钢骨砼梁结构设计及应用
钢骨混凝土结构设计与可造性
钢骨混凝土结构设计与可造性钢骨混凝土是指在混凝土中主要配置钢骨,并配有一定的纵向受力筋和横向箍筋的结构,是钢与混凝土组合结构的一种主要形式。
与钢筋混凝土相比,钢骨混凝土结构具有良好的刚度、承载力、延性和抗震性能,以及较短的施工周期;与钢结构相比,其具有良好的耐火、耐腐蚀能力,并且具有良好的经济效益。
随着经济的发展和社会的进步,钢骨混凝土结构以其优异性越来越广泛的被应用到高层及超高层建筑中。
本文就钢骨混凝土结构设计与可造性进行分析。
通过钢骨混凝土结构与钢结构相比较、钢骨混凝土结构与混凝土结构比较、钢骨混凝土结构与钢管混凝土结构比较,得出钢骨混凝土结构在超高层的设计中具有明显优势,应该得到广泛的应用。
并同时关注,钢骨混凝土结构的配筋构造较为复杂,在工程设计阶段就必须给予细致的考虑,针对此问题,给出钢骨混凝土结构钢骨的选择,应考虑的因素及节点域连接设计时的建议。
标签:钢骨混凝土结构设计施工可造性随着人类社会的文明进步,国民经济的持续高速发展,人们对建筑功能的要求也在不断提高,大跨度和超高层建筑在城市建设中得到越来越广泛的应用。
传统的混凝土结构、钢结构以及砌体结构已经很难适应高层建筑发展的需要,而钢骨混凝土组合结构以其独特的优点得到推广应用和发展。
钢骨混凝土,是在混凝土中配置钢骨,同时配置一定的纵向钢筋和箍筋以约束混凝土的组合结构形式。
这种结构形式日本称之为钢骨混凝土结构;英国、美国等西方国家称之为混凝土包钢结构;前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。
我国学者认为这种结构形式主要是在混凝土中配置钢骨,故相对于钢筋混凝土结构而言,称之为钢骨混凝土结构。
钢骨混凝土结构中配置钢骨,受力钢筋和构造钢筋,与外包混凝土共同作用。
在外包混凝土的约束下,内部钢构件的局部稳定性得到提高,内部钢骨的存在又使构件的整体刚度提高,这样使两种材料的强度都得到充分的发挥,不但大大提高了构件的承载力,而且在抗震能力和延性等方面也得到了显著的改善。
钢骨混凝土梁的特点及应用
钢骨混凝土梁的特点及应用钢骨混凝土梁是一种结合了钢筋和混凝土的材料,具有较高的强度、刚度和承载能力,常用于建筑结构中的横梁。
它具有以下特点及应用:1. 强度高:钢骨混凝土梁由于结合了钢筋和混凝土两种材料的优点,使其整体强度相对较高。
钢筋具有较高的抗拉强度,混凝土则具有较高的抗压强度。
钢骨混凝土梁在受力时能充分发挥两种材料的优势,承载能力非常可观。
2. 刚度好:钢筋具有较高的弹性模量,混凝土具有一定的刚度,钢筋和混凝土的相互配合使得钢骨混凝土梁具有较好的刚度。
其在承受荷载时能够保持良好的形状和稳定性,确保建筑物结构的整体稳定性。
3. 抗震性能好:钢骨混凝土梁结合了钢筋和混凝土的优点,其抗震性能相较于传统的混凝土梁更为出色。
钢筋的高抗拉强度能够有效抵抗地震荷载引起的横向位移,混凝土的高抗压强度则能够吸收地震荷载引起的振动能量。
4. 施工便利:钢骨混凝土梁施工相对简单,并且可以灵活调整梁的几何形态和尺寸,适应不同的设计需求。
混凝土的浇筑可以采用标准模板,而钢筋的加工可以在工厂进行,减少了现场施工的难度和风险。
5. 经济性高:钢骨混凝土梁不仅具有较高的强度和刚度,同时还具有相对较低的成本。
由于钢材价格相对较低,而混凝土的成本相对较高,钢骨混凝土梁能够有效节约材料成本。
钢骨混凝土梁的应用非常广泛,特别适合用于大跨度和多层建筑中。
以下是一些常见的应用场景:1. 建筑物横梁:钢骨混凝土梁常用于建筑物的横梁系统中,承载建筑物的重量,并将荷载引导到承重墙或柱上。
钢骨混凝土梁能够有效分担荷载,提高建筑物的整体稳定性。
2. 桥梁:钢骨混凝土梁在桥梁工程中得到广泛应用。
由于桥梁需要承受车辆荷载的冲击和动载荷的作用,钢骨混凝土梁的高强度和良好的刚度能够满足桥梁的承载需求。
3. 厂房和工业设施:钢骨混凝土梁在厂房和工业设施的建设中常被使用。
其优良的抗震性能和刚度能够满足工业设施对结构强度和稳定性的要求。
4. 超高层建筑:在超高层建筑中,钢骨混凝土梁能够有效承载建筑物的重量,并保证建筑物的整体稳定性。
钢骨砼梁结构设计及应用_3
钢骨砼梁结构设计及应用- 结构理论简介:简介钢骨砼梁结构设计,并通过工程实例,着重说明其设计思路,及节点构造和有关施工技术要求,特别是在大跨度梁构件中可与宽扁梁结合一起应用。
关键字:钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造一、前言由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范(GBJ17-88)”和“高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)”,保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照“砼结构设计规范(GBJ10-89)”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78”假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082-97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。
M≤Mssby+ MrcbuM为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。
浅谈钢骨混凝土结构构造及施工
相对 钢 骨混 凝土 来说 ,钢 筋混 凝土 的造 价较 低 , 所以 目前我国型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁配 合使 用的工程较 多 ,这类结构主要难 点是在梁 中纵 筋在 节点区的锚 固连接 ,型钢混凝土柱与钢筋混凝 土梁 的节 点 ,梁筋应尽量在柱型钢 两侧通 过,对于 必须与柱中型钢相交的钢筋 ,通 常的节 点构 造做法 有三种:第一种是在型钢柱的腹板或者翼缘板 上开 孔,孔洞的孔径既要便于 穿钢筋 ,又 不能过 多削弱 型钢腹板,一般预 留孔洞 的孔径 较钢 筋直 径大 4 ~ 6 m i l l为宜,梁 的纵向钢筋穿过钢柱孔位在钢柱两侧 保持贯通 ,如果验算开孔 处腹 板的强度不够 ,可 以 采取在开孔 区域加焊钢板进行补 强,补强板 厚度经 设计验算具体确定 ;第 二种是在 型钢 柱相应的标高 位置焊接牛腿 ,牛腿翼缘 钢板 有横向焊接和竖向两
浅谈钢骨混凝土结构构造及施工
Th e St r u c t u r e an d Con s t r u c t i o n o f St e e I Re i n f o r c e d Co n c r e t e St r u c t u r e
■ 高 磊 ■ Ga o L e
此类构造相对较少 ,其连接 节点做法一般 是梁 中的型钢在节点 中贯通 ,梁筋 也保持 贯通 穿过,柱 筋则在梁型钢翼缘两侧 及翼缘 上开孔 中通过 。 ( 5 )型钢混凝土梁一 型钢柱 对于此类构造 一般做 法是 柱中型钢在节点 中通 过 ,梁型钢在柱两侧断开,但应与翼缘可靠地连接 , 其 中包括梁 翼缘和 腹板 与柱采 用焊接连接、螺栓连 接或 二者结 合采 用等做 法,节点构造可参考型钢混 凝土梁与型钢混凝土柱节点的做法。
钢骨混凝土组合结构的应用和施工
二 、 1 6层钢骨混凝 土结构 的施工方法
钢骨混凝土结构施工主要工序有 : 型钢柱 、 型 层 钢 骨 柱 每 根 重 1 t钢 骨 梁 每 根 重 32, 面 及 ., 2 .t剖 钢梁制作_ 型钢柱安装_ 钢骨柱钢筋安装 钢骨 锚 固大样 见 图 2 图 3 + + 、 。
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图 1 南湖之都钢骨混凝土组合结构竖 向布置示意图
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维普资讯
钢 骨混 凝 土 组合 结 构 内既 有 钢 结构 又 有 钢 筋 梁 底筋 安装 _ 型钢 梁 安 装_ 梁 上起 柱 插筋 设 置_ + + +
混凝土结构 ,如何用传统 的施工方法将两者合二 为一 , 是一个难点。本文 以南湖之都 1 层 的钢骨 6 柱 和钢骨梁施工为例对钢骨混凝土组合结构的施 工做简 单 的介绍 。
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钢骨混凝土 组合 结构 的应 用和施工
张 碧 颖
[ 摘 要 ] 钢骨混凝土组合结构是 一种继钢 结构和混凝土结构之后发展起来的新型结构 。它综合 了 结构和混凝土 钢
结构的优点 , 小结构构件截面尺寸 。 可缩 增大使 用空间。文章介绍钢 骨混凝 土组合结构的应用和施工。 [ 关键词 ] 钢骨混凝土 ; 骨制作 ; 钢 钢筋安装 ; 混凝土浇捣 [ 作者简介 ] 张碧 颖。 西建工集 团第二建筑工程有限责任公 司工程师 , 西 南宁。301 广 广 503 [ 中图分类号 ] U 7 T 35 [ 文献标识码 ] A [ 文章编 号] 07 72(070 一 12 00 10— 7320 )9O 2— 04
钢与混凝土组合结构技术及应用
钢与混凝土组合结构技术及应用
1.主要技术内容
型钢与混凝土组合结构主要包括钢管混凝土柱,十字形、H形、箱形、组合型钢骨混凝土柱,箱形、H形钢骨梁、型钢组合粱等。
钢管混凝土可显著减小柱的截面尺寸,提高承载力;钢骨混凝土承载能力高,刚度大且抗震性能好;组合梁承载能力高且高跨比小。
钢管混凝土施工简便,梁柱节点采用内环板或外环板式,施工与普通钢结构一致,钢管内的混凝土可采用高拋免振搗混凝土,或顶升法施工钢管混凝土。
关键技术是设计合理的梁柱节点与确保钢管内浇捣混凝土的密实性。
钢骨混凝土除了钢结构优点外还具备混凝土结构的优点,同时结构具有良好的防火性能。
其关键技术是如何合理解决梁柱节点区钢筋的穿筋问题,以确保节点良好的受力性能与加快施工速度。
组合梁是在钢梁上部浇筑混凝土,形成混凝土受压、钢结构受拉的截面合理受力形式,充分发挥钢与混凝土各自的受力性能。
组合梁施工时,钢梁可作为模板的支撑。
组合梁设计时要确保钢梁与混凝土结合面的抗剪性能,又要充分考虑钢梁各工况下从施工到正常使用各阶段的受力性能。
2.技术指标
钢管混凝土设计时应遵循《钢管混凝土结构设计与施工
规程》CECS 28要求。
型钢混凝土设计时应遵循《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138的要求。
3.适用范围
钢管混凝土特别适用于高层、超高层建筑的柱及其他有重载承载力设计要求的柱;钢骨混凝土适合于高层建筑外框柱及公共建筑的大柱网框架与大跨度梁设计;组合梁适用于结构跨度较大而高跨比又有较高要求的楼盖结构。
4.已应用的典型工程
深圳地王大厦、深圳世贸中心大厦(招商大厦)、国家体育馆、上海世贸中心大楼、法门寺合十舍利塔等。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁
大跨度实腹式钢骨混凝土梁大跨度实腹式钢骨混凝土梁是现代建筑领域中广泛使用的一种结构形式。
它具有重量轻、刚度好、抗震性能强等优点,能够满足大跨度建筑的承载要求。
本文将从大跨度实腹式钢骨混凝土梁的概念、特点、设计与施工等方面进行详细介绍。
一、概念大跨度实腹式钢骨混凝土梁是一种将钢骨混凝土技术与实腹式梁结构形式相结合的梁。
它由一根钢骨混凝土梁与一块实腹式衬砌构成。
钢骨混凝土梁用于承担梁的竖向荷载,实腹式衬砌则起到保护钢骨混凝土梁的作用。
二、特点1. 重量轻。
使用钢骨混凝土技术可以在保证梁的强度和刚度的同时减少材料的使用量,从而达到减轻梁的重量的目的。
2. 刚度好。
由于钢骨混凝土梁具有较高的强度和刚度,所以大跨度实腹式钢骨混凝土梁的刚度较好,能够满足大跨度建筑对于刚度的要求。
3. 抗震性能强。
钢骨混凝土梁具有较好的韧性和延性,能够在发生地震等外力作用下有一定的变形能力,在一定程度上保护建筑物的安全。
三、设计设计大跨度实腹式钢骨混凝土梁时,需要考虑以下几个关键因素:1. 跨度大小。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁可以用于各种大小的跨度,但跨度越大,需要使用的材料和结构设计要求也会相应增加。
2. 竖向荷载。
钢骨混凝土梁用于承担梁的竖向荷载,所以在设计时需要充分考虑建筑物的使用需求和荷载情况,以确保梁具有足够的强度和刚度。
3. 横向力的抗震设计。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁需要具备一定的抗震性能,所以在设计时需要考虑横向力的作用和相应的抗震设施。
四、施工大跨度实腹式钢骨混凝土梁的施工需要按照先衬砌后灌筑的原则进行。
首先要进行实腹式衬砌的施工,包括模板的制作、钢筋的布置等。
然后再进行钢骨混凝土梁的灌筑,需要注意混凝土的浇筑和养护等工作。
总结:大跨度实腹式钢骨混凝土梁是一种重量轻、刚度好、抗震性能强的结构形式。
它能够满足大跨度建筑的承载要求,适用于各种大小的跨度。
在设计与施工过程中,需要考虑跨度大小、竖向荷载和横向力的抗震设计等关键因素,以保证梁具有足够的强度和刚度。
钢骨砼梁结构设计及应用_2
钢骨砼梁结构设计及应用- 结构理论摘要:简介钢骨砼梁结构设计,并通过工程实例,着重说明其设计思路,及节点构造和有关施工技术要求,特别是在大跨度梁构件中可与宽扁梁结合一起应用。
关键词:钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造一、前言由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范(GBJ17-88)”和“高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)”,保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照“砼结构设计规范(GBJ10-89)”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78”假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082-97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。
M≤Mssby+MrcbuM为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。
钢骨混凝土梁设计计算及应用
文章编号:100926825(2007)0820090202钢骨混凝土梁设计计算及应用收稿日期622作者简介赖永和(62),男,工程师,汕尾市城区建筑设计室,广东汕尾 566赖永和摘 要:结合工程实例,利用组合结构理论,对建筑结构转换梁进行了承载能力的计算分析,以优化结构设计并进行了经济分析,从而促进钢骨混凝土梁的应用。
关键词:钢骨混凝土,设计,效益,承载力中图分类号:TU375.1文献标识码:A1 工程概况某八层框剪结构,由于使用功能要求,首层中部须取消一根框架柱,在其两侧增设短柱(DZ ),形成了二层楼面框架梁(K L )支撑框架柱(KZ )的结构形式,如图1所示。
K L 三跨连续,中间跨跨中受K Z 集中力16000kN 作用。
K L 原设计为普通混凝土梁,混凝土强度等级C40,梁断面b ×h =1050mm ×2800mm ,底筋20Φ40(三排),面筋14Φ40(二排),箍筋Φ16@100,腰筋Φ25@150,梁截面很大,形成肥梁胖柱,占去很多使用空间且不利抗震,同时原设计要求Φ40面筋只能焊接,不能搭接,由于焊接技术和焊接工艺方面的原因,这种要求给施工带来较大难度,考虑钢骨混凝土结构的优越性,建议将K L 由钢筋混凝土梁改为钢骨混凝土梁。
2 梁截面设计2.1 材料选用为与原结构保持一致,混凝土强度等级选用C40,钢骨采用Q345钢板焊成实腹工字钢。
2.2 计算方法文中采用偏于保守的计算方法,即强度叠加法,就是把钢筋混凝土梁的抗弯能力和钢骨的抗弯能力叠加得到钢骨混凝土梁的抗弯能力,同时钢筋混凝土梁和钢骨分别满足自身的抗剪承载力要求:M ≤M ss by +M r cbu(1)的最大弯矩值,则根据应力与内力的关系,可得该截面最大的拉应力。
通过计算分析可知,对于T 梁翼缘板上的内力,设置横隔板处,由于横隔板刚度大分担的内力较多,其相应的应力以及非横隔板设置处翼缘板上的应力都满足要求。
钢骨混凝土结构的抗震性能分析与优化设计
钢骨混凝土结构的抗震性能分析与优化设计中国位于地震带上,地震对建筑结构的破坏具有严重的威胁。
为了确保建筑在地震中的安全性,钢骨混凝土结构已经成为抗震设计的重要选择。
本文将对钢骨混凝土结构的抗震性能进行分析,并提出相应的优化设计方案。
首先,混凝土具有良好的抗压性能,而钢材具有优异的抗拉性能。
钢骨混凝土结构的优势在于充分发挥了两种材料的优点,既保证了整体结构的刚度和稳定性,又提高了结构的延性和韧性。
这使得钢骨混凝土结构在地震中能够充分吸收地震能量,减小地震对结构的破坏。
其次,为了进一步提高钢骨混凝土结构的抗震性能,可以通过以下几个方面进行优化设计。
1. 结构布置优化结构的布置对于抗震性能至关重要。
合理的结构布置可以降低结构的自振周期,减小地震荷载的作用,从而提高结构的抗震性能。
在钢骨混凝土结构的设计中,应尽量避免大跨度和不规则形状,确保结构的稳定性和刚度。
2. 钢筋配置优化钢筋在混凝土结构中起到增强结构抗拉能力的作用。
合理的钢筋配置可以有效地提高结构的延性和韧性,从而提高结构的抗震性能。
通过对结构受力情况的分析,可以确定合适的钢筋配筋率和布置方式,保证结构在地震中不会产生过度应变和破坏。
3. 基础设计优化基础是建筑结构的承载系统,对于抗震性能具有重要影响。
在钢骨混凝土结构的基础设计中,应根据结构的重量和地震荷载合理确定基础深度和尺寸,保证基础的稳定性和抗震性。
4. 抗震性能评估抗震性能评估是对结构抗震性能的定量评价,为结构抗震设计提供依据。
通过对钢骨混凝土结构进行抗震性能评估,可以发现结构的薄弱环节和不足之处,并提供相应的优化设计方案。
综上所述,钢骨混凝土结构具有良好的抗震性能,并且可以通过优化设计进一步提高结构的抗震性能。
在地震频发的中国,科学合理地设计和建造钢骨混凝土结构是保障建筑安全的重要举措。
未来的抗震设计中,我们还可进一步研究和应用新型材料和技术,为钢骨混凝土结构的抗震性能提供更多选择和优化方案。
钢骨混凝土(SRC组合结构)
引言概述:钢骨混凝土(SRC)组合结构是一种结合了钢结构和混凝土结构的创新建筑形式。
SRC结构的优势在于充分发挥了钢材和混凝土的各自优点,能够在保证结构强度的前提下降低建筑物自重,提高抗震性能和耐久性。
本文将从设计原理、材料选用、施工技术、应用场景和发展前景等方面分析和阐述钢骨混凝土组合结构。
正文内容:一、设计原理1.钢骨混凝土组合结构的基本概念和定义2.SRC结构的设计理念和基本原则3.钢材与混凝土的相互作用机理4.结构的整体布置和受力模式5.抗震性能设计及优化方法二、材料选用1.钢材选用原则和特点a.钢材的强度、延展性和抗疲劳性能b.符合规范和标准的钢材种类c.钢材的锈蚀和防火性能2.混凝土选用原则和特点a.强度等级和材料性能b.施工工艺和养护条件c.混凝土的耐久性与防腐性能3.钢骨混凝土连接组件的选用a.基本连接形式和原理b.连接强度和刚度的要求c.不同连接形式的适用场景三、施工技术1.钢骨混凝土结构施工的前期准备工作a.设计文件和施工图纸的准备b.施工设备和机械的选择c.施工人员的培训和资质要求2.钢结构的制作和安装a.钢材的切割、焊接和钻孔b.焊接质量和连接的检验c.钢结构的吊装、定位和固定3.混凝土浇筑和养护a.混凝土配合比和施工工艺b.浇筑顺序和养护期c.养护质量的检验和控制4.结构的验收和使用a.结构的安全评估和验收标准b.结构的维护和保养策略c.结构的使用性能和功能要求四、应用场景1.钢骨混凝土组合结构在住宅建筑中的应用2.SRC结构在商业和办公建筑中的应用3.钢骨混凝土桥梁和隧道工程的应用4.SRC结构在工业厂房和设备支撑结构中的应用5.钢骨混凝土组合结构在特殊工程中的应用,如核电站、船坞等五、发展前景1.钢骨混凝土组合结构的市场需求和发展趋势2.SRC结构在可持续发展和绿色建筑中的作用3.技术创新和研究方向,如SRC结构的抗震性能、防火性能等改进4.国内外SRC结构工程典型案例介绍5.发展前景和应用前景的展望总结:钢骨混凝土(SRC)组合结构作为一种创新建筑形式,在设计原理、材料选用、施工技术和应用场景方面具有广泛的应用前景。
钢-混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁的设计和施工需要 综合考虑多种因素,包括材料特性、 结构形式、施工工艺等,以确保其性 能和安全。
钢-混凝土组合梁在桥梁工程中得到 了广泛应用,特别是在大跨度桥梁和 复杂结构形式中,其优势更加明显。
钢-混凝土组合梁在长期使用过程中 可能会面临一些问题,如疲劳、腐蚀 等,因此需要采取相应的维护和加固 措施。
对未来研究的展望
随着科技的不断进步,钢-混凝 土组合梁在未来仍将是一个重 要的研究方向,需要进一步探
索其性能和优化设计方法。
对于钢-混凝土组合梁的耐久性 问题,需要加强研究,提出更 加有效的防腐、防锈和加固措
相关规范。
05 钢-混凝土组合梁的优势 与挑战
钢-混凝土组合梁的优势
高承载能力
结构自重轻
钢-混凝土组合梁能够承受较大的集中荷载 和均布荷载,具有较高的承载能力。
由于钢材料具有轻质高强的特点,因此钢混凝土组合梁的结构自重相对较轻,有利 于减轻整体结构的重量。
施工速度快
节能环保
钢-混凝土组合梁的构件可以预先在工厂制 作,现场安装方便快捷,能够缩短施工周 期。
总结词
施工方便,工期短
详细描述
钢-混凝土组合梁的施工方便,能够缩短工期,降低施 工成本。该大桥的施工过程采用了预制拼装的施工方法 ,大大提高了施工效率。
工程案例二
总结词
抗震性能好
详细描述
某高层建筑采用钢-混凝土组合梁作为主要承重结构,具 有良好的抗性能,能够有效地抵抗地震作用。
总结词
承载能力高
详细描述
钢-混凝土组合梁的承载能力较高,能够满足高层建筑对 承重结构的要求。同时,该组合梁还具有良好的塑性和韧 性,能够吸收地震能量,减少结构损伤。
钢骨混凝土的特点与应用
欢迎阅读深圳世贸中心一、随着我国经济的发展和建筑技术的进步,高层建筑和大跨度建筑成为建筑结构发展的主要方向之一。
由混凝土包裹钢骨做成的钢骨混凝土结构( SRC) , 充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点, 虽然我国钢骨混凝土技术起步比国外晚一些, 但在我国得到了越来越多的应用。
钢骨混凝形1个特点:1)承载力高,钢材的强度远高于混凝土的强度, 因此与钢筋混凝土结构相比钢骨混凝土结构的承载力较高, 约为钢筋混凝土结构的1520倍。
2) 刚度大, 钢材的弹性模量比混凝土高出一个数量级。
3)抗震性能好。
4)节省钢材, 与钢结构相比可节省大量钢材。
5)耐久性与耐火性好, 混凝土可以作为型钢的保护层,劲性混凝土结构的耐久性与耐火性都比钢结构好得多。
2钢骨混凝土设计要点目前, 我国有两本行业标准可供工程设计人员参考: 其一是建设部颁发的JGJ 138200113v 型钢混凝土组合结构技术规程;其二是原冶金工业部颁发的YA905220061381型钢混凝土结构:说板20mm以上,腹板16mm以上, 但当钢板厚度大于36mm时,钢材的厚度方向的断面收缩率应符合现行国家标准GB5313厚度方向性能钢板中的Z15级的规定。
这是因为厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性, 由于在焊缝附近常形成约束, 焊接时容易引起层状撕裂,焊接质量不易保证。
钢骨的宽厚比应满足规范的要求。
3)钢骨的混凝土保护层厚度: 根据规范规定, 对钢骨柱,混凝土最小保护层厚度不宜小于120mm, 对钢骨梁则不宜小于100mm。
4) 要重视钢骨混凝土柱与钢筋混凝土梁在构造连接上的配合协调问题。
钢骨混凝土结构与普通钢筋混凝土结构设计中不同且难度最大的是:a. 需确定钢骨柱中每根钢筋的准确位置;b. 根据;d.4适于在,工程1998年5月1近年来,认识到这种组合柱比纯钢柱的刚度要高。
1908年Burr 做了空腹式型钢混凝土柱的试验,发现型钢外包混凝土后强度和刚度都有大大提高。
钢骨混凝土结构的应用
钢骨混凝土结构的应用摘要:本文介绍了钢骨混凝土大梁在深圳世贸中心大厦裙房中的应用和计算,为大跨度SRC梁的应用提供依据,可供工程设计人员参考。
关键词:钢骨混凝土应用计算一、前言随着城市建设的发展与建筑技术的进步,大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一。
而由混凝土包裹钢骨做成的钢骨混凝土结构(SRC),充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点,与钢筋混凝土结构相比,具有刚度大,延性好,节省钢材的优点。
因此,钢骨混凝土结构在我国有着广阔的应用前景。
钢骨混凝土结构的研究和应用在国外开始较早,我国因国情的限制,起步较晚,工程应用就更少,直到1997年11月才由冶金工业部正式发布了有关规程,并于1998年5月1日起施行。
深圳世贸中心大厦在关键部位应用了钢骨混凝土结构,解决了用普通钢筋混凝土结构不能解决的难题,收到了良好的效果。
二、工程概况深圳世贸中心大厦于1996年设计,是一幢集金融、贸易、商业、办公于一体的综合性超高层建筑,总建筑面积12万平米。
主楼地上52层,地下3层,标准层层高4m,总高230m,采用钢骨混凝土框架-筒体结构。
裙房5层,层高5m,总高25m,采用框架-剪力墙结构。
主楼与裙房之间未设变形缝,施工时留有施工后浇带。
基础采用大直径人工挖孔桩基础最大直径2.9m。
根据建筑功能及使用要求,裙房首层及二层由大厅组成,为大空间;三层为银行办公室,中间部分设一圆形天井;四层设有外汇交易大厅;五层为大会议室;三、结构布置为了满足建筑功能及使用要求,需要选择一个受力合理、安全可靠、施工方便的结构方案。
由于裙房首层及二层共有6根柱子不能落下,形成了长达25.8m 跨的大空间,结构平面采用了井字梁的结构形式。
但关键问题是25.8m跨框架大梁采用何种结构型式,并且建筑要求三层框架梁截面高度不超过1m。
方案1:采用普通钢筋混凝土大梁,这种方案梁断面较大,框架梁截面高度需2m以上,不满足建筑功能及使用要求,此方案不可行。
【结构】钢骨混凝土结构梁施工工法
【关键字】结构钢骨混凝土结构梁施工工法编制单位:主要执笔人:钢骨混凝土结构是指在钢筋混凝土内部配置型钢的组合结构,简称SRC(Steel Reinforced Concrete)结构。
随着城市建设的发展与建筑技术的进步,大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一,而钢骨混凝土结构充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点,与钢筋混凝土结构相比,具有变形能力强、抗震性能好的优点;与钢结构相比,具有结构刚度大、整体稳定性高的特点。
我公司于2003年在施工安徽**********楼项目时,在关键部位应用了钢骨混凝土结构梁,收到了良好的效果。
1、工艺原理钢骨混凝土结构是钢筋混凝土与钢结构的一种组合结构形式,它是在钢筋混凝土中配置型钢,使型钢与混凝土组合成为一个共同受力的整体。
2、工法特点2.1 钢骨型材的连接方式可以根据现场情况采用焊接或螺栓连接;钢骨型材的安装可以采用现场拼装或工厂拼装后整体吊装的施工方式。
当钢骨型材梁采用工厂拼装后整体吊装施工时,如现场笔直运输机械的能力受限制,可以将其在端部1/3区段内截断,分段吊装就位后,用高强螺栓连接。
2.2 由于配置了钢骨型材,使得钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能都得以充分的发挥,所以SRC 结构在具备钢结构与混凝土结构优点的同时,还具有良好的防火、耐腐蚀性能。
2.3 结构自重较大,施工复杂程度较高。
2.4 混凝土浇筑完毕后对养护要求较高。
2.5 施工安全管理,笔直运输设备、临时支撑设施的稳定性控制,也是钢骨混凝土施工控制的重点。
3、适用范围本工法适用于大跨度结构和高层建筑。
4、材料性能4.1 钢骨型材材料应符合设计图纸的要求和国家规定,并有生产厂家的质量保证书及检验报告;所采用的钢材、焊条、螺栓应进行抽样复验。
钢材的表观质量除应符合国家现行有关标准的规定外,尚应符合下列规定:当钢材的表面有锈蚀、麻面或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2;钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级及以上;钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
钢骨混凝土结构的应用与发展
钢骨混凝土结构的应用与发展一、概述随着国民经济的高速发展和人们对于建筑审美要求的不断提高, 大跨度和超高层建筑越来越多地涌现在城市建设中,成为现代化大都市的重要象征。
传统的钢筋混凝土结构构件尺寸较大, 而钢结构造价较高, 使得钢骨混凝土组合结构以其独特的优点广泛地应用于各种重大工程中。
钢骨混凝土结构( ,以下简称)是指在钢骨周围配置钢筋,并浇筑混凝土的结构,充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点。
钢骨分为实腹式和空腹式。
实腹式钢骨混凝土构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高混凝土利用系数、施工方便等优点, 在工程建设中得到广泛应用。
结构的特点是在混凝土内配置钢骨, 这些钢骨可以是轧制的, 也可以是焊接的。
在大型建筑中经常配置焊接的钢骨, 可以根据构件截面大小、受力特点, 考虑到受力的合理性, 灵活选择焊接钢骨各个板件的宽度和厚度。
所配置的钢骨的形式有角钢、工字钢、宽翼缘工字钢、双十字钢、双槽钢、十字形钢、箱形方钢管等, 工程中常用H形和十字形。
二、钢骨混凝土结构特点构件的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。
与钢结构相比,构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部曲面,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,使钢材强度得以充分发挥。
采用结构,可比纯钢结构节约钢材达50%以上。
此外,外包混凝土增加了结构耐久性和耐火性,欧美国家最初发展结构就是出于对钢结构防火和耐久性方面的考虑。
与结构相比,由于配置了钢骨,大大提高了构件的承载力,尤其是采用实腹钢骨的构件,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。
正是由于这一点,结构在日本得到广泛的应用。
三、钢骨的制作与构造措施(1)钢骨的制作必须采用机械加工,并宜由钢结构制作厂家承担。
型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符合现行国家标准50205《钢结构工程施工及验收规范》、81《建筑钢结构焊接技术规程》、50221《钢结构工程质量检验评定标准》的规定, 钢材、焊接材料、螺栓等应有质量证明书, 质量应符合国家有关规范的规定。
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钢骨砼梁结构设计及应用
由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法
钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准钢结构设计规范(GBJ17-88)和高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98),保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照砼结构设计规范(GBJ10-89)要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本钢筋砼结构计算标准把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行钢骨砼结构设计规程YB9082-97在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,
计算结果偏于保守。
MMssby+ Mrcbu
M为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。
由力矩平衡公式M=0,力平衡公式X=0可得:
fcAc=fyAs+Nss , MufcAc(hos+hoc)-Nss(hos-hoss)+Mss
Ac:受压区砼的面积,hoc、hoss、hos分别为受压区砼的合力点、钢骨中心以及受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离。
对于钢骨偏置在受拉区的非对称截面,按钢与砼组合梁的设计方法计算处理,为保证砼与钢骨整体作用,在钢骨上翼缘设置剪力连接件。
在设计中值得注意的是,在钢骨部分受弯承载力的计算中可不考虑局部压屈,基于受力构件达到受弯承载力极限状态时,比弹性极限受弯承载力有所提高采用截面塑性发展系数s,实际应用中,根据构件重要性可偏于安全取s =1.0。
钢骨砼梁受剪承载力按照承载力极限状态理论
VVssy+Vrcbu。
V为梁的剪力设计值,Vssy为梁中钢骨部分的受剪承载力,Vrcbu为梁中钢筋砼部分受剪承载力,无地震作用组合时
V0.4fcbbhbo,Vrcbu0.25fcbbhbo。
钢骨砼梁裂缝宽度和抗弯刚度,钢骨砼结构设计规程给出了计算公式,
不对称钢骨砼截面抗弯刚度可按下式计算。
B=EsAshbo2/[1.15+0.9+6E/(1+3.5f)]+EssIss
三、工程实例
华天贵宾楼工程,地下二层,地上二十八层,标准层层高3.3米,总高99.35米,总建筑面积48000平方米。
南北向沿高度作内外7.08~7.91倾斜,顶部最大外公倾平面尺寸达14米,外倾面积7700平方米,其倾斜部分采用斜向钢骨砼柱与水平钢骨砼梁拉结,受层高和各专业安管道安装空间的限制,为满足建筑净空使用要求,轴线跨度为11.955米,横向次梁梁高只能做成600毫米,高跨比接近1/20,且位于外挑部位,梁身刚度很难保证,经方案比较,确定采用钢骨砼宽扁梁。
此建筑主楼结构整体采用SATWE进行分析计算。
其顶层内力最大,最大正弯矩设计值M=829.0kNm,最大剪力设计值V=331.6kN,轴向力设计值N=17.2kN,短期效用组合下弯矩标准值Mk=637.7kNm。
结合框架柱梁分析结果,假定梁截面尺寸700600(h),钢骨采用Q235等级C的热扎H型钢HM450300(4403001118mm),截面特征见表1
表1
Ess
Iss
Wss
fss
fssy
fssv
2.06105MPa 56100104mm4 2550103mm3 215MPa
235MPa
125MPa
混凝土强度等级C30,fc=15MPa,纵向钢筋fy=310MPa,fsv=210MPa。
(1)正截面抗弯、斜截面抗剪承载力计算
表2
名称
公式
计算结果
钢骨受弯承载力Mssby=rswssfss 575.7kNm
钢筋砼受弯承载力Mrcb=M-Mssby 253.3kNm
钢筋砼受弯配筋
As=Mrcb/fsyhco 1504mm2
钢骨受剪承载力Vssy=twhwfssv 555.5kN
钢筋砼剪弯承载力Vrcb=V-Vssy
(表中a=35mm,hbo=hb-a=600-35=565mm)
①选816,As=1608mm2 , Asminbh
②选13Ф18,As=3315mm,
箍筋按构造,vmin=0.02fc/fyv=0.14%,选8@150(四肢箍)0.4fcbbhbo=2373kNV=331.6kN
0.25fcbbhbo=1483kNVrcb=0 满足要求
(3)裂缝宽度验算
表3
名称
公式
计算结果
①
②
受拉钢筋配筋率=AS/bhbo
0.004066
0.008382
受压翼缘增强系数
f=(bf-b)hf/bhbo
0.8
0.8
砼截面开裂弯矩
MC=0.235bh2ftk
118.4kNm
118.4kNm
短期荷载效应组合下钢筋砼部分所承担的弯矩Mrck
=EsAShbo/{EsAShbo+ESSISS/hos[0.2+6E/(1+3.5f)]}MK
421kNm
492 kNm
钢筋应变不均匀系数
=1.1(1-MC/Mrck)
0.79
0.8352
折算直径
dc=4(As+Asf)/s
29.9mm
25.43
受拉钢筋和钢骨受拉翼缘配筋率
te=(As+Asf)/0.5bh
0.03337
0.0415
短期荷载效应组合下受拉钢筋的应力sk=Mrck/0.87Ashbo
532.6Mpa
310MPa
301.9Mpa
310MP
(表中Es=2.0105MPa Ec=3.0104Mpa Xe=ES/EC=6.67 hf=0.2hbo=113mm)
梁最大裂缝宽度
Wmax=2.1(sk)/(Es)(2.70+0.1de/te)
=2.10.8352301.87/(2.0105)(2.725+0.125.43/0.0415)0.7
=0.24mm0.3mm
平均裂缝宽度Wm=Wmax(1.661.5)=0.096mm
(4)挠度变形计算
近似取钢骨砼梁荷载为均匀分布。
表4
名称
公式
计算结果
短期荷载效应组合下截面抗弯刚度
B=EsAshbo2/[1.15+0.2+6E/(1+3.5f)]+EssIss 2.8511014Nmm2
长期荷载效应组合下钢筋砼部分所承担的弯矩
Mrclk=(Mlk/Mk)Mrck
446.0kNm
长期荷载效应组合下梁的抗弯刚度
Bl=Mrck/(Mrck+0.6Mrclk)EsAshbo2/[1.15+0.2+6E/(1+3.5f)]+EssIss
2.2541014Nmm2
(表中砼保护层厚度c=25mm,钢筋表面形状系数=0.7)
s=5/48Mlkl2/Bl=5/48(578.2106)/(2.2541014)119552=38.2mm
s/l=38.2/11955=0.0032=3.2,理论上满足要求。
设计中,分析外挑结构在荷载及地震作用下推力或拉力对梁不利影响,计算过程中梁端假定为简支,为平衡钢骨产生的拉力,需加配钢骨梁受力负筋;另受梁高限制,钢骨砼保护层厚度小于临界厚度
ccr=0.25bft1/2=0.25x300x2.01/2=106.1mm,设置锚固连接件(通常采用圆柱头焊钉,按钢-砼组合梁要求验算,以增强型钢与砼连接面上的粘接强度,限篇幅,从略)。
梁端节点因按钢骨规程对钢骨梁与钢骨梁暂无明确规定,遵循钢骨腹板部分设置钢筋贯穿孔时,截面缺损率不应超过腹板面积的20%,主筋不得与钢骨直接焊接的要求。
此工程于二OOO年十月开工,二OO一年八月封顶、并主体验收,二OO二年五月投入使用,建筑从建设至今,经观测,钢骨梁柱无裂缝,挠度也不大,效果良好。
四、结束语
通过此次工程结构设计,有如下体会:
1、在钢筋砼结构体系中,局部采用钢骨砼结构构件是可行的,特别是大跨度杆件设计时,结合宽扁梁的采用,可提高梁的抗弯、抗拉、抗压刚度,减小竖向变形值,降低梁高,其效果比纯钢筋砼结构好。
2、钢骨砼结构的设计和施工的重点是钢骨构件及其节点的设计,并且结合设计图纸,做好施工配合,注意钢筋与钢骨的连接,钢骨与砼柱的连接。