福建省工程建設地方標準DB

工程建設地方標準編號：DBJ/T13-XXX-XXXX

住房和城鄉建設部備案號：J1XXXX-20XX

裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構技

術標準

Technicalstandardforprefabricatedconcreteencased

concrete-filledsteeltubecolumnstructures

202X-XX-XX發布202X-XX-XX實施

福建省住房和城鄉建設廳發布

福建省工程建設地方標準

裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構技

術標準

Technicalstandardforprefabricatedconcreteencasedconcrete-filled

steeltubecolumnstructures

工程建設地方標準編號：DBJ/T13-XXX-XXXX

住房和城鄉建設部備案號：J1XXXX-20XX

主編單位：福建省建工集團有限責任公司

福建農林大學

批準部門：福建省住房和城鄉建設廳

實施日期：20XX年XX月X日

2024年福州

福建省住房和城鄉建設廳關于發布省工程建設

地方標準《裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構技

術標準》的通知

閩建科（20XX）XX號

各設區市、平潭綜合實驗區住房和城鄉建設行政主管部門：

由福建省建工集團有限責任公司、福建農林大學共同編制的

《裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構技術標準》，經組織審查，

批準為福建省工程建設地方標準，編號DBJ/T13-XXX-XXXX,

自20XX年XX月XX日起實施。在執行過程中，有何問題和意

見請函告省廳科技與設計處。

該標準由省廳負責管理，具體技術內容由主編單位負責解

釋。

福建省住房和城鄉建設廳

20XX年XX月XX日

3

前-B

根據福建省住房和城鄉建設廳《福建省住房和城鄉建設廳關

于公布全省住房和城鄉建設行業2022年第五批科學技術計劃項

目的通知》（閩建科[2022]33號）的要求，編制本標準。標準

編制組經廣泛的調查研究，認真總結實踐經驗，參考國內外有關

標準，并在廣泛征求意見的基礎上，編制了本標準。

本標準共分9章，主要內容有：1.總則；2.術語和符號；

3.基本規定；4.材料；5.結構設計；6.節點與連接；7.生

產與運輸；8.安裝；9.結構驗收。

本標準由福建省住房和城鄉建設廳負責管理，委托福建建工

集團有限責任公司和福建農林大學負責對條文和具體技術內容的

解釋。在執行過程中如有意見或建議，請將相關意見和有關資料

反饋給福建農林大學（福建省福州市倉山區上下店路15號，郵

編350002,E-mail：feiyu.liao@）。

主編單位：福建建工集團有限責任公司

福建農林大學

參編單位：

主要起草人員：陳宇峰廖飛宇

主要審查人員：

4

目次

1總則...................................................1

2術語和符號................................................2

2.1術語....................................................2

符號...................................................

3基本規定...................................................8

4材料..................................................10

4.1鋼材...................................................10

4.2混凝土.................................................10

4.3鋼筋...................................................11

4.4連接材料..............................................11

5結構設計..................................................13

一般規定13

5.2作用與作用組合.......................................13

5.3結構計算..............................................14

5.4疊合柱設計............................................15

5.5梁設計................................................25

6節點與連接.....???????

6.1???????????????????.???????

6.2柱與柱連接節點設計???????26

6.3梁柱連接節點設計…..……28

6.4柱腳節點設計......…?...36

7生產與運輸...............................................38

7.1一般規定..............................................38

7.2制作準備..............................................39

7.3構件制作..............................................42

5

7.4構件檢驗.........................................44

7.5運輸與堆放......................................46

8安裝................................................48

8.1一般規定.........................................48

8.2安裝準備.........................................49

8.3安裝.............................................50

9結構驗收............................................53

9.1一般規定......................…….53

9.2主控項目......................?????..54

9.3一般項目......................?????..56

附錄A栓焊和全螺栓連接連接節點設計…….58

附錄B單邊螺栓端板連接節點設計…?….?????..60

本標準用詞說明......................???????^5

71JIJ??????????????????????????????????????????????????????76

6

Contents

1GenralProvisions...........................................................................................1

2TermsandSymbols......................................................................................2

2.1Terms........................................................................................................2

2.2Symbols...................................................................................................3

3BasicRequirements......................................................................................8

4Material..........................................................................................................10

4.1Steel........................................................................................................10

4.2Concrete.................................................................................................10

4.3Reinforcement......................................................................................11

4.4ConnectionsMaterial.........................................................................11

5StructuralDesign.........................................................................................13

5.1GeneralRequirements........................................................................13

5.2ActionandActionEffect..................................................................13

5.3StructuralDesign................................................................................14

5.4PrefabricatedSteelTube-ReinforcedConcreteColumnDesign

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15

5.5PrefabricatedFrameBeamDesign................................................25

6JointsandConnections.............................................................................26

6.1GeneralRequirements........................................................................26

6.2DesignofColumntoColumnJoints.............................................26

6.3DesignofBeamtoColumnJoints.................................................28

6.4DesignofColimnBaseJoints.........................................................36

7ManufacturingandTransportation.........................................................38

7.1GeneralRequirements........................................................................38

7.2ProductionPreparation.....................................................................39

7

7.3Manufacturing...........................................................................42

7.4Inspeation...................................................................................44

7.5TransportationandStorage.......................................................46

8Erection.............................................................................................48

8.1GeneralRequirements...............................................................48

8.2ErectionPreparation.................................................................49

8.3Erection......................................................................................50

9QualityAcceptance..........................................................................53

9.1GeneralRequirements...............................................................53

9.2DominantItems........................................................................54

?3alItems??????????????????????????????????????????????????????????????????????????5

AppendixA：Bolt-weldingandBoltedJointsDesign......................58

AppendixB：BlindBoltedEndPlateConnectionDesign..............60

ExplanationofWorkinginThisSpecification....................................75

ListofQuotedStandards.....................................................................76

8

1總貝IJ

1.0.1為滿足建筑工程的需要，使裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱

結構設計、構件制作和施工做到技術先進、安全可靠、經濟合

理，特制定本標準。

1.0.2本標準適用于采用裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的福

建省工業與民用建筑和一般構筑物的設計、施工與驗收。

1.0.3本標準適用于圓形、矩形等裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱

結構。

1.0.4裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的設計、施工和驗收除

應符合本標準規定外，尚應符合國家及行業現行有關標準的規

定。

2術語和符號

2.1術語

2.1.1鋼管加勁混凝土疊合柱concreteencasedconcrete-filled

steeltubecolumn

由內部鋼管混凝土和鋼管外鋼筋混凝土疊合而成，簡稱疊合

柱。

2.1.2超高性能混凝土ultra-highperformanceconcrete（UHPC）

以大量纖維增強來克服混凝土材料的脆性，兼具超高抗滲性

能和力學性能的纖維增強水泥基復合材料。

2.1.3部分包覆鋼■混凝土組合梁partially-encasedsteel-concrete

compositebeam

在開口截面鋼梁外周輪廓間包覆混凝土，通過抗剪連接件或

其它可靠措施保證鋼與混凝土共同工作，并在工廠預制化生產的

組合梁，簡稱PEC組合梁。

2.1.4裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構prefabricatedconcrete

encasedconcrete-filledsteeltubestructure

疊合柱與框架梁（即預制鋼筋混凝土梁、鋼梁、PEC組合

梁）組成的裝配式結構，簡稱裝配式疊合柱結構。

2.1.5含鋼管率steeltuberatio

疊合柱的鋼管面積與柱全截面面積的比值。

2.1.6含鋼管混凝土率CFSTratio

疊合柱的鋼管混凝土面積與柱全截面面積的比值。

2.1.7約束效應系數confinementcoefficient

構件截面中鋼管面積、鋼材抗拉（抗壓）強度設計值乘積與

鋼管內核心混凝土面積、核心混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之

比。

2

2.2符號

2.2.1作用效應和抗力

M—正彎矩設計值；

Mbua—鋼梁或部分包覆鋼-混凝土組合梁設計受彎承載力；

2Me—節點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩

設計值之和；

Mf—翼緣承擔的彎矩；

M—全螺栓拼接節點的承載力；

Mu一截面受彎承載力設計值；

M*—腹板承擔的彎矩；

My—梁端彎矩；

N—疊合柱的軸力設計值；

No—鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力設計值；

Mb—單個摩擦型高強螺栓承載力設計值；

此一全螺栓拼接處梁上翼緣平行于梁軸線的力；

P—高強螺栓設計預拉力；

Py—梁端剪力；

S—地震作用效應與其他荷載效應的基本組合：

5EK—罕遇地震作用標準值的效應；

SEhk—水平地震作用標準值的效應；

SEvk—豎向地震作用標準值的效應；

SGE—重力荷載代表值的效應；

Swk—風荷載標準值的效應；

V—剪力設計值；

V|一單個腹板螺栓的剪力；

Jue—風荷載或多遇地震標準值產生的樓層內最大彈性

層間水平位移；

Jup—彈塑性層間位移；

3

e—節點的轉角；

[ee]—彈性層間位移角限值；

[ep]—彈塑性層間位移角限值；

2.2.2材料力學性能

E—彈性模量；

區一鋼材的彈性模量；

￡co—鋼管外混凝土彈性模量；

氏—鋼管內混凝土彈性模量；

區一鋼筋彈性模量；

Fbo.m—下部第m排螺栓的內力；

Feon—混凝土樓板與柱翼緣接觸面的局部抗壓承載力;

Fcp—連接的抗壓承載力；

Fcbf—鋼梁上翼緣所承受的壓力；

Fstp—鋼筋抗拉承載力；

&p,i—第i排螺栓的抗拉承載力；

A—鋼梁抗拉、抗壓強度設計值；

/bwy—鋼梁腹板的屈服強度；

4wv—考慮剪力影響的鋼梁腹板屈服強度；

晨;一鋼梁翼緣的屈服強度；

fck—混凝土軸心抗壓強度標準值；

/co—管外混凝土軸心抗壓強度設計值；

fcsy—鋼管壁的屈服強度；

few—鋼梁腹部混凝土抗壓強度設計值；

產一螺栓承壓強度設計值；

A—混凝土釉心抗拉強度設計值；

非一螺栓抗剪強度設計值；

fv、fy—鋼筋抗拉、抗壓強度設計值；

心v—箍筋或拉筋抗拉強度設計值；

4

G—剪切變形模量；

Ga—鋼管的剪切變形模量；

Geo—鋼管外混凝土剪切變形模量；

Gei—鋼管內混凝土剪切變形模量；

Vbw—作用在連接上的剪力；

Be—混凝土強度影響系數；

Txy—鋼梁腹板內的剪應力；

2.2.3幾何參數

A—鋼管全截面面積；

Aao—鋼管截面面積；

“ci—鋼管內混凝土截面面積；

4co—鋼管外混凝土截面面積；

B—全螺栓拼接連接梁反彎點到柱表面距離;

b一矩形截面疊合柱寬度；

%—鋼梁翼緣的寬度；

be—組合梁混凝土樓板的有效寬度；

dfc)oh—螺栓孔直徑；

兒—受壓區中心至鋼梁下翼緣中心的距離；

dec一鋼管內徑；

dcs—鋼管外徑；

h—截面高度；

九b—鋼梁的高度；

九bf—鋼梁腹板的高度；

八bw—鋼梁腹板的高度；

h—矩形截面疊合柱寬度；

九co—混凝土截面有效高度；

hs\—混凝土樓板的厚度；

—混凝土樓板和鋼管柱翼緣接觸處的厚度;

5

h0—梁翼緣形心之間的距離；

/—截面慣性矩；

/a—鋼管截面慣性矩；

/ci—鋼管內混凝土截面慣性矩；

/co—鋼管外混凝土截面慣性矩；

Zbo,l—上部第一排螺栓至鋼梁下翼緣中心的距離；

/bo,m—上部第m排螺栓中心至受壓中心的距離；

lr—鋼筋中心至鋼梁下翼緣中心的距離；

10—疊合柱長度；

訪一第i排螺栓與i+1排螺栓間的距離；

Pi—第1排螺栓中心至鋼梁下翼緣內表面的距離；

S—全螺栓拼接中心到柱表面距離；

Sat'Sac—受拉區鋼梁截面、受壓區梁截面對組合截面塑性中

和軸的面積矩；

tbw—鋼梁腹板的厚度；

tcs—鋼管壁的厚度；

次—翼緣的厚度；

Xb—柱壁兩列單邊螺栓孔中心水平向間距；對于圓截

面鋼管，Xb表示柱壁兩列單邊螺栓孔中心之間的水

平向弧長；

Xcsl—混凝土樓板的受壓區高度；

Xcbw—鋼梁腹板實際受壓高度；

%—組合截面中和軸至混凝土受壓邊緣的距離；

%cbf—鋼梁上翼緣受壓區高度；

%—柱壁單邊螺栓孔中心的豎向距離；

Zep—等效作用點至鋼梁下翼緣中心的距離；

4—第i排螺栓至鋼梁下翼緣中心的距離；

zr—混凝土樓板中有效縱向受力鋼筋至鋼梁下翼緣中

6

心的距離；

Pa—疊合柱鋼管含鋼管率；

Pv—疊合柱箍筋加密區的體積配箍率；

九一最小配箍特征值；

2.2.4計算系數及其他

%—受壓區混凝土壓應力影響系數；

fccwi—第i排螺栓處柱側壁抗拉剛度系數；

例行一第i排螺栓處柱翼緣壁抗拉剛度系數；

屋pi—第i排螺栓處端板抗拉剛度系數；

/Ceq—組合節點的等效抗拉剛度系數；

kr—混凝土樓板中有效縱向受力鋼筋的抗拉剛度系數;

—節點位置系數；

一截面形狀系數；

—端板形狀系數；

yEh—水平地震作用分項系數；

yEv—豎向地震作用分項系數；

兒一重力荷載分項系數；

yw—風荷載分項系數；

憶一地震作用的頻率系數；

入一風荷載的組合值系數；

%—連接系數；

%—傳力摩擦面數；

4—抗滑移系數；

f—鋼管約束效應系數

7

3基本規定

3.0.1裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱的設計應充分考慮工程情

況、材料供應、構件運輸、安裝和施工的具體條件，合理選用結

構方案，做到安全、經濟和適用，同時注意結構的抗腐蝕性能和

耐火性能。裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的安全等級和設計

使用年限按現行國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB

50068確定。

3.0.2采用裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的多層和高層建筑

的荷載及荷載組合，靜力荷載、風荷載和地震作用下的內力和位

移等計算，應符合國家現行標準《建筑結構載規范》GB50009、

《建筑抗震設計規范》GB5001K《高層建筑混凝土結構技術規

程》JGJ3和《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ99的有關規

定。采用裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱的桿塔結構的內力及位移

計算應符合現行國家標準《高聳結構設計規范》GB50135和

《構筑物抗震設計規范》GB50191等的有關規定。裝配式鋼管

加勁混凝土疊合柱結構的抗震等級應根據其抗震設防類別、設防

烈度、結構類型和房屋高度確定，并應符合《建筑抗震設計規

范》GB50011和《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1等國家現

行標準有關結構的規定。

3.0.3預制構件的設計應滿足標準化的要求，宜采用建筑信息化

模型(BIM)技術進行一體化設計，預制構件的鋼筋應與預留孔

洞、預埋件等相協調；預制構件的形狀、尺寸、重量等應滿足制

作、運輸、安裝各環節的要求；預制構件的配筋設計應便于工廠

化生產和現場連接。

3.0.4裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構中，預制構件的連接部

位宜設置在結構受力較小的部位，其尺寸和形狀應符合下列規定:

1應滿足建筑使用功能、模數、標準化要求；

8

2應根據預制構件的功能和安裝部位、加工制作及施工精

度等要求，確定合理的公差；

3應滿足制作、運輸、堆放、安裝及質量控制要求。

3.0.5裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的質量驗收，應在材料

和結構等相關分項工程驗收合格的基礎上，進行質量控制資料檢

查、觀感質量驗收及結構性能檢驗。

9

4材，料

4.1鋼材

4.1.1鋼材的選用應符合現行國家標準《鋼結構設計標準》GB

50017的有關規定。

4.1.2裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的鋼材應符合下列規

定：

1鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大

于0.85；

2鋼材應有明顯的屈服臺階，且伸長率不應小于20%；

3鋼材應有良好的焊接性能和合格的沖擊韌性。

4.2混凝土

4.2.1疊合柱鋼管內的混凝土強度等級不宜低于C40,鋼管外的

混凝土強度等級不宜低于C30o

4.2.2疊合柱可采用超高性能混凝土UHPC。在鋼管內的UHPC

強度等級不宜低于UC120,鋼管外的UHPC強度等級不宜低于

UC90,UHPC的原材料、施工、質量檢驗和驗收應符合相關現

行行業標準《超高性能混凝土（UHPC）技術要求》T/CECS

10107-2020的有關規定，UHPC的配合比設計應符合國家標準

《活性粉末混凝土》GB/T31387-2015的有關規定。

4.2.3鋼管內混凝土宜采用自密實混凝土。自密實混凝土的配合

比設計、施工、質量檢驗和驗收應符合現行行業標準《自密實混

凝土應用技術規程》JGJ/T283的有關規定。

10

4.3鋼筋

4.3.1縱向受力鋼筋、箍筋的選用，以及鋼筋的屈服強度標準

值、極限強度標準值、抗拉強度設計值、抗壓強度設計值及彈性

模量取值，應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB

50010的有關規定。

4.3.2裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的受力鋼筋應符合下列

規定：

1宜采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋；

2縱向受力鋼筋和箍筋宜選用不低于HRB400級熱軋鋼

筋，箍筋也可選用HPB300級熱軋鋼筋；

3縱向受力鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比

值不應小于1.25,鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比

值不應大于1.3,且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小

于9%o

4.4連接材料

4.4.1焊接材料應符合下列要求：

1手工焊接采用的焊條，應符合現行國家標準《非合金鋼

及細晶粒鋼焊條》GB/T5117或《熱強鋼焊條》GB/T5118的有

關規定，選擇的焊條型號應與主體金屬的力學性能相適應；

2自動或半自動焊接采用的焊絲和焊劑應與主體金屬的力

學性能相適應。焊絲應符合現行國家標準《熔化焊用鋼絲》

GB/T14957的規定。

4.4.2焊縫應符合現行國家標準《鋼結構焊接規范》GB50661

的規定。焊縫的強度設計值應按現行國家標準《鋼結構設計標

準》GB50017的規定采用。

4.4.3連接緊固件應符合下列規定：

11

1普通螺栓應符合現行國家標準《六角頭螺栓》GB/T

5782和《六角頭螺栓-C級》GB/T5780的規定；

2高強度螺栓應符合現行國家標準《鋼結構用高強度大六

角頭螺栓》GB"1228、《鋼結構用高強度大六角螺母》GB/T

1229、《鋼結構用高強度墊圈》GB/T1230、《鋼結構用高強度

大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》GB/T1231或《鋼

結構用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T3632的規定。高強度螺

栓的預拉力和摩擦面的抗滑移系數應按現行國家標準《鋼結構設

計標準》GB50017選用;

3高強單邊螺栓的選用及其力學性能應符合現行團體標準

《鋼結構用自鎖式單向高強螺栓連接副技術條件》T/CSCS

TC01-01-2018的相關規定；

4錨栓鋼材可采用現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700

規定的Q235鋼，《低合金高強度結構鋼》GB/T1591中規定的

Q355鋼、Q390鋼或強度更高的鋼材；

5栓釘應符合現行國家標準《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》

GB/T10433的規定。

12

5結構設計

5.1一般規定

5.1.1采用裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的建筑型體及其構

件布置的規則性，應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》

GB50011的規定。

5.1.2疊合柱的布置應符合下列規定：

1對采用疊合柱的樓層，其框架柱宜全部采用疊合柱；

2疊合柱的鋼管至少應伸至地下一層的基礎內或地下二層

鋼筋混凝土柱內。

5.1.3裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構可采用混凝土疊合樓板

和鋼?混組合樓板。

5.2作用與作用組合

5.2.1裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的作用及作用組合應符

合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009、《建筑抗震

設計規范》GB50011和《混凝土結構工程施工規范》GB50666

的有關規定。

5.2.2預制構件在翻轉、運輸、吊運、安裝等短暫設計狀況下的

施工驗算，應將構件自重標準值乘以動力系數后作為等效靜力荷

載標準值。構件運輸、吊運時，動力系數宜取L5；構件翻轉及

安裝過程中就位、臨時固定時:動力系數可取1.2。

5.2.3預制構件進行脫模驗算時，等效靜力荷載標準值應取構件

自重標準值乘以動力系數后與脫模吸附力之和，且不宜小于構件

自重標準值的1.5倍。動力系數與脫模吸附力應符合下列規定：

1動力系數不宜小于L2；

2脫模吸附力應根據構件和模具的實際狀況取用，且不宜

13

小于1.5kN/m2o

5.3結構計算

5.3.1裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構彈性計算時，應考慮樓

板對梁剛度的增大作用。

5.3.2計算裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的彈性內力和位移

時，疊合柱的截面剛度可按下列規定進行計算：

軸向剛度EA=EeoAco+EciAc^E(Aa(5.3.2-1)

彎曲剛度E/=Eco/co+Eci/ci+Ea/a(532-2)

剪切剛度GA=GcoAco+GciAci+GaAaC5.3.2-3)

式中Ec。、Eci、Ea—分別為鋼管外混凝土、鋼管內混凝土和鋼

管的彈性模量：

Gc。、Gci、Ga——分別為鋼管外混凝土、鋼管內混凝土和鋼

管的剪變模量；

Ac。、Aci、Aa——分別為鋼管外混凝土、鋼管內混凝土和鋼

管的截面面積；

Ic°、/ci、/a——分別為鋼管外混凝土、鋼管內混凝土和鋼管

截面在所計算方向對其形心軸的慣性矩。

5.3.3裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的阻尼比，多遇地震作

用下，采用預制鋼筋混凝土梁時可取0.05,采用鋼梁或PEC組

合梁時可取0.045；設防地震作用下，彈塑性時程分析時可采用

與多遇地震作用下相同的阻尼比；罕遇地震作用下推覆分析或等

效彈性分析時，可分別取0.05?0.06和0.06~0.07,也可根據結構

構件屈服情況確定。

5.3.4裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的構件承載力抗震調整

系數/RE應按表5.3.4采用。

14

表5.3.4裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構構件的承載力抗震調整系數

受力狀態

材料結構構件/RE

梁、螺栓、T形構件、強度0.75

鋼

外伸端板穩定0.80

梁受彎0.75

混凝軸壓比小于0.15的疊合柱偏」玉.0.75

土軸壓比不小于0.15的疊合柱偏壓0.80

各類構件受剪、偏拉0.85

5.3.5在風荷載或多遇地震標準值作用下，裝配式鋼管加勁混凝

土疊合柱結構按彈性設計方法計算的樓層內最大層間水平位移應

滿足表5.3.5的要求°

表5.3.5裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構的彈性層間位移角限值

框架類型陽

預制鋼筋混凝土梁1/500

疊合柱框架PEC組合梁1/400

鋼梁1/350

5.3.6在罕遇地震作用下，裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構薄

弱層（部位）彈塑性層間位移應不大于l/50o

5.4疊合柱設計

5.4.1裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構底層柱的下端，其組合

的彎矩設計值應乘以增大系數，一、二、三、四級增大系數分別

不應小于1.7、1.5、1.3和1.2；底層柱縱向綱筋應按上下端的不

利情況配置。

5.4.2疊合柱組合的剪力設計值應符合現行國家標準《建筑抗震

15

設計規范》GB50011中鋼筋混凝土框架柱組合的剪力設計值的

規定。

5.4.3疊合柱的軸心受壓承載力、偏心受壓承載力、斜截面受剪

承載力應按現行行業標準《鋼管混凝土疊合柱結構技術規程》

T/CECS188的有關規定進行計算。

5.4.4疊合柱的軸壓比限值不宜超過表5.4.4的規定。疊合柱的

軸壓比可按下式計算：

4=%/(幾4+。.9%)(5.4.4)

式中：

%—疊合柱的軸壓比；

N—疊合柱的軸力設計值；

M)-鋼管混凝土軸心受壓承載力設計值；

啟一鋼管外混凝土的軸心受壓承載力設計值；

4。一鋼管外混凝土的橫截面面積。

表5.4.4疊合柱軸壓比限值

抗震等級—■三四

軸壓比限值0.65().750.850.90

5.4.5疊合柱的截面尺寸，宜符合下列各項要求:

1矩形截面的寬度和高度，不宜小于350mm；圓柱截面的

直徑，抗震等級四級或不超過2層時不宜小于350mm,一、

二、三級且超過2層時不宜小于400mm；

2剪跨比宜大于2；

3矩形截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。

5.4.6疊合柱鋼管外的混凝土厚度及鋼管宜符合下列要求：

1截面邊長不大于1000mm時，鋼管外的混凝土厚度不宜

小于150mm,采用自密實混凝土時鋼管外的混凝土厚度不宜小

16

于120mm；截面邊長大于1000mm時，鋼管外的混凝土厚度不

宜小于200mm；

2鋼管直徑不宜小于100mm,鋼管壁厚不宜小于4.5mm；

3鋼管混凝土約束效應系數不宜小于0.4、不宜大于3,約

束效應系數大于3時，不應考慮其超過部分對鋼管內混凝土的約

束作用，可考慮其作為型鋼對疊合柱剛度和承載力的提高作用；

約束效應系數可按下式計算：

力Ai）（5.4.6-1）

式中：人一鋼管鋼材抗拉、抗壓強度設計值；

人一鋼管內混凝土軸心抗壓強度設計值；

AaO—鋼管截面面積；

Aci—鋼管內混凝土截面面積；

4鋼管混凝土（包括鋼管）截面積與疊合柱截面積的比值

不宜大于0.45；

5鋼管含管率不應小于2%、不宜大于15%；對于低、多

層裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構，當鋼管混凝土短柱的軸心

受壓承載力設計值大于軸力設計值時，含管率不應小于1.2%。

含管率可按下式計算：

0二Aao/AC5.4.6-2）

式中：

份一疊合柱鋼管含管率；

鋼管的截面面積；

A—疊合柱全截面面積。

5.4.7疊合柱的縱向鋼筋配置，應符合下列要求：

1縱向鋼筋的最小總配筋率，中柱及邊柱不應小于1%,

角柱不應小于1.1%;建造于IV類場地且較高的高層建筑，最小

總配筋率應增加0.1%；

17

2鋼管外混凝土強度等級高于C60時，最小總配筋率應增

加0.1%；

3每一側配筋率不應小于0.2%；

4縱向鋼筋總配筋率不應大于5%；

5宜對稱配筋，且宜集中配置在角部；

6縱向受力鋼筋凈間距不宜小于50mm、不宜大于

200mm,大于200mm時，應設置縱向構造鋼筋；

7縱向鋼筋與鋼管的最小凈距不宜小于30mm。

5.4.8疊合柱應設置箍筋加密區，并應符合下列規定：

1箍筋加密區的范圍應按下列規定采用：

1）柱端，取截面高度（圓柱直徑）、柱凈高的1/6和

500mm三者的最大值；

2）底層柱的下端不小于柱凈高的1/3；

3）剛性地面上下各500mm；

4）剪跨比不大于2的柱、柱凈高與柱截面高度之比不大

于4的柱、一級和二級框架的角柱，取全高。

2一般情況下，加密區箍筋的最大間距和最小直徑應按表

5.4.8-1采用;

表548-1疊合柱箍筋加密區中箍筋的最大間距和最小直徑（mm）

箍筋最大間距（采用較小值）箍筋最小直徑

6d,10010

注：d為柱縱向鋼筋最小直徑。

3疊合柱的箍筋直徑大于12mm時，除底層柱下端外，最

大間距應允許采用150mm；

4疊合柱箍筋加密區的體積配箍率，應按下式規定采用：

6=Mfg/fyv（5.4.8）

式中：

。一疊合柱箍筋加密區的體積配箍率，剪跨比不大于2的疊

18

合柱不應小于1.2%,計算箍筋體積配箍率時，可取外

圍箍筋中心線所圍混凝土扣除鋼管混凝土的體積，扣除

的體積不應大于外圍箍筋中心線所圍體積的30%；

心一管外混凝土軸心抗壓強度設計值，強度等級低于C35

時，應按C35計算；

啟一箍筋或拉筋抗拉強度設計值；

4v—最小配箍特征值，宜按表548-2采用。

表5.4.8-2疊合柱箍筋加密區的箍筋最小配箍特征值

疊合柱軸壓比

箍筋形式

<0.30.40.50.60.70.80.9

普通箍、復合箍0.100.110.130.150.170.200.23

注；普通箍指單個矩形箍和單個圓形箍，復合箍指由矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的

箍筋。

5.4.9疊合柱的箍筋非加密區的箍筋，應符合下列要求：

1體積配箍率不宜小于加密區的50%；

2箍筋間距，疊合柱不應大于200mm,且不應大于10倍

縱向鋼筋直徑。

5.4.10疊合柱的箍筋配置方式宜符合下列規定：

1宜采用復合箍。復合箍可由外圍矩（方）形封閉箍與拉

筋組成（圖5.4.10a）,或由外圍矩（方）形封閉箍和八角形封

閉箍與拉筋組成（圖5.4.10b）。拉筋可緊靠箍筋并鉤住縱筋；

2繞過鋼管的拉筋與鋼管相交部分的圓弧宜與鋼管同心，

不相交部分宜為直段；

3箍筋加密區的箍筋及拉筋的肢距，繞過鋼管的拉筋肢距

不宜大于400mm,其他箍筋及拉筋的肢距不宜大于250mm；

4截面周邊縱向鋼筋應至少每隔一根位于箍筋的角部或拉

筋的彎鉤內；

5梁柱節點核心區的箍筋，當復合箍配置有困難時，可采

19

圖5.4.10疊合柱箍筋配置方式示意圖

I-疊合柱；2-梁；3-封閉箍；4-縱向鋼筋；5-拉筋；6-八角形封閉箍

5.4.11外層混凝土采用超高性能混凝土(UHPC)的鋼管加勁混凝

土疊合柱的軸壓承載力可按式(5.4.11-1)計算：

iNy—N+N

"UHPC丁“CFST(5.4.11-1)

NUHPC/篇A+(5.4.11-2)

MFST=攵2(1?14+1.02，)￡Q4°(5.4.11-3)

k1=0.953+0.275Vr-0.24aCFST(5.4.11-4)

L=1.136+0.19ss(5.4.11-5)

式中：

NUHPC—外層超高性能混凝土(UHPC)的軸壓承載力；

NCFST—內部鋼管混凝土的軸壓承載力；

防一外包UHPC強度修正系數；

20

ZL核心鋼管混凝土強度修正系數；

工火。一UHPC軸心抗壓強度標準值；

A“一UHPC部分橫截面面積；

用一鋼筋抗壓強度設計值；

4、一鋼筋部分橫截面面積；

約束效應系數；

八乂一館內核心混凝土軸心抗壓強度標準值；

VLUHPC內部鋼纖維參量（鋼纖維總體積/UHPC總體

積）；

acFsr—含鋼管混凝土率（核心鋼管混凝土截面積/疊合柱

截面積）；

as—鋼管混凝土的含鋼率（鋼管截面積/核心混凝土截面

積）。

5.4.12外層混凝土采用超高性能混凝土（UHPC）的鋼管混凝土加

勁疊合柱的抗彎承載力可采用疊加法或極限平衡法計算。

1采用疊加法時，疊合柱的彎矩承載力設計值宜按下式計

算：

%=Mu,『e+%cfst（5.4.12-1）

式中：

林一疊合柱的彎矩承載力設計值；

Mue—外層UHPC的彎矩承載力設計值，宜根據《鋼筋混凝

土結構設計規范》GB50010有關規定計算；

M,,bs7一核心鋼管混凝土的彎矩承載力設計值，宜根據《鋼

管混凝土結構技術規程》BDJ/T13-51有關規定計算。

2采用極限平衡法時，可按下式建立平衡方程，從而求解

疊合柱的抗彎承載力：

若xWD/2：

21

(5.4.12-

%+乙=%+%/+%+%、

2)

(5.4.12-

M=M+〃++kM,+%,+M

UvvUC<UnOC(SCs5l1、

3)

若x>D/2：

必+幾=Sc+幾(5.4.12-4)

MUC=AM℃+MC+%(5.4.12-5)

式中：

Fee.M：c—核心混凝土產生的合力、彎矩設計值；

入c、Mac—受壓區鋼管產生的合力、彎矩設計值；

Fat.Mat—受拉區鋼管產生的合力、彎矩設計值；

Foc>M)c—外包UHPC受壓區產生的合力、彎矩設計值;

Fsc.Me—鋼筋受壓區產生的合力、彎矩設計值；

Fst.Mt—鋼筋受拉區產生的合力、彎矩設計值；

上一UHPC強度修正系數，宜按表5.4.12采用。

表5.4.12UHPC強度修正系數取值

鋼纖維體積摻量％(%)0123

k1.001.261.311.34

22

圖5.4.12-1疊合柱跨中截面內力平衡示意圖（xWD/2）

圖5.4.12-2疊合柱跨中截面內力平衡示意圖（x>D/2）

當xWD/2,由圖5.4.12-1跨中截面內力平衡示意圖，根據

跨中截面力的平衡可以建立下列計算公式：

%=arcsin(—)(5.4.12-6)

彳

幾=幾[(白一幻xB-YA_%_0.5sin2%)一心(乃—2九)](5.4.12-7)

幾=幾片令一九「0-5sin2%）(5.4.12-8)

(5.4.12-9)

23

月t二工/n（乃+2九）(5.4.12-10)

兒二/(5.4.12-11)

(5.4.12-12)

“cc=?彳3cos3匕）

(5.4.12-13)

j"

以="湫=2.啟白8§%(5.4.12-14)

233c，，

x)/2+x一VCOS%-2Gcos汽(5.4.12-15)

J

,,H

^sc=4A(—-^o)(5.4.12-16)

%={A（—。）

(5.4.12-17)

當x>D/2,由圖5.4.12-2跨中截面內力平衡示意圖，根據跨

中截面力的平衡可以建立下列計算公式：

F℃=fgX《_x)xB(5.4.12-18)

Fat=fayX27TXtX7(5.4.12-19)

(5.4.12-20)

%=4A(5.4.12-21)

A4￡,H/H+X、

以"xLr)xBx(—(5.4.12-22)

24

，.H

^=4A(--^o)(5.4.12-23)

^st=4A(y-^o)(5.4.12-24)

乙

式中：X一形心到中和軸的距離；

，一核心混凝土的半徑；

，L鋼管混凝土的外徑；

rm-(n+ro)/2；

一鋼管壁厚；

3—鋼管混凝土疊合構件截面寬度；

”一鋼管混凝土疊合構件截面高度；

As、受拉、受壓縱筋截面積；

fy＞為一受拉、受壓縱筋屈服強度；

fee--核心混凝土產生的應力；

人一受壓區鋼管產生的應力；

Ay—受拉區鋼管產生的應力；

啟一外包混凝土受壓區產生的應力。

5.5梁設計

5.5.1裝配式鋼管加勁混凝土疊合柱結構可采用預制鋼筋混凝土

梁、鋼梁和PEC組合梁。

5.