GB 50936-2014 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 （完整版）
1 總則
1.0.1 為在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)件制作及工程施工中貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)，制定本規(guī)范。
1.0.2 本規(guī)范適用于采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的工業(yè)與民用房屋建筑和一般構(gòu)筑物的設(shè)計、構(gòu)件制作及施工。
1.0.3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、構(gòu)件制作及施工除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語和符號
3 材料
4 基本規(guī)定
5 圓形及多邊形鋼管混凝土構(gòu)件承載力設(shè)計
6 實心圓形鋼管混凝土構(gòu)件承載力設(shè)計
7 連接和節(jié)點設(shè)計
8 防火設(shè)計
8.0.1 沒有保護(hù)層時，鋼管混凝土構(gòu)件的耐火時間可按本規(guī)范附錄E計算得到，也可按表8.0.1取值。
表8.0.1 不同荷載比下鋼管混凝土構(gòu)件的耐火時間 t (min)
注：1 荷載比為構(gòu)件設(shè)計值與構(gòu)件承載力設(shè)計值之比；
2 空心率為0時，是實心鋼管混凝土構(gòu)件；
3 等效外徑對于圓形截面取鋼管外徑，對于多邊形截面，按面積相等等效成圓形截面。
8.0.2 當(dāng)防火材料為非膨脹型涂料時，鋼管混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度可按本規(guī)范附錄E計算得到，也可按表8.0.2-1、表8.0.2-2取值。
表8.0.2-1 耐火等級為2.5h(150min)時非膨脹型防火涂料厚度 d(mm)取值
注：1 等效外徑對于圓形截面為鋼管外徑；對于多邊形截面，按面積相等等效成圓形截面；
2 保護(hù)層導(dǎo)熱系數(shù) λ＝0.116W(m·℃)。
3 如果保護(hù)層厚度小于設(shè)計、施工或成品規(guī)定的最小厚度，按后者取值。
表8.0.2-2 耐火等級為3h(180min)時非膨脹型防火涂料厚度 d(mm)取值
注：1 等效外徑對于圓形截面為鋼管外徑；對于多邊形截面，按面積相等等效成圓形截面；
2 保護(hù)層導(dǎo)熱系數(shù) λ＝0.116W/(m·℃)。
3 如果保護(hù)層厚度小于設(shè)計、施工或成品規(guī)定的最小厚度，按后者取值。
8.0.3 當(dāng)保護(hù)層為水泥砂漿時，鋼管混凝土保護(hù)層厚度可按本規(guī)范附錄E計算得到，也可按表8.0.3-1、表8.0.3-2取值。
表8.0.3-1 耐火等級為2.5h(150min)時水泥砂漿保護(hù)層厚度 d(mm)取值
注：1 等效外徑對于圓形截面為鋼管外徑；對于多邊形截面，按面積相等等效成圓形截面。
2 如果保護(hù)層厚度小于設(shè)計、施工或成品規(guī)定的最小厚度，按后者取值。
表8.0.3-2 耐火等級為3h(180min)時水泥砂漿保護(hù)層厚度 d(mm)取值
注：1 等效外徑對于圓形截面為鋼管外徑；對于多邊形截面，按面積相等等效成圓形截面。
2 如果保護(hù)層厚度小于設(shè)計、施工或成品規(guī)定的最小厚度，按后者取值。
8.0.4 每個樓層的柱鋼管壁均應(yīng)設(shè)置直徑不小于12mm的排氣孔，其位置宜位于柱與樓板相交位置上方及下方100mm處，并應(yīng)沿柱身反對稱布設(shè)。
9 制作與施工
附錄A 各種截面的形常數(shù)
附錄A 各種截面的形常數(shù)
表A 各種截面形常數(shù)
注：1 六邊形截面根據(jù)等效圓截面原理計算：已知邊長 a 和鋼管厚度 t，則形心至邊的垂直距離 r＝2.514a，形心至鋼材內(nèi)壁的垂直距離 r1＝r－t，由此，得等效圓截面的半徑 R＝2.53a；等效圓截面鋼管的內(nèi)半徑Rco＝1.007(2.5137a－t)，等效圓截面鋼管的厚度 t＝R－Rco；
2 截面：空心部分的半徑 rci，空心部分的面積 Ah＝πrci2，空心部分的慣性矩 Ih＝πrci4/4，由此可計算各種截面的混凝土部分的面積和慣性矩。
附錄B 鋼管混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度設(shè)計值
B.0.1 鋼管混凝土實心圓形和正十六邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表B.0.1取值。
表B.0.1 鋼管混凝土實心圓形和正十六邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fsc(N/mm2)
續(xù)表B.0.1
B.0.2 鋼管混凝土正八邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表B.0.2取值。
表B.0.2 鋼管混凝土實心正八邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fsc(N/mm2)
續(xù)表B.0.2
B.0.3 鋼管混凝土實心正方形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表B.0.3取值。
表B.0.3 鋼管混凝土實心方形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fsc(N/mm2)
續(xù)表B.0.3
B.0.4 鋼管混凝土空心圓形和正十六邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表B.0.4取值。
表B.0.4 鋼管混凝土空心圓形和正十六邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fsc(N/mm2)
續(xù)表B.0.4
B.0.5 鋼管混凝土空心正八邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表B.0.5取值。
表B.0.5 鋼管混凝土空心正八邊形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fsc(N/mm2)
B.0.6 鋼管混凝土空心正方形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表B.0.6取值。
表B.0.6 鋼管混凝土空心正方形截面的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fsc(N/mm2)
附錄C 鋼梁-鋼管混凝土柱外加強(qiáng)環(huán)連接節(jié)點設(shè)計
C.0.1 外加強(qiáng)環(huán)宜采用下列兩種形式（圖C.0.1）：
圖C.0.1 加強(qiáng)環(huán)常用的類型
C.0.2 加強(qiáng)環(huán)板承受的軸力 N 和彎矩 M，應(yīng)按下列公式計算：
式中：Nb——梁的軸心力對一個環(huán)板產(chǎn)生的拉力(N)；
Mc——柱軸線處的梁支座彎矩設(shè)計值(N·mm)；
V——對應(yīng)于柱軸線處Mc的梁端剪力(N)；
h——梁端的截面高度(mm)；
d——柱的直徑(mm)。
C.0.3 加強(qiáng)環(huán)板的控制寬度 b 和厚度 t1應(yīng)按下列方法計算：
1 連接鋼梁的加強(qiáng)環(huán)的厚度，應(yīng)根據(jù)梁翼緣板所承受的軸心拉力 N 按下式計算確定：
式中：t1——加強(qiáng)環(huán)板的厚度(mm)；
bs——加強(qiáng)環(huán)板的寬度（工字鋼翼緣寬度）(mm)。
2 加強(qiáng)環(huán)板的控制截面的寬度 b，應(yīng)按下列公式計算：
式中：α——拉力 N 作用方向與計算截面的夾角；
t——主柱鋼管的壁厚(mm)；
d——主柱鋼管的外直徑(mm)；
f——主柱鋼管的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
f1——加強(qiáng)環(huán)板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
be——主柱鋼管管壁參與加強(qiáng)環(huán)受力的有效寬度(mm)(圖C.0.3)。
圖C.0.3 柱管壁有效寬度圖
1-主柱管壁；2-加強(qiáng)環(huán)板
3 加強(qiáng)環(huán)板除滿足計算規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列公式規(guī)定：
C.0.4 短梁（牛腿）的腹板，應(yīng)按下列公式驗算短梁腹板處管壁的剪應(yīng)力（圖C.0.4）：
式中：Vmax——梁端的最大剪力設(shè)計值(N)；
lw——角焊縫長度(mm)；
rco——鋼管的內(nèi)半徑(mm)；
bj——角焊縫所包的寬度(mm)；
hf——角焊縫的焊腳尺寸(mm)；
tw——腹板的厚度(mm)；
fv——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)。
圖C.0.4 管壁應(yīng)力計算簡圖
1-角焊縫
附錄D 鋼筋混凝土梁-圓鋼管混凝土柱的環(huán)梁節(jié)點配筋計算方法
D.0.1 當(dāng)環(huán)梁（圖D.0.1-1）上部環(huán)向鋼筋的直徑相同、水平間距相等時，環(huán)梁受拉環(huán)筋面積及箍筋單肢面積應(yīng)符合下列規(guī)定：
圖D.0.1-1 RC梁-圓鋼管混凝土柱節(jié)點簡圖
1-鋼管混凝土柱；2-RC框架梁；3-環(huán)梁；4-環(huán)梁箍筋；
5-外環(huán)鋼筋；6-內(nèi)環(huán)鋼筋；7-抗剪環(huán)
1 不考慮樓板的有利作用時，應(yīng)按下列公式要求：
2 考慮樓板的有利作用時，應(yīng)按下列公式驗算：
在負(fù)彎矩作用下，β1取0.5，β2取0.65，β3取0.6；正彎矩作用下取 β1＝β2＝β3＝1.0。θ1、θ2、α0、R、r 等參數(shù)幾何含義應(yīng)按圖D.0.1-2執(zhí)行。
3 環(huán)梁箍筋單肢面積應(yīng)按下列公式計算：
式中：λ——剪環(huán)比，為環(huán)梁箍筋名義拉力與環(huán)梁受拉環(huán)筋名義拉力的比值，λ＝Fv/Fh，可取0.35～0.7，不考慮樓板的作用時取較高值，考慮樓板的作用時取較低值；
Fh——受拉環(huán)筋的名義拉力(N)，F(xiàn)h＝0.7fyhAsh；
fyh——環(huán)向鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
Ash——環(huán)向鋼筋的截面面積(mm2)；
Fv——環(huán)梁箍筋的名義拉力(N)，F(xiàn)v＝αvAsvfyv/γH；
fyv——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
γH——箍筋間夾角（弧度），γH＝S/(r＋bh/2)；
S——環(huán)梁中線處箍筋間距(mm)；
Asv——環(huán)梁箍筋單肢面積(mm2)；
αv——閉合箍筋計算系數(shù)，應(yīng)按表D.0.1取值；
Mk——由實配鋼筋計算得出的框架梁梁端截面彎矩(N·mm)；
αdp——試驗修正系數(shù)，取αdp＝1.3；
hr——環(huán)梁截面高度(mm)。
圖D.0.1-2 幾何關(guān)系示意圖
1-鋼管
表D.0.1 閉合箍筋計算系數(shù)
D.0.2 當(dāng)環(huán)梁環(huán)向鋼筋的強(qiáng)度等級與框架梁相同，環(huán)向鋼筋直徑相同、水平間距相等，環(huán)梁受拉環(huán)筋面積及箍筋單肢面積可按下列公式計算：
1 不考慮樓板作用
2 考慮樓板作用
式中：Ask——框架梁梁端受拉鋼筋面積(mm2)；
fy——環(huán)梁環(huán)向鋼筋的受拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
Asv——環(huán)梁箍筋單肢箍面積(mm2)；
fyv——箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
γH——箍筋間夾角（弧度），應(yīng)按本規(guī)范第D.0.1條計算；
αv——閉合箍筋計算系數(shù)，應(yīng)按本規(guī)范表D.0.1取值。
D.0.3 當(dāng)采用鋼筋混凝土無梁樓蓋時，樓蓋與圓鋼管混凝土柱的環(huán)梁節(jié)點中，環(huán)梁環(huán)筋面積應(yīng)按下式計算：
環(huán)梁箍筋單肢面積應(yīng)按下式計算：
式中：Ask——鋼管混凝土柱范圍內(nèi)受拉板筋的面積(mm2)；
fyh——環(huán)梁環(huán)向鋼筋的受拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
Asv——環(huán)梁箍筋單肢箍面積(mm2)；
fyv——箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
γH——箍筋間夾角（弧度），應(yīng)按本規(guī)范第D.0.1條計算；
αv——閉合箍筋計算系數(shù)，應(yīng)按本規(guī)范表D.0.1取值。
附錄E 鋼管混凝土構(gòu)件防火計算方法
E.0.1 火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線應(yīng)按下式計算：
式中：t——時間(min)；
Tf——火災(zāi)溫度(℃)；
T0——初始環(huán)境溫度，取20℃。
E.0.2 高溫下材料的力學(xué)特性和熱工參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 高溫下鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按下式計算：
式中：f——常溫下的鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
T——鋼材的溫度(℃)；
e——自然對數(shù)底，e＝2.71828。
2 高溫下鋼材的彈性模量應(yīng)按下式計算：
式中：Es——常溫下鋼材的彈性模量(MPa)；
T——鋼材的溫度(℃)；
3 高溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按下式計算：
式中：fc——常溫下的混凝土強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
T——混凝土的溫度(℃)。
4 高溫下混凝土彈性模量應(yīng)按下式計算：
式中：Ec——常溫下的混凝土彈性模量(MPa)；
T——混凝土的溫度(℃)。
5 鋼管的熱工參數(shù)取值應(yīng)符合下列規(guī)定：
1) 鋼材的密度：ρs＝7850kg/m3
2) 鋼材導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)按下式計算：
3) 鋼材的比熱容應(yīng)按下式計算：
4) 鋼材的熱膨脹系數(shù)應(yīng)按下式計算：
6 混凝土的熱工參數(shù)取值應(yīng)符合下列規(guī)定：
1) 混凝土的密度：ρc＝2350kg/m3
2) 混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)：
3) 混凝土的比熱容：
4) 混凝土的熱膨脹系數(shù)：
E.0.3 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下構(gòu)件的溫度場計算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 鋼管的溫度 Ts應(yīng)按下列公式計算：
式中：t——時間(min)；
Ts——鋼管的溫度(℃)；
ds——鋼管的等效厚度(mm)，根據(jù)面積等效成圓形的厚度。
2 混凝土的平均溫度Tc應(yīng)按下列公式計算：
式中：t——時間(min)；
Tc——混凝土的平均溫度(℃)；
Le——混凝土的等效厚度(mm)，根據(jù)面積等效成圓形的厚度；
ψ——空心率。
E.0.4 標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線下構(gòu)件的抗壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 火災(zāi)下構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f sc T 應(yīng)按下列公式計算：
式中：fsc——常溫下鋼管混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)范公式(5.1.2-2)計算(MPa)；
kscT——高溫下的強(qiáng)度折減系數(shù)；
As、Ac——鋼管、管內(nèi)混凝土的面積(mm2)；
fT——t時刻高溫下鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.2-1)計算，其中溫度應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.3-1)計算(MPa)；
fcT——t時刻高溫下混凝土的平均抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)；
Tc——混凝土的平均溫度，應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.3-6)計算(℃)。
2 火災(zāi)下構(gòu)件的強(qiáng)度承載力設(shè)計值應(yīng)按下式計算：
3 火災(zāi)下構(gòu)件的穩(wěn)定承載力設(shè)計值應(yīng)按下列公式計算：
式中：NuT——t 時刻，鋼管混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定承載力(N)；
N0T——t 時刻，鋼管混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度承載力(N)；
φT——t 時刻，鋼管混凝土構(gòu)件高溫下的穩(wěn)定系數(shù)；
λscT——高溫下的正則長細(xì)比，
；
λsc——構(gòu)件的長細(xì)比；
fscT——t 時刻，鋼管混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.4-1)計算(MPa)；
Asc——鋼管混凝土構(gòu)件的截面積，等于鋼管和混凝土截面面積之和(mm2)；
EscT——t 時刻，鋼管混凝土構(gòu)件的彈性模量(MPa)；
EsT——t 時刻，高溫下鋼材彈性模量(MPa)；應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.2-2)計算，其中溫度應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.3-1)計算；
EcT——t 時刻，高溫下混凝土的平均彈性模量，考慮溫度的不均勻性(MPa)；
Tc——混凝土的平均溫度，應(yīng)按本規(guī)范公式(E.0.3-6)計算(℃)。
4 火災(zāi)下構(gòu)件的承載力應(yīng)符合下式規(guī)定：
式中：NT——火災(zāi)下作用于構(gòu)件的壓力設(shè)計值；
NuT——火災(zāi)下構(gòu)件的穩(wěn)定承載力設(shè)計值，按本規(guī)范公式(E.0.4-5)計算。
E.0.5 利用空心鋼管混凝土中空部分注水的構(gòu)件，注水對鋼管混凝土構(gòu)件耐火時間的影響應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 荷載比小于0.1時，構(gòu)件的耐火時間按3h(180min)取值。
2 對荷載比小于0.4且空心率大于0.65的鋼管混凝土構(gòu)件，按不注水鋼管混凝土構(gòu)件計算耐火時間。
3 當(dāng)荷載比在0.1和0.4之間時，注水對構(gòu)件耐火時間的影響可按第1點和第2點的荷載比插值。
E.0.6 火災(zāi)下構(gòu)件保護(hù)層厚度的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 已知構(gòu)件火災(zāi)下的外荷載 NT，令 NT＝NuT；已知構(gòu)件火災(zāi)下的荷載比nj，令 NT＝nfNu，Nu應(yīng)按本規(guī)范公式(5.1.10-1)計算。采用迭代或試算法，可得到?jīng)]有保護(hù)層時構(gòu)件的耐火時間。
2 當(dāng)防火材料為非膨脹型涂料時，保護(hù)層厚度可按下式計算：
3 當(dāng)防火材料為鋼絲網(wǎng)抹 M5普通水泥砂漿時，保護(hù)層厚度可按下式計算：
式中：d——保護(hù)層厚度(mm)；
λ——保護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m·℃)]；
tsc——沒有保護(hù)層時，構(gòu)件的耐火時間(min)；可根據(jù)本規(guī)范第E.0.6條第1款反算得到；
te——涂保護(hù)層后希望達(dá)到的耐火時間(min)。
