DB37/T 5023-2021 装配式方钢管混凝土组合异形柱结构技术规程

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DB37/T5023-2021
装配式方钢管混凝土组合异形柱结构技术规程
Technical code for assembled structure with special-shaped columns comprising square concrete-filled steel tubes2021-12-08发布 2022-03-01实施
山东省住房和城乡建设厅 山东省市场监督管理局 联合发布1总则
1.0.1为在多、高层装配式民用建筑工程中规范方钢管混凝土组合异形柱结构的应用，做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量，制定本规程。
1.0.2本规程适用于多、高层民用建筑中由方钢管混凝土组合异形柱组成的钢框架结构、钢框架-支撑结构、钢框架-延性墙板结构的设计、施工与验收。
1.0.3多、高层民用建筑方钢管混凝土组合异形柱结构的设计、施工与验收，除应符合本规程外，尚应符合国家、行业和山东省现行有关标准的规定。2.1术语
2.1.1方钢管混凝土组合异形柱Special-shaped columns comprising square concrete-filled steel tubes (SC-CFST)
由冷弯成型或热成型的方钢管相互焊接组合而成的肢厚比为1的异形构件（一般有T形、L形和十字形等形式），在钢管内浇筑混凝土后形成的以受压为主的组合受力构件。
2.1.2方钢管混凝土组合异形柱框架结构SC-CFST Structure
由方钢管混凝土组合异形柱和钢梁为主要构件组成的具有抗剪和抗弯能力的结构。
2.13方钢管混凝土组合异形柱框架-支撑结构SC-CFST Frame-support structure
在方钢管混凝土组合异形柱框架结构中的适当位置加设钢支撑（中心支撑、偏心支撑、屈曲约束支撑）而形成的结构体系。
2.1.4方钢管混凝土组合异形柱框架-延性墙板结构SC-CFST Frame-ductile wallboard structure
在方钢管混凝土组合异形柱框架结构中的适当位置加设延性墙板（钢板剪力墙、屈曲约束钢板剪力墙）而形成的结构体系。
2.1.5混凝土工作承担系数Percentage of loading carrying capacity by concrete在方钢管混凝土组合异形柱构件中，方钢管内混凝土提供的承载力与全部截面的承载力的比值。
2.1.6外套管式节点0ut-shell connection
在方钢管混凝土组合异形柱外侧加设异形套管，套管与钢管柱通过塞焊和上下角焊缝连接，与钢梁通过螺栓连接、焊接连接或栓焊混合连接而形成的一种梁柱节点形式。
2.1.7轻质抹灰石膏Lightweight underlying plaster
以半水石膏(CaS04·1/2H20)作为主要胶凝材料，加人轻集料（玻化微珠）和外加剂制成的主要起防火作用的抹灰材料。
2.1.8无机轻集料保温砂浆Inorganic light aggregate insulation mortar
以玻化微珠或闭孔珍珠岩等无机轻集料为保温骨料，水泥等无机胶凝材料为主要胶结料并掺加高分子聚合物及其它功能性添加剂制成的主要起防火作用的砂浆。3基本规定
3.1材料
3.1.1钢材的选用应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017、《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定，高层建筑结构钢材的选用尚应符合现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定。
3.1.2方钢管混凝土组合异形柱构件中的钢管钢材强度等级宜采用Q235、Q355、Q390、Q420、Q460,其质量等级应不低于B级，并应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T7O0和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定，当有可靠依据时也可采用其它强度等级的钢材。
3.1.3方钢管混凝土组合异形柱构件中钢管可采用冷弯成型的钢管或热轧成型的钢管。焊缝可采用高频焊、自动或半自动焊和手工对接焊缝。当采用冷弯成型的钢管时应满足现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/1178中I级产品的规定。
3.1.4方钢管混凝土组合异形柱结构中采用的钢支撑、屈曲约束支撑的材质与性能应符合现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定。
3.1.5结构中钢筋混凝土构件的混凝土和钢筋应符合现行国家标准混凝土结构设计规范》GB50010的规定。
3.1.6方钢管混凝土组合异形柱中的混凝土强度等级应不低于C30。对Q235钢管，宜配C30或C40级混凝土；对Q355钢管，宜配C40或C50级以上的混凝土；Q390、Q420钢管，宜配C50级以上的混凝土。当采用C60(不包含)以上高强混凝土时，应有可靠的依据。
3.1.7钢管内混凝土宜采用自密实混凝土。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《自密实混凝上应用技术规程JG业T283的规定。
3.1.8用于方钢管混凝土组合异形柱构件的焊接材料应符合下列要求：
1手工焊接用的焊条，应符合现行国家标准碳钢焊条》GB/5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定。选择的焊条型号应与主体金属的力学性能相适应；
2自动或半自动焊接用的焊丝及焊剂应与主体金属的力学性能相适应，并应符合现行有关国家标准的规定；
3二氧化碳气体保护焊接用的焊丝，应符合现行国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110的规定；
4当两种不同钢材相焊接时，宜采用与主体金属强度较低的钢材相适应的焊条或焊丝。
3.1.9用于方钢管混凝土组合异形柱构件的连接紧固件应符合下列规定：
1普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓C级》GB/T5780及六角头螺栓》GB/T5782的规定。
2高强度螺栓应符合现行国家标准《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头螺母》GB/T1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈与技术条件》GB/1231或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》CB/T3632的规定。高强度螺栓的预拉力和摩擦抗滑移系数按现行国家标准钢结构设计标准》GB50017选用。
3.1.10焊钉（栓钉）应符合现行国家标准电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》CB/T10433的规定。
3.2结构体系
3.2.1多、高层民用建筑方钢管混凝土组合异形柱结构应注重概念设计，综合考虑建筑的使用功能、环境条件、材料供应、制作安装、施工条件因素，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系、构件形式和连接构造。应保证结构的整体抗震性能，使结构具有必要的承载能力、刚度和延性。
3.2.2多、高层民用建筑方钢管混凝土组合异形柱结构应有明确的竖向及水平传力路径，其平面和竖向布置及规则性要求，应符合现行国家和行业标准建筑抗震设计规范》GB50011和高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99的有关规定。
3.2.3抗震设防的结构，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。
3.2.4方钢管混凝土组合异形柱结构构件应根据抗震设防分类、烈度、结构类型和房屋高度按照建筑抗震设计规范》GB50011的相关规定采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
3.2.5抗震设防烈度为6度至8度的方钢管混凝土组合异形柱结构的最大适用高度应符合表3.2.5的规定。平面和竖向均不规则的结构，其最大适用高度宜适当降低。4结构计算分析
4.1一般规定
4.11荷载、地震作用及荷载效应组合应按现行国家标准建筑结构荷载规范》GB50009和建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定进行计算。
4.1.2在竖向荷载、风荷载以及多遇地震作用下，结构的内力和变形可采用弹性方法计算；在罕遇地震作用下结构的弹塑性变形可采用弹塑性时程分析法或静力弹塑性分析法计算。
4.1.3弹性分析时，可将方钢管混凝土组合异形柱按抗弯刚度等效为方钢管混凝土柱，亦可按本规程附录A的规定计算柱的抗侧刚度。
4.1.4不规则且具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏的建筑结构，应按建筑抗震设计规范GB50011的有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。此时，可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法。
4.1.5计算结构内力与变形时，可假定楼盖在其自身平面内为无限刚性，设计时应采取相应的措施保证楼盖平面内的整体刚度。当楼盖可能产生较明显的面内变形时，计算时应考虑楼盖平面内的实际刚度，考虑楼盖的面内变形影响。
4.1.6弹性分析时，当钢梁与楼板在构造上有可靠连接时，宜考虑钢梁与楼板的共同作用，可计人楼板对钢梁惯性矩的增大作用。梁两侧均有楼板时，梁的惯性矩可取钢梁惯性矩的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。
4.1.7计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期，应考虑非承重填充墙的刚度影响予以折减。折减系数可取0.7~0.9，当非承重墙体为轻质墙板或外挂墙板时，自振周期的折减系数可取0.9。在结构承载力和刚度计算时不应计人非结构构件的有利作用。