钢管混凝土组合结构PPT235页
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钢混组合结构第6章 型钢混凝土柱幻灯片PPT
板
?钢骨混凝土构造设计规程?YB9082-97
?钢骨混凝土Байду номын сангаас造设计规程?YB 9082-2006
柱
?钢－混凝土组合构造楼盖设计与施工规程?YB9238-92
?钢－混凝土组合构造设计标准?DL/T5085-1999
?钢管混凝土构造设计与施工规程?CECS28：90 —圆
?矩形钢管混凝土构造设计与施工规程?CECS159：2004 —方
6.4.1．试验研究分析 1. 受拉破坏〔大偏心受压破坏〕
偏心距较大时，荷载作用下拉区裂缝不断增宽、变长，受拉钢筋 与型钢的受拉翼缘相继屈服；此时，受压边缘混凝土尚未到达极限 压应变，荷载可继续增加，一直加荷到受压区混凝土到达极限压应 变，且逐渐压碎剥落时，柱子宣告破坏。
在破坏时，受压区的受压钢筋与型钢受压的翼缘一般均能到达屈 服强度。型钢的腹板，不管受压还是受拉，一般都是局部屈服，局 部没有屈服。
2. 受压破坏〔小偏心受压破坏〕
度等级不宜超过C60、C70、C80。 6.2.5．截面形状和尺寸
1. 设防烈度为8度或9度的框架柱，宜采用正方形截面。 2. 型钢混凝土柱的长细比不宜大于30，即柱的计算长度
与截面短边之比不宜大于30。
§ 6.3 型钢混凝土轴心受压柱承载力计算
6.3.1 试验研究分析 轴心受压柱按长细比不同分为短柱和长柱。我
CECS 230-2021 ?高层建筑钢混凝土混合构造设计规程?
型钢混凝土柱——设计内容
对应标准
一个方法
正截面抗压
轴压
〔JGJ138-2001〕
设
柱
〔方法一〕
计
内
容
偏
〔YB9082-97〕
钢-混凝土组合梁桥PPT课件
组合连续梁桥的在设计中需要 认真考虑以下几个因素：
中支点负弯矩区段，混凝土翼板受拉； 中支点截面弯矩、剪力都最大，受力复杂； 中支点梁段的钢梁受压存在着稳定问题
第1页/共12页
组合梁构造
钢梁：工字形和箱形 混凝土桥面板 剪力键（亦称为连接件）
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工字形钢梁与钢板梁组合梁
第3页/共12页
第9页/共12页
例题4－4 图示为一桥面净空为净—7附2×0.75m 人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求 荷载位于支点处时1号梁和2号梁影响线。
第10页/共12页
第11页/共12页
感谢您的观看。
第12页/共12页
第5页/共12页
二、多吃蔬菜水果和薯类
蔬菜水果是维生素、矿物质、膳食纤维和植 物化学物质的重要来源，水分多、能量低。薯类含 有丰富菜、水果和薯类的膳食对保持身体健 康，保持肠道正常功能，提高免疫力，降低患肥胖、 糖尿病、高血压等慢性疾病风险具有重要作用。
我国成年人每天吃蔬菜300g－500g，最好 深色蔬菜约占一半，水果200g－400g，并注意增 加薯类的摄入。
注意合理烹调蔬菜。
第6页/共12页
第7页/共12页
2. 混凝土桥面板 （1）现浇混凝土板
现浇混凝土板组合
第8页/共12页
3. 剪力键
剪力键又称为连接键，设在钢梁上翼缘的顶面，其主要 作用是承受钢梁和混凝土翼缘板之间界面上的纵向剪力， 抵抗两者之间的相对滑移，保证混凝土桥面板与钢梁共 同作用。 桥梁工程中常用的有栓钉剪力键、弯筋剪力键和槽钢剪 力键
钢箱梁
组合箱梁截面形式
第4页/共12页
一、食物多样，谷类为主，粗细搭配
谷类食物是中国传统膳食的主体，是人体能量 的主要来源，也是最经济的能源食物。 一般成年人每天摄入250g－400g为宜。
中支点负弯矩区段，混凝土翼板受拉； 中支点截面弯矩、剪力都最大，受力复杂； 中支点梁段的钢梁受压存在着稳定问题
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组合梁构造
钢梁：工字形和箱形 混凝土桥面板 剪力键（亦称为连接件）
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工字形钢梁与钢板梁组合梁
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例题4－4 图示为一桥面净空为净—7附2×0.75m 人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求 荷载位于支点处时1号梁和2号梁影响线。
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感谢您的观看。
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二、多吃蔬菜水果和薯类
蔬菜水果是维生素、矿物质、膳食纤维和植 物化学物质的重要来源，水分多、能量低。薯类含 有丰富菜、水果和薯类的膳食对保持身体健 康，保持肠道正常功能，提高免疫力，降低患肥胖、 糖尿病、高血压等慢性疾病风险具有重要作用。
我国成年人每天吃蔬菜300g－500g，最好 深色蔬菜约占一半，水果200g－400g，并注意增 加薯类的摄入。
注意合理烹调蔬菜。
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2. 混凝土桥面板 （1）现浇混凝土板
现浇混凝土板组合
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3. 剪力键
剪力键又称为连接键，设在钢梁上翼缘的顶面，其主要 作用是承受钢梁和混凝土翼缘板之间界面上的纵向剪力， 抵抗两者之间的相对滑移，保证混凝土桥面板与钢梁共 同作用。 桥梁工程中常用的有栓钉剪力键、弯筋剪力键和槽钢剪 力键
钢箱梁
组合箱梁截面形式
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一、食物多样，谷类为主，粗细搭配
谷类食物是中国传统膳食的主体，是人体能量 的主要来源，也是最经济的能源食物。 一般成年人每天摄入250g－400g为宜。
结构设计原理(第二版)课件第十一章 钢管混凝土及钢-混凝土组合梁结构
（5）用压型钢板做底膜的组合梁，栓钉杆直径不宜大于 19mm，以保证栓钉焊穿压型钢板，混凝土凸肋宽度不应 小于栓钉杆直径的2.5倍。
（6）为保证焊缝质量，应采用自动栓钉焊接机进行焊接，
焊接前应进行焊接试验；焊缝的平均直径应大于1.25d， 焊缝的平均高度应大于0.2d，焊缝的最小高度应大于 0.15d。
（4）组合梁的受压翼板为较宽的钢筋混凝土板，增强了梁 的侧向刚度，防止在使用荷载作用下扭曲失稳。
（5）组合梁可利用已安装好的钢梁支模板，后浇筑混凝土 板。
（6）组合梁桥在活荷载作用下比全钢梁桥的噪音小，特别 适合在城市中的组合梁桥。
11.2.2组合梁的截面型式
11.2.3不同施工方法的组合梁
浇筑或安装钢筋混凝土板时，钢梁下无临时支撑，此时 是利用钢梁作为脚手架进行钢筋混凝土桥面板施工，组 合梁应分为两个受力阶段计算： 第一受力阶段的荷载为钢梁、联结系、混凝土和模板等 的重量，计算应力时采用钢梁的计算特性； 第二受力阶段的荷载为桥面铺装、栏杆、人行道等重量 以及车辆荷载等，由组合梁承受，计算应力时采用组合 梁的换算截面几何特性。这种情况钢筋混凝土板仅参与 第二阶段的受力。
板（包括板托）厚度的4倍，且不大于400mm； （3）连接件的外侧边缘与钢梁翼缘之间的距离应不小于
20mm； （4）连接件顶面的混凝土保护层厚度不小于15mm。 （5）连接件的外侧边缘至混凝土翼板边缘之间的距离不
应小于100mm。
11.2.5.2栓钉连接件
（1）组合梁中常用的栓钉连接件直径为8mm、10mm、13mm、 16mm、19mm、22mm，目前我国已可制作和焊接直径不大 于22mm的任何尺寸的栓钉。
（2）栓钉长度不应小于其直径的4倍；钉头直径不小于
1.5d，钉头高度不小于0.4d。
（6）为保证焊缝质量，应采用自动栓钉焊接机进行焊接，
焊接前应进行焊接试验；焊缝的平均直径应大于1.25d， 焊缝的平均高度应大于0.2d，焊缝的最小高度应大于 0.15d。
（4）组合梁的受压翼板为较宽的钢筋混凝土板，增强了梁 的侧向刚度，防止在使用荷载作用下扭曲失稳。
（5）组合梁可利用已安装好的钢梁支模板，后浇筑混凝土 板。
（6）组合梁桥在活荷载作用下比全钢梁桥的噪音小，特别 适合在城市中的组合梁桥。
11.2.2组合梁的截面型式
11.2.3不同施工方法的组合梁
浇筑或安装钢筋混凝土板时，钢梁下无临时支撑，此时 是利用钢梁作为脚手架进行钢筋混凝土桥面板施工，组 合梁应分为两个受力阶段计算： 第一受力阶段的荷载为钢梁、联结系、混凝土和模板等 的重量，计算应力时采用钢梁的计算特性； 第二受力阶段的荷载为桥面铺装、栏杆、人行道等重量 以及车辆荷载等，由组合梁承受，计算应力时采用组合 梁的换算截面几何特性。这种情况钢筋混凝土板仅参与 第二阶段的受力。
板（包括板托）厚度的4倍，且不大于400mm； （3）连接件的外侧边缘与钢梁翼缘之间的距离应不小于
20mm； （4）连接件顶面的混凝土保护层厚度不小于15mm。 （5）连接件的外侧边缘至混凝土翼板边缘之间的距离不
应小于100mm。
11.2.5.2栓钉连接件
（1）组合梁中常用的栓钉连接件直径为8mm、10mm、13mm、 16mm、19mm、22mm，目前我国已可制作和焊接直径不大 于22mm的任何尺寸的栓钉。
（2）栓钉长度不应小于其直径的4倍；钉头直径不小于
1.5d，钉头高度不小于0.4d。
《钢混凝土组合结构》课件
的一种结构形式。
特点
02
具有较高的承载能力和抗震性能，适用于高层建筑和大跨度跨
越的结构。
应用场景
03
广泛应用于高层建筑、大型工业厂房、大跨度跨越的桥梁和大
型场馆等建筑结构中。
设计原则与步骤
设计原则
遵循安全、经济、适用和耐久的原则，确保结构在各种工况下的 安全性和稳定性。
设计步骤
进行结构分析、承载能力计算、变形和稳定性分析、构造措施和 施工图绘制等步骤。
板型组合结构
概述
板型组合结构是由混凝土板和钢面板通过粘结剂或连接件组合而 成的一种结构形式。
特点
具有较好的抗弯和抗剪性能，适用于承受较大荷载的楼板和屋面板 。
应用场景
广泛应用于高层建筑、大跨度跨越的桥梁和大型工业厂房等建筑结 构中。
框架型组合结构
概述
01
框架型组合结构是由混凝土框架和钢框架通过连接件组合而成
详细描述
钢混凝土组合结构在桥梁工程中广泛应用，其高承载力和耐久性好的特点使其成为大型桥梁的主要结构形式之一 。通过将钢结构和混凝土结构的优点结合，可以实现桥梁跨度大、自重轻、承载能力强等优点，提高桥梁的稳定 性和安全性。
高层建筑中的应用
总结词
抗震性能好、施工速度快、经济效益高
详细描述
钢混凝土组合结构在高层建筑中应用广泛，其抗震性能好、施工速度快、经济效益高等优点使其成为 高层建筑的主要结构形式之一。通过采用钢骨混凝土或钢板混凝土等组合结构形式，可以实现高层建 筑的稳定性和安全性，提高建筑的承载能力和使用寿命。
良好的耐久性
混凝土对气候变化、化学侵蚀和物理作用具有一 定的耐久性。
塑性和硬化
混凝土在浇注后逐渐硬化，并具有较好的塑性， 可以根据需要进行造型和施工。
钢管混凝土结构的特点及发展
• >1.0时，核心混凝土承载力的提高超过了钢管 纵向承载力的减小， 出现了曲线上升的强化阶段bc 。
• <1.0时，核心混凝土承载力的提高不足以弥补
钢管纵向承载力的减小，曲线出现下降段。
• ＝0.4，曲线无塑性段，呈脆性破坏。
ppt课件
22
圆钢管混凝土柱的计算
圆钢管混凝土柱中的核心混凝土的紧箍效应， 受力性能比矩形钢管混凝土柱好，相比而言承载力 提高最大，也最经济。
当e0/rc > 1.55时
e 0.4/(e0/rc)
e0－柱两端轴向压力偏心距较大者； rc－核心混凝土横截面的半径； M2－柱两端弯矩设计值的较大者； N－轴向压力设计值。
ppt课件
29
5.钢管混凝土柱考虑长细比影响的承载力折减系数 对单肢柱：
钢管混凝土柱考比 虑影 长响 细的承载力 1 系数 当Le D4时，1 10.115Le D4 当Le D4时，1 1
钢-混凝土组合结构的特点 及发展
主讲人：周立
ppt课件
1
钢-混凝土结构的简介
• 是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的的新型 结构
• 结合了钢结构和混凝土结构的各自优点，易于满足 现代土木工程结构对功能的要求，综合效益显著。
• 已经成为结构体系重要的发展方向之一。
ppt课件
2
混凝土柱破坏（一）
ppt课件
ppt课件
7
深 圳 赛 格 广 场
ppt课件
8
• 深圳赛格广场是我国 第一座采用钢管高强 混凝土柱的钢结构体 系超高层建筑，它也 是目前世界最高的一 座钢管混凝土高层建 筑。
ppt课件
9
•1999年建成的深圳赛格 广场大厦,地上72层,高
• <1.0时，核心混凝土承载力的提高不足以弥补
钢管纵向承载力的减小，曲线出现下降段。
• ＝0.4，曲线无塑性段，呈脆性破坏。
ppt课件
22
圆钢管混凝土柱的计算
圆钢管混凝土柱中的核心混凝土的紧箍效应， 受力性能比矩形钢管混凝土柱好，相比而言承载力 提高最大，也最经济。
当e0/rc > 1.55时
e 0.4/(e0/rc)
e0－柱两端轴向压力偏心距较大者； rc－核心混凝土横截面的半径； M2－柱两端弯矩设计值的较大者； N－轴向压力设计值。
ppt课件
29
5.钢管混凝土柱考虑长细比影响的承载力折减系数 对单肢柱：
钢管混凝土柱考比 虑影 长响 细的承载力 1 系数 当Le D4时，1 10.115Le D4 当Le D4时，1 1
钢-混凝土组合结构的特点 及发展
主讲人：周立
ppt课件
1
钢-混凝土结构的简介
• 是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的的新型 结构
• 结合了钢结构和混凝土结构的各自优点，易于满足 现代土木工程结构对功能的要求，综合效益显著。
• 已经成为结构体系重要的发展方向之一。
ppt课件
2
混凝土柱破坏（一）
ppt课件
ppt课件
7
深 圳 赛 格 广 场
ppt课件
8
• 深圳赛格广场是我国 第一座采用钢管高强 混凝土柱的钢结构体 系超高层建筑，它也 是目前世界最高的一 座钢管混凝土高层建 筑。
ppt课件
9
•1999年建成的深圳赛格 广场大厦,地上72层,高
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）
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）
组合结构钢管混凝土课件
轴心受压构件的承载力包括强度和稳定，此外还有的 钢管的局部稳定和构件的容许长细比的规定。 1. 钢管混凝土的局部稳定由限定钢管的壁厚来保证，要求 壁厚不得小于直径的1%，即：D/t≤100 2. 作为框架柱时，容许长细比【λ】=80；用作平台柱时， 放宽到100；用作桁架压杆时，可放宽到120。 3. 单管柱的设计 4. 格构式构件的设计
按钢管内部填充情况分为：实心钢管混凝土和 中空夹层钢管混凝土。中空夹层钢管混凝土近些年 开始在工程中得到推广运用，此种结构属于新型结 构。
3.钢管混凝土的特点 承载力高 塑性和韧性好 施工方便：与钢筋混凝土柱比，采用钢筋混凝土
柱没有绑扎钢筋、支模和拆模等工序，施工简便。 耐火性能好 经济效果好
➢ 工作原理
钢管混凝土结构主要是用于受压构件。但在实际工程 中有时出现钢管混凝土构件或构件的一部分处于受拉状态， 如压弯、受弯构件等。钢管混凝土轴心受拉时，钢管纵向 伸长，径向收缩。由于钢管内混凝土限制钢管的径向收缩， 在钢管与混凝土之间产生了紧箍力。但是混凝土的抗拉强 度很低，在拉力很小时，混凝土横向开裂，形成很多微细 的裂缝，其受力特点是钢管为纵向、环向受拉，而
钟善桐首先提出把钢管混凝土视为统一体的组合材料来 研究，创立了“统一理论”，改变了传统的研究方法和设 计方法，使钢管混凝土的研究工作进入了新的阶段，很多 理论问题顺利地得到解决。
钢管混凝土的发展问题： 如何发挥钢管混凝土抗压性能优越的特点而扩大其应用范
围； 如何改变结构体系来扩大钢管混凝土的应用范围 理论研究
（4）钢管混凝土构件的长细比不宜超过表里的限制
（5）格构柱的构造应符合下列要求 1）腹杆宜采用空钢管。格构柱腹杆和柱肢应直接焊接，
柱肢上不得开孔。
2）斜腹杆格构式柱。斜腹杆与柱肢轴线夹角宜为 40º∽60º；杆件轴线宜交于节点中心或腹杆轴线交点与柱 肢轴线距离不宜大于d/4（d为柱肢外径），当大于d/4时， 应计算其偏心影响；腹杆端部净距不小于50mm。
钢管混凝土结构PPT
钢管混凝土结构的施工速度快，能够 缩短工期，降低工程成本。
耐久性好
钢管混凝土结构中的钢管可以作为保护层，有效防止水分和有害气体对混凝土的 侵蚀，提高了结构的耐久性。
与传统混凝土结构相比，钢管混凝土结构的耐久性更长，能够保证建筑物的长期 使用安全。
经济效益好
钢管混凝土结构采用钢管和混凝土两种材料，能够充分发挥 两种材料的优点，达到较好的经济性能。
与传统混凝土结构相比，钢管混凝土结构的重量更轻，能够 降低基础和支撑结构的造价，从而降低整个工程的造价。
03
钢管混凝土结构的制作工艺
钢管制作
钢材选择
根据设计要求选择合适 的钢材，确保其具有足
够的强度和耐久性。
钢板切割与弯曲
使用切割和弯曲设备将 钢板加工成所需的形状
和尺寸。
焊接与组装
将切割和弯曲后的钢板 进行焊接和组装，形成
地铁工程
总结词
地铁工程中，钢管混凝土结构被用于地 铁隧道和车站的拱部和侧墙，具有高强 度和耐久性。
VS
详细描述
例如，上海地铁10号线采用了圆钢管混 凝土结构作为隧道拱部，既满足了地铁隧 道对高强度和耐久性的要求，又提高了隧 道的整体稳定性。同时，钢管混凝土结构 在地铁车站侧墙中的应用也增强了侧墙的 承载力和稳定性，保证了地铁车站的安全 运营。
具有高承载力、高塑性和韧性、 施工方便、耐火性能好等优点， 广泛应用于高层建筑、大跨度桥 梁、工业厂房等领域。
历史与发展
起源
发展趋势
钢管混凝土结构起源于20世纪初，最 初用于桥梁工程。
未来钢管混凝土结构将继续向着高强 度、高性能、绿色环保等方向发展。
发展历程
随着技术的不断进步和研究的深入， 钢管混凝土结构在理论分析、设计方 法、施工工艺等方面取得了重要进展。
耐久性好
钢管混凝土结构中的钢管可以作为保护层，有效防止水分和有害气体对混凝土的 侵蚀，提高了结构的耐久性。
与传统混凝土结构相比，钢管混凝土结构的耐久性更长，能够保证建筑物的长期 使用安全。
经济效益好
钢管混凝土结构采用钢管和混凝土两种材料，能够充分发挥 两种材料的优点，达到较好的经济性能。
与传统混凝土结构相比，钢管混凝土结构的重量更轻，能够 降低基础和支撑结构的造价，从而降低整个工程的造价。
03
钢管混凝土结构的制作工艺
钢管制作
钢材选择
根据设计要求选择合适 的钢材，确保其具有足
够的强度和耐久性。
钢板切割与弯曲
使用切割和弯曲设备将 钢板加工成所需的形状
和尺寸。
焊接与组装
将切割和弯曲后的钢板 进行焊接和组装，形成
地铁工程
总结词
地铁工程中，钢管混凝土结构被用于地 铁隧道和车站的拱部和侧墙，具有高强 度和耐久性。
VS
详细描述
例如，上海地铁10号线采用了圆钢管混 凝土结构作为隧道拱部，既满足了地铁隧 道对高强度和耐久性的要求，又提高了隧 道的整体稳定性。同时，钢管混凝土结构 在地铁车站侧墙中的应用也增强了侧墙的 承载力和稳定性，保证了地铁车站的安全 运营。
具有高承载力、高塑性和韧性、 施工方便、耐火性能好等优点， 广泛应用于高层建筑、大跨度桥 梁、工业厂房等领域。
历史与发展
起源
发展趋势
钢管混凝土结构起源于20世纪初，最 初用于桥梁工程。
未来钢管混凝土结构将继续向着高强 度、高性能、绿色环保等方向发展。
发展历程
随着技术的不断进步和研究的深入， 钢管混凝土结构在理论分析、设计方 法、施工工艺等方面取得了重要进展。
《钢混凝土组合结构》课件
组合结构的案例分析
伦敦塔桥
伦敦塔桥是一座著名的组合 结构桥梁，结合了钢结构和 混凝土结构，成为伦敦的地 标之一。
台北101大楼
台北101大楼是一座世界知 名的组合结构摩天大楼，结 合了钢结构和混凝土结构， 以其出色的抗震性能而闻名。
鸟巢体育场
鸟巢体育场是一座标志性的 组合结构体育场馆，结合了 钢结构和混凝土结构，创造 了震撼人心的设计效果。
《钢混凝土组合结构》 PPT课件
这份PPT课件将介绍钢混凝土组合结构的定义、构成、优点、应用领域、设 计原则以及一些经典案例分析。让我们一起探索它的魅力吧！
概述
钢混凝土组合结构，简称组合结构，是一种结构工程技术，结合了钢结构和混凝土结构的优点，用于建筑物的 承重和支撑。
组合结构的定义
组合结构是指由钢结构和混凝土结构两种材料组合而成的复合结构，它们共 同作用，充分发挥各自的优点，以达到更好的工程效果。
组合结构可满足大跨度和 高层建筑的需求，灵活且 可扩展。
混凝土结构具有优秀的耐 火性能，能够提供建筑物 的消防安全。
Hale Waihona Puke 组合结构的应用领域桥梁
组合结构广泛应用于大跨度桥梁 的设计和建造，具有出色的承载 能力和耐久性。
摩天大楼
组合结构在摩天大楼中得到广泛 应用，可满足高层建筑的需求， 并提供优异的抗震性能。
体育场馆
组合结构在体育场馆中得到广泛 应用，可实现大空间、大跨度的 结构设计。
组合结构的设计原则
1
结构优化
通过结构优化设计，实现材料的最佳组合，提高结构的性能和效益。
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设计协调
钢结构和混凝土结构的设计需要相互协调，确保二者的紧密衔接和协同工作。
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套箍指标宜控制在0.3～3.0。下限防 止混凝土强度等级过高，钢管套箍能 力不足而引起混凝土的脆性破坏。上 限防止混凝土强度等级过低使结构在 使用荷载作用下产生塑性变形。
3、格构式柱
格构式柱的腹杆采用空钢管。腹杆和柱肢直接焊接，柱 肢上不开孔。
斜腹杆格构式柱：夹角，轴线，净距 平腹杆格构式98柱； 三肢或四肢格构式柱应沿柱高度方向设置横隔。横隔间
2、轴压短柱承载力
极限平衡理论：钢管混凝土短柱为钢管和核心混凝土两种部件组 成的结构体系。基本假定为
结构变形很小，不考虑几何尺寸变化 结构在材料破坏前不会失稳定 荷载单调递增 钢材屈服、混凝土达到极限压应变后均为理想弹塑性材料，可
保持屈服应力不变 在极限状态下，钢管应力状态为纵向受压、环向受拉的双向受
力状态，并沿管的壁厚均匀分布。
极限平衡状态下有五个未知量：外荷载、钢管纵向应力和环向应 力、核心混凝土纵向应力及钢管对混凝土的侧向压力。
2、轴压短柱承载力
利用以下条件进行求解：钢材屈服条件、混凝土屈服条件、轴向力 平衡条件、环向力平衡条件，并假定套箍系数已知。单肢钢管混凝土 受压柱极限承载力为
N0 Ac fc 1 1.1
式中套箍系数Θ宜在0.3-3之间。试验结果表明，Θ在这一范围内时， 构件在使用荷载下都处于弹性工作状态，且破坏时有足够的延性。
3、受压承载力的影响因素
（1）长细比（l0/d）：随着长细比的增大，构件会由材料破 坏模式过渡到失稳破坏模式。
当l0/d不大于4 当4<l0/d<30 当l0/d>30
3、受压承载力的影响因素
4、受压承载力计算
单肢钢管混凝土受压柱极限承载力为
影响钢管混凝土柱承载力的因素：长细比、偏心率、 柱子两端弯矩的比值、柱端约束条件等。
4、受压承载力计算
根据《钢管混凝土结构技术规范》，单肢钢管混凝土的受
压承载力计算
Nu le N0 l 长细比影响系数 e 偏心率影响系数 l0 kl
钢管混凝土组合结构
Part 9a ：钢管混凝土组合结构
第一部分：钢管混凝土结构一般要求和构造 第二部分：圆钢管混凝土柱承载力计算 第三部分：方钢管混凝土柱承载力计算
1 材料
第一部分
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钢管混凝土结构
一般要求和构造
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圆钢管混凝土杆件 格构柱
1、材料：钢管
钢管： 圆钢管可以采用螺旋焊接钢管、直缝焊接钢管或无缝钢管 （1）通常情况下应选择螺旋焊缝连接钢管，因为它容易达到 焊缝与母材等强度的要求； （2）当螺旋焊缝钢管的常用规格不能满足要求时，或者管壁 较厚时，可采用钢板卷成的直缝焊接钢管，且应采用对接坡 口焊缝，不允许采用钢板搭接的角焊缝; （3）无缝钢管的价格较高，且管壁相对较厚，仅当必要时方 可采用。
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）
（2）荷载偏心率：荷载偏心距与钢管内半径的比值。无论 大小偏心，其受压承载力由于偏心影响的降低统一采用偏心 影响系数来反映。
3、受压承载力的影响因素
（3）柱端弯矩分布的影响：柱的两端常有弯矩作用，柱弯 矩较小的截面对弯矩较大的截面有一定的横向变形的约束作 用，使柱整体刚度变大，不易失稳，从构式钢管混凝土柱受压承载力计算：由双肢或多肢钢 管混凝土柱肢组成的格构式柱，应进行单肢承载力和整 体承载力计算。计算单肢承载力时，应先按桁架确定其 单肢的轴向力，然后按照受压肢和受拉肢分别计算。
压肢的承载力按轴压构件计算；拉肢的承载力按钢结构 拉杆计算，不考虑混凝土的抗拉贡献。
2、圆钢管混凝土杆件
含钢率
套箍指标
钢管混凝土杆件的含钢率ρs是 指钢管截面面积与内填混凝 土截面面积的比值。
钢管混凝土杆件的套箍指标，是指其 钢管受压承载力设计值与其内填混凝 土受压承载力设计值的比值。
为了确保空钢管的局部稳定， 含钢率不应该小于4％，（相 当于径厚比D/t＝100）。一般 情况下，合理的含钢率为6 ％～10％。
1、材料:混凝土
钢管内的混凝土强度等级，根据承载力的要求与钢管钢
等级匹配：
Q235钢
Q345钢
Q390钢
C30~C50混凝土
C40~C60混凝土
C50~C80混凝土
由于钢管是封闭的，混凝土中的多余水份不能排出，因此混凝土的 水灰比不能太大;
管径大于500mm的钢管混凝土柱，管内混凝土宜选用补偿或者微膨 胀混凝土。
（5）有限元分析
No computer tools are better than the people using them
2、轴压短柱承载力
协会标准
钢管混凝土结构设计与施工规程（CECS 28:90)
建材行业标准
钢管混凝土结构设计与施工规程（JCJ 01-1989)
电力行业标准
钢-混凝土组合结构设计规程（DL/T 5085-1999)
距不应大于柱截面长边的9倍或者8m。
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第二部分
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圆钢管混凝土柱
承载力计算 4
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Methodology 轴压短柱承载力 受压承载力的影响因素 受压承载力计算 例题 其他计算方法
1、轴压短柱承载力计算方法
（1）极限荷载：钢管对混凝土提供约束，使混凝土三向受压，从而提高 承载力，达到极限承载力时，钢管纵向应力为零，环向应力达到屈服点。 （2）塑性工作阶段的承载力：钢管屈服而核心混凝土达到极限强度：关 键是如何确定进入塑性阶段时钢管的纵向应力（强度理论：塑性理论、八 面体理论、假定钢材和混凝土均为理想弹塑性材料。……） (短柱破坏) （3）限制纵向变形来确定轴压承载力：美国ACI319-89混凝土纵向应变 0.003时的承载力为轴压承载力。 （4）试验回归：将钢管混凝土视为一种材料