钢骨混凝土结构课件

钢骨混凝土结构

概述钢骨混凝土结构的特点6.1概述6.1概述6.1概述6.1概述6.1概述SteelReinforcedConcrete型钢混凝土劲性钢筋混凝土EncasedConcrete内部钢骨与外包混凝土形成整体、共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加。6.1概述与钢结构相比外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲提高钢构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能使钢材的强度得以充分发挥比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最初，欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出于对钢结构的防火和耐久性方面的考虑一般可比纯钢结构节约钢材达50％以上6.1概述与钢筋混凝土结构相比使构件的承载力大为提高实腹式钢骨的钢骨混凝土构件，受剪承载力有很大提高，大大改善了结构的抗震性能。正是由于这一点，钢骨混凝土结构在日本得到广泛的应用。钢骨架本身具有一定的承载力，可以利用它承受施工阶段的荷载，并可将模板悬挂在钢骨架上，省去支撑，这有利于加快施工速度，缩短施工周期，如在多高层结构的施工中不必等待混凝土达到强度就可以继续进行上层施工。6.1概述截面形式6.1概述应特别注意，SRC结构的配筋构造较为复杂，在工程设计阶段必须给予细致的考虑，否则将使得工程施工十分困难。6.1概述6.1概述6.1概述6.1概述发展简况前苏联，劲性钢筋或承重钢筋，其原意为能承受一定施工荷载的钢筋。二战后，为加快恢复重建，采用劲性钢筋来承受悬挂模板和支撑等施工荷载，以加快施工速度。1949年，前苏联建筑科学技术研究所编制了《多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件(BTY-03-49)》，50年代又进行了较全面的试验研究，1978年制订了《苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南(СИ3-78)》。后来由于省钢目的，主要采用焊接钢桁架、钢构架和钢筋骨架等作为劲性钢筋（即空腹式钢骨）。6.1概述欧洲在20世纪20年代，西方国家的工程设计人员为满足钢结构的防火要求，在钢柱外面包上混凝土，称为包钢混凝土（EncasedConcrete）结构。起初，包钢混凝土柱仍按钢柱设计。40年代后开始意识到外包混凝土对提高钢柱刚度的有利作用，考虑折算刚度后仍继续沿用钢柱设计方法。该方法一直沿用，并编制到1985年欧洲统一规范EC4《组合结构》。6.1概述日本20世纪20年代，在一些工程中开始采用SRC结构。1923年在东京建成的30m高全SRC结构的兴业银行，在关东大地震中几乎没有受到什么损坏，引起日本工程界的重视。1951年开始对SRC结构进行了全面系统的研究，1958年制订了《钢骨钢筋混凝土结构设计标准》。到1987年又经过三次修订，基本形成较为完整的设计理论和方法——叠加方法。日本持续研究和发展SRC结构，主要是由于日本是多地震国家。SRC结构以其优异的抗震性能，在日本得到广泛的应用。6.1概述我国我国因SRC结构的用钢量较大，20世纪80年代以前未进行广泛的应用和研究。20世纪80年代后期，随着我国超高层建筑的发展，SRC结构也越来越受到我国工程界的重视，开始进行较为系统的研究，取得一系列研究成果，并在一些高层建筑工程采用了SRC结构。经过几年的研究和工程应用实践，参考日本标准，1998年我国冶金工业部颁布了我国第一部《钢骨混凝土结构设计规程YB9082-97》。主要包括内含实腹式钢骨的钢骨混凝土梁、柱、剪力墙及其连接的设计计算规定。6.1概述钢骨混凝土的应用有哪些问题需要解决？共同工作受力性能与混凝土构件的异同轴压承载力计算正截面承载力计算斜截面承载力计算变形、裂缝计算节点、柱脚连接形式钢骨与混凝土的共同工作在钢骨混凝土结构中，钢骨与外包混凝土能否协调变形，是两者共同工作的条件。对于钢骨混凝土梁，试验表明，当钢骨上翼缘处于截面受压区，且配置一定构造钢筋时，钢骨与混凝土能保持较好的共同工作，截面应变分布基本上符合平截面假定。6.2钢骨与混凝土的共同工作钢骨混凝土梁钢骨混凝土偏心受压构件6.2钢骨与混凝土的共同工作6.2钢骨与混凝土的共同工作对于剪跨比较小的框架柱，当受剪较大时，易产生剪切粘结破坏，使钢骨与外包混凝土不能很好地共同工作，导致混凝土较大范围剥落，承载力下降，影响破坏后的变形能力。增加配箍可以提高粘结破坏承载力。6.2钢骨与混凝土的共同工作在配置一定纵筋和箍筋的情况下，钢骨与外包混凝土可较好地共同工作，在破坏阶段外包混凝土也不会不产生严重剥落，钢骨的塑性变形能力可以得到充分发挥，承载力不会显著下降。因此，为保证外包混凝土与钢骨的共同工作，必须在外包混凝土中配筋必要的钢筋。6.2钢骨与混凝土的共同工作一般构造要求钢骨混凝土结构的配筋构造有其特殊之处，应给予特别的重视。在配筋构造设计中，应考虑以下几方面问题：钢骨与其他钢筋的相互关系及其配筋顺序；混凝土的浇筑密实性；结构的耐久性和耐火性；预期受力性能——塑性区和非塑性区。钢骨混凝土梁、柱构件中，钢骨的含钢率不小于2%，也不宜大于15%，合理含钢率为5~8%。6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定钢骨混凝土的应用有哪些问题需要解决？共同工作受力性能与混凝土构件的异同轴压承载力计算正截面承载力计算斜截面承载力计算变形、裂缝计算节点、柱脚连接形式SRC构件正截面承载力短柱：N0（＝fcAc＋fssAss＋fyAs）长柱：临界长度欧拉荷载等于理想轴压短柱承载力N0时柱子的长度轴心受压6.4正截面承载力计算l=l/lcr—相对长细比与柱子截面的性质无关6.4正截面承载力计算SRC构件正截面承载力轴心受压短柱：N0（＝fcAc＋fssAss＋fyAs）长柱：6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算l=l/lcr—相对长细比与柱子截面的性质无关6.4正截面承载力计算SRC构件正截面承载力轴心受压短期Ec＝500fcu长期Ec＝250fcu短柱：N0（＝fcAc＋fssAss＋fyAs）长柱：

正截面压弯承载力6.4正截面承载力计算基于平截面假定的理论计算方法基本假定⑴截面应变分布符合平截面假定；⑵选择合理混凝土受压应力-应变关系；⑶钢材采用理想弹塑性应力-应变关系；⑷不考虑砼的抗拉强度；⑸钢骨不发生局部屈曲。

正截面压弯承载力6.4正截面承载力计算一般叠加方法对于给定轴力Nu，由第一式，任意分配S部分和RC部分所承担的轴力，并分别求得相应各部分承担的弯矩根据塑性理论下限定理，在任意轴力分配情况下得到的受弯承载力总是小于其真实解两部分受弯承载力之和的最大值，即为在轴力Nu下SRC构件承担的弯矩Mu。偏于安全6.4正截面承载力计算简单叠加方法——《规程》方法6.4正截面承载力计算1.当，且时2.当时3.当时1.当，且时2.当时3.当时简单叠加方法一简单叠加方法二6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算为压力时：为拉力时：钢骨部分的压弯承载力Ass为钢骨截面面积，当有孔洞时应扣除孔洞的面积；

gs

为截面塑性发展系数，绕强轴弯曲工字形钢骨截面，gs

＝1.05；

绕弱轴弯曲工字形钢骨截面，gs

＝1.1；

十字形及箱形钢骨截面，gs

＝1.05。6.4正截面承载力计算轴心受压时：中和轴通过截面形心时：改进简单叠加方法——《规程》修订方法6.4正截面承载力计算轴心受压时：中和轴通过截面形心时：改进简单叠加方法——《规程》修订方法6.4正截面承载力计算钢骨轴力近似值钢骨部分的压弯承载力6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算受弯承载力计算1.0≥ζ≥0.7偏心距增大系数6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算

钢骨混凝土结构

概述钢骨混凝土结构的特点6.1概述6.1概述6.1概述6.1概述6.1概述SteelReinforcedConcrete型钢混凝土劲性钢筋混凝土EncasedConcrete内部钢骨与外包混凝土形成整体、共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加。6.1概述与钢结构相比外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲提高钢构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能使钢材的强度得以充分发挥比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最初，欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出于对钢结构的防火和耐久性方面的考虑一般可比纯钢结构节约钢材达50％以上6.1概述与钢筋混凝土结构相比使构件的承载力大为提高实腹式钢骨的钢骨混凝土构件，受剪承载力有很大提高，大大改善了结构的抗震性能。正是由于这一点，钢骨混凝土结构在日本得到广泛的应用。钢骨架本身具有一定的承载力，可以利用它承受施工阶段的荷载，并可将模板悬挂在钢骨架上，省去支撑，这有利于加快施工速度，缩短施工周期，如在多高层结构的施工中不必等待混凝土达到强度就可以继续进行上层施工。6.1概述截面形式6.1概述应特别注意，SRC结构的配筋构造较为复杂，在工程设计阶段必须给予细致的考虑，否则将使得工程施工十分困难。6.1概述6.1概述6.1概述6.1概述发展简况前苏联，劲性钢筋或承重钢筋，其原意为能承受一定施工荷载的钢筋。二战后，为加快恢复重建，采用劲性钢筋来承受悬挂模板和支撑等施工荷载，以加快施工速度。1949年，前苏联建筑科学技术研究所编制了《多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件(BTY-03-49)》，50年代又进行了较全面的试验研究，1978年制订了《苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南(СИ3-78)》。后来由于省钢目的，主要采用焊接钢桁架、钢构架和钢筋骨架等作为劲性钢筋（即空腹式钢骨）。6.1概述欧洲在20世纪20年代，西方国家的工程设计人员为满足钢结构的防火要求，在钢柱外面包上混凝土，称为包钢混凝土（EncasedConcrete）结构。起初，包钢混凝土柱仍按钢柱设计。40年代后开始意识到外包混凝土对提高钢柱刚度的有利作用，考虑折算刚度后仍继续沿用钢柱设计方法。该方法一直沿用，并编制到1985年欧洲统一规范EC4《组合结构》。6.1概述日本20世纪20年代，在一些工程中开始采用SRC结构。1923年在东京建成的30m高全SRC结构的兴业银行，在关东大地震中几乎没有受到什么损坏，引起日本工程界的重视。1951年开始对SRC结构进行了全面系统的研究，1958年制订了《钢骨钢筋混凝土结构设计标准》。到1987年又经过三次修订，基本形成较为完整的设计理论和方法——叠加方法。日本持续研究和发展SRC结构，主要是由于日本是多地震国家。SRC结构以其优异的抗震性能，在日本得到广泛的应用。6.1概述我国我国因SRC结构的用钢量较大，20世纪80年代以前未进行广泛的应用和研究。20世纪80年代后期，随着我国超高层建筑的发展，SRC结构也越来越受到我国工程界的重视，开始进行较为系统的研究，取得一系列研究成果，并在一些高层建筑工程采用了SRC结构。经过几年的研究和工程应用实践，参考日本标准，1998年我国冶金工业部颁布了我国第一部《钢骨混凝土结构设计规程YB9082-97》。主要包括内含实腹式钢骨的钢骨混凝土梁、柱、剪力墙及其连接的设计计算规定。6.1概述钢骨混凝土的应用有哪些问题需要解决？共同工作受力性能与混凝土构件的异同轴压承载力计算正截面承载力计算斜截面承载力计算变形、裂缝计算节点、柱脚连接形式钢骨与混凝土的共同工作在钢骨混凝土结构中，钢骨与外包混凝土能否协调变形，是两者共同工作的条件。对于钢骨混凝土梁，试验表明，当钢骨上翼缘处于截面受压区，且配置一定构造钢筋时，钢骨与混凝土能保持较好的共同工作，截面应变分布基本上符合平截面假定。6.2钢骨与混凝土的共同工作钢骨混凝土梁钢骨混凝土偏心受压构件6.2钢骨与混凝土的共同工作6.2钢骨与混凝土的共同工作对于剪跨比较小的框架柱，当受剪较大时，易产生剪切粘结破坏，使钢骨与外包混凝土不能很好地共同工作，导致混凝土较大范围剥落，承载力下降，影响破坏后的变形能力。增加配箍可以提高粘结破坏承载力。6.2钢骨与混凝土的共同工作在配置一定纵筋和箍筋的情况下，钢骨与外包混凝土可较好地共同工作，在破坏阶段外包混凝土也不会不产生严重剥落，钢骨的塑性变形能力可以得到充分发挥，承载力不会显著下降。因此，为保证外包混凝土与钢骨的共同工作，必须在外包混凝土中配筋必要的钢筋。6.2钢骨与混凝土的共同工作一般构造要求钢骨混凝土结构的配筋构造有其特殊之处，应给予特别的重视。在配筋构造设计中，应考虑以下几方面问题：钢骨与其他钢筋的相互关系及其配筋顺序；混凝土的浇筑密实性；结构的耐久性和耐火性；预期受力性能——塑性区和非塑性区。钢骨混凝土梁、柱构件中，钢骨的含钢率不小于2%，也不宜大于15%，合理含钢率为5~8%。6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定6.3钢骨与混凝土结构的一般规定钢骨混凝土的应用有哪些问题需要解决？共同工作受力性能与混凝土构件的异同轴压承载力计算正截面承载力计算斜截面承载力计算变形、裂缝计算节点、柱脚连接形式SRC构件正截面承载力短柱：N0（＝fcAc＋fssAss＋fyAs）长柱：临界长度欧拉荷载等于理想轴压短柱承载力N0时柱子的长度轴心受压6.4正截面承载力计算l=l/lcr—相对长细比与柱子截面的性质无关6.4正截面承载力计算SRC构件正截面承载力轴心受压短柱：N0（＝fcAc＋fssAss＋fyAs）长柱：6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算l=l/lcr—相对长细比与柱子截面的性质无关6.4正截面承载力计算SRC构件正截面承载力轴心受压短期Ec＝500fcu长期Ec＝250fcu短柱：N0（＝fcAc＋fssAss＋fyAs）长柱：

正截面压弯承载力6.4正截面承载力计算基于平截面假定的理论计算方法基本假定⑴截面应变分布符合平截面假定；⑵选择合理混凝土受压应力-应变关系；⑶钢材采用理想弹塑性应力-应变关系；⑷不考虑砼的抗拉强度；⑸钢骨不发生局部屈曲。

正截面压弯承载力6.4正截面承载力计算一般叠加方法对于给定轴力Nu，由第一式，任意分配S部分和RC部分所承担的轴力，并分别求得相应各部分承担的弯矩根据塑性理论下限定理，在任意轴力分配情况下得到的受弯承载力总是小于其真实解两部分受弯承载力之和的最大值，即为在轴力Nu下SRC构件承担的弯矩Mu。偏于安全6.4正截面承载力计算简单叠加方法——《规程》方法6.4正截面承载力计算1.当，且时2.当时3.当时1.当，且时2.当时3.当时简单叠加方法一简单叠加方法二6.4正截面承载力计算6.4正截面承载力计算为压力时：为拉力时：钢骨部分的压弯承载力Ass为钢骨截面面积，当有孔洞时应扣除孔洞的面积；

gs

为截面塑性发展系数，绕强轴弯曲工字形钢骨截面，gs

＝1.05；

绕弱轴弯曲工字形钢骨截面，gs

＝1.1；