钢管混凝土结构傅昶彬课件系列三

四川大学建环学院

2015.9傅昶彬课件系列—组合结构第六章钢管混凝土结构（3）主要内容◆拉、弯和压弯构件承载力验算◆钢管混凝土格构式柱设计◆新型钢管混凝土柱

6.2钢管混凝土构件设计6.2.3钢管混凝土构件承载力验算2.轴心受拉构件

轴心受拉，钢管为双向受拉状态，有利材料强度发挥，受约束钢管轴心受拉承载力比不受约束轴心受拉承载力要高。取定钢管混凝土三向本构模型，当含钢率α=

0.04～0.2时，由数值计算有：轴心受拉承载力公式，福建《规程》考虑约束效应，CECS××《规程》忽略约束效应。6.2.3钢管混凝土构件承载力验算3.受弯构件M-φ曲线圆钢管混凝土矩形钢管混凝土◆福建《规程》单向弯矩双向弯矩◆CECS××《规程》可按压弯公式取N=0计算？P1626.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件中建院-长柱试验方案

为了能较好地观察长细比和偏心率对钢管混凝土柱力学行为的影响，并据之建立承载力计算方法，中建院采用了棋盘式的试验方案。e0/rcL/DCECS28《规程》以此试验为据建立压弯构件承载力公式6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件中建院长细比影响经验公式对国外资料的校核6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件长细比L0/D总折减系数中建院-偏压柱总折减系数试验结果汇总6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件中建院-偏心距影响系数6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件不同方式得到的N-M相关曲线6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件ξ↓ξ↑←→由数值计算及参数分析，图中A点坐标圆管和矩管具体表达式见P162-163式6-47和式6-48可按直线描述可按抛物线描述6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件◆福建《规程》计算方法平面内平面外（只针对矩管）◆CECS28《规程》计算方法6.2.3钢管混凝土构件承载力验算4.压弯构件◆CECS159《规程》计算方法对于矩管压弯构件，要求分别验算强度和稳定。其稳定计算公式与钢结构规范的压弯构件计算公式有一定的相似度。见P165—P167例题6-3例题6-4用此公式无法计算受弯构件的承载力6.2.3钢管混凝土构件承载力验算5.局部受压在基顶和柱顶可能出现局部受压情形。基顶情形可按《混规》局压公式处置，柱顶钢支座局压可按教材公式解决。福州大学刘威博士论文钢管混凝土局部受压时的工作机理研究6.2.3钢管混凝土构件承载力验算5.局部受压局部受压示意图◆圆形钢管◆矩形钢管6.钢管初应力影响的验算6.2.3钢管混凝土构件承载力验算无初应力有初应力初应力对偏压柱N-um的影响初应力最多可使极限承载力降低20%。福建《规程》规定，钢管初应力不宜超过0.35φsf,当超过时,钢管混凝土承载力应乘影响系数，即7.长期荷载作用的影响6.2.3钢管混凝土构件承载力验算◆长期荷载作用对承载力的影响混凝土徐变将造成钢管与混凝土的内力重分布、抗弯刚度降低、挠度增大和承载力降低。◆核心混凝土收缩的计算混凝土收缩可能使钢管脱空，降低承载力和工作可靠性。对较大截面尺寸的钢管混凝土，可采用美国工程师协会规范公式计算收缩应变量，然后在混凝土中添加适量的膨胀剂消除其收缩。6.2.4钢管混凝土格构式柱的设计1.格构式住的组成双肢格构柱6.2.4钢管混凝土格构式柱的设计1.格构式住的组成三肢格构柱四肢格构柱6.2.4钢管混凝土格构式柱的设计2.剪切变形对虚轴稳定性的影响◆实腹构件考虑剪切变形的临界压应力◆格构式构件换算计算长度考虑钢管混凝土特性的计算公式见P175表6-86.2.4钢管混凝土格构式柱的设计3.格构柱的设计单向压弯可采用双肢或三肢格构柱，双向压弯可采用四肢格构柱，肢距及各肢截面尺寸初估计算确定。◆轴心受压格构柱承载力计算据福建《规程》◆压弯翼格构侄柱承看载力耀计算6.2得.4钢管克混凝前土格苍构式爆柱的黎设计3.格构柱倡的设计据福建《规程》套用《钢规》格构柱纳平面内担稳定公土式6.刘2.寸5新型纸钢管继混凝虏土柱1.钢管辞自密亿实混支凝土混凝鉴土掺密用活备性细份料，阻降低亚水灰茄比，崇不需电振捣午，施忘工无以噪音锄污染支。2.薄壁钢龄管混凝恒土钢管壁示厚≤3mm唤,可减多少用吓钢量富，更抹易施泉焊，盖降低很工程洞造价吹。关脉注问支题是嘉钢管第局部巷失稳仰。加劲肋加劲肋拉杆隅撑提高缸薄壁宗钢管李局部隙稳定警构造粮措施3.中空较夹层叫钢管叛混凝地土6.辛2.凯5新型酒钢管行混凝闪土柱中空夹赤层钢管爪混凝土菜截面形拘式自重吓轻，万刚度痛大，丘内管裕抗火述性更纱好（驶但要杏考虑鞠防爆腰），响可有瓜广泛踩的工饮程应染用。目前规辫范级试乏验研究赖尚不够恶，故承偏载力计自算可按裕实心钢递管混凝摆土的计纺算公式趋作适当端修正。6.蚀2.具5新型钢分管混凝稠土柱4.不锈税钢管脏混凝那土除有与面普通钢史管混凝激土相似类的良好巧力学性眨能外，铃还具有赚优越的凶耐久性拘能，可坡用于重柿要建筑腿物、海欠洋平台龟和桥墩新桥塔。赫斯特玩大厦贤建于20店06年，20烈08年获巴国际堪高层建开筑奖陡，7.龟95万m2,46层，182洪m高。香港昂际船洲大下桥桥墩趣建于20战09年，主跨10设18损m,桥塔高快度29束8米。6.2冒.5新型昨钢管疾混凝虑土柱4.不锈填钢管云混凝美土不锈钢亚与碳素且钢σ-ε曲线不锈钢炸与普通羡碳素钢债性能存沙在差异坝：◆比例极疲限◆变形能迫力◆耐火拦性能受力万构件本承载尽力应刮进行疗试验震研究六。奥氏体慨不锈钢碳素阔钢双重纳不锈但钢5.F队RP约束符钢管膝混凝叶土6.偶2.枣5新型铃钢管友混凝失土柱FR恰P（Fi观be衰r蜘re盐in焦fo决rc仿ed柴p浙ol否ym认er）——纤维漂增强伶复合斑塑料,有碳档纤维(跑CF真RP富)、玻璃复纤维(G冲FRP让)、及显芳纶燃纤维(A音FRP端)等。FR匙P材料特证点：◆抗拉扮强度错高，垮抗剪说强度桌低，愚抗火券性能持差◆抗腐蚀句性和耐催久性好◆自重陡轻，训便于阴施工FR缎P约束