钢管混凝土框架结构参数选取

刘光辉 张继培

摘要：分析比较《矩形钢管混凝土结构技术规程》、《空心与实心钢管混凝土结构技术规程》、《钢管混凝土结构技术规程》、《钢管混凝土结构技术规范》等规范规程对钢管混凝土框架设计时阻尼比、位移比、最大适用高度的规定，给出设计时的参考取值。

关键词：钢管混凝土框架 阻尼比 位移比 最大适用高度

1.阻尼比

阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是同结构体系材料本身相关的参数。多遇地震作用下，《建筑抗震设计规范》5.1.5条规定：除有特别规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05；8.2.2规定，高度不大于50m时可取0.04；高度大于50m且小于200m时，可取0.03；高度不小于200m时，宜取0.02。《高层建筑混凝土结构技术规程》规定对于在多遇地震作用下混合结构的阻尼比取值为0.04，风荷载作用下楼层位移和构件设计时，阻尼比可取为0.02～0.04，11.3.5条文说明中解释到由于钢-混凝土混合结构的抗侧刚度主要来自于混凝土核心筒，故阻尼比的取值偏向于混凝土结构，取为0.04。《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159：2004）5.2.1条规定：在多遇地震作用下，矩形钢管混凝土结构与混凝土结构的阻尼比可取0.04；其它情况下的阻尼比可取0.035；《空心与实心钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159：2012）4.4.9条规定，当采用钢梁和组合楼盖时，多遇地震下实（空）心钢管混凝土框架结构结构阻尼比：H≤50m时，取0.04（0.035）；50m

《钢管混凝土结构技术规范》（GB50936-2014）4.3.9 采用钢梁的实心钢管混凝土框架结构在多遇地震作用下的阻尼比：H≤50m时取0.04；50m

以上国家规范或协会标准对钢管混凝土框架结构的阻屁比规定有出入，阻尼比的取值主要取决于结构高度、结构抗侧刚度体系的组成材料、楼盖材料。具体工程设计时，应结合具体工程的特点，合理选用阻尼比。

2.位移比

位移比的控制的目的主要有两个：一是保证主体结构基本处于弹性受力状态；二是保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。高规11.1.5条规定混合结构在风荷载和多遇地震作用下的弹性位移同普通钢筋混凝土结构，框架结构楼层层间最大位移与层高之比的限值取为1/550；高钢规5.5.2条规定层间侧移标准值不得超过1/250，此规定同抗规5.5.1条的规定一致；《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159：2004）4.2.3条、《空心与实心钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159：2012）4.4.13条、《钢管混凝土结构技术规程》（CECS 28：2012）4.3.8条、《钢管混凝土结构技术规范》（GB50936-2014）4.3.6条对于楼屋盖为钢梁-混凝土板，抗侧力体系主要组成部分为钢结构的框架-支撑结构的位移比限值为1/300。高规混合结构中并未包括钢管混凝土柱-框架支撑体系及钢管混凝土框架等混合结构体系，并考虑到设计项目的实际工程特点，位移比限值取为1/300。

3.最大适用高度

《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159：2004）5.1.3规定矩形钢管混凝土框架结构的最大适用高度：非抗震下150m，6度与7度条件下110m，8度条件下90m，9度条件下50m；《空心与实心钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159：2012）4.3.1规定实心钢管混凝土框架结构的最大适用高度：非抗震下80m，6度条件下70m，7度条件下60m，8度（0.2g）条件下50m，8度（0.3g）条件下40m，9度条件下30m；《钢管混凝土结构技术规程》（CECS 28：2012）4.2.2、条《钢管混凝土结构技术规范》（GB50936-2014）4.3.3规定规定钢管混凝土框架结构的最大适用高度：非抗震下80m，6度条件下70m，7度条件下60m，8度（0.2g）条件下50m，8度（0.3g）条件下40m，前者规定在9度条件下最大适用高度为24m，后者为30m。《空心与实心钢管混凝土结构技术规程》、《钢管混凝土结构技术规程》、《钢管混凝土结构技术规范》对钢管混凝土框架结构最大适用高度的规定基本一致，条文说明中对此的有关解释为：框架结构的抗震性能及抗倒塌能力取决于柱的性能，采用钢管混凝土结构的框架结构抗震性能优于钢筋混凝土框架，其最大适用高度参照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中关于框架结构最大适用高度的规定并适当提高。《矩形钢管混凝土结构技术规程》条文说明对最大适用高度的解释为：矩形钢管混凝土框架有良好的延性，其適用高度可不低于钢结构的适用高度。《建筑抗震设计规范》8.1.1条对钢结构框架的最大适用高度规定：6度、7度（0.10g）为110m，7度（0.15g）、8度（0.20g）为90m，8度（0.30g）为70m，9度为50m。由此可知：上述规范对最大适用高度并未做过系统的理论和工程研究，仅是从理论上参考相关规范得出的，在设计时合理控制参数，采用抗震性能化设计，最大适用高度可不拘泥于规范的相关规定。

[1]中国工程建设标准化协会标准.矩形钢管混凝土结构技术规程CECS 159：2004[s].中国计划出版社

[2]中国工程建设协会标准.实心与空心钢管混凝土结构技术规程CECS 254：2012[s].中国建筑工业出版社

[3]中国工程建设协会标准.钢管混凝土结构技术规程CECS 28：2012[s].中国计划出版社

[4]中华人民共和国国家标准.钢管混凝土结构技术规范GB50936-2014[s].中国建筑工业出版社

作者简介：1.刘光辉（1986年6月），男，河南省郑州市，河南博派建筑设计有限公司，助工，硕士，结构工程设计与施工；

2.张继培（1987 年7月），男，河南省郑州市，河南博派建筑设计有限公司，助工，本科。