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1、缀板式钢管混凝土组合柱结构应用技术规程目录21 总则12 术语与符号22.1 术语22.2 符号23 材料63.1 钢材63.2 混凝土63.3 连接材料74 基本规定84.1 结构体系和选型84.2 水平位移限值和舒适度要求104.3 抗震等级114.4 构件承载力设计124.5 建筑形体及结构布置的规则性134.6 缀板式钢管混凝土组合柱的基本规定144.7 组合墙的基本规定195 结构分析205.1 一般规定205.2 结构弹性分析225.3 结构弹塑性分析236 构件设计266.1 一般规定266.2 缀板式钢管混凝土组合柱轴压设计266.3 缀板式钢管混凝土组合柱压弯设计276.4
2、缀板式钢管混凝土组合柱缀板抗剪设计396.5 缀板式钢管混凝土组合柱轴压比计算397 节点设计407.1 一般规定407.2 缀板式钢管混凝土组合柱梁柱连接407.3 缀板式钢管混凝土组合柱柱脚节点447.4 缀板式钢管混凝土组合柱拼接节点447.5 楼板与缀板式钢管混凝土组合柱的连接节点488 构件制作与施工518.1 一般规定518.2 钢构件制作518.3 钢构件防腐528.4 钢构件防火528.5 构件安装548.6 混凝土浇筑559 验收579.1 一般规定579.2 原材料及成品进场579.3 部件加工589.4 缀板式组合柱安装工程609.5 缀板式组合柱混凝土工程64附录 A
3、缀板式钢管混凝土组合柱长细比计算66附录 B、缀板式钢管混凝土组合柱稳定系数计算66附录 C、缀板式钢管混凝土组合柱形心计算67附录 D、缀板式钢管混凝土组合柱缀板抗剪计算691 总则1.0.1 为了在多、高层民用建筑中合理应用缀板式钢管混凝土组合柱结构，做到技术先进、 安全适用、经济合理、确保质量，制定本规程。1.0.2 本规程适用于多、高层民用建筑缀板式钢管混凝土组合柱结构的设计、制作、安装与 验收。1.0.3 缀板式钢管混凝土组合柱结构设计、制作、安装及验收除应符合本规程外，尚应符合 国家现行有关标准的规定。2 术语与符号2.1 术语2.1.1 缀板式钢管混凝土组合柱 Battened
4、concrete-filled steel tube (CFT)composite column；Battened CFT composite column；由中心方钢管、端部矩形钢管、连接缀板、内浇混凝土组成，组合柱截面形式可以是一字型、L 型、T 型、十字型。2.1.2 连续缀板式钢管混凝土组合柱 Continuous battened concrete-filled steel tube (CFT) composite column；Continuous battened CFT composite column；缀板式钢管混凝土组合柱的一种形式，但其缀板通长连接于中心方钢管、端部矩形钢
5、管 之间。2.1.3 缀板式钢管混凝土组合柱框架结构 Moment frame structure of battened CFT composite columns;由组合柱和梁主要承担竖向和水平作用的结构2.1.4 缀板式钢管混凝土组合柱框架+支撑结构 Braced frame structure of battened CFT composite columns;由框架柱、梁和支撑主要承受竖向和水平作用的结构。2.1.5 缀板式钢管混凝土组合柱框架+剪力墙结构 Frame shear-wall structure with battened CFT composite columns;由
6、框架柱、剪力墙和梁作为主要承受竖向和水平作用的结构。2.1.6 缀板式钢管混凝土组合剪力墙 Shear wall structure with battened CFT composite columns;由剪力墙主要承受竖向和水平作用的结构。2.2.1 几何参数2.2 符号Aci 组合柱中柱肢 i 的混凝土截面面积；Asi 组合柱中柱肢 i 的钢管截面面积；Achi 第 i 柱肢混凝土截面换算面积；ex、ey 为偏心压力 P 到 x 轴和 y 轴上的距离； e1、e2 为柱肢形心到形心坐标 x 轴的垂直距离； e3 为柱肢形心到形心坐标 y 轴的垂直距离；ioi 构件截面对主轴 X 或主轴Y
7、 的回转半径；Iso 为钢截面绕 X 轴或Y 轴惯性矩；Ico 为混凝土截面绕 X 轴或Y 轴惯性矩；li 钢管混凝土轴心受压构件的长细比；loi 构件的相对长细比；li 对于无缀板约束方向取构件的长度，可取层高；对于有缀板约束方向，可取缀板式钢管混凝土组合柱中柱取缀板之间的净距；a、b 边肢柱截面的宽和长；c 缀板宽度；t 钢管的厚度；l0 柱长，可取层高；d 两柱肢钢管混凝土的中心距；L 两块缀板的间距；2.2.2 材料性能及计算指标Es 钢材的弹性模量；Ec 混凝土的弹性模量；fc 混凝土抗压强度设计值；f 钢材抗拉强度设计值；fsb 梁钢材抗拉抗压和抗弯强度设计值；f yb 梁钢材屈服
8、强度；fsp1 贴板钢材抗拉抗压和抗弯强度设计值；fsp 2 侧板钢材抗拉抗压和抗弯强度设计值；fup 2 侧板钢材抗拉强度；73ff w 角焊缝强度设计值；uf f 角焊缝强度；fvyb 梁钢材屈服抗剪强度，取梁钢材屈服强度的 58%；fa 锚件抗拉强度设计值；fck 基础混凝土抗压标准值；fay 锚件抗拉强度标准值；fau 受拉侧边缘构件锚件最小抗拉强度；2.2.3 作用、作用效应及承载力P 偏心压力Nu 缀板式矩形钢管混凝土组合柱轴压稳定承载力设计值；Nui 缀板式矩形钢管混凝土组合柱分肢轴压稳定承载力设计值（ 对于 L 形i = 1、2、3 ，对于 T 形i = 1、2、3、4 ，对于
9、十字形i = 1、2、3、4、5 ）；Noi 缀板式矩形钢管混凝土组合柱分轴压承载力设计值；Nzi 分别为在轴心压力作用下各柱肢所承担的轴心压力；M x、M y 分别为绕 X 轴和 Y 轴的弯矩；NMxi 弯矩 M x 作用下各柱肢所产生的的轴心压力或拉力；NMyi 弯矩 M y 作用下各柱肢所产生的的轴心压力或拉力；M1、M 2 分别为柱头、柱脚分配后的弯矩和；2.2.4 计算系数及其它joi 缀板式矩形钢管混凝土组合柱分肢柱的稳定系数；jo min 缀板式矩形钢管混凝土组合柱分肢柱的稳定系数的最小值；a 缀板式矩形钢管混凝土组合柱中肢轴压承载力设计值与分肢轴压承载力设计值的比值；m构件的计
10、算长度系数；b、g剪力分配系数，缀板式矩形钢管混凝土组合柱分肢柱抗剪承载力与整肢柱在单方向上抗剪承载力的比值；3 材料3.1 钢材3.1.1 缀板式钢管混凝土组合柱结构钢材宜采用 Q235、Q355、Q390、Q420 钢，同时所选用钢材应符合现行国家标准钢结构设计标准GB50017、高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99 和建筑抗震设计规范GB50011 的有关规定。3.1.2 缀板式钢管混凝土组合柱中钢管可采用冷成型的直缝或热轧钢管，也可采用冷弯型钢或热轧钢板、型钢焊接成型的矩形管，其中钢管如采用冷成型工艺制作时，不宜采用Q390 及以上的高强度钢。【条文说明】：钢管混凝土构件采用的焊接管必
11、须保证焊缝强度大于或等于钢管的强度， 以免发生焊缝破坏。3.1.3 当采用冷弯成型或由冷弯型钢焊接组成的矩形钢管时，钢材的强度指标应按现行国家标准冷弯型钢结构技术规范GB 50018 的规定采用。3.1.4 处于外露环境，且对耐腐蚀有特殊要求或处于侵蚀性介质环境中的承重结构，可采用 Q235NH、Q355NH 和 Q415NH 牌号的耐候结构钢，其质量应符合现行国家标准耐候结构钢 GB/T4171 的规定。【条文说明】：对于露天采用的钢管混凝土构件，可采用耐候钢和高性能耐火耐候建筑用钢。对于室内采用的钢管混凝土构件，可采用高性能耐火耐候建筑用钢。3.2 混凝土3.2.1 缀板式钢管混凝土组合柱
12、中的混凝土强度等级不应低于 C30 级。对于 Q235 钢管， 宜配 C30C40 级混凝土；对于 Q355 钢管，宜配 C40C50 级的混凝土；对 Q390、Q420 钢管， 宜配不低于 C50 级的混凝土。【条文说明】：考虑到混凝土与钢材的合理匹配，保证质量，提出了混凝土强度等级不低于 C30 的要求。3.2.2 缀板式钢管混凝土组合柱中的混凝土应采用自密实混凝土，混凝土的强度等级、 力学性能和质量标准应分别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。同时自密实混凝土的配合比设计、施工、质量检验和验收应符合现行行业标准自密实混凝土应用
13、技术规程JGJ/T283 的规定。【条文说明】：钢管内浇筑的混凝土宜优先使用自密实混凝土，不需振捣，施工方便， 节约时间。当采用普通混凝土时应采取振捣措施。3.3 连接材料3.3.1 用于缀板式钢管混凝土组合柱结构的焊接材料应符合钢结构设计标准GB50017 及钢结构焊接规范GB50661 的有关规定。3.3.2 用于缀板式钢管混凝土组合柱结构的紧固件材料应符合下列规定：1 高强度螺栓的材质、材料性能、级别和规格应分别符合现行国家标准钢结构用高强度大六角头螺栓GBT1228、钢结构用高强度大六角螺母GBT 1229、钢结构用高强度垫圈GBT1230、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈
14、技术条件GBT1231 和钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GBT3632 的规定。2 组合结构所用圆柱头焊钉(栓钉)连接件的材料应符合现行国家标准电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GBT10433 的规定。3 锚栓钢材可采用现行国家标准碳素结构钢GBT700 规定的 Q235 钢或低合金高强度结构钢GBT1591 中规定的 Q355 钢、Q390 钢。4 基本规定4.1 结构体系和选型4.1.1 缀板式钢管混凝土组合柱结构可采用下列结构体系（详图 4.1-1）： 1 缀板式钢管混凝土组合柱框架结构；2 缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板墙）结构：3 缀板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙结构；4 缀板式钢管
15、混凝土组合剪力墙结构。【条文说明】：缀板式钢管混凝土组合柱框架结构主要由缀板式钢管混凝土组合柱、矩形钢 管混凝土柱、钢梁和楼板组成。缀板式钢管混凝土组合柱的形式可以采用 L 形、T 形、十字形。钢梁可采用热轧 H 型钢和焊接 H 型钢，（见图 4.1-1）。缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板墙）结构主要由缀板式钢管混凝土组合柱、支撑（钢板墙）、钢梁及楼盖组成的结构体系，其中支撑的类型可以是中心支撑、偏心支撑 或耗能支撑，钢板墙可以是带或不带加劲肋钢板剪力墙、波形钢板剪力墙。缀板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙结构主要由缀板式钢管混凝土组合柱、剪力墙、 矩形钢管混凝土柱、钢梁和楼板组成。剪力墙
16、形式为钢板混凝土组合剪力墙、波形钢板-混 凝土组合墙，钢梁可采用热轧 H 型钢和焊接 H 型钢。缀板式钢管混凝土组合剪力墙结构主要由组合剪力墙、钢梁及楼盖组成，组合剪力墙可 以是 L 形、T 形、十字形。a 组合柱框架结构示意图b 组合柱框架-支撑（钢板墙）结构示意图1-L 形组合柱；2-T 形组合柱；3-矩形柱；4-钢梁；5-支撑（钢板墙）； c 组合柱框架-剪力墙结构示意图d 组合柱剪力墙结构示意图1-L 形组合柱；2-T 形组合柱；3-矩形柱；4-钢梁；5-组合柱剪力墙图 4.1-1 钢管混凝土组合柱结构示意图4.1.2 抗震设防烈度为 6 度至 8 度的乙类和丙类高层民用建筑适用的最大
17、高度应符合表4.1-1 的规定。平面和竖向均不规则的缀板式钢管混凝土组合柱结构的最大适用高度宜适当降低。表 4.1-1 缀板式钢管混凝土组合柱结构最大适用高度结构体系抗震设防烈度6 度、7 度（0.1g）7 度（0.15g）8 度（0.2g）（0.3g）缀板式钢管混凝土组合柱框架70503012缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板墙）90705024缀板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙1001008050缀板式钢管混凝土组合剪力墙150140120100注：1、房屋高度指室外地面到主要屋面板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）； 2、超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施；
18、3、框架柱包括缀板式钢管混凝土组合柱、钢管混凝土柱；4、剪力墙为钢板混凝土组合剪力墙；5、6 度区、7 度区、8 度区的甲类建筑的适用高度，宜提高 1 度后查表。【条文说明】：最大适用高度在参考高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99）、组合结构设计规范（JGJ138）、钢管混凝土结构设计规范GB50936 等相关的规定基础上， 考虑到缀板式钢管混凝土柱力学性能，其各体系最大适用高度略有降低，如果在构造或结构体系完善的基础上最大适用高度可适当放宽。4.1.3 缀板式钢管混凝土组合柱结构的高宽比不宜大于表 4.1-2 的规定。表 4.1-2 缀板式钢管混凝土组合柱结构适用的最大高宽比抗震设防烈度6
19、 度、7 度8 度最大高宽比6.56注：1、计算高宽比的高度一般从室外地面算起；2、当塔形建筑底部有大底盘时，算高宽比的高度从大底盘顶部算起。【条文说明】： 高层民用建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制；在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本 要求后，仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的，主要影响结构设计的经济性。本 规程主要参考高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99、高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3。4.2 水平位移限值和舒适度要求4.2.1 按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之 比u/h
20、 宜符合下列规定：表 4.2-1 楼层层间最大位移与层高之比的限值结构体系风荷载下弹性位移角多遇地震作用下弹性层间位移角缀板式钢管混凝土组合柱框架、缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板墙）、缀板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙、缀板式钢管混凝土组合剪力墙1/3501/300注：楼层层间最大位移u 以楼层竖向构件最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。抗震设计时，本条规定的楼层位移计算可以不考虑偶然偏心的影响。【条文说明】：高层住宅建筑层数多，高度大，为保证高层住宅建筑钢结构具有必要的刚度， 应对其楼层位移加以控制。侧向位移控制实际上是对构件截面大小，刚度大小的一个指标。在正常情况下，限制高层
21、民用建筑钢结构层间位移的主要目的有：一是保证主体结构基本处于弹性受力状态；二是保证填充墙板，隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。4.2.2 在罕遇地震作用下缀板式钢管混凝土组合结构的层间侧移不应大于表 4.2-2 的限值。表 4.2-2 楼层层间最大位移与层高之比的限值结构体系罕遇地震作用下弹塑性层间位移角缀板式钢管混凝土组合柱框架、缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板1/50墙）缀板式钢管混凝土组合柱框架框架-剪力墙、缀板式钢管混凝土合剪力墙1/80【条文说明】：参考钢板剪力墙技术规程JGJ/T380 和建筑抗震设计规范GB50011 中有关规定。4.2.3 缀板式钢管混凝土组
22、合柱结构应用于 80m 以上时应进行风振舒适度验算。在现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009 规定的 10 年一遇的风荷载标准值作用下，结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应大于表 4.2-3 中的限值。结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度，可按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009 的有关规定计算。表 4.2-3 结构顶点的顺风向和横风向风阵加速度限制使用功能alim住宅、公寓0.15/s2办公、旅馆0.25/s24.2.4 楼盖结构应具有适宜的舒适度。楼盖结构的竖向振动频率不宜小于 3Hz，竖向振动加速度峰值不应大于表 4.2-4 的限值。楼盖结构竖向振动加速度可按
23、现行行业标准高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3 的有关规定计算。表 4.2-4 楼盖竖向振动加速度限制人员活动环境峰值加速度限值（m/s2）竖向自振频率不大于 2Hz竖向自振频率不大于 4Hz住宅、办公0.070.05商场及室内连廊0.220.15【条文说明】：对于钢筋混凝土楼盖结构、钢-混凝土组合楼盖结构（不包括轻钢楼盖结构），一般情况下，楼盖结构竖向频率不宜小于 3Hz，以保证结构具有适宜的舒适度，避免跳跃时周围人群的不舒适。楼盖结构竖向振动加速度不仅与楼盖结构的竖向频率有关，还与建筑使用功能及人员起立、行走、跳跃的振动激励有关。一般住宅、办公、商业建筑楼盖结构的竖向频率小于 3Hz 时
24、，需验算竖向振动加速度。4.3 抗震等级4.3.1 缀板式钢管混凝土组合柱结构，其抗震措施应符合现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB50223 和建筑抗震设计规范GB50011 的相关规定。4.3.2 缀板式钢管混凝土组合柱结构应根据设防分类、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施规定。丙类建筑的抗震等级应按表 4.3-1 确定。表 4.3-1 缀板式钢管混凝土组合柱结构抗震等级结构类型设防烈度6 度7 度8 度缀板式钢管混凝土组合柱框架、缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板墙）房屋高度（m）242424242424缀板式钢管混凝土组合柱框架四四三三二缀
25、板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙房屋高度（m）80802425808024258080缀板式钢管混凝土组合柱框架四三四三二三二一钢板混凝土组合墙四四三二三二一缀板式钢管混凝土组合剪力墙房屋高度（m）80802425808024258080钢板混凝土组合墙四四三三二注： 1 本标准中“一、二、三、四级”即抗震等级为一、二、三、四级的简称。2 接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；3 一般情况，构件的抗震等级应与结构相同；当某个部位各构件的承载力均满足 2 倍地震作用组合下的内力要求时，78 度的构件抗震等级应允许按降低一度确定；4 结构中的钢梁、钢柱抗震等级
26、可按钢结构构件确定，设防烈度为 6 度、7 度、8 度时分别应取四、三、二。4.4 构件承载力设计4.4.1 缀板式钢管混凝土组合柱结构构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设 计。4.4.2 当按承载力极限状态设计时应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。荷载和材料强度均采用设计值。结构的承载能力应包括构件和连接的强度、结构 和构件的稳定性。处于抗震设防地区的结构，尚应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011 和其他有关标准的规定进行结构构件和连接的抗震承载力计算。承载能力计算应满足下列公式的要求：当不考虑地震情况下g0 S R当考虑多遇地震作用时 SE R
27、/gRE式中g0 结构重要性系数，按现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB50068 的规定选取，对一般工业与民用建筑缀板式钢管混凝土组合柱结构的安全等级取二级，设计使用年限取 50 年；S 不考虑多遇地震作用时，荷载效应组合的设计值；SE 考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的设计值；R 承载力设计值；gRE 承载力抗震调整系数，对矩形钢管混凝土构件，按表 4.4-1 的规定选用。表 4.4-1承载力抗震调整系数构件名称梁柱支撑节点板连接焊缝连接螺栓gRE0.750.800.800.850.90.85注：当仅计算竖向地震作用时，承载力抗震调整系数gRE 宜取 1.0。【条文说明】：
28、本条针对构件的承载力极限状态设计，与现行国家标准工程结构可靠性设 计统一标准GB 50153 和建筑抗震设计规范GB 50011 保持一致。4.4.3 正常使用极限状态设计应考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值、组合值和变形 容许值进行计算。4.5 建筑形体及结构布置的规则性4.5.1 缀板式钢管混凝土组合柱结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面宜规则，结构的侧向刚度沿高度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强 度宜自下而上逐渐减小，应避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。4.5.2 缀板式钢管混凝土组合柱结构的建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性
29、。不规则的建筑方案应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究 和论证，采用特别的加强措施。【条文说明】：缀板式钢管混凝土组合柱结构和其他构件组成的结构体系，与其他的结构一 样，应符合结构抗震设计的一般要求，即在平面上结构布置宜整齐规则，力求满足平面布置 规则性的要求；竖向上，满足竖向规则性的布置。4.5.3 抗震设计的框架-支撑（钢板墙）结构中，支撑、钢板墙板宜沿建筑高度竖向连续布置， 并应延伸至计算嵌固端。除底部楼层和伸臂桁架所在楼层外，支撑的形式和布置沿建筑竖向宜一致。支撑无法连续时应适当增加错开支撑并加强错开支撑之间的上下楼层水平刚度。4.5.4 结构布置宜与建筑相协调，梁
30、柱布置宜注意梁柱与墙体的关系，避免在室内露梁露柱， 可将 L 形柱作为角柱，T 型柱作为边柱，十字形柱作为中柱。【条文说明】：缀板式钢管混凝土组合柱结构体系注意和建筑使用的协调性。应避免在室内 露梁露柱，影响建筑实用功能。4.6 缀板式钢管混凝土组合柱的基本规定4.6.1 缀板式钢管混凝土组合柱由中心方钢管、端部矩形钢管、缀板、内填混凝土组成，组 合柱截面形式可以是 L 型、T 型、十字型。缀板式钢管混凝土组合柱如图 4.6-1 所示：a:L 形组合柱b:T 形组合柱c:十字形组合柱图 4.6-1 缀板式钢管混凝土组合柱示意图4.6.2 缀板式钢管混凝土组合柱各柱肢截面的边长比不宜大于 2，组
31、合柱的中柱肢为方钢管， 端柱肢为方钢管或矩形钢管。组合柱缀板沿柱身等距布置，缀板总长度不小于柱身长度的60%，缀板与各柱肢进行焊接，焊接方式可采用对接焊或贴板角焊缝，缀板厚度与钢管壁厚相等，同时端柱肢及缀板应对称布置。当采用贴板角焊缝，缀板与柱肢的搭接长度不宜小于30mm。缀板布置方式如图 4.6-2 所示。a 缀板与柱肢对接焊b 缀板与柱肢贴角焊图 4.6-2 缀板式钢管混凝土组合柱缀板布置示意图【条文说明】：青岛理工大学已经完成了 33 件缀板式钢管混凝土组合柱实验研究，包括 10 个轴心受压实验、9 个偏心受压实验、11 个低周水平往复荷载实验及 3 个两层框架水平往复荷载实验。组合柱构
32、件的轴心受压实验、偏心受压实验和水平低周往复荷载实验，分别通过改变缀板面积及布置方式来研究组合柱的抗压能力、抗弯能力和抗震性能。通过轴压及偏压 实验研究发现，组合柱有良好的抗压、抗弯及塑性变形能力；通过低周往复实验发现，试件滞回曲线饱满，具有良好的耗能能力。同时，通过两层框架水平往复荷载实验，研究框架的 节点受力状态、破坏过程和耗能能力，证明了缀板式钢管混凝土组合柱框架结构有良好的抗 震性能，满足“强节点弱构件、强柱弱梁”的抗震要求。同时通过轴压及偏压实验发现缀板面积自 40增加到 80时其轴压及偏压承载力变化很小，增幅约为 23 ；通过低周往复实验发现缀板面积自 40增加到 60时组合柱抗震
33、性能提高明显，缀板面积自 60增加到 80时组合柱抗震性基本一致。通过上述实验，可以发现组合柱有良好的抗压、抗弯及抗震性能， 同时缀板面积为 60时组合柱受力性能及经济性最为合理。4.6.3 缀板式钢管混凝土组合柱各柱肢及缀板截面尺寸范围详表 4.6-1，组合柱截面尺寸示意图如图 4.6-3 所示：a:L 形组合柱b:T 形组合柱c:十字形组合柱图 4.6-3 缀板式钢管混凝土组合柱截面尺寸示意图表 4.6-1 缀板式钢管混凝土组合柱尺寸范围（mm）柱子形式分支长度（L）中柱肢（方钢管）端柱肢（方钢管或矩形管）钢管/缀板厚度（t）缀板宽度（c）宽度/长度（a）宽度（a）长度（b）L 形组合柱4
34、00800150200150200150300614150300T 形组合柱450800150200150200150300614150300十字形组合柱4008001502001502001503006141503004.6.4 缀板式钢管混凝土组合柱在受压工作状态下钢管中混凝土的工作承担系数ac 应控制在 0.10.7 之间。ac 按下式计算：ac =fAsfc Ac+ fc Ac4.6.4-1fc 、 f 混凝土、钢材的抗压强度设计值；Ac 、 As 管内混凝土、钢管的截面面积。【条文说明】：本条参考矩形钢管混凝土结构技术规程CECS159，主要为保证构件具有较好的延性。4.6.5 抗震
35、设计时，房屋高度大于 50m 或设防烈度为 8 度时，缀板式钢管混凝土组合柱结构在下部 1/3 建筑高度宜采用连续缀板钢管混凝土组合柱（如图 4.6-4 所示）；在楼层位置宜采取构造措施增加缀板式钢管混凝土组合柱的抗扭转能力。a:L 型b:T 型c:十字型图 4.6-4 连续缀板钢管混凝土组合柱示意图【条文说明】：抗震设计时，底部先出现塑性铰，为保证底部出构件现塑性铰后具有足够大 的延性，应对出现塑性铰的部位进行加强，故建议使用实体柱进行加强。同时考虑到组合柱 为异形柱，截面抗扭转刚度相对弱，需对楼层位置组合柱进行构造加强。4.6.6 缀板式钢管混凝土组合柱各肢柱轴压比不应大于表 4.6-2
36、限值。表 4.6-2 缀板式钢管混凝土组合柱结构适用的轴压比限值结构类型柱类型抗震等级一级二级三级四级缀板式钢管混凝土组合柱框架、缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑（钢板墙）框架柱0.650.750.850.95缀板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙框架柱0.70.80.90.95【条文说明】：本条轴压比参考钢管混凝土结构技术规范GB50936，本条文在计算轴压 比时考虑钢管的贡献，即轴压比是指重力荷载代表值作用下组合柱受的轴压力设计值与组合 柱的钢材的截面面积和屈服强度设计值乘积和混凝土的截面面积和轴心抗压强度设计值乘积之和的比值。4.6.7 在每个楼层的柱均应设置直径为 20mm 的排气孔。其位
37、置宜在柱与楼板相交处的上方和下方各 100mm 处。【条文说明】：开孔主要作用是：浇筑混凝土时排气，保证混凝土密实。另外发生火灾时， 钢管内混凝土会有水蒸气产生，该孔有排除水蒸气的作用。4.7 组合墙的基本规定4.7.1 缀板式钢管混凝土组合墙由矩形钢管及连续缀板组成，其中矩形钢管与连续缀板交替排列，两者通过焊接连接。矩形钢管边长比不宜大于 2，连续缀板宽度宜与矩形钢管长边尺寸相同，当连续缀板宽度大于 400mm 时宜在连续缀板内侧焊接栓钉或加劲肋等构造措施。缀板式钢管混凝土组合墙钢管壁厚度不宜小于 6mm 且连续缀板与矩形钢管壁厚等厚。钢管混凝土组合墙构造示意如图 4.7-1 所示：图 4.
38、7-1 缀板式组合剪力墙构造示意图4.7.2 波形钢板混凝土组合墙由波形钢板、内填混凝土、对拉螺栓和边缘构件组成，其中波形钢板宜采用非对称梯形波折形式，波形钢板厚度不应小于 4mm。波形钢板混凝土组合墙构造示意如图 4.7-2 所示图 4.7-2 波形钢板混凝土组合剪力墙构造示意图4.7.3 缀板式钢管混凝土组合墙和波形钢板混凝土组合墙可以根据建筑需要采用一字形、L 形、T 形、十字形、Z 形、工字形及 C 形等布置方式。4.7.4 L 形、T 形、十字形、Z 形、工字形及 C 形组合墙体厚度不宜小于 150mm，一字形墙体厚度不应小于 150mm。组合墙中边缘构件的钢管壁厚不应小于 8mm，
39、且应比相邻构件钢板厚度大 2mm。5 结构分析5.1 一般规定5.1.1 缀板式钢管混凝土组合柱结构的荷载及荷载组合应符合现行国家标准建筑结构荷载 规范GB 50009、建筑抗震设计规范GB 50011 的有关规定。5.1.2 结构分析时，应根据结构类型、材料性能和受力特点等采用弹性或弹塑性分析方法。在竖向荷载、风荷载以及多遇地震作用下的内力和变形分析，可采用线弹性静力方法或线弹 性动力方法；罕遇地震作用下的变形分析，应根据结构的特点，采用弹塑性时程分析或静力 弹塑性分析方法。【条文说明】：多遇地震作用下的内力和变形分析是对结构地震反应、截面承载力验算和变 形验算最基本的要求。按现行国家标准建
40、筑抗震设计规范GB 50011 的规定，建筑物当遭受不低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使 用，与此相应，结构在多遇地震作用下的反应分析的方法，截面抗震验算，以及层间弹性位 移的验算，都是以线弹性理论为基础。因此，本条规定，当建筑结构进行多遇地震作用下的 内力和变形分析时，可假定结构与构件处于弹性工作状态。现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011 同样也规定：当建筑物遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏。高层民用建筑钢结 构抗侧力系统相对复杂，有可能发生应力集中和变形集中，严重时会导致重大的破坏甚至倒 塌的危险
41、，因此，本条也提出了弹塑性变形采用弹塑性分析方法的要求。5.1.3 弹性分析时，宜考虑钢梁与现浇混凝土楼板的共同作用，同时构造上应保证钢梁与楼板有可靠连接，可计入钢筋混凝土楼板对钢梁惯性矩的增大作用。梁两侧均有楼板时，梁的 刚度可取钢梁惯性矩的 1.5 倍；仅一侧有楼板时，梁的惯性矩可取钢梁惯性矩的 1.2 倍；弹塑性分析时，不考虑楼板与钢梁的共同作用。【条文说明】：钢筋混凝土楼板与钢梁连接可靠时，楼板可作为钢梁的翼缘，两者共同工作， 计算钢梁截面的惯性矩时，可计入楼板的作用。大震时，楼板可能开裂，不计入楼板对钢梁刚度的增大作用。5.1.4 结构分析时，可选择平面结构空间协同、空间杆系、空间杆
42、-薄壁杆系、空间杆-墙板元及其他组合有限元等计算模型。体型复杂、结构布置复杂的建筑结构应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算，并进行比较，选择合理的计算结果作为设计依据。【条文说明】：体型复杂、结构布置复杂的建筑结构应采用至少两个不同力学模型的结构分 析软件进行整体计算分析，可以互相比较和分析，以保证力学分析结果的可靠性。在计算机 软件广泛使用的条件下，除了要选择使用可靠的计算软件外，还应对计算结果从力学概念和 工程经验等方面加以分析判断，确认其合理性和可靠性。5.1.5 结构计算中不应计入非结构构件对结构承载力和刚度的有利作用。5.1.6 计算各振型地震影响系数所采用的结构自振
43、周期，应考虑非承重填充墙体的刚度影响予以折减。当非承重墙体为填充轻质砌块、填充轻质墙板或外挂墙板时，自振周期折减系数 可取 0.91.0。5.1.7 缀板式钢管混凝土组合结构的整体稳定性应符合下列规定： 1 缀板式钢管混凝土组合柱框架结构应满足下式要求：nDi 5Gj / hi (i = 1,2,L, n)j =15.1.7-12 缀板式钢管混凝土组合柱框架-支撑结构、缀板式钢管混凝土组合柱框架-钢板墙结构、缀板式钢管混凝土组合柱框架-剪力墙结构：EJdn 1.0H G2ii=15.1.7-2式中： Di 第 i 楼层的抗侧刚度(kNmm)，可取该层剪力与层间位移的比值； hi 第i 楼层层高(mm)；Gi、Gj 分别为第 i、j 楼层重力荷载设计值(kN)，取 13 倍的永久荷载标准值与 15倍的楼面可变荷载标准值的组合值；H 房屋高度(mm)；d