高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程,CECS230：2008.pdf

'中国工程建设协会标准高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程Specificationfordesignofsteel-concretemixedstructureoftallbuildingsCECS230：2008主编单位：中国建筑标准设计研究院批准单位：中国工程建设标准化协会施行日期：2008年11月1日中国工程建设标准化协会公告第29号关于发布《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》的公告根据中国工程建设标准化协会[2002]建标协字第33号文《关于印发中国工程建设标准化协会2002年第二批标准制、修订项目计划的通知》的要求，由中国建筑标准设计研究院等单位编制的《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》，经本协会组织审查，现批准发布，编号为CECS230：2008，自2008年11月1日起施行。中国工程建设标准化协会二〇〇八年七月十七日前言根据中国工程建设标准化协会(2002)建标协字第33号文《关于印发中国工程建设标准化协会2002年第二批标准制、修订项目计划的通知》的要求，制定本规程。近年来，钢框架-混凝土核心筒混合结构已成为我国高层建筑中应用最多的结构形式。现行国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3虽然对这种结构设计的若干基本问题作出了规定，但由于框架形式的多样，其与核心筒组合形式不同带来的受力特点的差异、框架部分的层剪力分担率以及构件和连接设计中方方面面的问题，还缺少相关的标准。为了使这种结构的设计有据可依，促进其进一步合理发展，由中国建筑标准设计研究院组织有关单位，共同编制了本规程。根据国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求，推荐给工程建设设计、使用单位和工程技术人员采用。本规程由中国工程建设标准化协会钢结构专业委员会CECS/TC1归口管理，由中国建筑标准设计研究院(北京市海淀区首体南路9号主语国际2号楼，100044)负责解释。在使用中如发现需要修改或补充之处，请将意见和资料寄往解释单位。主编单位：中国建筑标准设计研究院参编单位：清华大学同济大学上海中巍结构工程设计顾问事务所浙江杭萧钢构股份公司长安大学天津市建筑设计院主要起草人：蔡益燕方鄂华钱稼茹叶列平郁银泉崔鸿超李国强赵作周周绪红申林杨强跃陈国津陈敖宜中国工程建设标准化协会2008年7月17日1总则1．0．1为满足高层建筑钢-混凝土混合结构应用的需要，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10层及10层以上或房屋高度超过28m的高层建筑钢-混凝土混合结构的设计。钢-混凝土混合结构是指由钢框架、钢支撑框架、混合框架，或钢框筒、混合框筒与钢筋(或钢骨)混凝土核心筒(或剪力墙)组成的结构，可分为双重抗侧力体系和非双重抗侧力体系。本规程不适用于建造在危险地段场地的钢-混凝土混合结构。1．0．3抗震设计的高层建筑混合结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙三个抗震设防类别。建筑抗震设防类别的划分和抗震设防标准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的规定。1．0．4高层建筑混合结构的设计除应符合本规程的规定外，尚应符合现行国家强制性标准的规定。1 2术语、符号2．1术语2．1．1组合柱compositecolumn由钢和混凝土组合而成并共同受力的柱，包括钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱。2．1．2组合梁compositebeam由钢和混凝土组合而成并共同受力的梁，包括钢骨混凝土梁和钢-混凝土组合梁，后者是由混凝土板与钢梁组合而成并共同工作的梁。2．1．3钢骨混凝土筒(剪力墙)steel-reinforcedconcretecore(shearwall)由钢筋混凝土和钢骨架组成并共同受力的筒(剪力墙)。2．1．4混合框架或混合框筒mixedframeormixedframedcore由组合柱与钢梁或组合梁组成的框架或框筒。2．1．5双重抗侧力体系dualsystem由两种受力、变形性能不同的抗侧力结构单元组成并共同承受水平地震作用的结构体系。例如，框架-剪力墙，框架-核心筒，筒中筒等体系，其中框架部分承受的地震层剪力应符合本规程双重抗侧力体系的规定。2．1．6框架层剪力分担率percentageofstoryshearforcecarriedbyframe框架部分最小地震层剪力标准值与该层总地震层剪力标准值的比值。2术语、符号2．1术语2．1．1组合柱compositecolumn由钢和混凝土组合而成并共同受力的柱，包括钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱。2．1．2组合梁compositebeam由钢和混凝土组合而成并共同受力的梁，包括钢骨混凝土梁和钢-混凝土组合梁，后者是由混凝土板与钢梁组合而成并共同工作的梁。2．1．3钢骨混凝土筒(剪力墙)steel-reinforcedconcretecore(shearwall)由钢筋混凝土和钢骨架组成并共同受力的筒(剪力墙)。2．1．4混合框架或混合框筒mixedframeormixedframedcore由组合柱与钢梁或组合梁组成的框架或框筒。2．1．5双重抗侧力体系dualsystem由两种受力、变形性能不同的抗侧力结构单元组成并共同承受水平地震作用的结构体系。例如，框架-剪力墙，框架-核心筒，筒中筒等体系，其中框架部分承受的地震层剪力应符合本规程双重抗侧力体系的规定。2．1．6框架层剪力分担率percentageofstoryshearforcecarriedbyframe框架部分最小地震层剪力标准值与该层总地震层剪力标准值的比值。2．2符号2．2．1作用和作用效应：M——弯矩设计值；N——轴力设计值；V——剪力设计值；——钢骨混凝土柱钢骨部分的受弯承载力；MB——埋入式柱脚柱钢骨底部截面的弯矩设计值；MBu——埋入式柱脚钢骨底部的混凝土承载力；——基础顶面柱钢骨部分承担的弯矩设计值；——钢骨混凝土柱钢筋混凝土部分的受弯承载力；Mu——圆形钢管混凝土柱的受弯承载力；极限受弯承载力；Mwu——钢骨(管)混凝土剪力墙的正截面受弯承载力；2 ——分别为梁左右端顺时针或反时针方向考虑地震作用组合的弯矩设计值；——分别为节点区左右梁端顺时针或反时针方向全塑性受弯承载力；——分别为梁左右端顺时针或反时针方向实配的正截面抗震受弯承载力；Mpc——有轴力作用时钢柱截面的全塑性受弯承载力；Ml——钢柱脚的受弯承载力；——钢骨混凝土柱钢骨部分的轴力承载力；NB——埋入式柱脚柱钢骨底部截面的轴力设计值；——钢骨混凝土柱钢筋混凝土部分的轴力承载力；——基础顶面柱混凝土部分所承担的轴力设计值；Nl——钢管混凝土局部作用的轴压力设计值；Nul——钢管混凝土柱的局部受压承载力；N0——圆形钢管混凝土短柱的轴心受压承载力；Nav——单个栓钉或穿筋的抗剪承载力设计值；Ny——钢柱的轴向屈服承载力；Rs——单个螺栓的实际受剪承载力；——钢骨混凝土构件钢骨部分的受剪承载力；——钢骨混凝土构件钢筋混凝土部分的受剪承载力；Vb——钢骨(板)混凝土连梁的剪力设计值；VGb——在重力荷载代表值作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值；Vj——节点核心区剪力设计值；Vss——钢梁传来的剪力；Ty——U形加强筋的受拉承载力；Ta——单个栓钉或穿筋的抗拉承载力设计值；Wk——风荷载标准值；△u——层间位移。2．2．2材料性能和抗力：Ec——混凝土的弹性模量；Es——钢材的弹性模量；ƒ——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；ƒa——栓钉钉杆钢材抗拉强度设计值；钢管材料的抗拉、抗压强度设计值；ƒB——混凝土承压强度设计值；ƒt、fc——混凝土轴心抗拉、轴心抗压强度设计值；ƒck——混凝土轴心抗压强度标准值；ƒv——钢材的抗剪强度设计值；ƒce——钢材的端面承压强度设计值；ƒy——钢材的屈服强度；ƒyv——箍筋的抗拉强度设计值；ƒyk——钢筋或U形加强筋的抗拉强度标准值；ƒu——钢材的极限抗拉强度最小值；ƒwt、ƒwc、ƒwv——对接焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值；ƒwf——角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值；τ0——钢管与核心混凝土界面的粘结强度设计值；2．2．3几何参数：A——毛截面面积；Ass、Aα——钢骨、钢管横截面面积；Aw——钢梁腹板截面面积；Ac——钢管混凝土柱混凝土截面面积；钢管内混凝土横截面面积；Asv——配置在同一混凝土斜截面内箍筋各肢的全部截面面积；Ash——配置在同一截面内箍筋的截面积；3 A0——栓钉将混凝土拔出成45°台锥体破坏时侧表面的投影面积；Al——U形加强筋的截面面积之和；a——U形加强筋重心至基础表面或至柱底板下表面的距离；Bc——与弯矩方向垂直的柱身宽度；be——外包层混凝土的截面有效宽度；bse——钢柱埋入部分的有效承压宽度；D——栓钉钉头直径；Dc——与弯矩作用方向平行的柱身尺寸；d0——预埋件受拉区栓钉的面积形心至预埋件受压边缘的距离；e0——偏心距；e1——螺栓群的实际偏心距；e2——折算偏心距；ab——梁受拉主筋至截面受拉边缘距离；bj——节点核心区受剪截面宽度；he——栓钉埋入混凝土的钉杆深度；hB——柱脚埋置深度；H——房屋高度；层高；Hn——框架柱净高；h——层高；hb——梁截面高度；hb0——混凝土连梁截面有效高度；hc——柱截面高度；hj——节点核心区受剪截面高度；Isb——高强螺栓群的截面面积惯性矩；l——构件长度；基础顶面到钢柱反弯点的距离；le——柱的等效计算长度；埋置长度；ns——高强螺栓群的螺栓数；nl——预埋件受拉区栓钉或穿筋的数量；nc——预埋件受压区栓钉或穿筋的数量；re——钢管内混凝土横截面的半径；s——箍筋间距；t——钢板厚度；tw——腹板厚度；tf——翼缘厚度；B——箱形截面边长；D——钢管外径；Wpb——梁的塑性截面模量；Wpe——柱的塑性截面模量。2．2．4计算系数：α——与混凝土强度等级有关的系数；βc——混凝土强度影响系数；γRE——承载力抗震调整系数；γ——栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比；K——刚度系数；φ——钢管混凝土轴心受压构件稳定系数；η——强柱系数；ηj——节点核心区剪力增大系数；ηtn——预埋件弯矩增大系数；ηυ——预埋件剪力增大系数；ψ——折减系数；ρsh——水平箍筋的配筋率；φl——钢管混凝土柱考虑长细比影响的承载力折减系数；4 φe——钢管混凝土柱考虑偏心率影响的承载力折减系数；φ0——钢管混凝土轴心受压柱考虑长细比影响时的承载力折减系数；θ——钢管混凝土套箍系数；ξ——与混凝土强度等级有关的系数；ω——考虑局部压应力分布状况的系数；n——柱的轴压力系数；δj——节点形式系数。3材料3．1钢材3．1．1承重结构的钢材，非抗震结构宜采用Q235、Q345和Q390钢，抗震结构宜采用Q235、Q345和Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ钢。钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑结构用钢板》GB/T19879的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合有关标准的规定和要求。3．1．2应根据承重结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作环境以及构件所处部位等不同情况，选择合适的钢材牌号和质量等级，并应保证抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯性能、冲击韧性等合格，硫、磷含量不高于有关标准规定的限值。焊接结构构件尚应保证碳含量不高于有关标准规定的限值。3．1．3常用钢材强度值，应按表3．1．3的规定采用。2表3．1．3钢材的强度值(N/mm)注：1表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。2抗震结构用钢材牌号不宜高于Q345。必要时可选用《建筑结构用钢板》GB/T19879规定的优质建筑钢板。3．1．4对处于外露环境，且对耐腐蚀有特殊要求的或在腐蚀性气态和固态介质作用下的承重结构，宜采用耐候钢，其质量要求应符合现行国家标准《焊接结构用耐候钢》GB/T4172的规定。3．1．5抗震结构钢材的屈强比不应大于0．85，应有明显的屈服台阶，伸长率不应小于20％(50mm标距试样)，并应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。3．1．6当连接采用焊接、钢材板厚等于和大于40mm且承受厚度方向拉力时，受拉板件在板厚方向的截面收缩率，不应小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313规定的Z15级允许值。对板厚等于30mm～40mm的Q345钢材，下料前宜加强检验。3．1．7钢材的物理性能指标应按表3．1．7采用。表3．1．7钢材的物理性能指标5 3．1．8在混合结构的设计文件和钢材订货文件中，应注明建筑结构的设计使用年限、所采用钢材的牌号、连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他附加保证项目。此外，还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。3材料3．1钢材3．1．1承重结构的钢材，非抗震结构宜采用Q235、Q345和Q390钢，抗震结构宜采用Q235、Q345和Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ钢。钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑结构用钢板》GB/T19879的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合有关标准的规定和要求。3．1．2应根据承重结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作环境以及构件所处部位等不同情况，选择合适的钢材牌号和质量等级，并应保证抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯性能、冲击韧性等合格，硫、磷含量不高于有关标准规定的限值。焊接结构构件尚应保证碳含量不高于有关标准规定的限值。3．1．3常用钢材强度值，应按表3．1．3的规定采用。2表3．1．3钢材的强度值(N/mm)注：1表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。2抗震结构用钢材牌号不宜高于Q345。必要时可选用《建筑结构用钢板》GB/T19879规定的优质建筑钢板。3．1．4对处于外露环境，且对耐腐蚀有特殊要求的或在腐蚀性气态和固态介质作用下的承重结构，宜采用耐候钢，其质量要求应符合现行国家标准《焊接结构用耐候钢》GB/T4172的规定。3．1．5抗震结构钢材的屈强比不应大于0．85，应有明显的屈服台阶，伸长率不应小于20％(50mm标距试样)，并应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。3．1．6当连接采用焊接、钢材板厚等于和大于40mm且承受厚度方向拉力时，受拉板件在板厚方向的截面收缩率，不应小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313规定的Z15级允许值。对板厚等于30mm～40mm的Q345钢材，下料前宜加强检验。3．1．7钢材的物理性能指标应按表3．1．7采用。表3．1．7钢材的物理性能指标6 3．1．8在混合结构的设计文件和钢材订货文件中，应注明建筑结构的设计使用年限、所采用钢材的牌号、连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他附加保证项目。此外，还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。3．2连接材料3．2．1承重钢结构的焊接材料应符合下列要求：1手工焊接用焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117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力学性能相适应。2自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定。3二氧化碳气体保护焊用焊丝，应符合现行国家标准《气体保护焊用焊丝》GB/T14958的规定。4熔化嘴电渣焊和非熔化嘴电渣焊采用的焊丝，应符合现行国家标准《熔化焊用焊丝》GB/T14957的规定。5当两种不同的钢材相连时，应采用与低强度钢材主体金属力学性能相适应的焊接材料。6焊缝强度设计值应按表3．2．1的规定采用。3．2．2连接螺栓应符合下列规定：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、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3662和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T3663的规定。3螺栓连接的强度设计值应符合表3．2．2的规定。3．2．3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》GB/T10433的规定。3．2．4锚栓可采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中规定的Q235钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591中规定的Q345钢制成。2表3．2．1焊缝的强度设计值(N/mm)注：1自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属的力学性能不低于现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293和《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470中相关的规定。2焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。3对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取ƒwc，在受拉区的抗弯强度设计值取ƒwt，极限抗拉强度取母材的ƒu。7 4表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。5t＜8mm的对接焊缝为三级焊缝。2表3．2．2螺栓连接的强度设计值(N/mm)注：1C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度，均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。2高强度螺栓承压型连接的钢材极限承压强度取1．5ƒu。3．3钢筋和混凝土3．3．1钢筋和混凝土的选用及材料性能与强度指标，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。3．3．2用于抗震等级为一、二级的混合框架结构的纵向受力普通钢筋，其检验所得的强度实测值应符合下列要求：1钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1．25。2钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1．3。3．3．3高层建筑混合结构的混凝土强度等级不宜低于C30，轻骨料混凝土可用于楼板和围护结构，其强度等级不宜低于LC20。4结构设计基本规定4．1一般规定4．1．1高层建筑混合结构不应采用严重不规则的结构体系，并应符合下列要求：1应具有必要的承载能力、刚度和变形能力。2应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。3对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。4．1．2乙类和丙类高层建筑混合结构的最大适用高度应符合表4．1．2的规定。表4．1．2高层建筑混合结构的最大适用高度(m)8 注：1当混合框架中的柱采用钢管混凝土或钢框架采用支撑框架时，高度限值在有可靠依据时可适当放宽。2房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的水箱、电梯机房、构架等高度。3双重抗侧力体系和非双重抗侧力体系应符合本规程第4．1．3条的规定。4混合框架和钢骨混凝土剪力墙(核心筒)中的钢骨或钢管的延伸高度，不应小于结构总高度的60％。5非双重抗侧力体系7度的最大适用高度仅适用于0．1g。6平面和竖向均不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度应适当降低。4．1．3多遇地震时，高层建筑混合结构框架-剪力墙和框架-核心筒中框架部分的最小地震层剪力标准值应满足式(4．1．3)的要求，式中框架部分层剪力分担率β的最小值应按表4．1．3取值；框架部分的最小地震层剪力也不应小于按结构整体分析得到的框架部分的地震层剪力。Vfi≥β·Vi(4．1．3)式中Vfi——第i楼层框架部分的地震层剪力；Vi——第i楼层的总地震层剪力；β——框架部分的地震层剪力分担率。当框架部分的地震层剪力按式(4．1．3)调整时，由地震作用产生的该楼层各构件的剪力、弯矩和轴力标准值均应进行相应调整。表4．1．3框架部分层剪力分担率β的最小值4．1．4非双重抗侧力体系中，剪力墙或核心筒应承担100％的地震剪力。4．1．5抗震设计的框架-剪力墙结构，在基本振型地震作用下，框架部分底部承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架部分的抗震等级应按混合框架结构确定，与表4．1．2中混合框架结构相比，其最大适用高度可适当增加。4．1．6高层建筑框架-核心筒混合结构中，核心筒高宽比不宜大于12。4．1．7高层建筑混合结构的位移限值应符合下列要求：1在风荷载和多遇地震作用下，最大弹性层间位移角不宜大于表4．1．7的限值。表4．1．7弹性层间位移角限值9 注：房屋高度H介于150～250m时，层间位移角限值可采用线性插值。2在罕遇地震作用下，高层建筑混合结构的弹塑性层间位移角，对于混合框架结构不应大于1/50，其余结构不应大于1/100。4．1．8高度超过150m的高层建筑混合结构，应满足舒适度要求，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的10年一遇的风荷载计算的顺风向和横风向结构顶点最大加速度aw和atr，不应超过表4．1．8规定的最大加速度限值amax。必要时，可通过风洞试验结果计算确定顺风向和横风向结构顶点最大加速度aw和atr，其结果也不应超过表4．1．8规定的最大加速度限值amax。表4．1．8结构顶点最大加速度限值4．1．9高层建筑混合结构在风荷载作用下的顶点最大加速度，可按下列公式计算：1顺风向顶点最大加速度2式中aw——顺风向顶点最大加速度(m/s)；μs——风荷载体型系数；ω——重现期为10年的风压值，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用；ξ、υ——分别为脉动增大系数和脉动影响系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用；A——建筑物总迎风面积(m2)；mtot——建筑物总质量(t)。2横风向顶点最大加速度2式中atr——横风向顶点最大加速度(m/s)；υn，m——建筑物顶点平均风速(m/s)，υn，m＝40，μz为风压高度变化系数，ω0为基本风压(kN/m2)，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用；γB——地面以上建筑物所受的平均重力(kN/m3)；ξt，cr——建筑物横风向的临界阻尼比值，一般可取0．01～0．02；Tl——建筑物横风向基本自振周期(s)；B、L——分别为建筑物平面的宽度和长度(m)。4结构设计基本规定4．1一般规定4．1．1高层建筑混合结构不应采用严重不规则的结构体系，并应符合下列要求：1应具有必要的承载能力、刚度和变形能力。2应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。3对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。4．1．2乙类和丙类高层建筑混合结构的最大适用高度应符合表4．1．2的规定。表4．1．2高层建筑混合结构的最大适用高度(m)10 注：1当混合框架中的柱采用钢管混凝土或钢框架采用支撑框架时，高度限值在有可靠依据时可适当放宽。2房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的水箱、电梯机房、构架等高度。3双重抗侧力体系和非双重抗侧力体系应符合本规程第4．1．3条的规定。4混合框架和钢骨混凝土剪力墙(核心筒)中的钢骨或钢管的延伸高度，不应小于结构总高度的60％。5非双重抗侧力体系7度的最大适用高度仅适用于0．1g。6平面和竖向均不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度应适当降低。4．1．3多遇地震时，高层建筑混合结构框架-剪力墙和框架-核心筒中框架部分的最小地震层剪力标准值应满足式(4．1．3)的要求，式中框架部分层剪力分担率β的最小值应按表4．1．3取值；框架部分的最小地震层剪力也不应小于按结构整体分析得到的框架部分的地震层剪力。Vfi≥β·Vi(4．1．3)式中Vfi——第i楼层框架部分的地震层剪力；Vi——第i楼层的总地震层剪力；β——框架部分的地震层剪力分担率。当框架部分的地震层剪力按式(4．1．3)调整时，由地震作用产生的该楼层各构件的剪力、弯矩和轴力标准值均应进行相应调整。表4．1．3框架部分层剪力分担率β的最小值4．1．4非双重抗侧力体系中，剪力墙或核心筒应承担100％的地震剪力。4．1．5抗震设计的框架-剪力墙结构，在基本振型地震作用下，框架部分底部承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架部分的抗震等级应按混合框架结构确定，与表4．1．2中混合框架结构相比，其最大适用高度可适当增加。4．1．6高层建筑框架-核心筒混合结构中，核心筒高宽比不宜大于12。4．1．7高层建筑混合结构的位移限值应符合下列要求：1在风荷载和多遇地震作用下，最大弹性层间位移角不宜大于表4．1．7的限值。表4．1．7弹性层间位移角限值11 注：房屋高度H介于150～250m时，层间位移角限值可采用线性插值。2在罕遇地震作用下，高层建筑混合结构的弹塑性层间位移角，对于混合框架结构不应大于1/50，其余结构不应大于1/100。4．1．8高度超过150m的高层建筑混合结构，应满足舒适度要求，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的10年一遇的风荷载计算的顺风向和横风向结构顶点最大加速度aw和atr，不应超过表4．1．8规定的最大加速度限值amax。必要时，可通过风洞试验结果计算确定顺风向和横风向结构顶点最大加速度aw和atr，其结果也不应超过表4．1．8规定的最大加速度限值amax。表4．1．8结构顶点最大加速度限值4．1．9高层建筑混合结构在风荷载作用下的顶点最大加速度，可按下列公式计算：1顺风向顶点最大加速度2式中aw——顺风向顶点最大加速度(m/s)；μs——风荷载体型系数；ω——重现期为10年的风压值，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用；ξ、υ——分别为脉动增大系数和脉动影响系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用；A——建筑物总迎风面积(m2)；mtot——建筑物总质量(t)。2横风向顶点最大加速度2式中atr——横风向顶点最大加速度(m/s)；υn，m——建筑物顶点平均风速(m/s)，υn，m＝40，μz为风压高度变化系数，ω0为基本风压(kN/m2)，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用；γB——地面以上建筑物所受的平均重力(kN/m3)；ξt，cr——建筑物横风向的临界阻尼比值，一般可取0．01～0．02；Tl——建筑物横风向基本自振周期(s)；B、L——分别为建筑物平面的宽度和长度(m)。4．2结构平面布置4．2．1高层建筑混合结构的平面宜简单、规则、对称，具有足够的抗扭刚度，尽量减少结构在地震作用下的扭转。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比不应大于0．85。4．2．2高层建筑混合结构的平面布置宜避免表4．2．2所列的不规则类型。表4．2．2平面不规则类型12 4．2．3高层建筑混合结构的楼盖应具有良好的刚度和整体性。当楼面有较大开口或为转换层楼面时，应采用现浇楼盖，或在楼板平面设支撑。4．2．4跨度较大的楼面梁不宜支承在核心筒连梁及剪力墙连梁上。4．3结构竖向布置4．3．1抗震设防的混合结构竖向布置宜符合下列规定：1结构的刚度、质量和承载力，沿高度变化宜均匀，避免出现软弱层和薄弱层；2钢框架设置支撑时，支撑在竖向宜连续布置，且宜延伸至基础；3框架柱沿竖向宜连续布置；4框架-核心筒结构中的核心筒沿竖向应连续布置。4．3．2混合结构沿高度可由钢筋混凝土、钢骨混凝土、钢管混凝土和钢结构等不同材料的构件组成。不同材料的框架柱连接处应设置过渡层，避免刚度和承载力突变。4．3．3混合结构的竖向布置宜避免表4．3．3所列的不规则类型。表4．3．3竖向不规则类型4．4结构设计的其他规定4．4．1高层建筑混合结构中钢筋混凝土和钢骨混凝土构件的抗震等级应根据烈度、结构类型和房屋高度确定，并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表4．4．1确定。甲类、乙类建筑的抗震等级可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011确定烈度后按表4．4．1确定。钢管混凝土柱和钢梁、钢柱均不分抗震等级。表4．4．1高层建筑混合结构的抗震等级13 注：1表中所指“特一、一、二、三、四级”即“抗震等级为特一、一、二、三、四级”的简称；2建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；3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；4“内筒”是指表4．1．2中所列各种筒中筒结构中的内筒。4．4．2构件的承载力抗震调整系数γRE应根据构件类型分别按有关标准确定。圆钢管混凝土柱的承载力抗震调整系数γRE可取1．0。4．4．3框架-核心筒结构和筒中筒结构的外框架梁柱连接应采用刚接；楼盖梁宜采用钢梁，与周边框架柱宜采用刚接，与钢筋混凝土核心筒应采用铰接，与钢骨混凝土核心筒中钢骨架的连接可视具体情况采用铰接或刚接。4．4．4当高度超过100m时，框架-核心筒结构中可设置伸臂桁架，必要时也可同时设置腰桁架，此时应考虑设置伸臂桁架后的内力突变及采取有效的抗震构造措施。5结构计算分析5．1一般规定5．1．1高层建筑混合结构在风荷载和多遇地震作用下的内力和位移应按弹性方法计算。5．1．2高层建筑混合结构弹性分析的荷载和荷载效应组合应按下列规定执行：1竖向荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定取值。当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑其不利分布。2风荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定取值。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑混合结构，承载力计算时，基本风压应按100年重现期的风压值采用；位移计算时，基本风压可按50年重现期的风压值采用。3当房屋高度大于200m时，或当房屋高度大于150m且有下列情况之一时，宜进行风洞试验：1)平面形状不规则或立面形状复杂；2)立面开洞或连体建筑；3)周围地形和环境复杂；4)当多栋建筑间距较近，又没有可供参考的类似试验资料以了解其群体效应的相互影响。4地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011计算，在单向地震作用下应考虑偶然偏心的影响，每层楼面质心沿垂直于地震作用方向的附加偏心距可按下式计算：ei＝±0．05Li(5．1．2)式中ei——第i层质心偏心距，各楼层偏移方向应相同；Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度。14 5无地震作用的荷载效应组合应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定执行；有地震作用的荷载效应组合应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定执行。5．1．3计算地震作用时，高层建筑混合结构的阻尼比可取为0．05。5．1．4高层建筑混合结构在地震作用下的内力和位移计算所采用的结构自振周期，应考虑非结构构件的影响予以修正，修正计算自振周期要考虑非结构构件的材料、数量及其与主体结构的连接方式，分别乘以下列系数：1框架结构、框架-剪力墙结构可取0．7～1．0；2框架-核心筒结构可取0．8～1．0；3筒中筒结构可取0．9～1．0。5．1．5高层建筑混合结构的计算模型可采用空间计算模型或空间协同计算模型。规则的矩形、圆形等长宽比不大的建筑，结构计算时可假定楼盖平面内为无限刚性；如有楼板开大洞口、楼盖凹进凸出较大、楼盖错层等情况，结构计算时宜考虑楼盖变形。抗震计算或对复杂平面结构进行非抗震计算时，应考虑平扭耦联的计算模型。计算振型数应使振型参与质量之和不小于总质量的90％。5．1．6高层建筑混合结构的钢构件、钢筋混凝土构件、钢骨混凝土构件、钢管混凝土构件应分别建立各自计算单元，梁、柱可采用杆单元模型，剪力墙可采用薄壁单元、墙板单元、壳单元或平面有限元等模型，支撑可采用两端铰接杆单元。5．1．7在进行弹性阶段的结构整体内力和变形分析时，钢骨混凝土构件及钢管混凝土柱的刚度可按下列方法确定：1钢骨混凝土梁、柱及钢管混凝土柱截面的轴向刚度、抗弯刚度和抗剪刚度可采用钢骨或钢管部分的刚度与钢筋混凝土部分的刚度之和，即：EA＝EcAc＋EssAss(5．1．7-1)EI＝EcIc＋EssIss(5．1．7-2)GA＝GcAc＋GssAss(5．1．7-3)式中EcAc——钢筋混凝土部分的轴向刚度；EssAss——钢骨(或钢管)部分的轴向刚度；EcIc——钢筋混凝土部分的抗弯刚度；EssIss——钢骨(或钢管)部分的抗弯刚度；GcAc——钢筋混凝土部分的抗剪刚度，只计入腹板部分面积；GssAss——钢骨(或钢管)部分的抗剪刚度，只计入与受力方向平行的腹板面积。2无端柱钢骨混凝土剪力墙可按相同截面的钢筋混凝土剪力墙计算轴向、抗弯、抗剪刚度。有端柱钢骨混凝土剪力墙，可按H形截面混凝土墙计算轴向和抗弯刚度，端柱中的钢骨可折算为等效混凝土面积后，计入H形截面的翼缘面积。墙的抗剪刚度可只计入腹板混凝土面积。3考虑混凝土的开裂及徐变影响时，以及对于结构受力较大的部位，在进行结构变形计算时，宜适当降低钢筋混凝土部分的抗弯刚度，降低系数可取0．6～0．8，但不得小于相同截面尺寸的钢筋混凝土构件的抗弯刚度。5．1．8高度超过100m，或不规则高层建筑混合结构进行弹性分析时，至少应采用两个不同力学模型的计算程序进行整体计算。5．1．9当没有地下室或地下室顶板处不能作为嵌固端，而钢柱又采用埋入式柱脚时，钢柱的嵌固端宜取在基础顶面向下1．5倍柱截面高度处。5．1．10高度超过100m的高层建筑混合结构，宜进行模拟施工过程计算。当部分结构先行施工时，应考虑其独立承受外部荷载的能力且确保其稳定，或视其能力确定允许先行施工的楼层数。5．1．11对于高度超过100m的钢框架(钢框筒)-混凝土核心筒结构，宜考虑混凝土后期徐变、收缩和不同材料构件压缩变形差的影响，必要时应采取相应措施减小内、外结构的竖向变形差。5结构计算分析5．1一般规定5．1．1高层建筑混合结构在风荷载和多遇地震作用下的内力和位移应按弹性方法计算。5．1．2高层建筑混合结构弹性分析的荷载和荷载效应组合应按下列规定执行：15 1竖向荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定取值。当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑其不利分布。2风荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定取值。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑混合结构，承载力计算时，基本风压应按100年重现期的风压值采用；位移计算时，基本风压可按50年重现期的风压值采用。3当房屋高度大于200m时，或当房屋高度大于150m且有下列情况之一时，宜进行风洞试验：1)平面形状不规则或立面形状复杂；2)立面开洞或连体建筑；3)周围地形和环境复杂；4)当多栋建筑间距较近，又没有可供参考的类似试验资料以了解其群体效应的相互影响。4地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011计算，在单向地震作用下应考虑偶然偏心的影响，每层楼面质心沿垂直于地震作用方向的附加偏心距可按下式计算：ei＝±0．05Li(5．1．2)式中ei——第i层质心偏心距，各楼层偏移方向应相同；Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度。5无地震作用的荷载效应组合应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定执行；有地震作用的荷载效应组合应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定执行。5．1．3计算地震作用时，高层建筑混合结构的阻尼比可取为0．05。5．1．4高层建筑混合结构在地震作用下的内力和位移计算所采用的结构自振周期，应考虑非结构构件的影响予以修正，修正计算自振周期要考虑非结构构件的材料、数量及其与主体结构的连接方式，分别乘以下列系数：1框架结构、框架-剪力墙结构可取0．7～1．0；2框架-核心筒结构可取0．8～1．0；3筒中筒结构可取0．9～1．0。5．1．5高层建筑混合结构的计算模型可采用空间计算模型或空间协同计算模型。规则的矩形、圆形等长宽比不大的建筑，结构计算时可假定楼盖平面内为无限刚性；如有楼板开大洞口、楼盖凹进凸出较大、楼盖错层等情况，结构计算时宜考虑楼盖变形。抗震计算或对复杂平面结构进行非抗震计算时，应考虑平扭耦联的计算模型。计算振型数应使振型参与质量之和不小于总质量的90％。5．1．6高层建筑混合结构的钢构件、钢筋混凝土构件、钢骨混凝土构件、钢管混凝土构件应分别建立各自计算单元，梁、柱可采用杆单元模型，剪力墙可采用薄壁单元、墙板单元、壳单元或平面有限元等模型，支撑可采用两端铰接杆单元。5．1．7在进行弹性阶段的结构整体内力和变形分析时，钢骨混凝土构件及钢管混凝土柱的刚度可按下列方法确定：1钢骨混凝土梁、柱及钢管混凝土柱截面的轴向刚度、抗弯刚度和抗剪刚度可采用钢骨或钢管部分的刚度与钢筋混凝土部分的刚度之和，即：EA＝EcAc＋EssAss(5．1．7-1)EI＝EcIc＋EssIss(5．1．7-2)GA＝GcAc＋GssAss(5．1．7-3)式中EcAc——钢筋混凝土部分的轴向刚度；EssAss——钢骨(或钢管)部分的轴向刚度；EcIc——钢筋混凝土部分的抗弯刚度；EssIss——钢骨(或钢管)部分的抗弯刚度；GcAc——钢筋混凝土部分的抗剪刚度，只计入腹板部分面积；GssAss——钢骨(或钢管)部分的抗剪刚度，只计入与受力方向平行的腹板面积。2无端柱钢骨混凝土剪力墙可按相同截面的钢筋混凝土剪力墙计算轴向、抗弯、抗剪刚度。有端柱钢骨混凝土剪力墙，可按H形截面混凝土墙计算轴向和抗弯刚度，端柱中的钢骨可折算为等效混凝土面积后，计入H形截面的翼缘面积。墙的抗剪刚度可只计入腹板混凝土面积。3考虑混凝土的开裂及徐变影响时，以及对于结构受力较大的部位，在进行结构变形计算时，宜适当降低钢筋混凝土部分的抗弯刚度，降低系数可取0．6～0．8，但不得小于相同截面尺寸的钢筋混凝土构件的抗弯刚度。5．1．8高度超过100m，或不规则高层建筑混合结构进行弹性分析时，至少应采用两个不同力学模型的计算程序进行整体计算。5．1．9当没有地下室或地下室顶板处不能作为嵌固端，而钢柱又采用埋入式柱脚时，钢柱的嵌固端宜取在基础顶面向下1．5倍柱截面16 高度处。5．1．10高度超过100m的高层建筑混合结构，宜进行模拟施工过程计算。当部分结构先行施工时，应考虑其独立承受外部荷载的能力且确保其稳定，或视其能力确定允许先行施工的楼层数。5．1．11对于高度超过100m的钢框架(钢框筒)-混凝土核心筒结构，宜考虑混凝土后期徐变、收缩和不同材料构件压缩变形差的影响，必要时应采取相应措施减小内、外结构的竖向变形差。5．2计算参数及内力调整5．2．1高度大于100m的高层建筑混合结构分析，当重力荷载引起的楼层附加弯矩大于楼层初始弯矩10％时，应计入重力二阶效应的影响。5．2．2进行结构弹性分析时，应考虑现浇混凝土楼板对钢梁和钢骨混凝土梁刚度的增大作用。当梁一侧或两侧有混凝土楼板时，钢骨混凝土梁刚度的增大系数可取1．3～2．0，钢梁刚度的增大系数可取1．2～1．5。5．2．3钢骨混凝土框架梁可考虑竖向荷载作用下弯矩的塑性内力重分布。现浇结构梁端弯矩调幅系数可取0．8～0．9；梁端弯矩调幅后跨中弯矩应按平衡条件相应增大，调整后的跨中弯矩值不应小于简支梁跨中弯矩的50％。取调整后的梁内力与其他荷载效应组合。5．2．4不规则结构的设计内力应按下列要求进行调整：1竖向不规则结构中薄弱层的层剪力乘以1．15的增大系数；2当最大层间位移大于该楼层两端层间位移平均值的1．2倍，但不超过1．5倍时，可将本规程第5．1．2条中规定的附加偏心距加大为0．06Li进行计算；当最大层间位移大于该楼层两端层间位移平均值的1．5倍，但不超过1．7倍时，可将附加偏心距加大为0．075Li计算。应按加大附加偏心距计算所得的地震内力进行组合并设计构件，角柱弯矩设计值应乘以增大系数1．2。5．2．5不参与抗侧力计算、仅承受竖向荷载的少量柱，其弯矩设计值可取其轴力设计值乘以结构层间位移值，并按此弯矩计算该构件的剪力设计值。5．2．6抗震设计的高层建筑混合结构的梁、柱、墙和节点核心区的内力设计值的调整和增大应按国家现行有关标准的规定执行。5．2．7抗震设计的剪力墙或核心筒中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于0．5；也可根据连梁弹性刚度计算得到的弯矩，直接降低连梁弯矩，降低系数不宜小于0．8。上述两种方法不应同时采用。5．3罕遇地震作用下变形验算5．3．1高层建筑混合结构在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角宜根据国家现行有关标准的规定计算。5．3．2高层建筑混合结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形验算，可采用弹塑性时程分析方法或静力弹塑性分析方法。5．3．3进行弹塑性时程分析和静力弹塑性分析时，应对结构整体进行分析，并采用合理的计算模型。5．3．4罕遇地震作用下的弹塑性时程分析宜符合下列规定：1选用不少于2条能反映场地特性的地震强震加速度记录和1条人工模拟的加速度时程曲线。地震加速度时程的峰值应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定采用，地震加速度时程的持续时间不宜少于20s；时程分析的积分步长不宜大于0．02s，且不宜大于结构基本周期的1/10；2阻尼比宜采用0．05；3应同时作用重力荷载代表值，其荷载分项系数可取为1．0，重力荷载代表值应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定计算；4恢复力模型可根据已有资料或试验确定。5．3．5进行静力弹塑性分析时，水平荷载的分布模式不应少于两种。5．3．6进行弹塑性时程分析或静力弹塑性分析时，应采用构件的实际截面和实际配筋，并应采用材料强度标准值。5．3．7弹塑性时程分析或静力弹塑性分析均宜计入结构整体的P-△效应。6构件设计17 6．1钢构件6．1．1钢梁和钢柱的强度和稳定性计算，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定执行。非抗震设计时结构效应应考虑重要性系数，或将钢材的强度设计值除以重要性系数。抗震设计时，钢材的强度设计值应除以构件承载力抗震调整系数γRE，取截面塑性发展系数γx＝γy＝1．0。6．1．2轴心受压构件的稳定系数φ应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。对于板厚t≥40mm的工形截面柱和箱形截面柱，应按表6．1．2的截面分类选用相应的φ值。其他各类截面的稳定系数φ应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。表6．1．2轴心受压构件的截面分类（板厚t≥40mm)6．1．3钢柱稳定承载力计算时，其内力和计算长度应按下列方法确定：1当重力荷载引起的楼层附加弯矩小于或等于楼层初始弯矩的10％时，其内力可采用一阶弹性分析计算，柱的计算长度系数按本条说明中的方法计算。也可采用本条第2款的方法计算。2当重力荷载引起的楼层附加弯矩大于楼层初始弯矩10％时，其内力计算应采用考虑二阶效应的计算方法，此时柱计算长度系数取1．0。采用考虑二阶效应的计算方法时，对钢筋(和钢骨)混凝土构件应考虑构件的刚度折减，对钢柱应计入初始缺陷的影响。6．1．4框架的钢梁与钢柱构件的板件宽厚比不应大于表6．1．4规定的限值。表6．1．4梁、柱构件板件宽厚比限值注：1表中ρ＝Nb/Aƒ，Nb为钢梁的轴压力设计值，采用刚性楼板假定分析时Nb＝0，但此时腹板的高厚比不应大于80。2表中所列数值适用于Q235，采用其他牌号钢材时应乘以。6．1．5钢框架柱的长细比不应大于表6．1．5规定的限值。表6．1．5钢框架柱长细比限值注：表中所列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时应乘以。6．1．6混合结构中的钢框架柱，在梁翼缘对应位置应设置横向加劲肋或横隔板。工形截面柱和箱形截面柱节点域的稳定性应符合下列规定：式中tw——节点域处柱的(单块)腹板厚度；hb、hc——分别为梁翼缘和柱翼缘间的距离。6．1．7有地震作用效应组合时，钢框架平面内的任一梁柱节点域除应满足式(6．1．6)的要求外，尚应符合下列规定：18 1双重抗侧力体系的框架部分应符合强柱弱梁要求，可按式(6．1．7-1)规定进行计算。当符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第8．2．5条第1款规定的条件时，可不按(6．1．7-1)式验算。∑Wpc(ƒyc－N/Ac)≥η∑Wpbƒyb(6．1．7-1)2节点域的强度应符合式(6．1．7-2)的要求，节点域屈服承载力应符合式(6．1．7-3)的规定，当不满足时应对节点域进行补强。(Mb1＋Mb2)/Vp≤(4/3)ƒv/γRE(6．1．7-2)ψ(Mpb1＋Mpb2)/Vp≤(4/3)ƒv(6．1．7-3)式中ƒyc、ƒyb——分别为柱和梁的钢材屈服强度；∑Wpc、∑Wpb——分别为受弯平面内与所考虑节点相连的上、下柱和左、右梁的塑性截面模量之和；N——柱轴向压力设计值；Ac——柱截面面积；Mb1、Mb2——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值；Mpb1、Mpb2——分别为节点域两侧梁的全塑形受弯承载力；γRE——节点域承载力抗震调整系数，取0．85；Vp——节点域的体积，对工形柱Vp＝hbhctp，对箱形柱Vp＝1．8hbhctp，对圆管柱Vp＝(π/2)hbhctp。此处hc为工形柱腹板的高度、箱形柱腹板的高度或圆管柱的内径，hb为梁腹板的高度。对十字形柱，Vp可按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98第8．3．10条的规定采用；tp为柱在节点域的腹板厚度；η——强柱系数，超过6层的钢框架，6度Ⅳ类场地和7度时可取1．0，8度时可取1．05，9度时可取1．15；ƒv——钢材的抗剪强度设计值；ψ——折减系数，6度Ⅳ类场地和7度时可取0．6，8、9度时可取0．7。注：当柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时，可不验算节点域的稳定性。6构件设计6．1钢构件6．1．1钢梁和钢柱的强度和稳定性计算，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定执行。非抗震设计时结构效应应考虑重要性系数，或将钢材的强度设计值除以重要性系数。抗震设计时，钢材的强度设计值应除以构件承载力抗震调整系数γRE，取截面塑性发展系数γx＝γy＝1．0。6．1．2轴心受压构件的稳定系数φ应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。对于板厚t≥40mm的工形截面柱和箱形截面柱，应按表6．1．2的截面分类选用相应的φ值。其他各类截面的稳定系数φ应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。表6．1．2轴心受压构件的截面分类（板厚t≥40mm)6．1．3钢柱稳定承载力计算时，其内力和计算长度应按下列方法确定：1当重力荷载引起的楼层附加弯矩小于或等于楼层初始弯矩的10％时，其内力可采用一阶弹性分析计算，柱的计算长度系数按本条说明中的方法计算。也可采用本条第2款的方法计算。2当重力荷载引起的楼层附加弯矩大于楼层初始弯矩10％时，其内力计算应采用考虑二阶效应的计算方法，此时柱计算长度系数取1．0。采用考虑二阶效应的计算方法时，对钢筋(和钢骨)混凝土构件应考虑构件的刚度折减，对钢柱应计入初始缺陷的影响。6．1．4框架的钢梁与钢柱构件的板件宽厚比不应大于表6．1．4规定的限值。表6．1．4梁、柱构件板件宽厚比限值19 注：1表中ρ＝Nb/Aƒ，Nb为钢梁的轴压力设计值，采用刚性楼板假定分析时Nb＝0，但此时腹板的高厚比不应大于80。2表中所列数值适用于Q235，采用其他牌号钢材时应乘以。6．1．5钢框架柱的长细比不应大于表6．1．5规定的限值。表6．1．5钢框架柱长细比限值注：表中所列数值适用于Q235钢，采用其他牌号钢材时应乘以。6．1．6混合结构中的钢框架柱，在梁翼缘对应位置应设置横向加劲肋或横隔板。工形截面柱和箱形截面柱节点域的稳定性应符合下列规定：式中tw——节点域处柱的(单块)腹板厚度；hb、hc——分别为梁翼缘和柱翼缘间的距离。6．1．7有地震作用效应组合时，钢框架平面内的任一梁柱节点域除应满足式(6．1．6)的要求外，尚应符合下列规定：1双重抗侧力体系的框架部分应符合强柱弱梁要求，可按式(6．1．7-1)规定进行计算。当符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第8．2．5条第1款规定的条件时，可不按(6．1．7-1)式验算。∑Wpc(ƒyc－N/Ac)≥η∑Wpbƒyb(6．1．7-1)2节点域的强度应符合式(6．1．7-2)的要求，节点域屈服承载力应符合式(6．1．7-3)的规定，当不满足时应对节点域进行补强。(Mb1＋Mb2)/Vp≤(4/3)ƒv/γRE(6．1．7-2)ψ(Mpb1＋Mpb2)/Vp≤(4/3)ƒv(6．1．7-3)式中ƒyc、ƒyb——分别为柱和梁的钢材屈服强度；∑Wpc、∑Wpb——分别为受弯平面内与所考虑节点相连的上、下柱和左、右梁的塑性截面模量之和；N——柱轴向压力设计值；Ac——柱截面面积；Mb1、Mb2——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值；Mpb1、Mpb2——分别为节点域两侧梁的全塑形受弯承载力；γRE——节点域承载力抗震调整系数，取0．85；Vp——节点域的体积，对工形柱Vp＝hbhctp，对箱形柱Vp＝1．8hbhctp，对圆管柱Vp＝(π/2)hbhctp。此处hc为工形柱腹板的高度、箱形柱腹板的高度或圆管柱的内径，hb为梁腹板的高度。对十字形柱，Vp可按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98第8．3．10条的规定采用；tp为柱在节点域的腹板厚度；η——强柱系数，超过6层的钢框架，6度Ⅳ类场地和7度时可取1．0，8度时可取1．05，9度时可取1．15；ƒv——钢材的抗剪强度设计值；ψ——折减系数，6度Ⅳ类场地和7度时可取0．6，8、9度时可取0．7。注：当柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时，可不验算节点域的稳定性。6．2钢-混凝土组合梁6．2．1钢-混凝土组合梁应符合下列要求：1组合梁的混凝土翼板可带板托或不带板托。在高层建筑中，宜采用不带板托的翼板。翼板可用现浇混凝土板，也可采用混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板。20 2采用压型钢板混凝土组合板时，翼板的有效厚度应取压型钢板顶面以上部分且不应小于70mm，组合板的折算厚度不宜小于110mm。压型钢板在中间跨钢梁上的支承长度不应小于50mm，在端支座压型钢板凹肋处应设置栓钉锚固件，栓钉应穿透压型钢板，并焊于钢梁上。3翼板伸出边梁中心线不应小于150mm，且伸出边梁边缘不应小于50mm。4施工阶段若钢梁下无临时支承，组合梁的全部自重和施工荷载应由钢梁单独承受，并应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017验算钢梁的强度、变形和稳定性。6．2．2组合梁构件设计和构造要求，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定执行。6．3钢骨混凝土构件6．3．1钢骨混凝土梁、柱中的钢骨应符合下列要求：1非抗震和四级抗震等级，钢骨含钢率不应小于2％；2一、二、三级抗震等级，钢骨含钢率不应小于4％；3特一级抗震等级，钢骨含钢率不应小于6％；4钢骨的含钢率不宜大于15％；5钢骨的混凝土保护层厚度，对梁不宜小于100mm，对柱不宜小于150mm。6．3．2钢骨混凝土构件中的钢骨板件厚度不应小于6mm，宽厚比不应大于表6．3．2的限值。表6．3．2钢骨板件的宽厚比限值注：表中符号见图6．3．2。图6．3．2钢骨板件宽厚比6．3．3钢骨混凝土梁、柱配筋应符合下列构造要求：1受力纵筋直径不应小于16mm。2钢骨混凝土梁受拉纵筋配筋率不应小于0．2％，受压侧两侧角部必须配置一根直径不小于14mm的纵向钢筋。受拉侧和受压侧纵筋的配置分别不宜超过两排，且梁的纵筋应尽量避免穿过柱中钢骨翼缘。3钢骨混凝土柱受压侧纵向钢筋的配筋率不应小于0．2％，全部纵向钢筋的配筋率不应小于0．6％，且必须在四角配置一根直径不小于16mm的纵向钢筋。4有抗震设防要求的结构，其构件应采用具有135°弯钩的封闭式箍筋，弯钩的直段长度不应小于8倍箍筋直径。5钢骨上设置抗剪连接件时宜采用栓钉。当栓钉位置不正对钢梁腹板时，若钢梁上翼缘承受拉力，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的1．5倍；若钢梁上翼缘不承受拉力，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的2．5倍。栓钉杆的直径不宜小于16mm，其长度不应小于栓钉杆直径的4倍。栓钉的间距沿梁轴线方向不应小于6倍栓钉杆的直径，垂直梁的间距方向不应小于4倍栓钉杆的直径，且均不宜大于300mm；栓钉中心至钢骨板件边缘的距离不应小于50mm。栓钉顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。6．3．4钢骨为对称配置的钢骨混凝土梁的正截面受弯承载力应符合式(6．3．4)的规定。当有地震作用组合时，公式右端应除以承载力抗震调整系数γRE。式中M——弯矩设计值；——梁中钢骨部分的受弯承载力，＝γsWssƒss，其中，Wss为钢骨截面模量；γs为截面塑性发展系数，对工字形钢骨截面，γs取1．05；ƒss为钢骨的抗拉、抗压、抗弯强度设计值；——梁中钢筋混凝土部分的受弯承载力，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算。6．3．5受轴力和弯矩作用的钢骨混凝土柱正截面承载力应符合式(6．3．5)的规定。当有地震作用组合时，公式右端应除以承载力抗21 震调整系数γRE。式中N，M——钢骨混凝土柱的轴力和弯矩设计值，当结构分析已考虑二阶效应时，可不再乘偏心距增大系数。对于抗震结构，应根据强柱弱梁的要求按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关钢筋混凝土柱的规定确定弯矩设计值；，——钢骨部分承担的轴力及相应的受弯承载力，可按现行行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082计算；，——钢筋混凝土部分承担的轴力及相应的受弯承载力，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算。6．3．6钢骨混凝土梁、柱构件的斜截面受剪承载力应符合式(6．3．6)的规定。当有地震作用组合时，公式右端应除以承载力抗震调整系数γRE。式中V——剪力设计值。对于抗震结构，应根据强剪弱弯的要求按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定确定；——钢骨部分的受剪承载力，＝twhwƒssv，其中tw为钢骨腹板的厚度，hw为钢骨腹板的高度，ƒssv为钢骨腹板的抗剪强度设计值，hwtw应计入与受剪方向一致的所有钢骨板材的面积；——钢筋混凝土部分的受剪承载力，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算。6．3．7钢骨混凝土梁、柱的受剪截面尚应符合下列规定：1无地震作用组合时2有地震作用组合时式中βc——混凝土强度影响系数。当混凝土强度等级不超过C50时，取βc＝1．0；当混凝土强度等级为C80时，取βc＝0．8；其间按线性内插法确定βc值。6．3．8抗震设计时，钢骨混凝土柱的轴压力系数n不应大于表6．3．8的限值，轴压力系数可按式(6．3．8)计算。n＝N/(ƒcAc＋ƒssAss)(6．3．8)式中N——柱的轴压力设计值；n——轴压力系数。表6．3．8钢骨混凝土柱轴压力系数限值6．3．9钢骨混凝土框架梁箍筋配置应符合下列构造要求：1梁中箍筋的最小面积配箍率，对于特一级，不应小于0．3％；对于一、二级，不应小于0．25％；对于三、四级和非抗震结构不应小于0．2％。箍筋直径和间距应符合表6．3．9的要求，箍筋间距也不应大于梁高的1/2。2非抗震结构中框架梁箍筋的直径和间距应符合表6．3．9的相关要求。3抗震结构中框架梁的箍筋直径、间距应符合表6．3．9的相关要求。在距梁端2倍梁高的范围内应为箍筋加密区。当梁净跨小于梁截面高度的4倍时，梁全跨应按箍筋加密区要求配置箍筋。22 表6．3．9钢骨混凝土梁箍筋直径和间距的构造要求注：d为纵向钢筋直径。6．3．10钢骨混凝土框架柱箍筋配置应符合下列构造要求：1非抗震结构中的框架柱箍筋的直径和间距应符合表6．3．10-1的规定。2抗震结构中的框架柱箍筋直径、间距应符合表6．3．10-1的规定。距柱上下端1．5倍截面高度的范围应为箍筋加密区。当柱净高小于柱截面高度的4倍时，柱全高应按箍筋加密区要求配置箍筋。3柱中箍筋加密区的最小体积配箍率，应符合表6．3．10-2的要求。柱中箍筋非加密区的体积配箍率不应小于加密区的体积配箍率的一半。表6．3．10-1钢骨混凝土柱箍筋直径和间距构造要求注：d为纵向钢筋直径。表6．3．10-2钢骨混凝土柱箍筋加密区的最小体积配箍率6．3．11钢骨混凝土剪力墙(钢骨混凝土核心筒)设计应符合下列规定：1无端柱钢骨混凝土剪力墙应在端部暗柱中配置钢骨，并应在楼板标高处设置暗梁。端部暗柱内钢骨最小含钢率应符合下列要求：抗震等级为特一级、一、二级时，为4％；其他情况为2％。钢骨及纵向钢筋除应满足承载力计算要求外，纵筋及箍筋宜符合表6．3．11的规定，暗柱面积和其他构造宜符合现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中的有关构造边缘构件的规定，底部加强部位范围应符合本规程第6．3．13条的规定；端部暗柱中钢骨应采用工字钢或槽钢等截面形式，以保证钢骨与混凝土的粘结，其惯性矩较大的形心轴(强轴)应与墙面平行，宜放置在暗柱内靠外边缘一侧。暗柱中钢骨的保护层厚度不应小于50mm。抗震等级为特一级、一级时，暗梁内应配置钢骨，与暗柱内钢骨组成框架；抗震等级为二级时，暗梁内宜配置钢骨，其他情况可设置钢筋混凝土暗梁。表6．3．11剪力墙构造边缘构件的配筋要求2有端柱剪力墙的端柱为钢骨混凝土柱，楼层处应设置暗梁。端柱中的钢骨最小含钢率、保护层厚度和钢筋构造与钢骨混凝土柱相同，应符合本规程第6．3．1条的规定。纵筋及箍筋的配置除必须满足计算要求外，尚宜符合现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中剪力墙构造边缘构件的规定。抗震结构中，在楼板标高处暗梁内应设置钢骨，与柱内钢骨形成钢框架；非抗震结构中，可仅设置钢筋混凝土暗梁。3暗梁内的钢骨或钢筋均不参加剪力墙承载力计算，可按构造要求或施工阶段要求设置。剪力墙墙板中水平钢筋应伸入边柱且有足够的锚固长度，宜在钢骨外绕过或与钢骨焊接。4无端柱剪力墙暗柱和有端柱剪力墙的端柱中的竖向钢骨应沿高度连续贯通，且应有可靠的锚固。23 6．3．12钢骨混凝土剪力墙墙板部分的厚度应符合表6．3．12要求。表6．3．12剪力墙截面最小厚度注：表内符号H为层高及净宽(无支长度)二者之较小者。6．3．13钢骨混凝土剪力墙的竖向及水平分布筋应符合下列要求：1非抗震及四级抗震等级，面积配筋率不应小于0．2％，直径不应小于8mm，间距不应大于300mm。2特一级、一、二、三级抗震等级，面积配筋率不应小于0．25％，直径不应小于8mm，间距不应大于200mm。3抗震结构的钢骨混凝土剪力墙底部加强部位水平分布筋的间距不应大于150mm(抗震等级三、四级)、100mm(抗震等级特一级、一、二级)，特一级抗震等级剪力墙加强部位面积配筋率尚不应小于0．4％。加强部位高度可取结构总高度的1/10，且不少于2层楼高(10层及10层以上的结构)或1层楼高(10层以下的结构)，钢骨混凝土核心筒的加强部位宜增加一层。6．3．14抗震设计时，钢骨混凝土剪力墙底部加强部位在重力荷载代表值作用下的轴压力系数不宜超过表6．3．14的限值，轴压力系数按式(6．3．14)计算。式中N——重力荷载代表值作用下剪力墙的轴压力设计值，应计入荷载分项系数；Ac，fc——分别为剪力墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值；Ass，fss——分别为剪力墙内钢骨截面面积和钢骨抗压强度设计值。表6．3．14钢骨混凝土剪力墙轴压力系数n的限值6．3．15钢骨混凝土剪力墙在轴压力设计值作用下的正截面受弯承载力应符合下列规定：M≤Mwu(6．3．15)式中Mwu——正截面受弯承载力，将端部钢骨面积计入剪力墙端部钢筋面积，可按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中钢筋混凝土剪力墙正截面承载力计算方法确定。有地震作用组合时，尚应考虑承载力抗震调整系数γRE。6．3．16钢骨混凝土剪力墙斜截面受剪承载力应符合下列规定：1无端柱钢骨混凝土剪力墙2有端柱钢骨混凝土剪力墙式中Vw——钢骨混凝土剪力墙的剪力设计值，应根据强剪弱弯的要求按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关钢筋混凝土剪力墙的规定确定；——剪力墙中钢筋混凝土腹板部分的受剪承载力，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算；——无端柱剪力墙中钢骨部分的受剪承载力，可按现行行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082计算；Vcu——有端柱剪力墙中每根钢骨混凝土端柱的受剪承载力，可按现行行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082计算。24 6．4钢管混凝土柱6．4．1圆形钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱的设计与施工，凡本规程未作规定者，应符合国家现行有关标准的规定。6．4．2圆形钢管混凝土柱宜符合下列要求：1钢管直径D不宜小于300mm；2钢管壁厚t不宜小于6mm；3钢管外径与壁厚的比值D/t宜在(20～90)(235/ƒy)之间，ƒy为钢材的屈服强度；4套箍指标θ不应小于0．5，也不宜大于2．5；5柱的长径比l/D不应大于20；6轴向压力偏心率e0/rc不应大1．0，e0为偏心距，rc为核心混凝土横截面的半径。6．4．3矩形钢管混凝土柱宜符合下列要求：1钢管截面边长尺寸不宜小于300mm；2钢管壁厚t不宜小于6mm；3钢管管壁板件的边长与其厚度的比值不应大于60(235/ƒy)；4柱的长度与截面短边尺寸的比值不宜大于20。6．4．4圆形钢管可采用直缝焊接管或无缝管；矩形钢管可采用直缝焊接管，也可采用钢板或型钢焊接成型的矩形管。焊缝应采用对接熔透焊缝，焊缝强度不应低于管材强度，焊缝质量应符合一级焊缝的标准。6．4．5圆形钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱的轴向受压承载力应符合下列规定：无地震作用组合时N≤Nu(6．4．5-1)有地震作用组合时N≤Nu/γRE(6．4．5-2)式中N——轴压力设计值；Nu——钢管混凝土柱的轴向受压承载力；γRE——轴向受压承载力抗震调整系数，取1．0。6．4．6圆形钢管混凝土柱的轴向受压承载力应按下式计算：式中N0——钢管混凝土短柱的轴心受压承载力；θ——钢管混凝土套箍系数；α——与混凝土强度等级有关的系数，混凝土强度等级不大于C50时可取2．00，混凝土强度等级大于C50时可取1．80；ξ——与混凝土强度等级有关的系数，混凝土强度等级不大于C50时可取1．00，混凝土强度等级大于C50时可取1．56；ƒa——钢管材料的抗拉、抗压强度设计值；ƒc——钢管内混凝土的轴心抗压强度设计值；Aa——钢管的横截面面积；Ac——钢管内混凝土的横截面面积；φl——考虑长细比影响的轴心受压承载力折减系数，按表6．4．6采用；φe——考虑偏心影响的轴心受压承载力折减系数，按本规程第6．4．7条的规定计算。表6．4．6圆形钢管混凝土柱考虑长细比影响的轴心受压承载力折减系数注：表中l0为钢管混凝土柱计算长度，可取1．0H，H为层高；D为钢管外径。25 6．4．7圆形钢管混凝土柱考虑偏心影响的轴心受压承载力折减系数φe可按下式计算：式中e0——偏心距；rc——钢管内混凝土横截面的半径；M2——柱端弯矩设计值的较大者；N——柱轴压力设计值。6．4．8圆形钢管混凝土柱的受剪承载力应符合下列规定：无地震作用组合时V≤Vu(6．4．8-1)有地震作用组合时V≤Vu/γRE(6．4．8-2)式中V——剪力设计值；Vu——钢管混凝土柱的受剪承载力；γRE——受剪承载力抗震调整系数，取γRE＝1．0。6．4．9圆形钢管混凝土柱的受剪承载力应按下式计算：式中ƒt——钢管内混凝土轴心抗拉强度设计值；λ——钢管混凝土柱剪跨比，计算剪跨比时，宜采用上、下柱端组合的弯矩设计值的较大值，剪力宜取对应的剪力设计值，柱截面有效高度宜取钢管混凝土柱的外径；N——柱的轴压力设计值；a——管内混凝土直径与钢管外直径比。6．4．10圆形钢管混凝土柱的受弯承载力应按下式计算：Mu＝0．24N0rc(6．4．10)式中Mu——圆形钢管混凝土柱的受弯承载力；N0——钢管混凝土短柱的轴心受压承载力，可按本规程第6．4．6条计算。6．4．11圆形钢管混凝土柱的局部受压应符合下列规定：无地震作用组合时N1≤Nul(6．4．11-1)有地震作用组合时N1≤Nul/γRE(6．4．11-2)26 式中N1——局部作用的轴压力设计值；Nul——圆形钢管混凝土柱的局部受压承载力；γRE——局部受压承载力抗震调整系数，取1．0。6．4．12圆形钢管混凝土柱在组合界面附近局部受压时(图6．4．12)，局部受压承载力Nul应按下列公式计算：图6．4．12组合界面附近局部受压式中N0——局部受压区段圆形钢管混凝土柱的轴心受压承载力，按本规程第6．4．6条计算；N′——非局部作用的轴压力设计值；ω——考虑局部压应力分布状况的系数。当局部压应力均匀分布时可取1．0；当局部压应力非均匀分布(例如，通过与钢管内壁焊接的柔性抗剪连接件局部受压)时可取0．75。内加强环，环形隔板，钢筋环和栓钉可视为柔性抗剪连接件，内衬管段和穿心牛腿(承重销)可视为刚性抗剪连接件；A1——混凝土局部受压面积；Ac——钢管内混凝土截面面积。6．4．13圆形钢管混凝土柱在其组合界面附近的局部受压承载力不足时，可将钢管直径1．5倍长度范围内柱的钢管壁加厚。6．4．14钢管与管内混凝土界面剪力传递区(图6．4．14)的长度可取为钢管直径D的2倍；剪力传递区内的粘结受剪承载力可按下式计算：Vul＝2πD2τ0(6．4．14)式中Vul——剪力传递区内的粘结受剪承载力；D——钢管直径；τ0——钢管与管内混凝土界面的粘结强度设计值，可按表6．4．14采用。图6．4．14界面剪力传递区2表6．4．14钢管与管内混凝土界面的粘结强度设计值τ0(N/mm)27 6．4．15焊接于圆钢管内壁的抗剪连接件可采用环形隔板、钢筋环、内衬管段或栓钉。抗剪连接件部位混凝土的局部受压承载力应按本规程第6．4．12条的规定计算。6．4．16矩形混凝土柱轴心受压承载力、偏心受压承载力等，可按现行标准《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159的规定计算。6．5钢板混凝土连梁和钢连梁6．5．1高层建筑混合结构核心筒(剪力墙)的连梁可选用下列类型：(1)钢筋混凝土连梁，(2)钢板混凝土连梁，(3)钢骨混凝土连梁，(4)钢连梁，(5)钢筋混凝土交叉暗撑连梁。跨高比不大于2的连梁宜采用(2)、(3)、(4)、(5)类型，跨高比不大于1的连梁宜优先采用(2)、(3)、(4)类型。当连梁截面厚度较大时，可采用钢骨混凝土连梁；当连梁截面厚度较小时，可采用钢板混凝土连梁。钢筋混凝土连梁及钢筋混凝土交叉暗撑连梁应按现行国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定设计，钢骨混凝土连梁可按现行行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082的规定设计，钢板混凝土连梁和钢连梁设计应符合本规程的规定。6．5．2钢板混凝土连梁的受弯承载力应按下列公式计算：无地震组合时有地震作用组合时式中Mb——连梁的弯矩设计值；As——连梁中抗弯纵筋的截面面积；γhb0——连梁截面的抗弯内力臂高度，γhb0＝hb0－a′；ƒsy——钢筋的抗拉强度设计值；tw——钢板的厚度；hw——钢板的高度；ƒssy——钢板钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值，按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用；γRE——钢板混凝土连梁的受弯承载力抗震调整系数，取0．75。6．5．3钢板混凝土连梁的剪力设计值，应符合下列规定：1无地震作用组合和四级时，应取组合的剪力设计值。2特一、一、二、三级时应按公式(6．5．3-1)计算：39度时及特一级时尚应按公式(6．5．3-2)计算。lr式中Mb、Mb——分别为连梁左、右端顺时针或反时针方向考虑地震作用组合的弯矩设计值。对一级抗震等级且两端均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取零；Mlbua、Mrbua——分别为梁左、右端顺时针或反时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值。计算时应采用实际截面、实配钢板和钢筋面积，并取钢材的屈服强度和钢筋及混凝土材料强度标准值，同时考虑承载力抗震调整系数；ln——连梁的净跨；VGb——在重力荷载代表值作用下，按简支梁计算的连梁端截面剪力设计值；ηvb——连梁剪力增大系数，特一级取1．4，一级取1．3，二级取1．2，三级取1．1。6．5．4钢板混凝土连梁的斜截面受剪承载力应符合下列规定：无地震作用组合时28 式中Vb——连梁剪力设计值；ƒt——混凝土轴心抗拉强度设计值，按现行国家标准《混凝土设计规范》GB50010的规定采用；ƒyv——箍筋的抗拉强度设计值，按现行国家标准《混凝土设计规范》GB50010的规定采用；b——连梁截面的宽度；hb0——连梁截面的有效高度；Asv——配置在同一截面内各肢箍筋的全部截面面积；s——沿构件长度方向的箍筋间距；tw——钢板的厚度；hw——钢板的高度；ƒssv——钢板的抗剪强度设计值；γRE——受剪承载力抗震调整系数，取0．85。6．5．5钢板混凝土连梁的截面尺寸应符合下列规定：无地震作用组合时有地震作用组合时式中Vb——连梁的剪力设计值；βc——混凝土强度影响系数。当混凝土强度等级不超过C50，取βc＝1．0；当混凝土强度等级为C80，取βc＝0．8；其间按线性内插法确定；ƒc——混凝土轴心抗压强度设计值，按现行国家标准《混凝土设计规范》GB50010的规定采用。6．5．6钢板混凝土连梁应符合下列构造要求：1纵向受力钢筋、腰筋和箍筋的构造要求应符合现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定。2钢板混凝土连梁内的钢板，厚度不应小于6mm，高度不宜超过梁高的0．7倍，钢板宜采用Q235B级钢材。3钢板的表面应设置抗剪连接件，可采用焊接栓钉，也可在钢板两侧分别焊接两根直径不小于12mm的通长钢筋。采用栓钉时(图6．5．6-1a)，应符合本规程6．3．3的要求；焊接钢筋时，可采用断续角焊缝(图6．5．6-1b)。图6．5．6-1钢板混凝土连梁钢板表面的抗剪连接件4钢板在墙肢内应可靠锚固。如果在墙肢内设置有钢骨暗柱，连梁钢板的两端与钢骨暗柱可采用焊接或螺栓连接。如果墙肢内无钢骨暗柱，钢板在墙肢中的埋置长度不应小于500mm与钢板高度hw二者中的较大值，在距离墙肢表面75mm处以及钢板端部焊接加劲钢板，其厚度不小于16mm，宽度不小于100mm与墙肢厚度的0．4倍二者中的较小值(图6．5．6-2)。29 图6．5．6-2钢板埋置在墙肢中的锚固6．5．7钢连梁的受弯承载力可按照普通钢梁计算。抗震设计时钢连梁可分为弯曲屈服型和剪切屈服型两类，其设计要求应符合表6．5．7的规定。表6．5．7抗震设计时钢连梁的设计要求6．5．8钢连梁的剪力设计值应按下列规定计算：1无地震作用组合时，应取组合的剪力设计值。2有地震作用组合时，连梁的剪力设计值应按下列公式计算：ss式中Wp——钢连梁的塑性截面模量；ƒssy——钢材的屈服强度；VGb——在重力荷载代表值作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值；hw——钢连梁腹板的高度；tw——钢连梁腹板的厚度；Mp——钢连梁的全塑性受弯承载力；Vp——钢连梁的塑性受剪承载力；leff——连梁的有效跨度，leff＝ln＋2a，a为混凝土剥离层厚度，可取30mm。6．5．9抗震设计时，钢连梁的受剪承载力应符合下列规定：式中Φ——屈服强度折减系数，取0．9；γRE——承载力抗震调整系数，取0．85，无地震组合时取1．0。6．5．10钢连梁应符合下列构造要求：1钢连梁板件的局部稳定与整体稳定应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。2钢连梁跨度内应设置加劲肋。当梁高度大于650mm时，腹板两侧均应设置加劲肋；高度不大于650mm时，可仅在腹板一侧设置。加劲肋的厚度不应小于10mm，也不应小于腹板厚度tw的0．75倍。加劲肋与梁翼缘连接焊缝的承载力不应小于Astƒy/4，Ast为加劲肋截面面积。第一块加劲肋至墙表面的距离和加劲肋间距应符合表6．5．10的规定。3当墙肢中有钢骨暗柱，且钢骨暗柱表面距墙边缘的距离不大于1．5倍连梁截面高度时，钢连梁端部应与钢骨暗柱刚性连接。在钢30 骨柱内与钢连梁上、下翼缘位置处应设置水平加劲肋(图6．5．10-1)，加劲肋厚度不应小于钢连梁翼缘厚度。表6．5．10跨度内钢连梁加劲肋的设置要求注：tw为腹板厚度，hs为钢梁截面高度，bf为钢梁翼缘宽度。4当墙肢中无钢骨暗柱或钢骨暗柱表面距墙边缘的距离大于1．5倍连梁截面高度时，钢连梁在墙肢中应具有足够的埋置长度。5钢连梁在墙肢中的埋置方法可采用图6．5．10-2所示的形式。在钢连梁的端部及梁墙交界面应设置加劲板(图6．5．10-2a)，其厚度不应小于16mm，也不应小于腹板厚度tw的1．5倍。在锚固段内宜在上、下翼缘焊接栓钉(图6．5．10-2b)。图6．5．10-1钢连梁与钢骨暗柱刚性连接图6．5．10-2钢连梁在墙肢中的埋置方式6钢连梁埋入部分翼缘两侧的混凝土内应配置钢筋，钢筋截面面积Asc可按式(6．5．10-1)计算，其中2/3的Asc钢筋应布置在墙体边缘部分(图6．5．10-3)，可与剪力墙边缘构件中的钢筋结合共用。Asc≥1．8Vb/ƒssy(6．5．10-1)31 图6．5．10-3钢连梁埋入部分翼缘两侧附加钢筋布置6．6伸臂桁架和腰桁架6．6．1伸臂桁架和腰桁架布置应符合下列要求：1框架-核心筒结构的适当楼层可设置伸臂桁架，必要时可同时设置腰桁架；框筒或筒中筒结构可在适当楼层设置腰桁架。2伸臂桁架设置在外框架柱与核心筒之间，宜对称布置；腰桁架在外框架柱之间，沿结构周圈设置。凡设置伸臂桁架或腰桁架的楼层都可称为加强层。3抗风设计的结构中，可采用伸臂桁架和/或腰桁架。4抗震结构中设置加强层时，不宜采用刚度过大的伸臂桁架和/或腰桁架，以避免加强层范围产生过大的刚度突变，应尽可能减少出现薄弱层形成的不利效应。5可沿结构高度布置在一个楼层(一道)或多个楼层(多道)。结构设计时应优化伸臂桁架(腰桁架)的布置数量和布置位置。加强层的数量应以满足结构侧向刚度要求为限。6．6．2伸臂桁架和腰桁架设计应符合下列要求：1伸臂桁架和腰桁架宜采用钢桁架。2在抗震结构中，应提高加强层以及与加强层上、下相邻的竖向构件的抗震能力。加强层及其上、下各一层中混凝土构件的抗震构造措施，应按表4．4．1规定的结构抗震等级提高一级，特一级时不再提高。3计算伸臂桁架内力时，应考虑上、下弦杆的拉伸与压缩变形。4在结构施工阶段，应对伸臂桁架与核心筒之间的连接采取措施，使二者之间可以相互竖向滑动，在结构竖向变形差基本消除后再进行刚接。腰桁架与外框架柱之间也应采用刚性连接。5当伸臂桁架或腰桁架兼作转换层构件时，应验算其竖向变形及承载能力；在抗震结构中还应采取措施提高其抗震安全性。6在高烈度设防区，当在较高或特别不规则的高层建筑中设置加强层时，可采用其构件和相邻构件在中震下不屈服等性能设计措施，保证在中震或大震作用下的安全。6．6．3设置伸臂桁架时的其他构造应符合下列要求：1伸臂桁架与核心筒之间连接应采用刚接，伸臂桁架宜贯穿混凝土核心筒；也可仅将上、下弦杆贯通；也可将伸臂桁架伸入同方向墙中，伸入长度不小于3倍伸臂桁架高度，伸入部分的上下翼缘宜设置栓钉。在与伸臂桁架连接部位的混凝土墙内宜设置竖向钢骨。伸臂桁架的上、下弦杆与外框架柱可采用铰接连接，柱内宜设置钢骨。2加强层及其上下各一层的框架柱应加强，钢骨混凝土柱应沿全柱高加密箍筋，钢柱的板件宽厚比限值应按设防烈度提高一度的要求确定。3应适当增强加强层上、下楼板的刚度，楼板厚度不宜小于150mm，且不宜开较大的洞，楼板混凝土强度等级不宜小于C30，且应配置双向双排钢筋。7连接设计7．1一般规定7．1．1构件连接应构造简单，传力明确，整体性好，安全可靠，经济合理，施工方便。抗震设计时，连接的破坏不应先于被连接构件的破坏。7．1．2高层建筑混合结构的构件连接应按本规程的规定设计。本规程未作规定者，应按国家现行有关标准执行。7连接设计7．1一般规定7．1．1构件连接应构造简单，传力明确，整体性好，安全可靠，经济合理，施工方便。抗震设计时，连接的破坏不应先于被连接构件的破坏。7．1．2高层建筑混合结构的构件连接应按本规程的规定设计。本规程未作规定者，应按国家现行有关标准执行。7．2钢梁与钢柱的连接7．2．1抗震设计时，连接计算包括在设计荷载下的弹性承载力计算和连接的极限承载力计算两个阶段。7．2．2钢梁与钢柱可采用铰接或刚接，其连接方式应符合下列规定：1钢梁与钢柱铰接时，应将梁的腹板与焊在柱上的连接板用高强螺栓连接(图7．2．2-1)。32 图7．2．2-1钢梁与钢柱的铰接2钢梁与工形截面柱刚接时，可采用梁与柱在现场直接连接(图7．2．2-2a)，也可采用与带有悬臂梁段的柱在现场与梁段进行拼接(图7．2．2-2b)。梁翼缘与柱的连接，均应采用全熔透对接焊缝连接。现场直接连接时，梁腹板采用高强螺栓连接；悬臂梁段与柱在工场连接时，梁腹板与柱焊接。梁段拼接可全部用高强螺栓连接，也可腹板用螺栓连接、翼缘焊接。悬臂梁段的外伸长度应考虑构件运输条件，自柱中心线算起不宜大于1．6m。钢梁与箱形柱的刚接连接也可采用上述方式。图7．2．2-2梁与柱的刚接7．2．3梁与柱的刚接应符合下列构造要求：1梁与柱连接时，在梁翼缘的对应位置，工形截面柱应设置加劲肋；箱形柱应设置隔板。加劲肋或隔板的厚度不应小于梁翼缘的厚度，其钢材强度不应低于梁翼缘。加劲肋与柱翼缘应采用全熔透焊缝连接，与柱腹板可采用角焊缝连接；隔板与箱形柱壁板应采用全熔透焊缝连接。2梁与工形柱的弱轴连接时(图7．2．3-1)，应在梁翼缘的对应位置设置柱加劲肋；加劲肋应外伸80～100mm，并应将外伸部分的宽度逐渐减小至梁翼缘宽度，然后采用全熔透对接焊缝与梁翼缘连接；梁腹板则应与柱腹板上的连接板用螺栓连接。3梁腹板与柱连接板可采用双面角焊缝连接；当连接板厚度大于16mm时，应采用K形对接焊缝连接。钢梁与壁板厚度小于16mm的箱形柱刚接时，宜采用外伸式隔板，隔板外伸长度宜取25～30mm。4梁与柱刚接时，梁翼缘全熔透焊缝应设置衬板和引弧板。现场连接时，梁下翼缘端部的外置焊接衬板与柱翼缘接触的边缘，应采用焊脚为5mm左右的角焊缝封闭(图7．2．3-2)；工场连接时，梁上下翼缘的焊接衬板均放在内侧。图7．2．3-1钢梁与工形柱腹板连接33 图7．2．3-2梁与柱的现场刚接连接7．2．4钢梁与钢柱采用刚接连接时，其承载力应符合下列要求：1连接的受弯承载力和受剪承载力应分别不小于其弯矩设计值和剪力设计值。抗震设计时，连接的弯矩设计值和剪力设计值应分别取梁端截面的受弯承载力和受剪承载力，尚应按下列公式验算连接的极限承载力：Mu≥1．2Mp(7．2．4-1)Vu≥1．2(2Mp/ln)＋VGb(7．2．4-2)式中Mu——基于极限抗拉强度最小值的连接受弯承载力，可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定计算；Vu——基于极限抗拉强度最小值的连接受剪承载力，可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定计算；Mp——梁端截面的全塑性受弯承载力；ln——梁的净跨；VGb——梁在重力荷载代表值(9度时尚应包括竖向地震作用标准值)作用下，按简支梁分析的梁端剪力。2连接的受弯承载力应由梁翼缘与柱的连接提供；受剪承载力应由腹板与柱的连接提供，可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定计算。3当梁截面较高、梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70％时，梁腹板与柱的螺栓连接应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定执行。7．2．5钢梁与钢柱铰接连接时(图7．2．2-1)，与梁腹板相连的高强螺栓连接及焊缝除应承受梁端剪力V外，尚应承受偏心引起的弯矩。偏心弯矩M应按下式计算：M＝Ve(7．2．5)式中M——偏心弯矩；V——梁端组合的剪力设计值；e——支承点到螺栓合力作用线的距离。7．2．6次梁与主梁的连接，若采用现浇钢筋混凝土楼板将主梁与次梁连成一体，则可不考虑偏心弯矩的影响。7．3钢梁与钢骨混凝土柱的连接7．3．1钢梁与钢骨混凝土柱可采用铰接和刚接两种连接方式。1铰接连接时，采用高强螺栓将钢梁腹板与焊在封口板上的连接板连接(图7．3．1-1)。图7．3．1-1钢梁与钢骨混凝土柱铰接连接2刚接连接时，采用高强螺栓将钢梁腹板与焊在封口板上的连接板连接，钢梁翼缘与封口板应采用对接焊缝连接。也可通过焊接在柱钢骨上的悬臂段连接，此时翼缘连接应采用全熔透对接焊缝，必要时可增设盖板，腹板用高强螺栓连接(图7．3．1-2)。34 图7．3．1-2钢梁与钢骨混凝土柱刚接连接采用以上两种连接方式时，钢柱在梁翼缘位置处均应设置水平加劲肋，其厚度不应小于钢梁翼缘厚度，加劲肋的设置不应影响混凝土浇筑密实。7．3．2钢梁与柱钢骨的连接设计，应符合本规程第7．2．3条和第7．2．4条的规定。7．3．3抗震设计时，钢骨混凝土柱节点核心区的剪力设计值应按下列规定确定：一、二级钢骨混凝土柱特一级钢骨混凝土柱、一级框架结构及9度时尚应符合式中Vj——节点核心区的剪力设计值；ηj——节点核心区剪力增大系数，一级取1．25，二级取1．15；Ml、Mr——分别为节点区左右梁端截面顺时针和反时针方向的弯矩设计值；Mlp、Mrp——分别为节点区左右梁端截面顺时针和反时针方向的全塑性受弯承载力；H、Hn——分别为层高和框架柱的净高；hb——框架梁的截面高度。7．3．4钢梁(钢骨混凝土梁)与钢骨混凝土柱连接节点核心区的受剪承载力应符合下列规定：一、二级特一级、一级框架结构及9度时尚应符合式中tw、hw——分别为框架柱中与受力方向相同的钢骨腹板厚度和高度。当钢骨为十字形且节点核心区受剪截面宽度bj大于钢骨宽度时，式中的twhw可计入与腹板方向相同的翼缘面积；bj、hj——分别为节点核心区受剪截面宽度和高度，取bj＝bc/2[当框架梁为钢骨混凝土梁时，取bj＝(bc＋bb)/2]；当框架梁与框架柱轴线有偏心距e0时，在计算中取(bc－2e0)代替框架柱截面宽度bc；hj的取值为(hc－2ac)。其中，bc、hc分别为框架柱的截面宽度、高度，bb为框架梁截面宽度；——柱混凝土部分承担的轴压力，按第6．3．5条的方法确定：当＞0．5ƒcbchc时取＝0．5ƒcbchc，当为拉力时取＝0；δj——节点形式系数，对十字形节点δj＝3，对T字形节点δj＝2，对L字形节点δj＝1；ƒyv——节点核心区箍筋抗拉强度设计值；Asv——节点核心区同一截面内箍筋各肢面积之和；s——节点核心区箍筋间距；35 ƒssv——钢骨腹板的抗剪强度设计值。7．4钢梁与钢管混凝土柱的连接7．4．1钢梁与圆形钢管混凝土柱的连接构造应符合下列规定：1钢管直径较小时，可采用在钢管混凝土柱外设置上、下两个外加强环的方式连接(图7．4．1-1)。外加强环应为环绕钢管混凝土柱的封闭满环(图7．4．1-2)，并应有竖向隔板连接。外加强环的厚度不应小于钢梁翼缘的厚度，其宽度c不应小于钢梁翼缘宽度的0．7倍；竖向隔板厚度不应小于钢梁腹板厚度。钢梁翼缘与上、下环板应分别采用全熔透对接焊缝连接，钢梁腹板与竖向隔板应采用高强螺栓连接；外加强环与钢管外壁应采用全熔透焊缝连接；竖向隔板与上下加强环应采用全熔透焊缝连接，与钢管外壁可采用角焊缝连接，其焊脚高度不应小于钢梁腹板的厚度。图7．4．1-1采用外加强环的连接图7．4．1-2外加强环的形式2钢管直径较大时，可采用在钢管混凝土柱内设置上、下两个内加强环的方式连接(图7．4．1-3)，加强环应设置在钢梁上、下翼缘的对应位置，其厚度不应小于钢梁翼缘的厚度。内加强环与钢管内壁应采用全熔透焊缝连接。钢梁与钢管可采用现场直接连接，也可与带有悬臂梁段的钢管在现场进行梁的拼接，悬臂梁段可采用等截面，也可采用不等截面(图7．4．1-4，图7．4．1-5)。3可采用钢梁穿过钢管混凝土柱的连接方式，也可采用其他符合本规程第7．1．1条的连接方式。图7．4．1-3等截面悬臂段与钢管混凝土柱采用内加强环的连接36 图7．4．1-4翼缘加宽的悬臂段与圆钢管混凝土柱的连接图7．4．1-5翼缘加宽、腹板加劲的悬臂段与圆钢管混凝土柱连接7．4．2钢梁与圆钢管混凝土柱连接节点处，钢管与混凝土界面的剪力传递应符合下列规定：无地震作用组合时Vc≤(Vul＋Nul)(7．4．2-1)有地震作用组合时Vc≤(Vul＋Nul)/γRE(7．4．2-2)式中Vc——钢管与混凝土界面传递的剪力，可取梁端组合的剪力设计值；Vul——钢管与混凝土界面剪力传递区的粘结受剪承载力，可按本规程第6．4．14条的规定计算；Nul——管内抗剪连接件部位混凝土的局部承压承载力，可按本规程第6．4．12条的规定计算，当剪力传递区的钢管内没有设置抗剪连接件时，应取Nul＝0；γRE——承载力抗震调整系数，取1．0。7．4．3钢梁与矩形钢管混凝土柱的连接应符合下列要求：1可采用外加强板与钢管混凝土柱连接(图7．4．3-1)，外加强板应环绕钢管混凝土柱设置，并应有竖向隔板。外加强板应设置在钢梁上、下翼缘位置，其厚度不应小于梁翼缘厚度，应采用全熔透对接焊缝与钢梁翼缘连接，外加强板与钢管柱外壁应采用全熔透焊缝连接；竖向隔板与钢梁腹板应采用高强螺栓连接，与上、下外加强板应采用全熔透焊缝连接，与钢管柱外壁可采用角焊缝连接，其焊脚高度不应小于钢梁腹板的厚度。2可在钢管混凝土柱内设置内加强板，钢梁可直接与钢管混凝土柱在内加强板的对应位置用全熔透焊缝连接(图7．4．3-2)，内加强板与管壁应采用全熔透焊缝连接。37 图7．4．3-1采用外加强板的连接图7．4．3-2采用内加强板的连接7．4．4钢梁与圆形(或矩形)钢管混凝土柱连接的承载力应符合本规程第7．2．4条的规定。7．5钢梁与钢筋混凝土柱的连接7．5．1钢梁与钢筋混凝土柱连接宜采用钢梁贯通型(图7．5．1)，核心区的钢构件应在工厂制作，现场与钢梁连接。对于角节点，高度较大的主梁应延伸到柱表面。图7．5．1钢梁与钢筋混凝土柱的连接节点示意7．5．2钢梁与钢筋混凝土柱的连接应符合下列构造要求：1两个方向钢梁截面高度相同时，可采用图7．5．1的连接构造；两个方向钢梁截面高度不同时，可采用图7．5．2的连接构造。2主梁上翼缘上面和下翼缘下面应沿柱面设置封闭箍板，箍板的加劲肋应分别与上、下翼缘焊接，箍板的高度不应小于主梁截面高度的1/4，厚度不应小于16mm。3两个方向的梁均应在柱面位置设置承压板，其厚度不应小于16mm，其宽度宜与梁翼缘宽度相同；两个方向钢梁高度不同时，高度较小梁的承压板应向下伸过下翼缘，伸出高度不应小于次梁截面高度的1/4。4箍板的加劲肋与钢梁翼缘之间应采用双面角焊缝连接(图7．5．1)。5柱内纵向钢筋应贯通核心区，钢筋搭接宜设在柱箍筋加密区外。6核心区箍筋应按下述要求设置：钢梁分隔成的数个核心区应分别设置箍筋；两个方向的钢梁不等高时，应在高度低的梁以下设置全截面的箍筋；箍筋最小直径和最大间距宜与核心区连接的柱端箍筋加密区相同。38 39 图7．5．2钢梁混凝土柱节点核心区构造示意7．6钢骨混凝土梁与钢骨混凝土柱的连接7．6．1钢骨混凝土梁与钢骨混凝土柱的连接应符合下列要求：1钢骨的连接构造应符合钢结构梁柱刚性连接构造的要求(图7．6．1-1)，并应在柱钢骨的梁翼缘水平位置处设置加劲肋，其构造应不影响混凝土浇筑密实。2梁内及柱内的纵向主筋应穿过节点核心区。柱中钢骨和主筋的布置应为梁中主筋贯穿留出通道。梁中主筋可从钢骨柱翼缘侧边通过，也可在钢骨腹板中开孔贯通(图7．6．1-2)。钢骨腹板设置钢筋贯穿孔时，截面缺损率不应超过腹板面积的20％。图7．6．1-1钢骨混凝土梁柱节点的钢骨连接40 图7．6．1-2梁中纵筋穿过柱钢骨腹板梁中纵筋不宜穿过柱钢骨翼缘，当无法避开柱钢骨翼缘时，梁纵筋可与钢骨柱上焊接的连接套筒连接，在套筒水平位置处，柱钢骨内应设置加劲肋，加劲肋间距宜大于100mm，以便于焊接和混凝土浇筑(图7．6．1-3)。连接套筒的钢材不应低于Q345B的低合金高强度结构钢。与柱钢骨翼缘的焊接可采用部分熔透与角接组合焊缝，并应满足与连接套筒的等强要求。连接套筒水平方向的净距不宜小于30mm，也不应小于套筒外径。梁中主筋不得与柱钢骨直接焊接。3节点核心区箍筋的直径和间距应按计算确定，箍筋间距不宜大于150mm，箍筋直径不宜小于柱端箍筋加密区的箍筋直径。图7．6．1-3梁中纵筋与钢骨柱上连接套筒的连接7．6．2钢骨混凝土梁与钢骨混凝土柱连接节点核心区的剪力设计值应按下列规定确定：一、二级特一级、一级框架结构及9度时尚应符合式中Vj——节点核心区剪力设计值；ηj——节点核心区剪力增大系数，一级取1．25，二级取1．15；Mlb、Mrb——分别为节点左、右梁端截面处的弯矩设计值，应按顺时针和逆时针方向分别计算两者之和，取其较大值代入式(7．6．2-1)；Mlbua、Mrbua——分别为节点左、右梁端截面实配的抗震受弯承载力，应按实配钢骨截面和实配钢筋面积计算，材料强度取标准值。应按顺时针和逆时针方向分别计算两者之和，取其较大值代入式(7．6．2-2)；H、Hn——分别为层高和框架柱的净高；hb——框架梁的截面高度；ab——钢骨混凝土框架梁受拉主筋形心至截面受拉边缘距离。7．6．3钢骨混凝土梁与钢骨混凝土柱连接节点核心区的受剪承载力，应符合本规程第7．3．4条的规定。7．6．4钢骨混凝土梁与钢骨混凝土柱的连接构造应能保证梁中钢骨部分承担的弯矩传递给柱中钢骨，梁中钢筋混凝土部分的弯矩传递给柱中钢筋混凝土，节点梁端和柱端的钢骨部分及钢筋混凝土部分各自的受弯承载力，应分别满足(7．6．4-1）式和(7．6．4-2)式。式中——与节点连接的框架柱上、下端截面钢骨部分的受弯承载力之和；——与节点连接的框架梁左、右端截面钢骨部分的受弯承载力之和；——与节点连接的框架柱上、下端截面钢筋混凝土部分的受弯承载力之和；——与节点连接的框架梁左、右端截面钢筋混凝土部分的受弯承载力之和。41 7．7钢梁与混凝土墙的连接7．7．1钢梁与混凝土墙的连接应采用铰接，可采用下列三种连接方式：1可在钢筋混凝土墙中设置预埋件，将焊在预埋件上的连接板与钢梁腹板用高强螺栓连接(图7．7．1a)。当预埋件受力较大时，可采用穿筋预埋件(图7．7．1b)。预埋件端板的厚度不宜小于20mm。2可在墙中设置竖向钢骨构件，在浇筑混凝土前与钢梁腹板用高强螺栓连接(图7．7．1c)，高强螺栓的直径和数量应根据计算确定。墙中竖向钢骨构件应根据施工阶段的受力要求确定，宜与钢筋骨架适当固定，且宜通长设置，墙的承载力验算时不应计入。3墙中有钢骨梁时，楼面梁与钢骨梁的连接可采用图7．7．1d的连接方法。图7．7．1钢梁与钢筋混凝土墙的铰接连接7．7．2当钢梁与钢筋混凝土墙中预埋件连接时，预埋件应符合下列规定：1预埋件承受的弯矩和剪力设计值应按下列公式确定：2预埋件受拉区栓钉或穿筋应符合下列规定：3预埋件受压区栓钉应符合下列规定：V≤ncNav(7．7．2-5)式中M——预埋件的弯矩设计值；V——预埋件的剪力设计值；Vss——钢梁传来的剪力；e1——螺栓群的实际偏心距，即螺栓群中心到预埋件边缘的水平距离(图7．7．1a、b)；e2——折算偏心距；Isb——高强螺栓群的截面面积惯性矩；ymax——最外边螺栓距高强螺栓群中心的竖直尺寸；42 Rs——单个螺栓的实际受剪承载力，按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017计算；ns——高强螺栓群的螺栓数；ηm——预埋件弯矩增大系数，抗震等级为特一级取1．5，一级取1．3，二级取1．2，三级取1．1，四级和非抗震结构取1．0；ηv——预埋件剪力增大系数，抗震等级为特一级取1．2，一级取1．15，二级取1．1，三级取1．05，四级和非抗震结构取1．0；Ta——单个栓钉或穿筋的抗拉承载力设计值，对于栓钉按本条第4款计算；对于穿筋取ƒyAs，其中ƒy为穿筋的抗拉强度设计值，As为单个穿筋的截面面积；Nav——单个栓钉或穿筋的抗剪承载力设计值，按本条第4款计算；d0——预埋件受拉区栓钉的面积形心至预埋件受压边缘的距离；Bb——预埋件底板的宽度；ƒc——钢筋混凝土墙的混凝土抗压强度设计值；nt——预埋件受拉区栓钉或穿筋的数量；nc——预埋件受压区栓钉或穿筋的数量。4预埋件单个栓钉的抗拉承载力和抗剪承载力设计值应按下列规定确定：抗拉承载力设计值Ta＝0．6ƒtA0≤ƒaAa(7．7．2-6)A0＝πhe(he＋D)(7．7．2-7)抗剪承载力设计值式中ƒt——混凝土抗拉强度设计值；A0——栓钉将混凝土拔出成45°台锥体破坏时侧表面的投影面积(图7．7．2)；当为多个栓钉且栓钉之间距离小于2he时，应扣除投影面积重合部分；he——栓钉埋入混凝土的钉杆深度；D——栓钉钉头直径；ƒa——栓钉钉杆钢材的抗拉强度设计值；Aa——栓钉钉杆的截面面积；γ——栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比。当栓钉材料性能等级为4．6级时，取ƒa＝215MPa，γ＝1．67；Ec——混凝土弹性模量；ƒc——混凝土轴心抗压强度设计值。图7．7．2单个栓钉的受拉7．7．3当钢梁与钢筋混凝土墙采用刚接时，钢梁应与墙中预埋钢骨柱形成刚性连接，连接方式应符合本规程第7．3节钢梁与钢骨混凝土柱的刚接要求。7．8柱与柱的连接7．8．1下部钢骨混凝土柱与上部钢柱连接时必须设置过渡层(图7．8．1)。过渡层柱应按下列方法设计：1过渡层柱截面应按钢柱设计，其截面不应小于过渡层上部的钢柱，应按构造要求设置外包钢筋混凝土。过渡层钢柱伸入下部钢骨混凝土柱，伸入长度由梁下皮算起不应小于2倍钢柱截面高度，应与钢骨混凝土柱内的钢骨采用对接熔透焊缝连接。在过渡层柱伸入范围内，钢柱翼缘上应设置栓钉，栓钉的直径不宜小于19mm，水平及竖向中心距不宜大于300mm，栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不应小于60mm。2过渡层钢柱外包钢筋混凝土的厚度可按刚度要求确定，但不应小于50mm。计入外包混凝土后，其截面刚度宜按(0．4～0．6)[(EI)SRC＋(EI)S]设计，其中(EI)SRC为过渡层下部钢骨混凝土柱的截面刚度，(EI)S为过渡层上部钢柱截面刚度。外包混凝土内配筋可按构造要求确定。43 图7．8．1钢骨混凝土柱与钢柱连接的过渡层构造7．8．2下部钢骨混凝土柱与上部钢筋混凝土柱连接时必须设置过渡层(图7．8．2)。过渡层柱应按下列方法设计：1过渡层柱截面应按钢筋混凝土柱设计，柱全高范围内的箍筋配置应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011对相同抗震等级钢筋混凝土柱箍筋加密区的要求。2下部钢骨混凝土柱内的钢骨应伸至过渡层柱顶部梁的上表面；过渡层柱钢骨截面可按构造要求设置，并应在钢骨翼缘上设置栓钉。栓钉的直径不宜小于19mm，水平和竖向中心距不宜大于300mm，且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不应小于60mm。图7．8．2钢骨混凝土柱与钢筋混凝土柱连接的过渡层构造7．8．3下部钢筋混凝土柱与上部钢柱的连接应设置过渡层，可参照本规程第7．8．1条下部钢骨混凝土柱与上部钢柱连接的过渡层要求进行设计。钢柱应伸入过渡层下部钢筋混凝土柱内，其长度不应小于2倍钢柱截面高度，并应在过渡层以及伸入下部钢筋混凝土柱的钢柱长度范围内的钢柱翼缘上设置栓钉。栓钉的直径不宜小于19mm，水平和竖向中心距不宜大于300mm，且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不应小于60mm。7．8．4圆形钢管或矩形钢管接长应符合下列规定：1等直径圆钢管或等截面矩形钢管接长，宜采用等强度坡口对接焊缝，钢管内宜设置开孔隔板、衬管或衬板(图7．8．4-1)。如果圆钢管有纵向对接焊缝，则上、下钢管的纵向对接焊缝在环向对接连接处应错开。2不同直径或不等截面钢管的对接，宜采用一段变径或变截面钢管连接(图7．8．4-2)，变径段或变截面段的上、下两端均宜设置开孔隔板。变径段或变截面段的壁厚不应小于所连接的钢管壁厚，变径段或变截面段的斜度不宜大于1：4，变径段或变截面段宜设置在楼盖结构高度范围内。如果需要，也可采用其他经过研究确认可行的连接方式。3分段钢管在现场连接时，宜设置内衬套圈或必要的焊缝定位件。44 图7．8．4-1等直径或等截面钢管接长图7．8．4-2不等直径或不等截面钢管接长8柱脚设计8．1钢柱柱脚8．1．1钢柱柱脚包括外露式柱脚、外包式柱脚和埋入式柱脚三类(图8．1．1-1)。外露式柱脚有刚接和铰接两种；外包式柱脚和埋入式柱脚均为刚接。上部结构的计算嵌固端在基础顶面时应采用刚接柱脚，抗震设防时应优先采用埋入式柱脚。上部结构的计算嵌固端在地下室顶板，且柱脚以上不少于2层地下室时，可采用外露式铰接柱脚。各类刚接柱脚应进行受压、受弯、受剪承载力计算，其轴力、弯矩、剪力的设计值应取钢柱底部的相应设计值。外露式铰接柱脚应进行受压、受剪承载力和局部承压计算。各类钢柱脚构造应分别符合下列要求：1钢柱外露式柱脚通过底板锚栓固定于混凝土基础上(图8．1．1-1a)。当采用刚接柱脚时，对于8度及以上抗震设防的结构，柱脚锚栓截面面积不宜小于钢柱下端截面积的20％。2钢柱外包式柱脚由钢柱脚和外包混凝土组成，位于混凝土基础顶面以上(图8．1．1-1b)。外包混凝土的高度不应小于钢柱截面高度的2．5倍，且从柱脚底到外包层顶部箍筋的距离与外包混凝土宽度之比不应小于1。外包层内主筋伸入基础的长度不应小于25倍主筋直径，且四角主筋的上、下都应加弯钩；外包层中应配置箍筋，箍筋的直径、间距和配箍率应符合现行国家标准《混凝土结构设计规程》GB50010中钢筋混凝土柱的要求；在外包层顶部箍筋应加密，不少于3道，其间距不应大于50mm。3钢柱埋入式柱脚是将柱脚埋入混凝土基础内(图8．1．1-1c)，工字形截面柱的埋置深度不应小于钢柱截面高度的2倍，箱形柱或圆形柱的埋置深度不应小于柱截面长边或外径的2．5倍；钢柱脚底板应设置锚栓与下部混凝土连接。钢柱埋入部分的侧边混凝土保护层厚度要求可参见图8．1．1-2a，C1不得小于钢柱受弯方向截面高度的一半，且不小于250mm，C2不得小于钢柱受弯方向截面高度的2/3，且不小于400mm。钢柱埋入部分的四角应设置竖向钢筋，四周应配置箍筋，箍筋直径不应小于10mm，其间距不大于250mm；在边柱和角柱柱脚中，埋入部分的顶部和底部还应设置U形钢筋(图8．1．1-2b)，U形钢筋的开口向内，用以抵抗柱脚剪力；U形钢筋的锚固长度应从钢柱内侧算起，不小于30倍钢筋直径。在混凝土基础顶部，钢柱应设置水平加劲肋。当箱形柱壁板宽厚比D/t＞30时，应在埋入部分的顶部设置隔板；也可在箱形柱的埋入部分填充混凝土，当混凝土填充至基础顶部以上1倍箱形截面高度时，埋入部分的顶部可不设加劲肋或隔板。4刚接柱脚的底板均应采用抗弯连接，其锚栓布置可参见图8．1．1-3，锚栓埋入长度不应小于其直径的25倍，锚栓底部应设锚板或弯钩，锚板厚度宜大于1．3倍锚栓直径。应保证锚栓四周和底部的混凝土具有足够厚度，避免基础冲切破坏；锚栓和外包层主筋下面还应按混凝土基础要求设置保护层。5埋入式柱脚不宜采用冷成型箱形柱。45 图8．1．1-1柱脚的不同形式示意图8．1．1-2埋入式柱脚的其他构造要求图8．1．1-3抗弯连接钢柱底板形状和锚栓的配置8．1．2刚接外露式柱脚的设计应符合本条第1～5款的要求；铰接外露式柱脚的设计应符合第1款和第5款的要求。1钢柱轴力由底板直接传至混凝土基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。2在轴力和弯矩作用下计算所需锚栓面积，可按下式进行验算：M≤M1(8．1．2-1)式中M——柱脚弯矩设计值；M1——在轴力与弯矩作用下按钢筋混凝土压弯构件截面设计方法计算的柱脚受弯承载力。设截面为底板面积，由受拉边的锚栓单独承受拉力，由混凝土基础单独承受压力，受压边的锚栓不参加工作，锚栓和混凝土的强度均取设计值。3柱脚的极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性抗弯承载力(图8．1．3-2)，可按下式进行验算：Mu≥Mpc(8．1．2-2)式中Mpc——考虑轴力时柱的全塑性弯矩，按本条第4款的规定计算；Mu——考虑轴力时柱脚的极限受弯承载力，按本条第2款中计算M1的方法计算，但锚栓和混凝土强度均取标准值。4当框架柱存在轴力时，构件的全塑性受弯承载力Mpc应按下列规定采用。本款也适用于其他类型的钢柱脚和组合柱中的钢柱或钢管46 柱的计算。1)工字形截面(绕强轴)和箱形截面当N/Ny≤0．13时，Mpc＝Mp当N/Ny＞0．13时，Mpc＝1．15(1－N/Ny)Mp(8．1．2-3)2)工字形截面(绕弱轴)当N/Ny≤Aw/A时，Mpc＝Mp当N/Ny＞Aw/A时，3)圆钢管截面当N/Ny≤0．2时，Mpc＝Mp当N/Ny＞0．2时，Mpc＝1．25(1－N/Ny)Mp(8．1．2-5)式中N——钢柱的轴力设计值；Ny——钢柱的轴向屈服承载力；A——钢柱的全截面面积；Aw——钢柱腹板的截面面积；Mp——钢柱的全塑性受弯承载力；ƒy——钢柱钢材的屈服强度。5钢柱底部的剪力可由底板与混凝土之间的摩擦力传递，摩擦系数取0．4；当剪力大于底板下的摩擦力时，应设置抗剪键，由抗剪键承受全部剪力；也可由锚栓抵抗全部剪力，此时底板上的锚栓孔直径不应大于锚栓直径加5mm。当锚栓同时受拉、受剪时，单根锚栓的承载力应按下式计算：式中Nt——单根锚栓承受的拉力设计值；Vv——单根锚栓承受的剪力设计值；Nbt——单根锚栓的受拉承载力，取Nbt＝Aeƒ；Vbv——单根锚栓的受剪承载力，取Vbv＝Aeƒv；Ae——单根锚栓截面面积；ƒ——锚栓钢材的抗拉强度设计值；ƒv——锚栓钢材的抗剪强度设计值。8．1．3外包式柱脚的设计应符合下列要求：1柱脚轴向压力由钢柱直接传给基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。2弯矩和剪力由外包层混凝土和钢柱脚共同承担，外包层的有效面积可参见图8．1．3-1。柱脚的受弯承载力可按下式进行验算：M≤0．9Asƒh0＋M1(8．1．3-1)式中M——柱脚的弯矩设计值；As——外包层混凝土中受拉侧的钢筋面积；ƒ——受拉钢筋抗拉强度设计值；h0——受拉钢筋重心至混凝土受压区边缘的距离；M1——钢柱脚的受弯承载力，按8．1．2条外露式钢柱脚M1的计算方法计算。3外包式柱脚的极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性抗弯承载力(图8．1．3-2)，可按下列公式进行验算：Mu≥1．2Mpc(8．1．3-2)Mu＝min{Mu1，Mu2}(8．1．3-3)Mu1＝Mpc/(1－lr/l)(8．1．3-4)Mu2＝0．9Asƒykh0＋Mu3(8．1．3-5)式中Mpc——考虑轴力时，钢柱截面的全塑性弯矩，按第8．1．2条第4款的规定计算；47 Mu——柱脚的极限受弯承载力；Mu1——考虑轴力影响，外包混凝土顶部箍筋处钢柱弯矩达到全塑性弯矩Mpc时，按比例放大的外包混凝土底部弯矩；l——钢柱底板到柱反弯点的距离，可取底层层高的2/3；lr——外包混凝土顶部箍筋到柱底板的距离；Mu2——外包钢筋混凝土的抗弯承载力与Mu3之和；Mu3——钢柱脚的极限受弯承载力，按8．1．2条外露式钢柱脚Mu的计算方法计算。4外包层混凝土截面的受剪承载力应符合下列要求：V≤beh0(0．7ƒt＋0．5ƒyvρsh)(8．1．3-6)Vu≥Mu/lr(8．1．3-7)其中，Vu＝beh0(0．7ƒtk＋0．5ƒyvkρsh)＋Mu3/lr(8．1．3-8)式中V——柱底截面的剪力设计值；Vu——外包式柱脚的极限受剪承载力；be——外包层混凝土的截面有效宽度，按图8．1．3-1b采用；ƒtk——混凝土轴心抗拉强度标准值；ƒyvk——箍筋的抗拉强度标准值；ρsh——水平箍筋的配箍率；ρsh＝Ash/bes，当ρsh＞1．2％时，取1．2％；Ash——配置在同一截面内箍筋的截面面积；s——箍筋的间距。图8．1．3-1斜线部分为外包式钢筋混凝土的有效面积图8．1．3-2极限受弯承载力时外包式柱脚的受力状态48 8．1．4埋入式柱脚的设计应符合下列要求：1柱脚轴向压力由柱脚底板直接传给基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。2埋入式柱脚在轴力和弯矩作用下应满足式(8．1．4-1)的要求，钢柱脚埋入部分基础混凝土提供的侧向受弯承载力应不小于钢柱全塑性抗弯承载力的1．2倍，与钢柱脚埋入部分基础混凝土提供的侧向受弯承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性抗剪承载力。钢柱埋入部分的侧向应力分布见图8．1．4-1。可按下列公式进行验算：式中M——钢柱脚组合的弯矩设计值；Mu——钢柱脚埋入部分基础混凝土提供的侧向受弯承载力；Mpc——存在轴力时钢柱截面的全塑性弯矩，按第8．1．2条第4款的规定计算；l——基础顶面到钢柱反弯点的距离，可取底层层高的2/3；Bc——与弯矩作用方向垂直的柱身宽度，对工字形截面柱应取等效宽度，等效宽度可参照行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98第8．6．4条的规定，将其得到的有效承压面积除以埋深的一半得出；hB——钢柱脚埋置深度；ƒck——基础混凝土轴心抗压强度标准值。图8．1．4-1埋入式柱脚混凝土的侧向应力分布3边柱和角柱的钢柱脚埋入混凝土基础部分的上、下部位均应布置U形钢筋加强(图8．1．1-2b)，可按下列公式验算U形钢筋数量：当柱脚受到由内向外作用的剪力时(图8．1．4-2a)，当柱脚受由外向内作用的剪力时(图8．1．4-2b)，式中Mu——钢柱脚埋入部分由U型加强筋提供的侧向受弯承载力，取1．2Mpc；Ty——U形加强筋的受拉承载力，Ty＝Atƒyk；At——U形加强筋的截面面积之和；ƒyk——U形加强筋的抗拉强度标准值；a——U形加强筋重心至基础表面或至柱底板下表面的距离(图8．1．4-2ab)；Dc——与弯矩作用方向平行的柱身尺寸。49 图8．1．4-2埋入式钢柱脚U形加强筋计算简图8柱脚设计8．1钢柱柱脚8．1．1钢柱柱脚包括外露式柱脚、外包式柱脚和埋入式柱脚三类(图8．1．1-1)。外露式柱脚有刚接和铰接两种；外包式柱脚和埋入式柱脚均为刚接。上部结构的计算嵌固端在基础顶面时应采用刚接柱脚，抗震设防时应优先采用埋入式柱脚。上部结构的计算嵌固端在地下室顶板，且柱脚以上不少于2层地下室时，可采用外露式铰接柱脚。各类刚接柱脚应进行受压、受弯、受剪承载力计算，其轴力、弯矩、剪力的设计值应取钢柱底部的相应设计值。外露式铰接柱脚应进行受压、受剪承载力和局部承压计算。各类钢柱脚构造应分别符合下列要求：1钢柱外露式柱脚通过底板锚栓固定于混凝土基础上(图8．1．1-1a)。当采用刚接柱脚时，对于8度及以上抗震设防的结构，柱脚锚栓截面面积不宜小于钢柱下端截面积的20％。2钢柱外包式柱脚由钢柱脚和外包混凝土组成，位于混凝土基础顶面以上(图8．1．1-1b)。外包混凝土的高度不应小于钢柱截面高度的2．5倍，且从柱脚底到外包层顶部箍筋的距离与外包混凝土宽度之比不应小于1。外包层内主筋伸入基础的长度不应小于25倍主筋直径，且四角主筋的上、下都应加弯钩；外包层中应配置箍筋，箍筋的直径、间距和配箍率应符合现行国家标准《混凝土结构设计规程》GB50010中钢筋混凝土柱的要求；在外包层顶部箍筋应加密，不少于3道，其间距不应大于50mm。3钢柱埋入式柱脚是将柱脚埋入混凝土基础内(图8．1．1-1c)，工字形截面柱的埋置深度不应小于钢柱截面高度的2倍，箱形柱或圆形柱的埋置深度不应小于柱截面长边或外径的2．5倍；钢柱脚底板应设置锚栓与下部混凝土连接。钢柱埋入部分的侧边混凝土保护层厚度要求可参见图8．1．1-2a，C1不得小于钢柱受弯方向截面高度的一半，且不小于250mm，C2不得小于钢柱受弯方向截面高度的2/3，且不小于400mm。钢柱埋入部分的四角应设置竖向钢筋，四周应配置箍筋，箍筋直径不应小于10mm，其间距不大于250mm；在边柱和角柱柱脚中，埋入部分的顶部和底部还应设置U形钢筋(图8．1．1-2b)，U形钢筋的开口向内，用以抵抗柱脚剪力；U形钢筋的锚固长度应从钢柱内侧算起，不小于30倍钢筋直径。在混凝土基础顶部，钢柱应设置水平加劲肋。当箱形柱壁板宽厚比D/t＞30时，应在埋入部分的顶部设置隔板；也可在箱形柱的埋入部分填充混凝土，当混凝土填充至基础顶部以上1倍箱形截面高度时，埋入部分的顶部可不设加劲肋或隔板。4刚接柱脚的底板均应采用抗弯连接，其锚栓布置可参见图8．1．1-3，锚栓埋入长度不应小于其直径的25倍，锚栓底部应设锚板或弯钩，锚板厚度宜大于1．3倍锚栓直径。应保证锚栓四周和底部的混凝土具有足够厚度，避免基础冲切破坏；锚栓和外包层主筋下面还应按混凝土基础要求设置保护层。5埋入式柱脚不宜采用冷成型箱形柱。图8．1．1-1柱脚的不同形式示意50 图8．1．1-2埋入式柱脚的其他构造要求图8．1．1-3抗弯连接钢柱底板形状和锚栓的配置8．1．2刚接外露式柱脚的设计应符合本条第1～5款的要求；铰接外露式柱脚的设计应符合第1款和第5款的要求。1钢柱轴力由底板直接传至混凝土基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。2在轴力和弯矩作用下计算所需锚栓面积，可按下式进行验算：M≤M1(8．1．2-1)式中M——柱脚弯矩设计值；M1——在轴力与弯矩作用下按钢筋混凝土压弯构件截面设计方法计算的柱脚受弯承载力。设截面为底板面积，由受拉边的锚栓单独承受拉力，由混凝土基础单独承受压力，受压边的锚栓不参加工作，锚栓和混凝土的强度均取设计值。3柱脚的极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性抗弯承载力(图8．1．3-2)，可按下式进行验算：Mu≥Mpc(8．1．2-2)式中Mpc——考虑轴力时柱的全塑性弯矩，按本条第4款的规定计算；Mu——考虑轴力时柱脚的极限受弯承载力，按本条第2款中计算M1的方法计算，但锚栓和混凝土强度均取标准值。4当框架柱存在轴力时，构件的全塑性受弯承载力Mpc应按下列规定采用。本款也适用于其他类型的钢柱脚和组合柱中的钢柱或钢管柱的计算。1)工字形截面(绕强轴)和箱形截面当N/Ny≤0．13时，Mpc＝Mp当N/Ny＞0．13时，Mpc＝1．15(1－N/Ny)Mp(8．1．2-3)2)工字形截面(绕弱轴)当N/Ny≤Aw/A时，Mpc＝Mp51 当N/Ny＞Aw/A时，3)圆钢管截面当N/Ny≤0．2时，Mpc＝Mp当N/Ny＞0．2时，Mpc＝1．25(1－N/Ny)Mp(8．1．2-5)式中N——钢柱的轴力设计值；Ny——钢柱的轴向屈服承载力；A——钢柱的全截面面积；Aw——钢柱腹板的截面面积；Mp——钢柱的全塑性受弯承载力；ƒy——钢柱钢材的屈服强度。5钢柱底部的剪力可由底板与混凝土之间的摩擦力传递，摩擦系数取0．4；当剪力大于底板下的摩擦力时，应设置抗剪键，由抗剪键承受全部剪力；也可由锚栓抵抗全部剪力，此时底板上的锚栓孔直径不应大于锚栓直径加5mm。当锚栓同时受拉、受剪时，单根锚栓的承载力应按下式计算：式中Nt——单根锚栓承受的拉力设计值；Vv——单根锚栓承受的剪力设计值；Nbt——单根锚栓的受拉承载力，取Nbt＝Aeƒ；Vbv——单根锚栓的受剪承载力，取Vbv＝Aeƒv；Ae——单根锚栓截面面积；ƒ——锚栓钢材的抗拉强度设计值；ƒv——锚栓钢材的抗剪强度设计值。8．1．3外包式柱脚的设计应符合下列要求：1柱脚轴向压力由钢柱直接传给基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。2弯矩和剪力由外包层混凝土和钢柱脚共同承担，外包层的有效面积可参见图8．1．3-1。柱脚的受弯承载力可按下式进行验算：M≤0．9Asƒh0＋M1(8．1．3-1)式中M——柱脚的弯矩设计值；As——外包层混凝土中受拉侧的钢筋面积；ƒ——受拉钢筋抗拉强度设计值；h0——受拉钢筋重心至混凝土受压区边缘的距离；M1——钢柱脚的受弯承载力，按8．1．2条外露式钢柱脚M1的计算方法计算。3外包式柱脚的极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性抗弯承载力(图8．1．3-2)，可按下列公式进行验算：Mu≥1．2Mpc(8．1．3-2)Mu＝min{Mu1，Mu2}(8．1．3-3)Mu1＝Mpc/(1－lr/l)(8．1．3-4)Mu2＝0．9Asƒykh0＋Mu3(8．1．3-5)式中Mpc——考虑轴力时，钢柱截面的全塑性弯矩，按第8．1．2条第4款的规定计算；Mu——柱脚的极限受弯承载力；Mu1——考虑轴力影响，外包混凝土顶部箍筋处钢柱弯矩达到全塑性弯矩Mpc时，按比例放大的外包混凝土底部弯矩；l——钢柱底板到柱反弯点的距离，可取底层层高的2/3；lr——外包混凝土顶部箍筋到柱底板的距离；Mu2——外包钢筋混凝土的抗弯承载力与Mu3之和；Mu3——钢柱脚的极限受弯承载力，按8．1．2条外露式钢柱脚Mu的计算方法计算。4外包层混凝土截面的受剪承载力应符合下列要求：52 V≤beh0(0．7ƒt＋0．5ƒyvρsh)(8．1．3-6)Vu≥Mu/lr(8．1．3-7)其中，Vu＝beh0(0．7ƒtk＋0．5ƒyvkρsh)＋Mu3/lr(8．1．3-8)式中V——柱底截面的剪力设计值；Vu——外包式柱脚的极限受剪承载力；be——外包层混凝土的截面有效宽度，按图8．1．3-1b采用；ƒtk——混凝土轴心抗拉强度标准值；ƒyvk——箍筋的抗拉强度标准值；ρsh——水平箍筋的配箍率；ρsh＝Ash/bes，当ρsh＞1．2％时，取1．2％；Ash——配置在同一截面内箍筋的截面面积；s——箍筋的间距。图8．1．3-1斜线部分为外包式钢筋混凝土的有效面积图8．1．3-2极限受弯承载力时外包式柱脚的受力状态8．1．4埋入式柱脚的设计应符合下列要求：1柱脚轴向压力由柱脚底板直接传给基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。2埋入式柱脚在轴力和弯矩作用下应满足式(8．1．4-1)的要求，钢柱脚埋入部分基础混凝土提供的侧向受弯承载力应不小于钢柱全塑性抗弯承载力的1．2倍，与钢柱脚埋入部分基础混凝土提供的侧向受弯承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性抗剪承载力。钢柱埋入部分的侧向应力分布见图8．1．4-1。可按下列公式进行验算：53 式中M——钢柱脚组合的弯矩设计值；Mu——钢柱脚埋入部分基础混凝土提供的侧向受弯承载力；Mpc——存在轴力时钢柱截面的全塑性弯矩，按第8．1．2条第4款的规定计算；l——基础顶面到钢柱反弯点的距离，可取底层层高的2/3；Bc——与弯矩作用方向垂直的柱身宽度，对工字形截面柱应取等效宽度，等效宽度可参照行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98第8．6．4条的规定，将其得到的有效承压面积除以埋深的一半得出；hB——钢柱脚埋置深度；ƒck——基础混凝土轴心抗压强度标准值。图8．1．4-1埋入式柱脚混凝土的侧向应力分布3边柱和角柱的钢柱脚埋入混凝土基础部分的上、下部位均应布置U形钢筋加强(图8．1．1-2b)，可按下列公式验算U形钢筋数量：当柱脚受到由内向外作用的剪力时(图8．1．4-2a)，当柱脚受由外向内作用的剪力时(图8．1．4-2b)，式中Mu——钢柱脚埋入部分由U型加强筋提供的侧向受弯承载力，取1．2Mpc；Ty——U形加强筋的受拉承载力，Ty＝Atƒyk；At——U形加强筋的截面面积之和；ƒyk——U形加强筋的抗拉强度标准值；a——U形加强筋重心至基础表面或至柱底板下表面的距离(图8．1．4-2ab)；Dc——与弯矩作用方向平行的柱身尺寸。54 图8．1．4-2埋入式钢柱脚U形加强筋计算简图8．2钢骨混凝土柱柱脚8．2．1钢骨混凝土柱柱脚分为埋入式柱脚(图8．2．1-1)和非埋入式柱脚(图8．2．1-2)两类。在抗震设防的结构中宜优先采用埋入式柱脚。当有地下室且柱中钢骨延伸至基础顶面时，抗震结构也可采用非埋入式柱脚。柱钢骨底部应设置底板，并用锚栓锚固于柱脚底部的混凝土中或基础中。底板的形状和锚栓的配置方法可参见图8．2．1-3，底板和锚栓应符合8．1．1条第4款的要求。钢骨混凝土柱非埋入式柱脚和埋入式柱脚的构造，应符合第8．1．1条钢柱柱脚中的有关构造要求。图8．2．1-2非埋入式柱脚图8．2．1-3柱钢骨底板形状和锚栓的配置8．2．2埋入式柱脚的设计应符合下列要求：1埋入式柱脚的钢骨伸入基础的埋置深度hB应满足下列公式的要求：式中——基础顶面柱钢骨部分承担的弯矩设计值，可取钢骨的受弯承载力；55 ——基础顶面柱钢骨部分承担的剪力设计值，可取＝/Hn，其中Hn为柱净高；ƒB——混凝土的承压强度设计值，按下式计算：ƒc——混凝土轴心抗压强度设计值；b——柱脚钢骨翼缘宽度；bse——钢柱埋入部分的有效承压宽度(图8．2．2-1)，按表8．2．2确定。图8．2．2-1埋入式柱脚的有效承压宽度表8．2．2柱钢骨埋入式柱脚埋入部分侧向的有效宽度bse2埋入式柱脚应按下列公式确定柱钢骨底部的弯矩和轴力设计值。式中MB——柱钢骨底部截面的弯矩设计值；NB——柱钢骨底部截面的轴力设计值；——基础顶面柱钢骨部分承担的轴力设计值；hB——埋入式柱脚钢骨的埋深(图8．2．2-2)；hm——埋入式柱脚抗弯部分混凝土承压高度(图8．2．2-2)；hs——埋入式柱脚抗剪部分混凝土承压高度(图8．2．2-2)。图8．2．2-2埋入式柱脚中钢骨埋入部分的内力传递56 3埋入式柱脚钢骨底部的混凝土在轴力NB和弯矩MB作用下，应符合下式要求：MB≤MBu(8．2．2-7)式中MBu——钢骨底部的混凝土承载力。计算MBu时，可将钢骨柱脚底板的锚栓作为受拉钢筋，与底板下混凝土部分组成的截面，轴力取NB，按钢筋混凝土截面受压弯计算。4对于边柱和角柱柱脚，尚应按本规程第8．1．4条第3款的要求计算混凝土基础部分上、下部位的U形加强钢筋。计算时，式(8．1．4-5)和式(8．1．4-6)中的Mu用基础顶面柱钢骨部分承担的弯矩设计值代替，ƒck用ƒc代替。8．2．3非埋入式柱脚的设计应符合下列要求：1计算非埋入式柱脚在压力和弯矩共同作用下的承载力时，可将柱脚截面分为：钢骨柱脚锚栓和钢骨底板下混凝土组成的截面(图8．2．3-1b)和周边钢筋混凝土箱形截面(图8．2．3-1c)两部分，按下列方法进行设计：1)钢骨柱脚锚栓和钢骨底板下混凝土组成的截面部分承担的轴压力Nb取上部钢骨混凝土柱中钢骨部分传来的轴压力，再按钢筋混凝土截面压弯承载力的计算方法确定其所承担的弯矩Mb，计算时锚固螺栓仅作为受拉钢筋考虑，不考虑锚固螺栓的受压作用。当柱脚锚固螺栓仅按构造要求设置时，应取Mb等于零。2)周边钢筋混凝土箱形截面的轴压力和弯矩设计值按公式(8．2．3-1)、(8．2．3-2)取值，然后按钢筋混凝土箱形截面压弯承载力计算方法确定周边钢筋混凝土箱形截面的配筋。Nr＝N－Nb(8．2．3-1)Mr＝M－Mb(8．2．3-2)式中，Nr、Mr——分别为周边钢筋混凝土箱形截面的轴压力设计值和弯矩设计值；N、M——钢骨混凝土柱脚截面处轴压力设计值和弯矩设计值。2非埋入式柱脚的受剪承载力应满足下列要求：式中V——考虑柱底弯距调整影响后的柱脚剪力设计值；——柱钢骨底板摩擦力和锚栓的受剪承载力之和，可根据钢骨底部的轴力情况按本规程第8．1．2条第5款计算；——周边钢筋混凝土部分的受剪承载力；be——周边箱形混凝土截面的有效受剪宽度，取be＝be1＋be2；h0——沿受力方向周边箱形混凝土截面的有效高度。3非埋入式柱脚的柱钢骨混凝土保护层厚度不应小于150mm。4非埋入式柱脚相邻层的柱钢骨翼缘上应设置栓钉。栓钉的直径不宜小于19mm，水平和竖向中心距不宜大于300mm，且栓钉中心至钢骨板材边缘的距离不应小于60mm。当有可靠依据时，可按计算确定栓钉数量。图8．2．3-1非埋入式基础承载力的叠加8．3钢管混凝土柱柱脚8．3．1圆形钢管混凝土柱的柱脚可采用外露式柱脚或埋入式柱脚，柱脚可由柱脚板、加劲肋和锚栓或锚筋等构成，其构造应符合下列规定：1外露式柱脚的柱脚板与基础可采用锚栓连接(图8．3．1-1a)或锚筋连接(图8．3．1-1b)，埋入式柱脚的柱脚板与钢管之间可采用加劲肋连接(图8．3．1-1c)。埋入式柱脚也可在钢管表面焊接钢筋环(图8．3．1-1c)，并应设置定位锚栓或锚筋。2外露式柱脚的构造应符合下列要求：1)柱脚板的厚度不宜小于钢管壁厚的1．5倍，且不应小于20mm；2)柱脚板的宽度不宜小于钢管壁厚的10倍，且不应小于200mm；3)加劲肋的厚度不宜小于钢管壁厚，肋高不宜小于柱脚板外伸宽度的2倍，肋距不应大于柱脚板外伸宽度的4倍；57 4)8度及以上抗震设防时，锚栓截面面积不宜小于钢管截面面积的20％，锚栓应采用双螺母拧紧或其他措施防止松动，锚栓埋入长度不应小于其直径的25倍，锚栓底部应有弯钩或锚板，锚板厚度宜大于1．3倍锚栓直径；5)按构造配置插筋时，锚筋的总截面面积应不小于钢管壁截面面积的0．7倍，应适当分置于钢管内和钢管外，插筋锚入混凝土基础的长度不应小于45d及1000mm，d为插筋直径。管外的插筋应热弯等强焊接于柱脚板面或钢管外壁上，管内插筋伸入管内的长度不应小于45d及1000mm。3柱脚板及加劲肋应满足施工阶段空钢管柱可能受到的荷载要求，柱脚板可同时作为安装钢管柱的定位器，可采用图8．3．1-2所示的构造。8．3．2矩形钢管混凝土柱可采用外露式柱脚或埋入式柱脚。外露式柱脚的构造可参考本规程第8．3．1条和图8．3．1-1a，埋入式柱脚的构造示意可参考本规程图8．3．1-1c。8．3．3地下室顶板为上部结构的计算嵌固端，且钢管混凝土柱伸入地下室不少于2层时，可采用外露式柱脚。8．3．4上部结构计算嵌固端不在地下室顶板时，或地下室顶板为上部结构的计算嵌固端但钢管混凝土柱伸入地下少于2层时，应采用埋入式柱脚。采用埋入式柱脚时，圆形钢管混凝土柱埋入基础混凝土的深度不宜小于柱截面直径的2．5倍，矩形钢管混凝土柱埋入基础混凝土的深度不宜小于柱截面长边长度的2．5倍。图8．3．1-1圆形钢管混凝土柱的柱脚构造示意8．3．5钢管混凝土柱脚下的基础混凝土内应配置方格钢筋网或螺旋式箍筋，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，验算施工阶段和竣工后柱脚板下基础混凝土的局部受压承载力。计算局部受压承载力时，混凝土局部受压面积A1可取钢管混凝土柱的截面面积，局部受压的计算底面积Ab可取为3A1，Ab不应大于基础或桩基承台的顶面面积。58 图8．3．1-2柱脚板构造示意9混合结构的施工、防火和防腐蚀9．0．1混合结构中，钢结构工程的制作和安装，应符合设计文件的要求和本规程的规定。本规程未作规定者，应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205、现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81和现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定执行。9．0．2钢柱和钢梁在制作时，构件长度应考虑现场焊接产生的收缩变形值。构件出厂前应进行结构预拼装。9．0．3混合结构施工时，承包单位应对由施工顺序造成的、对结构承载力和稳定性产生影响的结构状态进行验算，并对施工顺序和注意事项提出要求。在进行施工组织设计后，方可确定最后施工方案。9．0．4施工阶段设计应分别考虑外框架以及核心筒在风荷载作用下的稳定性和侧向承载力。安装验算时可取重现期为25年的标准风荷载值，除构件受风面积外，尚应计入楼板边缘和楼面堆放材料等受风面积产生的风荷载。9．0．5钢框架(混合框架)-混凝土核心筒结构施工时，高层建筑周边钢框架(混合框架)构件安装超前于浇筑混凝土楼板的楼层，其施工间隔应考虑组合楼盖梁安装与焊接、组合梁上部栓钉焊接和压型钢板焊接、楼板钢筋铺设、楼板混凝土浇注、柱外包混凝土和钢管内灌混凝土施工等工序所需的时间，钢框架(混合框架)安装与楼板混凝土浇筑相差的楼层不宜超过5层。9．0．6钢框架(混合框架)-混凝土核心筒施工时，核心筒应提前施工，一般比钢框架安装超前10～14层。9．0．7钢框架-混凝土核心筒高层混合结构施工时，应考虑混凝土徐变、收缩和钢框架与混凝土剪力墙之间在重力荷载作用下的弹性压缩变形不同所引起的竖向变形差异，并应采取相应措施。9．0．8钢结构防火涂料工程应在钢结构安装工程施工质量验收合格后进行，应采用符合设计和相应产品标准的防火涂料。防火涂料的施工应符合国家现行标准《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。9．0．9钢管混凝土柱的现场焊接应在浇筑混凝土前完成。9．0．10钢骨柱的穿筋孔应采用在工厂钻成孔，严禁现场火焰切割开孔。9．0．11钢结构吊装就位后，应设置临时支撑以保证结构稳定，所有上部结构的安装必须在下部结构安装就位并验收合格后进行。9．0．12钢构件的表面处理、除锈方法、除锈等级的确定、涂料品种的选择、涂层结构和涂层厚度应符合设计要求和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。高强螺栓连接范围内的接触面和埋入混凝土内的钢柱、钢梁、现场焊接区域等不得涂刷涂料。9．0．13混合结构中的混凝土施工应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204的规定。附录A高强螺栓连接计算A．0．1高强螺栓连接的受拉承载力，应符合下列要求：59 Nbu≥α·N(A．0．1)b式中Nu——高强螺栓连接的极限受拉承载力，按构件或螺栓的屈服承载力计算；N——螺栓连接的设计拉力，按连接板件或连接螺栓屈服时承载力中的较大值采用的设计内力，抗震设计时应除以γRE；α——连接系数。A．0．2仅考虑螺栓受剪和板件承压时的高强螺栓极限受拉承载力，应按下列规定计算：图A．0．5板件拉脱、挤穿时的受拉和受剪截面计算60'