钢管束组合结构体系简介ppt课件

钢管混凝土结构PPT课件

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1.压型钢板与混凝土组合板
压型钢板的肋部可以放置水电管线，从而使结构层与管线合为一体，间接地加大了层高或降低了建筑高度，给建筑设计带来灵活性。
在施工阶段，压型钢板可作为钢梁的连续侧向支撑，提高了钢梁的整体稳定承载力；在使用阶段，提高了钢梁的整体稳定性和上翼缘的局部稳定性。
教材
1. 赵鸿铁著，《组合结构设计原理》，科学出版社，2005 2. 聂建国等，《钢-混凝土组合结构》，建筑工业出版社， 2005
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提纲
一、钢与混凝土组合结构（1）压型钢板与混凝土组合结构（2）钢与混凝土组合梁（3）型钢混凝土结构（4）梁柱连接（5）钢管混凝土结构（6）外包钢混凝土结构二、钢与混凝土组合结构的发展与应用
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2.钢与混凝土组合梁
组合梁中的剪切连接件剪切连接件的作用（1）抵抗砼板与钢梁叠合面上的纵向剪
力，使二者不能自由滑移（2）抵抗使砼板与钢梁具有分离趋势的“掀起力”
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2.钢与混凝土组合梁
常州市龙城大桥
龙城大桥是常州市龙城跨运河大桥。主桥采取自锚式悬索斜拉协作体系，主梁采用箱形结构，主跨跨中部分采用混凝土－钢结合梁，其余部分采用预应力混凝土箱梁。
型钢混凝土组合结构
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4.型钢梁—型钢混凝土柱的连接
对于型钢混凝土柱—型钢梁的情况，钢梁在型钢混凝土柱的两侧断开，型钢混凝土柱内型钢与型钢梁的连接应采用刚性连接，且钢梁翼缘与柱内型钢翼缘应采用全熔透焊缝连接；梁腹板与柱宜采用摩擦型高强螺栓连接，悬臂梁段与柱应采用全焊缝连接
型钢混凝土组合结构
克服了圆钢管混凝土柱的一些缺点。可以用作偏心受压柱，房屋的外观较好；连接面为平面，节点构造比较简单；方钢管构成封闭截面，自身刚度较大；由于钢材都分布于截面外边，抗弯承载力较高；钢板为连续配置，提高了对混凝土的约束作用，故构件的延性比钢筋混凝土结构明显提高；省去模板，方便施工。

浅析钢管束组合结构体系建造技术

摘要院钢管束组合结构体系是一种新型工业化建造产品，与传统建筑结构体系相比，具有工业化、标准化和信息化程度高、节约成本、质量稳定等特点，预计在未来的建筑市场将得到广泛运用。本文主要介绍钢管束组合结构体系的结构特点、优势及建造技术，为钢
管束组合结构体系的施工提供借鉴。
Abstract: Steel tube bundle composite structure system is a new type of industrial construction products. Compared with the traditional
advantages and construction technology of steel tube bundle composite structure system, and provides reference for the construction of steel
tube bundle composite structure system.
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价值工程
浅析钢管束组合结构体系建造技术
Construction Technology of Steel Tube Bundle Composite Structure System
韦洪刚 WEI Hong-gang
（中国新兴建设开发有限责任公司，北京 102600）（China Xinxing Construction & Development Co.，Ltd.，Beijing 102600，China）
2 钢管束组合结构的优点与传统建造方式相比，钢管束组合结构体系建造技术的先进性主要包括：淤抗震性能好。钢结构具有良好的延性，在地震冲击作用下能吸收较多的地震能量，抗震性能卓越。于建造速度快。钢管束组合结构体系施工技术具有钢构件在工厂加工，现场装配式组装的特点，现场工作量大幅降低。竖向钢构件长度可达三层，楼承板不需要支模，混凝土浇筑可多层同时进行，实现立体交叉作业，显著提升平行施工能力，使得一次实现三层建造成为现实。盂工程质量优。钢管束、H 型钢梁、钢筋桁架楼承板等部品部件均在工厂由现代化设备生产，产品模数化、标准化、工业化程度高，以毫米计算误差，产品加工质量稳定。产品在制作、运输、安装全过程均应用二维码技术，便于工程质量控制。施工过程中，钢结构外露，隐蔽工程少，易于质量控制。榆节约能源。钢结构制造施工过程能耗低，结构自承能力强，减少材料用量，保温材料与结构体系集成，隔热性能优越，节约住宅运行成本。虞绿色、环保。钢管束组合结构体系建造技术，以现场装配为主要施工方式，施工过程中产生的粉尘少、噪声少、固体废弃物少，真正实现低碳建造。

钢-混凝土组合结构桥梁第一二章PPT课件

第二章钢－混凝土组合梁
71年欧洲成立组合结构委员会； 81年制定了组合结构规范。钢－混凝土组合梁在我国的应用从建国初期就开始了。 60年代开始，组合结构被推广应用到民用建筑。 70年代末，北京、上海等地建造的高层、超高层建筑中，都采用过组合梁楼盖。 91年南浦大桥和93年杨浦大桥，加劲梁采用钢－混凝土组合梁结构。
代入材料力学公式求得的应力是钢截面应力；砼翼板的真实应力为
同一点假想钢截面应力的 1 / nE 倍。
第二章钢－混凝土组合梁
3. 短期荷载效应（永久作用+可变频遇值）设计时组合梁换算截面的几何特征值
换算截面几何特征值，应按换算截面重心轴位于砼翼板下及翼板内两种情况分别计算。
第二章钢－混凝土组合梁
第二章钢－混凝土组合梁
二、组合梁的换算截面 1. 组合梁桥面板的有效宽度
弯曲变形时，翼板纵向压应力沿宽度分布不均匀。设计中把砼翼板参与钢梁工作的宽度限制在一定范围，称为翼板的计算宽度。计算宽度范围内的压应力假定是均匀分布。理论上与钢筋砼梁的计算宽度是一致的。
第二章钢－混凝土组合梁
混凝土板计算宽度采用下列三种宽度中的最小者： 1）梁计算跨径的1/3； 2）相邻两梁轴线间的距离S； 3）承托的宽度（如无承托时，则为钢梁上翼板宽度）加12倍的板厚，即 b1 12hd 。
钢管桁架腹杆节点的构造
组合桁架桥—钢桁梁(无上弦杆)+混凝土桥面板
Vaihingen Viadukt桥(德国)
节点的构造
组合桁架桥—钢桁梁(有上弦杆)+混凝土桥面板
Lully高架桥 (瑞士) 29.93m+21×42.75m+29.93m
组合桁架桥—钢桁架梁(有上弦杆)+混凝土桥面板

组合结构(第三章)

劲性骨架
四川万县长江大桥
钢管混凝土劲性骨架箱拱
第三章钢管混凝土拱桥构造

钢管砼结构用于板拱中，纯粹作为劲性骨架用于施工。
把钢管内灌砼后，在拱顶和两个L/4处设置简易支架浇55cm厚
砼形成劲形骨架，其上砌筑两层厚100cm的粗料石形成主拱。
第三章钢管混凝土拱桥构造第四节肋拱的横向结构与构造
向面内抗弯刚度，但钢管对核心砼的套箍作用比圆钢管砼小。
▼结构设计不考虑钢管对砼套箍作用，主
要用于无风撑肋拱中。
第三章钢管混凝土拱桥构造

广东佛山中山二桥的主拱圈为三室钢箱，在两个侧室内浇注C30混
凝土。设计主要考虑加强主拱圈的刚度和箱壁的稳定性，实际上可以看成是方形钢管砼结构。
第三章钢管混凝土拱桥构造
节省脚手架、绑扎钢筋等工序。
第三章钢管混凝土拱桥构造 5）抗震性能优越结构自重轻，可以减小地震作用，钢管的存在增加了结构延性，提高了抗震性能。 6）比钢结构抗火性能优越
由于管内砼能够吸收大量热能，增加构件的耐火时间，因此，钢
管砼结构比钢结构具有良好的抗火性能。 7）有利于采用高强混凝土将高强砼充填到钢管内，可以改善其延性差、脆性大的缺点，进一步发挥高强砼性能。
第三章钢管混凝土拱桥构造一、钢管混凝土单管拱肋

钢管砼拱桥跨径不大时
拱肋可采用单管截面。

单管截面主要有圆形和
圆端形。
第三章钢管混凝土拱桥构造

单圆管加工简单，抗扭性能好，由于紧箍力作用显示出优越抗轴向力
性能；但抗弯效率低，主要用于80m以下的桥梁中，管壁较厚，截面含钢率达8％。
▼管拱肋有采用圆端形截面。加强圆端方

钢-混凝土组合概述

体系的基本构成
• 钢—钢筋混凝土组合结构住宅体系建筑是由钢管砼柱、抗侧力支撑、双向轻钢密肋组合楼盖、复合外墙板等构件组成的钢结构框—撑结构体系。 • 钢管砼柱是在螺旋焊接钢管内灌注高强度等级砼，形成两种材料相辅相成共同工作的机理。它具有承载力高、抗震性能好、施工简捷的特点，一般每三层为一个制作安装单元，整根钢管柱一次吊装就位，为主体结构安装创造了流水作业的条件。 • 钢骨砼梁是在钢梁周围配置钢筋，浇注砼后使钢骨与砼成为一体共同工作的组合结构构件。由于钢骨的存在使得构件延性得到很大改善，其变形能力强，抗震性能好，承载力高。混凝土对钢骨的包裹解决了钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁骨架有较大的承载力，可大大节省模板工作量。 • 抗侧力支撑是由钢管斜撑杆与钢管柱、钢框架梁焊接组成的抗侧力架体。考虑建筑专业的门窗布置，在不影响建筑功能的前提下，支撑可以采用X型、单斜杆型、人字型、W型等形式，还可采用偏心耗能支撑。采用抗侧力支撑取代了传统的砼剪力墙，不仅减轻了结构自重，而且提高了结构延性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极抗震的作用。
1.4钢管混凝土
• 钢管混凝土结构是在型钢混凝土结构、配螺旋箍混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。钢管混凝土是将普通混凝土填入薄壁圆型钢管内而形成的组合结构。按截面形式不同，分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。钢管混凝土可借助于内填混凝土增强钢管壁的稳定性；借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，而使混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力。 • 钢管混凝土结构由于其受力性能及结构特点使其具有以下的优点： • 1)受力合理，能充分发挥混凝土与钢材的特长，从而使构件的承载能力大大提高；

钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)

造价； • 工期短，钢结构由于工厂化程度高，施工速度比钢筋混凝土结构约快1.5倍； • 结构面积小，钢构构柱面积约为混凝土柱的1/3，可节约3%的建筑面积； • 降低层高，钢梁截面一般较混凝土矮，且管线可从钢梁腹板穿越，同样的高
度可设计出更多的楼层增加建筑面积。
钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
• 网架的连接可采用螺栓球和焊接球连接，螺栓球一般适合较小跨度网架，焊接球适合大跨度网架；
钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
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钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
7、多高层结构
多高层结构的特点
• 钢材延性大，结构抗震性能好； • 自重轻，钢结构高楼的自重约为混凝土结构的60%，可大幅降低基础和结构的
• 弦支穹顶索环形张拉因此这种结构体系适合做类似圆形的屋盖，如北京自行车馆、安徽大学体育馆等；
• 弦支穹顶的屋面梁可以是轮辐式的单根梁，也可以是单层网壳； • 弦支穹顶的节点构造； • 弦支穹顶的施工；
钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
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钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
5、弦支穹顶结构
2、门式刚架结构
门式刚架的安装 • 门式刚架一般高度较小，构件较轻，现场都是采用螺栓连接，因此该类工程
安装都相对较简单； • 门式刚架结构通常是采用汽车吊在地面直接吊装，吊车吨位一般不超过50T。
钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
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钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
3、空间桁架结构
空间桁架结构的特点 • 空间桁架是由钢管组成，截面承载能力强，跨度大，截面可弯曲为曲线造型，
保证，应尽量避免现场焊接。
钢结构工程结构体系介绍(PPT38页)
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6、钢管束施工技术基础知识培训

化的部件钢管并排连接在一起形成钢管束，内部浇筑混凝土形成钢管束组合结构构件，作为主要承重构件和抗侧力构件基本形式有一字型、 L型、T型。
1.3 钢管束构件基本形式
一字型
T型
L型
1.4 钢管束成品构件形式
1.4 钢管束构件节点介绍
端隔板
穿墙钢筋孔
端板内衬条
拆卸式连接板穿墙螺杆孔
楼承板支托空调孔洞
扭剪型高强螺栓扭矩扳手
施工介绍
构件焊接
焊接平台焊接操作平台
施工介绍
构件焊接
钢管束构件焊接
施工介绍束内混凝土浇筑
汽车泵泵送
泵送+灌浆漏斗
施工介绍束内混凝土浇筑和插筋
转运料斗+灌浆漏斗
补强钢安装
装配式楼承板铺设
装配式楼承板材料
钢筋桁架
镀锌底模扣件
装配式楼承板组拼
装配台
楼承板装配
装配式楼承板安装
墙体施工介绍室内钢管束防火层（粘贴加气混凝土板）
打底拉毛
涂抹胶泥贴防火板
墙体施工介绍室内钢管束防火层（粘贴加气混凝土板）
防火板满贴
射钉固定
墙体施工介绍室内钢管束防火层（喷涂轻质抹灰石膏）
射钉器打射钉
挂镀锌钢丝网
墙体施工介绍室内钢管束防火层（喷涂轻质抹灰石膏）
喷涂石膏
收面
墙体施工介绍室内钢管束防火层（喷涂轻质抹灰石膏）
8、临沂蓬建杭萧办公楼
该项目位于山东省临沂市，包括1栋3层办公楼，采用钢管束结构体系，建筑面积4000㎡。目前主体结构已封顶。
8、烟台蓝色金谷
该项目位于山东烟台市，该项目包括A、B两栋商业办公楼，采用钢管束核心筒+外框架结构形式，建筑面积75454平方米，地下一层，地上22层，建筑高度94.2m，目前该工程结构已封顶。

2、钢管混凝土束组合结构体系墙体施工

按照墙体排版图纸，放出墙体及门窗洞口位置，并标注出条板墙拼接点卡件焊接位置。 3.3.2、卡件焊接：
分别在钢梁下翼缘、与钢管束墙连接的墙厚方向焊接
卡件，钢梁上卡件焊接位置位于两块条板拼接处，纵
向焊接间距不大于800mm。
连
接
件
间
距
800
图3.3.2 顶部和侧部卡件焊接示意
3.3.3、锯板
根据排版要求用手提机进行切割,调整墙板的宽度和长度,使其满足安装要求并尽可能降低墙板损耗率。 3.3.4底部坐浆
2.3.4-1 砌筑砖排版
2.3.4-2 加强钢筋网
（3）填充墙与钢管束、钢梁宜采用断开柔性连接，填充墙与钢管束、钢梁应预留15mm间隙，砌块砌筑前应先根据设计要求焊接拉墙钢筋，再用超薄型岩棉（或发泡胶）粘结与钢管束面，完成后进行砌块砌筑。（4）转角处及纵横墙交接处的砌块墙应同时砌筑，当不能同时施工时，应留成斜槎或加设拉结筋。
1.2.1、CCA板(适用于本体系外墙施工) CCA板全称压蒸无石棉纤维素纤维水泥平板，是以进口原生木浆纤维、硅酸盐水泥、
精细石英砂、添加剂及水等物质，经1.4万吨液压机压实及高温蒸压养护成型。
1.2.2、蒸压加气混凝土防火板(适用于本体系内墙钢管束面层防火施工）蒸压加气混凝土防火板，采用硅钙材料通过一定量的配比，加入铝粉，经一
图3.3.6-1 轻质条板与钢管束墙连接平剖图
图3.3.6-2 条板与钢管束墙连接立面图
3.3.7 校正固定用铁撬调校正条板位置，并用2米的直靠尺检查平整、用线锤检查垂直度，保证
平整度偏差±2mm,垂直度±2mm,最后用木楔及钢筋上下固定。
图3.3.7-1 条板临靠尺检查
图3.3.7-2 条板临时固定

钢管束组合剪力墙结构体系施工工法(2)

钢管束组合剪力墙结构体系施工工法钢管束组合剪力墙结构体系施工工法一、前言钢管束组合剪力墙结构体系是一种以混凝土填充钢管束形成的墙体作为主要承载构件的结构体系。

其施工工法的目的是确保施工过程中的质量和安全达到设计要求，并且高效地完成施工任务。

二、工法特点 1. 高强度：钢管束具有较高的强度和刚度，能够有效承担水平荷载和剪力荷载。

2. 减震性能好：由于钢管束的变形能力较好，能够吸收地震能量，提高结构的抗震性能。

3. 施工速度快：钢管束采用模块化施工，可以大幅度提高施工效率。

4. 适应性强：钢管束的尺寸和数量可以根据实际需求进行调整，适应各种结构形式和工程要求。

三、适应范围钢管束组合剪力墙结构体系适用于高层建筑、桥梁、堡坝等需要承受大荷载和抗震要求的工程。

特别适合于软土地区和基础条件较差的地方。

四、工艺原理钢管束组合剪力墙结构体系的施工工法主要包括以下几个方面的技术措施。

1. 钢管束制造与安装：首先根据设计要求制造钢管束，并进行排列和固定。

然后将其安装到基础上，并通过焊接或螺栓连接固定。

2. 钢管束灌浆：在钢管束中注入混凝土，并利用振动器进行充实和密实，确保混凝土的质量和均匀性。

3. 钢筋布置与焊接：根据设计要求将钢筋布置在钢管束周围，并通过焊接来加固和连接。

4. 钢管束表面处理：对钢管束表面进行清洁和防腐处理，确保其耐用性和使用寿命。

五、施工工艺1. 基础施工：按照设计要求进行基础的开挖和浇筑，确保基础的稳定和承载能力。

2. 钢管束制造与安装：根据设计要求制造钢管束，并根据布置图纸将其安装在基础上。

3. 钢管束灌浆：在钢管束中注入混凝土，并通过振动器进行充实和密实。

4. 钢筋布置与焊接：根据设计要求将钢筋布置在钢管束周围，并通过焊接来加固和连接。

5. 混凝土浇筑：将混凝土通过输送设备输送至钢管束中，并进行充实和密实。

6. 后续工序：根据工程要求进行后续工序的施工，如加固、防水等。

六、劳动组织钢管束组合剪力墙结构体系的施工需要工人具备一定的钢结构焊接和混凝土施工经验。

钢管混凝土组合结构PPT235页

柱的计算长度系数
弯矩分布的影响支座约束的影响
l 柱的实际长度
5、例题
（1）轴压（2）偏压（3）弯矩分布及限制条件
6、其他计算方法：强度增值设计法
（建材行业标准JCJ01-89）（1）圆钢管轴心受压圆钢管混凝土杆件的轴心受压承载力，等于钢管受压承载
力与内填混凝土强度增值后的受压承载力之和。承载力计算公式为：
2t D
0.0003 fs
e0
M Ne
e 圆钢管混凝土偏心受压杆件的承载力折减系数
e的修正系数
6、其他计算方法：组合强度法
（电力行业标准：DL/T 5085-1999）思路
1 将钢管混凝土杆件视为
由一种统一的组合材料构成，采用杆件的全截面面积抵抗矩等整体几何特性及其组合性能指标，来计算杆件的各项承载力，不再区分钢管和混凝土。
C 0.104 fck / 20 0.031
f y 钢管钢材的屈服强度
fck 混凝土的轴心抗压强度
f
y sc
组合轴压强度标准值
6、其他计算方法：组合强度法
轴心受压构件承载力计算
1. 对于轴心受压圆钢管混凝土构件，考虑杆件初始弯
曲所引起的偏心距为l0/1000，按偏心受压杆件确定
临界应力，并得到稳定系数。
弯矩分布的影响通过等效柱的方法计算，即将实际柱长乘以反映柱端弯矩分布影响的等效长度系数k。
等效长度系数计算分柱两端无相对侧向位移和有相对侧向位移两种情况计算。（原因：当存在侧向相对位移时，由于侧移使偏心力的作用产生P-Δ效应，对承载力有不利影响）。
3、受压承载力的影响因素
（4）两端支座约束的影响：实际工程中两端不是理想的铰接或者固接，因此采用计算长度的概念来考虑柱端的约束条件：计算长度取实际长度乘以反映约束影响的计算长度系数。（无侧移框架柱的计算长度系数；有侧移框架柱计算长度系数）