中华人民共和国国家标准

钢管混凝土混合结构技术标准

Technical standard for concrete-filled steel tubular hybrid structures

GB/T 51446-2021

主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2 0 2 1 年 1 2 月 1 日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

2021年 第163号

住房和城乡建设部关于发布国家标准《钢管混凝土混合结构技术标准》的公告

现批准《钢管混凝土混合结构技术标准》为国家标准，编号为GB/T 51446-2021，自2021年12月1日起实施。

本标准在住房和城乡建设部门户网站公开，并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑出版传媒有限公司出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2021年9月8日

前言

根据《住房和城乡建设部标准定额司关于开展施工现场建筑垃圾减量化技术标准等2项标准编制工作的函》 (建司局函标[2020]119号)的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，编制了本标准。

本标准的主要技术内容是：总则、术语和符号、基本规定、材料、结构分析、钢管混凝土桁式混合结构承载力计算、钢管混凝土加劲混合结构承载力计算、节点设计、防护设计、施工和验收等。

本标准由住房和城乡建设部负责管理，由清华大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送清华大学(地址：北京市海淀区清华大学土木工程系何善衡楼，邮政编码：100084)。

本标准主要起草单位：清华大学

中国建筑标准设计研究院有限公司

四川省公路规划勘察设计研究院有限公司

中铁二院工程集团有限责任公司

中国建筑设计研究院有限公司

军事科学院国防工程研究院

中国建筑科学研究院有限公司

公路长大桥建设国家工程研究中心

应急管理部天津消防研究所

火箭军工程设计研究院

中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司

中国建筑西南设计研究院有限公司

广西交通设计集团有限公司

北京市建筑设计研究院有限公司

哈尔滨工业大学

广西大学

同济大学

大连理工大学

北京航空航天大学

天津大学

海军勤务学院

陆军工程大学

重庆交通大学

北京工业大学

南方科技大学

苏州科技大学

中国建筑第三工程局有限公司

广西路桥工程集团有限公司

广西交通投资集团有限公司

本标准主要起草人员：韩林海 郁银泉 李威 牟廷敏 陈克坚 肖明 王法承 郑皆连 马丹阳 郭勇 范重 杨华 杨有福 陆中琪 周建庭 刘高 宋谦益 范碧琨 王玉银 肖从真 童乐为 于清 陈正 侯超 杨蔚彪 宋天诣 许立山 陈志华 项凯 商从晋 侯川川 陈胜云 陈启飞 高磊 贺永胜 陈才华 姜波 秦大燕 毛小勇 韦灼彬 王劼耘 黄德耕 李成君 韩玉 王建军

本标准主要审查人员：岳清瑞 娄宇 李国强 葛耀君 徐恭义 刘加平 叶尹 张晋勋 刘威 陈振明 王文达

1 总则

1.0.1 为了在钢管混凝土混合结构工程中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本标准。

1.0.2 本标准适用于房屋建筑、铁路、公路、电力、港口等工程中钢管混凝土混合结构的设计、施工和验收。

1.0.3 钢管混凝土混合结构的设计、施工和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 钢管混凝土混合结构 concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structure

以钢管混凝土为主要构件，与其他结构构(部)件混合而成且共同工作的结构，包括钢管混凝土桁式混合结构、钢管混凝土加劲混合结构等。

2.1.2 钢管混凝土桁式混合结构 trussed concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structure

由圆形钢管混凝土弦杆与钢管、钢管混凝土或其他型钢腹杆混合组成的桁式结构。

2.1.3 钢管混凝土加劲混合结构 concrete-encased concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structure

由内置圆形钢管混凝土部分与钢管外包钢筋混凝土部分混合而成的结构。

2.1.4 钢管初应力限值 limiting value of initial stress in the steel tube

钢管混凝土构件在钢管与混凝土共同工作前钢管应力的容许值。

2.1.5 钢管内混凝土脱空容限 limiting value of core concrete void in the steel tube

圆形钢管与管内混凝土间形成的环形脱空或球冠形脱空的脱空率限值或容许脱空高度。

2.1.6 约束效应系数 confinement factor

钢管截面与钢管内混凝土截面的名义轴心受压承载力的比值。

2.1.7 换算长细比 equivalent slenderness ratio

在轴心受压钢管混凝土桁式混合结构整体稳定计算中，将钢管混凝土桁式混合结构换算为钢管混凝土构件时相应的长细比。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 钢管混凝土混合结构 concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structure

以钢管混凝土为主要构件，与其他结构构(部)件混合而成且共同工作的结构，包括钢管混凝土桁式混合结构、钢管混凝土加劲混合结构等。

2.1.2 钢管混凝土桁式混合结构 trussed concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structure

由圆形钢管混凝土弦杆与钢管、钢管混凝土或其他型钢腹杆混合组成的桁式结构。

2.1.3 钢管混凝土加劲混合结构 concrete-encased concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structure

由内置圆形钢管混凝土部分与钢管外包钢筋混凝土部分混合而成的结构。

2.1.4 钢管初应力限值 limiting value of initial stress in the steel tube

钢管混凝土构件在钢管与混凝土共同工作前钢管应力的容许值。

2.1.5 钢管内混凝土脱空容限 limiting value of core concrete void in the steel tube

圆形钢管与管内混凝土间形成的环形脱空或球冠形脱空的脱空率限值或容许脱空高度。

2.1.6 约束效应系数 confinement factor

钢管截面与钢管内混凝土截面的名义轴心受压承载力的比值。

2.1.7 换算长细比 equivalent slenderness ratio

在轴心受压钢管混凝土桁式混合结构整体稳定计算中，将钢管混凝土桁式混合结构换算为钢管混凝土构件时相应的长细比。

2.2 符号

2.2.1 作用、作用效应和抗力

M——弯矩设计值；

Mu——受弯承载力；

N——轴力设计值；

N0——钢管混凝土混合结构的截面受压承载力；

Nc——钢管混凝土弦杆的截面受压承载力；

Ncfst——内置钢管混凝土部分的截面受压承载力；

Nrc——外包混凝土部分的截面受压承载力；

Nt——钢管混凝土弦杆的截面受拉承载力；

Nu——钢管混凝土混合结构的轴心受压承载力；

V——剪力设计值；

Vcfst——内置钢管混凝土部分的受剪承载力；

Vrc——外包混凝土部分的受剪承载力；

Vu——钢管混凝土混合结构的受剪承载力。

2.2.2 材料力学性能

Ec——混凝土的弹性模量；

Ec,c——钢管内混凝土的弹性模量；

Ec,oc——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的弹性模量；

Es——钢材的弹性模量；

f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；

fc——混凝土的轴心抗压强度设计值；

fck——混凝土的轴心抗压强度标准值；

fc,oc——钢管外包混凝土的轴心抗压强度设计值；

fcu,oc——钢管外包混凝土的立方体抗压强度标准值；

fl——纵筋的抗拉强度设计值；

f′l——纵筋的抗压强度设计值；

fsc——钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值；

fscy——钢管混凝土截面的轴心抗压强度标准值；

fsv——钢管混凝土截面的抗剪强度设计值；

fy——钢材的屈服强度；

Gc,c——钢管内混凝土的剪变模量；

Gc,oc——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的剪变模量；

Gs——钢材的剪变模量；

Wsc——钢管混凝土桁式混合结构的截面抗弯模量。

2.2.3 几何参数

Ab——侧向局部受压的计算底面积；

Ac——钢管内混凝土的截面面积；

Al——纵向受力钢筋的截面面积；

Alc——侧向局部受压面积；

Aoc——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的截面面积；

As——钢管的截面面积；

Asc——钢管混凝土的截面面积；

Ase——腐蚀后钢管的截面面积；

Asv——箍筋的截面面积；

Av——箍筋约束混凝土的截面面积；

Aw——桁式结构中单根腹杆空钢管的截面面积；

be——混凝土结构板的翼缘计算宽度；

B——截面宽度；

dr——环形脱空的平均距离；

ds——球冠形脱空的最大高度；

dw——腹杆钢管外径；

D——圆钢管混凝土的钢管外径；

De——腐蚀后钢管外径；

Di——钢管内混凝土的直径；

h0——沿弯矩作用方向截面计算高度；

hi——结构沿截面高度方向受压和受拉弦杆形心的距离；

H——截面高度；

Ic——钢管内混凝土的截面惯性矩；

Is——钢管的截面惯性矩；

l0——结构的计算长度；

l1——钢管混凝土桁式混合结构中单根柱肢的节间长度；

lv——箍筋长度；

s——箍筋间距；

t——钢管壁厚或钢板厚度；

te——腐蚀后钢管壁厚；

u0——初始弯曲度；

α——腹杆在弦杆截面平面投影夹角的一半；

△t——腐蚀后钢管的平均壁厚损失值；

ρ——纵向受力钢筋的配筋率；

ρv——体积配箍率；

θ——斜腹杆与弦杆的夹角。

2.2.4 计算系数及其他

c——中和轴距受压边缘距离；

Cm——结构端截面偏心距调节系数；

kcr——长期荷载影响系数；

Kd——脱空折减系数；

KSCF——热点应力集中系数；

n——轴压比；钢管混凝土桁式混合结构中弦杆总数；

ncfst——内置钢管混凝土部分的承载力系数；

nL——长期荷载比；

R——火灾下结构的荷载比；

Rd——撞击动力影响系数；

tR——耐火极限；

V0——撞击物速度；

α1——钢管外包混凝土等效应力块强度系数；

αe——腐蚀后钢管混凝土名义截面含钢率；

αs——钢管混凝土截面含钢率；

β1——侧向局部受压时混凝土强度提高系数；

βc——侧向局部受压时混凝土强度影响系数；

ε——应变；

εo——钢管内混凝土单轴峰值压应变；

εcu——混凝土极限压应变；

ηc——弯矩增大系数；

γm——截面抗弯塑性发展系数；

γsc——钢管混凝土轴心抗压强度分项系数；

φ——轴心受压结构的稳定系数；

λ——结构的换算长细比；

λo——结构弹塑性失稳的界限长细比；

λv——计算截面的剪跨比；

λp——结构弹性失稳的界限长细比；

ξ——约束效应系数；

ξe——腐蚀后名义约束效应系数；

σ——应力；

σo——钢管内混凝土单轴峰值压应力；

χr——环形脱空的脱空率；

χs——球冠形脱空的脱空率。

3 基本规定

3.1 一般规定

3.1.1 钢管混凝土混合结构设计应包括下列内容：

1 结构方案设计，包括结构选型、结构布置；

2 材料选用及截面选择；

3 作用及作用效应分析；

4 结构的极限状态验算；

5 结构、构件及连接的构造；

6 制作、运输、安装、防腐和防火等要求；

7 满足特殊要求结构的专门性能设计。

3.1.2 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行设计。

3.1.3 钢管混凝土混合结构应进行承载能力极限状态设计，且除偶然设计状况外，应进行正常使用极限状态设计，并应符合下列规定：

1 进行承载能力极限状态设计时，应采用作用的基本组合、偶然组合或地震组合；

2 进行正常使用极限状态设计时，应采用作用的标准组合、频遇组合或准永久组合。

3.1.4 钢管混凝土混合结构的安全等级和设计工作年限应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。钢管混凝土混合结构的安全等级，不应低于整体工程结构的安全等级。

3.1.5 进行钢管混凝土混合结构设计时，应合理选择材料、结构方案和构造措施，满足结构构件在施工和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求，并应符合防腐和防火等要求。

3.1.6 钢管混凝土混合结构的变形和裂缝宽度应满足安全和使用要求。根据工程类别，结构各部位的变形和裂缝宽度容许值应符合国家现行有关标准的规定。

3.1.7 钢管混凝土混合结构的最大适用高度、抗震等级、内力调整和构造措施，应根据工程类别，符合国家现行标准中关于钢管混凝土结构和型钢混凝土结构的有关规定。

3.1.8 钢管混凝土混合结构应结合施工技术与实际工程条件，选择合理施工方法，并制定技术要求。

3 基本规定

3.1 一般规定

3.1.1 钢管混凝土混合结构设计应包括下列内容：

1 结构方案设计，包括结构选型、结构布置；

2 材料选用及截面选择；

3 作用及作用效应分析；

4 结构的极限状态验算；

5 结构、构件及连接的构造；

6 制作、运输、安装、防腐和防火等要求；

7 满足特殊要求结构的专门性能设计。

3.1.2 本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行设计。

3.1.3 钢管混凝土混合结构应进行承载能力极限状态设计，且除偶然设计状况外，应进行正常使用极限状态设计，并应符合下列规定：

1 进行承载能力极限状态设计时，应采用作用的基本组合、偶然组合或地震组合；

2 进行正常使用极限状态设计时，应采用作用的标准组合、频遇组合或准永久组合。

3.1.4 钢管混凝土混合结构的安全等级和设计工作年限应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。钢管混凝土混合结构的安全等级，不应低于整体工程结构的安全等级。

3.1.5 进行钢管混凝土混合结构设计时，应合理选择材料、结构方案和构造措施，满足结构构件在施工和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求，并应符合防腐和防火等要求。

3.1.6 钢管混凝土混合结构的变形和裂缝宽度应满足安全和使用要求。根据工程类别，结构各部位的变形和裂缝宽度容许值应符合国家现行有关标准的规定。

3.1.7 钢管混凝土混合结构的最大适用高度、抗震等级、内力调整和构造措施，应根据工程类别，符合国家现行标准中关于钢管混凝土结构和型钢混凝土结构的有关规定。

3.1.8 钢管混凝土混合结构应结合施工技术与实际工程条件，选择合理施工方法，并制定技术要求。

3.2 作用与作用组合

3.2.1 钢管混凝土混合结构荷载标准值、荷载组合的分项系数、组合值系数的确定应根据工程类别，符合国家现行有关标准的规定。直接承受动力荷载的钢管混凝土混合结构，计算构件强度、稳定性以及连接强度、疲劳时，动力荷载代表值应乘以动力系数。动力系数取值应符合国家现行有关标准的规定。

3.2.2 进行钢管混凝土混合结构的强度、稳定性以及连接强度验算时，应采用荷载设计值；进行钢管混凝土混合结构的疲劳验算时，应采用荷载标准值。

3.3 构造规定

3.3.1 钢管混凝土混合结构中钢管混凝土的构造应符合下列规定：

1 圆形截面钢管外径不应小于200mm，壁厚不应小于4mm，外径与壁厚之比不应大于150(235/fy)，且不宜小于25(235/fy)，其中fy为钢管钢材的屈服强度(N/mm2)。

2 截面含钢率不宜小于0.06，且不应大于0.20。截面含钢率应按下式计算：

αs＝As/Ac (3.3.1-1)

式中：αs——截面含钢率；

As——钢管的截面面积(mm2)；

Ac——钢管内混凝土的截面面积(mm2)。

3 约束效应系数不宜小于0.6，且不应大于4.0。约束效应系数应按下式计算：

式中：ξ——约束效应系数；

fck——混凝土的轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)。

4 当钢管外径大于或等于2000mm时，宜采取减小钢管内混凝土收缩的构造措施。

3.3.2 偏心受压的钢管混凝土桁式混合结构宜采用斜腹杆形式；当弦杆间距较小或有使用要求时，也可采用平腹杆形式。钢管混凝土桁式混合结构腹杆的构造应符合下列规定：

1 腹杆宜采用圆钢管或钢管混凝土，也可采用其他型钢；

2 斜腹杆轴线宜交于节点中心；当杆件偏心不可避免时，应满足本标准第8.2.1条的要求；采用K形间隙连接节点时，腹杆端部净距不宜小于两腹杆壁厚之和；

3 平腹杆中心距离不宜大于弦杆中心距的4倍；腹杆空钢管截面积不宜小于单根弦杆钢管截面积的1/5；

4 腹杆与弦杆连接的其他构造要求、焊缝计算及弦杆在连接处的受拉承载力计算应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定执行。

3.3.3 单肢钢管混凝土加劲混合结构中钢管混凝土部分的钢管外径(D)与结构外截面宽度(B)的比值不宜小于0.5，且不宜大于0.75；多肢钢管混凝土加劲混合结构中钢管混凝土部分中角部钢管外径(D)与结构外截面宽度(B)的比值不宜小于0.15，且不宜大于0.25。

4 材料

4.1 钢材

4.1.1 钢管混凝土混合结构中的钢管材料宜采用Q355、Q390、Q420和Q460钢。钢材的质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591、《建筑结构用钢板》GB/T 19879和《桥梁用结构钢》GB/T 714的有关规定。

4.1.2 钢管混凝土混合结构中钢管的强度设计值和其他物理性能指标，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017、《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的有关规定执行。

4.1.3 钢管混凝土混合结构中的钢管宜采用直缝焊接钢管，焊缝应采用全熔透对接焊缝并应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661中关于一级焊缝质量检验标准；也可采用无缝钢管，钢管质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162的有关规定。

4.1.4 钢管混凝土混合结构中的纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4 材料

4.1 钢材

4.1.1 钢管混凝土混合结构中的钢管材料宜采用Q355、Q390、Q420和Q460钢。钢材的质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591、《建筑结构用钢板》GB/T 19879和《桥梁用结构钢》GB/T 714的有关规定。

4.1.2 钢管混凝土混合结构中钢管的强度设计值和其他物理性能指标，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017、《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的有关规定执行。

4.1.3 钢管混凝土混合结构中的钢管宜采用直缝焊接钢管，焊缝应采用全熔透对接焊缝并应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661中关于一级焊缝质量检验标准；也可采用无缝钢管，钢管质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T 8162的有关规定。

4.1.4 钢管混凝土混合结构中的纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4.2 混凝土

4.2.1 钢管混凝土混合结构的混凝土质量应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107的有关规定，并应符合下列规定：

1 钢管内混凝土的水胶比不宜大于0.45；

2 钢管内混凝土的强度等级不应低于C30；

3 钢管混凝土加劲混合结构管内混凝土的强度等级不应低于钢管外包混凝土的强度等级；钢管外包混凝土的强度等级不应低于C30。

4.2.2 钢管内混凝土强度等级的确定宜符合表4.2.2的规定。

4.3 连接材料

4.3.1 用于钢管混凝土混合结构的焊接材料应符合下列规定：

1 手工焊接所用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117和《热强钢焊条》GB/T 5118的有关规定，所选用的焊条型号应与主体金属力学性能相适应；

2 自动焊或半自动焊用焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T 14957、《熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝》GB/T 8110、《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》GB/T 10045和《热强钢药芯焊丝》GB/T 17493的有关规定；

3 埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》GB/T 5293和《埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》GB/T 12470的有关规定。

4.3.2 焊缝的强度指标应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定执行。

4.3.3 用于钢管混凝土混合结构的连接紧固件应符合下列规定：

1 钢结构连接用4.6级、4.8级、5.6级、6.8级、8.8级普通螺栓，螺栓质量应符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1和《紧固件公差 螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T 3103.1的规定；C级螺栓与A级、B级螺栓的规格和尺寸应分别符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB/T 5780与《六角头螺栓》GB/T 5782的规定；

2 钢结构用大六角高强度螺栓的质量应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T 1230、《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/T 1231的规定。扭剪型高强度螺栓的质量应符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632的规定；

3 圆柱头焊(栓)钉连接件的质量应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的规定。

4.3.4 连接紧固件的强度指标应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定执行。

4.4 防护材料

4.4.1 用于钢管混凝土混合结构的防腐材料应符合现行国家标准《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 第1部分：总则》GB/T 30790.1的有关规定。

4.4.2 用于钢管混凝土混合结构的防火涂料应符合现行国家标准《钢结构防火涂料》GB 14907的有关规定，其他类型防火材料应符合国家现行有关标准的规定。

5 结构分析

5.1 一般规定

5.1.1 钢管混凝土混合结构应进行整体作用效应分析，并应对结构中受力状况特殊部位进行更详细地分析。

5.1.2 当结构在施工阶段和使用阶段有多种受力工况时，应分别进行结构分析，确定对结构最不利的作用组合，并应符合下列规定：

1 结构遭受罕遇地震、火灾、撞击等偶然作用时，尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析；

2 当混凝土的收缩、徐变、支座沉降、温度变化、腐蚀等间接作用在结构中产生的作用效应危及结构的安全或正常使用时，应进行相应的作用效应分析，并应采取相应的技术措施；

3 使用阶段的结构分析，应计入施工过程所形成的内力和变形对结构受力性能的影响。

5.1.3 结构分析应符合下列要求：

1 满足力学平衡条件；

2 符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件等；

3 采用合理的材料本构模型；

4 进行施工阶段和使用阶段结构计算。

5.1.4 钢管混凝土混合结构应对主要施工阶段进行下列计算：

1 钢管构件制作、运输、安装过程中，钢结构的强度、变形和稳定计算；

2 钢管内混凝土浇筑过程中，钢结构的强度、变形和稳定计算；

3 对于钢管混凝土加劲混合结构，浇筑钢管外包混凝土过程中钢结构及混凝土结构的强度、变形和稳定计算。

5.1.5 施工阶段结构分析中，应计入施工全过程中出现的实际作用和效应，包括架设机具和材料、安装过程中的钢管结构、浇筑过程中的混凝土、临时支撑的安装和拆除、温度变化、风荷载和其他施工临时荷载。

5 结构分析

5.1 一般规定

5.1.1 钢管混凝土混合结构应进行整体作用效应分析，并应对结构中受力状况特殊部位进行更详细地分析。

5.1.2 当结构在施工阶段和使用阶段有多种受力工况时，应分别进行结构分析，确定对结构最不利的作用组合，并应符合下列规定：

1 结构遭受罕遇地震、火灾、撞击等偶然作用时，尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析；

2 当混凝土的收缩、徐变、支座沉降、温度变化、腐蚀等间接作用在结构中产生的作用效应危及结构的安全或正常使用时，应进行相应的作用效应分析，并应采取相应的技术措施；

3 使用阶段的结构分析，应计入施工过程所形成的内力和变形对结构受力性能的影响。

5.1.3 结构分析应符合下列要求：

1 满足力学平衡条件；

2 符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件等；

3 采用合理的材料本构模型；

4 进行施工阶段和使用阶段结构计算。

5.1.4 钢管混凝土混合结构应对主要施工阶段进行下列计算：

1 钢管构件制作、运输、安装过程中，钢结构的强度、变形和稳定计算；

2 钢管内混凝土浇筑过程中，钢结构的强度、变形和稳定计算；

3 对于钢管混凝土加劲混合结构，浇筑钢管外包混凝土过程中钢结构及混凝土结构的强度、变形和稳定计算。

5.1.5 施工阶段结构分析中，应计入施工全过程中出现的实际作用和效应，包括架设机具和材料、安装过程中的钢管结构、浇筑过程中的混凝土、临时支撑的安装和拆除、温度变化、风荷载和其他施工临时荷载。

5.2 计算指标

5.2.1 钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值应按下列公式计算：

式中：fsc——钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

fscy——钢管混凝土截面的轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

ξ——约束效应系数，应按本标准式(3.3.1-2)计算；

fck——混凝土的轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

γsc——钢管混凝土轴心抗压强度分项系数，对于房屋建筑结构、公路桥涵结构、电力塔架结构和港口工程结构应分别取1.20、1.40、1.20和1.20。

5.2.2 钢管混凝土截面的抗剪强度设计值宜按下式计算：

式中：fsv——钢管混凝土截面的抗剪强度设计值(N/mm2)；

αs——截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算。

5.2.3 钢管混凝土截面的弹性抗压和抗拉刚度宜分别按本标准式(5.2.3-1)和式(5.2.3-2)计算：

式中：(EA)c——钢管混凝土截面的弹性抗压刚度(N)；

(EA)t——钢管混凝土截面的弹性抗拉刚度(N)；

Es——钢管钢材的弹性模量(N/mm2)，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定确定；

Ec,c——钢管内混凝土的弹性模量(N/mm2)，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定；

As——钢管的截面面积(mm2)；

Ac——钢管内混凝土的截面面积(mm2)。

5.2.4 钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度宜按下式计算：

式中：EI——钢管混凝土截面的弹性抗弯刚度(N·mm2)；

Is——钢管的截面惯性矩(mm4)；

Ic——钢管内混凝土的截面惯性矩(mm4)。

5.2.5 钢管混凝土截面的弹性抗剪刚度宜按下式计算：

式中：GA——钢管混凝土截面的弹性抗剪刚度(N)；

Gs——钢管钢材的剪变模量(N/mm2)，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定确定；

Gc,c——钢管内混凝土的剪变模量(N/mm2)，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定。

5.2.6 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗压和抗拉刚度宜分别按式(5.2.6-1)和式(5.2.6-2)计算：

式中：(EA)c,h——钢管混凝土混合结构的截面弹性抗压刚度(N)；

(EA)t,h——钢管混凝土混合结构的截面弹性抗拉刚度(N)；

Es——钢管钢材的弹性模量(N/mm2)；

Es,l——纵筋钢材的弹性模量(N/mm2)；

Ec,c——钢管内混凝土的弹性模量(N/mm2)；

Ec,oc——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的弹性模量(N/mm2)；

As——钢管的截面面积(mm2)；

Al——纵筋的截面面积(mm2)；

Ac——钢管内混凝土的截面面积(mm2)；

Aoc——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的截面面积(mm2)。

5.2.7 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗弯刚度宜按下式计算：

式中：(EI)h——钢管混凝土混合结构的截面弹性抗弯刚度(N·mm2)；

Is,h——钢管对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯性矩(mm4)；

Il,h——纵筋对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯性矩(mm4)；

Ic,h——钢管内混凝土对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯性矩(mm4)；

Ioc,h——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土对钢管混凝土混合结构截面形心轴的惯性矩(mm4)。

5.2.8 钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度宜按下式计算：

式中：(GA)h——钢管混凝土混合结构的截面弹性抗剪刚度(N)；

Gc,c——钢管内混凝土的剪变模量(N/mm2)，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定；

Gc,oc——混凝土结构板中的混凝土或钢管外包混凝土的剪变模量(N/mm2)，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定。

5.3 分析方法

5.3.1 钢管混凝土混合结构分析应根据结构类型、材料性能和受力特点等，选择弹性分析方法、弹塑性分析方法或试验分析方法。采用计算软件进行结构分析时，应对结果进行判断和校核，确认结果合理、有效后方可应用于工程设计。

5.3.2 钢管混凝土混合结构的计算分析应计入风荷载的静力和动力作用，特殊结构的风荷载体型系数宜通过风洞试验确定。

5.3.3 钢管混凝土桁式混合结构的阻尼比，在多遇地震作用下可取0.03，在罕遇地震作用下可取0.04；钢管混凝土加劲混合结构的阻尼比，在多遇地震作用下可取0.045，在罕遇地震作用下可取0.05；结构阻尼比也可根据结构试验确定。

5.3.4 采用纤维模型法进行钢管混凝土混合结构的弹塑性分析时，可采用本标准附录A中的材料本构模型。

6 钢管混凝土桁式混合结构承载力计算

6.1 一般规定

6.1.1 钢管混凝土桁式混合结构中，弦杆的容许长细比应按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定确定，腹杆的容许长细比应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定确定。

6.1.2 钢管混凝土桁式混合结构的承载力设计应分别对结构整体承载力和单根弦杆、腹杆的承载力进行计算。结构的换算长细比应通过结构整体分析确定，轴心受压结构的换算长细比也可按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936确定。除按本标准方法计算外，结构的承载力也可通过结构整体分析确定。

6.1.3 带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构，混凝土结构板和桁架之间应有效连接并共同工作。

6.1.4 由施工过程引起的单肢弦杆钢管初应力限值应为空钢管承载力对应临界应力值的35％。当钢管混凝土中由施工过程引起的钢管初应力小于限值时，可忽略施工过程对成型后结构承载力计算的影响。当钢管混凝土中由施工过程引起的钢管初应力大于或等于限值时，应计入施工过程对成型后结构承载力计算的影响。

6 钢管混凝土桁式混合结构承载力计算

6.1 一般规定

6.1.1 钢管混凝土桁式混合结构中，弦杆的容许长细比应按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定确定，腹杆的容许长细比应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定确定。

6.1.2 钢管混凝土桁式混合结构的承载力设计应分别对结构整体承载力和单根弦杆、腹杆的承载力进行计算。结构的换算长细比应通过结构整体分析确定，轴心受压结构的换算长细比也可按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936确定。除按本标准方法计算外，结构的承载力也可通过结构整体分析确定。

6.1.3 带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构，混凝土结构板和桁架之间应有效连接并共同工作。

6.1.4 由施工过程引起的单肢弦杆钢管初应力限值应为空钢管承载力对应临界应力值的35％。当钢管混凝土中由施工过程引起的钢管初应力小于限值时，可忽略施工过程对成型后结构承载力计算的影响。当钢管混凝土中由施工过程引起的钢管初应力大于或等于限值时，应计入施工过程对成型后结构承载力计算的影响。

6.2 受压、受拉、受弯承载力计算

6.2.1 弦杆相同的钢管混凝土桁式混合结构的轴心受压承载力应符合下列规定：

1 不计入荷载长期作用影响时，钢管混凝土桁式混合结构的轴心受压承载力应符合式(6.2.1-1)的规定，且宜按式(6.2.1-2)计算：

式中：N——轴向压力设计值(N)；

Nu——轴心受压承载力(N)；

Nc——单肢弦杆的截面受压承载力(N)；

∑Nc——弦杆的截面受压承载力之和(N)；

φ——轴心受压结构的稳定系数，取截面两主轴稳定系数的较小者，应根据结构的换算长细比按式(6.2.1-5)计算，也可按本标准附录B取值；

fsc——钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.1-1)计算；

fck——混凝土的轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)；

Asc——单肢弦杆的截面面积(mm2)；

ξ——约束效应系数，应按本标准式(3.3.1-2)计算；

λ——结构的换算长细比，应按第6.1.2条确定；

λp——结构弹性失稳的界限长细比；

λo——结构弹塑性失稳的界限长细比。

2 当永久荷载引起的单肢钢管混凝土弦杆轴向压力占其全部轴向压力的50％及以上时，应计入荷载长期作用对结构稳定承载力的影响。计入荷载长期作用影响时，钢管混凝土桁式混合结构的轴心受压承载力应符合式(6.2.1-13)的规定，且长期荷载影响系数宜按式(6.2.1-14)计算：

式中：N——轴向压力设计值(N)；

kcr——长期荷载影响系数，当kcr计算值大于1.0时，取1.0；

Nu——钢管混凝土桁式混合结构的轴心受压承载力(N)，应按式(6.2.1-2)计算；

knL——长期荷载比调整系数，当knL计算值大于1.0时，取1.0；

λ——结构的换算长细比，应按本标准第6.1.2条确定；

ξ——约束效应系数，应按本标准式(3.3.1-2)计算；

nL——长期荷载比；

NL——作用于钢管混凝土桁式混合结构的长期轴向压力(N)，应按荷载的准永久组合确定。

6.2.2 不带混凝土结构板且受压弦杆相同的钢管混凝土桁式混合结构的受弯承载力应符合式(6.2.2-1)的规定，且宜按式(6.2.2-2)计算：

式中：M——弯矩设计值(N·mm)；

Mu——受弯承载力(N·mm)；

φ∑Nc——弦杆的轴心受压稳定承载力之和(N)；

∑Nt——弦杆的截面受拉承载力之和(N)；

Nt——单肢弦杆的截面受拉承载力(N)；

hi——沿截面高度方向受压和受拉弦杆形心的距离(mm)；

αs——截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算；

f——钢管钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)；

As——单肢受拉弦杆钢管的截面面积(mm2)。

6.2.3 带混凝土结构板且受压、受拉弦杆分别相同的钢管混凝土桁式混合结构的受弯承载力计算应符合下列规定：

1 正弯矩作用区段的结构受弯承载力计算应符合下列规定：

1)当满足下列条件时，宜按图6.2.3(a)所示第一类截面计算结构的受弯承载力：

式中：φc——混凝土结构板的受压稳定系数，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算，计算长度宜按节间长度l1取值；

be——单肢弦杆梁对应的混凝土结构板翼缘计算宽度(mm)，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算；

∑be——混凝土结构板翼缘计算宽度之和(mm)，计算宽度重叠的部分不应重复计算；

hb——截面受压区混凝土结构板厚度(mm)；

fc——混凝土结构板中混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

A′l——纵向受压钢筋的截面总面积(mm2)；

f′l——纵筋的抗压强度设计值(N/mm2)；

φsc——受压弦杆的稳定系数，计算长度宜按节间长度的90％取值；

fsc——受压弦杆的截面轴心抗压强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.1-1)计算；

∑Asc——受压弦杆的截面面积之和(mm2)；

f——受拉弦杆钢管钢材的抗压、抗拉和抗弯强度设计值(N/mm2)；

∑As——受拉弦杆钢管的截面面积之和(mm2)。

2)当不满足式(6.2.3)的条件时，宜按图6.2.3(b)所示第二类截面计算结构的受弯承载力。

2 负弯矩作用区段的结构受弯承载力计算宜计入板内钢筋的承载力影响，也可按式(6.2.2-2)计算。

6.2.4 带混凝土结构板且受压、受拉弦杆分别相同的钢管混凝土桁式混合结构第一类截面的受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：Mu——受弯承载力(N·mm)；

fc——混凝土结构板中混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

A′l——纵向受压钢筋的截面总面积(mm2)；

f′l——纵筋的抗压强度设计值(N/mm2)；

H——截面高度(mm)；

Dt——受拉弦杆钢管外径(mm)；

hb——截面受压区混凝土结构板厚度(mm)；

fsc——受压弦杆截面的轴心抗压强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.1-1)计算；

∑Asc——受压弦杆的截面面积之和(mm2)；

hi——沿截面高度方向受压和受拉弦杆形心的距离(mm)。

6.2.5 带混凝土结构板且受压、受拉弦杆分别相同的钢管混凝土桁式混合结构第二类截面的受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：αs——截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算；

Dc——受压弦杆的钢管外径(mm)；

H——截面高度(mm)；

φsc——受压弦杆的稳定系数，宜按式(6.2.1-5)计算，计算长度宜按节间长度的90％取值；

hn——受压弦杆上顶点到混凝土结构板上表面的距离(mm)；

xn——结构上表面到中和轴的高度(mm)；

Es——钢材的弹性模量(N/mm2)；

εcu-——混凝土的极限压应变，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取值；

t——受压弦杆的钢管壁厚(mm)；

f——钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)。

6.2.6 弦杆相同的钢管混凝土桁式混合结构承受压、弯荷载共同作用时，弯矩作用平面内的稳定承载力宜符合下列规定：

1 当M/N≤MB/NB时，则：

2 当M/N＞MB/NB时，则：

式中：N——轴力设计值(N)；

M——弯矩设计值(N·mm)；

NB——承载力N-M相关曲线中拉压界限平衡点对应的轴力(N)；

MB——承载力N-M相关曲线中拉压界限平衡点对应的弯矩(N·mm)；

rc——截面重心至压区弦杆形心轴的距离(mm)；

rt——截面重心至拉区弦杆形心轴的距离(mm)；

Nuc1、Nuc2——分别为钢管混凝土桁式混合结构中压区弦杆和拉区弦杆的轴心受压承载力之和(N)；

φ——轴心受压结构的稳定系数，应根据钢管混凝土桁式混合结构的换算长细比按式(6.2.1-5)计算，也可按本标准附录B取值；

∑Asc——所有弦杆的截面面积之和(mm2)；

∑As——所有弦杆的钢管部分截面面积之和(mm2)；

Nc——单肢弦杆的截面受压承载力(N)；

∑Nc——受压弦杆的截面受压承载力之和(N)；

Nt——单肢弦杆的截面受拉承载力(N)；

∑Nt——受拉弦杆的截面受拉承载力之和(N)；

Wsc——结构的截面抗弯模量(mm3)；

fsc——单肢弦杆的截面轴心抗压强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.1-1)计算；

NE——由结构换算长细比计算得到的欧拉临界力(N)；

(EA)c——单肢受压弦杆截面的抗压刚度(N)；

λ——结构的换算长细比。

3 换算长细比大于120的钢管混凝土桁式混合结构的弯矩作用平面内整体稳定承载力计算宜满足下式要求：

4 曲线形钢管混凝土桁式混合结构(图6.2.6)在两端承受轴压荷载时的承载力宜符合式(6.2.6-5)、式(6.2.6-7)和式(6.2.6-8)的规定，结构的初始弯曲度引起的弯矩设计值宜按下式计算：

式中：M——弯矩设计值(N·mm)；

u0——曲线形桁式混合结构的初始弯曲度(mm)，即中截面形心到两端截面形心连线的垂直距离。

6.2.7 轴向受压钢管混凝土桁式混合结构除应验算整体稳定承载力外，尚应验算单肢弦杆的稳定承载力。

6.2.8 弦杆相同的曲线形钢管混凝土桁式混合结构弦杆的轴力和弯矩设计值宜符合下列规定：

1 平腹杆与斜腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端受轴向荷载时，跨中节间的弦杆轴力设计值宜按下列公式计算，并应满足本标准第6.2.1条和第6.2.6条的要求：

式中：N——曲线形结构所受轴力设计值(N)，受压为正值，受拉为负值；

Ncd,1——曲线形结构中压区单肢弦杆的轴力设计值(N)；

Ncd,2——曲线形结构中拉区单肢弦杆的轴力设计值(N)；

N1t——曲线形结构中压区弦杆的总轴力设计值(N)；

N2t——曲线形结构中拉区弦杆的总轴力设计值(N)；

n1、n2——分别为曲线形结构中压区和拉区的弦杆数；

h——弦杆中心距(mm)；

NE——由结构换算长细比计算得到的欧拉临界力(N)，应按式(6.2.6-6)计算；

rc、rt——分别为曲线形结构中截面重心至压区弦杆和拉区弦杆形心轴的距离(mm)；

u0——曲线形结构的初始弯曲度(mm)，即中截面形心到两端截面形心连线的垂直距离。

2 平腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端受轴向荷载时，端部弦杆的轴力设计值和弯矩设计值宜按下列公式计算：

式中：Ncd——曲线形结构中端部单肢弦杆轴力设计值(N)；

Mcd——曲线形结构中端部单肢弦杆弯矩设计值(N·mm)；

N——曲线形结构轴力设计值(N)；

n——弦杆总数；

l1——节间长度(mm)；

mb——与肢数有关的参数，对于二肢、四肢、六肢结构mb分别为2、4和6；对于三肢结构mb为4cosα，其中，α为腹杆在弦杆截面平面投影夹角的一半(图6.2.6)；

L——曲线形结构两端截面中心点的直线距离(mm)；

u0——曲线形结构的初始弯曲度(mm)，即中截面形心到两端截面形心连线的垂直距离。

3 斜腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端受轴向荷载时，端部弦杆轴力设计值宜按下式计算：

式中：Ncd——端部弦杆轴力设计值(N)；

θ——斜腹杆与弦杆的夹角。

6.2.9 单根钢管混凝土弦杆的承载力计算应符合下列规定：

1 轴心受压稳定承载力应符合下列规定，弦杆的计算长度应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定：

式中：Ncd——轴向压力设计值(N)；

Nc——单根钢管混凝土弦杆的截面受压承载力(N)，宜按式(6.2.1-3)计算；

φ——轴心受压弦杆的稳定系数，宜按式(6.2.1-5)计算，也可按本标准附录B取值。

2 轴心受拉承载力应符合下列规定：

式中：Ntd——轴向拉力设计值(N)；

Nt——单根钢管混凝土弦杆的截面受拉承载力(N)，宜按式(6.2.2-3)计算。

3 受弯承载力应符合式(6.2.9-3)的规定，且宜按式(6.2.9-4)计算：

式中：Mcd——单根弦杆的弯矩设计值(N·mm)；

Mcu——单根弦杆的截面受弯承载力(N·mm)；

γm——截面抗弯塑性发展系数；

ξ——约束效应系数，应按本标准式(3.3.1-2)计算；

Wsc1-—单根弦杆的截面抗弯模量(mm3)；

fsc——弦杆的截面轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

D——弦杆外径(mm)。

4 在一个平面内受压、弯荷载共同作用时，承载力宜符合下列规定：

当Ncd/Nc≥2ηo时，则：

当Ncd/Nc＜2ηo时，则：

式中：Ncd——轴力设计值(N)；

Mcd——弯矩设计值(N·mm)；

Nc——截面受压承载力(N)，宜按式(6.2.1-3)计算；

Mcu——截面受弯承载力(N·mm)，宜按式(6.2.9-4)计算；

a、b、c、ηo、ζo——系数。

5 在一个平面内受压、弯荷载共同作用时，稳定承载力宜符合下列规定：

当Ncd/Nc≥2φ3ηo时，则：

当Ncd/Nc＜2φ3ηo时，则：

式中：NcE——单根弦杆的欧拉临界力(N)；

(EA)c——弦杆截面的弹性抗压刚度(N)，应按本标准式(5.2.3-1)计算；

λc——弦杆的换算长细比，弦杆计算长度宜按节间长度的90％取值；

φ——弯矩作用平面内轴心受压弦杆的稳定系数，宜按式(6.2.1-5)计算，也可按本标准附录B取值。

6 受拉、弯荷载共同作用时，承载力宜符合下列规定：

式中：Ntd——轴向拉力设计值(N)；

Mcd——弯矩设计值(N·mm)；

αs——截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算；

f——钢管钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)；

As——钢管的截面面积(mm2)；

Mcu——截面受弯承载力(N·mm)。

7 受剪承载力应符合式(6.2.9-22)的规定，且宜按式(6.2.9-23)计算：

式中：Vcd——单根弦杆的剪力设计值(N)；

Vcu——单根弦杆的受剪承载力(N)；

γv——受剪承载力计算系数；

Asc——钢管混凝土的截面面积(mm2)；

fsv——抗剪强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.2)计算；

ξ——约束效应系数，应按本标准式(3.3.1-2)计算。

8 受扭承载力应符合式(6.2.9-25)的规定，且宜按式(6.2.9-26)计算：

式中：Tcd——单根弦杆的扭矩设计值(N·mm)；

Tcu——单根弦杆的受扭承载力(N·mm)；

γt——受扭承载力计算系数；

Wsc,t——截面扭转抵抗矩(mm3)；

D——弦杆外径(mm)。

9 受压、扭荷载共同作用时，截面承载力宜符合式(6.2.9-29)的规定，稳定承载力宜符合式(6.2.9-30)的规定。

式中：Nc——截面受压承载力(N)，宜按本标准式(6.2.1-3)计算；

Ncd——轴力设计值(N)；

φ——轴心受压弦杆的稳定系数，宜按本标准式(6.2.1-5)计算，也可按本标准附录B取值。

10 受压、弯、扭荷载共同作用时，承载力宜符合下列规定：

当时，则：

当时，则：

式中：Mcd——单根弦杆的弯矩设计值(N·mm)；

Mcu——单根弦杆的截面受弯承载力(N·mm)；

ηo——系数，应按式(6.2.9-12)计算；

a、b、c、d、ηe、ζe、β——系数；

ζo——系数，应按式(6.2.9-13)计算；

NcE——单根弦杆的欧拉临界力(N)，应按式(6.2.9-20)计算。

11 受压、弯、剪荷载共同作用时，承载力宜符合下列规定：

当时，则：

当时，则：

式中：Vcd——单根弦杆的剪力设计值(N)；

Vcu——单根弦杆的受剪承载力(N)；

a、b、c、d——系数，应按式(6.2.9-33)～式(6.2.9-36)计算。

12 受压、弯、扭、剪荷载共同作用时，承载力宜符合下列规定：

当时，则：

当时，则：

式中：Tcd——单根弦杆的扭矩设计值(N·mm)

Tcu——单根弦杆的受扭承载力(N·mm)

a、b、c、d——系数，应按式(6.2.9-33)～式(6.2.9-36)计算。

6.2.10 钢管混凝土桁式混合结构的腹杆承载力设计应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。承受轴压荷载且弦杆相同的钢管混凝土桁式混合结构腹杆分担的荷载可按下列公式计算：

1 直线形钢管混凝土桁式混合结构在两端承受轴压荷载时的腹杆剪力可按下式计算：

式中：V——腹杆剪力设计值之和(N)；

fsc——单肢钢管混凝土弦杆截面的轴心抗压强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.1-1)计算；

Asc——受压弦杆的截面面积(mm2)。

2 曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端承受轴压荷载时，腹杆的最大剪力设计值可按下式计算：

式中：Vwm一——腹杆的最大剪力设计值(N)；

L——曲线形钢管混凝土桁式混合结构两端截面中心点的直线距离(mm)，见图6.2.6；

N——轴力设计值(N)；

NE——由结构换算长细比计算得到的欧拉临界力(N)，应按式(6.2.6-6)计算；

u0——初始弯曲度(mm)，即结构中截面的形心到两端截面形心连线的垂直距离，见图6.2.6。

3 平腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端承受轴压荷载时，腹杆的最大弯矩设计值可按下式计算：

式中：Mwd——腹杆的最大弯矩设计值(N·mm)；

l1——节间长度(mm)；

mb——与肢数有关的参数，对于二肢、四肢、六肢结构mb分别为2、4和6；对于三肢结构mb为4cosα，其中，α为腹杆在弦杆截面平面投影夹角的一半(图6.2.6)。

4 斜腹杆曲线形钢管混凝土桁式混合结构在两端承受轴压荷载时，腹杆的最大轴力设计值可按下式计算：

式中：Nwd——腹杆的最大轴力设计值(N)；

θ——腹杆轴线与弦杆轴线的夹角；

m——与肢数有关的参数，对于二肢、三肢、四肢、六肢结构m分别为1、2cosα、2和3，其中，α为腹杆在弦杆截面平面投影夹角的一半(本标准图6.2.6)。

6.3 受剪承载力计算

6.3.1 钢管混凝土桁式混合结构受剪承载力应符合下列规定：

式中：V——剪力设计值(N)；

Vu——钢管混凝土桁式混合结构的受剪承载力(N)。

6.3.2 平腹杆钢管混凝土桁式混合结构的受剪承载力应取腹杆弯剪破坏和弦杆受剪破坏情况下的较小值。腹杆弯剪破坏情况下，腹杆的承载力计算应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定；弦杆受剪破坏情况下，结构受剪承载力可按下式计算：

式中：Vcu——单肢钢管混凝土弦杆的受剪承载力(N)，宜按本标准式(6.2.9-23)计算。

6.3.3 斜腹杆钢管混凝土桁式混合结构的受剪承载力宜由腹杆轴向承载力控制，腹杆的承载力计算应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。

7 钢管混凝土加劲混合结构承载力计算

7.1 一般规定

7.1.1 钢管混凝土加劲混合结构的计算长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定，截面回转半径计算宜按组合截面确定。钢管混凝土加劲混合结构整体的长细比不应大于60。

7.1.2 钢管内混凝土的施工阶段，由施工荷载引起的钢管最大压应力值不应超过空钢管稳定承载力对应临界应力值的35％。

7.1.3 钢管外包混凝土的保护层厚度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

7.1.4 钢管外包混凝土的纵向受力钢筋的配筋率应按式(7.1.4)计算，并应根据工程类别，符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《铁路工程抗震设计规范》GB 50111或《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定。

式中：ρ——纵向受力钢筋的配筋率；

Al——纵向受力钢筋的截面总面积(mm2)；

Aoc——钢管外包混凝土的截面面积(mm2)。

7.1.5 钢管外包混凝土的箍筋直径、间距和体积配箍率应根据工程类别，符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《铁路工程抗震设计规范》GB 50111或《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定。计算截面配箍率时，箍筋约束混凝土截面面积宜取箍筋内区域钢管外包混凝土的截面面积。

7.1.6 钢管混凝土加劲混合结构中的钢腹杆截面外尺寸和布置应符合外包混凝土部分保护层厚度的要求。

7.1.7 多于六肢或其他复杂情况的钢管混凝土加劲混合结构，可通过结构整体分析确定结构的承载力。

7 钢管混凝土加劲混合结构承载力计算

7.1 一般规定

7.1.1 钢管混凝土加劲混合结构的计算长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定，截面回转半径计算宜按组合截面确定。钢管混凝土加劲混合结构整体的长细比不应大于60。

7.1.2 钢管内混凝土的施工阶段，由施工荷载引起的钢管最大压应力值不应超过空钢管稳定承载力对应临界应力值的35％。

7.1.3 钢管外包混凝土的保护层厚度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

7.1.4 钢管外包混凝土的纵向受力钢筋的配筋率应按式(7.1.4)计算，并应根据工程类别，符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《铁路工程抗震设计规范》GB 50111或《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定。

式中：ρ——纵向受力钢筋的配筋率；

Al——纵向受力钢筋的截面总面积(mm2)；

Aoc——钢管外包混凝土的截面面积(mm2)。

7.1.5 钢管外包混凝土的箍筋直径、间距和体积配箍率应根据工程类别，符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《铁路工程抗震设计规范》GB 50111或《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定。计算截面配箍率时，箍筋约束混凝土截面面积宜取箍筋内区域钢管外包混凝土的截面面积。

7.1.6 钢管混凝土加劲混合结构中的钢腹杆截面外尺寸和布置应符合外包混凝土部分保护层厚度的要求。

7.1.7 多于六肢或其他复杂情况的钢管混凝土加劲混合结构，可通过结构整体分析确定结构的承载力。

7.2 单肢结构正截面承载力计算

7.2.1 单肢钢管混凝土加劲混合结构的截面轴心受压承载力应符合式(7.2.1-1)的规定，并宜按式(7.2.1-2)计算：

式中：N——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴向压力设计值(N)；

N0——钢管混凝土加劲混合结构的截面受压承载力(N)；

Ncfst——内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Nrc——钢管外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

fc,oc——钢管外包混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

Aoc——钢管外包混凝土部分的截面面积(mm2)；

f′l——纵筋的抗压强度设计值(N/mm2)；

Al——纵筋的截面面积(mm2)；

fsc——内置钢管混凝土部分的截面轴心抗压强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.1-1)计算；

Asc——内置钢管混凝土部分的截面面积(mm2)。

7.2.2 当中和轴位于截面高度范围内时，轴压力和弯矩共同作用下单肢钢管混凝土加劲混合结构的截面承载力应满足下列公式要求：

式中：N——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴向压力设计值(N)；

M——钢管混凝土加劲混合结构的截面弯矩设计值(N·mm)；

N′rc——轴压力和弯矩共同作用下外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mrc——轴压力和弯矩共同作用下外包混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

N′cfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mcfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)。

7.2.3 单肢钢管混凝土加劲混合结构中的外包混凝土部分(图7.2.3)的截面受压承载力和相应的截面受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：N′rc——轴压力和弯矩共同作用下钢管外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mrc——轴压力和弯矩共同作用下钢管外包混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

Ae,oc——钢管外包混凝土等效应力块面积(mm2)[图7.2.3(a)]，等效应力块高度为受压区高度β1c，β1为钢管外包混凝土等效应力块高度系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取0.80；当混凝土强度等级为C80时，取0.74；C50～C80中间值按线性内插法确定；

Ali——第i根纵筋的截面面积(mm2)；

εcu——受压边缘混凝土极限压应变；

c——中和轴距受压边缘距离(mm)；

xe,oc——钢管外包混凝土等效应力块形心到受压边缘距离(mm)；

xli——第i根纵筋到受压边缘距离(mm)；

σli——第i根纵筋应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负；

fl——纵筋的抗拉强度设计值(N/mm2)；

α1——钢管外包混凝土等效应力块强度系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0；当混凝土强度等级为C80时，取0.94；C50～C80中间值按线性内插法确定。

7.2.4 单肢钢管混凝土加劲混合结构中的内置钢管混凝土部分(图7.2.4)的截面受压承载力和相应的截面受弯承载力宜按式(7.2.4-1)和式(7.2.4-2)计算，并应符合下列规定：

式中：N′cfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mcfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)

N′c——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受压承载力(N)；

Mc——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受弯承载力(N·mm)；

N′s——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受压承载力(N)；

Ms——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受弯承载力(N·mm)。

1 钢管内混凝土截面的受压承载力和相应的受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：N′c——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受压承载力(N)；

Mc——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受弯承载力(N·mm)；

Ac,c——钢管内混凝土受压区面积(mm2)，0≤Ac,c≤Ac；

σe,c——等效点A处混凝土纤维应力(N/mm2)，σe,c≤σo；

xe,c——受压区等效点A距受压边缘距离(mm)(图7.2.4)；

αco——受压区高度系数；

Di——钢管内混凝土直径(mm)；

εe,c——等效点A处混凝土纤维应变；

εcu——受压边缘混凝土极限压应变；

σo——钢管内混凝土单轴峰值压应力(N/mm2)，应按表7.2.4-1确定；

εo——钢管内混凝土单轴峰值压应变，应按表7.2.4-2确定。

2 钢管截面的受压承载力和相应的受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：N′s——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受压承载力(N)；

Ms——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受弯承载力(N·mm)；

k1、k2——计算系数，当k1计算值大于1.0时，取1.0，小于-1.0时，取-1.0；当k2计算值小于0时，取0；

As——钢管的截面面积(mm2)；

f——钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)。

7.2.5 当中和轴位于截面高度范围外时，轴压力和弯矩共同作用下单肢钢管混凝土加劲混合结构的截面受弯承载力应符合下列公式规定：

式中：Mu,N——轴压力N作用下截面受弯承载力(N·mm)；

Nu,H——当中和轴距受压边缘距离c等于截面高度H时的截面受压承载力(N)，应按本标准第7.2.2条规定确定；

Mu,H——当中和轴距受压边缘距离c等于截面高度H时的截面受弯承载力(N·mm)，应按本标准第7.2.2条规定确定；

N0——截面受压承载力(N)，应按本标准式(7.2.1-2)计算。

7.2.6 单肢钢管混凝土加劲混合结构的截面轴心受拉承载力应符合下列公式规定：

式中：N——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴向拉力设计值(N)；

Nrc,t——外包混凝土部分的截面受拉承载力(N)；

Ncfst,t——内置钢管混凝土部分的截面受拉承载力(N)；

Al——纵筋的截面面积(mm2)；

As——钢管的截面面积(mm2)；

αs——内置钢管混凝土部分的截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算；

fl——纵筋的抗拉强度设计值(N/mm2)；

f——钢管钢材的抗拉强度设计值(N/mm2)。

7.3 四肢结构正截面承载力计算

7.3.1 四肢钢管混凝土加劲混合结构的截面轴心受压承载力应符合式(7.3.1-1)的规定，并宜按式(7.3.1-2)计算。

式中：N——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴向压力设计值(N)；

N0——钢管混凝土加劲混合结构的截面受压承载力(N)；

Nrc——外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Ncfst——内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

fc,oc——钢管外包混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

Aoc——钢管外包混凝土的截面面积(mm2)；

f′l——纵筋的抗压强度设计值(N/mm2)；

Al——纵筋的截面面积(mm2)；

fsc,i——第i个内置钢管混凝土构件的截面轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

Asc,i——第i个内置钢管混凝土构件的截面面积(mm2)。

7.3.2 当中和轴位于截面高度范围内时，轴压力和弯矩共同作用下四肢钢管混凝土加劲混合结构的截面承载力应符合下列公式：

式中：N——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴向压力设计值(N)；

M——钢管混凝土加劲混合结构的截面弯矩设计值(N·mm)；

N′rc——轴压力和弯矩共同作用下外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

N′cfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mrc——轴压力和弯矩共同作用下外包混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

Mcfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)。

7.3.3 四肢钢管混凝土加劲混合结构中的外包混凝土部分(图7.3.3)的截面受压承载力和相应的截面受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：N′rc——轴压力和弯矩共同作用下钢管外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mrc——轴压力和弯矩共同作用下钢管外包混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

Ae,oc——钢管外包混凝土等效应力块面积(mm2)[图7.3.3(a)]，等效应力块高度为受压区高度β1c，β1为钢管外包混凝土等效应力块高度系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取0.80；当混凝土强度等级为C80时，取0.74；C50～C80中间值按线性内插法确定；

Ali——第i根纵筋的截面面积(mm2)；

εcu——受压边缘混凝土极限压应变；

c——中和轴距受压边缘距离(mm)；

xe,oc——钢管外包混凝土等效应力块形心到受压边缘距离(mm)；

xli——第i根纵筋形心到受压边缘距离(mm)；

σli——第i根纵筋应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负；

α1——钢管外包混凝土等效应力块强度系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0；当混凝土强度等级为C80时，取0.94；C50～C80中间值按线性内插法确定。

7.3.4 对称布置的四肢钢管混凝土加劲混合结构中的内置钢管混凝土部分(图7.3.4-1)的截面受压承载力和相应的截面受弯承载力宜按式(7.3.4-1)和式(7.3.4-2)计算，并应符合下列规定：

式中：N′cfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mcfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

N′c——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受压承载力(N)；

N′s——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受压承载力(N)；

Mc——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受弯承载力(N·mm)；

Ms——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受弯承载力(N·mm)。

1 钢管截面的受压承载力和相应的受弯承载力宜分别按式(7.3.4-3)和式(7.3.4-4)计算(图7.3.4-1)：

式中：N′s——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受压承载力(N)；

Ms——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受弯承载力(N·mm)；

As1——靠近受压边缘的钢管截面面积(mm2)；

As2——远离受压边缘的钢管截面面积(mm2)；

xs1——靠近受压边缘的钢管形心到受压边缘距离(mm)；

xs2——远离受压边缘的钢管形心到受压边缘距离(mm)；

σs1——靠近受压边缘的钢管形心处钢管应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负；

σs2——远离受压边缘的钢管形心处钢管应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负。

2 以中和轴分别穿过靠近和远离受压边缘的钢管内混凝土为界，管内混凝土截面的受压承载力和相应的受弯承载力宜符合下列规定：

1)当(H-aci)≤c≤H时，全部管内混凝土均处于受压状态(图7.3.4-2)，宜按下列公式计算：

式中：N′c——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受压承载力(N)；

Mc——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受弯承载力(N·mm)；

Ac1——靠近受压边缘的管内混凝土面积(mm2)；

Ac2——远离受压边缘的管内混凝土面积(mm2)；

xc1——靠近受压边缘的管内混凝土形心到受压边缘距离(mm)；

xc2——远离受压边缘的管内混凝土形心到受压边缘距离(mm)；

σc1——靠近受压边缘的管内混凝土形心处应力(N/mm2)，应按式(7.2.4-6)计算；

σc2——远离受压边缘的管内混凝土形心处应力(N/mm2)，应按式(7.2.4-6)计算。

2)当(H-Di-aci)＜c＜(H-aci)时，中和轴穿过远离受压边缘的管内混凝土，远离受压边缘的管内混凝土受拉区域不宜计入内力贡献(图7.3.4-3)，宜按下列公式计算：

式中：Ac,c2——远离受压边缘的管内混凝土受压面积(mm2)；

xe,c2——远离受压边缘的管内混凝土等效点A到受压边缘距离(mm)；

σe,c2——远离受压边缘的管内混凝土等效点A处应力(N/mm2)，应按式(7.2.4-6)计算。

3)当(Di+aci)≤c≤(H-Di-aci)时，中和轴位于远离和靠近受拉边缘的管内混凝土之间，不宜计入远离受压区的管内混凝土的内力贡献(图7.3.4-4)，宜按下列公式计算：

式中：Ac1——靠近受压边缘的管内混凝土面积(mm2)；

xc1——靠近受压边缘的管内混凝土形心到受压边缘距离(mm)；

σc1——靠近受压边缘的管内混凝土形心处应力(N/mm2)，应按式(7.2.4-6)计算。

4)当aci＜c＜(Di+aci)时，中和轴穿过靠近受压边缘的管内混凝土，不宜计入靠近受压边缘的管内混凝土受拉区域的内力贡献(图7.3.4-5)，宜按下列公式计算：

式中：Ac，c1——靠近受压边缘的管内混凝土受压面积(mm2)；

Xe，c1——靠近受压边缘的管内混凝土等效点B到受压边缘距离(mm)；

σe，c1——靠近受压边缘的管内混凝土等效点B处应力(N/mm2)，应按式(7.2.4-6)计算。

7.3.5 当中和轴在截面高度范围外时，轴压力和弯矩共同作用下四肢钢管混凝土加劲混合结构的截面受弯承载力应满足式(7.3.5-1)的要求，并宜按式(7.3.5-2)计算：

式中：Nu,H——当中和轴距受压边缘距离c等于截面高度H时，按本标准第7.3.2条计算的截面受压承载力(N)；

Mu,H——当中和轴距受压边缘距离c等于截面高度H时，按本标准第7.3.2条计算的截面受弯承载力(N·mm)；

Mu,N——轴压力N作用下截面受弯承载力(N·mm)；

N0——按本标准第7.3.1条计算的截面轴心受压承载力(N)。

7.3.6 进行正截面压弯承载力验算时，可通过轴向压力设计值等于截面受压承载力的假设得到中和轴距受压边缘距离(c)。若c≤H，宜按本标准第7.3.2条计算截面受弯承载力(Mu)；若c＞H，宜按本标准第7.3.5条计算截面受弯承载力(Mu)。

7.4 六肢结构正截面承载力计算

7.4.1 六肢钢管混凝土加劲混合结构的截面轴心受压承载力应符合本标准第7.3.1条的规定。

7.4.2 当中和轴位于截面高度范围内时，轴压力和弯矩共同作用下六肢钢管混凝土加劲混合结构的截面承载力应符合下列公式规定：

式中：N——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴向压力设计值(N)；

M——钢管混凝土加劲混合结构的截面弯矩设计值(N·mm)；

N′rc——轴压力和弯矩共同作用下外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

N′cfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mrc——轴压力和弯矩共同作用下外包混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

Mcfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)。

7.4.3 六肢钢管混凝土加劲混合结构中的外包混凝土部分(图7.4.3)的截面受压承载力和相应的截面受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：N′rc——轴压力和弯矩共同作用下钢管外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mrc——轴压力和弯矩共同作用下钢管外包混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

Ae,oc——钢管外包混凝土等效应力块面积(mm2)[图7.4.3(a)]，等效应力块高度为受压区高度β1c，β1为钢管外包混凝土等效应力块高度系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取0.80；当混凝土强度等级为C80时，取0.74；C50～C80中间值按线性内插法确定；

Ali——第i根纵筋的截面面积(mm2)；

εcu——受压边缘混凝土极限压应变；

c——中和轴距受压边缘距离(mm)；

xe,oc——钢管外包混凝土等效应力块形心到受压边缘距离(mm)；

xli——第i根纵筋形心到受压边缘距离(mm)；

σli——第i根纵筋应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负；

α1——钢管外包混凝土等效应力块强度系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0；当混凝土强度等级为C80时，取0.94；C50～C80中间值按线性内插法确定。

7.4.4 对称布置的六肢钢管混凝土加劲混合结构中的内置钢管混凝土部分(图7.4.4)的截面受压承载力和相应的截面受弯承载力宜按式(7.4.4-1)和式(7.4.4-2)计算，并应符合下列规定：

式中：N′cfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Mcfst——轴压力和弯矩共同作用下内置钢管混凝土部分的截面受弯承载力(N·mm)；

N′c——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受压承载力(N)；

N′s——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受压承载力(N)；

Mc——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受弯承载力(N·mm)；

Ms——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受弯承载力(N·mm)。

1 钢管截面的受压承载力和相应的受弯承载力宜按下列公式计算(图7.4.4)：

式中：N′s——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受压承载力(N)；

Ms——轴压力和弯矩共同作用下钢管截面的受弯承载力(N·mm)；

As1——靠近受压边缘的钢管截面面积(mm2)；

As2——远离受压边缘的钢管截面面积(mm2)；

As3——腰部钢管的截面面积(mm2)；

xs1——靠近受压边缘的钢管形心到受压边缘距离(mm)；

xs2——远离受压边缘的钢管形心到受压边缘距离(mm)；

xs3——腰部钢管形心到受压边缘距离(mm)；

σs1——靠近受压边缘的钢管形心处钢管应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负；

σs2——远离受压边缘的钢管形心处钢管应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负；

σs3——腰部钢管形心处钢管应力(N/mm2)，受压为正，受拉为负。

2 钢管内混凝土截面的受压承载力和相应的受弯承载力宜按下列公式计算：

式中：N′c——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受压承载力(N)；

Mc——轴压力和弯矩共同作用下钢管内混凝土截面的受弯承载力(N·mm)；

Aci——钢管内混凝土纤维的面积(mm2)；

σci——钢管内混凝土纤维的应力(N/mm2)，应按式(7.2.4-6)计算；

xci——钢管内混凝土纤维形心到受压边缘距离(mm)。

7.4.5 当中和轴位于截面高度范围外时，轴压力和弯矩共同作用下六肢钢管混凝土加劲混合结构的截面受弯承载力应符合式(7.4.5-1)的规定，并宜按式(7.4.5-2)计算。

式中：Nu,H——当中和轴距受压边缘距离c等于截面高度H时，按本标准第7.4.2条计算的截面受压承载力(N)；

Mu,H——当中和轴距受压边缘距离c等于截面高度H时，按本标准第7.4.2条计算的截面受弯承载力(N·mm)；

Mu,N——轴压力N作用下截面受弯承载力(N·mm)；

N0——按本标准第7.4.1条计算的截面轴心受压承载力(N)。

7.4.6 进行正截面压弯承载力验算时，可通过轴向压力设计值等于截面受压承载力的假设得到中和轴距受压边缘距离(c)。若c≤H，宜按本标准第7.4.2条计算截面受弯承载力(Mu)；若c＞H，宜按本标准第7.4.5条计算截面受弯承载力(Mu)。

7.5 长细比影响下正截面承载力计算

7.5.1 轴压荷载作用下，长细比影响下正截面受压承载力宜按下式计算：

式中：Nu——钢管混凝土加劲混合结构轴心受压承载力(N)；

Nrc——外包混凝土部分的截面受压承载力(N)；

Ncfst——内置钢管混凝土部分的截面受压承载力(N)；

φ——钢管混凝土加劲混合结构的稳定系数，应根据结构长细比按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算。

7.5.2 轴压力和弯矩共同作用下，结构长细比(λ)宜按式(7.5.2-1)计算。当结构长细比(λ)满足式(7.5.2-2)要求时，可不计入轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩的影响，其他情况宜按本标准第7.5.3条规定计入附加弯矩的影响。

式中：M1、M2——已计入侧移影响的压弯构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值(N·mm)，绝对值较小端为M1，绝对值较大端为M2，当结构按单曲率弯曲时，M1/M2取正值，否则取负值；

l0——结构计算长度(mm)，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定；

i——偏心方向的截面回转半径(mm)。

7.5.3 偏心受压结构考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值，宜按下列公式计算：

式中：M——控制截面的弯矩设计值(N·mm)；

M1、M2——已计入侧移影响的压弯构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值(N·mm)，绝对值较小端为M1，绝对值较大端为M2，当结构按单曲率弯曲时，M1/M2取正值，否则取负值；

Cm——结构端截面偏心距调节系数，当计算值小于0.7时，取0.7；

ηc——弯矩增大系数；

Nu——钢管混凝土加劲混合结构轴心受压承载力(N)；

ei——计入附加偏心距ea后的初始偏心距(mm)，即ei＝ea+M2/N，N为与弯矩设计值M2相应的轴向 压力设计值(N)；

ea——附加偏心距(mm)，取20mm和弯矩作用方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值；

H——截面高度(mm)；

h0——沿弯矩作用方向截面计算高度(mm)，纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离；

ζc——曲率调整系数，当计算值大于1.0时，取1.0；

Ac——钢管内混凝土的截面面积(mm2)；

Aoc——钢管外包混凝土的截面面积(mm2)；

fc,c——钢管内混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

fc,oc——钢管外包混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

∑(fc,cAc)——四肢和六肢截面的钢管内混凝土受压承载力之和(N)。

7.6 长期荷载作用下正截面承载力计算

7.6.1 长期荷载作用下钢管混凝土加劲混合结构的轴心受压承载力宜按下式计算：

式中：NuL——长期荷载作用影响下结构的轴心受压承载力(N)；

Nu——长细比影响下钢管混凝土加劲混合结构的轴心受压承载力(N)，宜按本标准式(7.5.1)计算；

kcr——长期荷载影响系数。

7.6.2 长期荷载影响系数(kcr)宜按本标准附录C取值。

7.7 斜截面受剪承载力计算

7.7.1 受弯钢管混凝土加劲混合结构的斜截面受剪承载力应满足下式要求：

式中：V——剪力设计值(N)；

Vrc——外包混凝土部分的受剪承载力(N)；

Vcfst——内置钢管混凝土部分的受剪承载力(N)。

7.7.2 外包混凝土部分的受剪承载力宜按下式计算：

式中：Vrc——外包混凝土部分的受剪承载力(N)；

Aoc——钢管外包混凝土的截面面积(mm2)；

ρ——斜截面纵向受拉钢筋的配筋率，当ρ＞2.5％时，取ρ＝2.5％；

fcu,oc——钢管外包混凝土的立方体抗压强度标准值(N/mm2)；

ρsv——斜截面内箍筋配筋率；

Asv——箍筋的截面面积(mm2)；

s——箍筋间距(mm)；

B——截面宽度(mm)；

fv——箍筋抗拉强度设计值(N/mm2)。

7.7.3 内置钢管混凝土部分的受剪承载力宜按下式计算：

式中：Vcfst——内置钢管混凝土部分的受剪承载力(N)；

ξi——第i个内置钢管混凝土构件的约束效应系数，应按本标准式(3.3.1-2)计算；

Asc,i——第i个内置钢管混凝土构件的截面面积(mm2)；

fsv,i——第i个内置钢管混凝土构件的截面抗剪强度设计值(N/mm2)，应按本标准式(5.2.2)计算。

7.7.4 单肢钢管混凝土加劲混合结构承受弯矩、轴力和剪力共同作用时，当计算截面的剪跨比λv(＝M/Vh0)不小于1.5时，钢管的外径与结构外截面宽度的比值(D/B)不小于0.5，且外包混凝土部分配筋符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定时，压弯承载力计算可按本标准第7.2节、第7.5节和第7.6节的规定执行，并可忽略剪力对压弯承载力降低的影响。

7.8 拱形结构承载力计算

7.8.1 拱形结构应验算平面内和平面外整体稳定性。计算拱结构的平面内整体稳定承载力时，可采用等效梁柱法分析拱结构的稳定性。

7.8.2 对于无铰拱、双铰拱和三铰拱，等效梁柱的计算长度应分别取拱轴线长度(S)的36％、54％和58％。等效梁柱的两端作用力和验算截面尺寸应分别取控制截面的内力及截面尺寸。特大跨及变截面等复杂拱结构，可采用拱的换算等代截面作为验算截面，并应根据结构整体分析确定拱结构等效梁柱的计算长度及内力。

8 节点设计

8.1 一般规定

8.1.1 钢管混凝土混合结构的节点和连接的设计应满足强度、刚度、稳定性和抗震的要求；节点和连接的设计应保证力的传递、钢管与管内混凝土共同工作，并应便于制作、安装和管内混凝土施工。

8.1.2 钢管混凝土桁式混合结构的节点和连接构造宜简单，结构受力应明确，受力杆件的形心线宜汇交于一点。

8.1.3 采用焊缝连接的钢管混凝土桁式混合结构相贯节点，腹杆钢管沿着相贯线应采用坡口对接焊缝或角焊缝进行连接，且焊条型号应与钢管钢材牌号匹配。焊缝承载力可按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定计算。

8.1.4 对于腹杆搭接的平面K形和N形节点，当两个腹杆直径不相同时，直径较大的腹杆应直接焊接到弦杆上，直径较小的腹杆应搭接到直径较大的腹杆上；当两个腹杆直径相同时，承受较大荷载的腹杆应直接焊接到弦杆上，承受较小荷载的腹杆应搭接到承受较大荷载的腹杆上。

8.1.5 钢管混凝土桁式混合结构节点中腹杆和弦杆采用节点板与螺栓连接时，腹杆端部的插板可采用U形板、槽形板、T字形板或十字形板(图8.1.5)，其中U形板开口间隙可比节点板的厚度大2mm～3mm。插板插入钢管的焊接长度应按内力计算确定。

8.1.6 钢管混凝土桁式混合结构节点采用节点板连接时，可在节点板两侧设置环形或扇形加劲板(图8.1.6)，环形或扇形加劲板所对应的圆心角不宜小于30°，位于同一平面内的相邻加劲板应连成为整体。当节点板自由边的长度与厚度的比值大于60(√235/fy)时，宜卷边或设置纵向加劲板。节点板的承载力计算应符合国家现行标准《钢结构设计标准》GB 50017和《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486的有关规定。

8 节点设计

8.1 一般规定

8.1.1 钢管混凝土混合结构的节点和连接的设计应满足强度、刚度、稳定性和抗震的要求；节点和连接的设计应保证力的传递、钢管与管内混凝土共同工作，并应便于制作、安装和管内混凝土施工。

8.1.2 钢管混凝土桁式混合结构的节点和连接构造宜简单，结构受力应明确，受力杆件的形心线宜汇交于一点。

8.1.3 采用焊缝连接的钢管混凝土桁式混合结构相贯节点，腹杆钢管沿着相贯线应采用坡口对接焊缝或角焊缝进行连接，且焊条型号应与钢管钢材牌号匹配。焊缝承载力可按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定计算。

8.1.4 对于腹杆搭接的平面K形和N形节点，当两个腹杆直径不相同时，直径较大的腹杆应直接焊接到弦杆上，直径较小的腹杆应搭接到直径较大的腹杆上；当两个腹杆直径相同时，承受较大荷载的腹杆应直接焊接到弦杆上，承受较小荷载的腹杆应搭接到承受较大荷载的腹杆上。

8.1.5 钢管混凝土桁式混合结构节点中腹杆和弦杆采用节点板与螺栓连接时，腹杆端部的插板可采用U形板、槽形板、T字形板或十字形板(图8.1.5)，其中U形板开口间隙可比节点板的厚度大2mm～3mm。插板插入钢管的焊接长度应按内力计算确定。

8.1.6 钢管混凝土桁式混合结构节点采用节点板连接时，可在节点板两侧设置环形或扇形加劲板(图8.1.6)，环形或扇形加劲板所对应的圆心角不宜小于30°，位于同一平面内的相邻加劲板应连成为整体。当节点板自由边的长度与厚度的比值大于60(√235/fy)时，宜卷边或设置纵向加劲板。节点板的承载力计算应符合国家现行标准《钢结构设计标准》GB 50017和《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486的有关规定。

8.2 钢管混凝土桁式混合结构节点

8.2.1 钢管混凝土桁式混合结构平面K形和N形相贯焊接节点的构造应符合下列规定：

1 在弦杆与腹杆的连接处不应将腹杆插入弦杆内。

2 腹杆与弦杆的连接节点处宜避免偏心；偏心不可避免时，偏心距应满足下列公式的要求(图8.2.1)。

式中：e——偏心距(mm)，见图8.2.1；

D——弦杆钢管外径(mm)。

3 腹杆搭接的平面K形、N形节点的搭接率(ηov)可按下式计算，且不应小于25％，并不应大于100％。

式中：q——搭接腹杆与弦杆理论上相交的冠点(A′)与被搭接腹杆与弦杆表面相交的冠趾(A)之间的直线距离AA′(mm)(图8.2.1)；

p——搭接腹杆与弦杆理论上相交的冠点(A′)与搭接腹杆与弦杆表面相交的冠跟(B)之间的直线距离A′B(mm)(图8.2.1)。

4 弦杆与腹杆的连接焊缝应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。

5 对于平面K形、N形间隙节点，在弦杆表面焊接的相邻腹杆的间隙不应小于两腹杆钢管壁厚之和。

6 钢管混凝土桁式混合结构在浇筑混凝土前的空心平面K形节点的受压腹杆和受拉腹杆在节点处的承载力应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定进行验算。

7 钢管混凝土桁式混合结构平面K形间隙节点中受压和受拉腹杆的承载力计算应满足下列要求：

1)受拉圆形截面空钢管腹杆的轴心受拉承载力宜按下式计算：

式中：Ntw——受拉腹杆轴心受拉承载力(N)；

fv——弦杆钢管钢材的抗剪强度设计值(N/mm2)；

fw——腹杆钢管钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值(N/mm2)；

t——弦杆钢管壁厚(mm)；

dw——受拉腹杆钢管外径(mm)；

θ——受拉腹杆与弦杆间夹角；

Aw——受拉腹杆的截面面积(mm2)。

2)受压空钢管腹杆的轴心受压承载力计算应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017中轴心受压构件稳定性计算的有关规定。

8 钢管混凝土桁式混合结构K形节点弦杆和圆形截面腹杆连接部位的侧向局部受压承载力应符合式(8.2.1-4)规定，并宜按式(8.2.1-5)计算。

式中：NLF——作用在节点区弦杆的侧向局部压力设计值(N)；

NuLF——弦杆的侧向局部受压承载力(N)；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2)；

θ——传递侧向局部压力的腹杆与弦杆的夹角；

βl——侧向局部受压混凝土强度提高系数；

Alc——侧向局部受压面积，可取为外径相等的实心腹杆的截面面积(mm2)；

D——承受侧向力的弦杆外径(mm)；

dw——传递侧向力的腹杆外径(mm)；

Ab——侧向局部受压的计算底面积(mm2)；

βc——侧向局部受压混凝土强度影响系数，应按表8.2.1确定。

9 腹杆与弦杆的相贯焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡；腹杆互相搭接处，搭接腹杆沿搭接边应与被搭接腹杆焊接连接。

8.2.2 钢管混凝土桁式混合结构平面T形、Y形和X形连接节点的构造和计算应符合下列规定：

1 钢管混凝土桁式混合结构平面T形、Y形和X形连接节点的构造应符合第8.2.1条的规定。

2 钢管混凝土桁式混合结构在浇筑混凝土前的空心平面T形、Y形和X形连接节点的受压腹杆和受拉腹杆在节点处的承载力，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定进行验算。

3 钢管混凝土桁式混合结构平面T形、Y形和X形连接节点(图8.2.2)中受压和受拉腹杆的承载力计算应满足下列要求：

1)轴心受拉腹杆的承载力宜按式(8.2.1-3)计算；

2)轴心受压腹杆的承载力计算应符合本标准第8.2.1条的规定。

4 当钢管混凝土桁式混合结构平面T形、Y形和X形连接节点区承受侧向局部压力作用时，应按本标准第8.2.1条进行侧向局部受压承载力验算，其中平面T形节点腹杆与钢管混凝土弦杆的夹角θ应取为90°。

8.2.3 钢管混凝土桁式混合结构空间节点的钢结构构造应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。腹杆在节点处的承载力，应按相应的平面连接节点承载力乘以空间调整系数计算。空间调整系数的取值应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定执行。

8.3 钢管混凝土加劲混合结构柱-梁连接节点

8.3.1 框架结构中钢管混凝土加劲混合结构柱与工字形截面钢梁刚性连接节点应符合下列规定：

1 宜采用环板连接；

2 环板翼缘和竖向加劲板的外伸长度应满足钢梁连接施工的要求；

3 钢梁翼缘和腹板在现场应分别与环板和竖向加劲板连接(图8.3.1)。

8.3.2 框架结构中钢管混凝土加劲混合结构柱与钢筋混凝土梁刚性连接节点应符合下列规定：

1 当梁两侧纵筋间距大于钢管外径时，宜采用节点加强环板和加劲工字钢的连接构造[图8.3.2(a)]；

2 当梁两侧纵筋间距小于钢管外径时，宜使纵筋绕过钢管；当采用节点加强环板连接[图8.3.2(b)]时，宜将环板预制在钢管上，施工时应将钢筋混凝土梁内纵筋焊接于环板表面。

8.3.3 抗震设计的梁柱连接节点应符合下列规定：

1 采用钢梁时，梁端截面设计应符合国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《钢结构设计标准》GB 50017和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定；

2 采用钢筋混凝土梁时，加强环板的抗震验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对钢结构的有关规定；

3 加强环板的外形应曲线光滑，无裂纹、刻痕；节点管段与柱肢钢管间的水平焊缝应与母材等强；加强环板与钢梁翼缘的对接焊接应采用熔透的坡口焊；

4 节点内箍筋直径及箍筋间距应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定；

5 连接节点中的环板厚度应大于10mm和钢管厚度二者的较小值，环板宽度应大于40mm并应满足钢筋焊接长度要求，环板钢材屈服强度不应小于钢管钢材屈服强度，同时不宜小于355N/mm2；焊接工艺应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18的有关规定；

6 梁纵筋与钢管采用钢筋连接器连接时，梁纵筋在钢筋连接器中的连接长度不应小于梁纵筋的直径，机械连接工艺应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107的有关规定。

8.3.4 多肢钢管混凝土加劲混合结构柱内钢管之间横向连接件应满足相应的构造要求。内置钢管混凝土节点板宜采用焊接，节点板与横撑之间宜采用螺栓连接(图8.3.4)。

8.3.5 多肢钢管混凝土加劲混合结构的钢管混凝土部分与横撑连接构造设计应满足结构的刚度要求，不应出现混凝土浇筑死角。

8.4 基础与支承节点构造

8.4.1 钢管混凝土桁式混合结构的弦杆与基础可采用端承式连接、埋入式连接或外包式连接并应符合下列规定：

1 端承式连接(图8.4.1-1)的承压板直径或边长宜为1.5D～2.0D(D为弦杆钢管外径)，厚度不宜小于25mm；

2 埋入式连接(图8.4.1-2)的弦杆埋入深度应大于1.5D且不应小于1.0m，在预埋段应设置分布环向筋、焊钉或开孔板连接件等锚固构造；

3 外包式连接(图8.4.1-3)宜沿外包段管身纵向设置锚固环板，锚固环板可加劲，钢管底部可设置端板。

8.4.2 对设置加劲焊接锚固环板的外包式连接，应符合下列规定：

1 插入钢管应埋入基础底板，对承受较大拉力的外包式连接，弦杆埋入基础深度不宜小于2.5D；

2 锚固环板宜按小而多的模式布置，锚固环板宽度(bp)和数量应根据承载力要求、锚固环板布置间距、基础立柱长度及底板厚度等条件优化确定，锚固环板宽度(bp)不宜大于0.1D；

3 锚固环板宜沿插入钢管纵向等间距布置，第一块锚固环板距离立柱混凝土顶面的距离不宜小于10bp，锚固环板间距不宜小于10bp，底部端板与上方邻近锚固环板的距离不宜小于5Bp(Bp为端板宽度)和8bp的较大值，且宜大于加劲肋板高度；

4 基础立柱对插入钢管的外包混凝土厚度不应小于4bp；

5 对基础立柱，插入钢管外围的竖向钢筋、箍筋的配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑抗震设计规范》GB 50011和《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定；

6 插入钢管底部应设置固定措施，应分别针对初始安装和长期使用状态下的受力情况，校验固定措施强度和地基承载力。

8.4.3 曲线形钢管混凝土桁式混合结构与基础的连接构造，宜采用埋入式连接。预埋钢管与主管节段应采用焊接对接接头。预埋钢管底部应设置承压板，承压板下应设置不少于三层钢筋网，在钢管周边应设置分布环向筋或焊钉等锚固构造。承压板与管壁间应按构造要求设置带孔加劲肋板(图8.4.3)。

8.4.4 钢管混凝土桁式墩与钢管混凝土桁式主梁间宜采取设置加劲肋板的支座进行连接(图8.4.4)，支座尺寸应根据上部结构主梁的荷载进行确定。

8.4.5 钢管混凝土加劲混合结构的柱脚应满足强度、刚度、稳定性和抗震的要求，并应保证上部荷载的有效传递。偏心受压结构宜采用埋入式柱脚，也可采用非埋入式柱脚；偏心受拉结构应采用埋入式柱脚(图8.4.5)。

8.4.6 钢管混凝土加劲混合结构的柱脚设计宜按国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计标准》GB 50017、《组合结构设计规范》JGJ 138和《钢骨混凝土结构技术规程》YB 9082的有关规定执行。

8.5 节点抗疲劳设计

8.5.1 直接承受动力荷载重复作用的钢管混凝土桁式混合结构焊接节点，当应力变化的循环次数不小于5×104次时，应进行疲劳计算。

8.5.2 需计算疲劳的钢管混凝土桁式混合结构所用钢材的质量、节点构造及焊接等，应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定，同时尚应满足下列要求：

1 相贯焊接节点空钢管腹杆和弦杆外径之比不应小于0.4，壁厚之比不应大于1，弦杆的外径和壁厚之比不应小于40；

2 相贯焊接节点空钢管腹杆的长度和外径之比不应大于40；

3 相贯焊接节点不应采用加劲板或外包式节点板的连接形式；

4 采用节点板连接的节点不应在连接处采用外包式焊缝、T形或十字形焊接接头；

5 焊接接头不应采用间断、超间隙和塞焊的焊缝；

6 相贯焊接节点应采用相贯线切割机开制相贯线坡口，并采用全熔透焊缝连接；钢管与节点板焊接连接接头应采用坡口全熔透焊缝；钢管对接接头应采用全熔透焊缝；管端坡口应满足工艺模型试验的要求；

7 相贯焊缝与钢管纵、环焊缝不应相交；

8 连接部位可采用打磨焊缝、重熔焊趾、喷丸或锤击等措施改善疲劳性能。

8.5.3 钢管混凝土桁式混合结构连接节点的疲劳计算宜采用基于名义应力的容许应力法。对相贯焊接节点也可采用热点应力法，节点的热点应力可按式(8.5.3)计算。相贯焊接的T形节点、K形间隙节点的热点应力集中系数及对应的热点应力，可按本标准附录D的规定进行计算。对其他形式的节点，热点应力集中系数可采用数值分析或试验方法获得。

式中：σhs--弦杆或腹杆在冠点或鞍点位置的热点应力(N/mm2)；

σ——弦杆或腹杆圆钢管的名义应力(N/mm2)，可按杆件轴力、弯矩等内力，采用材料力学方法计算；

KSCF——弦杆或腹杆在冠点或鞍点位置的圆钢管热点应力集中系数。

8.5.4 常幅疲劳下相贯焊接节点的圆钢管热点应力幅应符合式(8.5.4-1)的规定，常幅疲劳的容许热点应力幅可按式(8.5.4-3)计算。

式中：△σhs——弦杆或腹杆在冠点或鞍点位置的圆钢管热点应力幅(N/mm2)；

σhs,max——弦杆或腹杆的圆钢管在应力循环作用中的最大热点拉应力(N/mm2)，取正值；

σhs,min——弦杆或腹杆的圆钢管在应力循环作用中的最小热点拉应力或压应力(N/mm2)，拉应力取正值，压应力取负值；

[△σhs]——常幅疲劳的容许热点应力幅(N/mm2)；

γt——钢管壁厚修正系数；当钢管壁厚t小于或等于25mm时，取1.0；当钢管壁厚t大于25mm时，可按γt＝(25/t)0.25计算；

Nf——失效的循环次数，即疲劳寿命；

C、β——系数，可按表8.5.4采用；

——以疲劳寿命达到Nf＝5×106次为基准的常幅疲劳极限(N/mm2)，见表8.5.4。

8.5.5 变幅疲劳下相贯焊接节点的圆钢管热点应力幅可按下列规定执行：

1 当满足下式条件时，可不进行疲劳验算：

式中：——以疲劳寿命达到1×108次为基准的疲劳截止限(N/mm2)，可按表8.5.4采用。

2 当变幅疲劳计算不满足式(8.5.5-1)的要求时，可按下列公式计算：

式中：△σhs,e——由设计寿命期内热点应力循环总次数(＝∑ni+∑nj)的变幅疲劳损伤与热点应力循环2×106次常幅疲劳损伤相等而换算得到的等效热点应力幅(N/mm2)；

——疲劳寿命Nf＝2×106次的容许热点应力幅(N/mm2)，可按表8.5.4采用；

△σhs,i、ni——应力幅谱中在范围内各热点应力幅(N/mm2)及频次；

△σhs,j、nj——应力幅谱中在范围内各热点应力幅(N/mm2)及频次。

9 防护设计

9.1 一般规定

9.1.1 钢管混凝土混合结构的防腐设计应遵循安全可靠、经济合理的原则，按下列要求进行：

1 防腐设计年限应根据建筑物的重要性、环境腐蚀条件、施工和维修条件等要求确定；

2 防腐设计应符合环保节能的要求；

3 除必须采取防腐蚀措施外，尚应避免加速腐蚀的不良设计；

4 防腐设计应便于结构全寿命期内的检查、维护和大修。

9.1.2 钢管混凝土混合结构防腐设计除应符合本标准的规定，尚应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017、《混凝土结构设计规范》GB 50010、《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046和《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476的有关规定。

9.1.3 钢管混凝土混合结构的设计耐火极限应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249的有关规定。

9.1.4 当无防火保护钢管混凝土桁式混合结构的耐火极限不满足设计耐火极限的要求时，应对弦杆和腹杆钢管外表面设置防火涂料或采取其他有效的防火措施。

9.1.5 钢管混凝土加劲混合结构的外包混凝土采用强度等级为C60～C80的高强混凝土时，宜通过布置钢丝网或玻璃纤维网等措施降低混凝土在高温下发生爆裂的风险。

9.1.6 钢管混凝土混合结构遭受车辆、船只等撞击时，撞击荷载作用设计值可按现行行业标准《公路桥梁抗撞设计规范》JTG/T 3360-02的有关规定执行。

9 防护设计

9.1 一般规定

9.1.1 钢管混凝土混合结构的防腐设计应遵循安全可靠、经济合理的原则，按下列要求进行：

1 防腐设计年限应根据建筑物的重要性、环境腐蚀条件、施工和维修条件等要求确定；

2 防腐设计应符合环保节能的要求；

3 除必须采取防腐蚀措施外，尚应避免加速腐蚀的不良设计；

4 防腐设计应便于结构全寿命期内的检查、维护和大修。

9.1.2 钢管混凝土混合结构防腐设计除应符合本标准的规定，尚应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017、《混凝土结构设计规范》GB 50010、《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046和《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476的有关规定。

9.1.3 钢管混凝土混合结构的设计耐火极限应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249的有关规定。

9.1.4 当无防火保护钢管混凝土桁式混合结构的耐火极限不满足设计耐火极限的要求时，应对弦杆和腹杆钢管外表面设置防火涂料或采取其他有效的防火措施。

9.1.5 钢管混凝土加劲混合结构的外包混凝土采用强度等级为C60～C80的高强混凝土时，宜通过布置钢丝网或玻璃纤维网等措施降低混凝土在高温下发生爆裂的风险。

9.1.6 钢管混凝土混合结构遭受车辆、船只等撞击时，撞击荷载作用设计值可按现行行业标准《公路桥梁抗撞设计规范》JTG/T 3360-02的有关规定执行。

9.2 防腐设计

9.2.1 钢管混凝土桁式混合结构的防腐构造措施应符合下列规定：

1 应根据结构防腐蚀重点、工艺要求，避免出现易于积水集污的死角、未封闭焊缝及难以实施涂装施工等不良细节；

2 焊条、螺栓、垫圈、节点板等连接材料的耐腐蚀性能，不应低于主材材料；螺栓直径不应小于12mm，垫圈不应采用弹簧垫圈；螺栓、螺母和垫圈防护应采用镀锌等方法，安装后应再采用与主体结构相同的防腐蚀方案；

3 设计工作年限大于或等于25年的房屋建筑、桥梁、电力塔架等，对不易维修的结构应加强防护。

9.2.2 钢管混凝土桁式混合结构的钢管外表皮应采取除锈后涂覆涂料或金属镀层的防腐措施，防锈和防腐蚀采用的涂料、钢材表面的除锈等级以及防腐蚀对钢结构的构造要求等，应符合国家现行标准《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046、《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1和《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T 251的有关规定。

9.2.3 在腐蚀环境中发生钢管壁均匀腐蚀的钢管混凝土桁式混合结构，腐蚀后的承载力应按腐蚀后钢管的有效截面计算。

9.2.4 腐蚀后钢管混凝土弦杆的计算参数可按下列公式计算：

式中：ξe——腐蚀后名义约束效应系数；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)；

fck——混凝土的轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

αe——腐蚀后名义截面含钢率；

Ase——腐蚀后钢管的截面面积(mm2)；

Ac——钢管内混凝土的截面面积(mm2)；

De——腐蚀后钢管外径(mm)；

te——腐蚀后钢管壁厚(mm)；

D——圆钢管混凝土的钢管外径(mm)；

△t——腐蚀后钢管的平均壁厚损失值(mm)；

t——钢管壁厚(mm)。

9.3 防火设计

9.3.1 火灾下钢管混凝土混合结构的荷载比应按下式计算：

式中：R——火灾下钢管混凝土混合结构的荷载比；

N——火灾下钢管混凝土混合结构的轴心压力设计值(N)；

Nu——常温下受长细比影响的钢管混凝土混合结构轴压承载力(N)，对于轴心受压钢管混凝土桁式混合结构，宜按本标准式(6.2.1-2)计算；对于轴心受压钢管混凝土加劲混合结构，宜按本标准式(7.5.1)计算。

9.3.2 采用钢结构防火涂料对钢管混凝土桁式混合结构进行防火保护时，设计耐火极限不超过3.0h的结构可选用膨胀型钢结构防火涂料，设计耐火极限超过3.0h的结构宜使用非膨胀型钢结构防火涂料。

9.3.3 当采用非膨胀型钢结构防火涂料对钢管混凝土桁式混合结构进行防火保护时，单肢弦杆的防火保护层厚度可取为同等计算条件下钢管混凝土构件的防火保护层厚度的1.2倍；钢管混凝土桁式混合结构中弦杆和腹杆连接区域、腹杆的防火保护层厚度宜与弦杆的防火保护层厚度相同。

9.3.4 当采用膨胀型钢结构防火涂料对钢管混凝土桁式混合结构进行防火保护时，应符合下列要求：

1 防火涂料的涂层厚度应根据耐火试验确定，有可靠依据时，也可采用计算确定；试验方法应符合现行国家标准《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》GB/T 9978.1的有关规定；

2 膨胀型钢结构防火涂料应与防腐面漆配套使用；

3 膨胀型钢结构防火涂料应满足相关耐久性的要求。

9.3.5 对火灾下受压钢管混凝土加劲混合结构耐火极限进行验算时，宜对柱的有效长度进行相应折减，可按下列规定执行：

1 有支撑框架中间层柱的有效长度可取柱高的50％；

2 顶层柱的有效长度可取柱高的50％～70％。

9.3.6 轴心受压单肢钢管混凝土加劲混合结构的耐火极限可按本标准附录E确定。

9.3.7 钢管混凝土混合结构的防火构造措施应符合以下规定：

1 钢管混凝土桁式混合结构的弦杆均应设置直径不小于20mm的排气孔，排气孔应沿弦杆反对称布置，且应避开节点区域；排气孔的纵向间距不宜超过4m(图9.3.7-1)；

2 钢管混凝土加劲混合结构内埋钢管混凝土的钢管上应设置直径不小于20mm的排气孔。排气孔的设置应保证钢管内混凝土与外部空气连通，保证火灾下钢管内部水蒸气可顺利排出。排气孔宜在每个楼层柱与楼板相交位置的上、下各布置1个，排气孔与楼板或钢梁的间距(dv)应为100mm～200mm，并宜沿柱身反对称布置(图9.3.7-2)。

9.4 防撞击设计

9.4.1 撞击作用下钢管混凝土混合结构的受弯承载力应按下式计算：

式中：Md——撞击弯矩设计值(N·mm)；

Rd——撞击动力影响系数；

Mu——静力受弯承载力(N·mm)，对于钢管混凝土弦杆，宜按本标准式(6.2.9-4)计算；对于钢管混凝土加劲混合结构，宜按本标准第7.2节～第7.4节相关规定计算。

9.4.2 钢管混凝土弦杆的撞击动力影响系数可按下列公式计算：

式中：Rd——钢管混凝土弦杆的撞击动力影响系数；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)；

αs——弦杆截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算；

D——弦杆钢管外径(mm)；

V0——撞击物速度(m/s)；

f1、f2、f3、f4——计算系数。

9.4.3 钢管混凝土加劲混合结构的撞击动力影响系数可按下列公式计算：

1 单肢钢管混凝土加劲混合结构的撞击动力影响系数可按下列公式计算：

2 内置钢管混凝土相同的四肢和六肢钢管混凝土加劲混合结构的撞击动力影响系数可按下列公式计算：

式中：Rd——钢管混凝土加劲混合结构的撞击动力影响系数；

fcu,oc——外包混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2)；

fcu,c——钢管内混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2)；

fyl——纵筋的屈服强度(N/mm2)；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)；

ρ——纵筋的配筋率；

αs——钢管混凝土截面含钢率，应按本标准式(3.3.1-1)计算；

D——弦杆钢管外径(mm)；

B——截面宽度(mm)；

V0——撞击物速度(m/s)；

n——轴压比，为钢管混凝土加劲混合结构轴向压力设计值和截面受压承载力的比值。

10 施工和验收

10.1 一般规定

10.1.1 钢管混凝土混合结构施工可分为结构的制作与安装、钢管内混凝土浇筑及钢管外混凝土的施工。除应符合本标准的规定外，钢管混凝土混合结构的施工还应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB 50755、《钢结构焊接规范》GB 50661、《钢-混凝土组合结构施工规范》GB 50901和《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定；钢筋混凝土部分的施工还应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规定。

10.1.2 钢管混凝土混合结构施工前，应有施工组织设计及专项施工方案等技术文件。施工方案应符合结构制作与安装、钢管内混凝土浇筑及钢管外混凝土施工阶段结构的安全性要求。钢管混凝土混合结构的施工应符合国家环境保护有关法律法规的要求。

10.1.3 钢管混凝土混合结构的施工质量应符合现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205和《钢管混凝土工程施工质量验收规范》GB 50628的有关规定。

10 施工和验收

10.1 一般规定

10.1.1 钢管混凝土混合结构施工可分为结构的制作与安装、钢管内混凝土浇筑及钢管外混凝土的施工。除应符合本标准的规定外，钢管混凝土混合结构的施工还应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB 50755、《钢结构焊接规范》GB 50661、《钢-混凝土组合结构施工规范》GB 50901和《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定；钢筋混凝土部分的施工还应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规定。

10.1.2 钢管混凝土混合结构施工前，应有施工组织设计及专项施工方案等技术文件。施工方案应符合结构制作与安装、钢管内混凝土浇筑及钢管外混凝土施工阶段结构的安全性要求。钢管混凝土混合结构的施工应符合国家环境保护有关法律法规的要求。

10.1.3 钢管混凝土混合结构的施工质量应符合现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205和《钢管混凝土工程施工质量验收规范》GB 50628的有关规定。

10.2 制作与安装

10.2.1 钢管制作应根据钢结构设计施工图绘制深化设计图，并根据生产条件和现场施工条件、运输要求、吊装能力、安装条件和安装方法，确定钢管的分段和拼接方案。钢管制作应进行焊接工艺试验评定，并应根据设计文件、深化设计图和试验评定结果制定制作工艺文件或方案。

10.2.2 弯管加工可采用冷弯和热弯等方式，钢管加工后应保证曲线光滑平顺，钢管表面不得存在肉眼可见的压痕、褶皱，钢管弯曲成形偏差应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB 50755的规定。

10.2.3 钢管的制作长度可根据运输和吊装条件确定。钢管的接长应采用对接熔透焊缝，焊缝质量等级及制作单元接头应符合现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936和《钢结构焊接规范》GB 50661的有关规定。每个节间宜为一个接头，最短接长长度应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB 50755的有关规定。相邻管节或管段的纵向焊缝应错开，错开的最小距离(沿弧长方向)不应小于钢管壁厚的5倍，且不应小于200mm。

10.2.4 钢管的焊接应严格按焊接工艺文件规定的焊接方法、工艺参数、施焊顺序进行。

10.2.5 钢管在制作时可不作表面防护，但不应长时间处于潮湿环境中。钢管制作完成后，应清除钢管内的杂物，除锈可采用机械除锈或手工除锈方法。钢管混凝土桁式混合结构钢管的内表面、钢管混凝土加劲混合结构钢管的内外表面应无可见油污，无附着不牢的氧化皮、铁锈或污染物等。

10.2.6 钢管运输、现场吊装作业时，应控制构件的变形限值；吊点的设置及吊装方案应根据钢管构件本身的承载力和稳定性验算后确定，需要时应对钢管采取临时加固措施。对于三肢、四肢和六肢钢管混凝土桁式混合结构，在受有较大水平力处和运输单元的端部应设置横隔，横隔间距不应大于8m和构件截面较大宽度的9倍。钢管在吊装时应将管口包封。构件吊装就位并校正后，应采取临时固定措施。

10.2.7 预制钢管混凝土混合结构应进行吊运和安装等环节的施工验算，并应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规定。吊运前钢管内混凝土强度应满足设计文件要求，设计文件无要求时不应低于设计强度值的75％。

10.2.8 拱形钢管混凝土加劲混合结构中的加劲钢管骨架节段组装过程中，应减少安装荷载作用下的变形，吊点设置及吊装技术方案应验算构件的承载力和稳定性，验算无法满足要求时，应采取临时加固措施。节段吊装就位后，应及时进行校正，并应采取临时固定措施。钢结构预拼装工程应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB 50755的有关规定。

10.2.9 拱形钢管混凝土加劲混合结构用于桥梁工程时，加劲钢管骨架节段除应满足本标准的规定外，尚应符合国家现行标准《钢管混凝土拱桥技术规范》GB 50923和《拱形钢结构技术规程》JGJ/T 249的有关规定。

10.3 钢管内混凝土施工

10.3.1 钢管内混凝土的浇筑应在钢管构件安装完毕并验收合格后进行。浇筑混凝土之前应清除钢管内异物和积水，且应清理附在钢管外壁的新浇混凝土。

10.3.2 钢管内混凝土的浇筑方式宜采用泵送顶升法、人工浇捣法、埋管输入法和高位抛落法。拱形钢管内混凝土宜采用泵送顶升法浇筑。混凝土浇筑前应根据设计要求进行混凝土配合比设计和浇筑工艺试验，在此基础上制定浇筑工艺和各项技术措施并编制专项施工方案。

10.3.3 混凝土的配合比应根据施工工艺、强度指标、混凝土坍落度要求，经浇筑试验确定。采用泵送顶升浇筑法时，混凝土的配合比应根据施工组织设计的要求，结合浇筑时间，对混凝土初凝时间、坍落度损失和扩展度等参数进行控制。

10.3.4 钢管内混凝土宜连续浇筑。采用间歇浇筑时，间隔时间不应超过混凝土的初凝时间。当需要留置混凝土施工缝时，应留设在便于施工缝剔凿处理的位置，并将管口临时封闭。对接焊口钢管应高出混凝土浇筑施工缝面500mm以上。

10.3.5 采用人工浇捣法、埋管输入法和高位抛落法进行施工时，每次浇筑混凝土前，如果前期浇筑的混凝土已达到终凝，应先浇筑一层与混凝土同强度等级、厚100mm～150mm的水泥砂浆。

10.3.6 当混凝土浇筑到钢管顶端时，可使混凝土稍微溢出后再将留有排气孔的层间横隔板或封顶板紧压在管端，并应同步进行点焊固定，待混凝土强度达到设计值的50％以上时，再将横隔板或封顶板按设计要求进行补焊；也可将混凝土浇筑到稍低于管口的位置，待混凝土强度达到设计值的60％后，再采用与混凝土同强度等级的砂浆填充至管口，并将横隔板或封顶板一次封焊到位。

10.3.7 钢管内的混凝土浇筑应符合下列规定：

1 新拌混凝土应具有良好的和易性，不离析；

2 管内混凝土宜根据情况适当采取降低水化热或进行收缩补偿的技术措施；

3 混凝土浇筑前，应检查钢管焊接质量、进场设备与材料的质量和数量，应开展拌合设备和浇筑设备的联动试车，并对钢管内壁进行清洗；

4 应根据设计要求，选择气温相对稳定的时段浇筑混凝土，浇筑时环境气温应大于5℃，当环境气温高于30℃且钢管表面温度高于60℃时，宜采取降低钢管温度措施；混凝土浇筑时入模温度不宜高于35℃。

10.3.8 当钢管直径小于400mm时，钢管内混凝土宜采用自密实混凝土。自密实混凝土浇筑应符合下列规定：

1 应根据结构部位、结构形状等确定适当的浇筑方案；

2 自密实混凝土的配合比设计应符合现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55和《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283的规定；

3 自密实混凝土粗骨料粒径不宜大于20mm，混凝土含气量宜小于2.5％，扩展度宜控制为550mm～700mm，扩展时间(T500)宜控制为5s～20s。

10.3.9 用于钢管内浇筑的后浇灌孔、顶升孔、排气孔应按设计要求封堵，表面应平整，并应进行表面清理和防腐处理。

10.3.10 钢管内核心混凝土应保证密实，且应满足不大于脱空容限的要求。当脱空大于脱空容限时，应对脱空部位采取补强处理。

1 钢管内的混凝土不得出现沿周边连贯的环形脱空。当钢管内混凝土发生局部环形脱空时[图10.3.10(a)]，脱空率容限应为0.025％。发生环形脱空的钢管混凝土构件脱空率应按下式计算：

式中：χr——环形脱空的脱空率；

dr——环形脱空的平均距离(mm)；

D——钢管外径(mm)。

2 当钢管内混凝土发生局部球冠形脱空时[图10.3.10(b)]，脱空率容限应为0.6％，且脱空高度不应大于5mm。发生球冠形脱空的钢管混凝土构件脱空率应按下式计算：

式中：χs——球冠形脱空的脱空率；

ds——球冠形脱空的最大高度(mm)；

D——钢管外径(mm)。

10.3.11 当拱形钢管混凝土加劲混合结构采用分批次浇筑钢管内混凝土时，应按照设计要求制定混凝土浇筑施工工艺，严格控制混凝土的工作性能和浇筑温度；同一拱肋中上一段钢管内混凝土的强度达到设计强度的70％以上，方可进行下一段相连钢管内混凝土的浇筑。

10.3.12 拱形钢管混凝土混合结构用于桥梁工程时，钢管内混凝土的施工除应满足本标准的规定外，尚应符合国家现行标准《钢管混凝土拱桥技术规范》GB 50923和《拱形钢结构技术规程》JGJ/T 249的有关规定。

10.4 钢管外混凝土施工

10.4.1 钢管外混凝土施工前，应根据结构的施工特点和现场条件，确定施工方案和施工工艺，并应做好准备工作。

10.4.2 钢管外钢筋及模板工程应在内部空钢管或钢管混凝土结构施工且验收合格之后进行，施工前应对钢管外表面进行除锈等清理工作。

10.4.3 钢管外混凝土可晚于钢管内混凝土施工，也可同期施工混凝土同期浇筑时，设计单位应复核混凝土同期浇筑工况下空钢管的承载力及稳定性。

10.4.4 钢管外混凝土可采用单层浇筑或多层浇筑施工。若采用多层浇筑施工，设计单位应计算结构在施工阶段的承载力及稳定性，提出钢管外混凝土的浇筑层数和加载程序。施工方应按设计规定的施工加载程序进行施工。

10.4.5 钢管外混凝土的工作性能应根据浇筑方法和振捣条件进行选择。

10.4.6 对于带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构，周边应设置专用模板，模板上的钢筋预留孔和模板与底钢板的缝隙宜设置堵头封闭。确定混凝土浇筑工艺时，应避免振捣混凝土对已初凝的混凝土产生不利影响。

10.4.7 施工拱形钢管混凝土加劲混合结构钢管外包混凝土时，宜分为三环或两环、4个～8个工作面进行浇筑。主拱钢管外包混凝土的每个工作面应至少具备相邻两个节段的模板数量，并应预留施工缝(图10.4.7-1和图10.4.7-2)。

10.5 检测与验收

10.5.1 钢管混凝土混合结构工程的质量检测与验收除一般规定外，防火保护工程的检测与验收还应符合现行国家标准《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249和《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定。

10.5.2 钢结构安装的允许偏差、焊缝的尺寸偏差、外观质量和内部质量检验、焊缝等级以及探伤要求，应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205和《钢结构焊接规范》GB 50661的有关规定。

10.5.3 钢管内混凝土浇筑密实度检测可采用人工敲击、超声波、冲击回波等方法，并应符合下列规定：

1 检测次数不应少于4次，宜为浇筑后3d、7d、28d及验收前；

2 人工敲击检查可根据工程实际情况确定检查点，人工敲击检查结果异常时，应加大检测点密度，确定超声波检测范围；

3 超声波检测发现异常时，应进行钻孔复检。

10.5.4 钢管外钢筋混凝土各工序的施工，应在前道工序质量检查合格后进行，并应进行自检、互检和交接检，对检查中发现的质量问题应及时处理。

10.5.5 钢管混凝土混合结构子分部工程验收时应提供下列文件和记录：

1 工程图纸、设计变更及相关设计文件；

2 原材料出厂质量合格证件及性能检测报告；

3 焊接材料产品证明书、焊接工艺文件及烘焙记录；

4 焊工合格证书及施焊范围；

5 焊缝超声波探伤或射线探伤检测报告及记录；

6 连接节点检查记录；

7 混凝土工程施工记录；

8 混凝土试件性能试验报告；

9 隐蔽工程验收记录；

10 分项工程质量验收记录和检验批质量验收记录；

11 工程重大质量、技术问题的技术资料、处理方案和验收记录。

10.5.6 钢管混凝土混合结构中钢管混凝土部分的管内混凝土的强度等级、工作性能和收缩特性应符合设计要求和国家现行有关标准的规定，浇筑后的养护方法和养护时间应符合专项施工方案要求。

10.5.7 当钢管混凝土混合结构是特殊建设工程时，建设单位应向消防设计审查验收主管部门申请消防验收，并提交下列材料：

1 消防验收申请表；

2 工程竣工验收报告；

3 涉及消防的建设工程竣工图纸。

附录A 钢管混凝土混合结构的材料本构模型

A.1 混凝土

A.1.1 采用纤维模型法分析钢管混凝土混合结构时，钢管内混凝土的本构模型应计入钢管的约束作用；钢管混凝土加劲混合结构中，钢管外包混凝土可分为无约束混凝土和箍筋约束混凝土(图A.1.1)。

A.1.2 钢管内混凝土单调受压应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：σ——应力(N/mm2)；

ε——应变(με)；

αs——截面含钢率；

ξ——约束效应系数；

f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算；

fck——混凝土轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)；

As——钢管的截面面积(mm2)；

Ac——管内混凝土的截面面积(mm2)。

A.1.3 钢管混凝土加劲混合结构的箍筋约束混凝土单调受压应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算；

fyh——箍筋的屈服强度(N/mm2)；

ρv——体积配箍率；

Asv——箍筋的截面面积(mm2)；

lv——箍筋长度(mm)；

Av——箍筋约束混凝土的截面面积(mm2)；

s——箍筋间距(mm)。

A.1.4 钢管混凝土加劲混合结构的箍筋外无约束混凝土单调受压应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算；

Ec——混凝土的弹性模量(N/mm2)。

A.1.5 混凝土单调受拉应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：εp——峰值拉应力对应的应变(με)；

σp——峰值拉应力(N/mm2)；

f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算。

A.1.6 钢管混凝土混合结构的纤维模型中，混凝土在反复荷载作用下的应力(σ)-应变(ε)关系(图A.1.6)的卸载、再加载路径宜按下列公式确定：

1 受压卸载、再加载路径宜按下列公式计算：

式中：εB——卸载至应力为零时的残余应变(με)；

σc——再加载过程中C点应力(N/mm2)；

εD——卸载过程中D点对应的应变(με)；

σD——卸载过程中D点应力(N/mm2)。

2 受拉卸载、再加载路径宜按下列公式计算：

式中：εH——开始产生裂面效应的起始点H的应变(με)；

σcon——再加载过程中应变为零点I或I′的应力(N/mm2)；

εh——历史最大压应变(με)。

附录A 钢管混凝土混合结构的材料本构模型

A.1 混凝土

A.1.1 采用纤维模型法分析钢管混凝土混合结构时，钢管内混凝土的本构模型应计入钢管的约束作用；钢管混凝土加劲混合结构中，钢管外包混凝土可分为无约束混凝土和箍筋约束混凝土(图A.1.1)。

A.1.2 钢管内混凝土单调受压应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：σ——应力(N/mm2)；

ε——应变(με)；

αs——截面含钢率；

ξ——约束效应系数；

f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算；

fck——混凝土轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

fy——钢管钢材的屈服强度(N/mm2)；

As——钢管的截面面积(mm2)；

Ac——管内混凝土的截面面积(mm2)。

A.1.3 钢管混凝土加劲混合结构的箍筋约束混凝土单调受压应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算；

fyh——箍筋的屈服强度(N/mm2)；

ρv——体积配箍率；

Asv——箍筋的截面面积(mm2)；

lv——箍筋长度(mm)；

Av——箍筋约束混凝土的截面面积(mm2)；

s——箍筋间距(mm)。

A.1.4 钢管混凝土加劲混合结构的箍筋外无约束混凝土单调受压应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算；

Ec——混凝土的弹性模量(N/mm2)。

A.1.5 混凝土单调受拉应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：εp——峰值拉应力对应的应变(με)；

σp——峰值拉应力(N/mm2)；

f′c——混凝土圆柱体抗压强度(N/mm2)，应按表A.1.2换算。

A.1.6 钢管混凝土混合结构的纤维模型中，混凝土在反复荷载作用下的应力(σ)-应变(ε)关系(图A.1.6)的卸载、再加载路径宜按下列公式确定：

1 受压卸载、再加载路径宜按下列公式计算：

式中：εB——卸载至应力为零时的残余应变(με)；

σc——再加载过程中C点应力(N/mm2)；

εD——卸载过程中D点对应的应变(με)；

σD——卸载过程中D点应力(N/mm2)。

2 受拉卸载、再加载路径宜按下列公式计算：

式中：εH——开始产生裂面效应的起始点H的应变(με)；

σcon——再加载过程中应变为零点I或I′的应力(N/mm2)；

εh——历史最大压应变(με)。

A.2 钢材

A.2.1 钢管和钢筋在单调荷载作用下的应力(σ)-应变(ε)关系宜按下列公式确定：

式中：Es——钢材的弹性模量(N/mm2)；

fy——钢材的屈服强度(N/mm2)；

εy——钢材的屈服应变。

A.2.2 钢管在反复荷载作用下应力(σ)-应变(ε)关系(图A.2.2)的骨架线宜按本标准第A.2.1条确定，软化段的模量宜按下列公式确定：

式中：Ed——软化段de和相应的反对称段d′e′的模量(N/mm2)；

Es——钢材的弹性模量(N/mm2)；

σd——软化段起始点d的应力(N/mm2)，d点位于与ab平行的直线上；

εd——软化段起始点d的应变；

εy——钢材的屈服应变。

A.2.3 钢筋在反复荷载作用下(σ)-应变(ε)关系(图A.2.3)的骨架线宜按本标准第A.2.1条确定；按弹性模量卸载至应力为零后，如再加载方向钢筋未曾屈服，则再加载宜指向钢筋初始屈服点；如再加载方向钢筋曾屈服，则再加载宜指向该方向钢筋历史最大应变点。

附录B 轴心受压钢管混凝土构件的稳定系数

附录C 钢管混凝土加劲混合结构的长期荷载影响系数

C.0.1 单肢钢管混凝土加劲混合结构的长期荷载影响系数宜按表C.0.1取值。

C.0.2 内置钢管混凝土相同的四肢钢管混凝土加劲混合结构的长期荷载影响系数宜按表C.0.2取值。

C.0.3 内置钢管混凝土相同的六肢钢管混凝土加劲混合结构的长期荷载影响系数宜按表C.0.3取值。

附录D 相贯焊接节点的热点应力集中系数

D.0.1 相贯焊接T形节点的热点应力集中系数可按下列规定计算。

1 腹杆受轴力时引起弦杆冠点、鞍点和腹杆冠点、鞍点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.1(a)]。

式中：KSCF,cc,wn——由腹杆轴力引起弦杆冠点的热点应力集中系数；

KSCF,cs,wn——由腹杆轴力引起弦杆鞍点的热点应力集中系数；

KSCF,wc,wn——由腹杆轴力引起腹杆冠点的热点应力集中系数；

KSCF,ws,wn——由腹杆轴力引起腹杆鞍点的热点应力集中系数。

2 腹杆受平面内弯矩引起弦杆冠点和腹杆冠点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.1(b)]。

式中：KSCF,cc,wm——由腹杆平面内弯矩引起弦杆冠点的热点应力集中系数；

KSCF,wc,wm一——由腹杆平面内弯矩引起腹杆冠点的热点应力集中系数。

3 弦杆受轴力时引起弦杆冠点、鞍点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.1(c)]。

式中：KSCF,cc,cn——由弦杆轴力引起弦杆冠点的热点应力集中系数；

KSCF,cs,cn——由弦杆轴力引起弦杆鞍点的热点应力集中系数。

4 弦杆受平面内弯矩时引起弦杆冠点、鞍点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.1(d)]。

式中：KSCF,cc,cm——由弦杆平面内弯矩引起弦杆冠点的热点应力集中系数；

KSCF,cs,cm——由弦杆平面内弯矩引起弦杆鞍点的热点应力集中系数。

以上公式适用范围：0.2≤β≤0.95，15≤2γ≤64，0.2≤τ≤1.0。

D.0.2 相贯焊接K形间隙节点的热点应力集中系数可按下列规定计算。

1 腹杆受轴力时引起弦杆冠趾、鞍点和腹杆冠趾、鞍点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.2(a)]。

式中：KSCF,cc,wn——由腹杆轴力引起弦杆冠趾的热点应力集中系数；

KSCF,cs,wn——由腹杆轴力引起弦杆鞍点的热点应力集中系数；

KSCF,wc,wn——由腹杆轴力引起腹杆冠趾的热点应力集中系数；

KSCF,ws,wn——由腹杆轴力引起腹杆鞍点的热点应力集中系数。

2 弦杆受轴力时引起弦杆冠趾、鞍点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.2(b)]。

式中：KSCF,cc,cn——由弦杆轴力引起弦杆冠趾的热点应力集中系数；

KSCF,cs,cn——由弦杆轴力引起弦杆鞍点的热点应力集中系数。

3 弦杆受平面内弯矩时引起弦杆冠趾、鞍点的热点应力集中系数可按下列公式计算[图D.0.2(c)]。

式中：KSCF,cc,cm——由弦杆平面内弯矩引起弦杆冠趾的热点应力集中系数；

KSCF,cs,cm——由弦杆平面内弯矩引起弦杆鞍点的热点应力集中系数。

以上公式适用范围：0.3≤β≤0.8，24≤2γ≤60，0.25≤τ≤1.0，30°＜θ＜60°。

D.0.3 相贯焊接节点的热点应力宜根据图D.0.1或图D.0.2的内力情况以及对应内力引起的热点应力集中系数，应用叠加原理计算出相贯线上弦杆冠点(趾)、弦杆鞍点、腹杆冠点(趾)、腹杆鞍点最终的热点应力，并取其中最大的热点应力及相应位置，作为节点疲劳验算的应力指标及验算位置。

式中：σhs——由腹杆、弦杆的内力(轴力、弯矩)引起某一位置[冠点(趾)、鞍点]最终的热点应力；

KSCF,n,i——由腹杆、弦杆各个轴力引起某一位置的热点应力集中系数，可按本标准第D.0.1条、第D.0.2条各公式计算；

KSCF,m,i——由腹杆、弦杆各个弯矩引起某一位置的热点应力集中系数，可按本标准第D.0.1条、第D.0.2条各公式计算；

σn,i——由腹杆、弦杆各个轴力引起某一位置的名义应力，由轴力除以圆钢管截面面积得到；

σm,i——由腹杆、弦杆各个弯矩引起某一位置的名义应力，由弯矩除以圆钢管截面弹性抗弯模量得到。

附录E 单肢钢管混凝土加劲混合结构的耐火极限

E.0.1 当内置钢管混凝土部分的承载力系数(ncfst)为0.30时，轴心受压单肢钢管混凝土加劲混合结构的耐火极限可按表E.0.1确定。

E.0.2 当内置钢管混凝土部分的承载力系数(ncfst)为0.50时，轴心受压单肢钢管混凝土加劲混合结构的耐火极限可按表E.0.2确定。

E.0.3 当内置钢管混凝土部分的承载力系数(ncfst)为0.70时，轴心受压单肢钢管混凝土加劲混合结构的耐火极限可按表E.0.3确定。

本标准用词说明

1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

1)表示很严格，非这样做不可的：

正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

2)表示严格，在正常情况均应这样做的：

正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：

正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

4)表示有选择，在一定条件下可这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

1 《混凝土结构设计规范》GB 50010

2 《建筑抗震设计规范》GB 50011

3 《建筑设计防火规范》GB 50016

4 《钢结构设计标准》GB 50017

5 《铁路工程抗震设计规范》GB 50111

6 《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153

7 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204

8 《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205

9 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300

10 《钢管混凝土工程施工质量验收规范》GB 50628

11 《钢结构焊接规范》GB 50661

12 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666

13 《钢结构工程施工规范》GB 50755

14 《钢-混凝土组合结构施工规范》GB 50901

15 《钢管混凝土拱桥技术规范》GB 50923

16 《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936

17 《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249

18 《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046

19 《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107

20 《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476

21 《碳素结构钢》GB/T 700

22 《桥梁用结构钢》GB/T 714

23 《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228

24 《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229

25 《钢结构用高强度垫圈》GB/T 1230

26 《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/T 1231

27 《低合金高强度结构钢》GB/T 1591

28 《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1

29 《紧固件公差 螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T 3103.1

30 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632

31 《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117

32 《热强钢焊条》GB/T 5118

33 《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》GB/T 5293

34 《六角头螺栓C级》GB/T 5780

35 《六角头螺栓》GB/T 5782

36 《熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝》GB/T 8110

37 《结构用无缝钢管》GB/T 8162

38 《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1

39 《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》GB/T 9978.1

40 《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》GB/T 10045

41 《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433

42 《埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》GB/T 12470

43 《钢结构防火涂料》GB 14907

44 《熔化焊用钢丝》GB/T 14957

45 《热强钢药芯焊丝》GB/T 17493

46 《建筑结构用钢板》GB/T 19879

47 《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第1部分：总则》GB/T 30790.1

48 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18

49 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55

50 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99

51 《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107

52 《组合结构设计规范》JGJ 138

53 《拱形钢结构技术规程》JGJ/T 249

54 《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T 251

55 《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283

56 《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486

57 《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01

58 《公路桥梁抗撞设计规范》JTG/T 3360-02

59 《钢骨混凝土结构技术规程》YB 9082

中华人民共和国国家标准

钢管混凝土混合结构技术标准

GB/T 51446-2021

条文说明

编制说明

《钢管混凝土混合结构技术标准》GB/T 51446-2021经住房和城乡建设部2021年9月8日以第163号公告批准、发布。

该标准编制过程中，编制组围绕房屋建筑、电力塔架、公路桥涵、铁路桥涵及港口等工程结构进行了广泛深入的调研，总结了相关工程建设实践经验，采纳了钢管混凝土混合结构领域成熟的研究成果，参考了国内外先进的技术标准，广泛征求了各方面的意见，对该标准内容进行了反复论证和推敲，最终确定了各项技术参数和技术要求。

为便于设计、施工、科研、管理等单位有关人员在使用该标准时能正确理解和执行条文规定，《钢管混凝土混合结构技术标准》编制组按章、节、条顺序编制了该标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了必要说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

1 总则

1.0.1 钢管混凝土混合结构是以钢管混凝土为主要构件，与其他结构构(部)件混合而成且能共同工作的结构，主要包括钢管混凝土桁式混合结构、钢管混凝土加劲混合结构。与钢结构相比，钢管混凝土混合结构的刚度大、耐久性好且结构造价低；与混凝土结构相比，钢管混凝土混合结构的承载力高、自重轻、抗震性能好且施工方便。近年来，我国重大基础设施建设呈现出重载、超大跨和在恶劣环境下长期服役等新态势，并向海洋、深山、峡谷等区域发展，钢管混凝土混合结构已成为这些基础设施的优选结构形式之一。以往，由于缺少相关国家标准，待建结构缺乏可靠的技术依据，存在安全隐患，因此制定本技术标准。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 钢管混凝土混合结构是一类通过钢管混凝土构件与钢管或其他型钢或钢筋混凝土构(部)件混合组成且能共同工作的结构，在受力全过程中各组成构件(部分)间存在协调互补、共同工作的“混合作用”效应，属于现行国家标准《工程结构设计基本术语标准》GB/T 50083定义的“混合结构”的范畴。

本标准涉及的钢管混凝土构件特指圆形截面构件；涉及的钢管混凝土混合结构包括钢管混凝土桁式混合结构和钢管混凝土加劲混合结构。

2.1.2 钢管混凝土桁式混合结构的弦杆通常对称布置，肢数可为二肢、三肢、四肢或六肢等，如图1所示。钢管混凝土桁式混合结构可与混凝土结构板共同形成钢管混凝土桁梁结构体系，也可用作结构柱等承重结构。

钢管混凝土桁式混合结构施工过程中，通常先安装空钢管，然后浇筑弦杆内的混凝土，如图2所示；在混凝土硬化并与钢管共同组成钢管混凝土弦杆之前，由于施工荷载等作用而使钢管内产生初始应力。为此，需保证施工阶段钢管结构及使用阶段钢管混凝土桁式混合结构的安全性。

2.1.3 钢管混凝土加劲混合结构内置的钢管混凝土通常对称布置，肢数可为单肢和多肢，如图3所示。对于单肢截面，钢管混凝土位于结构截面中心，结构截面为实心，外包形状为矩形；对于多肢截面，钢管混凝土位于结构截面的角部或肋部，腹杆可为钢管、钢管混凝土或其他型钢形式，结构截面为空心，空心形状为八边形或矩形，外包形状为矩形。后者实际上是在钢管混凝土桁式混合结构基础上演变而来。钢管混凝土加劲混合结构可用作柱或拱形结构等。

钢管混凝土加劲混合结构典型的施工过程是安装空钢管弦杆和腹杆、浇筑弦杆内混凝土、绑扎钢筋、浇筑外包混凝土，如图4所示。施工全过程中，结构成型前其组成材料和结构会经历复杂的应力变化和内力重分布，进而对施工阶段及结构设计工作年限内的安全性产生不利影响。因此，在施工阶段，需保证钢管结构及钢管混凝土桁式混合结构的安全性；在使用阶段，需保证钢管混凝土加劲混合结构的安全性。

2.1.5 钢管混凝土的管内混凝土应浇筑密实，以保证钢管和混凝土之间共同工作。但实际工程中，由于混凝土收缩和施工等影响，竖向构件截面可能会产生环形脱空[图5(a)]；水平构件可能会产生偏于截面顶部的球冠形脱空[图5(b)]。当脱空处于容许值范围内时，脱空对结构整体承载能力的影响较小，可忽略不计，为此提出了钢管内混凝土脱空容限的概念。

2.1.6 约束效应系数是表征钢管混凝土截面几何尺寸和组成材料物理特性的综合参数。钢管截面的名义轴心受压承载力为钢管钢材屈服强度和钢管截面面积之积，管内混凝土截面的名义轴心受压承载力为混凝土轴心抗压强度标准值和混凝土截面面积之积。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 钢管混凝土混合结构是一类通过钢管混凝土构件与钢管或其他型钢或钢筋混凝土构(部)件混合组成且能共同工作的结构，在受力全过程中各组成构件(部分)间存在协调互补、共同工作的“混合作用”效应，属于现行国家标准《工程结构设计基本术语标准》GB/T 50083定义的“混合结构”的范畴。

本标准涉及的钢管混凝土构件特指圆形截面构件；涉及的钢管混凝土混合结构包括钢管混凝土桁式混合结构和钢管混凝土加劲混合结构。

2.1.2 钢管混凝土桁式混合结构的弦杆通常对称布置，肢数可为二肢、三肢、四肢或六肢等，如图1所示。钢管混凝土桁式混合结构可与混凝土结构板共同形成钢管混凝土桁梁结构体系，也可用作结构柱等承重结构。

钢管混凝土桁式混合结构施工过程中，通常先安装空钢管，然后浇筑弦杆内的混凝土，如图2所示；在混凝土硬化并与钢管共同组成钢管混凝土弦杆之前，由于施工荷载等作用而使钢管内产生初始应力。为此，需保证施工阶段钢管结构及使用阶段钢管混凝土桁式混合结构的安全性。

2.1.3 钢管混凝土加劲混合结构内置的钢管混凝土通常对称布置，肢数可为单肢和多肢，如图3所示。对于单肢截面，钢管混凝土位于结构截面中心，结构截面为实心，外包形状为矩形；对于多肢截面，钢管混凝土位于结构截面的角部或肋部，腹杆可为钢管、钢管混凝土或其他型钢形式，结构截面为空心，空心形状为八边形或矩形，外包形状为矩形。后者实际上是在钢管混凝土桁式混合结构基础上演变而来。钢管混凝土加劲混合结构可用作柱或拱形结构等。

钢管混凝土加劲混合结构典型的施工过程是安装空钢管弦杆和腹杆、浇筑弦杆内混凝土、绑扎钢筋、浇筑外包混凝土，如图4所示。施工全过程中，结构成型前其组成材料和结构会经历复杂的应力变化和内力重分布，进而对施工阶段及结构设计工作年限内的安全性产生不利影响。因此，在施工阶段，需保证钢管结构及钢管混凝土桁式混合结构的安全性；在使用阶段，需保证钢管混凝土加劲混合结构的安全性。

2.1.5 钢管混凝土的管内混凝土应浇筑密实，以保证钢管和混凝土之间共同工作。但实际工程中，由于混凝土收缩和施工等影响，竖向构件截面可能会产生环形脱空[图5(a)]；水平构件可能会产生偏于截面顶部的球冠形脱空[图5(b)]。当脱空处于容许值范围内时，脱空对结构整体承载能力的影响较小，可忽略不计，为此提出了钢管内混凝土脱空容限的概念。

2.1.6 约束效应系数是表征钢管混凝土截面几何尺寸和组成材料物理特性的综合参数。钢管截面的名义轴心受压承载力为钢管钢材屈服强度和钢管截面面积之积，管内混凝土截面的名义轴心受压承载力为混凝土轴心抗压强度标准值和混凝土截面面积之积。

3 基本规定

3.1 一般规定

3.1.6 在进行更多的专门研究之前，钢管混凝土混合结构在房屋建筑工程中的变形和外露混凝土表面裂缝宽度应满足现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《建筑抗震设计规范》GB 50011中同类型结构的有关规定；在铁路工程中应满足现行行业标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111、《铁路桥涵设计规范》TB 10002的有关规定；在公路工程中应满足国家现行标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362、《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定；在电力工程中应满足现行行业标准《架空输电线路荷载规范》DL/T 5551的有关规定。钢管混凝土混合结构作为主拱时应设置预拱度，计算预拱度值为永久荷载作用下的总挠度、1/2可变荷载作用下的挠度与混凝土徐变挠度之和。

3.1.7 在进行更多的专门研究之前，采用钢管混凝土混合结构的建筑工程的最大适用高度、抗震等级、结构布置、内力调整和构造措施等应符合国家现行标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3和《组合结构设计规范》JGJ 138等关于钢管混凝土结构和型钢混凝土结构的有关规定。

3.1.8 钢管混凝土混合结构设计需计入施工全过程对其在使用阶段承载能力的影响，相应提出如钢管初应力限值、钢管内混凝土脱空容限等关键技术要求，以达到设计目标。

3 基本规定

3.1 一般规定

3.1.6 在进行更多的专门研究之前，钢管混凝土混合结构在房屋建筑工程中的变形和外露混凝土表面裂缝宽度应满足现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《建筑抗震设计规范》GB 50011中同类型结构的有关规定；在铁路工程中应满足现行行业标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111、《铁路桥涵设计规范》TB 10002的有关规定；在公路工程中应满足国家现行标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362、《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定；在电力工程中应满足现行行业标准《架空输电线路荷载规范》DL/T 5551的有关规定。钢管混凝土混合结构作为主拱时应设置预拱度，计算预拱度值为永久荷载作用下的总挠度、1/2可变荷载作用下的挠度与混凝土徐变挠度之和。

3.1.7 在进行更多的专门研究之前，采用钢管混凝土混合结构的建筑工程的最大适用高度、抗震等级、结构布置、内力调整和构造措施等应符合国家现行标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3和《组合结构设计规范》JGJ 138等关于钢管混凝土结构和型钢混凝土结构的有关规定。

3.1.8 钢管混凝土混合结构设计需计入施工全过程对其在使用阶段承载能力的影响，相应提出如钢管初应力限值、钢管内混凝土脱空容限等关键技术要求，以达到设计目标。

3.2 作用与作用组合

3.2.1 根据工程类别，钢管混凝土混合结构荷载标准值确定应符合国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《铁路工程结构可靠性设计统一标准》GB 50216、《铁路桥涵设计规范》TB 10002、《公路工程结构可靠性设计统一标准》JTG 2120、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60和《架空输电线路荷载规范》DL/T 5551等的有关规定。特殊工程项目使用本标准时，荷载应符合相关国家标准的规定或按工程实际情况确定。

荷载组合的分项系数、组合值系数应按国家现行标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068、《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《机械工业厂房结构设计规范》GB 50906、《铁路桥涵设计规范》TB 10002、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362和《架空输电线路荷载规范》DL/T 5551等的有关规定执行。目前尚缺少铁路桥梁中荷载组合的分项系数、组合值系数的选取方法以及强制性条文，《铁路桥涵设计规范(极限状态法)》Q/CR 9300对铁路桥梁工程的荷载分布做了一系列调研，给出了荷载组合的分项系数、组合值系数的建议值。进行铁路桥梁工程设计时，可参考该规范或单独进行荷载分布调研，从而确定荷载组合的分项系数和组合值系数。

动力系数取值应符合国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《铁路桥涵设计规范》TB 10002和《公路桥涵设计通用规范》JTG D60等的有关规定。高耸结构、桥梁结构内力和位移分析应根据国家现行相关标准的规定计入风荷载的静力和动力作用，必要时宜通过风洞试验确定。

3.3 构造规定

3.3.1 钢管截面最小外径和最小壁厚的规定是为了保证混凝土的浇筑质量和钢管的焊接质量。同时，钢管的适宜径厚比还需考虑冷弯加工过程的方便。研究结果表明，由于存在内填混凝土，钢管混凝土管壁的局部稳定性有所提高，但钢管径厚比不应大于空钢管相应限值的1.5倍。综合考虑钢管混凝土混合结构受力的可靠性及经济性，其钢管混凝土的含钢率不应太大或太小，控制在0.06～0.20范围内较为适宜。钢管混凝土的力学特性表现在钢管对管内混凝土的约束作用，使混凝土材料本身性质得到改善，即强度得以提高，塑性和韧性性能得到改善。同时，由于混凝土的存在可以延缓或阻止钢管发生内凹的局部屈曲。在这种情况下，不仅钢管和混凝土材料本身的性质对钢管混凝土性能的影响很大，而且二者几何尺寸和物理特性参数如何“匹配”，也对钢管混凝土的力学性能起着非常重要的影响。

“约束效应系数”是描述工程常用参数范围内钢管及管内混凝土之间相互作用的重要参数。在工程常用参数范围内，约束效应系数ξ对钢管混凝土性能的影响主要表现在：ξ值越大，在受力过程中，钢管可对管内混凝土提供足够的约束作用，钢管混凝土强度和延性的增加相对较大；反之，随着ξ值的减小，钢管对管内混凝土的约束作用将随之减小，钢管混凝土的强度和延性的提高就越少，也就是说，在一定参数范围内，ξ的大小可以很直观地反映出钢管和混凝土之间组合作用的强弱。据此，给出了约束效应系数的合理取值范围。

为保证大尺寸钢管混凝土中钢管和混凝土的共同工作，可根据工程需求，在钢管内壁设置加劲肋等必要构造措施。

3.3.2 钢管混凝土桁式混合结构腹杆形式示意图如图6所示。根据工程需求，腹杆钢管中也可以浇筑混凝土。平腹杆桁式混合结构的构造规定是为保证腹杆有一定的线刚度。

3.3.3 对于单肢钢管混凝土加劲混合结构，为保证其钢管混凝土部分对结构强度和延性的贡献，钢管的外径与结构外截面宽度的比值D/B不宜小于0.5；同时为保证钢管外包混凝土的浇筑质量以及防火和防腐要求，并结合工程实践经验，D/B不宜大于0.75。对于多肢钢管混凝土加劲混合结构，为保证其内置钢管混凝土部分对结构强度和延性的贡献，角部钢管的外径与结构外截面宽度的比值D/B宜控制在0.15～0.25范围内。钢管的外径D和结构外截面宽度B如图7所示。

4 材料

4.1 钢材

4.1.1 结合工程实际和现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定，提出了对钢管混凝土混合结构中钢管材料的要求。需根据结构的重要性、荷载特征、应力状态、钢材厚度、连接方式、工作条件等因素，合理选取钢管材料牌号和质量等级。现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中，采用了Q355钢代替原Q345钢。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合国家现行标准的有关规定。当有工程实际需求时，也可因地制宜采用耐候钢或耐火钢。

4.1.3 当采用其他种类钢管时，尚应符合国家现行标准的有关规定。

4.1.4 根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010，对钢管混凝土混合结构中钢筋的材料作出了规定。

4 材料

4.1 钢材

4.1.1 结合工程实际和现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定，提出了对钢管混凝土混合结构中钢管材料的要求。需根据结构的重要性、荷载特征、应力状态、钢材厚度、连接方式、工作条件等因素，合理选取钢管材料牌号和质量等级。现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中，采用了Q355钢代替原Q345钢。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合国家现行标准的有关规定。当有工程实际需求时，也可因地制宜采用耐候钢或耐火钢。

4.1.3 当采用其他种类钢管时，尚应符合国家现行标准的有关规定。

4.1.4 根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010，对钢管混凝土混合结构中钢筋的材料作出了规定。

4.2 混凝土

4.2.1 钢管本身是封闭的，混凝土中多余的水分不能排出，因而混凝土的水胶比不宜过大。过大的混凝土收缩会影响钢管及其内部核心混凝土的共同工作，因此，必要时，可采取适当的技术措施，如采用补偿收缩混凝土等技术，最大限度地减小钢管内混凝土的收缩变形。同时，为了充分发挥钢管混凝土力学性能优势，钢管内混凝土的强度等级不宜过低。受压钢管混凝土的管内混凝土强度等级一般不低于C40，受拉钢管混凝土构件的管内混凝土强度等级不应低于C30。对于钢管混凝土加劲混合结构，为保证材料间协同工作，钢管内混凝土的强度不应低于钢管外包混凝土的强度。

4.2.2 设计时需考虑钢管内混凝土强度等级和钢管材料牌号的合理匹配，以保证钢管和混凝土材料间的协同互补及组合作用。在常用截面含钢率情况下，Q355钢宜配C30～C80混凝土；Q390、Q420和Q460钢宜配C50～C80混凝土。当有可靠依据时，也可采用强度等级更高的混凝土。

5 结构分析

5.1 一般规定

5.1.1 在所有情况下均应对结构进行整体分析，而对于结构中的重要部位、关键传力部位、形状突变部位、内力和变形有异常变化的部位，必要时应另作更详细的局部分析。

5.1.2 当结构遭受偶然作用时，力与变形(或变形率)之间的相互关系比较复杂，一般情况下都是非线性的，宜采用弹塑性理论或塑性理论进行结构分析。当钢管混凝土混合结构受钢管内混凝土收缩、徐变、支座沉降、温度变化、腐蚀等影响产生的变形和由此而引起的次内力影响到结构安全或正常使用时，宜进行相应的作用效应分析，并采取增强结构抗变形能力或减轻作用效应及影响的技术措施。为综合考虑施工全过程的影响，宜进行施工阶段和使用阶段的结构分析。

5.1.3 对于钢管内混凝土的本构模型，宜采用本标准附录A给出的考虑钢管约束效应的材料本构模型，结构分析还应合理体现材料间组合作用机制和构件间混合作用机制；钢管混凝土混合结构的施工难易程度和造价，与施工方法关系密切，因此，设计时应考虑施工方案。钢管混凝土混合结构的受力情况在施工过程中和施工完成后差异很大，设计时应对施工重要阶段进行结构分析，即需进行施工和使用两个阶段的结构计算分析，计算模型需合理考虑构件加工和现场施工误差等的影响。

5.1.4 对于钢管混凝土桁式混合结构，施工阶段包括架设空钢管、浇筑管内混凝土等阶段；对于钢管混凝土加劲混合结构，施工阶段还包括绑扎钢筋和浇筑钢管外包混凝土等阶段。

5 结构分析

5.1 一般规定

5.1.1 在所有情况下均应对结构进行整体分析，而对于结构中的重要部位、关键传力部位、形状突变部位、内力和变形有异常变化的部位，必要时应另作更详细的局部分析。

5.1.2 当结构遭受偶然作用时，力与变形(或变形率)之间的相互关系比较复杂，一般情况下都是非线性的，宜采用弹塑性理论或塑性理论进行结构分析。当钢管混凝土混合结构受钢管内混凝土收缩、徐变、支座沉降、温度变化、腐蚀等影响产生的变形和由此而引起的次内力影响到结构安全或正常使用时，宜进行相应的作用效应分析，并采取增强结构抗变形能力或减轻作用效应及影响的技术措施。为综合考虑施工全过程的影响，宜进行施工阶段和使用阶段的结构分析。

5.1.3 对于钢管内混凝土的本构模型，宜采用本标准附录A给出的考虑钢管约束效应的材料本构模型，结构分析还应合理体现材料间组合作用机制和构件间混合作用机制；钢管混凝土混合结构的施工难易程度和造价，与施工方法关系密切，因此，设计时应考虑施工方案。钢管混凝土混合结构的受力情况在施工过程中和施工完成后差异很大，设计时应对施工重要阶段进行结构分析，即需进行施工和使用两个阶段的结构计算分析，计算模型需合理考虑构件加工和现场施工误差等的影响。

5.1.4 对于钢管混凝土桁式混合结构，施工阶段包括架设空钢管、浇筑管内混凝土等阶段；对于钢管混凝土加劲混合结构，施工阶段还包括绑扎钢筋和浇筑钢管外包混凝土等阶段。

5.2 计算指标

5.2.1 以fsc作为钢管混凝土混合结构中钢管混凝土截面的轴心抗压强度设计指标时，对其进行了可靠性分析。在整理分析了千余个圆钢管混凝土轴压短试件实验结果的基础上，对不同钢材牌号、混凝土强度等级和截面含钢率等情况下的计算结果表明，采用本条规定的方法确定的钢管混凝土轴心抗压强度能够满足现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153对延性破坏构件的可靠性要求。对于房屋建筑和电力塔架结构、公路桥涵结构及港口工程结构，分别按照现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068、《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T 50283和《港口工程结构可靠性设计统一标准》GB 50158中规定的目标可靠指标，给出了结构安全等级为二级时的钢管混凝土轴心抗压强度分项系数。对于铁路桥涵结构，参照现行行业标准《铁路桥涵混凝土结构设计规范》TB 10092和《铁路桥梁钢结构设计规范》TB 10091中混凝土及钢材容许应力的取值方法，考虑到钢管混凝土轴心受压时呈现延性特征，建议其抗压强度分项系数取值为1.80。

钢管混凝土混合结构处于温度变化的环境时，钢管混凝土轴心抗压强度将受温度变化的影响。本标准未列入考虑环境温度影响的计算方法。当环境温度变化较大时，钢管混凝土轴心抗压强度随温度变化的影响不宜忽略，可在本条文基础上，以+20℃为基准温度，通过实验和分析确定轴心抗压强度设计指标的下降率。

5.2.2 基于钢管混凝土截面受纯剪切时的名义剪应力和剪应变之间的关系曲线，确定了钢管混凝土截面受剪时的极限状态，得到了钢管混凝土截面的抗剪强度设计值fsv的计算公式。

5.2.3、5.2.4 参考现行行业标准《组合结构设计规范》JGJ 138的相关条文，给出了钢管混凝土混合结构中单根钢管混凝土的截面弹性抗压刚度与弹性抗弯刚度的计算公式。

5.2.5 本条参考了现行行业标准《组合结构设计规范》JGJ 138的相关条文。

5.2.6、5.2.7 计算弹性内力和位移时，钢管混凝土桁式混合结构的截面弹性抗压刚度和抗弯刚度采用混凝土结构板的混凝土、纵向受力钢筋(简称纵筋)、钢管和管内混凝土四部分叠加的方法；钢管混凝土加劲混合结构的截面弹性抗压刚度和抗弯刚度采用钢管外包混凝土、纵筋、钢管和管内混凝土四部分叠加的方法。

5.2.8 计算弹性内力和位移时，截面弹性抗剪刚度采用混凝土结构板的混凝土或钢管外包混凝土、钢管和管内混凝土几部分叠加的方法。

6 钢管混凝土桁式混合结构承载力计算

6.1 一般规定

6.1.1 根据已有工程经验，钢管混凝土桁式混合结构中弦杆的容许长细比按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936对钢管混凝土构件的有关规定确定是可行的。

6.1.2 钢管混凝土桁式混合结构中的弦杆和腹杆在受力全过程中的混合作用机制较为复杂，因此应通过整体分析确定其换算长细比，并据此依据本章给出的条文进行相应的结构整体和单根弦杆、腹杆的承载力计算。现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936中给出了钢管混凝土轴心受压结构换算长细比的简化计算方法。

6.1.3 钢管混凝土桁式混合结构可与混凝土结构板共同组成混合结构体系。为了保证钢管混凝土桁式混合结构与混凝土结构板的共同受力，需根据二者之间剪力大小，进行相应的计算，并采取相应的构造措施，如受压弦杆嵌入混凝土结构板，或采用抗剪连接件。抗剪连接件宜采用焊钉，也可采用开孔板、槽钢连接件或有可靠依据的其他类型连接件。混凝土结构板也可施加预应力保证和桁式主梁的整体作用。带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构实验结果表明，混凝土结构板与钢管混凝土桁式混合结构在受力全过程中保持共同工作；混凝土结构板的存在改变了内力的传递路径，使钢管混凝土桁式混合结构腹杆应变发展更为充分，整体刚度和承载力均有明显提高，在正弯矩作用下的受弯承载力提高16％～20％；达到极限荷载时，其截面中和轴位置可达到受压钢管混凝土弦杆的内部。

6.1.4 根据管内混凝土施工阶段的荷载计算空钢管构件的应力，这种初始应力对钢管混凝土桁式混合结构的最终截面受压承载力影响不大。但由于初应力的存在会使钢管混凝土桁式混合结构的弹塑性阶段提前，改变弹塑性阶段的组合切线模量，从而影响结构的稳定承载力。空钢管承载力对应的临界应力为φf，φ为空钢管构件的稳定系数，f为钢管材料强度设计值。当钢管混凝土中由施工荷载引起的钢管初应力大于或等于限值时，施工荷载引起的钢管初应力和初变形对成型后结构承载力的影响不可忽略。

6 钢管混凝土桁式混合结构承载力计算

6.1 一般规定

6.1.1 根据已有工程经验，钢管混凝土桁式混合结构中弦杆的容许长细比按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936对钢管混凝土构件的有关规定确定是可行的。

6.1.2 钢管混凝土桁式混合结构中的弦杆和腹杆在受力全过程中的混合作用机制较为复杂，因此应通过整体分析确定其换算长细比，并据此依据本章给出的条文进行相应的结构整体和单根弦杆、腹杆的承载力计算。现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936中给出了钢管混凝土轴心受压结构换算长细比的简化计算方法。

6.1.3 钢管混凝土桁式混合结构可与混凝土结构板共同组成混合结构体系。为了保证钢管混凝土桁式混合结构与混凝土结构板的共同受力，需根据二者之间剪力大小，进行相应的计算，并采取相应的构造措施，如受压弦杆嵌入混凝土结构板，或采用抗剪连接件。抗剪连接件宜采用焊钉，也可采用开孔板、槽钢连接件或有可靠依据的其他类型连接件。混凝土结构板也可施加预应力保证和桁式主梁的整体作用。带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构实验结果表明，混凝土结构板与钢管混凝土桁式混合结构在受力全过程中保持共同工作；混凝土结构板的存在改变了内力的传递路径，使钢管混凝土桁式混合结构腹杆应变发展更为充分，整体刚度和承载力均有明显提高，在正弯矩作用下的受弯承载力提高16％～20％；达到极限荷载时，其截面中和轴位置可达到受压钢管混凝土弦杆的内部。

6.1.4 根据管内混凝土施工阶段的荷载计算空钢管构件的应力，这种初始应力对钢管混凝土桁式混合结构的最终截面受压承载力影响不大。但由于初应力的存在会使钢管混凝土桁式混合结构的弹塑性阶段提前，改变弹塑性阶段的组合切线模量，从而影响结构的稳定承载力。空钢管承载力对应的临界应力为φf，φ为空钢管构件的稳定系数，f为钢管材料强度设计值。当钢管混凝土中由施工荷载引起的钢管初应力大于或等于限值时，施工荷载引起的钢管初应力和初变形对成型后结构承载力的影响不可忽略。

6.2 受压、受拉、受弯承载力计算

6.2.1 本条对轴心受压钢管混凝土桁式混合结构承载力作出了规定。考虑初始弯曲l0/1000(l0为结构的计算长度)，按偏心受压构件的方法计算钢管混凝土弦杆轴心受压时的临界应力σcr从而得到了稳定系数φ＝σcr/fscy。经回归分析，φ值可按式(6.2.1-5)计算，该计算值与大量实验结果吻合良好。

在荷载长期作用下，由于管内混凝土会发生徐变和收缩变形，进而产生应力重分布现象，使钢材和混凝土的应力发生变化。此外，二阶效应对弯矩具有放大作用，因而使结构的极限承载能力有所下降。其下降幅度与结构长细比和长期荷载比有关。在工程常用参数范围内，根据有限元分析结果，提出长期荷载影响系数kcr。

6.2.2 在实验研究、有限元数值模拟与理论分析的基础上，得到弯矩单独作用下不带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构截面受弯承载力计算方法。基本假定包括：(1)忽略弦杆内受拉混凝土对整体受弯承载力的直接贡献；(2)忽略腹杆对整体受弯承载力的直接贡献；(3)中和轴位于腹杆高度范围内。

钢管混凝土桁式混合结构的弦杆轴心受拉时，钢管的径向变形将受到管内混凝土的制约，由于二者之间的相互作用使钢管处于复杂受力状态。实验研究和理论分析结果表明，可采用式(6.2.2-3)计算单根轴心受拉弦杆的截面承载力。

6.2.3 在实验研究、有限元数值模拟与理论分析基础上，得到带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构受弯承载力计算方法。

在正弯矩作用区段，随着截面弯矩的增大，带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构的截面中和轴不断上移。当中和轴处于腹杆高度范围内时为第一类截面形式；当中和轴上移至受压弦杆内时，为第二类截面形式。带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构在正弯矩作用下的承载力设计宜考虑混凝土结构板与桁架的组合作用。本节考虑带混凝土结构板的钢管混凝土桁式混合结构的受弯承载力时，按照第一类截面和第二类截面进行分类，分别给出其受弯承载力的计算公式。在负弯矩作用区段，可根据工程实际需求考虑板内钢筋对承载力的贡献。

6.2.4、6.2.5 当中和轴位于腹杆高度范围内时，部分钢管混凝土弦杆承受压力，可以充分发挥钢管混凝土受压性能好的优势。当中和轴上移至受压弦杆上部时，钢管混凝土弦杆主要承受拉力，钢管混凝土受压性能好的优势不能得到充分发挥。式(6.2.5-2)～式(6.2.5-10)用于求解结构上表面到中和轴的高度。

6.2.6 本条给出了设置平面外支撑保证平面外稳定的钢管混凝土桁式混凝土结构压弯承载力的计算方法。

6.2.8 对于两端受压的曲线形钢管混凝土桁式混合结构，其跨中节间受轴力二阶效应的影响最为显著；同时由于端部节间受剪力影响最大，该剪力也会在弦杆内引起内力。因此，需要对跨中和端部节间的弦杆同时进行承载力验算。对于平腹杆式结构，如果忽略跨中节间附近的剪力，则其各弦杆将和斜腹式体系结构的弦杆一样基本处于轴心受力状态，因而二者都可按杆件长度和节间宽度相等的轴心受力结构进行承载力验算。

相对于直线形钢管混凝土桁式混合结构，曲线形钢管混凝土桁式混合结构的受力更为复杂，其精确的内力应通过结构整体计算分析得到。

6.2.9 基于系统的实验研究和理论分析，提出了单根钢管混凝土的承载力计算公式。

6.2.10 轴心受压直线形钢管混凝土桁式混合结构的剪力由承受该剪力的腹杆面共同分担，计算参考了现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。假定曲线形钢管混凝土桁式混合结构在端部受压产生挠曲的过程中，其挠曲线近似为正弦半波曲线，从而推导得出两端的最大剪力(图8)，所有腹杆按最不利条件设计。

计算分析结果表明，当腹杆直径较小或节间数目较少时，曲线形钢管混凝土结构的腹杆可能先于结构达到极限承载力而出现强度破坏，从而导致结构提前发生破坏。为此，有必要进行腹杆的承载力验算。

6.3 受剪承载力计算

6.3.2 本条参考现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936，给出了平腹杆钢管混凝土桁式混合结构的受剪承载力计算方法。对于平腹杆钢管混凝土桁式混合结构，当受到外部剪力作用时，对应的破坏模式主要有腹杆弯剪破坏和弦杆受剪破坏两种。腹杆弯剪破坏情况下，结构承载力主要由腹杆承载力控制。式(6.3.2)对应的破坏模式为弦杆的受剪破坏。结构整体受剪承载力由两种破坏模式中的较小受剪承载力控制。本标准第6.2.10条中给出了腹杆设计中的剪力值，但其仅为限制结构的单肢失稳破坏的剪力值；当有外部剪力时，腹杆剪力应通过结构整体计算分析得到。

6.3.3 本条参考现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936，给出了斜腹杆钢管混凝土桁式混合结构的受剪承载力计算方法。对于斜腹杆钢管混凝土桁式混合结构，受到的外部剪力作用主要由腹杆承担，其受剪承载力由腹杆的拉、压承载力决定，而非各弦杆的受剪承载力控制。

7 钢管混凝土加劲混合结构承载力计算

7.1 一般规定

7.1.1 钢管混凝土加劲混合结构整体的长细比计算可采用相应钢筋混凝土结构的计算方法。为简化计算，可忽略内置钢管混凝土部分腹杆的贡献。

7.1.4 纵筋配筋率计算时扣除了钢管混凝土部分。工程实践表明，由于钢管混凝土部分的存在，钢管外包混凝土中的纵筋配筋率可低于普通钢筋混凝土构件，因此纵筋配筋率可控制在5％以内。现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中抗震等级为四级的框架结构柱最小配筋率为0.5％；现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111中钢筋混凝土桥墩最小配筋率为0.5％；现行行业标准《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01中最小配筋率为0.6％。当内置钢管混凝土占比较高时，需进行专门研究确定适当的配筋率。

7.1.5 研究结果表明，外包混凝土的箍筋布置，应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定；抗震设计时，尚应满足国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定。

7.1.7 对于肢数较多或其他复杂情况的钢管混凝土加劲混合结构，可通过建立整体纤维模型等方法分析结构的承载力，材料本构模型可通过本标准附录A确定。

7 钢管混凝土加劲混合结构承载力计算

7.1 一般规定

7.1.1 钢管混凝土加劲混合结构整体的长细比计算可采用相应钢筋混凝土结构的计算方法。为简化计算，可忽略内置钢管混凝土部分腹杆的贡献。

7.1.4 纵筋配筋率计算时扣除了钢管混凝土部分。工程实践表明，由于钢管混凝土部分的存在，钢管外包混凝土中的纵筋配筋率可低于普通钢筋混凝土构件，因此纵筋配筋率可控制在5％以内。现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中抗震等级为四级的框架结构柱最小配筋率为0.5％；现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111中钢筋混凝土桥墩最小配筋率为0.5％；现行行业标准《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01中最小配筋率为0.6％。当内置钢管混凝土占比较高时，需进行专门研究确定适当的配筋率。

7.1.5 研究结果表明，外包混凝土的箍筋布置，应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定；抗震设计时，尚应满足国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01的有关规定。

7.1.7 对于肢数较多或其他复杂情况的钢管混凝土加劲混合结构，可通过建立整体纤维模型等方法分析结构的承载力，材料本构模型可通过本标准附录A确定。

7.2 单肢结构正截面承载力计算

7.2.1 截面受压承载力，按外包混凝土部分和内置钢管混凝土部分二者轴压承载力叠加进行计算。参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定，在式(7.2.1-2)右端乘以系数0.9。

7.2.2 轴压力和弯矩共同作用下，计算假定包括：(1)截面应变保持平面；(2)正截面混凝土的极限压应变εcu，当钢管外包混凝土强度等级不超过C50时，取为0.0033，否则，取为0.0033-(fcu,oc-50)×10-5，fcu,oc为钢管外包混凝土的立方体抗压强度标准值(N/mm2)；(3)不考虑混凝土的抗拉强度；(4)纵筋和钢管的极限应变不超过0.01；(5)纵筋和钢管的纵向应力取其应变与弹性模量的乘积，且应满足下列公式要求：

式中：σl和σs分别为纵筋和钢管的纵向应力。

7.2.3 计算过程中，可统一按受压应力为正，受拉应力为负进行计算，根据钢筋所处的位置确定应力的正负值。

7.2.4、7.2.5 基于平截面假定，可将钢管混凝土的钢管和管内混凝土离散成纤维，在管内混凝土的单轴受压应力-应变关系中考虑钢管对管内混凝土的约束作用，通过每根纤维的应力计算整个截面的合力。但是上述离散方法较为复杂，不便于简化计算，因此，参照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010对混凝土强度计算的处理方式，即等效应力块方法，对管内混凝土和钢管的轴力和弯矩贡献进行等效，通过机理分析确定混凝土的等效合力作用点A距受压边缘距离，受压区高度系数以及钢管的计算系数，便于采用简化公式进行计算。

通过假设有效受压面积下的截面受压承载力等于轴向压力设计值，可以计算得到中和轴距受压边缘距离c。按中和轴位置不同，分为中和轴位于结构截面内(c≤H)和截面外(c＞H)两种工况。

对于第一种工况(c≤H)，基于平截面假定，推导出钢管混凝土加劲混合结构截面的压弯承载力，包括外包混凝土部分和内置钢管混凝土部分。前者按照钢筋混凝土结构截面压弯承载力的方法进行计算；后者中管内混凝土部分的承载力通过等效应力面积进行计算，本标准式(7.2.4-6)中的峰值压应力和压应变σo和εo分别由表7.2.4-1和表7.2.4-2给出，所计算的管内混凝土应力已考虑了材料分项系数。

对于第二种工况(c＞H)，为简化计算，将N-M相关曲线(图9)中对应c＞H的部分近似为直线。

7.2.6 截面受拉承载力，可不计入外部混凝土的影响，将钢管混凝土加劲混合结构的受拉承载力视为钢管混凝土和纵筋的受拉承载力的叠加。

7.3 四肢结构正截面承载力计算

7.3.1 截面受压承载力，按外包混凝土部分和内置钢管混凝土部分二者轴压承载力叠加的方法进行计算。

7.3.2 四肢结构正截面承载力的计算假定与本标准第7.2.2条相同。

7.4 六肢结构正截面承载力计算

7.4.2 六肢结构正截面承载力的计算假定与本标准第7.2.2条相同。

7.5 长细比影响下正截面承载力计算

7.5.2 计算结果表明，当长细比λ满足式(7.5.2-2)的要求时，考虑二阶效应的Nu与不考虑二阶效应的Nu相比，降低程度在10％以内。

7.5.3 按照偏心距增大法考虑二阶效应影响，与钢筋混凝土构件不同之处在于曲率调整系数。

7.6 长期荷载作用下正截面承载力计算

7.6.1 在长期荷载作用下，由于钢管外包混凝土和管内混凝土会发生徐变和收缩变形，进而产生内力重分布现象，使钢材和混凝土的应力及有效模量发生变化。此外，二阶效应对弯矩具有放大作用，因而使结构的极限承载能力有所下降。其下降幅度与结构的计算长细比、钢管混凝土截面含钢率、外包混凝土配筋率、荷载偏心率和钢管外包混凝土强度有关。在工程常用范围内，根据有限元分析结果，提出长期荷载影响系数kcr。

7.6.2 计算方法中的参数范围能够涵盖目前大部分工程情况，对于超出本标准附录C参数范围的情况，需进一步研究以确定长期荷载影响系数。

7.7 斜截面受剪承载力计算

7.7.1 受弯钢管混凝土加劲混合结构的斜截面受剪承载力由外包混凝土部分和内置钢管混凝土部分叠加组成。本条给出了受弯钢管混凝土加劲混合结构的斜截面受剪承载力计算；对于结构在偏心受压、偏心受拉等工况下的斜截面受剪承载力，应通过专门的计算进行确定。

7.7.2 外包混凝土部分与普通钢筋混凝土的受剪能力相似，外包混凝土部分的受剪承载力应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362、《铁路桥涵设计规范》TB 10002的有关规定。

7.7.3 钢管混凝土对于受剪承载力的贡献包括：(1)钢管混凝土自身提供的受剪承载力；(2)钢管混凝土具有连续性，因此与纵筋类似，产生了销栓作用；(3)钢管与箍筋类似，可有效抑制其核心混凝土裂缝的产生和发展。

7.7.4 研究结果表明，在工程常用参数范围内，对于单肢钢管混凝土加劲混合结构，当D/B大于或等于0.5，λv大于或等于1.5时，承载力计算可不计入剪力影响。

7.8 拱形结构承载力计算

7.8.1 对于钢管混凝土加劲混合结构主拱，应根据现行国家标准《钢管混凝土拱桥技术规范》GB 50923中相关规定，将拱肋的平面内整体稳定承载力等效成梁柱进行计算。控制截面一般包括拱顶、3/8拱跨、1/4拱跨和拱脚等位置；特大跨及变截面等复杂拱桥，还需依据结构整体分析确定控制截面，并据此进行相应的计算。

7.8.2 对于钢管混凝土加劲混合结构主拱，应根据现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362、《铁路桥涵设计规范》TB 10002的有关规定确定等效梁柱的计算长度、内力及验算截面。对于超大跨及变截面等复杂拱结构，需通过结构整体分析确定钢管混凝土加劲混合结构主拱结构的设计依据。

8 节点设计

8.1 一般规定

8.1.1 本条明确了钢管混凝土混合结构中的节点和连接设计的基本要求。

8.1.2 钢管混凝土桁式混合结构K形搭接节点、K形间隙节点、KT形节点、空间TT形节点和空间KK形节点如图10所示。

8.1.3 钢管混凝土桁式混合结构相贯节点的焊缝设计可按相应空钢管结构相贯节点的方法进行。当腹杆和弦杆夹角小于60°时，采用角焊缝连接方式往往难以保证焊接质量，故角度小于60°时，宜采用开坡口的对接焊缝。

8.1.4 本条参考了现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。

8.1.5 本条参考了现行行业标准《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486的有关规定，给出了几种腹杆端部插板连接的形式。当有可靠依据时，也可以采用一字形等插板连接形式。

8.1.6 本条节点板连接的构造措施及承载力计算参考了国家现行标准《钢结构设计标准》GB 50017和《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486的有关规定。

8 节点设计

8.1 一般规定

8.1.1 本条明确了钢管混凝土混合结构中的节点和连接设计的基本要求。

8.1.2 钢管混凝土桁式混合结构K形搭接节点、K形间隙节点、KT形节点、空间TT形节点和空间KK形节点如图10所示。

8.1.3 钢管混凝土桁式混合结构相贯节点的焊缝设计可按相应空钢管结构相贯节点的方法进行。当腹杆和弦杆夹角小于60°时，采用角焊缝连接方式往往难以保证焊接质量，故角度小于60°时，宜采用开坡口的对接焊缝。

8.1.4 本条参考了现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。

8.1.5 本条参考了现行行业标准《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486的有关规定，给出了几种腹杆端部插板连接的形式。当有可靠依据时，也可以采用一字形等插板连接形式。

8.1.6 本条节点板连接的构造措施及承载力计算参考了国家现行标准《钢结构设计标准》GB 50017和《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》DL/T 5486的有关规定。

8.2 钢管混凝土桁式混合结构节点

8.2.1 本节各项构造规定是用于保证钢管混凝土桁式混合结构平面K形节点的焊接方便和施工质量，从而保证实现计算规定的各种性能。

2 钢管混凝土桁式混合结构在一定条件下可近似按铰接杆件体系进行内力分析，因此节点连接处应尽可能避免偏心。当偏心不可避免但未超过式(8.2.1-1)限制时，在计算节点和受拉弦杆承载力时，可不考虑偏心引起的弯矩作用，在计算受压弦杆承载力时应考虑偏心弯矩的影响；搭接形连接时，应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。

6 钢管混凝土桁式混合结构用于桥梁工程时，弦杆的钢管混凝土分期形成，弦杆混凝土浇筑前后，其节点破坏行为各不相同。在弦杆钢管内混凝土浇筑前，节点为空心焊接相贯节点，破坏形式主要是弦杆的塑性失效或冲剪破坏。因此，需要控制腹杆内力的大小，对空心节点进行承载力验算。

7 弦杆内填充混凝土后可显著增大节点的刚度和受压承载力。实验研究结果表明，钢管混凝土桁式混合结构K形节点的失效模式主要有：受压腹杆接头的局部屈曲、受拉腹杆接头四周弦杆冲剪破坏、受拉腹杆屈服破坏(拉断)。当腹杆壁厚较小时，腹杆也可能发生屈服失效，因此对钢管混凝土桁式混合结构K形节点受拉腹杆的轴心受拉承载力取弦杆冲剪破坏和腹杆屈服失效两种承载力的较小值。受压腹杆对弦杆的压力主要由混凝土承受，弦杆一般不会发生失效，但腹杆受压容易产生屈曲，故受压腹杆的承载力按屈曲失效临界荷载计算。腹杆受压屈曲失效按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017中轴心受压构件的承载力进行计算。当腹杆无削弱时，可只进行稳定性验算。考虑到N形钢管混凝土节点属于K形节点一种特殊形式，上述公式也可用于N形节点腹杆承载力计算。

8 钢管混凝土桁式混合结构K形节点弦杆和腹杆连接部位可能出现混凝土局部承压破坏。实验结果表明，腹杆传递来的侧向局部压力可以在弦杆混凝土中有效延伸传递，如图11所示。对于弦杆、腹杆均为圆形截面的情况，侧向局部压应力沿弦杆横向的传递路径受圆形截面边缘与腹杆钢管与弦杆钢管的管径比控制，在腹杆钢管与弦杆钢管的管径比相对较大时，压应力将较快达到弦杆混凝土与钢管的边缘；因此，在传力示意图中偏于安全地将其忽略，仅考虑侧向局部压应力沿弦杆轴向的传递路径。此外，随着腹杆钢管与弦杆钢管夹角θ的变化，侧向局部压应力在弦杆混凝土中的传递方向和斜率会有变化；经实验研究与有限元分析，将应力传递方向偏安全地简化为按2：1(水平：竖直)的斜率对称传递。

9 应采取有效措施防止焊缝先于节点其他部位发生破坏。

8.2.2 弦杆内填混凝土后，弦杆刚度得到显著提高，弦杆变形得到有效限制，因此不同类型节点的腹杆失效模式类似，主要是受压屈曲、受拉断裂或冲剪破坏。故对钢管混凝土桁式混合结构平面T形、Y形和X形节点承载力计算可采用相同的公式。

8.2.3 由于空间效应和内填混凝土对弦杆刚度的改善，钢管混凝土空间节点承载力应乘以空间调整系数计算。

8.3 钢管混凝土加劲混合结构柱-梁连接节点

8.3.1 梁柱刚性节点可采用图8.3.1所示的钢梁环板连接节点形式。梁柱刚性节点采用加强环形式安全可靠，也便于管内混凝土浇筑施工。有关钢管混凝土的工程实践证明，加强环能和柱很好地共同工作，可靠地将梁的内力传给钢管，进而传递给整个柱。而且加强环的存在使得管壁受力均匀，防止了局部应力集中，改善了节点受力性能，同时也增强了节点的刚度。

8.3.2 梁柱刚性节点，当框架梁为钢筋混凝土梁时，为保证力可靠地传递给内置钢管混凝土，可采用加劲工字钢的构造形式，加劲工字钢可使梁端塑性铰外移，从而有效地保护节点区。钢管混凝土加劲混合结构柱-钢筋混凝土梁节点的实验结果表明：加强环板连接节点能有效的将荷载由纵筋传递至钢管，在合适的参数范围内，不会发生节点构造破坏的情况。

8.3.3 节点是钢管混凝土加劲混合框架结构抗震设计的关键。在框架结构中，钢梁节点和钢筋混凝土梁节点均应满足承载力计算和构造的要求，保证节点核心区不会过早发生破坏。

8.3.4 多肢钢管混凝土加劲混合结构柱的连接节点的设计、加工、制造、拼接和验收须符合国家现行相关标准的规定。工厂内分段加工钢管立柱与连接件，完成节段预拼装后，拆分成安装节段或单元件，运输至现场进行安装。节点板宜在厂内组拼，与螺栓节点板预拼装后出厂。

8.4 基础与支承节点构造

8.4.1 端承式和埋入式连接参考了现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定。端承式连接主要用于基础连接承受压、弯作用的情况，外包式连接主要用于基础连接承受较大拉力的情况。

8.4.5 钢管混凝土加劲混合结构的柱脚分为埋入式和非埋入式两类。考虑地震作用组合的偏心受压柱宜采用埋入式柱脚；不考虑地震作用组合的偏心受压柱可采用埋入式柱脚，也可采用非埋入式柱脚；偏心受拉柱应采用埋入式柱脚。

8.5 节点抗疲劳设计

8.5.1 参考了现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017有关钢结构疲劳计算的一般规定。本节规定不适用于特殊条件下(如结构表面温度大于150℃，处于海水腐蚀环境，焊后消除残余应力以及低周-高应变疲劳条件等)钢管混凝土桁式混合结构焊接节点的疲劳计算。

8.5.2 本条参考了现行行业标准《公路钢管混凝土拱桥设计规范》JTG/T D65-06的有关条文。

8.5.3 钢结构疲劳设计国内外通常采用基于名义应力幅的构造分类法，即根据各种具体的、不同的构造细节，提出相应的S-N曲线(疲劳强度-寿命)计算方法。对于钢管结构的疲劳设计，国际上早期也是采用构造分类法。但随着钢管桁架结构的应用日益广泛，节点形式众多，几何参数又不尽相同，国内外学者开始研究并采用热点应力法。热点应力是指钢管相贯焊接在弦杆或腹杆焊趾处的最大的几何应力，其计入节点几何形状和荷载的影响，但不计入由于施工形成的焊缝几何形状(平、凸、凹)和焊趾局部状况(焊趾半径、咬边等)的影响，图12为弦杆焊趾处的热点应力示意图。热点应力的位置就是钢管节点容易疲劳开裂的位置。热点应力法就是根据节点的热点应力集中系数公式计算出节点的热点应力幅，应用基于热点应力幅的S-N疲劳强度寿命曲线可计算节点的疲劳强度或疲劳寿命。热点应力集中系数计算公式基于实验研究和理论方法确定。

目前，国际上一些相关技术标准已给出了空钢管节点基于热点应力法的疲劳计算方法。

相对于空钢管连接节点，在钢管弦杆中填充混凝土可有效提高节点的承载能力，并使弦杆的整体和局部刚度增大。在相同外荷载作用下，钢管混凝土弦杆-钢管腹杆连接节点的变形更小，产生的局部应力更小。有关钢管混凝土桁式混合结构桥梁工程实体观测、结构模型实验及理论分析研究均表明，钢管混凝土弦杆-钢管腹杆连接节点的疲劳性能优于相同尺寸和加载工况的空钢管节点。实验结果表明，在承受相同荷载时，钢管混凝土弦杆的局部变形和应力集中系数显著小于空钢管主管；相贯焊连接节点的裂纹通常萌生于弦杆冠点或鞍点焊缝附近位置。

钢管混凝土桁式混合结构相贯焊接T形和K形节点疲劳性能的实验和有限元数值分析研究结果表明，在钢管相同几何参数的情况下，钢管混凝土节点的热点应力集中系数显著小于空钢管节点；混凝土强度等级对节点的热点应力集中系数没有明显影响。这一特性源于弦杆内填充的混凝土不仅提高了空钢管的节点刚度，而且使节点应力分布变得均匀。相比受压部位，受拉部位的热点应力集中系数相对更大一些。

8.5.4 关于钢管混凝土相贯焊接节点疲劳强度验算，本标准也给出了采用热点应力幅的方法。T形节点、K形节点钢管热点应力幅的疲劳设计S-N曲线如图13所示。对常幅疲劳的计算，该S-N曲线在应力循环5×106次处设置了常幅疲劳极限。国内外大量的钢结构疲劳研究表明，板厚对疲劳强度有一定的影响，通常板厚小于25mm可不考虑其影响，反之，应采用修正系数来考虑其不利影响。

8.5.5

1 变幅疲劳指应力循环过程中的应力随机变化。对变幅疲劳计算，借鉴国内外相关研究成果，在应力循环1×108次处设置疲劳截止限，即所有小于疲劳截止限的热点应力幅，都不计其疲劳损伤作用。

2 参考现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017，应用国内外常用的Miner线性累积损伤定律，将各级热点应力幅及其循环频次换算成常幅疲劳200万次的等效热点应力幅。

9 防护设计

9.1 一般规定

9.1.1 加速腐蚀的不良设计是指容易导致水积聚，或者不能使水正常干燥的凹槽、死角、焊缝缝隙等。

9.1.3 《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)中对于耐火极限的定义为：在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到火的作用时起，至失去承载能力、完整性或隔热性时止所用时间。这里的“标准耐火试验条件”所用的火灾温度-时间曲线为标准火灾升温曲线。

9 防护设计

9.1 一般规定

9.1.1 加速腐蚀的不良设计是指容易导致水积聚，或者不能使水正常干燥的凹槽、死角、焊缝缝隙等。

9.1.3 《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)中对于耐火极限的定义为：在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到火的作用时起，至失去承载能力、完整性或隔热性时止所用时间。这里的“标准耐火试验条件”所用的火灾温度-时间曲线为标准火灾升温曲线。

9.2 防腐设计

9.2.2 本条参照了现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。

9.2.4 本条适用于钢管混凝土桁式混合结构中的单肢钢管混凝土遭受均匀腐蚀或近似均匀腐蚀的工况，即钢管腐蚀表面无明显的局部坑蚀，腐蚀后钢管的平均壁厚损失通过实际量测确定。

9.3 防火设计

9.3.1 火灾下钢管混凝土混合结构的荷载比R表征受火过程中作用在结构上的轴心受压荷载水平。已有研究表明，荷载比是影响钢管混凝土混合结构耐火极限的重要参数。火灾下钢管混凝土混合结构的轴心压力设计值N可按现行国家标准《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249等规范中的有关规定确定。

钢管混凝土混合结构耐火极限影响因素较多，目前尚缺乏针对钢管混凝土混合结构整体的耐火极限计算方法。现行国家标准《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249中给出了无防火保护的钢管混凝土和钢管构件的耐火极限确定方法。将其用于钢管混凝土桁式混合结构时，可近似以相邻节点间的钢管混凝土弦杆段和钢管腹杆段隔离体为对象，将隔离体等效为两端铰接的钢管混凝土或钢管构件，根据现行国家标准《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249中的相关规定进行耐火极限计算，所有弦杆段和腹杆段隔离体的最小耐火极限(最不利弦杆段和腹杆段的耐火极限)即为钢管混凝土桁式混合结构的耐火极限。该方法可用于二肢、四肢和六肢钢管混凝土桁式混合结构耐火极限的确定。

弦杆相同的三肢钢管混凝土桁式混合结构，无防火保护时的耐火极限可按下式计算：

式中：tR——耐火极限(min)；

fck——混凝土轴心抗压强度标准值(N/mm2)；

R——火灾下钢管混凝土桁式混合结构的荷载比；

λ——结构的换算长细比；

D——弦杆钢管的外径(m)。

基于三肢钢管混凝土桁式混合结构的耐火极限实验研究和理论分析发现，换算长细比λ、弦杆外径D、荷载比R对结构的耐火极限影响明显。通过回归分析，得到了适用于轴心受压三肢钢管混凝土桁式混合结构耐火极限的实用计算公式，即式(3)。该公式的适用范围：荷载比0.15～0.6；换算长细比5～30；弦杆外径0.2m～0.5m；腹杆钢管与弦杆钢管的管径比0.2～0.5。

9.3.2 受钢结构自身耐火性能和膨胀型钢结构防火涂料自身阻隔热性能的限制，相关标准规定耐火极限超过1.5h的钢构件，不宜选用膨胀型钢结构防火涂料。而对于钢管混凝土桁式混合结构，一方面弦杆管内混凝土具有吸热与储热的作用，可以延缓火灾下钢管壁的升温速度；另一方面管内混凝土对结构承载力有较大的贡献，钢管壁应力水平相对较低，且在火灾下与钢管内混凝土间产生应力重分布，使结构承载力衰退过程延缓。因此，钢管混凝土桁式混合结构自身具有较好的耐火性能，当采用膨胀型钢结构防火涂料并进行合理设计时，可达到3.0h的耐火极限。

结合工程实际，采用膨胀型钢结构防火涂料的钢管混凝土结构受火3.0h后的钢管外表面平均温度见表1。实验中采用了多种膨胀型防火涂料类型，其性能要求符合现行国家标准《钢结构防火涂料》GB 14907的相关规定。实测结果表明，与受保护的空钢管试件和无保护的钢管混凝土试件相比，受保护钢管混凝土试件的钢管外表面温度平均值在3.0h受火时长以后仍保持在相对较低的水平。实验后试件的典型状态如图14所示，其中受保护空钢管试件受火3.0h后防火涂层发生了整体脱落，而受保护钢管混凝土试件的防火涂层仍较完整的附着在试件表面，且钢管表面温度相对较低。除标准火灾升温下的实验外，采用加载的耐火极限实验可以直接确定一定荷载水平下采用膨胀型钢结构防火涂料的钢管混凝土构件达到设计耐火极限所需的涂层厚度。

9.3.3 钢管混凝土桁式混合结构耐火实验研究结果表明，在相同的荷载比、火灾升温曲线、弦杆尺寸和材料等条件下，由于腹杆受热变形等影响，钢管混凝土桁式混合结构的耐火极限略低于与弦杆对应的钢管混凝土构件。因此，可以偏安全地以1.2倍的钢管混凝土构件的防火保护层厚度对钢管混凝土桁式混合结构的弦杆进行防火保护。当采用非膨胀型防火涂料或金属挂网抹水泥砂浆作为防火保护措施时，钢管混凝土弦杆的防火保护层厚度可根据现行国家标准《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249的有关规定确定。当有可靠依据时，也可在涂层中加网增强节点区域的涂层构造强度，并保证涂层在受火条件下的可靠性和稳定性。对于非膨胀型防火涂料通常采用镀锌铁丝网或耐碱玻璃纤维网；膨胀型防火涂料通常采用耐碱玻璃纤维网。实际工程采用的加网措施应与型式检验报告或型式试验报告中的措施一致。

9.3.4 膨胀型钢结构防火涂料类型较多，且性能差异一般较大。按现行国家标准《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》GB/T 9978.1要求，开展加载条件下足尺或缩尺试件的标准火灾试验是确定特定荷载水平和防火涂层厚度下钢管混凝土桁式混合结构是否满足耐火极限设计要求的最直接方法。

另一方面，受膨胀型钢结构防火涂料涂层保护的钢管混凝土桁式混合结构，耐火极限与其破坏时的临界温度有关。当通过试验或理论分析得到结构临界温度后，也可合理选取基材，按现行国家标准《钢结构防火涂料》GB 14907和《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》GB/T 9978.1开展耐火试验，确定防火涂料的涂层厚度。根据工程经验，膨胀型钢结构防火涂料涂层厚度一般不小于1.5mm。

9.3.5 框架结构中，火灾下节点区钢管混凝土加劲混合结构截面的平均温度一般低于非节点区，节点区材料劣化程度相对较低，可有效约束钢管混凝土加劲混合柱。因此，可对钢管混凝土加劲混合柱的有效长度进行相应折减。

9.3.6 单肢钢管混凝土加劲混合结构耐火性能实验研究和理论分析结果表明，截面宽度B、长细比λ、内置钢管混凝土部分的承载力系数ncfst和荷载比R是影响钢管混凝土加劲混合结构耐火极限的主要因素，在参数分析的基础上，确定了工程中常用参数范围内的设计要求：

(1)当钢管混凝土加劲混合结构的设计火灾不同于标准火灾时，受火时间应取等效曝火时间，等效曝火时间可按现行国家标准《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249的相关规定计算；

(2)当钢管混凝土加劲混合结构的混凝土保护层厚度大于或等于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中规定的最小值时，钢管混凝土加劲混合结构的耐火极限可依据本标准附录E确定；

(3)当不满足耐火极限要求时，可适当增加截面尺寸或采取防火保护措施，提高结构的耐火性能。

计算分析得到单肢钢管混凝土加劲混合结构耐火极限实用计算表格，如本标准附录表E.0.1～表E.0.3所示。对于超出该表参数范围的情况，需进一步研究以确定其耐火极限。

本标准附录E中，内置钢管混凝土部分的承载力系数ncfst反映其对钢管混凝土加劲混合结构轴心受压承载力的贡献，可按下式计算：

式中：ncfst——内置钢管混凝土部分的承载力系数；

Ncfst——常温下内置钢管混凝土部分的截面受压承载力设计值(N)，按本标准式(7.2.1-4)计算；

N0——钢管混凝土加劲混合结构的截面轴心受压强度承载力设计值(N)，按本标准式(7.2.1-2)计算。

9.3.7 钢管混凝土混合结构的耐火极限实验表明：如没有设置适当的排气孔，管内混凝土在火灾下产生的水蒸气容易造成钢管撕裂及管内混凝土爆裂，从而加速钢管混凝土混合结构在火灾下的破坏。因此，对于钢管混凝土混合结构应该预留适当的排气孔以保证高温下的水蒸气可顺利排放。

钢管混凝土加劲混合结构排气孔的实现方法是将钢管、PVC管或陶瓷管等与钢管柱上的排气孔可靠连接，并穿过外包混凝土到达结构的外表面。

9.4 防撞击设计

9.4.2 式(9.4.2-1)为两端铰接的单根圆钢管混凝土构件中部遭受刚体侧向撞击时的动力影响系数。对于其他工况，如多根弦杆或腹杆遭受撞击作用，以及由卡车等产生的柔性撞击等，可偏于安全地参考此公式进行计算。式(9.4.2-1)适用于撞击物速度为10m/s～28m/s的情况。其中，f1、f2、f3和f4分别是考虑钢管钢材的屈服强度、截面含钢率、钢管外径及撞击物速度影响的系数。

9.4.3 式(9.4.3-1)和式(9.4.3-13)分别为两端铰接的单肢、四肢和六肢钢管混凝土加劲混合结构中部遭受刚体侧向撞击时的动力影响系数。式(9.4.3-1)和式(9.4.3-13)适用于撞击物速度小于12m/s，轴压比小于0.6的情况。公式中，m1、m2、m3、m4、g1、g2、g3、γv和γn分别是考虑管外混凝土强度、管内混凝土强度、纵筋屈服强度、钢管钢材的屈服强度、纵筋配筋率、截面含钢率、钢管的外径与结构外截面宽度的比值、撞击物速度和轴压比影响的系数。

10 施工和验收

10.1 一般规定

10.1.1～10.1.3 本节给出了钢管混凝土混合结构施工的一般规定。根据工程类别，钢管混凝土混合结构还需符合国家现行有关标准的规定。

10 施工和验收

10.1 一般规定

10.1.1～10.1.3 本节给出了钢管混凝土混合结构施工的一般规定。根据工程类别，钢管混凝土混合结构还需符合国家现行有关标准的规定。

10.2 制作与安装

10.2.2 为保证钢材的各项材质指标不变，应控制加工变形产生的应力，关于钢管弯曲成形误差控制应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB 50755的有关规定。

10.3 钢管内混凝土施工

10.3.1 钢管内混凝土的施工具有“隐蔽性”，因此施工过程控制尤为重要，从而实现以“控制过程”达到控制混凝土施工质量的目的。为了保证正常施工和结构安全，浇筑管内混凝土宜在钢管构件安装并验收合格后进行。这是考虑到先行浇筑管内混凝土会使结构调整困难，甚至无法调整。浇筑管内混凝土之前应先清理钢管内的异物和积水，以避免这些因素对管内混凝土密实度、匀质性以及钢管-混凝土界面的不利影响。浇筑时，应及时清理落在管外的新浇混凝土，避免其影响钢管外包混凝土的施工。

10.3.2 泵送顶升法、人工浇捣法、埋管输入法和高位抛落法等混凝土浇筑方法是目前钢管混凝土工程施工中较为成熟的方法。具体工艺如下：

1 泵送顶升法：在钢管柱适当的位置开设并安装顶升口，顶升口上安装一个带有防回流装置的截止阀和进料管，直接用导流管将顶升口与泵车的输送管相连，将混凝土连续不断、自下而上地灌顶入钢管内，无需振捣；

2 人工浇捣法：混凝土自钢管上口逐段灌入，并用振捣器逐段振捣密实；根据管径大小情况和作业条件，一般管径大于350mm时便于使用该方法；

3 埋管输入法：通过导管将混凝土输送入钢管，并保证在施工过程中导管端部埋入混凝土一定深度，边提管边完成混凝土浇筑，依靠混凝土自重进行不间断填充，使混凝土密实；

4 高位抛落法：混凝土从钢管的上部抛入，利用混凝土下落时产生的动能达到混凝土振动密实的目的。

其中以泵送顶升法的质量最易控制。无论采用哪种工艺，都不仅要保证混凝土强度，还要保证混凝土的密实度和匀质性。对于重要工程应预留工程中所用钢管混凝土混合结构作为质量检测的参照试件。

10.3.4 当钢管混凝土混合结构需设置施工缝时，封闭管口可防止水、油和异物等落入钢管内。对接焊口的钢管应高出混凝土浇筑施工缝面，以防止钢管焊接时产生的高温影响混凝土质量。

10.3.7 钢管混凝土中管内混凝土的收缩变形规律与素混凝土的收缩变形规律类似，但由于混凝土处于钢管中，其收缩变形远小于素混凝土的收缩变形。截面尺寸对管内混凝土的收缩变形值影响较大，随着截面尺寸的增大，管内混凝土的纵向和横向收缩变形均呈现减小的趋势。基于国内外已有的研究成果，提出了钢管内混凝土收缩应变(εsh)t的计算公式如下：

式中：td——混凝土的干燥时间(d)；

(εsh)u——混凝土的收缩应变终值(με)。

管内混凝土的收缩应变终值(εsh)u，可按下列公式计算：

式中：γcp——初始湿养护收缩修正系数，应按表2确定；

γλ——环境相对湿度影响修正系数，对于管内混凝土取0.3；

γvs——构件尺寸影响修正系数，为构件体积与表面积之比(V/S，单位为mm)的函数；

γs——混凝土坍落度影响修正系数；

s——混凝土坍落度(mm)；

γψ——细骨料影响修正系数；

ψ——细骨料占骨料总量的百分数；

γc——水泥用量影响修正系数；

c——每立方米混凝土中水泥的用量(kg/m3)；

γα——混凝土含气量影响修正系数；

αv——混凝土体积含气量的百分数；

γu——钢管对混凝土收缩的制约影响系数；

D——钢管外径(mm)。

式(6)适用于钢管外径D在200mm～1200mm范围内的情况。实际工程中可通过预估管内混凝土的收缩值并采取减小收缩的技术措施。

10.3.8 由于钢管是封闭的，当混凝土含气量较高时，钢管和混凝土之间容易形成气膜，从而引发钢管和混凝土脱空的风险，因此提出混凝土含气量宜小于2.5％的控制要求；钢管内混凝土应具有高流动性、优良的抗离析性和填充性，如果混凝土扩展度小于550mm、扩展时间(T500)大于20s，则混凝土的工作性能不易满足管内混凝土的均匀浇筑要求；若混凝土扩展度大于700mm、扩展时间(T500)小于5s，则混凝土的黏聚性不良，易造成混凝土中浆体和粗骨料分离，导致钢管内混凝土浇筑不均匀，影响钢管混凝土的承载能力；环境温度过低(小于5℃)时，不利于钢管内混凝土的持续水化，影响混凝土的强度发展；环境温度高于30℃时，混凝土坍落度损失过快，易导致钢管内混凝土浇筑不均匀，同时，过高的浇筑温度会导致水化后期降温阶段的收缩较大，易导致钢管和混凝土的脱空。

10.3.10 实验研究表明，对于发生环形脱空的钢管混凝土受压构件，当脱空率小于0.025％时，脱空引起的承载力损失较小，可按无脱空构件进行承载力计算。当脱空率大于或等于0.025％时，钢管与混凝土之间的组合作用无法充分发挥，应进行补强处理，以保证钢管和混凝土能够共同工作。

通过实验研究、参数分析和数据拟合，获得了发生球冠形脱空钢管混凝土轴压构件的截面受压承载力折减系数，实际工程应用中可按照此折减系数进行脱空构件的强度计算。当球冠形脱空率大于0.6％时，管内混凝土支撑钢管的作用减弱，对钢管混凝土承载能力和刚度影响较大，应对发生混凝土脱空的部位进行补灌。当钢管混凝土脱空率小于0.6％，但钢管混凝土脱空高度大于5mm时，也应对发生混凝土脱空的部位进行补灌，因此，还规定了脱空高度限值。

发生球冠形脱空的钢管混凝土截面受压承载力可按下列公式进行计算：

式中：Nug——考虑脱空影响的单肢钢管混凝土截面受压承载力设计值(N)；

Nc——单肢钢管混凝土的截面受压承载力设计值(N)；

Kd——脱空折减系数，当Kd计算值大于1.0时，取1.0；

χs——球冠形脱空的脱空率。

10.3.11、10.3.12 为保证拱形钢管混凝土加劲混合结构施工过程控制，提出了混凝土浇筑施工要求，以确保管内混凝土的浇筑质量。

10.4 钢管外混凝土施工

10.4.1 钢管混凝土混合结构的钢管外混凝土工程，包括钢管混凝土桁式混合结构中的混凝土结构板及钢管混凝土加劲混合结构中的外包混凝土工程。

10.4.2 钢筋加工前应根据钢筋与钢结构的连接构造进行翻样，所有与钢结构连接的施工措施宜在工厂内完成。模板安装前，模板与混凝土接触表面应清理干净并涂抹脱模剂，且脱模剂不得污染钢筋、混凝土接槎处以及钢管外表面。

10.4.7 当钢管混凝土加劲混合结构用于大跨径拱形钢管混凝土加劲混合结构时，为了减少钢管的用量，发挥施工阶段截面的组合作用，降低在钢管外包混凝土浇筑阶段的钢管应力，不宜一次性浇筑，应采用分环的方式浇筑混凝土，且应在前一环的混凝土达到设计强度之后才能进行下一环的浇筑。

10.5 检测与验收

10.5.3 钢管混凝土混合结构中钢管混凝土部分的管内混凝土浇筑质量，可采用敲击钢管的方式检查混凝土密实度，重要构件或部位宜采用超声波或冲击回波进行检测。

10.5.7 我国对特殊建设工程实行消防验收制度，特殊建设工程的消防验收应依据国家现行相关政策进行。

附录A 钢管混凝土混合结构的材料本构模型

A.1 混凝土

A.1.6 受压卸载、再加载路径中，当压应变ε≤0.55εo时按弹性模量加卸载；当应变ε＞0.55εo时，按“焦点法”确定卸载、再加载路径，εo为混凝土骨架线峰值点处应变，σo为εo对应的应力。焦点F1、F2、F3及F4的σ轴坐标分别为0.2σo、0.75σo、σo和3σo。

设自骨架线上A点卸载，卸载沿A-D-B进行，B为AF3连线与ε轴的交点，C为BF2延长线上应变等于εA的点，D为直线CF4与BF1延长线的交点，卸载至σ＝0时的残余应变为εB。如卸载超过B点后再加载时，再加载线将沿折线B-C-E进行，E为骨架线上应变等于1.15εA时对应的点。对于卸载至B点后再反向加载，当应变历史上出现的最大拉应变ε≤εp，即受拉混凝土尚未发生开裂时，则应力、应变将沿直线BF发展，F(εp，σp)为骨架线上峰值拉应力的对应点；当应变历史上出现的最大拉应变ε＞εp时，则应力、应变将沿直线BG发展，G(εG，σG)为骨架线上最大拉应变的对应点。

受拉卸载、再加载路径中，当卸载点拉应变ε≤εp时按弹性模量卸载再反向加载；当ε＞εp时，采用曲线方程来描述卸载、再加载路径。设自下降段上G点卸载，考虑裂面效应，卸载首先按直线卸至H点，H点为开始产生裂面效应的起始点。如果历史最大压应变εh≤ε0，按G-I-J进行卸载和再加载；如果历史最大压应变εh＞ε0，按G-I′-C-E进行卸载和再加载。如在GI曲线上任一点卸载，则卸载路径为卸载点和G点的连线。

附录A 钢管混凝土混合结构的材料本构模型

A.1 混凝土

A.1.6 受压卸载、再加载路径中，当压应变ε≤0.55εo时按弹性模量加卸载；当应变ε＞0.55εo时，按“焦点法”确定卸载、再加载路径，εo为混凝土骨架线峰值点处应变，σo为εo对应的应力。焦点F1、F2、F3及F4的σ轴坐标分别为0.2σo、0.75σo、σo和3σo。

设自骨架线上A点卸载，卸载沿A-D-B进行，B为AF3连线与ε轴的交点，C为BF2延长线上应变等于εA的点，D为直线CF4与BF1延长线的交点，卸载至σ＝0时的残余应变为εB。如卸载超过B点后再加载时，再加载线将沿折线B-C-E进行，E为骨架线上应变等于1.15εA时对应的点。对于卸载至B点后再反向加载，当应变历史上出现的最大拉应变ε≤εp，即受拉混凝土尚未发生开裂时，则应力、应变将沿直线BF发展，F(εp，σp)为骨架线上峰值拉应力的对应点；当应变历史上出现的最大拉应变ε＞εp时，则应力、应变将沿直线BG发展，G(εG，σG)为骨架线上最大拉应变的对应点。

受拉卸载、再加载路径中，当卸载点拉应变ε≤εp时按弹性模量卸载再反向加载；当ε＞εp时，采用曲线方程来描述卸载、再加载路径。设自下降段上G点卸载，考虑裂面效应，卸载首先按直线卸至H点，H点为开始产生裂面效应的起始点。如果历史最大压应变εh≤ε0，按G-I-J进行卸载和再加载；如果历史最大压应变εh＞ε0，按G-I′-C-E进行卸载和再加载。如在GI曲线上任一点卸载，则卸载路径为卸载点和G点的连线。

A.2 钢材

当应变ε≤εy时，按弹性模量Es加卸载；如果钢材在进入强化段ab前卸载，则不考虑包辛格(Bauschinger)效应；反之，如果钢材在强化段ab卸载，则需考虑包辛格效应。

A.2.3 参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010，当钢筋在进入强化段ab前卸载，则不需考虑包辛格效应，按弹性模量Es加、卸载；当钢筋在进入强化段ab后卸载，则需考虑包辛格效应，按弹性模量Es卸载至应力为零点，再加载过程沿直线指向该方向初始屈服点(da′段)或历史最大应变点(d′c段)，之后继续沿骨架线加载。