鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程

DL/T5085—1999一范圍

本工程規(guī)定了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)及鋼-混凝土組合梁的設(shè)計計算方法和構(gòu)造要求，適用于新建、擴建或改建的火力發(fā)電廠建（構(gòu)）筑物的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。一般工業(yè)與民用建（構(gòu)）筑物的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計可參照執(zhí)行。二基本規(guī)定1、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須貫徹執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟政策，充分考慮工程情況、材料供應(yīng)、構(gòu)件運輸、安裝和施工的具體條件，合理選用結(jié)構(gòu)方案，做到安全，經(jīng)濟適用。提高綜合效益，同時就符合防火要求，注意結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能。2、采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)時，宜將其用作最充分發(fā)揮其受力特性的構(gòu)件。3、當(dāng)樓層采用鋼梁、混凝土樓板時，宜按組合梁結(jié)構(gòu)設(shè)計。4、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級可按GBJ10-89、GZJ11-89、GB50260-1996和DL5022-93結(jié)構(gòu)抗震等級劃分的規(guī)定確定其抗震等級。5、結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，進行下列計算和驗算：

A、承載力及穩(wěn)定：所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進行承載力（包括壓屈失穩(wěn)）計算，必要時尚應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移驗算。

B、變形：對使用上需控制變形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進行變形驗算。

C、抗裂及裂縫寬度：對使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進行混凝土拉應(yīng)力驗算，對使用上允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進行裂縫寬度驗算。6、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力（包括壓屈失穩(wěn)）計算和傾覆、滑移驗算均應(yīng)采用荷載設(shè)計值。變形、抗裂及裂縫寬度驗算，均應(yīng)采用相應(yīng)的荷載代表值。預(yù)制構(gòu)件尚應(yīng)按制作、運輸及安裝的荷載設(shè)計值進行施工階段的驗算，預(yù)制構(gòu)件自身

吊裝的驗算，應(yīng)將構(gòu)件自重乘以動力系數(shù)1.50。7、結(jié)構(gòu)施工中，當(dāng)需要屈服強度不同的鋼材代替原設(shè)計中的主要鋼材時，應(yīng)按照鋼材的實際強度進行驗算。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（一）、一般規(guī)定：

1、本章規(guī)定僅適用于圓鋼管內(nèi)填充混凝土的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。

2、鋼管的外直徑不宜小于100mm，鋼管的壁厚不宜小于4mm。鋼管的外直徑與壁厚之比宜在20≤d/t≤100范圍內(nèi)選用，即常用的截面含鋼率as=0.04～0.20。

3、鋼管混凝土宜用作軸心受壓或作用力偏心較小的受壓構(gòu)件，當(dāng)作用力偏心較大采用單根構(gòu)件不夠經(jīng)濟合理時，宜采用格構(gòu)式構(gòu)件。

4、廠房柱和架構(gòu)柱常用截面形式有單肢、雙肢、三肢和四肢等四種，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)廠房規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、荷載情況和使用要求確定。主廠房的框（排）架柱，宜采用格構(gòu)式柱。

5、在抗震設(shè)計時，對采用鋼筋混凝土橫梁的框架，其結(jié)構(gòu)抗震等級可按照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的劃分。鋼管混凝土的抗震計算參數(shù)，在無明確規(guī)定時，可按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取值。（二）、材料

1、鋼管用鋼材可采用Q235、Q345和Q390，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準。用于加工鋼管的鋼板板材應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。

2、鋼管宜采用螺旋焊接管或直縫焊接這。焊縫必須采用對接焊縫并符合二級質(zhì)量檢驗標準。

3、混凝土宜采用普通混凝土，水灰比應(yīng)控制在0.45及以下。混凝土的坍落度，加減水劑后，宜保持在160mm左右。

4、混凝土的強度等級不宜低于C30級，可參照下列材料組合：Q235鋼配C30

或C40混凝土；Q345鋼配C40、C50或C60混凝土；Q390鋼配C50或C60級以上的混凝土，同時構(gòu)件的套箍系數(shù)標準值ξ（=Asfy/Acfck）≥0.5。5、鋼管混凝土組合軸壓強度設(shè)計值fsc應(yīng)按正式計算：

fsc=(1.212+ηsε0+ηcε02)fc（6.2.5-1）

ηs=0.1759fy/235+0.974（6.2.5-2）

ε0=asf/fc（6.2.5-3）

as=As/Ac（6.2.5-4）

ηc=-0.1038fck/20+0.0309（6.2.5-5）式中：fsc——鋼管混凝土組合軸壓強度設(shè)計值；

fck，fc——混凝土的軸心抗壓強度標準值和設(shè)計值；

f——鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值；

fy——鋼材的屈服強度；

as——構(gòu)件需含鋼率；

ε0——構(gòu)件截面的套箍系數(shù)設(shè)計值；

As，Ac——鋼管和混凝土的截面面積；

ηs，ηc——計算系數(shù)。式中部分系數(shù)取值應(yīng)按表6.2.5中規(guī)定。

6、對鋼管混凝土軸壓和e/r0≤0.3的偏壓構(gòu)件，其承受永久荷載引起的軸心力占全部軸心力30%及以上時，應(yīng)將組合強度設(shè)計值乘以混凝土徐變影響折減系數(shù)KC（見表6.2.6）。構(gòu)件的長細比應(yīng)按下式計算：

λ=4L0/d（6.2.6）式中：L0——構(gòu)件的計算長度；

d——鋼管的外直徑。7、鋼管混凝土組合抗剪強度設(shè)計值fscv應(yīng)按下式計算：

fscv=（0.385+0.25as1.5

）ε00.125fsc（6.2.7）

fscv值可由表6.2.7中給出。采用第二、三組鋼材的fscv值應(yīng)按表6.2.7對應(yīng)乘換算系數(shù)K1后確定。8、鋼管混凝土組合軸壓彈性模量Esc（第一組鋼材）見表6.2.8。當(dāng)采用第二、三組鋼材時，表列值應(yīng)乘換算系數(shù)K1。9、鋼管混凝土組合抗彎彈性模量應(yīng)按下式計算：

Escm

=K2Esc（6.2.9）式中：K2——換算系數(shù)值，見表6.2.9。10、鋼管混凝土組合剪變模量應(yīng)按下式計算：

Gsc

=K3Esc（6.2.10）式中：K3——換算系數(shù)值，見表6.2.10。（三）、構(gòu)件承載力計算1、單肢鋼管混凝土軸心受力構(gòu)件的承載力應(yīng)按下式計算：

a當(dāng)軸心受壓時：N≤φfscAsc（6.3.1-1）式中：φ——軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，見表6.3.1；

Asc——鋼管混凝土的截面面積。

b當(dāng)軸心受拉時：N≤1.1f

As（6.3.1-2）2、格構(gòu)式鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力應(yīng)按式（6.3.1-1）計算，其受壓穩(wěn)定系數(shù)φ值根據(jù)構(gòu)件的換算長細比查表6.3.1，構(gòu)件換算長細比同表6.3.2給出。當(dāng)四肢柱內(nèi)外柱肢截面不相同時，可按下式計算換算長細比。

λoy

=（6.3.2-1）

λox

=（6.3.2-2）當(dāng)三肢內(nèi)外柱截面不相同時，可按下式謀算換算長細比。

λoy

=（6.3.2-3）其余部分詳見規(guī)范20頁。3、格構(gòu)式鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件除按公式（6.3.1）驗算整體穩(wěn)定承載力外，尚應(yīng)驗算單柱肢穩(wěn)定承載力。當(dāng)符合下列條件時，可不驗算柱肢穩(wěn)定承載力。平腹桿格構(gòu)式構(gòu)件：λ1≤40及λ1≤0.5λmax;

斜腹桿格構(gòu)式構(gòu)件：λ1≤0.7λmax;

其中λmax是構(gòu)件在x-x和y-y方向換算長細比的較大值。4、格構(gòu)式鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件所受剪力可按下式計算：

N≤∑Ascfsc/85

（6.3.4）

式中：Asc——柱肢截面面積。5、單肢鋼管混凝土構(gòu)件承受壓、彎、剪及共同作用時，構(gòu)件承載力就按下列強度公式計算。（詳見第21頁）6、鋼管混凝土拉彎構(gòu)件的承載力應(yīng)按下式計算：（詳見第22頁）7、格構(gòu)式鋼管混凝土構(gòu)件承受壓、彎、剪及共同作用時，應(yīng)按正式驗算平面內(nèi)的整體穩(wěn)定承載力。（詳見第21頁）

對斜腹桿格構(gòu)式柱的單肢，可按桁架的弦桿計算。對平腹桿格構(gòu)式柱的單肢，尚應(yīng)考慮由剪力引起的局部彎矩影響，按偏壓構(gòu)件計算。腹桿所受剪力應(yīng)取實際剪力和按式（6.3.4）計算剪力中的較大值。（四）、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1、發(fā)電廠主廠房框（排）架結(jié)構(gòu)體系的計算簡圖，作用效應(yīng)分析、組合和基本計算規(guī)定，按DL5022-93各DL/T5095-1999的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。2、對框架柱和排架階形柱的計算長度應(yīng)按GBJ17-88有有關(guān)規(guī)定確定。3、采用先安裝空鋼管結(jié)構(gòu)后澆灌管內(nèi)混凝土的施工鋼管混凝土結(jié)構(gòu)時，應(yīng)按施工階段的荷載驗算空鋼管結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性；在澆灌混凝土?xí)r，由施工階段荷載引起的鋼管初始最大壓應(yīng)力不宜超過0.6f。4、鋼管混凝土構(gòu)件的長細比λ不宜超過表6.4.4的限值。5、當(dāng)鋼管混凝土用作地震區(qū)的多層和高層、超高層框架結(jié)構(gòu)柱時，ξ≥0.90，構(gòu)件的長細比λ不宜大于表6.4.5的限值。6、多層和高層框架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的頂點水平位移和層間相對位移的限值要求，應(yīng)符合GBJ17-88的有關(guān)規(guī)定。在地震作用下，結(jié)構(gòu)的抗震變形驗算，應(yīng)按GBJ11-89和GB50260-1996的有關(guān)規(guī)定進行。7、對框（排）架結(jié)構(gòu)進行作用效應(yīng)分析時，可按下式計算柱的抗側(cè)移剛度。

B

=

γEscmIsco(6.4.7-1)Isco

=

（0.66+0.94as)Isc(6.4.7-2)

式中：Isco——柱截面有效慣性矩；

Isc——柱截面慣性矩；

γ

——柱剛度折減系數(shù)，當(dāng)為單肢柱時，γ=1，當(dāng)為格構(gòu)式柱時，γ值分別按6.4.8或6.4.9的規(guī)定計算。8、當(dāng)斜腹桿格構(gòu)式柱用于框（排）架柱時，其剛度折減系數(shù)可按下式計算：

γ=(6.4.8-1)

對雙肢柱或四肢柱，m=4.23C1/n2(6.4.8-2)

對三肢柱，m=2.82C1cos2θ/n2(6.4.8-3)C1=1/1+K24(1/K5-1)(6.4.8-4)K4=H1/H(6.4.8-5)K5=I1/Id(6.4.8-6)

式中：EscAsc——一根受壓柱肢的截面剛度；

EAw——一根腹桿空鋼管的截面剛度；

n——節(jié)間數(shù)（見圖6.4.8）；

θ——柱肢平面夾角的一半（見圖6.4.8）；

H1，H——上柱與柱總高；

I1，Id——上，下柱截面慣性矩。9、當(dāng)平腹桿格構(gòu)式柱用于框（排）架柱時，宜將組合柱視為多層框架（見圖6.4.9），與整個結(jié)構(gòu)進行聯(lián)解計算。平腹桿格構(gòu)式柱的剛度折減系數(shù)也可按下式的近似計算：

式中：L——柱肢中心距；

l1——柱肢凈間距；

Iw——一根腹桿截面慣性矩

Isc——一根柱肢截面慣性矩；

Asc——一根柱肢截面面積。10、承受偏心壓力的格構(gòu)式柱宜采用斜腹桿形式；當(dāng)柱肢間距較小或有使用要求時，可采用平腹桿形式。格構(gòu)式柱的構(gòu)造要求應(yīng)符合下列規(guī)定：

(1)、斜腹桿格構(gòu)式柱：

a)、斜腹桿與柱肢軸線間夾角宜為40°～60°；

b)、桿件軸線宜交于節(jié)點中心；或腹桿軸線交點與柱肢軸線距離不宜大于d/4，當(dāng)大于d/4時，應(yīng)考慮其偏心影響。

c)、腹桿端部凈距不小于50mm(見圖6.4.10)。

（2）、平腹桿格構(gòu)式柱：

a)、腹桿中心距離不大于柱肢中心距的4倍；

b)、腹桿空鋼管面積不小于一個柱肢鋼管面積的1/4；

c)、腹桿的長細比不大于單個柱肢長細比的1/2。（3）、腹桿采用空鋼管。（4）、腹桿和柱肢應(yīng)直接焊接，柱肢上不得開孔。柱肢與腹桿連接的其他構(gòu)造要求，焊縫計算及柱肢在連接處的抗拉承載力計算(抗壓承載力可不計算)應(yīng)按GBJ17—88的有關(guān)規(guī)定進行。

11、對三肢和四肢格構(gòu)式柱，應(yīng)沿柱高方向設(shè)置橫膈。橫膈間距不應(yīng)大于柱截面長邊的9倍或8m。在受有較大水平力處和運輸單元的端部應(yīng)設(shè)置橫膈，每個運輸單元不應(yīng)少于兩個。橫膈構(gòu)造見圖6.4.11。12、單肢框架柱的頂層柱及排架階形柱的上柱可采用與鋼板焊接的組合截面形式，見圖6.4.12。13、在桁(網(wǎng))架中，受壓弦桿可選用鋼管混凝土桿件，其他桿件可采用空鋼管。桿件之間可直接焊接或用節(jié)點板(球)連接。14、在鋼管混凝土的管壁上可加焊支吊架等配件。當(dāng)在管壁上支承重量較大的支、吊架時，宜采用加強環(huán)形式，并按公式(6.5.7-1)驗算管壁強度。（五）、節(jié)點和連接6.5.1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點和連接的設(shè)計，應(yīng)滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和抗震的要求，保證力的傳遞，使鋼管和管中混凝土能共同工作，并便于制作、安裝和管中混凝土的澆灌施工。6.5.2框架結(jié)構(gòu)的梁柱剛性節(jié)點，宜采用加強環(huán)節(jié)點形式。構(gòu)造要求如下：

1當(dāng)橫梁為工字形截面鋼梁時，節(jié)點構(gòu)造形式見圖6.5.2-1。

2當(dāng)橫梁為鋼筋混凝土梁時，節(jié)點形式見圖6.5.2-2和圖6.5.2-3。加強環(huán)板應(yīng)能承受梁端彎矩及軸向力引起的拉力，鋼牛腿(或腹板)應(yīng)能承受梁端剪力。加強環(huán)板應(yīng)與梁端預(yù)埋鋼板或梁內(nèi)主筋直接焊接。

3格構(gòu)式柱的剛性節(jié)點，應(yīng)采用可靠措施保證節(jié)點的整體剛度。雙肢柱節(jié)點處，應(yīng)在兩側(cè)加焊貼板封閉。如柱肢相距較大或梁較高時，宜設(shè)中間加勁肋，見圖6.5.2-4。6.5.3排架結(jié)構(gòu)的梁柱鉸接節(jié)點，應(yīng)能可靠傳遞剪力和軸向力。鉸接節(jié)點可采用明牛腿形式(見圖6.5.3-1)，或節(jié)點板形式(見圖6.5.3-2)。明牛腿節(jié)點可用于排架梁柱連接，板式節(jié)點可用于柱間支撐連接。節(jié)點計算同鋼結(jié)構(gòu)，并應(yīng)滿足6.5.7的規(guī)定。6.5.4設(shè)有吊車的廠房階形柱的變截面處構(gòu)造見圖6.5.4。承受吊車梁支座壓力的肩梁不宜插入柱肢上端，可與鋼管以角焊縫連接，靠角焊縫傳遞壓力，應(yīng)按下式計算：

N≤0.7hjfjvΣLj(6.5.4)式中：hj——角焊縫高度；

ΣLj——角焊縫總計算長度；

fjv——角焊縫抗剪強度設(shè)計值。6.5.5柱頂直接承受壓力的鋼管混凝土柱，柱頂板宜加厚，厚度不宜小于16mm，并應(yīng)設(shè)置肩梁板和加勁肋，頂板應(yīng)留有φ50的壓漿孔，作為壓漿之用(見圖6.5.5-1、圖6.5.5-2)。柱頂荷載宜作用于截面形心處。肩梁、膈板焊縫應(yīng)按公式(6.5.4)計算。6.5.6剛性節(jié)點加強環(huán)板的平面類型一般有4種，見圖6.5.6-1。

N=M/h+Nb(6.5.6-1)M=Mc-Vd/3≥0.7Mc(6.5.6-2)式中：M——梁端彎矩設(shè)計值；

Nb——梁軸向力對一個環(huán)板產(chǎn)生的拉力；h——梁端截面高度；

Mc——柱軸線處的梁支座彎矩設(shè)計值；

V——對應(yīng)于Mc柱軸線處梁端剪力；

d——柱肢直徑。

1加強環(huán)板寬度bs和7厚度t1的計算

1)連接預(yù)制混凝土梁的上環(huán)板寬度bs宜比梁寬小20～40mm；下環(huán)板寬宜比梁寬大20～40mm；連接鋼梁或現(xiàn)澆混凝土梁的環(huán)板寬度bs宜與梁翼緣或梁寬等寬。

2)連接混凝土梁的環(huán)板厚度t1，可按下式計算，并應(yīng)驗算焊縫強度：

(6.5.6-3)

式中：Ar——梁端全部負彎矩鋼筋面積；

fr——梁端負彎矩鋼筋抗拉強度設(shè)計值；

f1——加強環(huán)板鋼材抗拉強度設(shè)計值。連接鋼梁的環(huán)板厚度t1，應(yīng)按梁翼緣板的軸心拉力確定。2加強環(huán)板控制截面寬度b的計算

1)Ⅰ型和Ⅱ型加強環(huán)板，可按下式計算式中：α——拉力N作用方向與計算截面的夾角；

be——柱肢管壁參加加強環(huán)工作的有效寬度(見圖6.5.6-2)；

t——柱肢管壁厚度；

f——柱肢鋼材強度設(shè)計值。

2)Ⅲ型和Ⅳ型加強環(huán)板，可按下式計算：式中：β——加強環(huán)同時受垂直雙向拉力的比值，當(dāng)加強環(huán)為單向受拉時，β=0；

Nx，max——x方向由最不利效應(yīng)組合產(chǎn)生的最大拉力；

Ny——y方向與Nx，max同時作用的拉力。3加強環(huán)板的構(gòu)造要求如下：

1)0.25≤bs/d≤0.75；

2)0.1≤b/d≤0.35，b/t1≤10。

4對于發(fā)電廠主廠房框架柱，節(jié)點部分柱段應(yīng)滿足25≤d/t≤50的條件。節(jié)點部分柱段長度為由上下加強環(huán)板算起各不小于柱肢的直徑。6.5.7在梁柱節(jié)點中，鋼梁腹板或鋼牛腿肋板處的管壁剪應(yīng)力(見圖6.5.7)應(yīng)按下式進行驗算。

bj=tw+2hj式中：Vmax——梁端腹板或一個牛腿肋板承受的最大剪力；

hj——角焊縫長度；

rc——鋼管內(nèi)半徑；

bj——角焊縫包入的寬度；

tw——腹(肋)板厚度。6.5.8位于地震區(qū)的框架節(jié)點設(shè)計，宜符合下列要求：

1宜采用鋼梁加強環(huán)節(jié)點；

2采用混凝土梁節(jié)點時，梁端設(shè)計應(yīng)符合GBJ11—89和GBJ10—89的有關(guān)要求。

3宜采用Ⅲ型或Ⅳ型加強環(huán)板。

4加強環(huán)板承載力應(yīng)滿足抗震加強系數(shù)要求，其抗震加強系數(shù)K6可按以下規(guī)定確定：

一級抗震等級：K6=1.20； 二、三級抗震等級：K6=1.10。

5、節(jié)點加工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)加強環(huán)板的加工應(yīng)保證外形曲線光滑，無裂紋、刻痕；

2)節(jié)點管段與柱管間的水平焊縫應(yīng)與母材等強；

3)加強環(huán)板與鋼梁翼緣的對接焊接，應(yīng)采用剖口焊。6可能產(chǎn)生塑性鉸的最大應(yīng)力區(qū)內(nèi)，應(yīng)避免布置焊接焊縫。6.5.9、柱與基礎(chǔ)的連接柱與基礎(chǔ)的連接分為鉸接和固接兩種：

1鉸接柱腳設(shè)計同鋼結(jié)構(gòu)。

2固接柱腳分插入杯口式和錨固式兩種。1)宜采用插入杯口式柱腳，基礎(chǔ)杯口的設(shè)計同鋼筋混凝土。柱肢插入深度h應(yīng)符合如下規(guī)定：當(dāng)鋼管外徑d≤400mm時，h取(2～3)d；

d≥1000mm時，h取(1～2)d；

400mm＜d＜1000mm時，h取中間值。當(dāng)柱肢出現(xiàn)拉力時，應(yīng)按下式驗算混凝土的抗剪強度(見圖6.5.9-1)：N≤πd′hft(6.5.9)式中：ft——混凝土抗拉強度設(shè)計值；

d′——柱腳端部加焊的帶圓孔的圓板外徑，見圖6.5.9-2；

h——柱肢插入杯口深度。2)采用鋼板或鋼靴梁錨固式柱腳，其設(shè)計同鋼結(jié)構(gòu)。埋入土中部分的柱肢，應(yīng)以混凝土包覆，厚度不應(yīng)小于50mm，高出地面不宜小于200mm。當(dāng)不滿足式(6.5.9)的要求時，宜優(yōu)先采用在鋼管外壁加焊栓釘或短粗錨筋的措施。6.5.10鋼管混凝土柱肢幾種常用的對接形式見圖6.5.10。

7外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)7.1一般規(guī)定7.1.1本章規(guī)定僅適用于由縱向角鋼及箍筋組成的外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)，必要時可增設(shè)附加縱向鋼筋和斜腹桿。7.1.2根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點和施工方法，可采用實腹式梁柱或空腹式梁柱(桁架梁、雙肢柱)兩種結(jié)構(gòu)形式。中小型發(fā)電廠主廠房的框架可采用實腹式梁柱，外側(cè)柱可采用空腹式柱。大型發(fā)電廠主廠房框架可采用空腹式梁柱。采用實腹式梁柱時，宜選擇現(xiàn)澆或裝配整體式結(jié)構(gòu)。并可利用外包鋼骨架兼作施工承重骨架，直接懸掛模板，承受施工荷載。7.1.3外包鋼混凝土框架的結(jié)構(gòu)抗震等級可按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級劃分。7.2材料7.2.1混凝土的強度等級，對實腹式梁柱不宜低于C30；對空腹式梁柱不宜低于C40。7.2.2外包角鋼用的鋼材可采用Q235、Q345和Q390鋼。7.2.3受力鋼筋可采用Ⅰ級、Ⅱ級鋼筋；箍筋可采用Ⅰ級鋼筋。7.2.4混凝土、鋼材和鋼筋的力學(xué)性能指標應(yīng)分別按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ10—89和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ17—88確定。其質(zhì)量應(yīng)分別符合《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107—87、《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB700—88和《低合金結(jié)構(gòu)鋼》GB15—91的技術(shù)要求。7.3計算原則7.3.1外包鋼混凝土實腹式梁柱，可按GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定計算。7.3.2外包鋼混凝土空腹式梁柱結(jié)構(gòu)的計算，可簡化成縱向、橫向平面結(jié)構(gòu)體系。縱向結(jié)構(gòu)的計算與實腹式梁柱相同。主廠房橫向結(jié)構(gòu)計算簡圖見圖7.3.2，計算原則如下：

1平腹桿雙肢柱可按單跨多層框架計算；

2桁架梁應(yīng)考慮節(jié)點的約束，應(yīng)按框架算；

3平腹桿雙肢柱吊車梁以上部分的附加鋼斜撐，可不計腹桿的作用，簡化成三角形拉壓桿計算；4直接承受吊車荷載的輔助桿件，可根據(jù)平腹桿雙肢柱的實際連接構(gòu)造按鉸接或剛接計算。7.3.3空腹式梁柱可采用簡支連接。為減少結(jié)構(gòu)的水平位移，可在施工安裝后沿桁架梁支座處增加斜桿，以形成“先鉸接后固接”結(jié)構(gòu)，見圖7.3.3，圖中Δ為水平位移。7.3.4空腹式梁柱應(yīng)具有足夠的抗側(cè)移剛度，以保證結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。在風(fēng)荷載作用下柱頂端相對位移(Δ/H)不宜大于1/550；層間相對位移(δ／h)不宜大于1/450。此處Δ/H為柱頂端位移與柱高度(從基礎(chǔ)頂面至柱頂端)之比；δ／h為層間位移與層間高度之比。在地震作用下，應(yīng)按GBJ11—89和GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定進行抗震變形驗算。7.3.5空腹式梁柱橫向結(jié)構(gòu)按7.3.2規(guī)定的計算簡圖計算時，尚應(yīng)采用以下計算假定：

1考慮桿件軸向變形對結(jié)構(gòu)的影響；

2平腹桿雙肢柱應(yīng)考慮節(jié)點剛性域的影響，其剛性域長度可按下列公式確定(見圖7.3.5)：對于柱肢：lc＝hb/2－h(huán)c/4(7.3.5-1)

對于腹桿：lb＝hc/2－h(huán)b/4(7.3.5-2)拼裝式節(jié)點時Ib＝hc/2式中：hc、hb——分別表示柱肢及腹桿的截面高度。

3使用階段構(gòu)件的抗彎剛度可按下式計算：B＝γEcI0(7.3.5-3)式中：γ——剛度折減系數(shù)，當(dāng)構(gòu)件為現(xiàn)澆或整體預(yù)制時取0.85，當(dāng)構(gòu)件為預(yù)制拼裝時取0.80；

Ec——混凝土的彈性模量；

I0——換算截面慣性矩。7.3.6外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)的驗算應(yīng)按GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定和公式進行。7.4.1外包鋼混凝土受彎、軸壓、偏壓、偏壓剪構(gòu)件的正截面承載力及斜截面承載力，和剪扭構(gòu)件的剪扭承載力，可按GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定進行計算，計算中鋼筋合力的位置取角鋼重心位置(見圖7.4.1)。7.4.2外包鋼混凝土空腹式梁柱桿件的計算長度：

1平腹桿雙肢柱的計算長度(L0)可根據(jù)樓層實際的支撐情況由表7.4.2中給出。2

、桁架梁受壓桿件的計算長度(L0)可按下列規(guī)定確定：上弦桿：桁架平面內(nèi)，L0＝L；桁架平面外，可按平面外實際支撐點之間的距離確定。腹桿：桁架平面內(nèi)，L0＝0.8L；桁架平面外，L0＝L。式中：L——按桿件軸線交點間距離取用的上弦或腹桿長度。7.4.3外包鋼混凝土梁端角鋼的錨固采用剛性錨件(見圖7.4.3)，可按下列公式驗算：V＝1.6fcbanhan(7.4.3-1)

V≤γ0fAs(7.4.3-2)式中：V——錨固件承受的剪力設(shè)計值，即梁外包鋼承受的拉力；

ban、han——錨件1的寬度和高度，錨件2的邊長，取ban、han的較大值；

fc——混凝土的抗壓強度設(shè)計值；

γ0——超強系數(shù)，地震設(shè)防烈度為八度及以上時，取γ0＝1.25，七度及以下時，取γ0＝1.10；As、f——梁端角鋼的截面面積和強度設(shè)計值。錨固件的厚度及連接焊縫應(yīng)保證梁端角鋼能充分發(fā)揮作用。

7.4.4外包鋼混凝土梁的下部角鋼承受集中吊重時，附加箍筋的總面積可按下式計算：附加箍筋A(yù)sv分布的長度范圍(見圖7.4.4)可按下式計算：式中：F——梁下部的吊重設(shè)計值；

fr、f——附加箍筋及角鋼的抗拉強度設(shè)計值；

Asv——一個截面內(nèi)附加箍筋的截面面積；

Ws——一個截面內(nèi)下部角鋼的截面塑性抵抗矩，取下部角鋼截面水平軸線的最小彈性抵抗矩的1.50倍。7.4.5外包鋼混凝土雙肢柱節(jié)點核心區(qū)的截面抗震驗算與鋼筋混凝土框架邊節(jié)點基本相同，可按有關(guān)規(guī)定設(shè)計。當(dāng)雙肢柱的腹桿與柱肢采用拼裝式接頭時，連接板的強度可按下式計算：式中：σy——連接板的折算應(yīng)力；

σ、τ——連接板在設(shè)計荷載作用下的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；

f——連接板的強度設(shè)計值。7.5外包鋼承重骨架7.5.1外包鋼承重骨架系由外包鋼骨架和斜桿或交叉支撐組成，是為配合全現(xiàn)澆施工方法所采取的一種結(jié)構(gòu)措施，用以直接懸掛模板，承受施工階段的荷載。7.5.2在箍筋式外包鋼骨架中適當(dāng)增加斜桿形成的骨架(梁或柱)，構(gòu)造簡單，剛度大，受力性能好，設(shè)計中宜優(yōu)先采用(見圖7.5.2）

7.5.3外包鋼承重骨架的設(shè)計應(yīng)分兩個階段進行：

1施工階段。骨架按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。承受的荷載包括骨架自重、模板重、尚未硬化的混凝土重、施工活荷載及風(fēng)荷載。

2使用階段。硬化的混凝土和骨架共同工作，承受全部使用荷載，應(yīng)按外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計。

7.5.4外包鋼承重骨架主材截面的確定取決于使用階段結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要。當(dāng)施工階段的驗算需增加主材截面時，應(yīng)取得施工單位的配合和支持，采取臨時措施控制骨架梁、柱的跨度和計算高度，不因施工而增加主材的截面。7.5.5利用外包鋼承重骨架進行全現(xiàn)澆施工的框架，宜采用梁柱骨架分層安裝、分層現(xiàn)澆的施工方案。7.5.6外包鋼承重骨架的內(nèi)力應(yīng)根據(jù)不同的節(jié)點構(gòu)造進行分析。鉸接時，柱骨架可按格構(gòu)式柱計算，梁骨架的上下弦有軸向力，并按簡支桁架計算。剛接時，按框架計算。7.5.7施工階段的荷載取值可按下列規(guī)定確定：

1結(jié)構(gòu)自重按實際計算；2模板荷載的標準值取0.5kN/m2；

3混凝土重量按實際計算；

4施工活荷載的標準值取1.5kN/m2；

5風(fēng)荷載按GBJ9—87規(guī)定取值；

6計算活荷載時，主梁及柱的折減系數(shù)可取0.7。7.5.8骨架梁的設(shè)計步驟和方法如下：

1骨架型式按7.5.2的規(guī)定確定。

2骨架上、下弦節(jié)點的荷載分配是：

1)所有施工階段的荷載均通過懸吊點作用于骨架上、下弦節(jié)點上；

2)同一吊點位置作用于上、下弦節(jié)點的荷載分別為每個節(jié)點總荷載(F)的的2/3與1/3(見圖7.5.8-1)。3骨架梁的內(nèi)力分析可采用等代桁架法計算。桁架的節(jié)間由一根斜桿覆蓋的區(qū)間組成，它的等效模型如圖7.5.8-2中所示。

4承載力的驗算應(yīng)按GBJ17—88進行。驗算上、下弦的承載力時，應(yīng)按7.5.6的規(guī)定，計入因水平荷載而產(chǎn)生的軸向力。

5變形計算

1)骨架梁的變形包括彎曲變形和剪切變形，可采用擬梁法計算其撓度(Δ)(7.5.8-2)

Bm＝γqBm0(7.5.8-3)式中：L——骨架梁的跨度；

q——作用于骨架梁單位長度內(nèi)的均布荷載；

γ——剛度折減系數(shù)，取γ＝0.65；

F——集中荷載；

n——集中荷載數(shù)；

Bm——考慮腹桿剪切變形時，骨架梁的抗彎剛度；

Bm0——當(dāng)量抗彎剛度；

E、As——上、下弦角鋼的彈性模量及截面面積；

H0——上、下弦角鋼形心間距；

γq——腹桿剪切變形時，骨架梁抗彎剛度的折減系數(shù)；

Bq——由斜桿和豎桿組成的當(dāng)量抗剪剛度；

Aw——斜桿截面面積；

α——斜桿與下弦桿的夾角。

2)骨架梁的允許撓度為

1L/400。7.5.9主、次骨架梁節(jié)點施工階段的驗算

1主、次骨架梁節(jié)點的作用力如圖7.5.9中所示。

2連接板截面及其與次梁上弦角鋼間的焊縫應(yīng)與次梁上弦角鋼等強度設(shè)計。

3連接板與主梁上弦角鋼之間應(yīng)焊接連接。7.5.10骨架梁中受力腹桿的計算長度可考慮縱向腰筋與之綁扎或焊接的支點作用。壓桿長細比不宜大于250，拉桿長細比不宜大于400。7.6構(gòu)造要求7.6.1外包鋼混凝土廠房結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距可按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定采用。7.6.2外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸宜標準化，空腹式梁柱標準桿件的截面尺寸可采用400mm×400mm、400mm×600mm、600mm×600mm三種規(guī)格，以便于工廠化生產(chǎn)。7.6.3構(gòu)件角鋼的外表面可與混凝土表面取平，箍筋的混凝土保護層厚度不宜小于12mm(見圖7.6.3)，受力鋼筋的保護層厚度不宜小于其直徑。7.6.4箍筋直徑，當(dāng)截面高度小于或等于600mm時，不宜小于8mm；當(dāng)截面高度大于600mm時，不宜小于10mm。箍筋間距，對于空腹式梁柱桿件，不宜大于150mm，抗震設(shè)防時，不宜大于100mm。對于實腹式梁柱，不宜大于200mm，其構(gòu)造要求應(yīng)按GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定。7.6.5外包鋼承重骨架中斜桿的直徑不宜小于16mm。7.6.6縱向角鋼的厚度不應(yīng)小于8mm。梁柱的縱向配筋構(gòu)造要求應(yīng)按GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定。7.6.7箍筋與角鋼當(dāng)采用專用焊機焊接時，箍筋兩頭必須經(jīng)專用墩頭機墩頭。7.6.8當(dāng)采用手工焊接骨架時，經(jīng)過墩頭的箍筋，應(yīng)將墩頭滿焊，未經(jīng)墩頭的箍筋，應(yīng)采用雙面焊，焊接長度不應(yīng)小于3倍箍筋直徑。當(dāng)角鋼肢厚小于12mm、箍筋又未經(jīng)墩頭時，可采用墊焊等措施，以滿足箍筋最小保護層厚度的要求。7.6.9在外包鋼構(gòu)件上焊接鋼牛腿或支架時，應(yīng)在側(cè)面的角鋼上加設(shè)連接板，其寬度不宜小于80mm，厚度不宜小于6mm，連接焊縫應(yīng)與連接鋼板等強度(見圖7.6.9)。7.6.10外包鋼混凝土實腹式梁柱的抗震構(gòu)造要求，應(yīng)按GBJ10—89的有關(guān)規(guī)定設(shè)計。梁柱接頭的抗震措施如下：1框架橫梁宜設(shè)置在柱的角鋼之間，柱角鋼內(nèi)側(cè)距橫梁近邊不宜小于20mm(見圖7.6.10)。

2當(dāng)框架采用裝配整體式方案時，預(yù)制橫梁上部應(yīng)設(shè)疊澆層，保證橫梁、樓板與柱的整體性。

3當(dāng)抗震設(shè)防烈度為八度及以上時，梁柱節(jié)點除梁端按7.4.3設(shè)置剛性錨固件外，尚應(yīng)沿柱邊梁底設(shè)附加錨固件，并通過拉筋或拉板將水平力傳遞給柱兩側(cè)的角鋼(見圖7.6.10)。7.6.11考慮地震作用組合時，框架柱的軸壓比限值應(yīng)按DL5022—93中9.4.2.6的規(guī)定確定。柱肢中全部角鋼的最小配筋率不宜小于1.5%。7.6.12外包鋼混凝土雙肢柱的柱肢與腹桿采用拼裝接頭時，抗震構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定(見圖7.6.12)1連接板的設(shè)計應(yīng)滿足抗震加強系數(shù)的要求，其抗震加強系數(shù)(K7)可按下式計算：

K7=K’2/K’1(7.6.12)式中：K′1——腹桿抗彎強度控制截面的極限彎矩與外荷載產(chǎn)生的彎矩之比；

K′2——連接板隙縫位置極限彎矩與外荷載產(chǎn)生的彎矩之比。當(dāng)抗震設(shè)防烈度為七度及以下時，取K7＝1.10，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為八度及以上時，取K7＝1.20。

2連接板應(yīng)刨光，避免局部缺陷及損傷。7.6.13外包鋼承重骨架中斜桿的傾角宜為40°≤α≤60°。7.6.14外包鋼骨架內(nèi)每隔2500mm左右應(yīng)沿橫截面加焊剪刀撐，以防止運輸時產(chǎn)生較大變形。剪刀撐可采用φ20～φ32mm的鋼筋。7.6.15柱骨架分層組裝時，分段的位置可設(shè)在樓層以上500～1000mm處。角鋼的連接可采用等截面角鋼內(nèi)貼搭接，搭接長度不宜小于250mm，先安裝螺栓固定位置，后焊接定型。8鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)8.1一般規(guī)定8.1.1本章規(guī)定僅適用于不直接承受動力荷載的鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)。8.1.2鋼-混凝土組合梁指的是通過抗剪連接件將鋼梁與混凝土板連成整體的橫向承重構(gòu)件。混凝土板包括現(xiàn)澆混凝土板和混凝土疊合板。8.1.3組合梁翼緣板的有效寬度be(見圖8.1.3)應(yīng)按下式計算：be＝b0+b1＋b2(8.1.3)式中：b0——鋼梁上翼緣或板托頂部寬度。當(dāng)板托傾角α＜45°時，應(yīng)按α＝45°計算板托頂部寬度。

b1、b2——梁外側(cè)和內(nèi)側(cè)的翼緣板計算寬度，各取梁跨度L的1/6和翼緣板厚度hc1的6倍中的較小值。此外，b1尚不應(yīng)超出翼緣板實際外伸寬度S1，b2不應(yīng)超過相鄰梁板托間凈距S0的1/2。8.1.4在組合梁施工階段，鋼梁下無臨時施工支撐時，樓層自重及施工荷載由鋼梁單獨承受，按GBJ17—88驗算鋼梁的承載力、撓度及穩(wěn)定性。施工完成后，續(xù)加的荷載作用由組合梁截面承受。由此產(chǎn)生的撓度應(yīng)與施工階段鋼梁的撓度相疊加。8.1.5在強度和變形滿足的條件下、組合梁交界面上抗剪連接件的縱向水平抗剪能力不能保證最大彎矩截面上抗彎承載力充分發(fā)揮時，可以按照部分抗剪連接進行設(shè)計。這種連接限用于跨度不超過20m的等截面組合梁。8.2材料8.2.1組合梁翼緣板采用的混凝土強度等級不宜低于C20。8.2.2組合梁中的鋼梁可采用Q235、Q345和Q390鋼。8.2.3栓釘抗剪連接件的材質(zhì)應(yīng)符合附錄B的要求。8.2.4組合梁中的受力鋼筋可用Ⅰ級、Ⅱ級鋼筋，分布鋼筋可用Ⅰ級鋼筋。8.2.5混凝土、鋼材