钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用
钢管混凝土的工作原理及其应用领域介绍
钢管混凝土的工作原理及其应用领域介绍示例1:The working principle of reinforced concrete is based on the combination of steel bars and concrete. Steel bars, also known as reinforcement, are embedded within the concrete to provide tensile strength. Concrete, on the other hand, is a mixture of cement, aggregates, water, and sometimes additives. When these two materials are combined, they create a strong and durable composite material.The steel bars in reinforced concrete act as the primary load-bearing element, resisting tensile forces. Concrete, on the other hand, provides compressive strength, protecting the steel bars from corrosion and fire. This combination allows reinforced concrete to withstand a wide range of structural loads, making it a preferred choice in construction.Reinforced concrete finds extensive applications in various fields. In the construction industry, it is widely used in the construction of buildings, bridges, dams, and other infrastructure projects. Its versatility, strength, and durability make it suitable for both residential and commercial structures.In the field of civil engineering, reinforced concrete is used in the design and construction of foundations, retaining walls, and underground structures. Its ability to resist forces from the ground and provide stability makes it an ideal choice for these applications.Moreover, reinforced concrete is also used in the transportation sector for the construction of roads, tunnels, and railway structures. Its ability to withstand heavy loads, such as vehicles and trains, makes it an essential material in this field.Overall, the working principle of reinforced concrete, which combines steel bars and concrete, along with its applications in various fields, makes it a crucial material in the construction industry. Its strength, durability, and versatility have made it a preferred choice for many construction projects worldwide.钢管混凝土的工作原理是基于钢筋和混凝土的结合。
钢管混凝土在桥梁中的作用 土木工程专业
第一章前言钢管混凝土是在钢管内填充混凝土形成的组合材料。
钢管借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性﹑抗蚀性和耐久性。
混凝土则借助钢管壁的套箍作用,提高了混凝土的抗压强度和延性,将钢材和混凝土有机地结合起来。
在施工方面,钢管混凝土可以利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板,施工吊装重量轻,进度快,施工用钢量省。
由于在材料和施工方法上的优越性,将这种结构应用于以受压为主的拱桥是十分合理的。
由于钢管混凝土具有上述优点,钢管混凝土拱桥近年来发展较快,广泛应用于公路桥梁中,其中最大跨度已达420m。
本设计旨在充分借鉴公路混凝土拱桥的经验和传统的,探讨公路钢管混凝土拱桥在截面设计、构造细节处理和施工方法上的特点,同时研究在温度、徐变影响下内力的计算方法,以及在大偏心受压下钢管混凝土的承载能力计算问题。
本设计研究方案是跨度80.0m公路路钢管混凝土系杆拱桥,并编译了结合MIDAS、桥梁博士和清华大学结构力学求解器等程序计算并验算了桥梁结构各截面,具体设计步骤和有关示意图见后续文章。
后章的内力等值线直观图的识图说明:等值线图是将分析结果按等值线图表现。
等值线图的颜色与右侧图例数值相对应,所需截面的内力数值按照相应颜色在右侧图例查找读识。
第二章基本设计资料及技术指标2.1设计依据(1)本溪市建设局关于本溪市郊区跨河大桥的设计函(2)《本溪市沈本路道路岩土工程勘察报告》2.2工程地质条件与评价2.2.1 地形地貌桥址范围为河漫滩,地形较为平坦、开阔,地貌类型属于河流冲积地貌。
2.2.2 地基土的构成及工程特性经钻孔揭露,场地内地层较简单,根据土层的结构、构造、特征及力学性质分为5层,各岩土体主要物理力学性质指标及承载力取值详见《岩土工程勘察报告》。
2.2.3水文地质条件桥址范围内地下水流量中等,地下水类型以第四系松散层孔隙潜水为主,少量风化裂隙水。
主要含水层为圆砾层、圆砾层、圆砾层,含水量中等。
地下水主要受河道水位影响,地表水主要受大气降水、人工排泄的影响。
钢管混凝土综述
钢管混凝土综述引言钢管混凝土是一种结构材料,由钢管和混凝土组成。
该材料具有高强度、高刚度和耐久性,广泛应用于桥梁、大型建筑物和高层结构等领域。
本文将从钢管混凝土的原理、分类、应用和优缺点等方面进行综述。
原理钢管混凝土的原理是将钢管作为混凝土的模板,然后在模板中灌入混凝土,并使其固化硬化。
通过这种方式,钢管与混凝土相互配合,形成一个整体化的结构。
分类根据钢管与混凝土之间的关系,钢管混凝土可分为两种类型:1.钢管内配混凝土型:钢管作为混凝土的模板,填满混凝土后,形成一个整体的结构。
2.钢管外包混凝土型:钢管作为外部的包围,混凝土灌入其中,使其形成一个整体的结构。
应用桥梁钢管混凝土在桥梁中的应用非常广泛。
其具有高强度、高稳定性和耐腐败性等特点,可以用于建造各种桥梁,如悬索桥、钢拱桥和斜拉桥等。
建筑物钢管混凝土在建筑物中的应用也非常广泛。
其具有高强度、高稳定性和隔音防火的优点,可以用于建造各种建筑物,如高层建筑、工业厂房、仓库和停车场等。
其它领域此外,钢管混凝土也可以用于水利工程、地下工程和海洋工程等领域。
其具有耐腐败性、高强度和耐久性等特点,可以在恶劣的环境中长期使用。
优缺点优点1.高强度和高刚度:钢管混凝土具有很好的抗震和抗风性能。
2.耐久性:钢管混凝土具有耐腐败性和耐久性,可以长期使用。
3.环保节能:钢管混凝土使用的材料都可以循环利用,对环境污染较少。
4.施工方便:钢管混凝土的施工过程简单,不需要大量的工人和设备。
缺点1.成本较高:钢管混凝土的成本较高,需要大量的钢材和混凝土。
2.维护困难:钢管混凝土在使用过程中出现问题,维护不易,需要专业人士进行修复。
3.受限于结构大小:钢管混凝土受限于其结构大小,无法应用于一些大型结构。
钢管混凝土作为一种结构材料,具有高强度、高刚度、耐久性和环保节能等特点,广泛应用于桥梁、大型建筑物和高层结构等领域。
尽管其成本较高,但其优点仍然受到了广泛的认可和应用。
浅析钢管混凝土原理与发展状况
浅析钢管混凝土原理与发展状况钢管混凝土是一种由钢管和混凝土组成的复合材料,具有优异的力学性能和耐久性,被广泛应用于建筑、桥梁和其他土木工程领域。
本文将从钢管混凝土的原理和发展状况两个方面进行分析,旨在为读者提供对这一材料的深入了解。
一、钢管混凝土的原理1.1 概念钢管混凝土是一种由钢管和混凝土组成的复合材料,钢管起着外部约束和局部增强混凝土的作用,使混凝土构件具有更好的抗弯、抗剪和抗压性能。
1.2 原理钢管混凝土的原理是利用钢管的高强度和刚度来约束混凝土,在外部加载作用下,钢管承担一部分受力,从而提高了混凝土的承载能力。
由于钢管的阻碍作用,混凝土在受力时呈现出良好的变形性能,能够延缓构件的开裂和破坏,提高了整体的耐久性。
1.3 特点钢管混凝土具有受力性能良好、耐久性高、施工简便等特点。
其受力形式为受约束混凝土和钢管协同工作,受力性能比普通混凝土更优越;在不同环境下具有较高的耐腐蚀性和耐久性,能够适应不同工程的使用要求;施工过程中,无需复杂的模板和支撑,能够提高工程的施工效率。
2.1 发展历程钢管混凝土最早起源于美国,20世纪50年代开始被广泛研究和应用。
随着国际土木工程技术的不断发展,钢管混凝土逐渐成为一种备受青睐的工程材料。
目前,在世界上许多国家和地区,钢管混凝土已经成为一种常见的建筑结构形式。
2.2 应用领域钢管混凝土广泛应用于建筑、桥梁、隧道、地下工程等领域。
在建筑结构中,钢管混凝土常用于柱、梁、框架等构件的增强和加固;在桥梁工程中,钢管混凝土常用于桥梁墩、桥台和桥面板的构造;在隧道和地下工程中,钢管混凝土则常用于隧道衬砌、管廊和地下室的结构设计。
浅析钢管混凝土混合结构在桥梁工程中的应用
浅析钢管混凝土混合结构在桥梁工程中的应用摘要:在当前的工程领域中,组织结构和混合结构是研究和应用的重要课题之一。
组织结构往往是不小于两种材料,通过在构件层次上进行组合,形成具有全新特性和功能的结构,一般来说其包括钢-混凝土组合板、型钢混凝土等。
而混合结构主要是由各种材料的部件或结构构件进行相应的混合形成,换句话说,混合结构的原理就是在结构、结构体层次对结构构件或部件进行一定的组合。
关键词:钢管混凝土;混合结构;设计原理;桥梁工程1引言随着我国经济水平的快速发展,桥梁工程建设也得到了一定程度的提升。
由于我国国土面积辽阔,且很多城市都处于地震带,因此当前的工程建设对材料抗震属性给予了较高的重视,钢管混凝土作为混合高性能结构,抗震性能优势明显,在桥梁工程中具有广泛的运用前景。
2钢管混凝土混合结构的工作设计机理用作受压构件的钢管混凝土,由于钢管对混凝土的紧箍作用,使混凝土的抗压强度大大提高,而且还由脆性材料转变为塑性材料,基本性能发生质的变化。
同时薄壁钢管的承载力取决于薄壁的局部稳定,屈服强度得不到充分利用。
而钢管混凝土的内部存在混凝土,提高了薄壁管的局部稳定性,其屈服强度可以充分利用,两种材料充分发挥各自的优越性能,因而钢管混凝土混合结构得以广泛应用。
根据钢管混凝土混合技术的设计激励以及在实际工程中的使用情况进行研究,完成了中国工程建设标准化协会标准T/CECS625—2019《钢管再生混凝土结构技术规程》、中国工程建设标准化协会标准T/CECS663-2020《钢管混凝土加劲混合结构技术规程》等相关法律法规的制定工作,随着科学技术水平不断发展,钢管混凝土技术在桥梁建设过程中不断地完善。
通过对工程问题的分析和总结,将钢管混凝土这一新型技术持续改进,为技术的进一步发展奠定了较为坚实的科学理论基础。
而随着钢管混凝土混合结构的进一步推广和使用,高强钢材(屈服强度在460MPa以上)以及高强混凝土(等级大于C90)进行组合而形成的高强钢管混凝土在当今条件下的形成成为可能。
钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用
钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用摘要:钢管混凝土是--种轻质.高强的组合材料。
近年来在桥梁工程中的应用已越来越多,是一种有效而经济的结构形式。
钢管混凝土不仅已广泛用于拱式桥梁,在其他桥粱及桥粱的其他部位都已有应用。
文章着重介绍了钢管混凝土在桥墩.连续刚构桥,斜拉桥和拱桥上的应用实例,并建议尽快完善桥梁设计规范中的相关内容,以促进钢管混凝土在桥梁工程中的应用与发展。
关键词:钢管混凝土;应用;实例;桥梁工程1前言钢管混凝土是在圆形钢管内填入混凝土形成的一种轻质,高强的组合材料,是套箍混凝土的一种特殊形式。
其基本原理是借助圆形钢管对核心混凝土的套箍约束,使核心混凝土处于三向受压状态,从而具有更高的抗压强度和压缩变形能力。
钢管混凝土除具有强度高、重量轻,延性好,耐疲劳耐冲击等优越的力学性能外,还具有省工省料﹑架设轻便﹑施工快捷等优越的施工性能。
大量试验表明,钢管混凝土的工作性能比较接近于钢,而塑性和韧性还胜于钢。
钢管混凝土在桥梁中的应用是一种最有效,最经济的结构形式,因为:1)钢管对核心混凝土的套箍作用能有效地克服高强混凝土的脆性;2)钢管内无钢筋骨架,便于浇注;3)钢管外无混凝土保护层,能充分发挥高强混凝土的承载力。
钢管混凝土在桥梁工程中的应用越来越多,现简介如下。
2应用实例2.1桥墩日本秋田新干线某高架桥长约1km,其中 150m长路段为软土地带,采用填充土与水泥混合物的钢管桩并采用钢管混凝土桥墩。
对高架桥桥墩采用填充混凝土的钢管,具有如下优点:1)施工快捷;2)承载力大,抗震安全系数高;3)结构柔细,与风景协调。
其设计方法是将钢管截面积转换成钢筋截面积,并将它当作钢筋混凝土构件来计算。
施工步骤为:1)在钢管桩顶部安装锚固架作为承台;2)使用25t吊机将钢管混凝土桥墩的钢管插人锚固架中;3)在墩身与钢管桩钢管接头处填充无收缩水泥浆,并将它们完全固定;4)浇注承台与地下梁的钢筋混凝土;5)在墩身钢管中填充混凝土。
钢管混凝土的工作原理和设计应用
张 永 煜
( 头市 劳动 培 训 中 心 , 包 内蒙 古 包 头 041) 10 0
摘 要 : 述 了钢 管 混 凝 土 结 构 的 工 作 原 理 、 各 种 结 构 中的 应 用 、 算 方 法 , 对 钢 管 混 凝 土 的 优 阐 在 计 并 缺 点作 了 简要 分 析 。 关 键 词 : 管 混 凝 土 ; 作 原 理 ; 术 规 程 ; 件 设 计 钢 工 技 构 中图分类 号 : TU5 8. 7 2 5 1 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :0 7 6 2 ( 0 8 2 — 0 3 — 0 10 - 9 12 0 )4 16 3
件 的 关 系 , 环 向 应 力 增 加 的 同 时 纵 向 应 力 必 然 下 在 降 , 此 同 时 核 心 混 凝 土 却 由 于 侧 压 力 的 增 大 而 提 与 高 了承 载 力 。 圆 钢 管 混 凝 土 短 试 件 , 纵 向 轴 心 压 力 N 的 作 在 用 下 , 生 纵 向 压 应 变 e 。 由 此 将 引 起 钢 管 和 核 心 产 混 凝 土 的 环 向应 变 £ 和 £ 它 们 分 别 按 下 列 公 式 计 算 :1= e , = e , 中 e。 3 e 3 式 和 分 别 是 钢 材 和
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桥梁钢-混凝土组合结构设计原理
桥梁钢-混凝土组合结构是用钢结构和混凝土结构相结合的建筑结构,在桥梁建设中得到了广泛应用。
这种结构把钢结构的高强度、刚度和施工方便性和混凝土结构的耐久性、防火性和隔音隔热性结合起来,形成了一种新型的桥梁结构体系。
下面,我将详细阐述桥梁钢-混凝土组合结构设计原理。
一、钢桥面板上的钢筋混凝土板的使用
采用钢性能优异,刚性好的钢板,把其的上下表面分别用钢筋混凝土板进行封闭,使其构成钢筋混凝土组合钢板,这样钢-混凝土组合结构既继承了钢板的刚性好、不劣化,变形小的优点,又有了钢筋混凝土中的防火,防腐蚀,抗冲击等优点。
二、桥梁梁身钢-混凝土组合结构方案
梁身钢-混凝土组合结构采用了钢筋混凝土板固定在钢板上构成组合梁,将钢结构和混凝土结构结合紧密,钢板的强度和刚度大、重量轻,使得混凝土梁体和斜撑等部件受到的荷载减小,起到一种很好的支撑作用。
三、桥梁下部基础设计
桥梁下部基础承受桥梁自重和行车荷载,应采用钢筋混凝土或普通混凝土构造,并用波形钢截面做基础柱底端斜向牵拉成底部耳板用高强度螺栓固定在铸铁墩上,加强局部破坏的稳定性。
四、桥墩外形与基础独立设计
桥墩外形开放式设计,立面采用平整和倾斜相间的线条,美观大方,基础是混凝土斜桩式墩或钢球墩,直径较小,占地面积小,经济性较强。
采用钢-混凝土组合梁连梁桥和中连拉桥为桥型,使得桥面平整、成型美观,且便于施工,同时还能起到一定的防震效果。
桥梁钢-混凝土组合结构的优点是强度、刚度好,重量轻,施工方便,且具有良好的抗震性能和安全性。
同时,该结构还具有防火、耐腐蚀、服役年限长等优点。
这种设计原则为桥梁建设提供了新思路,未来还将有更广泛的应用。
钢管混凝土在桥梁工程中的应用与发展
钢管混凝土在桥梁工程中的应用与发展摘要:钢管混凝土具有承载力高、施工便捷、耐火性能强和经济效果好等优点,在土木工程中得到了广泛的应用。
在钢管中填入混凝土,通过内填混凝土增强管壁结构承载力,钢管起到对核心混凝土的束缚作用。
钢管混凝土将钢材和混凝土的优点相互结合,提高混凝土抗压强度的同时又克服了钢管易局部扭曲的缺点,大大提高承载力,弥补了两者的不足。
随着实验研究和理论的不断深入,钢管混凝土在高层、超高层和桥梁等结构中得到了广泛的应用。
本文结合典型工程实例,阐述钢管混凝土在桥梁中的应用情况。
关键词:钢管混凝土桥梁;应用;发展1 钢管混凝土在桥梁结构中的发展钢管混凝土结构最早应用于桥梁工程是1879年英国Seven的铁路桥。
当时在管中灌注混凝土,主要是防止内部锈蚀并承受压力。
之后,钢管混凝土主要应用在房屋建筑。
1930年在法国巴黎郊区用钢管混凝土建造过9m跨度的上承式拱桥。
1937年前苏联用钢管混凝土建造跨度101米的公路拱桥和跨度140米的铁路拱桥。
上世纪60年代前后,钢管混凝土结构的研究在前苏联、西欧、北美和日本等工业发达国家受到极大重视,开展了大量的试验研究,并在一些建筑工程如桥梁工程中加以应用。
我国从1959年开始研究钢管混凝土的基本性能和应用。
20世纪80年代后,研究工作进一步深入,通过大量的试验研究和理论分析,对构件的承载能力和变形性能及其影响因素进行了全面的研究,得到了实用的设计计算公式。
1990年建成了我国第一座钢管混凝土桥,从此以后,钢管混凝士桥在我国得到迅速的发展。
经过多年的实践研究,我国在桥梁工程上已经积累了丰富的经验,形成了完整的技术和理论体系。
2 钢管混凝土拱桥进入20世纪80年代后,钢管混凝士在桥梁工程中开始得到广泛的应用和研究,近二十年时间里,我国共修建了200多座钢管混凝土拱桥。
如1990年建成国内第一座钢管混凝土拱桥四川旺苍大桥,1995年建成跨径达200m的广东南海三山西大桥:1997年建成重庆万州长江大桥,净跨420m,2000年建成世界跨度最大的钢管混凝土拱桥——广州丫髻沙大桥。
钢-混凝土组合桥梁设计要点及应用
钢-混凝土组合桥梁设计要点及应用摘要:在桥梁工程建设中,钢-混凝土组合结构的应用十分广泛,其具有环保、节能等诸多优势,因此广受业界人士的好评。
文章首先对钢-混凝土组合结构的形式及特点进行介绍,然后论述钢-混凝土组合桥梁设计的要求,最后就钢-混凝土组合在连续梁桥设计中的应用进行详细分析论述,以供参考。
关键词:桥梁设计;市政工程;钢-混凝土组合前言:在现代桥梁的建设中混凝土材料和钢材料是使用最为广泛的两种建筑材料,但是这两种材料在力学性能以及物理性质上则是存在着很多的差异,可谓各具优劣。
因此就出现充分融合钢材料和混凝土材料双方优点的钢-混凝土组合结构,其合理的应用在桥梁工程中,可有效提升桥梁的抗拉、抗剪能力,同时又能提高桥梁的抗压能力。
本文即在此背景下,就钢-混凝土组合在桥梁设计中的要点和应用进行详细的分析论述,以下为详细研究内容。
1 钢-混凝土组合的形式及特点1.1钢-混凝土组合结构的形式纵观人类的桥梁结构经历了木质结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构、以及钢-混凝土结构的趋势,钢-混凝土组合结构本质上是利用钢材料和混凝土材料的抗剪力横向结合,而形成的连接构件[1]。
目前在世界范围内应用较为广泛的钢-混凝土组合结构主要有钢筋混凝土结构、压型钢混凝土复合钢板、核心筒复合梁、钢管混凝土结构、钢和混凝土组合柱几种形式。
1.2钢-混凝土组合结构的特点对于单一材料的钢结构桥梁而言,其在抗拉、抗压以及抗弯的性能上非常好使,使用寿命也比较长,但是钢结构桥梁对于压屈、噪音、疲劳以及振动等弊端一直以来都没有找到一个有效的解决方法,同时高成本和易锈蚀的问题也一直难以解决。
对于单一材料的混凝土结构桥梁而言,其可采用现场浇筑或是预制拼装的方式,成本较低,但是裂缝问题一直难以避免,在温差较大的地区还容易受到冻融循环影响。
钢-混凝土组合结构其较之传统的单一材料的结构形式特点较为显著,在相同的承力作用下,钢-混凝土组合结构的材料性能往往可以更好的发挥出来,具体有以下几个特点:钢材用量少[2],较之传统的钢结构桥梁,钢-混凝土组合结构桥梁在非复合梁的情况下,其钢材用量可以减少15-20%作用;稳定性高,在钢-混凝土组合结构桥梁中,钢梁的翼缘宽度会对钢-混凝土的稳定性起到影响,因此当翼缘宽度合理增大时,相应的桥梁温度行也会更高。
钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用蓝庆忠
钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用蓝庆忠发布时间:2021-06-16T11:14:57.337Z 来源:《建筑科技》2021年3月下作者:蓝庆忠[导读] 伴随着我国的社会建设和城市化进程的不断扩大,桥梁工程的建设数量也在不断增加,其质量也相应提出了更高的要求。
RC混合结构是目前国内在强震区进行桥梁设计时的一种优选结构,其构件主要为钢管混凝土和钢或混凝土,经优化混合后,具有较高的性能。
身份证号码:4527311983041****7 蓝庆忠摘要:伴随着我国的社会建设和城市化进程的不断扩大,桥梁工程的建设数量也在不断增加,其质量也相应提出了更高的要求。
RC混合结构是目前国内在强震区进行桥梁设计时的一种优选结构,其构件主要为钢管混凝土和钢或混凝土,经优化混合后,具有较高的性能。
本文以此为基础,对其中极具代表性的两种钢管混凝土混合结构的设计原理及其在使用过程中所涉及的工作机理进行简要的论述,并结合其在桥梁工程中的应用从实际出发,进行相关的阐述。
关键词:钢筋混凝土;混合结构设计原理;桥梁工程应用前言:由于时代的发展,对组合结构和混合结构的研究已成为目前结构工程界研究的热点。
在一般情况下,组合结构是指两种或多种不同的工程材料在构件层次上完成组合后形成的结构;而混合结构则是由不同材料构成的结构构件和部件在结构和结构体系层次上的组合。
下面以桁架式钢管混凝土结构和钢管混凝土加劲混合结构为例,分析它们在桥梁工程中的具体应用。
1.结构组成的概述近几年我国不断加大对深山峡谷桥梁的建设力度,一些地区的地形条件不断地给相关设计和施工人员带来很大的困难,大跨度、高耸、重载等现象对施工人员来说早已见怪不怪。
然而,以我国具有较强代表性的四川省为例,在震区(抗震设防烈度7度及以上)所建桥梁结构中,无论跨径还是墩身高度,都存在一定的设计难度,而且在施工过程中相关材料的运输及设防烈度的建造都是一大难题,对有关负责人和施工人员提出了挑战。
钢管混凝土结构的设计原理与应用
钢管混凝土结构的设计原理与应用一、引言钢管混凝土结构作为一种新型的结构系统,具有较高的抗震性、抗风性,广泛应用于高层建筑、桥梁、堤坝等领域。
本文将从设计原理、应用及注意事项等方面详细介绍钢管混凝土结构的设计。
二、设计原理1. 结构形式钢管混凝土结构是由钢管和混凝土构成的双重材料结构体系。
其基本形式有四种:钢管混凝土柱、钢管混凝土梁、钢管混凝土框架和钢管混凝土墙。
2. 材料选用(1)钢管:一般选用圆形钢管,其直径一般在200mm以上。
(2)混凝土:混凝土的等级应根据结构设计要求而定,一般选用砼标号为C30以上的混凝土。
3. 设计方法(1)结构计算应按照《建筑结构设计规范》(GB 50010-2010)中的规定进行。
(2)按照构件的受力特点,采用双向作用的设计原则。
(3)在设计中应充分考虑钢管与混凝土之间的协同作用,保证整个结构的强度和稳定性。
(4)在设计中应注意斜向荷载的作用,采用适当的斜向加强措施,保证结构的抗震性能。
三、应用1. 高层建筑钢管混凝土结构适用于高层建筑的框架结构和核心筒结构,其优点是抗震性能好、刚度大、施工简便、周期短。
目前,已有不少高层建筑采用钢管混凝土结构,如上海环球金融中心、深圳平安金融中心等。
2. 桥梁钢管混凝土结构适用于大跨度桥梁的主梁、斜拉索和桥塔等部位。
其优点是重量轻、强度高、施工方便、耐久性好。
目前,已有不少大跨度桥梁采用钢管混凝土结构,如南京长江大桥、厦门海沧大桥等。
3. 堤坝钢管混凝土结构适用于水利工程的大坝、闸门、水箱等部位。
其优点是抗震性能好、耐久性好、施工方便、维护成本低。
目前,已有不少水利工程采用钢管混凝土结构,如三峡大坝、黄河大坝等。
四、注意事项1. 计算准确在进行钢管混凝土结构设计时,应根据具体的结构要求和受力特点进行计算,保证计算结果的准确性。
2. 施工管理在施工过程中,应严格按照设计要求进行施工,保证结构的质量和安全性。
3. 维护保养在使用过程中,应定期进行维护保养,及时修缮,保证结构的长期稳定性和安全性。
利用混凝土与钢材融合的桥梁设计研究
利用混凝土与钢材融合的桥梁设计研究混凝土与钢材的融合在桥梁设计中具有重要的意义。
这种结合使得桥梁能够同时具备混凝土和钢材的优点,提高了桥梁的整体性能和耐久性。
本文将对利用混凝土与钢材融合的桥梁设计进行研究,并探讨其优势和应用。
1. 背景介绍混凝土和钢材是桥梁建设中最常用的材料。
混凝土具有较好的抗压性能和耐久性,而钢材则具有较好的抗拉性能和韧性。
将混凝土与钢材融合在一起,可以充分发挥两者的优点,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
2. 混凝土与钢材融合的桥梁设计方法混凝土与钢材融合的桥梁设计方法主要包括两部分:混凝土梁和钢桁梁。
2.1 混凝土梁设计混凝土梁通常采用钢筋混凝土(RC)结构。
在设计中,首先确定桥梁的几何形状和跨度,然后计算出各个部位的受力情况,进而进行截面设计和钢筋布置。
混凝土梁的设计要考虑到桥梁的受力性能和耐久性,以确保桥梁在使用寿命内不会发生严重的损坏。
2.2 钢桁梁设计钢桁梁通常用于大跨度桥梁和高速公路桥梁等工程。
钢桁梁设计考虑到了桥梁的整体刚度和承载能力,同时要满足美观和经济的要求。
钢桁梁的设计方法有很多,常见的方法包括桁架分析法、刚架分析法和有限元分析法等。
3. 混凝土与钢材融合的桥梁设计的优势3.1 承载能力强混凝土与钢材的融合使得桥梁具备了较好的抗压性能和抗拉性能,承载能力显著提高。
这对于大跨度桥梁和高速公路桥梁等需要承受较大荷载的结构非常重要。
3.2 抗震性能好混凝土梁的抗压性能和钢桁梁的抗拉性能相结合,使得混凝土与钢材融合的桥梁具备较好的抗震性能。
在发生地震等自然灾害时,这种桥梁可以有效减少结构破坏,提高人员和车辆的安全性。
3.3 耐久性强混凝土与钢材的融合使得桥梁具有较好的耐久性。
钢材可以抵抗腐蚀和氧化,而混凝土可以保护钢材免受水分和化学物质侵蚀。
这样的设计可以延长桥梁的使用寿命,减少维护和修复的成本。
4. 混凝土与钢材融合的桥梁设计的应用4.1 高速公路桥梁高速公路桥梁是交通运输中的重要组成部分,通常需要承受大量车辆的荷载。
钢管混凝土结构理论与实践
钢管混凝土结构理论与实践随着建筑行业的不断发展,各种新型建筑材料和结构形式不断涌现。
钢管混凝土结构作为一种具有较高承载力和优良变形性能的结构形式,在国内外得到了广泛的应用。
本文将介绍钢管混凝土结构的理论和实践方面的相关知识。
钢管混凝土结构是由钢管和混凝土两种材料组合而成的复合结构。
其中,钢管起着约束混凝土的作用,使其在承受压力时能够提高承载力并减小变形;而混凝土则填充钢管,形成共同承受力的整体。
以下是对钢管混凝土结构的基本原理的分析:(1)强度原则:根据结构的重要性、使用要求和具体的施工条件,选择合适的强度等级和壁厚,以保证结构的安全性和稳定性。
(2)刚度原则:在满足强度要求的前提下,尽量提高结构的刚度,以减小变形和裂缝的产生。
(3)稳定性原则:保证结构的整体稳定性和局部稳定性,防止失稳和屈曲现象的发生。
钢管混凝土结构的承载力主要由钢管和混凝土两种材料的共同作用来决定。
在计算过程中,需要考虑以下因素:(3)钢管与混凝土之间的粘结强度和摩擦力。
通过合理的计算分析和实验验证,可以得出钢管混凝土结构的承载力计算公式,用于指导结构设计。
在钢管混凝土结构中,由于材料特性和施工工艺等因素的影响,容易产生变形和裂缝问题。
为避免或减少这些问题的出现,需要采取以下措施:(1)合理选择材料:选用高强度等级的钢材和混凝土,以提高整个结构的承载能力和抗变形能力。
(2)优化结构设计:通过调整结构形式和构件尺寸,改善结构的受力性能,降低变形和裂缝的风险。
(3)控制施工过程:采用合理的施工方法和工艺,保证混凝土的浇注质量,避免出现施工缺陷和裂缝。
钢管混凝土结构在实践中得到了广泛的应用,以下介绍几个典型的应用领域:钢管混凝土结构在桥梁工程中具有广泛的应用前景,尤其是对于大跨度、重载桥梁的设计与施工。
例如,上海卢浦大桥主桥采用了钢管混凝土拱桥结构,具有自重轻、施工方便、景观效果好等优点。
同时,钢管混凝土结构在桥梁支座、桥墩等部位也有着广泛的应用。
钢-混凝土组合结构在桥梁工程中的应用
论文THESIS118 China Highway钢-混凝土组合结构作为节能、环保、生态型材料,广受业界人士青睐。
该结构充分了发挥钢和混凝土两种材料优点,是一种复合结构,结构形式更为合理,受力性能更加优异。
形式及特点钢-混凝土组合的结构形式之前的桥梁结构,经过了木质结构、砌体结构、钢结构以及钢筋混凝土结构的发展,其钢-混凝土组合结构是横向地结合混凝土以及钢筋在抗剪力的作用下,进行连接的构件。
在我国,主要有以下几类:压型钢混凝土复合钢板、钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构、核心筒复合梁、钢和混凝土组合柱等。
其中,钢和混凝土组合柱最初在20世纪80年代的高速公路桥墩最先使用。
组合柱优于其他地震结构,其延性、抗震以及强度都有无可比拟的优势。
在桥梁施工中,钢管混凝土柱得到更广泛的使用,使桥梁的抗震能力得到提高,刚性和强度也得到增强。
钢-混凝土组合结构的特点在承力相同的情况下,材料可以更好地发挥其性能。
钢材用量得以减少,非复合梁中,可节约15%至20%的钢材用量。
同样的条件下,在加强混凝土对钢梁的刚度时,可以认为钢结构形式法兰高度比非组合梁高30%,对地基的承载力减少。
钢筋混凝土稳定性会受到钢梁的翼缘宽度的影响,当翼缘宽度加大时,其更加稳定。
横向组合模式不仅可以提高钢梁的整体刚度,还可以提高其稳定性。
当刚度和稳定性得到改善时,钢梁的整体疲劳强度就得以降低。
此外,组合模式和钢桥或混凝土桥相比,还具有低噪音,重量轻,建造时间短,安装更方便的优点。
具体应用钢-混凝土组合结构出现于20世纪初,但是我国的钢-混凝土组合结构的研究开展得比较晚,而且推广应用较为缓慢,直到20世纪50年代才开始研究并应用于工程当中。
钢混组合结构对经济发展起到一定的促进作用,人们越来越重视其在高层建筑中的应用。
槽型钢-混凝土组桥梁槽型钢-混凝土组桥梁的运用有两种方式:一是加工、处理“U”形钢,包括钢梁现场浇注后的安装和浇筑钢梁,通过剪切,钢筋会和混凝土成为一个整体,钢筋和混凝土的性能得到充分发挥,优化了桥梁建设的硬件,使其实际性能得到最大限度优化;二是在受拉区,放一个钢结构和混凝土凹槽的外化复合结构,以下翼缘作为纵梁,使用时,混凝土出现缝隙的频率就会降低,减轻了对桥梁的外部影响,不仅增加了桥梁的承载条件,也减少了加固材料的数量。
钢-混凝土混合梁桥在市政工程中的运用
钢-混凝土混合梁桥在市政工程中的运用摘要: 混合梁是钢梁与混凝土梁在梁体纵向通过连接件、承压板、预应力筋等结合在一起而形成的结构。
通过对两种材料的合理利用,桥梁的受力性能、跨越能力、经济性能等方面得到很大改善,在市政桥梁建设中能够发挥出较大的优势,将得到越来越多的重视。
混合梁接合部设计是该梁型的最为关键技术问题之一,为此介绍了接合部的设计重难点问题及新发展。
关键字:混合梁;结合部;设计方法;运用前景;市政桥梁一、混合梁简介市政工程桥梁从建筑材料分类来看,最常见的就是砼桥和钢桥,而组合结构桥梁是有别于砼桥和钢桥的第三类桥梁结构,它是钢材与混凝土两种主要建筑材料通过摩擦力、粘结力、机械咬合或连接件连接成一体共同受力、共同承担作用力的一种桥梁结构。
较为常见的组合结构桥梁从结构形式上来划分,主要有以下几类:组合钢板梁桥、组合钢桁梁桥、组合钢箱梁桥、波形钢腹板组合梁桥、钢桁腹杆组合梁桥、混合梁桥等。
混合梁是组合结构桥梁之一,是钢梁与混凝土梁在梁体纵向通过连接件、承压板、预应力筋或锚杆等结合在一起而形成的结构。
通过对钢材和混凝土两种材料的合理利用,桥梁的受力性能、跨越能力、经济性能等方面得到很大改善,在桥梁建设中将得到越来越多的重视。
特别是在市政桥梁建设中能够发挥出较大的优势。
二、混合梁设计重难点分析钢一混凝土结合部是混合梁的刚度突变点,容易形成结构体系的弱点,是混合梁设计成败的关键,是有待深入研究的重难点技术问题之一。
(1)钢一混凝土结合部构造形式的设计混合梁的钢一混凝土结合部分为有格室与无格室两种构造形式。
有格室的构造形式依据承压板的位置有前承压板、后承压板及其前后承压板三种方式,承压板上一般配置焊钉等各种连接件与混凝土连接。
无格室结合的构造形式依据承压板的位置有后承压板、底板与后承压板的组合等方式。
根据收集统计的资料,在全世界范围内已建或在建的混合梁共有117座,目前已成功应用于斜拉桥、梁桥、自锚式悬索桥、拱桥的主梁及悬索斜拉协作体系中。
桥梁钢—混凝土组合结构设计原理(第二版,)2017
桥梁钢—混凝土组合结构设计原理(第二版),2017一、绪论1.1 组合结构的概念桥梁钢—混凝土组合结构是一种由钢结构和混凝土结构组合而成的结构,在桥梁工程中具有广泛的应用。
1.2 发展历史组合结构在桥梁工程中的应用可以追溯至19世纪,随着材料科学和结构设计理论的不断发展,组合结构的设计原理也得到了不断完善。
二、桥梁钢—混凝土组合结构的优势2.1 结构性能优越钢和混凝土两种材料各自具有不同的优势,组合结构能够充分发挥两种材料的性能,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
2.2 施工便利钢—混凝土组合结构能够充分利用工厂化生产的优势,实现模块化设计和快速施工。
三、桥梁钢—混凝土组合结构设计原理3.1 结构设计原则组合结构的设计原则包括梁板结构设计、腹板设计、节点设计等方面,需要考虑材料的组合、连接和受力性能。
3.2 荷载分析在进行组合结构设计时,需要对荷载情况进行详细的分析,包括静载荷、动载荷以及风荷载等。
四、桥梁钢—混凝土组合结构设计方法4.1 构件设计桥梁钢—混凝土组合结构的设计需要对构件进行合理的设计,包括梁板、腹板、拉杆等构件的设计。
4.2 连接设计钢—混凝土组合结构的连接设计是关键,需要考虑连接的刚度、强度和耐久性,以确保整个结构的稳定性和安全性。
五、桥梁钢—混凝土组合结构的应用5.1 欧洲经典案例欧洲地区有许多著名的桥梁钢—混凝土组合结构案例,例如米兰大桥、巴黎埃菲尔铁塔等。
5.2 我国发展现状近年来,随着我国桥梁建设的快速发展,桥梁钢—混凝土组合结构在我国也得到了广泛应用,例如深圳湾大桥、杭州湾大桥等。
六、桥梁钢—混凝土组合结构的未来发展随着材料科学和工程技术的不断进步,桥梁钢—混凝土组合结构在未来将会有更广阔的发展前景,可以结合新材料和新技术,实现轻质化、高强度化和耐久性的提升。
七、结论桥梁钢—混凝土组合结构作为一种高效、节能、环保的结构形式,在桥梁工程中具有重要的应用价值。
相信随着工程技术的不断进步和设计理论的不断完善,将会有更多具有创新性的桥梁钢—混凝土组合结构问世,为桥梁工程的发展贡献更多力量。
探讨钢管混凝土拱桥在路桥工程的应用
探讨钢管混凝土拱桥在路桥工程的应用1钢管混凝土拱桥的优势在公路桥梁工程中,钢管混凝土作为一项新型材料组合形式及施工手段得到有效应用。
从施工工艺进行分析有以下几方面优势存在:对钢板材的加工提供便利,容易对最后成型钢管拱进度实施控制。
钢管的存在能够对混凝土受压后的横向变形实施有效的控制,促使核心混凝土处于三向受力的效果,从而发挥环箍的作用,即全方位实施箍筋应用。
使得混凝土的承载能力得到有效提升。
在对钢管混凝土进行浇筑时,不仅发挥劲性支架的作用,而且作为混凝土模板,为灌注提供条件,便于混凝土泵送施工。
与型钢相比,钢管自身有较大的刚度存在,在施工过程中容易有结构的刚性骨架产生。
应先对钢管实施安装,后对混凝土进行浇筑。
对支架实施简化,将模板的装、拆模板以及钢筋绑扎工序等都省去,有效地缩短了工程的施工周期,缩小了用地范围。
所以,在实际情况下,钢管混凝土拱桥被划分为刚性无模板施工的拱桥类型。
2钢管混凝土拱桥的施工方法及工艺2.1施工方法由于钢管混凝土拱桥的施工属于劲性骨架方法,因此有多种不为相同的施工方法存在,与不同的拱桥结构类型、跨度、现场施工条件以及施工设备相比,对不同的施工方法进行选择。
2.1.1支架施工法。
传统的钢管混凝土拱桥运用较多的施工方法则是支架施工法,在桥跨位置设置支架,并在支架上对拱肋拼装或主拱圈的浇筑进行操作。
因此在施工过程中,整个拱桥都处于无应力状态。
该方法运用了简单的施工机械,且施工技术也相对简便,但对于跨江跨河及高山深谷的桥梁来说,若运用支架施工方法,则会进一步提升施工及临时设备的投入力度。
因此,无论是施工还是工程经济,都无法在大拱桥中相适应。
2.1.2缆索吊装法。
在20世纪70年代,桥梁悬臂施工法的应用为钢管混凝土拱桥的施工提供实践依据及理论条件,悬索桥以柱缆作为承重体系对加劲梁及桥梁体系的架设方法为施工操作提供参考,拱桥的缆索吊装法则是在缆索桥的施工理念上产生的。
通过相关资料表明,该方法的运用能够促使拱桥形成较大水平推力,使基础的要求得到提升,因此在良好地质的峡谷中得到有效应用,但在持续增大的跨径中,也存在较大难度。
钢-混组合结构在各种桥梁应用分析
钢-混组合结构在各种桥梁应用分析引言最近的二十余年,全球发生了许多次大地震,造成了非常惨重的生命财产损失,地震灾害的共同特点是:由于桥梁工程遭到严重破坏,切断了震区交通生命线,造成救灾工作的巨大困难,使次生灾害加重,导致了巨大的经济损失。
据统计,在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中,以热轧H型钢为主的钢结构建筑受害程度最小,因此若用于设计桥梁上部结构弹塑性减震限位阻尼器,具有很大的潜力和广阔的应用前景。
一、钢-混组合结构梁桥优势钢-混凝土组合梁,通过较为简单的处理方式综合了混凝土梁和钢梁的优势。
组合梁保留受压区的混凝土翼板,受拉区则只配置钢梁,二者之间通过抗剪连接件组合成整体。
这样,既不会产生混凝土受拉开裂的问题,也不会因钢梁受压侧刚度较弱而发生失稳,同时还具备较高的刚度和较轻的自重。
钢-混凝土结合梁桥在中等跨度(20~90m)桥梁中已在世界各地广泛应用。
它的主要优点是:组合结构桥梁可以充分合理地发挥钢与混凝土两种材料的各自优势,可以最大程度地实现工厂化制造,减少现场操作,场地清洁较有保证,钢材部分可回收利用,有利于环保、节能,且具有整体受力的经济性与工程质量的可靠性。
与钢桥相比有:节省钢材;降低建筑高度;减少冲击,耐疲劳;减少钢梁腐蚀;减少噪音;维修养护工作量较少等。
与混凝土桥相比有:重量较轻;制造安装较为容易;施工速度快、工期短等。
二、钢-混组合结构在各种桥梁中的应用钢混组合结构桥梁种类繁多,但总的来说可以分为两类:第一类是在同一截面内采用钢与混凝土两种材料,通过剪力连接件来实现钢与混凝土的共同作用,称为组合梁,也有学者称之为结合梁:另一类是在桥梁的各个部位分别采用混凝土梁、钢梁以及组合梁的两种或三种形式,通过结合段来连接不同材料的部位,一般称之为混合梁。
具体到各种桥型,则可以大致分为以下几种:1、组合钢板梁桥。
通过连接件把工字形钢板梁与混凝土桥面板组合起来,使钢板梁的抗弯刚度大幅度提高,从而能减小梁高,增大跨径。
浅议钢管混凝土结构在建筑工程中的应用
浅议钢管混凝土结构在建筑工程中的应用摘要:本文介绍了钢管混凝土结构的优势,对钢管混凝土结构的研究状况进行了分析,并阐述了钢管混凝土结构在几种建筑工程中的具体应用。
关键词:钢管混凝土;结构;工程应用前言钢管混凝土是一种新型的建筑结构,这种结构主要利用钢管和混凝土两种材料,将混凝土注到钢管中使钢管对混凝土形成制约作用,从而利用两种不同材料各自的优点将两种材料混合的优点发挥到最大化。
两者互相挤压的强大受力作用以及钢管对混凝土的约束,使得混凝土一直处于高度复杂的应力状态下,由此极大程度上优化了混凝土原本的性能,大大加强了其可塑性和承压能力。
1钢管混凝土结构的优点1.1具有较高的承载力与延性对于建筑工程中钢管混凝土柱,钢管可约束内部混凝土,使混凝土保持三向受压状态,混凝土抗压强度得以提高。
钢管混凝土柱和混凝土柱及钢管柱相比,前者在承载力方面有着后者无法比拟的巨大优势,其值远远高于二者之和。
钢管与混凝土二者的相互作用,可改变钢管中混凝土破坏性质,由塑性破坏将脆性破坏替代,由此可见,这对于构件延性性能的改善有着积极的促进作用,其耗能水平得以提高。
1.2缩短工期且施工便利施工中,钢管混凝土结构中的钢管能发挥劲性骨架作用,混凝土浇筑、混凝土捣实更为方便;在施工过程中,模板这一环节在钢管混凝土中也被省去,不仅能够使材料与人工费用得以节约,同时相关施工时间也得到有效控制,使工期得以大大缩短。
1.3钢管的抗火性与防火性增强对于钢管混凝土而言,由于将混凝土添加到了钢管内部,使得其抗火性得以增强,大量的热能可以被吸收,当火灾发生后,不均匀的管柱截面温度场分布,使柱子的耐火性更强,但凡钢柱屈服,大部分轴向荷载可由混凝土承受,结构倒塌情况就可以得到控制。
除此以外,钢管混凝土结构还有很强的耐火性,其原因就在于钢梁会把热量由顶部翼缘传递给混凝土,使钢梁温度不断下降。
研究可知,和钢柱相比,达到一级3h耐火要求材料,可节省大约50%的防火涂料,其节约涂料的量与钢管直径成正比例关系。
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钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用
摘要:简要介绍钢管混凝土的发展史和特点,详细阐述了钢管混凝土在实际工程
中的应用。
关键词:钢管混凝土;小高层住宅;工程应用
引言
钢管混凝土结构在建设工程中的应用已有百年历史,由于受各种条件的限制,尤其是钢管内浇筑混凝土的施工工艺不够完善,现场的施工操作显得较为繁琐。
钢管混凝土结构的优势长期未得到应有的发挥,直到20世纪80年代开始,随着
我国高强混凝土材料的出现和泵送混凝土工艺的发展,现场钢管内混凝土的浇灌
施工难度得以简化,现代钢管混凝土结构才得以快速发展。
我国近10多年来,
先后颁布了几本有关钢管混凝土设计和施工方面的规程,如:中国工程建设标准化
协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28:90)、中华人民共和国电力
行业标准DL/T5085-1999、国家建筑材料工业局标准JCJ01-89,还有GJB4142-2000、DBJ13-51-2003、DB29-57-2003等,这些标准规程的制定势必为我国钢管混凝土的
发展起到理论指导作用,使钢管混凝土在我国得以推广应用提供技术保证。
1钢管混凝土的特点
钢管混凝土即将普通混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构。
钢管混凝:上可借助圆形钢管对核心混凝土的套箍约束作用,使核心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压缩变形能力,同时钢管借助
内填混凝土的支撑作用,增强管壁的稳定性,改变空钢管的受力,尽而提高其承
载能力。
1.1承载力高、塑性好、抗震性能优越
钢管混凝土对其中混凝土的套箍约束作用,使混凝土处于三向受压状态,混
凝土纵向开裂得到延缓,而混凝土可以延缓或避免薄壁钢管的局部屈曲,两种材料
相互作用,取长补短,研究试验表明,钢管混凝土的承载力高于钢管和核心混凝土
的单独承载力之和。
由于钢管混凝土中钢管和核心混凝土同时工作,相互约束,
在破坏时,发生较大塑性变形,还有这种结构各个方向抵抗力相当,在地震荷载
和冲击力荷载作用下,具有良好的延性和韧性,故抗震性能好。
1.2经济效果好
与钢筋混凝土结构相比,钢管混凝土结构钢管本身就是优良的模板,耐侧压,
表面圆滑,可省去钢筋绑扎,支模,拆模的工和料,并可采用先进的泵送工艺施工,钢管可充当纵向钢筋和横向箍筋,钢管构件通常构造简单,焊缝少,易于制作,远比制作钢筋骨架和普通钢构件省工省料。
在吊装运输过程中,由于构件自
重小,可以大幅降低运输和吊装成本,钢管本身又是劲性承重骨架,在施工阶段
它可起到劲性骨架的作用,焊接,安装量大大减少,简化安装难度,可以先安装
后浇注混凝土,施工不受季节限制。
大量工程实际和试验证明,采用钢管混凝土
结构,比自重相近和承载力相同的普通钢结构,可节约用钢50%;和普通钢筋混凝
土结构相比,在用钢量相近和承载力相同的条件下,断面可减少1/2,自重相应
减少1/2,基础造价降低,使用面积得以增大。
1.3防火性和耐腐蚀性好
在火灾中,由于核心混凝土可吸收钢管传来的热量,从而使钢管的温度场变
得不均匀,升温滞后,钢管屈服后,核心混凝土可以承担轴向压力,同时钢管也
可保护核心混凝土不发生崩裂现象,这样钢管和核心混凝土之间相互协作,互相
帮助,耐火性能大幅提高。
由于钢管内充满混凝土,使钢管的外露面积减少,使
得防腐费用相对降低,耐腐蚀性能优于钢结构。
2钢管混凝土结构在小高层结构住宅中的应用
2001年,山东莱钢建设有限公司建成了山东省钢结构节能住宅示范试点工程
莱钢樱花园1号楼,该住宅楼共13层,总面积12000m,地下一层设车库,部分为商场,层高3.9m,地上12层住宅,建筑面积10369m,层高均为2.9m,建筑总高
度34.8m。
采用钢管混凝土框架现浇混凝土剪力墙结构,钢管外直径为
300mm,Q345钢,内灌C45混凝土,梁采用Q345H型钢。
随后在2002年至今,山东
莱钢建设有限公司又先后建成结构形式类似的济南艾菲尔花园、青岛华阳慧谷、
即墨德馨园、济南黄金时代,济南伟东新都、淄博菜钢结构有限公司职工住宅楼
工程等系列工程。
下面就淄博莱钢钢结构有限公司职工住宅楼工程作一下详细介绍:本工程结构形式为钢框架混凝土剪力墙结构,现浇混凝土楼板,钢柱为
Q345φ300X8钢管混凝土,梁为Q345热轧H型钢梁,建筑分类为二级,地下为
一级,地下室防水等级为一级。
使用年限为50年,建筑面积7357.14m,其中地上
面积6687.05m,地下部分为670.99.m',地下为储藏室,地上为住宅共三个单元,层
数为10层,层高为2.9m,建筑总高度34.2m。
2.1钢柱对接
钢柱对接应制定严格的施工方案,对接后保持管肢的平直。
本工程钢柱采用
空中对接,上下柱分别有3对成120度的对接耳板,上下耳板通过3条丝钢连接,吊装就位后利用丝杠钢节钢柱的标高、垂直度。
接着进行焊接,焊接时采用分段
反向顺序,分段施焊应保持对称。
肢管对接间隙放大2.0mm,以抵消焊接收缩变形。
为确保连接处的焊接质量,在管内接缝处设置附加衬管,其宽度为20m,厚
度为3m,与管内壁保持0.5m的膨胀间隙,以确保焊缝根部的质量。
2.2混凝土浇注
本工程采用C40无收缩免振捣自流平混凝土,水灰比为0.40,粗骨料粒径采用
5-20mm,塌落度不小于15cm,经过多次实验试配得出满足工程要求的混凝土配合比,水泥:砂:石;水:粉煤灰:微膨胀剂(UEA-D):减水剂(LB-
D)=1:1.87:2.04:0.40:0.14:0.12:0.03。
施时采用立式高位抛落无振捣法施工,利用混凝:土从高位顺钢管下落时产生的动能达到振实混;凝土的目的,抛落高度不小于4m,抛落高度不足4m的区段,采用内部振捣器振实。
浇注混凝土前,先在底部填筑
一层50-100m厚水泥沙浆,然后再浇注混凝土。
钢管内的混凝土浇注工作连续进行,必须间断时,间歇时间控制在混凝土的终凝时间内。
当混凝土浇管到钢管顶
端时,让混凝土稍微溢出。
管内混凝土的浇注质量,经敲击钢管和钻芯取样作试验,全部达到设计要求。
通过对钢管混凝土结构的初步研究和实际工程中的应用,
得出以下结论:a.施工速度快,工厂化制作,由于工期比相应砖混结构和钢筋混凝
土结构缩短1/2,因此可降低综合造价3-5%,加快资金周转,提高资金的收益;b.建
筑总重轻,比相应砖混结构和钢筋混凝土结构轻1/3-1/2,用钢量少,可降低基础的造价;c.环保效果好,施工时大大减少了砂、石、灰的用量,减少了对不可再生
资源的破坏。
现场湿法施工大量减少,施工环境好。
当建筑服务期满需拆除时,
钢材可全部回收利用,将大大减少灰色建筑垃圾;d.建筑物抗震,抗风性能好,大
大提高了住宅的安全可靠性,尤其在遭到罕遇地震的情况下,能够避免建筑物的
倒塌性破坏;e.户内使用空间大,比相应砖混结构和钢筋混凝土结构提高3%-6%;
3结束语
总之,管混凝土结构相配套的新材料、新技术、工艺、规程,以及国家政策
的不断完善,钢管混凝结构的优势会越来越明显,钢管混凝土结构必然有广阔的发展前景。
参考文献
[1]韩林海,杨有福,现代钢管混凝土结构技术,中国建筑工业出版社,2004
[2]建筑施工手册(第三版),中国建筑工业出版社,1999
[3]蔡绍怀,现代钢管混凝土结构,人民交通出版社,2003。