中國工程建設標準化協會標準CECS

CECSX:201X

矩形鋼管混凝土組合異形柱技術規程

TechnicalSpecificationforSpecial-shapedColumnComposed

ofConcrete-filledRectangularSteelTubes

征求意見稿

《矩形鋼管混凝土組合異形柱技術規程》編制組

2018年4月

1總則

1.0.1為了規范矩形鋼管混凝土組合異形柱應用技術并在其設計建造中做到安全適用、技術

先進、經濟合理、確保質量，制定本規程。

1.0.2本規程適用于工業與民用建筑和一般構筑物的矩形鋼管混凝土組合異形柱的設計與施

工。

1.0.3本規程中有關設計、建造與驗收規定的原則與基本規定是依據現行國家標準《建筑抗

震設計規范》GB50011.《鋼結構設計規范》GB50017,現行行業標準《高層民用建筑鋼結

構技術規程》JGJ99以及現行協會標準《高層建筑鋼一混凝土混合結構設計規程》CECS230

等制定的。矩形鋼管混凝土組合異形柱的設計、建造應遵循綠色建筑的理念，保證良好的安

全性、建筑功能和舒適度，符合裝配化的原則。

1.0.4矩形鋼管混凝土組合異形柱的設計施工與驗收，除應符合本規程的規定外，尚應符合

國家相關現行規范、規程和標準的規定。

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2術語與符號

2.1術語

2.1.1異形柱Special-shapedcolumn

由矩形鋼管混凝土柱組合成的，截面幾何形狀為L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢

厚比不大于4的柱；肢高肢厚比在4?8之間的可稱為寬肢組合異形柱。

2.1.2異形柱結構Structurewithspecially-shapedcolumns

采用異形柱的框架結構和框架-剪力墻結構。

2.1.3異形柱框架結構Framestructurewithspecially-shapedcolumns

由梁和異形柱或部分異形柱組成的框架結構。

2.1.4異形柱框架一剪力墻結構Frame-shearwallstructurewithspecially-shapedcolumns

由異形柱框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結構。

2.1.5單肢連接板Singlesteelplate

用于連接單根矩形鋼管混凝土柱的單片鋼板。

2.1.6雙肢連接板Doublesteelplates

用于連接單根矩形鋼管混凝土柱的雙片鋼板。

2.1.7矩形鋼管混凝土構件Rectangularconcrete-filledsteeltubemember

在矩形鋼管內澆筑混凝土并由矩形鋼管和管內混凝土共同承擔荷載的構件。

2.1.8管內混凝土Coreconcrete

澆筑在鋼管內的混凝土。

2.1.9混凝土的工作承擔系數Percentageofload-carryingcapacitysharedbycoreconcrete

在矩形鋼管混凝土軸心受壓構件中，管內混凝土的抗壓承載力占全部抗壓承載力的百分數。

2.1.10矩形鋼管混凝土組合異形柱Special-shapedcolumncomposedofconcrete-filled

rectangularsteeltubes

邊長基本與墻體厚度相等的若干矩形鋼管混凝土柱，中部由鋼板連接，串聯成L、T、十字

形等截面的組合柱。

2.1.11外肋環板節點Verticalstiffenerjoint

節點處柱是貫通的，在梁翼緣側面焊接豎向肋板，豎向肋板延伸至兩側柱壁并與柱壁焊接。

2.1.12節點抗彎承載力Flexuralbearingcapacityofjoint

僅在彎矩作用下受彎達到極限承載狀態時，節點能夠承受的最大彎矩。

2.1.13節點抗剪承載力Shearingbearingcapacityofjoint

僅在剪力作用下受剪達到極限承載狀態時，節點能夠承受的最大剪力。

2.1.14連接Connection

連接是指用螺釘、螺栓和鉀釘等緊固件將兩種分離型材或零件連接成?個復雜零件或部件的

過程。

2.2符號

2.2.1幾何參數

4-管內混凝土的截面面積；

4-鋼材的截面面積；

4,“「為邊肢柱內混凝土的有效約束區面積；

Amew-鋼管腹板的面積；

--各柱肢的連接板的橫截面面積；

ASD.W-短梁腹板的面積：

4,-組合構件毛截面面積；

a「有效焊縫厚度；

小鋼管邊長；

紇“-鋼管截面寬度；

上連接板寬度；

小錨栓公稱直徑；

e-偏心距;

廣鋼管高度；

短梁腹板高度；

匕”端板高度；

心截面對剪心的極回轉半徑；

小構件截面對主軸X軸的回轉半徑；

空構件截面對主軸Y軸的回轉半徑；

/次「為鋼截面繞x，，軸的慣性矩；

心?-為混凝土截面繞x'x'軸的慣性矩；

-計算長度：

4-鋼梁翼緣連接板端部長度；

小梁的凈跨；

心錨固長度；

/“-翹曲慣性矩;

毛截面抗扭慣性矩；

加-中角肢柱形心至截面壓力重心的垂直距離；

個邊肢柱形心至截面壓力重心的垂直距離；

R-圓弧倒角的半徑；

入鋼管的厚度；

與「鋼管壁厚度；

4-豎向肋板厚度；

%-鋼梁翼緣厚度；

力-柱腳底板厚度；

9-應力擴散角。

2.2.2材料性能及計算指標

混凝土的彈性模量；

鋼材的彈性模量；

Esc-組合構件的彈性模量；

G-剪變模量；

工-鋼管材料的抗拉、抗壓強度設計值；

鋼梁翼緣連接板與豎向肋板的抗剪強度設計值；

混凝土的抗壓強度設計值；

/叼,-鋼管管壁鋼材的抗拉強度設計值；

fshwy-短梁腹板鋼材的抗拉強度設計值；

-鋼梁翼緣連接板與豎向肋板的抗剪強度設計值；

<sy-豎向肋板鋼材的抗拉強度設計值；

人-鋼材抗拉強度標準值；

/「端板兩側與鋼梁翼緣焊接的角焊縫抗拉強度設計值;

-端板鋼材抗拉強度設計值；

叫丁鋼梁的全截面塑性模量；

223作用、作用效應及承載力

節點所承受的彎矩設計值；

M，'-節點彎矩承載力設計值；

節點上、下柱彎矩設計值的平均值；

M「連接焊縫與高強螺栓連接處的極限受彎承載力極限值；

-梁端全截面塑性受彎承載力；

用5-“鋼框架屈服機制”在角部形成的塑性較彎矩；

四,“5-鋼管壁形成的塑性較彎矩；

M叼-豎向肋板形成的塑性被彎矩；

Mhfy-鋼梁翼緣形成的塑性錢彎矩：

機印-端板單位長度的塑性較彎矩；

mhp-鋼管壁單位長度塑性較彎矩；

N-鋼管混凝土組合異形柱所承受的軸向壓力設計值；

N”-鋼管混凝土組合異形柱受壓承載力；

Mi-單肢軸向受壓穩定承載力設計值；

Na-單肢軸向受壓承載力設計值；

為邊肢柱內混凝土的承載力；

M.vsp-為連接板內混凝土的承載力；

4%-豎向肋板受拉承載力設計值；

月”6-鋼管翼緣受拉承載力設計值；

匕-端板受拉承載力設計值：

Pincf2-鋼管翼緣受拉承載力設計值；

角焊縫受拉承載力設計值；

考慮多遇地震作用時，荷載和地震作用效應組合的設計值;

R-結構構件承載力設計值；

匕-連接焊縫與高強螺栓連接處的極限受剪承載力極限值；

VGh-梁在重力荷載代表值作用下，應按簡支梁分析的梁端截面剪力設計值;

y-節點所承受的剪力設計值；

町-節點受剪承載力設計值；

乙-節點左、右梁端剪力設計值的平均值;

匕，-鋼管腹板受剪承載力設計值；

T7Sbw

VU-短梁腹板受剪承載力設計值；

匕“"-鋼框架受剪承載力設計值；

匕--混凝土受剪承載力設計值；

b-鋼管縱向應力值；

為鋼管對混凝土有效約束應力

為連接板縱向應力。

2.2.4計算系數及其它

連接系數；

(P-穩定系數；

8「軸心受壓構件承載力折減系數；

瓜-彎矩放大系數；

4-剪力放大系數；

Cp&-承載力系數；

K-有效長度系數：

為角肢柱的橫向有效約束系數；

火「鋼材超強系數；

廠抗力分項系數；

/RE-結構構件承載力的抗震調整系數；

力長細比；

幼-為相對長細比；

換算長細比；

存心彎扭屈曲換算長細比；

工阻尼比；

"-塑性錢個數，角節點n=4,邊節點n=8。

3基本規定

3.0.1矩形鋼管混凝土組合異形柱的建筑設計，宜按照通用化、模數化、標準化的要求，實

現建筑及部品部件的系列化化和多樣化，保證工程質量，提高勞動效率。

3.0.2矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的結構設計，應滿足強度、剛度和抗震構造等要求，

保證傳力明確，且便于制作、安裝和內部混凝土的澆筑施工。

3.0.3矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑結構設計時，其荷載標準值、荷載組合、荷載分項系

數、荷載組合值系數、結構設計和構造要求等除應滿足本規程規定外，尚應按現行國家標準

《建筑結構荷載規范》GB50009、《建筑抗震設計規范》GB50011和《鋼管混凝土結構技術

規范》GB50936的規定。

3.0.4矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的設計建造，應實現全裝修，內裝系統應與結構系統、

外圍護系統、設備管線系統一體化設計建造，提高預制裝配率。

3.0.5矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的部品部件應采用性能優良的綠色建材，工廠化生產，

提高產品精度，保障產品質量。

3.0.6矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的防火、防腐蝕應符合國家現行相關標準的規定，滿

足可靠性、安全性和耐久性的要求。

3.0.7矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的施工宜采用建筑信息模型技術，實現全專業、全過

程的信息化管理，制定相互協調的施工組織方案，采用裝配式安裝施工。

3.0.8矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑工程的驗收應符合《建筑工程施工質量驗收統一標準》

GB50300及相關標準的規定.當國家現行標準對工程中的驗收項目未作具體規定時，應由

建設單位組織設計、施工、監理等相關單位制定驗收要求。

3.0.9矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑竣工后，建設單位在交付物業管理時，應按國家有關

規定的要求，提供《建筑質量保證書》和《建筑使用說明書》。使用與維護宜采用信息化技

術管理，建立建筑、設備與管線管理檔案。當遇地震、火災等災害時，災后應對件數進行全

面檢查，并根據破損程度進行維修。嚴禁未經許可私自拆改。

3.0.10采用矩形鋼管混凝土組合異形柱建造的建筑應有使用說明，注明結構和機電管線分布

情況。

4建筑設計

4.1一般規定

4.1.1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的建筑方案設計方案應符合下列要求：

1選用合理的建筑方案。

2建筑平面、立面布置宜規則，且各部分的質量和剛度宜均勻、連續。

3設計標準化，遵循“少規格、多組合”的設計原則。

4.1.2矩形鋼管混凝土組合異形柱結構建筑設計（包括外圍護墻體、隔墻及頂棚設計等）應

符合第五章、第六章和第七章的結構安全、構件制作及施工與驗收的要求。

4.1.3矩形鋼管混凝土組合異形柱的結構體系，應通過技術、經濟和使用條件的綜合分析比

較確定，應符合國家現行標準對一般鋼結構的有關要求。

4.1.4本章規定適用于以矩形鋼管混凝土組合異形柱為主要承重結構的、耐火等級為三級以

上的組合結構。

4.2平面與立面設計

4.2.1矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑應根據建筑功能、主體結構、設備管線及裝修等要求,

確定合理的建筑層高及凈高尺寸。

422矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的平面、立面的設計應滿足結構構件布置、立面部品

部件的模數化、多樣化及可實施性等要求。

4.2.3矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的平面設計應符合以下規定：

1建筑的縱、橫柱網軸線宜分別對齊拉通；異形柱截面肢厚中心線宜與框架梁及剪力墻

中心線對齊；

2建筑的平面布置應結合建筑的使用功能、耐火等級和安全疏散等因素合理布置；

3設備管井應與樓梯、電梯結合，集中設置。

4.2.4矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑立面設計應符合以下規定：

1矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的立面和豎向剖面宜規則、均勻，避免過大的外挑和

內收；

2宜通過建筑體量、立面部品部件的材質肌理和色彩等變化，形成豐富多樣的立面效果。

4.2.5建筑設計應根據抗震設計的要求明確建筑形體的規則性。不規則的建筑應根據其不規

則程度采取加強措施。

注：形體指建筑平面形狀和立面、豎向剖面的變化。

4.2.6矩形鋼管混凝土組合異形柱結構應避開機電預留孔洞及電線箱柜區域，管線宜設置在

異形柱以外。

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4.3外圍護墻

4.3.1矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑外圍護墻的設計使用年限應與主體結構相一致。

4.3.2矩形鋼管混凝土組合異形柱結構外圍護墻體的設計應符合模數協調、標準化和工廠化

要求，并應滿足建筑立面效果、制作工藝、運輸及施工安裝的條件。

4.3.3矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的外圍護系統設計應包括下列內容：

1外圍護系統的節能性能要求；

2外墻板、門窗及屋面板的模數協調要求；

3屋面結構支承構造節點；

4外墻板連接、接縫及外門窗洞口等構造節點；

5陽臺、空調板、裝飾件、飄窗等連接構造節點。

4.3.4矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑應根據建筑所在地區的氣候條件、使用功能等綜合考

慮防火、水密、氣密、隔聲、熱工、耐久、抗沖擊、防裂、無有害氣體、輻射、過敏等性能

要求。

4.3.5外墻板與矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的連接應符合下列規定：

1連接節點在保證主體結構整體受力的前提下，應牢固可靠、受力明確、傳力簡捷、構

造合理；

2連接節點應具有足夠的承載力；

3連接部位應采用柔性連接方式，連接節點應具有適應主體結構變形的能力；

4節點設計應便于工廠加工、現場安裝就位和調整；

5連接件的耐久性應滿足設計使用年限的要求；

6節點設計應隱藏在建筑構造內且便于防水、防腐、防火等的處理。

4.3.6矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的外墻板接縫應符合下列規定：

1接縫處應滿足防污、美觀的要求；

2接縫處應根據當地氣候條件合理選用構造防水、材料防水相結合的防排水措施；

3接縫寬度及接縫材料應根據外墻板材料、立面建筑美觀、結構層間位移、溫度變形等

綜合因素確定；所選用的接縫材料及構造應滿足防水、防滲、抗裂、耐久等要求；

4與主體結構的連接處應設置防止形成熱橋的構造措施。

4.3.7矩形鋼管混凝土組合異形柱結構外圍護系統中的外門窗應符合下列規定：

1應采用在工廠生產的標準化系列部品，并應采用帶有批水板的外門窗配套系列部品。

2外門窗應與墻體可靠連接，門窗洞口與外門窗框接縫處的氣密性能、水密性能和保溫

性能不應低于外門窗的相關性能。

3預制外墻中的外門窗宜采用企口或預埋件等方法固定，外門窗可采用預裝法或后裝法

施工；采用預裝法時，外門窗框應在工廠與預制外墻整體成型：采用后裝法時，預制外墻的

門窗洞口應設置預埋件。

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4鋁合金門窗的設計應符合現行行業標準《鋁合金門窗工程技術規范》JGJ214的規定。

5塑料門窗的設計應符合現行行業標準《塑料門窗工程技術規程》JGJ103的規定。

4.3.8矩形鋼管混凝土組合異形柱結構外墻熱工設計

1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構外墻的熱工設計應符合現行國家標準的相關規定；

2矩形鋼管混凝土組合異形柱結構外墻熱橋部位的內表面溫度不應低于室內空氣露點溫

度，當不滿足時應改變構造設計或在熱橋部位的一側采取保溫措施；

3采暖地區的輕型復合墻體宜采用雙重保溫措施，主保溫層主要用于降低墻體的傳熱系

數，夾芯保溫層主要用于隔絕結構件和連接件與外層的聯系，防止形成熱橋；

4復合外墻當采用金屬連接件連接內外層時，宜設計為間接連接的柔性構造，在適應由

溫度、受力所引起的變形差的同時，減少連接件熱橋的影響；

5夏熱地區外墻的傳熱系數（K值）和熱惰性指標（D值）應同時滿足相應氣候區居住

建筑節能設計標準，滿足熱惰性指標的主要措施宜為合理使用重質材料、空氣層和鋁箔。

4.3.9矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的外圍護系統的抗滲設計應符合《鋼結構住宅設計規

范》CECS261中的要求：

1利用樓板分層承重的輕型砌筑塊材填充墻，在樓板處應設置水平縫，縫寬20mm并具

有泛水構造；砌體水平連續時，應每隔25m?30m設置豎縫，縫寬15mm并彈性密封。

2裝配整體式墻板應進行接縫防水抗滲設計，并包括以下內容：

1）接縫活動量，根據結構變形允許值確定，溫度變形兼用此活動量；

2）接口腔型設計，根據防水、減壓、企口配合要求和制作安裝工藝確定；

3）襯墊材料的選擇及定位；

4）密封材料的選擇，根據基層材料和接縫活動量確定；

5）接縫底涂材料的選用，根據基層材料和密封材料確定；

6）接縫形狀設計，同時根據施工時溫度修正。

3現場外墻保溫做法宜設溫度縫，縫位置宜鄰近基層墻體縫，縫寬應小于20mm。

4在預制復合板或外墻外保溫做法的洞口上沿處應設置滴水線。

5在窗、門框材與外墻板端面交接處應設凹槽，并嵌入保溫密封材料。有條件時，窗、

門框材與外墻板邊緣宜設計構造防水。

4.3.10矩形鋼管混凝土組合異形柱結構應采取防雷措施，防雷設計除應符合現行國家標準

《建筑物防雷設計規范》GB50057的有關的要求外，尚應符合下列規定：

1設有鋼筋網（鋼框架）的外墻板，鋼筋網（鋼框架）與連接件應采用焊接連接，并與

主體鋼結構相連接；

2外墻板內含有不小于0.5mm厚的鋼板時，金屬窗框、鋼板、連接件（緊固件）、鋼結構

之間應形成通路；

3外墻板內含有密肋金屬龍骨時，龍骨與鋼結構之間應形成通路。

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4.4隔墻與頂棚

4.4.1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構內墻設計應符合下列要求：

1分戶墻應滿足防火、防護和隔聲要求；采暖地區，無采暖設施的樓梯間其分戶墻還應

滿足保溫要求；

2內隔墻應滿足分隔戶內空間的要求；

3廚房、衛生間的分隔墻應滿足防水和吊掛的要求；

4各部位內墻的燃燒性能和耐火極限應符合《住宅建筑規范》GB50368表9.2.1的要求;

57度以上抗震設防地區，鑲嵌在框架平面內的內墻與鋼梁、鋼柱間應設置變形空間，分

戶墻處空間應用輕質防火材料填充；

6預制裝配式分戶墻板、內隔墻板應滿足制作、運輸、垛堆、吊裝連接、電氣管線設置、

縫隙處理等工藝要求；

7各部位內墻隔聲應符合《住宅建筑規范》GB50368-2005第7.1條的要求。

8工業化鋼結構住宅建筑體系通用和專用部件的分戶墻板、內隔墻板應滿足互換性要求。

4.4.2矩形鋼管混凝土組合異形柱結構內墻設計應符合以下規定：

1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構填充式分戶墻采用非黏土磚制品、小型混凝土空心砌

塊、加氣混凝土砌塊、石膏砌塊等砌筑材料時，其設計應符合現行國家標準《砌體結構設計

規范》GB50003和《建筑抗震設計規范》GB50011的規定。

2抗震設防地區砌筑式分戶墻、內隔墻的抗震設計應符合現行國家標準《建筑抗震設計

規范》GB50011第13.3節的規定。

3矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的砌筑分戶墻、內隔墻，宜采用符合模數空間的標準

砌塊和用于留槽、固定其他部件的專用砌塊組合使用。

4矩形鋼管混凝土組合異形柱結構隔墻設計應采用裝配式部品，并應符合下列規定：

1）可選龍骨類、輕質水泥基板類或輕質復合板類隔墻；

2）龍骨類隔墻宜在空腔內敷設管線及接線盒等；

3）當隔墻上需要固定電器、櫥柜、潔具等較重設備或其他物品時，應采取加強措施，其

承載力應滿足相關要求。

4.4.3矩形鋼管混凝土組合異形柱結構內裝系統應符合下列要求：

1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構內裝部品設計與選型應符合國家現行有關抗震、防火、

防水、防潮和隔聲等標準的規定，并涉足生產、運輸和安裝等要求；

2矩形鋼管混凝土組合異形柱結構內裝部品的設計與選型應滿足綠色環保的要求，裝配

式混凝土建筑的內裝設計應符合國家現行標準《建筑內部裝修設計防火規范》GB50222、《民

用建筑工程室內環境污染控制規范》GB50325、《民用建筑隔聲設計規范》GB50118和《住

宅室內裝飾裝修設計規范》JGJ367等的相關規定；

3矩形鋼管混凝土組合異形柱結構內裝系統設計應滿足內裝部品的連接、檢修更換、物

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權歸屬和設備及管線使用年限的要求，內裝系統設計宜采用管線分離的方式；

4部品接口設計應符合部品與管線之間、部品之間連接的通用性要求，并應符合下列規

定：

1）接口應做到位置固定、連接合理、拆裝方便及使用可靠；

2）各類接口尺寸應符合公差協調要求。

5應符合《建筑內部裝修設計防火規范》GB50222—95（2001年修訂版）。

4.4.4矩形鋼管混凝土組合異形柱結構頂棚設計應符合下列要求：

1各類頂棚的構件與樓板的連接件，應能承受頂棚、懸掛重物和有關機電設施的自重和

地震附加作用，其錨固的承載力應大于連接件的承載力。

2吊頂應采用不燃燒體（一級耐火等級）或難燃燒體（二、三級耐火等級）材料。

3吊頂空間內應能設置電氣管線、燈具支座、水暖管線。

4衛生間、廚房的吊頂宜采用活動式吊頂，以便檢修。

5壓型鋼板現澆樓蓋宜在現澆前預置吊掛連接件，其設置精度應符合吊頂系統的要求；

后裝連接件（膨脹螺栓、射釘及其連接件）的承載力應滿足吊頂系統的設計要求。

4.5裝配式部品部件

4.5.1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構住宅應采用樓電梯、公共管井、集成式廚房、集成式

衛生間等模塊進行組合設計。

4.5.1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構應在建筑設計階段對輕質隔墻系統、樓梯、陽臺、樓

地面系統、墻面系統、整體廚房、整體衛生間、門窗系統、吊頂系統等進行部品部件的設計

選型。

4.5.2整體廚房設計應符合下列規定：

1應合理設置洗滌池、灶具、操作臺、排油煙機等設施，并預留廚房電氣設施的位置和

接口。

2應預留燃氣熱水器及排煙管道的安裝及留孔條件。

3給水排水、燃氣管線等應集中設置、合理定位，并在連接處設置檢修口。

4.5.3整體衛生間設計應符合下列規定：

1宜采用干濕分離的布置方式。

2應綜合考慮洗衣機、排氣扇（管卜暖風機等的設置。

3應在給水排水、電氣管線等連接處設置檢修口。

4應做等電位連接。

4.5.4門窗部品收口部位宜采用工廠化門窗套。

4.5.5裝配式矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的用于居住建筑時，陽臺應應采用預制混凝土

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成品構件：也可采用鋼結構陽臺產品。陽臺構件應與主體結構可靠連接，確保安全。

4.5.6矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的樓梯宜采用預制裝配式混凝土樓梯和鋼樓梯。采用

鋼制樓梯踏步時，應采用可靠措施，減少踏步顫動并降低噪音。

4.5.7矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑的樓梯與主體結構宜采用不傳遞水平作用的連接形式。

4.5.8矩形鋼管混凝土組合異形柱建筑建筑的部品部件應采用標準化接口。

4.5.9部品接口設計應符合部品與管線之間、部品之間連接的通用性要求，并應符合下列規

定：

1接口應做到位置固定、連接合理、拆裝方便及使用可靠。

2各類接口尺寸應符合公差協調要求。

5結構設計

5.1一般規定

5.1.1結構設計正常使用年限不應少于50年,其相應的安全等級與重要性系數應根據國家現

行標準《工程結構可靠性設計統一標準》GB50153及《建筑結構可靠度設計統一標準》GB

50068確定。

5.1.2矩形鋼管混凝土組合異形柱體系的結構設計應符合下列要求：

1應采用以概率理論為基礎的極限狀態設計法（ULS）,用分項系數設計表達式進行驗

算，并符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011.《鋼結構設計規范》GB50017.

現行行業標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ99以及現行協會標準《高層建筑鋼一混

凝土混合結構設計規程》CECS230的相關規定。

2承重結構應按承載力極限狀態（ULS）和正常使用極限狀態（SLS）進行設計。

3當按承載力極限狀態（ULS）設計時，應根據現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB

50009的規定，考慮荷載效應的基本組合和偶然組合，用荷載設計值進行設計。

4當按正常使用極限狀態（SLS）設計時，結構構件的變形應根據現行國家標準《建筑

結構荷載規范》GB50009的規定，采用荷載的標準組合、頻遇組合和準永久組合進行驗算。

5計算結構或構件的強度、穩定性以及連接的強度時，應采用荷載設計值，并應按承載

力極限狀態進行驗算。

5.1.3設計矩形鋼管混凝土組合異形柱結構時，荷載組合、荷載標準值、荷載分項系數、荷

載組合值系數等除本規程有規定者外，應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009

的規定采用；在抗震設防區還應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011的規定。

5.1.4結構構件截面的抗震驗算，應采用下列設計表達式：

sE&R，yRE

式中：sE一考慮多遇地震作用時，荷載和地震作用效應組合的設計值。

13

R——結構構件承載力設計值。

YRE——承載力抗震調整系數，應按表5.1.4采用。

表5.1.4承載力抗震調整系數

材料結構構件受力狀態/RE

柱、梁支撐

節點板件、連接螺栓強度0.75

鋼

連接焊縫

柱、支撐穩定0.80

正截面承載力計算0.75

型鋼混凝土梁

斜截面承載力計算0.85

組合構件和混凝土型鋼混凝土柱正截面承載力計算0.80

構件鋼管混凝土柱斜截面承載力計算0.85

鋼骨混凝土剪力墻正截面承載力計算

0.85

普通混凝土剪力墻斜截面承載力計算

5.1.5矩形鋼管混凝土組合異形柱體系的計算簡圖與計算假定應與結構體系與節點連接的構

造相符，并按空間模型進行計算分析。結構體系中梁、柱、支撐的主要節點構造和位置，應

與建筑設計相協調。

5.1.6節點構造應構造簡單、整體性好、傳力明確、安全可靠、節約材料和施工方便。節點

設計應做到構造合理，使節點具有必要的延性，并避免出現應力集中和過大約束，滿足強節

點弱構件的要求。

5.1.7矩形鋼管混凝土組合異形柱結構體系是由矩形鋼管混凝土組合異形柱、H型鋼梁和外

肋環板節點構成的框架結構體系，當其抗側力剛度不足時，可采用寬肢組合異形柱或增加鋼

支撐或雙鋼板剪力墻。

5.1.8矩形鋼管混凝土組合異形柱與H型鋼梁的連接可采用外肋環板節點，如圖5.1.8(a)

所示；或翼緣豎向加勁板加強，如圖5.1.8(b)所示。

(a)外肋環板節點(b)翼緣豎向加勁板

圖5.1.8節點

14

5.2結構體系及構造

5.2.1矩形鋼管混凝土異形柱的構造形式是由多根單肢矩形鋼管混凝土相互之間通過連接構

件進行連接，形成截面形式為L形、T形、十字形的異形柱，分別作為建筑的角柱、邊柱

和中柱。連接構件可為單鋼板連接，如圖521-1所示，也可采用雙鋼板連接，如圖521-2所

示；其中肢寬厚比在4~8的異形柱又稱為寬肢組合異形柱(如圖521-l(b)和圖5.2.1-2(b)),單

鋼板連接部分應設縱隔板，雙鋼板連接部分應設縱向分隔板。

圖5.2.1-1單板連接型方鋼管混凝土組合異形柱

圖5.2.1-2雙板連接型方鋼管混凝土組合異形柱

5.2.2矩形鋼管混凝土組合異形柱結構體系，可根據抗側剛度需要選用矩形鋼管混凝土組合

異形柱框架結構體系、矩形鋼管混凝土組合異形柱框架-支撐結構體系或矩形鋼管混凝土組

合異形柱框架-剪力墻結構體系。。

5.2.3結構體系豎向布置應連續、均勻、避免抗側力結構的側向剛度和承載力沿豎向突變并

應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011的有關規定。

5.2.4矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的房屋最大適用高度應滿足表524的要求。

表524矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的房屋最大適用高度

抗震設防烈度

結構體系

6、7度7改8度9度

15

(0.10g)(0.15g)(0.20g)(0.30g)(0.40g)

框架體系705030126

框架-支撐體系9070502412

框架-剪力墻體系120100805030

框架-核心筒體系1501201007550

注：1房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂的高度(不包括局部突出屋頂部分);

2超過表內高度的房屋，應進行專門研究和論證，采取有效的加強措施；

3框架柱包括鋼管混凝土組合異形柱和單根鋼管混凝土柱。

5.2.5選用框架-支撐結構體系時，支撐形式可以采用交叉支撐、人字形支撐和偏心支撐。支

撐構件的截面寬度不宜超過150mm,并宜采用冷彎鋼管。

5.2.6選用框架-剪力墻結構體系，剪力墻可以選用單鋼板剪力墻和雙鋼板組合剪力墻。

5.2.7矩形鋼管混凝土組合異形柱宜滿足如下構造要求：

1單肢鋼管混凝土柱應滿足《矩形鋼管混凝土結構技術規程》(CECS159:2004)的相關

構造要求，宜采用冷彎薄壁鋼管，其橫截面邊長不宜大于150mm,管內混凝土應采用細石混

凝土，強度不宜低于C25。

2當采用單板連接形式時，單鋼板的厚度不應小于3mm,且應間隔設置橫向加勁肋，加

勁肋間距不宜大于300mm。

3當采用雙板連接形式時，雙板厚度不應小于4mm,可不設置加勁肋，雙板之間應填充

細石混凝土。

4對雙板連接寬肢組合異形柱，可按肢厚的2?3倍設置縱向分隔板。

5矩形鋼管混凝土獨立柱的截面尺寸一般不小于200mmx300mm。

5.2.8選用單鋼板剪力墻時，單鋼板剪力墻應滿足國家現行相關標準的構造規定，剪力墻與

邊緣構件間宜采用魚尾板過渡，同時為了保證其平面外的穩定，宜設置加勁肋。

鋼板剪力墻不宜承受恒荷載。豎直方向加勁肋宜雙面設置或交替雙面設置，水平方向加

勁肋可單面、雙面或交替雙面設置。

鋼板剪力墻跨的鋼梁，腹板厚度不應小于鋼板剪力墻厚度，翼緣可采用加勁肋代替，其

截面應不小于所需要的鋼梁截面。

5.2.9選用雙鋼板組合剪力墻時，雙鋼板組合剪力墻應滿足國家現行相關標準的構造規定；

墻體的厚度不宜超過130mm,鋼板厚度不宜超過6mm,內填混凝土采用細石混凝土，其強

度不宜低于C25；鋼板和內填混凝土之間連接可采用如圖529所示構造。

16

L1

(a)栓號了連接(b)T形加勁肋連接

(c)綴板連接(d)對拉螺栓連接

圖529雙鋼板組合剪力墻構造示意圖

1-?外包鋼板：2—混凝土；3—栓釘；4-T形加勁肋；5一綴板；6一對拉螺栓

5.2.10矩形鋼管混凝土組合異形柱宜采用蒸壓輕質加氣混凝土防火板進行防火保護，如圖

5210所示；也可采用纖維增強水泥板、石膏板、硅酸鈣板、蛭石板等防火板。

圖5.2.10安裝ALC防火板的示意圖

5.3結構平面和豎向布置

5.3.1矩形鋼管混凝土組合異形柱結構的體系的布置應根據現行國家標準《建筑抗震設計規

范》GB50011的要求明確結構體系的規則性，不規則體系應按規定采取加強措施，特別不

規則應進行專門論證并采用對應的加強措施；不應采用嚴重不規則的結構體系。

5.3.2結構布置的平面、豎向不規則性，應按下列規定劃分：

1用于高層民用建筑時，該結構體系的布置存在某項平面不規則或某項豎向不規則時，

應為不規則的結構。

2當同時存在下列不規則情況的多項或某項不規則超過規定的參考指標較多時，應為特

別不規則的結構。

1)扭轉不規則：在規定的水平力及偶然偏心作用下，樓層兩端彈性水平位移(或層間

17

位移）的最大值與其平均值的比值大于1.2。

2）偏心布置：任一層的偏心率大于0.15（偏心率計算方法見現行行業標準《高層民用

建筑鋼結構技術規程》JGJ99附錄A）或相鄰層質心相差大于相應邊長的15%。

3）凹凸不規則：結構平面凹進的尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%。

4）樓板局部不連續：樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于改成

樓板定性寬度的50%,或開洞面積大于改成樓面面積的30%,或有較大的樓層錯層。

5）側向剛度不規則：該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰3個樓

層側向剛度平均值的80%；除頂層或出屋面小建筑外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下

一層的25%o

6）豎向抗測力構件不連續：豎向抗側力構件（柱、支撐、剪力墻）的內力由水平轉換

構件（梁、桁架等）向下傳遞。

7）樓層承載力突變：抗測力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%。

5.3.3該結構體系用于不規則高層民用建筑時，應按下列要求進行水平地震作用計算和內力

調整，并對薄弱部位采取有效的抗震構造措施：

1平面不規則而豎向規則時，應采用空間結構計算模型，并應符合下列規定：

1）扭轉不規則或者偏心布置時，應計入扭轉影響，在規定的水平力及偶然偏心作用下，

樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）的最大值與其平均值的比值不宜大于1.5,當最大層

間位移角遠小于規程限制時，可適當放寬。

2）凹凸不規則或樓板局部不連續時，應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型：

高烈度或不規則程度較大時，宜計入樓板局部變形的影響。

3）平面不對稱且凹凸不規則或局部不連續時，可根據實際情況分塊計算扭轉位移比，對

扭轉較大的部位應該用局部的內力增大。

2平面規則而豎向不規則時，應采用空間結構計算模型，側向剛度不規則、豎向抗測力

構件不連續、樓層承載力突變的樓層，其對應于地震作用標準值的剪力應乘不小于1.15的

增大系數，應按本規程有關規定進行彈塑性變形分析，并應符合下列規定：

1）豎向抗測力構件不連續時，該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應根據烈度高低和

水平轉換構件的類型、受力情況、幾何尺寸等，乘1.25-2.0的增大系數：

2）側向剛度不規則時，相鄰樓層的側向剛度比應依據其結構類型符合國家現行標準《建

筑抗震設計規范》GB50011,《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；

3）樓層承載力突變時，薄弱層抗側力結構受剪承載力不應小于相鄰上一樓層的65%。

3平面不規則且豎向不規則時.，應根據不規則類型的數量和程度，有針對性地采取不低

于第1、2款要求的各項抗震措施。特別不規則時，應經專門研究，采取更有效的加強措施

或對薄弱部位采用相應的抗震性能化設計。

18

5.3.4結構的平面布置宜滿足以下要求：

1結構平面形狀宜簡單、規則，質量、剛度和承載力分布宜均勻，抗側力構件的平面分

布宜規則對稱。不應采用嚴重不規則的平面布置。

2結構平面布置應減少扭轉的影響。結構扭轉為主的第一自振周期Ti與平動為主的第一

自振周期丁1之比，不應大于0.9。

3用于高層建筑時，宜選用風作用效應較小、有利于減小橫風向振動影響的建筑形體。

4平面長度不宜過長，其長寬比在設防烈度為6、7度時，不宜大于6.0,在8、9度時，

不宜大于5.0。

5不宜采用角部重疊或細腰形平面布置。

5.3.5結構布置應與建筑相協調，梁柱布置宜避免在室內露梁露柱。

5.3.6角柱可采用L形柱，邊柱可采用T型柱，中柱可采用十字形柱，如圖所示5.3.6所示。

5.3.7鋼梁布置宜采取合理構造措施避免其受扭。

5.3.8鋼管混凝土組合異形柱用于住宅樓時，在樓梯間、電梯間、風井等局部樓板不連續的

地方可采用鋼管混凝土單肢柱。

5.3.9建筑物中有較大中庭時，可在中庭上端樓層用水平桁架將中庭開口連接，或采取其他

增強結構抗扭剛度的有效措施。

5.3.10結構的豎向布置宜滿足以下要求：

1建筑的立面和豎向剖面宜規則，避免有過大的外挑和收進。結構的側向剛度沿高度宜

均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小并且宜上、下連續貫

通，應避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。

2抗震設計的框架-支撐、框架鋼板建立墻結構中，支撐、鋼板剪力墻宜沿建筑高度豎向

連續布置，并應延伸至計算嵌固端。除底部樓層和伸臂桁架所在樓層外，支撐的形式和布置

沿建筑豎向宜一致。

5.3.11樓層質量沿高度宜均勻分布，樓層質量不宜大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。

5.3.12樓層頂層取消部分墻、柱形成空曠房間時，宜進行彈性或彈塑性時程分析補充計算并

采取有效的構造措施。

19

5.4結構計算

5.4.1進行結構內力計算以及承載力和變形驗算時，其計算原則、計算假定、計算模型和計

算方法等，均應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011、《鋼結構設計規范》GB

50017與現行行業標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ99以及現行協會標準《高層建

筑鋼一混凝土混合結構設計規程》CECS230的有關規定。

5.4.2結構分析時.，可選擇平面結構空間協同、空間桿系、空間桿-薄壁桿系、空間桿-墻板

元及其他組合有限元等計算模型；體型復雜、結構布置復雜的建筑結構應采用至少兩個不同

力學模型的結構分析軟件進行整體計算，并進行比較，選擇合理的計算結果作為設計依據。

5.4.3結構整體分析應進行無地震作用組合和有地震作用組合兩種計算，其組合系數、分項

系數、調整系數等應符合《建筑抗震設計規范》等現行規范的相關要求。振型分解反應譜法

和時程分析法采用的動參數應按《建筑抗震設計規范》GB50011規定的數值。當場地有地

震安評報告時，可按提供的地震動參數計算。

5.4.4整體分析時宜按±0.000板和基礎底板作為嵌固部位分別計算，經綜合比較取安全數值;

地下室樓層結構的側向剛度不小于相鄰地上結構樓層側向剛度的2倍，且其構造符合現行國

家標準《建筑抗震設計規范》GB50011的規定時，地下室頂板可作為上部結構的嵌固端。

5.4.5結構在荷教基本組合（非地震作用組合）作用下的內力和位移，可采用彈性方法計算。

中高層和高層建筑結構在地震作用組合下的內力和位移應按下列兩階段進行計算：

1第一階段一一多遇地震作用下的彈性分析，驗算構件承載力和彈性層間側移。

2第二階段一一罕遇地震作用下彈塑性分析，驗算結構彈塑性層間側移和側移延性比。

此時，材料的屈服強度和抗拉強度應采用標準值。

5.4.6計算時，組合樓蓋樓板在平面內的剛度可假定為無限剛性，但當樓板因剛度削弱會產

生較明顯的平面內變形時（如環形樓面、開有大洞口、狹長外伸段或局部變窄等），宜按彈

性樓板進行計算。

5.4.7結構彈性分析時，宜考慮鋼梁與現澆混凝土板共同工作的剛度增強。對鋼梁兩側或一

側有混凝土板時，可將鋼梁的截面慣性矩分別乘1.5或1.2的增大系數。結構彈塑性分析時，

不考慮此增大系數。

5.4.8結構在多遇地震和罕遇地震下的阻尼比（C）可按下列規定采用：

1在多遇地震作用下，高度不大于50m時，阻尼比可采用0.04；對于50m?100m時，

阻尼比可采用0.03；在罕遇地震作用下，可采用0.05。

2在風荷載作用下阻尼比可取0.02?0.04。

5.4.9地震作用下，多（高）層住宅鋼結構內力和位移計算所采用的結構自振周期，應考慮

非結構構件的影響。可視主體結構的剛度、非結構構件或墻體的材料及其與主體結構的連接

方式等，分別乘0.7?1.0的調整系數。輕質墻板為柔性連接時，或結構體系為框剪、框架-

核心筒結構時，宜取較大值。

20

5.4.10采用振型分解反應譜法時，所需的振型數可取為振型參與質量達到總質量的90%所

需的振型數。

突出屋面的小塔樓作為單獨的質點按振型分解反應譜法計算時，當取3個振型計算地震

作用效應時可再乘放大系數1.5,當取不小于6個振型時，求出的地震作用效應不必再放大。

多塔樓建筑每個塔樓的振型數不宜小于9,且計算振型數應使振型參與質量不小于總質量的

90%..

5.4.11按彈性方法計算的風荷載或多遇地震標準值作用下的樓層層間最大水平位移與層高

之比Au/h宜符合下列規定：

1高度不大于150m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比Au/h不宜大于表

5.4.11的限值。

表5411樓層層間最大位移與層高之比的限值

結構體系風荷載下彈性側移多遇地震下彈性層間位移

鋼框架（支撐）1/3501/300

鋼框架-組合剪力墻1/4001/400

鋼框架-混凝土剪力墻1/8001/800

2高度不小于250m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比Au/h不宜大于1/500。

3高度在150m?250m之間的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△u/h的限值

可按本條第1款和第2款的限值線性插入取用。

注：樓層層間最大位移Au以樓層豎向構件最大的水平位移差計算，不扣除整體彎曲變

形。抗震設計時，本條規定的樓層位移計算可以不考慮偶然偏心的影響。

5.4.12在罕遇地震作用下，住宅鋼結構及混合結構的彈塑性分析，應滿足以下要求。

1多層、中高層與高層鋼結構的層間側移不應超過層高的1/50o

2中高層與高層鋼結構的層間側移延性比不應大于表5.4.12的規定；

表5.4.12結構層間側移延性比

結構類型層間側移延性比

鋼框架3.5

偏心支撐框架3.0

中心支撐框架2.5

有混凝土剪力墻（核心簡）的鋼框架2.0

彈塑性層間位移角，對鋼框架結構不應大于1/50,其余結構不應大于1/100。

5.5構件設計

5.5.1單板連接鋼管混凝土組合異形柱軸壓承載力計算

方鋼管混凝土組合異形柱軸壓承載力應按下列公式計算：

(5.5.1-1)

21

(5.5.1-2)

%=41+4/(5.5.1-3)

式中：Mf管混凝土組合異形柱軸向受壓穩定承載力設計值；

Mi一單肢軸向受壓穩定承載力設計值；

一單肢軸向受壓承載力設計值：

4—各柱肢的鋼管橫截面面積；

4—各柱肢的混凝土橫截面面積；

4,一各柱肢的連接板的橫截面面積；

￡,,一各肢柱之間的連接板的抗拉強度設計值；

工一鋼管材料的抗拉、抗壓強度設計值；

夕，T由心受壓構件承載力折減系數，按《鋼結構設計規范GB50017-2017》取用，并

取截面兩主軸穩定系數較小值。

5.5.2L形單板連接鋼管混凝土組合異形柱壓彎構件計算

圖5.5.2方鋼管混凝土組合異形柱壓彎承載力計算示意圖

等截面柱肢，等寬連接板L形單板連接鋼管混凝土組合異形柱壓彎承載力M計算公式

如下：

N=N}+N2+N3

Nex=N3n一N{m一N2m

Ne-N、n-N2m-Nm

v3(5.5.2-1)

a-\-b

m=-----

3

2(a+b)

l3(5.5.2-2)

22

N=N^N2+N3

<Nex=N3n-m(N-Nj

Ne=Nn-m(N-NJ

y}(5.5.2-3)

e+m

N、=-——N

tn+n

〃一團_?+e)

\N=---__±vN

2m+n

e^m

N=-x-----N

3m-\-n

(5.5.2-4)

m+n-m+n、rm+n

N?=min</\NfiZ，NJ

n-m-(e+e)e+m

xvx(5.5.2-5)

N“=9（4，+4，）

M3+4/）（”〃一…八。受壓柱）

zm+n

N“2=1、

”（…—3。受拉柱）

（5.5.2-6）Im+n（5.5.2-7）

凡3=破4