【06SG524】 钢管混凝土结构构造

06SG524 钢管混凝土结构构造

批准部门：中华人民共和国建设部
主编单位：中国建筑科学研究院
实行日期：二〇〇六年三月

【目录】
1. 总说明
2. 钢管混凝土结构设计的一般规定及构造要求
3. 框架节点构造详图索引
- 钢管柱的拼接焊缝（圆钢管、圆钢管混凝土柱工厂拼接、工地拼接）
- 钢筋混凝土梁与圆钢管混凝土柱的连接（一）至（五）
- 钢梁与圆钢管混凝土柱的刚性连接（一）至（二）
- 钢梁与圆钢管混凝土柱的铰接连接
- 圆钢管混凝土格构柱节点的连接（一）至（三）
- 圆钢管混凝土柱柱脚构造（刚接、铰接、分离式）
- 矩形钢管混凝土柱构造（工厂拼接、工地拼接）
- 钢筋混凝土梁与矩形钢管混凝土柱的连接（一）至（二）
- 钢梁与矩形钢管混凝土柱的连接（刚性连接、铰接连接）
- 矩形钢管混凝土柱柱脚构造（刚接、铰接）
- 钢支撑斜杆与钢梁、矩形钢管混凝土柱的节点连接
- 钢板剪力墙与钢梁、矩形钢管混凝土柱的节点连接
- 附录（手工电弧焊、埋焊、工地焊接头的基本形式与尺寸）

【1. 适用范围】
本图集适用于非抗震设计及抗震设防烈度为6、7、8、9度地区（除甲类建筑以外）的多、高层圆钢管混凝土及矩形钢管混凝土结构的结构构造。

【2. 编制原则】
本图集是构造图集，不涉及节点计算。节点设计计算应按照相应设计规范进行。抗震设计时应满足“强柱弱梁、节点更强，以及强剪弱弯”的要求，并尽量减少现场焊接工作量。

【3. 设计依据】
- 《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:90
- 《高强混凝土结构技术规程》CECS10499
- 《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159:2004
- 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
- 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
- 《钢结构设计规范》GB50017-2003
- 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
- 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
- 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
- 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
- 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
- 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
- 《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001

【4. 材料】
4.1 混凝土及钢筋：
钢管混凝土中的混凝土强度等级不宜低于C30。其力学性能和质量标准应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土强度检验评定标准》GB50107的规定。结构中钢筋混凝土构件的钢筋应符合GB50010规定。普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和HRB400级钢筋。

4.2 钢管材质：
有抗震要求时，钢材宜采用Q235-B、C、D级的碳素结构钢，或Q345-B、C、D、E级的低合金高强度结构钢；无抗震要求时，还可采用Q390-B、C、D、E级和Q420-B、C、D、E级的低合金高强度结构钢。其质量应符合《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。

对于钢板厚度在30mm至40mm之间的Q345级钢材，下料前应加强检验，以免出现层状撕裂。当钢板厚度大于或等于40mm，且承受沿厚度方向的拉力时，应按《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定，考虑板厚方向的断面收缩率，且不得小于该标准Z15级规定的允许值。考虑地震作用的结构用钢，强屈比不应小于1.2，伸长率不小于20%，且应有明显的屈服台阶和良好的可焊性。

圆钢管宜采用螺旋焊接管和直缝焊接管，也可采用无缝钢管。焊接管必须采用对接熔透焊缝，达到焊缝强度不低于管材强度的要求。矩形钢管可采用冷成型的直缝或螺旋缝焊接管、热轧管，也可用冷弯型钢、热轧钢板或型钢焊接而成的矩形管。

4.3 普通螺栓：应符合《六角头螺栓C级》GB/T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的规定。

4.4 高强度螺栓：应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T1229、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T3633的规定。高强度螺栓的设计预拉力值、摩擦面抗滑移数值按《钢结构设计规范》GB50017执行。

4.5 圆柱头焊钉（栓钉）：应符合《圆柱头焊钉》GB/T10433的规定。

4.6 锚栓：采用符合《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235或《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢材。

4.7 焊条和焊剂：
4.7.1 手工焊接用焊条应符合《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定。选用型号应与主体金属力学性能相适应。对直接承受动力荷载或振动荷载且需验算疲劳的结构，宜采用低氢型焊条。
4.7.2 自动焊或半自动焊采用的焊丝和相应焊剂，应与主体金属力学性能相适应，焊丝应符合《焊接用钢丝》GB/T1300的规定。

【5. 其他】
5.1 结构构件的截面尺寸、焊缝尺寸、混凝土强度等级、连接件数量等均由设计者根据具体工程情况确定。本图集所示尺寸和数量为最低构造要求或一般性做法。

5.2 连接表示方法：
5.2.1 使用螺栓及角焊缝连接时，其图例参见表5.2.1。
表5.2.1 连接用螺栓及焊缝的图例名称：
- 高强度螺栓
- 单面角焊缝
- 单面现场角焊缝
- 双面角焊缝
- 双面现场角焊缝
- 周围焊缝
- 周圈焊缝
- 三面围焊
（注：$l_r$、$h_t$ 为焊脚尺寸）

5.2.2 使用坡口焊缝连接时，焊接标准依据《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002。本图集采用带有箭头指向连接处的引线、带有焊缝或坡口形式的横线，以及附有焊接接头索引编号的箭尾三部分组成。

5.3 本图集中角焊缝的焊脚尺寸 $h_r$ (mm) 不得小于 $1.5t$（$t$ 为较厚焊件的厚度），且不宜大于较薄焊件厚度的 1.2 倍。

5.4 本图集中除另有注明外，所有尺寸均以毫米 (mm) 为单位。

【6. 钢管混凝土结构设计的一般规定及构造要求】
1. 结构设计与计算原则
1.1 对于采用钢管混凝土结构的多、高层建筑和一般构筑物，应根据要求按国家标准及相应的行业标准分别进行抗震或非抗震设计。
1.2 要求抗震设防的结构，当风荷载起控制作用时，仍应满足抗震设计的构造要求。

2. 钢管混凝土结构的一般规定
钢管混凝土结构节点和连接的设计，应满足强度、刚度、稳定性和抗震的要求，保证力的传递使钢管和管中混凝土共同工作，并便于制作、安装和管中混凝土的浇灌施工。
钢管混凝土构件与钢构件之间的连接，以及钢管混凝土结构施工安装阶段钢管的承载力、变形和稳定性，应按钢结构进行设计。钢管混凝土构件宜用作轴心受压或作用力偏心较小的受压构件；当作用力偏心较大、采用单根构件不够经济合理时，宜采用格构式构件。

2.1 圆钢管混凝土构件：
2.1.1 圆钢管混凝土构件的钢管外径不宜小于 100mm，壁厚不宜小于 4mm；对于高层建筑，壁厚不宜小于 8mm。
2.1.2 钢管外径与壁厚的比值 $d/t$，宜限制在 $20 sim 90 imes (f/235)$ 之间（$f$ 为钢材屈服强度）。对于一般承重柱，可取 $d/t = 70 imes (f/235)$ 左右。用作腹杆的钢管不填充混凝土，其直径不宜小于 60mm。
2.1.3 套箍指标 $eta$ 宜限制在 0.5 ～ 2 之间。当为非抗震设防结构时，$eta$ 值不应小于 0.5；当为抗震设防结构时，$eta$ 值不应小于 0.9。
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