钢管混凝土柱是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土柱，方、矩形钢管混凝土柱等。钢管混凝土柱可用于框架结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、框架-支撑结构、筒中筒结构、部分框支-剪力墙结构和杆塔结构。混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。

钢管混凝土柱是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土柱，方、矩形钢管混凝土柱等。

钢管混凝土柱可用于框架结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、框架-支撑结构、筒中筒结构、部分框支-剪力墙结构和杆塔结构。

混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。

对钢管混凝土及其节点，当不考虑其直接承受动力荷载时，设计和构造要求如下：

1. 在工业与民用建筑中，与钢管混凝土柱相连的框架梁宜采用钢梁或钢-混凝土组合梁，也可采用现浇钢筋混凝土梁。

2. 钢管的选用应符合规范规定相关规定，混凝土的强度等级应与钢材强度相匹配，不得使用对钢管有腐蚀作用的外加剂，混凝土的抗压强度和弹性模量应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用。

3. 钢管混凝土柱和节点的计算应符合现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的有关规定。

4. 钢管混凝土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，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％，并应满足稳定性要求。

5. 钢管内浇筑混凝土时，应采取有效措施保证混凝土的密实性。

6. 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。

7. 当钢管混凝土柱为矩形时的设计和构造要求如下：

（1）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，也可采用冷弯型钢或热轧钢板、型钢焊接成型的矩形管。连接可采用高频焊、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焊缝。

（2）矩形钢管混凝土柱边长尺寸不宜小于150mm，钢管壁厚不应小于3mm。

（3）矩形钢管混凝土柱应考虑角部对混凝土约束作用的减弱，当长边尺寸大于1m时，应采取构造措施增强矩形钢管对混凝土的约束作用和减小混凝土收缩的影响。

（4）矩形钢管混凝土柱受压计算时，混凝土的轴心受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；受拉计算时，可不考虑混凝土的作用，仅计算钢管的受拉承载力。

8. 当钢管混凝土柱为圆形时的设计和构造要求如下：

（1）圆钢管可采用焊接圆钢管或热轧无缝钢管等。

（2）圆形钢管混凝土柱截面直径不宜小于180mm，壁厚不应小于3mm。

（3）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；当直径大于2m时，应采取有效措施减小混凝土收缩的影响。

（4）圆形钢管混凝土柱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，受拉承载力可适当提高。

9. 钢管混凝土柱与钢梁连接节点的设计与构造要求包括：

（1）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。

（2）圆形钢管混凝土柱与钢梁连接节点可采用外加强环节点、内加强环节点、钢梁穿心式节点、牛腿式节点和承重销式节点。

（3）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。

（4）节点设置外环板或外加强环时，外环板的挑出宽度应满足可靠传递梁端弯矩和局部稳定要求。

知识点：钢管混凝土柱及其节点设计和构造要求

高层建筑钢管混凝土柱节点设计及构造研究（一）