13.3 构造措施
13.3.1 型钢混凝土构件所用型钢的材质要求
1 宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢，以及Q345等级B、C、D、E级的低合金高强度结构钢。其质量标准应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700-2006和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591-2008的规定。
2 当焊接型钢的钢板厚度大于或等于50mm，并承受沿厚度方向的拉力作用时，应按现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313-2010的规定，其附加板厚方向的截面收缩率不得小于该标准Z15规定的允许值。
13.3.2 型钢混凝土结构构件中的型钢钢板不宜过薄，以利于焊接和满足局部稳定的要求。型钢混凝土柱和梁的型钢板件的宽厚比满足表13.3.2中要求时，可不进行局部稳定验算(如图13.3.2)。
表13.3.2 型钢板件宽厚比限值
图13.3.2 型钢板件示意
13.3.3 型钢混凝土构件中均采用全截面对称配置
说明：在实际工程的应用中，梁及柱子内的型钢都采用全截面对称配置，对于提高承载能力有利。所配置的型钢充分发挥其最大作用，对于减小梁或柱子的截面尺寸，提高梁柱的刚度，节约建筑使用空间，具有实际意义。所以—般不采用配置部分不对称型钢，或仅在受拉区配置型钢的方式，这样在实际工程中毫无疑义，因为这样做起不到减小梁或柱截面面积及增加刚度的作用。
13.3.4 型钢混凝土柱构造要求
1 轴压比要求
当考虑地震作用组合时，钢-混凝土混合结构中型钢混凝土柱的轴压比不宜大于表13.3.4-1值。
表13.3.4-1 型钢混凝土柱轴压比限值
注：1 转换柱的轴压比限值应比表中数值减少0.10采用；
2 剪跨比不大于2的柱，其轴压比限值应比表中数值减少0.05采用；
3 当混凝土强度等级大于C60时，表中数值宜减少0.05；
4 钢管混凝土柱可不受本表限制。
型钢混凝土柱的轴压比可按下式计算：
式中：μN——型钢混凝土柱的轴压比；
N——考虑地震组合的柱轴向力设计值；
Ac——扣除型钢后的混凝土截面面积；
fc——混凝土的轴心抗压强度设计值；
fa——型钢的抗压强度设计值；
Aa——型钢的截面面积。
2 混凝土强度等级不宜低于C30，混凝土内粗骨料最大粒径不宜大于25mm。型钢柱中型钢的保护层厚度不宜小于150mm；柱纵向钢筋净间距不宜小于50mm，且不应小于柱纵向钢筋直径的1.5倍；柱纵向钢筋与型钢之间净距离不应小于30mm，且不应小于粗骨料最大粒径的1.5倍；柱中纵向受力钢筋之间的距离不宜大于300mm，超过300时纵筋之间宜附加配置直径不小于14mm的纵向构造筋；柱子纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.8％，且在四角各配置一根直径不小于16mm的纵向钢筋。
3 房屋的底层、顶层以及型钢混凝土与钢筋混凝土交接层的型钢混凝土柱子宜设置栓钉，型钢截面为箱形的柱子也宜设置栓钉，竖向及水平向栓钉间距按计算确定，水平间距不宜大于250mm。
4 型钢混凝土柱的含钢率不宜小于4％。
5 型钢混凝土柱的长细比不宜大于80。
6 型钢混凝土柱的箍筋要求：
1)宜采用HRB335和HRB400级热轧钢筋。非抗震设计时，箍筋直径不应小于8mm，箍筋间距不应大于200mm。抗震设计时，箍筋端头应做成135°弯钩，弯钩的直段不小于8d。
2)抗震设计时，柱端箍筋应加密，加密区范围应取矩形截面柱长边、圆柱的直径、柱净高的1/6及500mm，其中最大值；对剪跨比不大于2的柱，其箍筋均应全高加密，箍筋间距不应大于100mm。
3)型钢混凝土柱箍筋应符合表13.3.4-2中的要求，加密区箍筋最小体积配箍率应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010中第11.4.6条的要求，非加密区箍筋最小体积配箍率不应小于加密区箍筋最小体积配箍率的一半；对剪跨比不大于2的柱，箍筋最小体积配箍率尚不应小于1.0％，9度抗震设计时尚不应小于1.3％；框支柱、一级角柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋均应全层高加密，箍筋间距不应大于100mm。
表13.3.4-2 型钢混凝土柱箍筋直径和间距(mm)
注：箍筋直径除应符合表中要求外，尚不应小于纵向钢筋有径的1/4；
6 在抗震设计中，为了充分发挥钢筋的作用，同时考虑施工时，便于浇灌柱内混凝土，可采用四角集中配筋，如图13.3.4-1所示。
图13.3.4-1 型钢混凝土柱四角配筋示意
13.3.5 圆形钢管混凝土柱可按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010附录F进行设计，尚应符合下列构造要求：
1 钢管的直径不宜小于400mm，壁厚不宜小于8mm；
2 钢管外径与壁厚的比值D/t宜在(20～100)
之间，fy为钢材的屈服强度；
3 圆钢管混凝土柱的套箍指标
不应小于0.5，也不宜大于2.5；
4 柱子的长细比不宜大于80；
5 轴心压力偏心率e0/γc不宜大于1.0，；e0为偏心距，γc为核心混凝土横截面半径；
6 钢管混凝土柱与框架梁刚性连接时，柱内或柱外应设置与梁上、下翼缘位置对应的加劲肋；加劲肋设置于柱内时，应留孔以利混凝土浇灌；加劲肋设置于柱外时，应形成加劲环板。
7 直径大于2m的圆形钢管混凝土构件应采取有效措施减少钢管内混凝土收缩对构件受力性能的影响。
8 钢管可以采用直缝焊接管，或无缝钢管。焊缝必须采用全熔透的对接焊缝，应符合二级以上焊缝的标准。采用无缝钢管时应在施工图说明中对其成品的负公差提出质量要求。
13.3.6 矩形钢管混凝土柱应符合下列构造要求：
1 钢管截面短边尺寸不宜小于400mm；
2 钢管壁厚不宜小于8mm；
3 钢管截面的高宽比不宜大于2，当矩形钢管混凝土柱截面最大边尺寸大于等于800mm时，宜采取在柱子外壁上焊接栓钉、纵向加劲肋等构造措施；
4 钢管管壁板件的边长与其厚度的比值不应大于60 
；
5 柱的长细比λ不宜大于80；
6 矩形钢管混凝土柱的轴压比应按本措施公式(13.3.4)计算，并不宜大于表13.3.6的限值。
表13.3.6 矩形钢管混凝土柱轴压比限值
13.3.7 混合结构中的钢柱脚的做法要求
1 抗震设计时，型钢混凝土宜采用埋入式柱脚，埋入深度应通过计算确定，且不宜小于型钢柱截面长边尺寸2.5倍。当有地下室时，型钢也可锚在基础底板面上。型钢可采用锚板式，采取有效的加强锚固措施来解决，如在锚板上增加钢筋，扩大混凝土内的锚固范围。
2 埋入式柱脚，在柱脚部位和柱脚向上延伸一层的范围内宜设置栓钉，栓钉的直径不宜小于19mm，其竖向及水平间距不宜大于200mm，栓钉至型钢边缘距离宜不小于50mm。当轴力较大时，应通过计算确定栓钉的数量。
3 抗震设计时，应对钢筋混凝土筒体墙加强部位按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010有关规定进行配筋。
4 采用埋入式柱脚时，柱脚型钢与钢筋混凝土之间的最小保护层厚度规定，如图13.3.7示，中间柱子的混凝土保护层厚度不得小于180mm，边柱不得小于250mm。
图13.3.7 柱脚型钢与钢筋混凝土之间保护层厚度示意
13.3.8 型钢混凝土梁的构造要求
1 混凝土等级不宜小于C30，混凝土粗骨料最大粒径不宜大于25mm；型钢宜采用Q235及Q345级钢材，也可采用Q390或其他符合结构性能的钢材；型钢混凝土梁的纵向配筋率不宜小于0.3％；梁中型钢的保护层厚度如图13.3.8所示。梁纵向钢筋净间距及梁纵向钢筋与型钢骨架之间净距不应小于30mm，且不小于粗骨料最大粒径的1.5倍及梁纵筋直径的1.5倍；梁纵筋不宜超过二排，且第二排只宜在最外侧设置。
图13.3.8 型钢梁中型钢保护层厚度示意
2 梁中纵向受力钢筋宜采用机械连接。如纵向钢筋贯穿型钢柱腹板并以90°弯折固定在柱截面内时，抗震设计的弯折前直段不应小于0.4倍的钢筋抗震基本锚固长度labE，弯折直线段不应小于15d倍纵向钢筋直径。非抗震设计的弯折前直段长度不应小于0.4倍的钢筋基本锚固长度lab，弯折直段长度不应小于12倍纵向钢筋直径。
3 梁上开洞不宜大于梁截面总高的0.4倍，且不宜大于内含型钢截面高度的0.7倍，并应位于梁高及型钢高度的中间区域，验算强度后采取加强措施。
4 型钢混凝土悬臂梁自由端的纵向受力钢筋应设置专门的锚固件，型钢梁的上翼缘宜设置栓钉；型钢混凝土转换梁在型钢上翼缘宜设置栓钉，以抵抗混凝土与型钢之间的纵向剪力。栓钉的最大间距不宜大于200mm，栓钉的最小间距沿梁轴线方向不应小于6倍的栓钉杆直径，垂直梁方向的间距不应小于4倍的栓钉杆直径，且栓钉中心至型钢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。
5 型钢混凝土梁沿全长箍筋应满足下列要求。
1)箍筋的最小面积配筋率应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010的第11.4.3条规定。
2)型钢混凝土梁应采用具有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。抗震设计时，梁箍筋的直径和间距应符合表13.3.8中的要求，且箍筋间距不应大于梁截面高度的1/2。非抗震设计时，梁箍筋直径不应小于8mm，箍筋间距不应大于250mm。抗震设计时，梁端箍筋应加密，加密区范围，一级为2.0h；二、三、四级1.5h，当梁的净跨小于梁截面高度h的4倍时，应全跨加密。
表13.3.8 梁箍筋直径和间距(mm)
注：非抗震设计时，箍筋直径不应小于8mm，箍筋间距不应大于250mm。
13.3.9 刑钢混凝土梁柱节点构造
1 节点箍筋间距不宜大于柱端加密区间距的1.5倍，箍筋直径不宜小于柱箍筋加密区的箍筋直径；钢骨梁中的钢筋穿过梁柱节点时，宜避免穿过柱型钢翼缘；如穿过柱翼缘时，应考虑型钢柱翼缘损失，并予以补强；如穿过柱腹板时，柱腹板截面损失率不宜大于25％，超过时应补强。梁中主筋不得与柱型钢直接焊接。
2 型钢柱在梁水平翼缘处应设置加劲肋，其构造不应影响混凝土浇筑密实。
3 钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体应可靠连接，应能传递竖向剪力及水平力，当通过埋件与钢筋混凝土筒体连接时，预埋件应有足够的锚固长度，做法可按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第11.4.16条规定。
4 钢管混凝土柱与型钢混凝土梁的节点连接可按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010附录F进行设计。
一般型钢混凝土梁的竖向剪力由竖向钢牛腿传递，在钢管外圈梁的位置处，设置上下加强环板，挑出上下翼缘传递弯矩，如图13.3.9-1(b)所示。如果梁的剪力较大时，将承受剪力的钢牛腿的竖向板贯通钢管中心，其做法如图13.3.9-1(a)所示。
图13.3.9-1 钢管混凝土柱剪力传递做法示意
如采用钢梁时，钢梁的上下翼缘与上下加强环的牛腿上下翼缘相焊接。钢梁的腹板与穿心板采用高强螺栓相连接如图13.3.9-2所示。
梁的钢筋如图13.3.9-3所示直接穿过钢管柱时应注意对钢管进行补强。
图13.3.9-2 钢梁与钢管柱节点做法示意
图13.3.9-3 梁筋穿钢管柱示意
13.3.10 当核心筒墙体承受的弯矩、剪力和轴力均较大时，核心筒墙体可采用型钢混凝土剪力墙或钢板混凝土剪力墙。钢板混凝土剪力墙的构造设计应符合本措施第13.3.13、13.3.14条的规定，其受剪截面及受剪承载力应符合本措施第13.3.11、13.3.12条的规定。
13.3.11 钢板混凝土剪力墙的受剪截面应符合下列规定：
式中：V——钢板混凝土剪力墙截面承受的剪力设计值；
Vcw——仅考虑钢筋混凝土截面承担的剪力设计值；
λ——计算截面的剪跨比。当λ＜1.5时，取λ=1.5，当λ＞2.2时，取λ=2.2；当计算截面与墙底之间的距离小于0.5hw0时，λ应按距离墙底0.5hw0处的弯矩值与剪力值计算；
fa——剪力墙端部暗柱中所配型钢的抗压强度设计值；
Aal——剪力墙一端所配型钢的截面面积，当两端所配型钢截面面积不同时，取较小一端的面积；
fsp——剪力墙墙身所配钢板的抗压强度设计值；
Asp——剪力墙墙身所配钢板的横截面面积。
13.3.12 钢板混凝土剪力墙偏心受压时的斜截面受剪承载力，应按下列公式进行验算：
式中：N——剪力墙承受的轴向压力设计值，当大于0.2fcbwhw时，取0.2fcbwhw。
13.3.13 型钢混凝土剪力墙、钢板混凝土剪力墙应符合下列构造要求：
1 抗震设计时，一、二级抗震等级的型钢混凝土剪力墙、钢板混凝土剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010的限值，轴压比应按下式计算：
式中：N——重力荷载代表值作用下墙肢的轴向压力设计值；
Ac——剪力墙墙肢混凝土截面面积；
Aa——剪力墙所配型钢的全部截面面积。
2 型钢混凝土剪力墙、钢板混凝土剪力墙在楼层标高处宜设置暗梁；
3 端部配置型钢的混凝土剪力墙，型钢的保护层厚度宜大于100mm；水平分布钢筋应绕过或穿过墙端型钢，且应满足钢筋锚固长度要求；
4 周边有型钢混凝土柱和梁的现浇钢筋混凝土剪力墙，剪力墙的水平分布钢筋应绕过或穿过周边柱型钢，且应满足钢筋锚固长度要求；当采用间隔穿过时，宜另加补强钢筋。周边柱的型钢、纵向钢筋、箍筋配置应符合型钢混凝土柱的设计要求。
13.3.14 钢板混凝土剪力墙尚应符合下列构造要求：
1 钢板混凝土剪力墙体中的钢板厚度不宜小于10mm，也不宜大于墙厚的1/15；
2 钢板混凝土剪力墙的墙身分布钢筋配筋率不宜小于0.4％，分布钢筋间距不宜大于200mm，且与钢板可靠连接；
3 钢板与周围型钢构件宜采用焊接；
4 钢板与混凝土墙体之间连接件的构造要求可按照现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017-2003中关于组合梁抗剪连接件构造要求执行，栓钉间距不宜大于300mm；
5 在钢板墙角部1/5板跨且不小于1000mm范围内，钢筋混凝土墙体分布钢筋、抗剪栓钉间距宜适当加密。
- 上一节：13.2 计算要点
- 下一节：14 常用建筑结构设计软件应用