钢管混凝土组合结构二

钢管混凝土组合结构第一部分：钢管混凝土的特点第二部分：钢管混凝土工程实践Part9：钢管混凝土组合结构第一部分钢管混凝土结构概述

1钢管混凝土结构（构件）

2钢管和混凝土相互作用

3钢管混凝土特点1、钢管混凝土结构（构件）钢管混凝土是指在钢管中充填混凝土形成的结构。按照截面形式可以分成圆形钢管混凝土、方形钢管混凝土和多边形钢管混凝土构件。实际结构中，根据钢管作用的差异，钢管混凝土柱又可分为两种形式：一是组成钢管混凝土的钢管和混凝土在受荷初期即共同受力。二是外加荷载仅作用在核心混凝土上，钢管只对核心混凝土起约束作用（钢管约束混凝土柱）2、钢管和混凝土的相互作用钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，增加钢管壁的稳定性，保证其材料性能的充分发挥；此外，在钢管混凝土施工过程中，钢管可以作为浇注其核心混凝土的模板。2、钢管和混凝土的相互作用对于钢管混凝土构件的研究存在各种不同的方法，其区别在于如何估算钢管和核心混凝土之间相互约束而产生的效应。对钢管和混凝土之间约束效应的理解不同，则所得到的计算方法也不相同。对于钢管混凝土构件轴向受压承载力提高的机理，国内外大致有3种观点，主要为钢管和核心混凝土能共同工作来承担荷载钢管混凝土的成型条件与受力条件优于钢筋混凝土钢管对核心混凝土的箍紧作用的结果2、钢管和混凝土的相互作用钢管和核心混凝土能共同工作来承担荷载，但它们之间没有相互抑制作用,其计算方法基本与钢筋混凝土柱一样。

认为钢管混凝土的成型条件与受力条件优于钢筋混凝土，因而提高了混凝土的承载力。钢管对核心混凝土的侧向压力不是钢管混凝土承载力提高的主要原因，而认为圆柱体本身在制作过程中具有对混凝土强度提高的有利因素：因钢管内没有钢筋，避免了配筋引起的空隙、砂眼、气孔等内部缺陷，使钢管内混凝土结构的密实性得到提高。在钢管混凝土构件中，核心混凝土和钢管相结合，使加荷过程中钢管混凝土柱形成整体，在轴向力作用下，钢管承担了在核心混凝土内产生的拉伸和剪切应力，能清除在加荷过程中引起素混凝土圆柱体破坏的表面裂缝。因此能相应地提高核心混凝土的抗压强度极限。2、钢管和混凝土的相互作用认为钢管内核心混凝土强度的提高主要是钢管对核心混凝土的箍紧作用的结果，钢管内核心混凝土在钢管侧向压力作用下，处在三向受压的应力状态，这不但大大提高了混凝土轴向承载力，同时使其从脆性破坏转变成塑性破坏。2、钢管和混凝土的相互作用常规三轴受压全曲线cu约束混凝土非约束混凝土ccfccfcEsecEc

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cco环箍断裂侧向受约束时混凝土的变形特点混凝土在单轴受压时为柱状破坏形态，应力应变全曲线有明显的尖锋。随着侧压应力(σ2=σ3)的增大，由于侧向压应力的横向约束作用，试件的破坏形态逐渐转为腰鼓形破坏，三轴抗压强度和峰值应变成倍地增长，应力应变曲线的峰部逐渐抬高，并越趋平缓、丰满，尖峰已经不明显。2、钢管和混凝土的相互作用3、钢管混凝土土的特点（1）承载力高对于薄壁钢管管来说，其临临界承载力极极不稳定，因因为它对局部部缺陷很敏感感。试验证明明，薄壁钢管管实际承载力力往往只有理理论计算值的的1/3~1/5，当有初始残残余应力时，，影响将更大大。方钢管对其核核心混凝土的的约束作用不不如圆钢管显显著，但仍有有很好的效果果，尤其是可可以有效提高高构件的延性性，另外节点点处理也比较较容易。试验验证明方钢管管混凝土的承承载力大大高高于空钢管和和混凝土单独独承受荷载的的能力。3、钢管混凝土土的特点3、钢管混凝土土的特点AdvantagesofConcrete-filledsteeltubeCompositecolumnsembodyseveraladvantages:Themostimportantbenefitoftheconcretefilledtypeowingtothecross-sectionisthatthesteeltubealsoservesasform-workforconcreteevenifadequateadditiveshavetobeusedforreducingtheconcreteseparationfromthesteelsectionduetoshrinkage.Intheconcretefilledtype,thesteelprovidesbenefitstoconcrete.Indetail,theconfinementeffectduetosteelishighfortherectangularsectionsandveryhighforcircularsections,resultingintheincreasingofstrengthwithagreatenhancementofductility.第二部部分钢管混混凝土土结构构工程实实践

1钢管混凝土的发展

2钢管混凝土工程实践1、钢管管混凝凝土的的发展展钢管混混凝土土是在在型钢钢钢筋筋混凝凝土及及螺旋旋配筋筋混凝凝土的的基础础上演演变和和发展展起来来的。。最早早采用用钢管管混凝凝土的的工程程之一一是1879年英国国的Severn铁路桥桥桥墩墩，在在钢管管内填填充混混凝土土以防防止锈锈蚀并并受压压。随随后钢钢管混混凝土土又被被用做做单层层或多多层工工业厂厂房的的结构构柱。。（1897年美国国人JohnLally在圆钢钢管中中填充充混凝凝土作作为房房屋建建筑的的承重重柱）早期应应用中中一般般不考考虑钢钢管和和其核核心混混凝土土相互互作用用而对对承载载力提提高的的贡献献。1、钢管管混凝凝土的的发展展60年代前前后，，钢管管混凝凝土结结构技技术在在苏联联、西西欧、、北美美和日日本等等工业业发达达国家家受到到重视视，开开展了了大量量的试试验研研究工工作，，曾在在一些些厂房房建筑筑、个个别的的多层层建筑筑和立立交桥桥以及及特种种结构构工程程中加加以应应用。。但终终因管管内混混凝土土的浇浇灌工工艺未未得到到很好好解决决，现现场的的施工工操作作显得得繁琐琐，而而使钢钢管混混凝土土在施施工性性能方方面的的潜在在优势势未能能得到到应有有的发发挥。。相比比之下下，人人们仍仍宁愿愿采用用操作作简单单、质质检直直观的的普通通钢筋筋混凝凝土结结构或或工厂厂化程程度高高、现现场劳劳动量量少、、吊装装轻便便、施施工快快速的的钢结结构。。1、钢管管混凝凝土的的发展展80年代后后期，，由于于现代代高强强、高高性能能混凝凝土技技术和和泵送送混凝凝土技技术的的迅速速发展展，给给钢管管混凝凝土结结构技技术的的发展展增添添了新新的活活力，，在欧欧、美美、澳澳的一一些桥桥梁工工程和和高屋屋建筑筑工程程中，，钢管管高强强混凝凝土技技术悄悄然兴兴起。。这是是因为为：圆形钢钢管的的套箍箍约束束作用用能最最有效效地克克服核核心高高强混混凝土土的脆脆性；；泵送混混凝土土的发发展，，解决决了现现场钢钢管混混凝土土的浇浇灌工工艺问问题，，而圆圆形钢钢管本本身就就是耐耐侧压压的模模板，，能最最有效效地适适应先先进的的泵送送混凝凝土工工艺；；1、钢管管混凝凝土的的发展展钢管兼兼有纵纵筋和和箍筋筋的功功能，，其用用钢量量较普普通钢钢筋骨骨架为为省，，而且且因有有钢管管分隔隔，管管内高高强混混凝土土浇灌灌与管管外梁梁板结结构的的普通通混凝凝土浇浇灌互互不干干扰，，无交交叉浇浇灌的的麻烦烦；钢管外外无混混凝土土保护护层，，能充充分发发挥高高强混混凝土土的承承载能能力。。采有有钢管管高强强混凝凝土技技术是是解决决钢筋筋混凝凝土高高层建建筑““胖柱柱”问问题和和增大大桥梁梁结构构跨越越能力力的经经济而而有效效的措措施，，是高高层建建筑和和桥梁梁建筑筑技术术进步步的重重大突突破。。1、钢管管混凝凝土的的发展展规范：：欧洲：：EC4，德国国DIN18800(1997)等；美国：：ACI319-89,LRFD（1994）等日本（（AIJ,1980,1997)澳大利利亚、、加拿拿大……1、钢管管混凝凝土的的发展展钢管混混凝土土结构构技术术在我我国开开发利利用已已有近近40年的历历史。。1966年成功功地将将钢管管混凝凝土柱柱用于于北京京地铁铁车站站工程程。70年代又又在冶冶金、、造船船、电电力等等行业业的单单层厂厂房和和重型型构架架中得得到成成功的的应用用。80年代，，根据据建设设部科科技发发展计计划，，在我我国开开展了了较系系统的的科学学试验验研究究，使使钢管管混凝凝土结结构的的计算算理论论和设设计方方法取取得了了长足足的进进展，，已形形成一一套能能满足足设计计需要要的计计算理理论和和设计计方法法建设部部于1990年正式式颁布布了国国家推推荐性性标准准(钢管混混凝土土结构构设计计与施施工规规程(CECS28:90))，于1995年将“钢管混混凝土土结构构技术术”列入科科技成成果重重点推推广项项目2、钢管管混凝凝土工工程实实践单层和和多层层工业业厂房房柱设备构构架柱柱、各各种支支架柱柱和栈栈桥柱柱地铁站站台柱柱送变电电杆桁架压压杆基础桩桩空间结结构高层和和超高高层建建筑桥梁结结构和钢筋筋混凝凝土柱柱及普普通钢钢柱相相比，，钢管管混凝凝土柱柱显特特别轻轻巧，，因而而广泛泛地用用做厂厂房柱柱，我我国是是这类类结构构应用用最多多的国国家。。钢管混混凝土土宜用用作轴轴心受受压或或小偏偏心的的轴心心受压压构件件。当当轴向向力偏偏心较较大时时，可可采用用斜腹腹杆格格构式式构件件。单层工工业厂厂房的的柱属属于偏偏心受受压构构件，，为了了充分分发挥挥钢管管混凝凝土结结构的的特点点，很很多工工程中中的柱柱子设设计成成格构构式组组合柱柱，如如双肢肢柱、、三肢肢柱和和四肢肢柱，，把偏偏心弯弯矩转转变为为轴心心力。。(1)单层和和多层层工业业厂房房柱2、钢管管混凝凝土工工程实实践(1)单层和和多层层工业业厂房房柱2、钢管管混凝凝土工工程实实践格构式式(2)设备构构架柱柱、各各种支支架柱柱和栈栈桥柱柱2、钢管管混凝凝土工工程实实践各种平平台和和构筑筑物中中，下下部支支柱常常属于于轴心心受压压构件件，且且往往往荷载载较大大，因因而采采用钢钢管混混凝土土柱比比较合合理。。(3)地铁站站台柱柱2、钢管管混凝凝土工工程实实践地铁站站台柱柱承受受的压压力很很大，，采用用钢管管混凝凝土柱柱时，，可以以获得得较好好的经经济效效果，，不仅仅承载载力高高，而而且柱柱截面面也可可减少少，从从而扩扩大了了使用用空间间。(4)送变电电杆塔塔2、钢管管混凝凝土工工程实实践档距很很大的的高压压输电电塔或或者微微波塔塔，都都可采采用钢钢管混混凝土土构件件作为为立柱柱，从从而取取得良良好的的经济济效果果。钢屋架架中的的桁架架压杆杆采用用钢管管混凝凝土可可充分分利用用这类类结构构的特特点，，从而而达到到节省省钢材材、减减少投投资的的目的的。(5)桁架压压杆2、钢管管混凝凝土工工程实实践适合于于重工工业厂厂房、、大型型土木木工程程结构构的桩桩基础础工程程。缺缺点是是造价价高。。(6)桩基础础可以充充分发发挥钢钢管混混凝土土结构构刚性性大、、强度度高、、抗变变形能能力好好和耐耐火特特性好好的特特点。。(7)空间结结构2、钢管管混凝凝土工工程实实践构件截截面小小，节节约材材料，，质量量轻；；抗震性性能好好，耐耐火性性能优优于钢钢结构构；逆作法法或半逆做做法施工(8)高层和和超高高层建建筑2、钢管管混凝凝土工工程实实践地上33层地下3层总高度度116米混凝土土C60级广州好好世界界广场场大厦厦设防7度如采用用C40级钢筋筋混凝凝土柱柱,截面尺尺寸将将为1.8m××1.8m“胖柱”问题------------------采用C60级的钢钢管高高强混混凝土土柱,裙楼柱柱缩小小为直直径700㎜,主楼柱柱缩小小为直直径1100～1200㎜㎜的钢管管高强强混凝凝土柱柱,钢管壁壁厚分分别为为10㎜㎜和20㎜㎜,管材为为Q235钢,直缝焊焊接管管2、钢管管混凝凝土工工程实实践天津今今晚报报大厦厦地下两层,地上38层,总高度为137m第二座超高层建设，按7度地震设计

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