15 钢管混凝土柱及节点#
15.1 一般规定#
本章适用于不直接承受动力荷载的实心钢管混凝土柱及节点的设计和计算。
钢管混凝土柱中的钢管的选用应符合本规范中第四章材料和材料选用的相关规定。
钢管混凝土柱中，混凝土应保证一定的强度等级，并不得使用对钢管有腐蚀作用的外加剂。
钢管混凝土组合柱，除应进行使用阶段的承载力设计外，尚应进行施工阶段的承载力验算。进行施工阶段的承载力验算时，应采用空钢管截面，荷载为湿混凝土的重力以及实际可能作用的施工荷载。空钢管柱在施工阶段的轴向应力，不应大于其抗压强度设计值的60%。
钢管内灌注混凝土时应采取有效措施保证混凝土的密实性。
15.2 矩形钢管混凝土构件#
矩形钢管可采用冷成型的直缝钢管或螺旋缝焊接管及热轧管，也可用冷弯型钢或热轧钢板、型钢焊接成型的矩形管。焊缝可采用高频焊、自动或半自动焊和手工对接焊缝。当矩形钢管混凝土构件采用钢板或型钢组合时，其壁板间的连接焊缝应采用全熔透坡口焊缝。
矩形钢管混凝土柱的截面最小边尺寸不宜小于150mm，钢管壁厚不宜小于3mm，钢管边长与其壁厚之比 \(B/t\) 不应大于 \(60\varepsilon k\)。矩形钢管混凝土构件的截面的高宽比不宜大于2。当有可靠依据时，上列限制可适当放宽。当矩形钢管混凝土柱截面最大边尺寸不小于800mm时，宜采取在柱子内壁上焊接栓钉、纵向加劲肋等构造措施。
矩形钢管混凝土柱受压计算时，混凝土的轴压承载力承担系数可考虑钢管与混凝土的变形协调来分配。
矩形钢管混凝土柱应考虑角部对混凝土约束作用的减弱，边长大于1.0m的矩形钢管混凝土构件，应采取有效措施减小混凝土收缩的影响。
15.3 圆钢管混凝土构件#
圆钢管可采用焊接圆钢管或热轧无缝钢管等。
圆形钢管混凝土柱钢管直径与其壁厚之比 \(D/t\) 不应大于 \(100\varepsilon_k^2\)，圆钢管直径不宜小于180mm，壁厚不宜小于3mm。
圆形钢管混凝土柱应采取有效措施保证钢管对混凝土的环箍作用；直径大于2m的圆形钢管混凝土构件，应采取有效措施减小混凝土收缩的影响。
圆形钢管混凝土受拉弹性阶段计算时，可不考虑混凝土的作用，仅计算钢管的受拉承载力；钢管屈服后，可考虑钢管和混凝土共同工作，受拉承载力有适当提高。
轴心受压圆形钢管混凝土柱宜考虑混凝土徐变对稳定承载力的不利影响。
15.4 梁柱连接节点#
节点的形式应构造简单、整体性好、传力可靠、节约材料和施工方便。节点设计应做到构造合理，使节点具有必要的延性，能保证焊接质量，并避免出现应力集中和过大约束应力。
节点设计时宜尽量减少现场焊接。当确实需要现场焊接时，焊缝质量应符合现行国家标准《钢结构工程质量验收规范》GB50205相应级别的要求。当焊缝用作传递拉力时，宜采用全熔透焊缝，且要求焊缝至少与连接部件等强。
矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点可采用隔板贯通节点、内隔板节点、外环板节点和外肋环板节点等。
矩形钢管混凝土柱的隔板厚度应满足板件的宽厚比限值，且不小于钢梁翼缘的厚度。钢管外环板的挑出宽度 \(h_s\) 应大于100mm，且不大于 \(15t_d\varepsilon_k\)，其中 \(t_d\) 为隔板厚度。
圆钢管混凝土柱可采用加强环节点，外加强环板的挑出宽度 \(h_s\) 应大于0.7倍的梁翼缘宽度，其厚度不小于梁翼缘厚度。
柱内隔板上应设置混凝土浇筑孔和透气孔，混凝土浇筑孔孔径不应小于200mm，透气孔孔径不宜小于25mm。