型钢柱与型钢梁:含钢率、保护层、钢筋净距

对应图集:23G523-1、12SG904-1

23G523-1 为 2023 年现行版;12SG904-1(2012)、18G901-1(2018)与现行 JGJ 138-2016《组合结构设计规范》、GB 50010 不一致处,以现行规范为准。

看型钢混凝土构件,先抓住四个尺寸:型钢本身(形状、板厚)、型钢外面的混凝土保护层、钢筋与型钢之间的净距、箍筋的间距。这几个数决定了钢筋能不能放得下、混凝土能不能浇进去。

型钢截面形式

柱中型钢宜用实腹式,常见的有工字形(H 形)、十字形、箱形、圆钢管,以及用钢板把多个型钢连成一体的实腹截面,并且宜对称布置。梁中型钢宜用充满型实腹型钢,一侧翼缘处于受压区、另一侧处于受拉区。

梁与柱的主要构造数值对照(以图集为准,设计另有要求从严)
项目型钢混凝土梁型钢混凝土柱
截面框架梁宽不宜小于 300 mm—
含钢率—不宜小于 4%,不宜大于 15%;超过 15% 要加强配筋并宜做专门研究
型钢外保护层不应小于 100 mm,不宜小于 150 mm不宜小于 200 mm
型钢板厚不宜小于 6 mm不宜小于 8 mm
纵筋直径宜 16~25 mm,受拉筋不宜超过两排,配筋率不宜小于 0.3%不宜小于 16 mm,总配筋率不宜小于 0.8%,每侧不宜小于 0.2%
纵筋与型钢最小净距不宜小于 30 mm 且不小于 1.5 倍粗骨料粒径不宜小于 30 mm 且不小于 1.5 倍粗骨料粒径
纵筋之间净距不宜小于 30 mm 且不小于 1.5d不宜小于 50 mm,且不宜大于 300 mm

此外,梁内型钢翼缘到两侧梁边的距离之和,不宜小于梁宽的 1/3;腹板高度达到 450 mm 时,梁两侧要沿高度布置纵向构造钢筋,每侧间距不宜大于 200 mm,并用拉筋勾住(拉筋间距不大于 600 mm)。柱纵筋尽量放在柱角,每个角不宜多于 5 根。

箍筋:封闭、135°弯钩、梁端和柱端加密

考虑地震作用时,梁、柱箍筋都要做成封闭箍,末端 135°弯钩,直段长度不小于 10 倍箍筋直径。梁端第一道箍距节点边不应大于 50 mm。梁端箍筋加密区长度随抗震等级变化:

型钢混凝土梁端箍筋加密区(h 为梁高)
抗震等级加密区长度最大间距 (mm)最小直径 (mm)
一级2.0h10012
二级1.5h10010
三级1.5h15010
四级1.5h1508

柱端也有加密区:一级时长度不小于 2 倍柱截面高,其他情况不小于 1.5 倍;底层柱下端不小于柱净高的 1/3,一、二级框架角柱则全高加密。非抗震设计时箍筋也必须封闭,直径不小于 8 mm、间距不大于 250 mm。

要点箍筋和拉筋在柱同一截面叠放层数不应超过 3 层。圆管型钢不宜开洞穿过箍筋和拉筋——能让钢筋绕就别开孔。
易错十字形型钢柱相邻翼缘之间的最小间距、各抗震等级的轴压比限值,图集另有要求,本课没有列出,深化与设计校核时以图集原文和设计说明为准,别凭印象。

自测

  1. 1.
    型钢混凝土柱中型钢的含钢率,图集建议的范围是?
  2. 2.
    框架梁中型钢的混凝土保护层,下列哪个说法最接近图集要求?
  3. 3.
    二级抗震的型钢混凝土框架梁,梁端箍筋加密区正确的是?
  4. 4.
    关于柱纵筋布置,下列哪些符合图集要求?多选

参考行业标准图集整理,尺寸与做法为示意,施工以设计图纸和现行规范为准。