鋼管混凝土框架結構文獻綜述

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p>　　溫州會展中心建筑結構選型——鋼管混凝土框架結構文獻綜述</p><p>　　[摘要]：在組合結構中，鋼—混組合結構是最具代表性的一種結構體系。與純鋼結構相比節(jié)省鋼材并增強了建筑物及構件的剛度；與混凝土結

2、構相比，減輕了自重，增大了構件的延性并提高了強度，使兩種材料——鋼（受拉）和混凝土（受壓）的特點得以充分發(fā)揮。鋼管混凝土結構以其承載力高，抗震性能好，施工方便，廣泛的應用于工程實踐中。鋼管混凝土結構中梁柱節(jié)點設計起著重要內(nèi)容。</p><p>　　1 鋼管混凝土結構的應用</p><p>　　我國鋼管混凝土結構技術的開發(fā)和應用已有近40年的歷史。1966 年鋼管混凝土結構應用于北京地鐵車站

3、工程，70年代又在單層工業(yè)廠房、重型構架中得到了成功的應用。近10年來，隨著國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鋼管混凝土結構在我國的高層建筑工程、地鐵車站工程和大跨度橋梁工程中得到了卓有成效地應用，推動了建造技術的發(fā)展。</p><p>　　在我國，鋼管混凝土結構主要應用于以下的領域中：高層建筑工程；大跨度橋梁工程；地鐵車站工程；單層和多層工業(yè)廠房柱；特殊結構工程。</p><p><b>　

4、　2 鋼管混凝土結構</b></p><p>　　鋼管混凝土結構是由混凝土填入鋼管內(nèi)而形成的一種新型組合結構。由于鋼管混凝土結構能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點，同時克服了鋼管結構容易發(fā)生局部屈曲的缺點，提高了柱的承載能力。近年來，隨著理論研究的深入和新施工工藝的產(chǎn)生，工程應用日益廣泛。鋼管混凝土結構按照截面形式的不同可以分為矩形鋼管混凝土結構、圓鋼管混凝土結構和多邊形鋼管混凝土結構等，

5、其中矩形鋼管混凝土結構和圓鋼管混凝土結構應用較廣。</p><p>　　鋼管混凝土構件中的混凝土受到鋼管的約束, 提高了核心區(qū)混凝土的延性和承載能力；由于核心混凝土的存在, 提高了鋼管的抗局部屈曲的能力和構件的耐火能力。這種組合構件可節(jié)省材料費用和加快施工速度。</p><p>　　3 鋼管混凝土結構特點</p><p>　　3.1 承載力、延性、抗震性能</

6、p><p>　　鋼管混凝土柱中，鋼 管對其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強度；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明，鋼管混凝土柱的承載力高于相應的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉變?yōu)樗苄云茐?，構件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，具有優(yōu)越的抗震性能。</p><p>　　同

7、時結構的吸能性能好，無剛度退化，和不喪失局部穩(wěn)定性的鋼柱相同，此外，由于核心區(qū)混凝土對鋼管穩(wěn)定性的提高作用，因此，鋼管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。</p><p>　　3.2 施工方便、縮短工期</p><p>　　鋼管混凝土結構施工時，鋼管可以做為勁性骨架承擔施工階段的施工荷載和結構重量，施工不受混凝土養(yǎng)護時間的影響；由于鋼管混凝土內(nèi)部沒有鋼筋，便 于混凝土的澆注和搗實；鋼管混凝土結構

8、施工時，不需要模板，既節(jié)省了支模、拆模的材料和人工費用，也節(jié)省了時間。</p><p>　　3.3 其他性能：防銹蝕和防火性能優(yōu)越；抗扭、抗剪性能好；節(jié)約鋼材降低造價等。</p><p>　　4 鋼管混凝土柱的優(yōu)點</p><p>　　鋼管混凝土柱結合了兩種材料的優(yōu)點，外圍鋼管對混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高柱截面的抗壓承載力，減小截面尺寸，同時提

9、高構件的延性，鋼管及其節(jié)點部分可在工廠預制，保證構件的質(zhì)量。另外，由于鋼管和混凝土的共同作用，在發(fā)生火災時，混凝土可吸收大量的熱，防止或減緩鋼管由于高溫受熱軟化，造成的強度降低；此外當外圍鋼管屈服失穩(wěn)時，由于內(nèi)部混凝土柱的存在，可有混凝土柱承受大部分的軸向壓力，防止結構因高溫而破壞，即，采用鋼管混凝土結構可大大提高建筑結構的防火性能。</p><p>　　本畢業(yè)設計擬采用方鋼管鋼梁框架結構形式，對于方鋼管混凝土柱

10、梁柱節(jié)點構造形式簡單，施工時容易處理，結構構件之間的相貫線處于同一平面內(nèi)，方便加工制造及安裝，有利于提高施工速度，降低復雜節(jié)點施工帶來的經(jīng)濟及技術上的一系列問題。同時考慮到采用方形鋼管混凝土，由于其外形較規(guī)則，建筑的美觀及適用性也較強，與周圍構件的配合設置也較方便。因此一般建造師更傾向于采用方鋼管混凝土柱。相比較而言，采用圓鋼管混凝土柱對于核心區(qū)混凝土的約束作用鉸方鋼管混凝土柱更強，但其與梁墻板的連接構造復雜，施工工藝及技術要求也較高，

11、同時出于美觀的要求對節(jié)點處還需設置吊頂或裝飾的方法進行隱藏處理，因此采用方鋼管柱形式具有較大的市場前景。</p><p>　　5 鋼管混凝土的研究方向</p><p><b>　　高強度材料的應用：</b></p><p>　　隨著高強材料的不斷出現(xiàn)，結構構件也從大截面向小尺寸方向演變，使高重結構采用小截面構件成為可能。同時采用鋼管混凝土結構形

12、式，本身由于其高于一般結構的承載力，而在節(jié)省材料和降低造價方面的優(yōu)點而被實際工程采用。因此可以考慮將高強度材料應用于鋼管混凝土結構中，研究其在經(jīng)濟、結構性能中的突出貢獻。</p><p>　　梁柱節(jié)點性能的研究（及其抗震性能的研究）：</p><p>　　節(jié)點設計一直是結構設計的關鍵步驟，節(jié)點設計既要求滿足傳統(tǒng)結構形式要求，即，強節(jié)點弱構件的要求；在此又要滿足鋼管混凝土梁柱節(jié)點的設計及構造

13、要求。對于鋼管混凝土節(jié)點的設計，關系到結構的安全，施工的難易復雜程度，因此對于鋼管混凝土柱與梁的連接構造提出了更高的技術要求。也是鋼管混凝土結構研究的一個前沿方向。</p><p>　　其他研究方向：如預應力鋼管混凝土結構的研究；薄壁鋼管混凝土結構研究等。</p><p><b>　　6 結束語</b></p><p>　　目前，鋼管混凝土框架

14、結構主要由于大跨度，荷載大的結構中。其結合了鋼筋混凝土結構和鋼結構的優(yōu)點，以其承載力、抗震性能、延性等方面的優(yōu)勢，被廣泛的應用于有特殊要求的結構中。在當今，國家大力推廣建筑結構用鋼的形式下，越來越多的關于鋼管混凝土結構性能的研究正在進行中，有關鋼管混凝土結構設計的規(guī)范及技術也日趨完善，在今后的中國，鋼管混凝土結構的發(fā)展前景將會更加廣闊！</p><p><b>　　參考文獻</b></

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