢管之间剪力墙承受的轴压力,No,>0.2.fc.bh,时取0.2fc.bh,; 入一计算截面的剪跨比,0.3≤≤1.0,1<0.3时取入=0.3: 一钢管外混凝土轴压刚度折减系数,取0.85; b一剪力墙截面厚度; hi一相邻钢管间距; Jh一水平分布钢筋抗拉强度设计值; Ash一配置在同一截面内的全部水平分布钢筋截面面积; S一水平钢筋间距; fto一钢管外混凝土轴心抗拉强度设计值; Eco、Eci一分别为钢管外混凝土弹性模量和钢管内混凝土弹性模量; Aco,j、Acij、Aaj一分别为钢管之间剪力墙截面面积、单根钢管混凝土柱截面面积和 根钢管截面面积。 【说明】根据试验研究结果,建立了剪跨比不大于1.0的偏心受压钢管混凝土剪力 斜截面受剪承载力计算公式。 5.0.8剪跨比大于1.0的偏心受压钢管混凝土剪力墙的斜截面受剪承载力应符合下列 定: 1持久、短暂设计状况