国内外型钢混凝土结构设计规范对比及研究
型钢混凝土结构的研究现状及发展趋势
型钢混凝⼟(SteelReinforcedConcrete,以下简称SRC)结构是指在型钢周围布置钢筋,并浇筑混凝⼟的结构。
型钢分为实腹式和空腹式。
实腹式SRC构件具有较好的抗震性能,⽽空腹式SRC构件的抗震性能与普通混凝⼟(ReinforcedConcrete,以下简称RC)构件基本相同。
因此,⽬前在抗震结构中多采⽤实腹式SRC构件。
实腹式型钢可由钢板焊接拼制⽽成或直接采⽤轧制型钢。
SRC构件的内部型钢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。
与钢结构相⽐,SRC 构件的外包混凝⼟可以防⽌钢构件的局部屈曲,并能提⾼钢构件的整体刚度,显著改善钢构件的平⾯扭转屈曲性能,使钢材的强度得以充分发挥。
此外,外包混凝⼟增加了结构的耐久性和耐⽕性。
与RC结构相⽐,由于配置了型钢,⼤⼤提⾼了构件的承载⼒,尤其是采⽤实腹型钢的SRC构件,其抗剪承载⼒有很⼤提⾼,并⼤⼤改善了受剪破坏时的脆性性质,提⾼了结构的抗震性能。
1 国外的研究 1.1 欧美地区SRC结构的应⽤与研究 20世纪初,欧美就开始对SRC柱进⾏了研究。
1908年Burr做了空腹式SRC柱的试验,发现混凝⼟的外壳能使柱的强度和刚度明显提⾼。
1923年加拿⼤开始做空腹式配钢的SRC梁的试验。
在1989年的美国钢筋混凝⼟设计规范ACI2318中,将型钢视为等值的钢筋,然后再以RC结构的设计⽅法进⾏SRC构件设计,这种⽅法的优点在于对SRC结构设计时考虑了构件的“变形协调”和“内⼒平衡”,但没有考虑型钢材料本⾝的残余应⼒和初始位移。
在1993年的钢结构设计规范C2LRFD中,采⽤极限强度设计法来设计SRC结构,将RC部分转换为等值型钢,再以纯钢结构的设计⽅法进⾏组合结构设计,并考虑了残余应⼒和初始位移。
英国在理论分析资料的基础上,于1969年将建筑中的SRC柱列⼊英国钢结构规范BS449的第三部分,随后将桥梁中的SRC柱列⼊英国标准BS5400的第五部分。
型钢混凝土结构(SRC)设计规程比较
型钢混凝土结构(SRC)设计规程比较发布时间:2021-12-09T02:21:27.858Z 来源:《中国建设信息化》2021年8月15期作者:黄承梁[导读] 结合深圳市宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂工程实例黄承梁中冶南方都市环保工程技术股份有限公司,湖北省武汉市,430000摘要:结合深圳市宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂工程实例,对我国现有关于型钢混凝土(SRC) 结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》( YB 9082 - 2006) 及《型钢混凝土组合结构技术规程》(J GJ 138 - 2016) 中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力的计算理论和计算方法进行了重点比较分析,对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果做了比较分析,为使用两部型钢混凝土结构设计规程提供参考。
关键词:型钢混凝土结构;承载能力;计算实例;设计规程;1. 型钢混凝土结构概述及规范背景型钢混凝土结构(简称SRC)是指在型钢(S)外包裹钢筋混凝土(RC)的一种独立的结构形式,这种结构体系在日本被称之为钢骨筋混凝土结构(SteelReinforeedConerete),在英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构(SteelEneasedConerete),在前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。
这种结构介于钢结构和混凝土结构之间。
由于在钢筋混凝土中增加了型钢,型钢固有的强度和延性,以及型钢、钢筋、混凝土的三为一体地工作使得型钢混凝土结构和传统的钢筋混凝土结构相比具有承载力高、刚度大、构件截面尺寸小、施工方便、良好的延性及抗震性能良好的优点;与钢结构相比,具有防火性能好,结构局部和整体稳定性好以及钢材用量少等优点。
推广和使用型钢混凝土结构,对于我国的多、高层建筑的发展,大型工业厂房设计优化和改善结构的抗震性能都有重要的意义。
型钢混凝土结构承载力高、刚度大、延性好,在日本欧美等国家,其应用已相当普遍,我国的应用亦日益广泛。
日本、美国和欧洲等都制定了型钢混凝土结构设计规范。
型钢混凝土结构的研究现状及发展趋势
第3 3卷 第 1期 2007 年 1月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI E T Cn 瓜 E
V0 . 3 No. 】3 1
Jn 20 a. 07
・7 ・ 7
文章一号 :0 9 8 5 2 0 ) 1 0 70 10 . 2 (0 7 0 . 7 - 6 0 2
构件 的抗 震 性 能 与 普 通 混凝 土 ( e fre o c t, R i ocdC nr e 以下 简 称 1 国外 的研 究 n e
RC结构 的应 用与研 究 R) C 构件基本相同 。因此 , 目前 在抗震 结构 中多采用 实腹式 S C 1 1 欧 美地 区 S R . 2 世纪初 , 0 欧美就开始 对 S C柱进 行 了研究 。10 年 Br R 98 ur 构件。实腹式型钢可 由钢板焊接拼制而成或直接采用轧制 型钢 。
拱轴线 的形式 , 提高温室结构安 全 , 温室 的造价 , 降低 达到优化 设 计 的 目的。
参考文献 :
优化 y 2 0 9 1 89 .3 .6 拟合 圈 . . 1 1 8 2 y 206 .5
1 58 .8 159 .9
117 .9 0 64 .7 12 9 .3 0 7 5 .3
R 构 其抗剪 承载 力有很 大提 高 , 大 并 指在 型钢周 围布置钢 筋 , 并浇筑混凝 土 的结构 。型钢分为 实腹式 其是采 用实腹型钢的 S C 件 , 大改善了受剪破坏时 的脆性性质 , 提高了结构 的抗震性能 。 和空腹式。实腹式 C构件具有较好 的抗震性能 , 而空腹式 S C R
艺的要求 , 要求拟合成双圆线 。确定雪荷载 , 由于矢跨 比为 0 3 , 4 结语 .0 。 以非均匀雪载为主 , 优化时计算模 型如 图 1 所示。优化结 果及拟 1 文中的数值方法概念清淅 、 ) 完整 、 易懂 , 不经 过有限元 复杂 合的双圆线各点坐标见表 1双圆线半径 R= .8偏差平方和为 , 45, 计算 , 收敛快 , 易为广 大设计 人员 理解 和接 受。2 该方 法可 以作 ) 008 同时表 2 .9 , 列举 半径 R= .,. ,.8 4645 45 的拱架三种工况下 为其他拱形温室拱轴线 的确 定方法 。如 日光温室方 法一样 , 5 只不 的计算结果 。 过要改变初始点的 坐标 。3 该方 法也 可 以求 更 复杂 的拱轴 线 的 ) 衷 1 优化结粟爰拟合成的双圜线拱坐标值 m 优化 。比如拱上部荷载 随拱轴线 变化 的情 况 , 这要在 每次迭代过 结点号 l 2 3 4 5 6 7 程 的一开始处理荷载 。 X/ m 一3. —2 9 67 5 . 1 —2 3 3 3 一 1 7 一1 1 67 .3 .5 . 6 —0 5 33 .8 0 总之 , 用该方法 可以帮助设计 人员快速从 温室结构性能确 定 优化 Y 0 ・ 073 .l 12 1 .4 1 6 l .2 18 1 .9 20 o 2 1 0 .5 .0
国内外型钢混凝土柱承载能力计算方法比较
国内外型钢混凝土柱承载能力计算方法比较周琴;吴园园;谢志英;曾磊【摘要】在型钢混凝土柱抗震性能试验研究的基础上,对美国AISC、ACI和我国《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-2006)、《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)中有关型钢混凝土柱正截面承载能力、斜截面抗剪承载能力的计算理论和计算方法进行了简要介绍,并结合型钢混凝土柱承载力试验数据对规程中计算方法和计算结果进行了对比分析,为选用较合适的设计方法提供了参考和建议.【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2013(010)002【总页数】4页(P79-82)【关键词】型钢混凝土柱;承载能力;设计规范;对比【作者】周琴;吴园园;谢志英;曾磊【作者单位】长江大学城市建设学院,湖北荆州434023【正文语种】中文【中图分类】TU398型钢混凝土结构(Steel Reinforced Concrete Structure, SRC)是在混凝土中配置型钢,并配有一定纵向钢筋和箍筋的结构,具有承载力高、刚度大、延性好、抗震能力强等优点,被广泛应用于高层建筑或者大跨度结构中。
国内外对型钢混凝土结构已有较深入、成熟的研究。
型钢混凝土结构的设计方法可分为3类:一是美国AISC规范基于钢结构的计算方法,并考虑了外包混凝土的作用;二是以强度叠加作为计算理论,其忽略了混凝土和型钢之间的粘结作用,日本规范和《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-2006)(以下简称YB规程)[1]均采用这种方法;三是ACI 规范和《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)(以下简称JGJ规程)[2]基于钢筋混凝土结构的设计方法,认为型钢和混凝土是完全协同工作的。
下面,笔者以型钢混凝土柱的承载力研究为例,对美国AISC规范、ACI规范和我国YB规程、JGJ规程的计算方法进行对比分析,并结合试验数据进行验算,为工程设计与应用提供参考与建议。
国内外型钢混凝土结构设计方法的比较
桂林
5 10 4 0 4)
要: 文章简要介绍国 内外有关型钢混凝土 结构设 计规范 , 并对规范 中的设 计方法进行了分析 比较 . 可供我 国的工程技术 人员进 行结构设
中囤分类号 ;U 7 T 35
文献标识码 : B
文章编号 :0 7 7 5 (0 60 — 0 8 0 1 0 - 3 92 0 )1 0 8 — 2
维普资讯
8 8
安微建 筑
2 0 年 第1 06 l 期
图 肉 外 型 混 凝 土 嬉 构 设 计 法 曲 1 较 c : C
郑之 俊 , 杰 光 王
( 林上学院 , 西 佳 广
摘
计 时参考。 关键词 : 型钢 混凝土 : 设计规范 ; 设计方法 : 分析比较
限强度设计 法来设计 S C结构 , R 将钢筋混凝土部分转换为等值 型钢 , 以纯 钢结构 的设 计方法进 行组合结 构设计 , 考虑 了 再 并 残余应力和初始位移 。 此方法是否符合构件 的实际受力行为 但
仍有待于进一步探讨 。 1 . 3前苏联 S C结 构设计规 范 R
前苏联 S C结构虚用 比较晚 ,电子建设 部于 15 年颁布 R 91 了 S C结构的设计 规范 , R 其设计方 法采用极限强度法 ;9 8年 17 又 出版了 S C结构设计指南 c 3 8 其 内容主要是 以实腹式 R N —7 , 型钢 为主 , 并强调 了箍 筋和纵筋 的作用 , 为型钢与混 凝土之 认 间具 有可靠 的粘 结力 , 即将 型钢与混凝 土视为一 个整体 , 其设 计方法几乎是完全套用钢筋混凝 土结构 的设计方法 。
Co p rs n o h sg eh d o RC i h o l m a io ft e De in M t o fS n t eW rd
型钢混凝土结构的研究与应用3篇
型钢混凝土结构的研究与应用3篇型钢混凝土结构的研究与应用1型钢混凝土结构的研究与应用随着经济的发展以及科技的进步,建筑结构的需求逐渐增加,而型钢混凝土结构的应用在近年来也越来越广泛。
现在,许多新型的建筑物,如高层住宅、商业建筑和天桥等,都使用了型钢混凝土结构。
因此,下面将探讨型钢混凝土结构的研究和应用。
第一部分:型钢混凝土结构的研究型钢混凝土结构是一种组合使用钢材和混凝土的结构形式。
它将钢材的强度和韧性与混凝土的耐久性和抗震性相结合。
由于其优良的性能,型钢混凝土结构近年来受到了广泛的研究。
1.1 型钢混凝土结构的性能型钢混凝土结构的优良性能主要体现在以下几个方面:(1)大跨度的应用——型钢混凝土结构可以满足大跨度结构的需求,使建筑结构更加灵活多变。
(2)快速施工——型钢混凝土结构可以预制或预制混凝土构件,使其具有快速、高效的施工特点。
(3)抗震性能强——由于构件受力均匀,型钢混凝土结构比传统钢结构更具有抗震性。
(4)经济——与传统钢结构相比,型钢混凝土结构更节约材料,更节约成本。
1.2 型钢混凝土结构的研究进展型钢混凝土结构的研究中,逐渐出现了一些新的结构形式和解决方案。
(1)型钢混凝土框架结构——采用型钢与混凝土相结合的方式,增强结构的整体抗震性能。
(2)型钢混凝土筏板式结构——这种结构形式可用于较大的屋盖结构,使结构更加刚性和坚固。
(3)型钢混凝土柱——通过使用混凝土多孔型钢来改善大变形性,提高柱的承载能力。
第二部分:型钢混凝土结构的应用型钢混凝土结构的应用主要在以下几个方面:2.1 高层建筑在高层建筑的设计中,型钢混凝土结构由于其独特的性能,可以有效减轻自重,满足承载能力要求,同时也可以提高抗震性能。
例如,深圳平安金融中心和东京晴空塔都是采用的型钢混凝土结构。
2.2 商业建筑在商业建筑中,型钢混凝土结构的优点是可以将大跨度和灵活性与施工现场吻合。
例如,广州机场是一座面积很大的商业建筑,其屋顶结构使用了型钢混凝土框架结构,具有稳定、经济、美观等特点。
型钢混凝土结构研究综述
・
6 - 8
第3 2卷 第 4期 200 6年 2月
山 西 建 筑
S HANXI ARCH I CrURE TE
V0 .2 No 4 J3 . ie cb. 2 0 06
文章 编号 :0 962 {0 6 0 . 6 . 10 .85 2 0 )40 80 0 2
型 钢 混 凝 土 结 构 研 究 综 述
李素梅
摘
张
宇
要: 介绍 了型钢 混凝土 结构的应用及 组成, 析比较 了相对 钢结构 与普通 钢筋混凝土 结构 所具有 的优 点, 分 阐用情况 , 出了应解决 的关键 性问题。 提 关键词 : 型钢混凝土结构 , 梁, 钢 钢筋混凝土梁 , 抗震 性能 中图分类号 : U3 5 T 7 文献标识码 : A
4外包钢筋混凝土提高了结构的耐久性和耐火性。 )
12 与普通钢筋混凝土结构相比较具有的优点 .
1 构件 的受压 、 ) 受剪 和压 弯承 载力 大幅度提高。
没有 损坏 , 了 S C 显示 R 结构 的 良好 耐震 性能 。至此 ,R S C结 构成 为地震 区高楼的 主要结 构类 型。据 统计 ,9 1年 ~ 18 18 95年建 造
建筑 , 已较 多地 采用 型钢混凝 土( R ) S C 结构。 筋混凝 土结 构两个方 向。所谓的钢 结构方 向是 指源 于钢结构 , 以 C结构是 由内部型钢骨架和外 包钢筋混凝土所形成 的组合 允许应 力理论强度为设计依 据 的 S C结构 设计方 法。所谓钢筋 R 结构 , 由于其承载能力 高 、 刚度 大及抗震性 能好等 优点 , 已越来 越 混凝 土方向则指源于钢筋混凝土结 构 , 以极限强度 理论为设计依 多地应 用于大跨结构和地震区的高层建筑 以及 超高层建筑_ 。 l J 据 的设 计方 法 , 两者各具特 色。两种 理论 不同之处 主要体现在对 实际工程 中的型钢混凝土 又分 为: 1全型钢混凝土框架 , ) 即柱和梁均采用 型钢混凝土构件 ; 用钢梁或钢筋混凝土梁 。 型钢 和混凝 土共同作用 的问题 。 以前苏联 为代表 的极限 强度理 论认 为型 钢与 混凝 土共 同工
新老《高层建筑混凝土结构设计规范》高规比较-结构所资料
3.4.5 结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影 响的地震力作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间 位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不 应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑、超过A级 高度的混合结构及第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该 楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。 结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期 之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、 超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层 建筑不应大于0.85。
3.4.6 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板 有较大削弱时,应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。 有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%;楼板开洞总面 积不宜超过楼面面积的30%;在扣除凹入或开洞后,楼板在 任一方向的最小净宽度不宜小于5m,且开洞后每一边的楼 板净宽度不应小于2m。 3.4.7 艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑,当中央部分 楼板有较大削弱时,应加强楼板以及连接部位墙体的构造 措施,必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。 1.第3.4.3~3.4.7条对结构平面布置不规则性提出限制条件。 2.结构方案中仅有个别项目超过“不宜”的限制条件,结构 虽属不规则,但仍可按规程有关规定计算和采取相应构造 措施;若有多项超过“不宜”的限制条件,此结构属特别不 规则,应尽量避免,并采取比规程规定更严格的措施。参考 《超限高层抗震审查要点》,以下两种情况都属于特别不 规则: 1)超过3.4.3~3.4.6、3.5.2~3.5.6条中三项“不宜”限制 条件;2)具有表3.1.4(略)所列的一项不规则; 3.不规则程度超过“特别不规则”条件较多,属严重不规则
3.4.3 抗震设计混凝土高层建筑,平面布置宜符合下列要求: 1.平面宜简单、规则、对称,减少偏心; 2.平面长度不宜过长,突出部分长度l不宜过大(图3.4.3略); L、l等值宜满足表3.4.3的要求; 3.建筑平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置。
(完整word版)钢结构混凝土结构对比分析
钢结构与混凝土结构对比分析一、钢结构的优缺点1、钢结构主要优点:1)建筑总重轻:约为混凝土结构的一半,可以减少基础造价。
2)施工速度快:工期比传统住宅体系缩短1/4至1/6。
3)灵活性强:大开间设计,户内空间可多方案分割,可满足用户的不同需求.尤其是会展中心,可采用管桁架结构,易实现大空间功能,增加空间净高,具有美观、舒适的特点,机场多采用此类结构。
4)节能效果好:墙体采用工厂加工制作的钢构件,或是轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板,加工精度高,保温性能好,抗震度好。
5)环保效果好:施工时大大减少了砂、石、灰的用量,环保节能.建筑物残值高,在建筑物拆除时,大部分材料可以再用或降解,产生垃圾少。
2、钢结构主要不足1)安全性能差,主要是耐火性能差。
钢结构高层建筑的耐火温度在达到300—400度就容易开始变形倒塌,容易出现安全事故。
钢结构或钢筋混凝土结构的设计,均能满足防火规范的要求,但钢结构的是采用的不低于设计规范底限;钢筋混凝土结构的自身防火指标均高于设计规范底限,优于钢结构耐火性能.2)造价稍偏高:平米造价比钢筋混凝土增加造价约10%-20%左右,并且后期需要进行防腐防锈处理,增加运行成本。
3)钢结构在24米以下的低层和超过100米的超高层用的比较多,但中间的24-100米的结构用的不太多,并且超过100米建筑成本大幅上升,估计大约15—20%。
4)若建筑物(包括钢混)高度超过100米施工图需要省级审核,周期较长需要3-4个月。
二、钢筋混凝土结构的优缺点1、钢筋混凝土结构优点:1)取材容易:混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。
另外,还可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料,在100米以下的建筑物用的比较多。
2)造价低:钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的性能,与钢结构相比,可以降低造价.3)耐久性:钢筋被混凝土包裹,不易锈蚀,维护费用少。
4)安全性能高:混凝土包裹在钢筋外面,火灾时钢筋不会很快达到软化温度而导致结构整体破坏。
国内外型钢混凝土结构设计规范对比及研究
国内外型钢混凝土结构设计规范对比及研究作者:罗闻捷来源:《建筑与装饰》2018年第09期摘要型钢混凝土结构是一种应用广泛的组合结构体系,其能充分利用钢与混凝土各自的优点,具有高强经济的特点。
本文从型钢混凝土结构的基本概念、历史应用、研究现状出发,对比分析国内外不同规范的异同,以综合评判此类结构的设计要点。
关键词型钢混凝土结构;组合结构;规范对比;强度叠加法;抗震设计引言型钢混凝土组合结构(SRC结构)是钢与混凝土组合成的结构形式。
具备了比钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点;与钢结构相比具有防火性能好,结构局部和整体稳定性好,节省钢材的优点。
SRC结构已被广泛应用于世界各地。
1918年,日本的内田祥山设计了世界上第一座SRC结构大楼。
在欧美,达拉斯的第一国际大厦(72层)等均采用了SRC外框架+内筒结构。
在我国,80年代后以金茂大厦为代表的众多400米以上超高层建筑几乎都采用了巨型SRC柱或SRC核心筒墙等形式。
1 型钢混凝土的研究现状SRC结构最初是利用混凝土对钢骨的保护作用,起到耐久耐火的作用。
对SRC构件性能进行大量的研究是从20世纪50年代开始的。
苏联的SRC理论坚持极限强度理论,认为钢与混凝土完全共同工作,并认为在极限状态下型钢达到完全屈服状态;欧美对SRC结构的研究是从配空腹式角钢骨架开始的。
20世纪60年代,Bondnal提出了描述柱工作性能的强度理论;以东京大学的平井善胜、仲雄尾等研究小组的理论实验为基础,日本建筑学会于1958年制定了以累加强度为基本体系的《钢骨混凝土规范》。
我国自80年代起对SRC结构开展了广泛的研究,包括受弯、受压构件和节点的受力性能、轴压比限制、构件的徐变与收缩、抗震承载力等,并通过模拟振动台实验、拟动力实验,深入研究了静力动力特性和分析方法。
2 美国规范的设计方法美国的SRC规范主要包括:ACI编制的《混凝土结构设计规范》ACI 318-14;AISC编制的《钢结构设计规范》AISC-LRFD 99和ANSI/AISC 360-10;NEHRP编制的FEMA P-1050这三类。
中美冷成型钢结构设计规范比较
中美冷成型钢结构设计规范比较孙 彤∗ 王士奇山东省冶金设计院,济南 250014摘 要:主要介绍中美冷成型钢设计规范在发展历程、使用范围、设计方法以及有效宽度和冷作强化效应的计算等方面存在的差异,并提出了一些建议。
关键词冷成型钢;计算方法;设计规范;有效宽度;直接强度法COMPARISON OF CHINESE WITH NORTH AMERICAN CODE OF COLD-FORMED STEEL STRUCTURAL MEMBERSSun Tong Wang Shiqi(Metallurgical Design Institute of Shandong Province, Jinan 250014, China)ABSTRACT There are some differences between Chinese and North American code of cold-formed steel structural members, such as course of development, serviceable range, design method and calculation method of effective width and strain hardening, which are mainly presented and some advice are put forward in this paper.KEY WORDS Cold-formed steel, Calculation method, Design code, Effective width, Direct strength method1 引言冷成型钢构件由钢板通过冷加工制成,相对于热轧型钢,板件宽厚比较大,可以加工成多种形式的经济截面,得到令人满意的强度重量比,达到优化截面的目的,设计时可以不受现有截面形式的限制,满足不同的设计要求[1]。
型钢混凝土结构的研究与应用
4 型钢 混凝土 结构在 我 国的应用
4 1 高层建筑 .
2 型钢混凝 土 结构的特 点
() 1 型钢混凝土结构承载力高 、 刚度大 、 面小 , 截 更能满 足高层建筑 的要求 。 由于型钢 混凝土 中的型钢可不受含钢率 的限 制, 以型钢混凝 所 土构件的承载力可以高出同样 外形 的钢筋 混凝土构 件承载力一倍 以上 , 这样就相应减小了截 面尺寸 。 () 2 型钢混凝土结构施 工速度 快、 工期短 。 钢混凝土 中的型钢在混 型
33 前苏联的 S C结构设计方法 I R
前苏联 S C R 结构设计方法主要采用极限强度法 , 全套用钢筋混凝 完 土结构设计方法 , 假定型钢与混凝土完全共 同达到屈服状态 。
34 我 国的 S C结构设计方法 . R
的组合结构。 而型钢混凝土组合结构作为一种极具魅力的组合结 构形式 ,
42 桥梁工程 、 型钢混凝土结构在桥梁工程中的应用滞后于建筑工程。 不过近些 年
凝土未浇灌以前即 已具有相 当的承载力 ,能够承受构件 自重 和施工荷
载。 这样 , 不必等待混凝土达 到一定强度就可继续施工上层 , 也不需要临 时支持 。 另外 , 型钢混凝土结构施工时 可以将模板悬挂在型钢上 , 而不必 为模板设置支柱。 () 3 型钢混凝土结构延性好 , 抗震性能更加优越 。 型钢混凝土结构 比 钢筋混凝土结 构的延性有明显的提高 , 尤其是 实腹 式的构件 , 地震中 在 具有更好的耗 能能力 , 呈现出优 良的抗震性能。 () 4 型钢混凝土结构的耐久性好于钢结构 。 用混凝土将 型钢包起来 , 其
维2 0 )6 0 9 — 2 10 - 3 (0 7 0 — 2 3 0 6
S I E HIF R A IND V L P E T&E O O Y C- C O M TO E E O M N T N CNM
型钢混凝土结构(src)设计规程比较
型钢混凝土结构(src)设计规程比较
1渗透钢筋混凝土结构
渗透钢筋混凝土结构是指用普通混凝土和抗锈腐蚀的钢筋结合构成的结构。
其特点是抗锈腐蚀性强且吸水率较低,结构可适应不同的温湿变化,可以提高结构安全性和使用寿命。
2钢混凝土结构设计规程
钢混凝土结构设计规程是根据结构的性能、导热系数、热容量、吸水率、腐蚀性、抗压强度和抗拉强度等特点制定的一系列建设工程规范。
钢混凝土结构设计规程一般包括结构技术准备、块体施工结构设计、结构框架施工结构设计、结构基础施工结构设计、钢筋施工结构设计和完善,并且严格按照设计准则制定施工细则。
3渗透钢筋混凝土结构设计规程与钢混凝土结构设计规程的不同之处
(1)钢筋的选择:渗透钢筋混凝土结构选用的是抗锈腐蚀的钢筋,性能可靠,抗锈腐蚀性强,使用寿命更长;而普通钢筋混凝土结构选用的是普通的钢筋,它的抗锈腐蚀性较弱,使用寿命更短。
(2)块体施工的结构设计:渗透钢筋混凝土结构的设计规范要求块体施工结构设计含水量小,抗压强度大,抗拉强度高,而普通钢筋混凝土结构中块体施工结构设计规范要求抗压强度低,抗拉强度中等,抗水性一般。
(3)结构抗压强度:渗透钢筋混凝土结构设计要求结构抗压强度较高,而普通钢筋混凝土结构设计要求结构抗压强度较低。
以上就是渗透钢筋混凝土结构设计规程与普通钢筋混凝土结构设计规程的比较。
可以看出,渗透钢筋混凝土结构设计规程中,要求结构的抗锈腐蚀性强、结构的吸水率低,块体施工的抗压强度大,抗拉强度高,使得改结构具有更高的安全性和质量,并且可以使用寿命更长。
钢结构与混凝土结构的比较
钢结构与混凝土结构的比较本文从材料性能、经济效益、加固方法、未来发展趋势等几个方面对钢结构和混凝土结构做出了比较。
标签:钢结构;混凝土结构;分析比较一、前言钢结构与混凝土结构都能用于建筑施工,但是不可否认的是钢结构有许多混凝土结构所不具备的优点,钢结构因为其优越的性能占据了市場的很大一部分份额。
下面随着笔者一起来探讨。
二、钢结构和混凝土结构材料性能的比较混凝土结构在建筑领域的应用非常广泛,它在取材、持久性、可塑性、耐火性等方面具有很大的优势,不但应用在住宅、厂房等工民建中,还在水塔、核反应堆等特种结构中应用。
缺点是施工工期长,混凝土用量大,自重大,基础费用大幅上涨等。
由于钢结构具有轻质、高强、抗震、承重能力强等优越性能,其力学性能也十分良好,因此在建筑行业中得以广泛应用,特别是高层建筑和大跨度建筑结构要求比较高的建筑体内,都应用得十分广泛。
同时钢结构本身可以作为劲性结构承担结构荷载和施工荷载等优点,钢结构施工时无须支横、拆模也降低了建筑施工的成本,加快了施工的进程,并且很多钢结构在出厂的时候都已经生产完毕,在施工现场只需通过焊接和螺栓将其进行整体组合安装起来即可,适应全天候的施工作业。
建筑行业使用的建筑材料,有的是使用混凝土和混凝土结构在工程中来实施,但是由于水泥本身对环境就有一定的污染,而钢结构能对资源和能源的利用更加合理,对环境破坏较少,能减少对施工环境的污染,是一种绿色环保的材质,在建筑行业中得以广泛的使用,同时对于我们建筑行业来解决环境问题找到了突破口。
同时相对于其它建筑形式来说,钢结构建筑可以超越结构的束缚,创造多种形式的空间和形象。
另外,斜线、曲线在钢结构建筑中作为一种常见的造型手段创造出了许多新奇、优美的建筑形象。
其强大的造型潜力是砖混结构形式建筑难以做到的。
三、钢结构和混凝土结构经济性的比较钢结构具有施工速度快、周期短,资金利用率高。
钢结构构件均在工厂预制加工,现场安装,干作业比重大,基本不受气候影响,配套的组合楼盖或型钢混凝土构件等均可同步多工序作业。
各国规程对型钢混凝土梁抗弯承载力计算对比分析
(3)
一 n · f · J
(4)
式 中 :M 为设 计 弯矩 ; Mo为钢 骨部 分 的允许 弯矩 ; Mo为钢 筋混 凝 土部 分 的允许 弯矩 ; Z为钢 骨 的截 面系
数 ;。fb为钢 材 的允许 弯 曲应 力 ; J一 7/8 d; a 为受 拉 钢筋 截 面积 ; .厂I为钢 筋允 许 拉应 力 ; d为从 受压 区
and resistance factor design(I RFD)这两 种设 计 方法 .美 国第一 部 钢结 构设 计规 范主 要采 用 了考虑 安全 系
数 的 ASD法 ,安全 系数 主 要来 源 于工程 实践 经 验 ,而 LRFD法 是基 于 结 构可 靠 度 的通 过 分项 系数 和各 种
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青 岛 理 工 大 学 学 报
第 37卷
曲构 件按 容许 应 力设 计法 ,假 定弯 曲构 件 的承 载力 为 型钢部 分 和钢 筋 混凝 土部 分 承载力 总 和 ;型钢 部分 钢
材不 发生 屈 曲 ,型钢 混凝 土按 下式 进行 计 算 :
M ≤ M o+rM o
(2)
M o一 Z · fb
第 37卷第 3期
Vo1.37 No.3 2O16
青 岛 理 工 大 学 学 报
Journal of Qingdao University of Technology
中美标钢结构设计对比分析
中美标钢结构设计对比分析摘要:某项目中采用的钢材为美标钢材,不易采购,造价高且管理风险较高,需要采用中国钢材进行替换。
针对此情况,本文采用对比中、美两国规范的计算方法出发,同时分析了中、美规范中钢材的化学成分、受力性能等特性,提出了采用按照强度和刚度等效的原则进行中国钢材替换美国钢材的设计准则,并完成了常用中国型钢和美国型钢的替换表。
关键字:钢材国产化设计原理许用应力法1 概述AP1000技术是我国引进的第三代先进核电堆型,对AP1000技术的消化吸收和材料国产化是提高我国自主化设计水平的基础。
因此做好结构用钢材国产化的工作具有深远的意义。
目前采用中国钢材替换美国钢材存在以下问题:(1)由于美国规范计算方法、钢材的强度取值和中国规范均不相同,需要证明采用中国钢材替换美国钢材,并采用美国规范计算方法得到的结果是安全可靠的。
(2)美国规范中钢材和中国钢材的物理特性、型号、化学成份、材料强度、试验方法等规定均不一样,需要证明采用合理的替换原则使得替换后的钢构件具有足够的安全度。
(3)美国规范中对钢构件的各种构造要求和中国规范不一样,需要采用适当的措施保证替换后的钢构件满足中国规范要求。
本文针对以上三个问题,从规范的计算方法出发,同时分析了中、美规范中钢材的物理特性、化学成分、受力性能等,提出了采用中国钢材替换美国钢材的替换准则。
2 计算方法2.1美国钢结构规范设计方法2.1.1设计原理美国钢结构计算方法:采用容许应力法进行设计。
容许应力法为使用比例配置对结构构件进行设计的方法。
安全性由一个安全系数Ω提供。
钢材的容许应力值等于钢材的标准强度值除以一个安全系数Ω。
2.1-12.1.2荷载组合根据SEI/ASCE7规范2.4节和ANSI-AISC N690规范6.3节要求,抗震Ⅱ类厂房钢结构部分对应的荷载组合如表2-1所示:表2-1美国规范荷载载组合根据AISC-S335-1989版规范,材料的许用应力取值分为以下几种情形:(1)构件的抗拉、抗压、抗弯许用应力 2.1-2(2)构件的抗剪许用应力 2.1-3Fy为钢材最小屈服强度。
型钢混凝土结构
型钢混凝土结构摘要:简要介绍型钢混凝土结构的类型及优越性,并对其在国内外的发展过程及应用现状做出评述,应用具有理论意义和实用价值。
一、型钢混凝土结构概况(一)型钢混凝土结构的一般概念近年来,随着我国建筑业的快速发展,型钢混凝土组合结构在各种工程结构中得到了更为广泛的应用。
在大跨度建筑、高层以及超高层建筑工程中,型钢混凝土组合结构体现出了比钢结构和钢筋混凝土结构更加优越的特性。
一、概述型钢混凝土组合结构的特性是在型钢结构的外面有一层混凝土的外壳,过去也采用劲性钢筋混凝土结构这个名称。
型钢混凝土组合结构构件中除配谿型钢外,一般还应配谿普通纵向钢筋和箍筋。
在型钢混凝土组合结构构件中型钢可以分为实腹式和空腹式两大类。
空腹式型钢比较节省材料,但制作费用较多,实腹式型钢制作简便,承载能力大。
1.型钢混凝土组合结构承载力高,刚度大,截面小,更能满足高层及超高层建筑的要求。
2.型钢混凝土组合结构施工速度快,工期短。
3.型钢混凝土组合结构的延性好,抗震性能更加优越。
4.型钢混凝土组合结构的耐久性和耐火性均好于钢结构。
5.型钢混凝土组合结构与钢结构相比,可大大的节约钢材。
型钢混凝土框架比钢框架可节省钢材达50%或者更多一些。
二、型钢混凝土的材料性能和一般构造要求:1.型钢:型钢混凝土构件的型钢材料宜采用牌号Q235的碳素结构钢以及Q345的低合金高强度结构钢,其质量标准应符合现行国家标准,钢材性能要求应满足抗拉强度、伸长率、屈服点、硫磷含量、冷弯实验、冲击韧性合格的要求。
若用于地震区,应具有良好的延性,钢材的极限抗拉强度和屈服强度不能太接近,其强屈比不小于1.2。
2.钢筋和混凝土:型钢混凝土组合结构中的纵向钢筋和箍筋宜采用延性较好的热轧钢筋,其纵向受力钢筋直径不宜小于16mm,纵筋与型钢的净间距不宜小于30mm,其他构造要求均应满足国标《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的要求。
为了充分发挥型钢混凝土组合结构中型钢的作用,混凝土强度等级不宜小于C30。
中英规范钢结构设计比较介绍
三、系数对比 – 材料相关
3.1、材料分项系数
项目
中国
钢结构截面
≈1.1
钢结构节点
-
3.2、常用材料强度
项目
中国
普通碳素结构钢 低合金高强度结构钢
Q235 Q345
英国 1.0 1.25
英国 235、275
355
四、国标和英标材料的替换
钢结构一个特点是在工厂加工,即原材料需运至工厂完成加工制造,再 运至现场安装。若设计采用的是英标型材,而加工厂在国内,则原材料的 采购就成为了问题,从国外进口钢材的劣势也是显而易见的:一是周期长 ,二是成本高,不利于整个项目的工期及成本控制。虽然国内有英标型材 的加工厂,但从产品规格和供货周期上都存在问题,而且价格也是一个需 要主要考虑的问题。如果可以用国标钢材替换英标钢材,就可以解决以上 的矛盾。它的好处是可直接在国内采购原材料,材料采购周期短,易于保 证工期,也便于国内运输加工等工作的开展。另外一个更快捷的方式是设 计时就采用国标型材进行设计。
衡)
(钢结构)
地基承载力)
国标和英标荷载工况组合对照表
英标正常使用极限状态组合
活荷载组合系数,我国和英标大体相当,英标的荷载分项系数 比国标要大,相应的荷载效应比较大,英标荷载效应值比国标的 相应值大7%左右。
在恒荷载起控制作用的组合情况下,国标和英标在恒载的分项 系数是一致的。
标准组合、频遇组合以及准永久组合不存在分项系数的问题, 英标计算公式和国标的公式也是一致的。
4.1、材料替换的原则
材料的替换应遵循等强或者接近等强的原则。这样的原则可以最大限度 地保证与原设计一致,材料替换后可以保证结构安全,最大限度地减少重 新验算的工作量,较为经济合理。
型钢-混凝土推出试验的对比分析研究
Y A N J I U Y U T A N S U O吴晓枫:型钢‐混凝土推出试验的对比分析研究298《工程与建设》 2018年第32卷第3期收稿日期:2018‐03‐05;修改日期:2018‐03‐20作者简介:吴晓枫(1993-),男,江苏泰州人,合肥工业大学硕士研究生.型钢‐混凝土推出试验的对比分析研究吴晓枫(合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:本文将已有的花纹型钢‐混凝土试验的研究结果,与已有的带栓钉的型钢‐混凝土推出试验的结果进行对比,分析比较得出了花纹型钢‐混凝土的优劣之处。
同时,根据花纹型钢的特性,对花纹型钢‐混凝土结构推出试验的破坏模式进行了理论分析,并结合普通型钢‐混凝土的临界保护层厚度计算公式,给出了花纹型钢‐混凝土破坏时的开裂荷载计算公式。
关键词:花纹型钢‐混凝土组合结构;带栓钉的型钢‐混凝土组合结构;破坏模式;开裂荷载中图分类号:T U 398 文献标识码:A 文章编号:1673‐5781(2018)03‐0298‐030 引 言已有文献表明,普通型钢与混凝土之间的自然黏结力较低。
对于未设置剪力连接件的型钢‐混凝土构件,型钢与混凝土之间的自然黏结强度只有光圆钢筋与混凝土之间黏结强度的45%,因此在实际工程中,常常在型钢‐混凝土柱的柱脚、型钢‐混凝土柱与混凝土柱的过渡区、型钢‐混凝土梁与混凝土梁的过渡区等位置处,在型钢翼缘外侧或腹板沿着纵向高度设置一定数量、一定间距的栓钉。
本文所研究的新型组合结构:花纹型钢‐混凝土组合结构,从其本质上来讲,凸起花纹的存在也是为了提高型钢与混凝土之间的咬合力,从而增强型钢‐混凝土组合结构的整体性。
1 设置花纹与设置栓钉的比较文献[1]进行的花纹型钢‐混凝土结构推出试验是一组正交试验,试验考虑了花纹凸起高度、配箍率和花纹设置位置对试验结果的影响。
通过对实验数据的分析,建立了荷载‐加载端滑移量的典型曲线,并对上述三个影响因素进行了分析并统计回归,得到了特征黏结强度的回归公式。
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国内外型钢混凝土结构设计规范对比及研究
摘要型钢混凝土结构是一种应用广泛的组合结构体系,其能充分利用钢与混凝土各自的优点,具有高强经济的特点。
本文从型钢混凝土结构的基本概念、历史应用、研究现状出发,对比分析国内外不同规范的异同,以综合评判此类结构的设计要点。
关键词型钢混凝土结构;组合结构;规范对比;强度叠加法;抗震设计
引言
型钢混凝土组合结构(SRC结构)是钢与混凝土组合成的结构形式。
具备了比钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点;与钢结构相比具有防火性能好,结构局部和整体稳定性好,节省钢材的优点。
SRC结构已被广泛应用于世界各地。
1918年,日本的内田祥山设计了世界上第一座SRC结构大楼。
在欧美,达拉斯的第一国际大厦(72层)等均采用了SRC外框架+内筒结构。
在我国,80年代后以金茂大厦为代表的众多400米以上超高层建筑几乎都采用了巨型SRC柱或SRC核心筒墙等形式。
1 型钢混凝土的研究现状
SRC结构最初是利用混凝土对钢骨的保护作用,起到耐久耐火的作用。
对SRC构件性能进行大量的研究是从20世纪50年代开始的。
苏联的SRC理论坚持极限强度理论,认为钢与混凝土完全共同工作,并认为在极限状态下型钢达到完全屈服状态;欧美对SRC结构的研究是从配空腹式角钢骨架开始的。
20世纪60年代,Bondnal提出了描述柱工作性能的强度理论;以东京大学的平井善胜、仲雄尾等研究小组的理论实验为基础,日本建筑学会于1958年制定了以累加强度为基本体系的《钢骨混凝土规范》。
我国自80年代起对SRC结构开展了广泛的研究,包括受弯、受压构件和节点的受力性能、轴压比限制、构件的徐变与收缩、抗震承载力等,并通过模拟振动台实验、拟动力实验,深入研究了静力动力特性和分析方法。
2 美国规范的设计方法
美国的SRC规范主要包括:ACI编制的《混凝土结构设计规范》ACI 318-14;AISC编制的《钢结构设计规范》AISC-LRFD 99和ANSI/AISC 360-10;NEHRP 编制的FEMA P-1050这三类。
ACI 318规范将型钢视为等值的钢筋,然后再以钢筋混凝土结构的设计方法进行SRC构件的设计。
优点是能够满足变形协调和内力平衡等基本问题,缺点是设计计算比较复杂。
另外,因完全采用了混凝土结构的构造设计方法,其适用性值得探讨。
AISC规范采用极限强度设计法进行设计,将钢筋混凝土部分转换为等值型钢,再按纯钢结构的设计方法进行结构的设计。
在构件强度计算时需要
考虑型钢与混凝土之间的剪力传递。
NEHRP规范整合了ACI 318规范和AISC-LRFD规范的内容。
在强度计算时,折中考虑了混凝土黏粘结力的影响,在抗震设计时,采用单一阶段设计,主要以结构材料发挥塑性变形能力为依据,采用静力或动力设计方法,解决了前两本规范缺乏抗震设计的问题。
3 欧洲规范的设计方法
欧洲的SRC设计规范原本散落在各国规范中,随着欧盟的建立,1985年共同制定了欧洲组合结构设计规范EN 1994。
另外,苏联的《型钢混凝土结构设计指南》(CИ3-78)也是SRC领域的重要规范之一。
EN 1994规范与CИ3-78规范均假定型钢与混凝土完全交互作用,按变形协调的方法考虑,构件截面仅有一个对称轴,将型钢与混凝土均按矩形应力块理论考虑,采用极限强度设计方法设计。
显然这种做法偏于不安全,因为在实际工作中,靠近中和轴处的型钢应力图与简化应力图有较大差异,型钢完全达到屈服状态是不现实的。
另外计算公式未考虑型钢与混凝土间的黏结滑移作用,按此计算得到的构件承载能力偏大。
4 日本规范的设计方法
日本建筑学会在1958年颁布了《钢骨钢筋混凝土计算标准及其说明》(AIJ-SRC规范),目前的最新版本为2014年版,另外还有《钢骨钢筋混凝土建筑配筋指南及其说明》,组合结构设计规范等多本相关规范。
AIJ-SRC规范涉及了梁、柱、节点、剪力墙等结构的构造、承载力计算及抗震设计等,内容翔实完整。
特别是抗震设计部分,对于高烈度区设计有较大参考价值。
规范采用二次设计法,一次设计按正常使用极限状态设计,二次设计以极限强度验算保证有水平承载能力。
这种方法主要是以强度叠加法为理论基础,忽略了钢筋与混凝土之间的黏结握裹力。
总体而言,日本的计算方法较为保守。
5 我国规范的设计方法
我国规范编制起步较晚,现行规范为冶金部的《钢骨混凝土结构技术规程》(YB9082-2006),和建设部的《组合结构设计规范》(JGJ138-2016)。
我国的JGJ 138规范和YB9082规程包括了型钢梁、型钢柱、梁柱连接节点、剪力墙等构件部分的内容,其中JGJ138-2016规范增加完善了抗震等级、抗震调整系数等抗震措施及抗震工况计算,并添加了钢管混凝土、钢板剪力墙、钢与混凝土组合梁、组合楼板等方面的内容,较为完善,为目前国内型钢混凝土结构主流的参考规范。
YB9082规程借鉴了日本规范,采用了简单的强度叠加方式,而JGJ 138规范则更多借鉴苏联规范,采用比对混凝土结构设计的方法计算构件的抗压抗弯强度。
6 结束语
由上述分析可知,各国的SRC规范按设计理念大多可分成三大类型:
一是钢结构观点,即在SRC结构中將钢筋混凝土部分转化为相当的型钢,如美国AISC-LRFD和NEHRP规范。
二是钢筋混凝土结构观点,即将SRC结构的型钢受拉部分视为钢筋,然后利用钢筋混凝土结构设计规范进行设计,如CИ3-78、EN-1994、ACI 318及我国JGJ 138规范,采用这种方式的规范偏经济。
三是强度叠加观点,即将型钢与钢筋混凝土分开计算,然后进行强度叠加,如AIJ-SRC及我国YB9082规范。
采用这种方式的规范偏保守。
鉴于SRC结构设计规范的使用范围、研究基础及实际经验,美国NEHRP 规范和日本AIJ-SRC规范较为全面和系统。
建议在安全等级、重要性高的SRC 结构中优先使用日本规范或YB9082规范进行设计,而对安全等级、重要性较低的普通SRC结构采用JGJ 138规范进行设计。