矩形钢管混凝土桁架设计

论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式

论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式发表时间：2015-09-25T11:20:14.227Z 来源：《基层建设》2015年6期供稿作者：史绍鑫郭丽丽 [导读] 齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料。史绍鑫郭丽丽齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司摘要：随着建筑物朝着高层、超高层的方向不断发展，钢管混凝土凭借其良好的力学性能和耐久性得到工程施工人员的关注。但具体工程施工中，钢管混凝土柱节点施工质量一直难以得到有效控制，成为严重制约这一混凝土施工技术推广及普及主要因素。本文就钢管混凝土柱的集中常见节点施工形式进行分析。关键词：钢管混凝土；建筑结构；施工技术；节点形式近年来，建筑高层化、多层化和超高层化趋势越来越明显，给各种施工新技术、新材料的应用提供了市场基础。钢管混凝土在这种时代背景下以优良的力学性能、较好的耐久性等优势被人们重视，但在具体施工中梁柱节点施工问题一直是制约其发展与推广的主要问题。节点作为建筑结构连接最薄弱的环节之一，确定结构设计合理与否是施工质量控制的重点，因此在这里我们有必要对此类施工技术分析。一、钢管混凝土柱施工优越性钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料，这种材料由于钢管柱与混凝土两种材料性能的优势互补，充分发挥两种材料各自的优越性能来改变传统混凝土结构塑性、韧性不佳问题，同时有效避免了局部屈曲的问题，使得整个混凝土结构承载力、塑性和韧性得到有效的保证。在当今建筑工程项目中，钢管混凝土柱施工技术广泛的应用在地震频率较高的地区，有效解决了因为地震荷载而引起的建筑物脆性破坏，大幅度提升了建筑结构的整体强度、降低了工程造价。二、钢管混凝土柱常见的节点形式与施工要点由于钢管混凝土柱与普通梁板结构连接、预应力梁板连接结构复杂，施工难度大、质量问题多，因此一直以来这一施工内容都深受业界重视，由此也促使了很多节点施工新方法、新内容形成。在当今节点施工中常见的方法包含了加强环式节点、连接双梁式节点、梁端局部加宽式节点、环梁式节点、半穿心式节点等。 1、加强环式节点（1）加强环式节点是钢管混凝土柱在施工中利用上下钢板加强环传递结构弯矩应力的一种施工方法，同时在一些特殊环境的工程施工中还会在加强环之间设置放射状的加劲肋板，并且将加劲肋板同上下加强环结构焊接成一个整体，从而达到应力科学、合理传递的目的。在这种节点施工当中，加强环的厚度、宽度是根据梁端纵筋的强度为标准的，且最小宽度不能小于连接宽度的70%。（2）加强环式节点施工技术在应用中具备着刚度大、承载能力强且无需要其他部件穿过结构的一种施工方法，因此在具体的工程施工中特别适用于那些直径小、承载力低的工程建设领域。尤其在那些多层建筑结构施工中，这种节点施工方法的选择能实现钢管混泥土柱一次浇筑成型的施工要求，且由于管道内部不存在障碍物，使得整个混凝土柱的质量得到有效保证。（3）在施工中，如果钢管的直径比较大的时候，加强环式节点施工方法选用上要做一定的改动，要增加钢板加强环的钢材用量。同时还需要注意，由于梁端的纵筋和钢板之间本身的焊接工作量大，因此要高度重视焊接工作及焊接缝的控制。 2、连接双梁式节点（1）连接双梁式节点在应用中通常都提前设置一个I形状的承载钢柱，这一钢柱通常都是在钢管外侧沿着应力传递方向配合梁体结构主筋浇筑同步进行的。在具体施工操作中，钢筋混凝土梁结构必须要一分为二，且分别布置在钢管的两侧，这个时候连接梁的四个主轴方向的轴端只是承担荷载力度，而不承担弯矩力和其他应力，其牛腿的抗弯强度也并不是很大，有效减少了节点区域钢管、混凝土的连接宽度，也避免了钢管混凝土柱混凝土施工缝的出现，有效的缓解了裂缝的出现率，提高节点区域的整体性和质量。（2）连接双梁式节点梁的纵向钢筋无须穿过钢管，不用打弯，施工方便；且楼板的实际跨度减少，配筋较省。（3）这种节点是通过牛腿传递剪力的，应力较集中。 3梁端局部加宽式节点（1）梁端局部加宽式节点是以纵向钢筋连续绕过钢管的构造形式来实现的。在开始加宽处须增设附加箍筋将纵向钢筋包住，梁端局部加宽式节点的钢牛腿与普通钢筋混凝土梁的搭接过渡区能可靠传递梁端内力，钢牛腿既参与抗弯又参与抗剪。（2）本节点传力途径明确、可靠，现场焊接量少，施工较为方便。（3）这种节点均通过牛腿传递剪力，应力较集中。 4、环梁式节点环梁式节点是对钢板加强环节点的改进，其形式是绕钢管设置一钢筋混凝土环梁用于传递弯矩；在环梁中部或底部钢管外表面贴焊一环形钢筋，用于传递剪力。 4.1、环梁式节点与加强环节点的异同（1）节点不设置任何穿心构件，梁端剪力经管壁间接传递给核心混凝土；梁端纵向钢筋的拉力亦为间接传递。（2）不同点是加强环式节点的加强环及加劲肋用钢板制作，加强环与梁端纵向钢筋需现场焊接；而环梁的材料是钢筋混凝土，与楼层梁板整体浇筑，框架梁的纵向钢筋可锚固在环梁内，无须现场焊接，施工方便，造价低。 4.2环梁式节点的缺点（1）由于框架梁端弯矩是通过环梁间接传递的，环梁顶面的裂缝方向大体与框架梁的轴线垂直，且在框架梁与环梁的连接处，存在应力集中现象；钢筋混凝土梁材料为各向异性，若无加强措施，某些截面可能会过早破坏或出现较大的裂缝。（2）由于梁端剪力亦为间接传递，即通过抗剪环筋及其贴焊焊缝传给管壁，再经管壁传给核心混凝土，当环梁出现裂缝或局部破坏时，抗剪环筋的抗剪承载力将大幅度减低。 5、半穿心式节点半穿心式节点的特点是采用半穿心抗剪暗牛腿和在角部增设4个抗弯牛腿。牛腿的腹板深入钢管四分之一管径即可满足锚固要求；当柱

钢管混凝土拱桥的施工方法和结构设计..

钢管混凝土拱桥的施工方法钢管砼结构，由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除，管内混凝土可增强管壁的稳定性，钢管对混凝土的套箍作用，使砼处于三向受力状态，既提高了混凝土的承载力，又增大了其极限压缩应变，所以自钢管砼结构问世以来，是桥梁建筑业发展的一项新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，因而得到突飞猛进的发展。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1 拱肋钢管的加工制作拱肋加工前，应依理论设计拱轴座标和预留拱度值，经计算分析后放样，钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时，通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节；当采用螺旋焊接管时，一般焊成12.0~20m弧形管节。对于桁式拱肋的钢管骨架，再放样试拼，焊成10m左右的桁式拱肋单元，经厂内试拼合格后即可出厂。具体工艺流程为：选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1：1大样拼装检验防腐处理出厂。当拱肋截面为组合型时，应在胎模支架上组焊骨架一次成型，经尺寸检验和校正合格后，先焊上、下两面，再焊两侧面（由两端向中间施焊）。

焊接采用坡口对焊，纵焊缝设在腔内，上、下管环缝相互错开。在平台上按1：1放样时，应将焊缝的收缩变形考虑在内。为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型，可在各节端部预留1cm左右的富余量，待拼装时根据实际情况将富余部分切除。钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查（抽样率大于5%）。焊缝质量应达到二级质量标准的要求。 2 钢管混凝土拱桥的架设 2.1无支架吊装法 2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法具体做法与其他拱肋的架设相似，只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度，它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装，并随时用扣索和缆风绳锚固，稳定在桥位上，最后合拢。如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥，为钢筋混凝土箱拱，分五段吊装，吊重700KN。广西邕宁邕江大桥，主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，每根拱肋的钢管骨架分9段吊装，吊重590KN。四川万县长江大桥，跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥，分36段吊装，吊重612.5KN。缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。施工理论成熟，施工体系结构简单，施工调整与控制较方便。但这种方法起吊端要有一定的施工场地，缆索跨度较桥跨要大，用缆索较多，主塔架与扣索塔架相互分开，存在受压杆稳定要求塔高不能过高，并且要设置各种缆风索而占地面积较大。

钢管混凝土柱环梁节点及其应用

钢管混凝土柱环梁节点及其应用摘要：本文介绍了钢管混凝土柱环梁节点的构造和基本受力机理。通过合理设计，环梁节点能有效地传递框架梁端的剪力和弯矩，具有良好的变形能力和耗能能力，可以实现“强节点、弱构件”的抗震概念设计。简要介绍了环梁节点的设计方法及其在房屋建筑中的应用。关键词：钢管混凝土柱环梁节点房屋建筑一、引言钢管混凝土柱作为一种性能优异的结构构件，与钢筋混凝土柱和钢柱相比，在许多方面有突出的优点。目前，用于我国房屋建筑中的钢管混凝土柱与混凝土梁连接节点的主要形式有：上下环板牛腿式、双梁式、梁端局部加宽式、对穿暗牛腿式、穿心钢筋暗牛腿式、暗牛腿-环梁组合节点、钢筋混凝土环梁节点等。这些节点形式各有优越性和不足,都已有一定的试验研究。二、环梁节点的构造形式及特点钢筋混凝土环梁节点的构造形式是在环梁高度范围内，沿钢管壁贴焊一道（或两道）钢筋作为抗剪环。抗剪环为通过连续的双面焊缝牢固焊于钢管壁上的闭合钢筋环或闭合带钢环。钢筋直径d或带钢厚度b一般在20-30mm左右。抗剪环与环形牛腿一样，实为钢管柱的环形凸缘（法兰盘）。基于与环形牛腿同样的考虑，沿抗剪环需设置与楼盖结构等厚的闭合混凝土环梁或与之相当的混凝土托盘，与钢管柱紧密箍抱，楼盖粱的纵筋则锚固于环梁内，借助环梁传递弯矩。该节点节点无需穿心构件；钢管内、外无需设置加劲环，不影响钢管内混凝土浇注；环梁箍筋无方向性，便于与任意角度的混凝土梁连接。三、环梁节点的受力机理 1、梁端剪力传递框架梁梁端剪力主要通过三个途径传递给钢管混凝土柱：（1）通过环梁混凝土与抗剪环接触面的局部承压作用力将剪力由环梁传递到抗剪环上，并通过抗剪环与钢管间的焊缝将剪力传递到钢管上。由于抗剪环钢筋直径一般不大，由剪力引起的对钢管壁的局部弯矩很小。由于焊缝作用力可以保证，设计时以抗剪环的作用力为主进行抗剪验算。（2）环梁混凝土与钢管之间的粘结作用。粘结作用力虽然很大，但在地震作用下难以保证，一般不予考虑，仅作为安全储备。

钢管桁架制作方案

目录二、钢结构施工部分第一章…………………………加工依据第二章………………………十字柱和H型钢梁加工制作流程第三章………………………十字柱和H型钢梁加工控制点分析第四章…………………………管桁架的加工流程第五章………………………管桁架加工控制点分析第六章………………………………降低成本缩短工期措施第七章………………………………劳动力计划及保证措施第八章……………………………工程质量控制及管理措施第九章……………………………安全文明施工的保证措施第十章………………………网络进度计划及工期保证措施第十一章………………………………………季节施工措施第十二章………………………………………施工平面布置

第一章加工依据一、依据的技术标准、规范（1）设计及招标文件中注明的各项技术规范与标准（2）国家、行业及地方的现行相关标准《钢结构工程施工质量验收规范》 GB 50205－2001 《建筑钢结构焊接规程》 JGJ 81-2002 《钢结构制作安装施工规范》 YB 9254－95 《涂装前钢材表面腐蚀等级和涂装等级》 GB 8923 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 GB 11345 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量等级》 GB3323 《钢结构工程施工技术标准》 ZJQ08-SGJB 205-2005 《结构用无缝钢管》GB/T 8162－2008 《碳素结构钢》GB/T 700－2006 《熔化焊用焊丝》GB/T 14957-1994 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T 8110-2008 《厚度方向性能钢板》GB/T 5313-85 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》 GB/T 3632～2008 《钢结构防火涂料》GB 14907 《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS 24 《工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB 4708

矩形钢管混凝土柱计算公式

矩形钢管混凝土柱计算矩形钢管混凝土柱计算李树海陈志华王小盾刘妍天津大学建筑工程学院，天津300072 摘要：作为住宅钢结构研究项目的一个子，课题本文介召日本矩形钢管混凝土柱允许承载力和极限承载力的计算公式，在此基础上，按照相关理论，推导出矩形钢管混凝土柱的设计计算公式，同时，指出进一步要解决的问题。关键词：矩形钢管混凝土柱一引言钢结构住宅具有许多建筑设计和施工上的优越性，将成为我国和世界今后住宅结构发展的方向，因此，对它的理论计算和实际应用的多方面的探索越来越受到各方面的关注。我国在这方面的研究起步比较晚，有许多

研究方面的空白，尤其是对计算理论公式的推导和研究都相对不足，这样，我们必定要借鉴其它发达国家的研究成果，加快我国的住宅钢结构方面的发展。本文在分析日本矩形钢管混凝土柱的计算公式的基础上，按照相关理论，推导了矩形钢管混凝土柱的计算公式，供结构计算参考。二日本结构规范发展简介钢管混凝土的设计方法由日本建筑学会第一次在“管材钢—混凝土组合结构计算标准（1967）”提出，共包括三种截面类型，分别为：外包，填充，外包加填充。在1980改版后，加入了矩形钢管混凝土的内容。改版后的内容被收入日本建筑学会第四版《钢骨混凝土计算规范（1987）》。在1997年，《钢管混凝土设计和施工指针》出版，其包括了自《钢骨混凝土计算规范（1987）》出版后十年内对钢管混凝土研究的新成果。《指针》给出了受压构件、柱和桁架杆件等允许和极限强度和变形能力的计算方法。该《指针》重点有二，一是在计算圆截面受压构件和柱的强度时考虑了钢管对混凝土的影响（环箍效应）；二是给出了长柱极限强度的计算方法。另外，《指针》还给出了钢管混凝土的施工方法和实际案例。 2001年，《钢骨混凝土计算规范》第五版出版，包括了高强材料应用的内容，《钢骨混凝土计算规范》第五版的单位系统从重力单位改为国际标准（SI）单位体系，并且增加了解释的内容。这版《钢骨混凝土计算规

高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点

高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的，但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究和实践经验［!，"，#］，而对异型截面柱的研究则比较少，应用也还不很多。钢管混凝土柱与楼盖连结的节点，是实际应用中的一个重要部分。当它与钢结构楼盖连结时，构造比较简单，但与钢筋混凝土楼盖连结时则比较复杂，甚至影响了对它的使用，因此不少单位开展了这方面的研究，并已取得了可观的成果，提出了多种多样的节点形式，为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。本文主要就高层建筑中所采用的钢管混凝土柱及其节点的形式和应用作一扼要的综合介绍。 !钢管混凝土柱我国在改革开放以来，高层建筑在数量上不断增加，高度也不断加高，而建造高层建筑大多数采用钢筋混凝土结构，结构自重很大，随着建筑高度的增 !好世界广场大厦"新中国大厦图" 采用钢管混凝土柱的高层建筑 #赛格广场 $合银大厦"概述钢管混凝土是在钢管中填充混凝土，利用钢管对填心混凝土的套箍作用，使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态，从而提高其轴向抗压能力。钢管混凝土结构除强度高外，还有重量轻、延性好、耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点［!］。由于钢管混凝土结构具有上述优点，因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。近年来，随着我国高层建筑的发展，利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优点：用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱，可以使柱截面大大缩小，而且可以提高抗震性能，方便施工等；利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱，可以减少用钢量，加强结构刚度；在高层建筑多层地下室的逆作法施工中，它更充当重要的角色。广州市的好世界广场大厦（##层，图!$），新中国大厦（%&层，图!’），合银大厦（("层，图!)），深圳的赛格广场（*"层，图!+）等大型高层建筑，都以不同的形式采用了钢管混凝土柱，部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室，在技术上和经济上均取得很好的效果。高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点容柏生 ,广东省建筑设计研究院广州%!--!-. 摘要：我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱，取得了较好的技术和经济效果。本文主要综合介绍用于高层建筑的钢管混凝土柱及其节点的形式，供设计时参考。关键词：高层建筑；钢管混凝土柱；钢管混凝土柱节点广东土木与建筑 /012/342/156789:6905:68;8<:2/82::582/!##!年"月第"期=12!##! 2>?"#

桁架管桁架网架别

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管桁架没有球节点，是相贯线形式，也就是你说的管件相互焊接。网架都有球节点。分空心的焊接球与实心的螺栓球。常用网架一般都有球，分螺栓球和焊接球节点。管桁架一般直接相贯。 1、钢结构工程中相贯线管桁架：就是用钢管连接做成的 2、普通桁架就是用型钢连接做成的管桁架百度百科管桁架，是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构。现今应用领域广泛且经济实用。如会展中心、体育场馆或其他一些大型公共建筑中都得到了运用。近年来，随着我国钢铁产量的不断增长，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例越来越大，钢管结构也取得较大的突破。钢管结构的最大优点是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求以及经济效益要求完美地结合在一起。钢管结构中的管桁架结构以它独特的优势受到人们的青睐。与网架结构相比，管桁架结构省去下弦纵向杆件和网架的球节点，可满足各种不同建筑形式的要求，尤其是构筑圆拱和任意曲线形状比网架结构更有优势。其各向稳定性相同，节省材料用量。钢管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的，与网架结构相比具有其独特的优越性和实用性，结构用钢量也较经济。与传统的开口截面（H型钢和I字钢）钢桁架相比，管桁架结构截面材料绕中和轴较均匀分布，使截面同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力及较大刚度，不用节点板，构造简单，最重要的是管桁结构外形美观，便于造型有一定装饰效果。管桁架结构整体性能好，扭转刚度大且外表美观，制作、安装、翻身、起吊都比较容易；由冷弯薄壁型钢制作的钢管屋架，具有结构轻、刚度好、节省钢材，并能充分发挥材料强度等优点，尤其是在由长细比控制的压杆及支撑系统中采用更为经济。目前采用这种结构的建筑物基本属于公共建筑。该结构具有造型美观（可建成平板形、圆拱形、任意曲线形）、制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大、经济效果好等特点。桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架即是指结构中的杆件均为圆管杆件。桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力，应力在截面上均匀分布，因而容易发挥材料的作用，这些特点使得桁架结构用料经济，结构自重小。易于构成各种外形以适应不同的用途，

钢管混凝土柱

摘要：介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨了钢管混凝土结构研究方向。关键词：钢管混凝土近20年来，钢管混凝土结构逐渐被应用于建筑结构尤其是在高层建筑结构中，随着建筑物高度的增加，钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构的应用也将会得到快速的发展。一般的，我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。 1．钢管混凝土结构的特点众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面： 1.1 承载力高、延性好，抗震性能优越钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。

高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点_pdf.

高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点摘要：我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱，取得了较好的技术和经济效果。本文主要综合介绍用于高层建筑的钢管混凝土柱及其节点的形式，供设计时参考。关键词：高层建筑；钢管混凝土柱；钢管混凝土柱节点在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优 "概述钢管混凝土是在钢管中填充混凝土，利用钢管点：用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱，可以使柱截面大大缩小，而且可以提高抗震性能，方便施工等；利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱，可以减少用钢量，加强结构刚度；在高层建筑多层地下室的逆作法施工中，它更充当重要的角色。广州市的好世界广场大厦（##层，图!$），新中国大厦（%&层，图!’），合银大厦（("层，图!)），深圳的赛格广场（*"层，图等大型高层建筑，都以不同的形式采用了钢管混!+）凝土柱，部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室，在技术上和经济上均取得很好的效果。对填心混凝土的套箍作用，使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态，从而提高其轴向抗压能力。钢管混凝土结构除强度高外，还有重量轻、延性好、［!］耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点。由于钢管混凝土结构具有上述优点，因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。近年来，随着我国高层建筑的发展，利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。 !

好世界广场大厦" 新中国大厦图" $合银大厦#赛格广场采用钢管混凝土柱的高层建筑高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的，但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究［!，"，#］和实践经验，而对异型截面柱的研究则比较少，的节点形式，为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。本文主要就高层建筑中所采用的钢管混凝土柱及其节点的形式和应用作一扼要的综合介绍。应用也还不很多。钢管混凝土柱与楼盖连结的节点，是实际应用中的一个重要部分。当它与钢结构楼盖连结时，构造比较简单，但与钢筋混凝土楼盖连结时则比较复杂，甚至影响了对它的使用，因此不少单位开展了这方面的研究，并已取得了可观的成果，提出了多种多样我国在改革开放以来，高层建筑在数量上不断增加，高度也不断加高，而建造高层建筑大多数采用钢筋混凝土结构，结构自重很大， !钢管混凝土柱 !""!年#月第#期容柏生：高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点 1@A!""!AB)# 加，柱的轴压力就越大，加上抗震设防的需要，为保证构件的延性，有关规范对钢筋混凝土柱均有控制轴压比（!"!#$"）的要求，同时混凝土的强度等级只做到#$"或再高一些，

矩形钢管混凝土柱计算【最新版】

矩形钢管混凝土柱计算钢结构住宅具有许多建筑设计和施工上的优越性，将成为我国和世界今后住宅结构发展的方向，因此，对它的理论计算和实际应用的多方面的探索越来越受到各方面的关注。我国在这方面的研究起步比较晚，有许多研究方面的空白，尤其是对计算理论公式的推导和研究都相对不足，这样，我们必定要借鉴其它发达国家的研究成果，加快我国的住宅钢结构方面的发展。本文在分析日本矩形钢管混凝土柱的计算公式的基础上，按照相关理论，推导了矩形钢管混凝土柱的计算公式，供结构计算参考。钢管混凝土的设计方法由日本建筑学会第一次在“管材钢-混凝土组合结构计算标准(1967)”提出，共包括三种截面类型，分别为:外包，填充，外包加填充。在1980改版后，加入了矩形钢管混凝土的内容。改版后的内容被收入日本建筑学会第四版《钢骨混凝土计算规范(1987)》。在1997年，《钢管混凝土设计和施工指针》出版，其包括了自《钢骨混凝土计算规范(1987)》出版后十年内对钢管混凝土研究的新成果。《指针》给出了受压构件、柱和桁架杆件等允许和极限强度和变形能力的计算方法。该《指针》重点有二，一是在计算圆截面受压构件和柱的强度时考虑了钢管对混凝土的影响(环箍效应);二是给出了长柱极限强度的计算方法。另外，《指针》还给出了钢管混凝土的施工方法和实际

案例。2001年，《钢骨混凝土计算规范》第五版出版，包括了高强材料应用的内容，《钢骨混凝土计算规范》第五版的单位系统从重力单位改为国际标准(SI)单位体系，并且增加了解释的内容。这版《钢骨混凝土计算规范》包含了1997年《钢管混凝土设计和施工指针》的内容和其出版后几年内的研究新成果。在原《指针》的基础上，新版《钢骨混凝土计算规范》在没有损害计算精度的条件下简化了长柱的设计公式。日本钢管混凝土结构设计的基本原理发表于“钢管混凝土--国际规范和实践比较”ASCCS会议报告，1997.9，第99页至第116页。 (一) 矩形钢管混凝土柱允许承载力 1. 矩形钢管混凝土柱轴心受压允许承载力 2. 矩形钢管混凝土柱受轴力和单向弯矩共同作用下的允许承载力 3. 矩形钢管混凝土柱受轴力和双向弯矩作用允许承载力 (二) 矩形钢管混凝土柱极限承载力 1.矩形钢管混凝土柱轴心受压极限承载力

钢管混凝土的应用及节点处理

钢管混凝土的应用及节点处理 The Application of Concrete Filled Steel Tube and Nodes Processing ■ 赖广宇 ■Lai Guangyu [摘要] 本文介绍了钢管混凝土结构的特点、单一应力状态下的承载力计算，以及结构设计中常用柱、梁节点—环形牛腿承载力计算。 [关键词] 钢管混凝土承载力节点设计 [Abstract] This paper introduces the characteristics of steel-tu- be concrete structure, calculation of bearing capacity of single should stress, and calculation of common column, beam node annular bracket bearing capacity in structure design. [Keywords] concrete filled steel tube, bearing capacity, node, design 一、钢管混凝土的特点钢管混凝土是钢管套箍混凝土（Steel Tube- Confined Concrete）的简称，英文缩写为STCC。钢管混凝土在承受纵向压力的初期，核心混凝土的横向变形比钢管的横向变形小，混凝土与钢管独自承受纵下压力，属于各自单轴受压应力状态。当刚才应力超过比例极限后，混凝土的横向变形超过钢材，横向变形受到的钢管的约束，使混凝土处于三向受压应力状态，提高了混凝土的抗压强度。另一方面，混凝土的存在可以避免或延缓薄壁钢管过早地发生局部屈曲，同时，钢管也处于三向应力状态，纵向及径向受压，环向受拉，刚才的屈服强度有所降低，而极限应变却增大，即强度变低，塑性变形能力增大。因此，通过两种材料组合相互弥补了彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，从而使钢管混凝土具有很高的承载力，大大高于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土承载力之和，并且使混凝土的塑性和韧性性能大为改善。钢管混凝土构件受压时，由于产生紧箍效应，核心混凝土的抗压强度大大提高，而钢管又能较充分的发挥强度，因而构件的抗压承载力高。实验证明，圆形钢管混凝土整个构件的抗压承载力约为钢管和混凝土单独承载力之和的1.7～2.0倍，方形钢管混凝土则为1.1～1.5倍。与传统的钢筋混凝土结构相比，具有承载力高、重量轻、塑性韧性好、耐疲劳、耐冲击、施工方便及节省水泥木材等优点。 1. 具有良好的塑性和韧性一般情况下，单纯受压的混凝土的破坏属于脆性破坏，但混凝土在钢管的约束下，不但提高和扩大了混凝土的弹性工作性能，而且破坏时会产生很大的塑性变形，除此外，钢管混凝土还具备有良好的延性，因此，对于钢管混凝土柱的轴压比限制将大为放宽，非常适合在有抗震要求的地方使用。 2. 施工简便钢管本身就是耐侧压的模板，因而浇灌混凝土时，可省去支模、拆模的工序，尤其适合应用于地铁结构施工盖挖逆做法工序。钢管本身又是劲性承重骨架，在施工阶段它可起劲性骨架的作用，其焊接工作量远比一般型钢骨架为少，吊装质量较轻，从而可简化施工安装工艺、节省脚手架、缩短工期、减少施工用地。在寒冷地区、冬季也可以安装空钢管骨架，开春后浇筑混凝土，施工不受季节的限制。 3. 经济效应突出与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土无需模板，节约混凝土50%以上，减轻结构自重50%以上，并可减少钢筋混凝土柱尺寸50～60%，同时增加建筑的使用面积，加快施工进度，而钢材用量和造价大体相等。二、钢管混凝土的应用鉴于钢管混凝土的诸多优点，其越来越多地被应用在了桥梁、高层建筑及地铁车站的建设中。特别是地铁车站，这是我国最早采用钢管混凝土结构技术的工程项目。它可以减小柱子的截面尺寸，有效提高地铁空间的利用率。而且，近年来，在交通繁忙的城市中心修建地铁车站多为浅埋式的，具有多层功能的地下建筑，为了减少施工活动对城市生活的干扰和对地上交通以及邻近建筑的影响，必须将过去的明挖法顺做法施工改为盖挖逆做法施工。所谓盖挖逆做法施工就是在顶盖保护下进行开挖，按从顶至底的顺序施工车站结构，而顶盖上的地面仍保证正常的交通进行。为此，必须在土方开挖前建设置好车站顶盖的中间支撑柱，在此情况下，采用钢管混凝土柱作为中间支撑柱便成为最优的选择，它将临时柱与永久柱合而为一。由于具有良好的经济效应，钢管混凝土结构被越来越多的应用于地铁车站结构中，例如武汉地铁四号线中山北路站、中南路站，以及地铁二号线的江汉路站等。三、钢管混凝土的节点设计钢管混凝土结构应用越来越广泛，但是对它的关键部位还是要仔细处理，整个结构最重要的部位就是梁柱节点，它的设计计算成为重中之重。钢管混凝土柱/梁节点设计包括梁端的剪力和弯矩传递两部分，而剪力传递又分为钢管外部传递和钢管内部传递两类。所谓的钢管内部剪力传递，就是将钢管壁所承受的剪力传递于核心混凝土。 1. 节点弯矩传递构造为保证钢管对核心混凝土的套箍作用不被削弱，在钢管壁上不应直接施焊受拉钢筋。柱/梁节点处的梁端不平衡弯矩M应转化为以压力方式作用于钢管柱上的力偶D来实现其传递（见图1）。图1 梁端弯矩的传递方式 2. 节点剪力传递构造钢管混凝土柱的剪力传递构造主要包括承重销（穿心牛腿）、环形牛腿（不穿心牛腿）和抗剪环（环形凸缘）三种构造形式。以下主要介绍地铁车站结构设计中常用梁/柱节点—环形牛腿构造形式（见图 2）。为简化计算，对梁/柱节点的计算模型，作以下偏于安全的假设。（1）在作剪力传递时，不计楼盖混凝土与钢管柱接触面之间的粘结力。（2）在作弯矩传递时，视加强环与环筋为独立环带，不考虑其邻域钢管壁的共同作用，以免削弱钢管的套箍能力。图2 中梁与柱节点图 3. 环形牛腿承剪能力计算（1）环形牛腿支承面上的混凝土局部承压强度所决定的牛腿抗剪承载力设计值 V u1=π（D + b）bβf c β——混凝土局部承压强度提高系数，偏于保守地取β=1；D——钢管柱的外径；b——环板的宽度。（2）肋板抗剪强度所决定的牛腿承载力设计值 V u2=nh w t w f v n——肋板的数量；h w——肋板的高度；t w——肋板的厚度；f v——钢材的抗剪强度设计值。（3）肋板与管壁连接的焊缝强度所决定的牛腿承载力设计值 V u3=Σl w h e f f w Σl w——角焊缝的计算总长度；h e——角焊缝的计算高度；f f w——角焊缝的抗剪强度设计值。（4）牛腿上部混凝土直剪（冲切）强度所决定的牛腿承载力设计值 V u4=π（D+2b）l×2f t l——直剪面的高度；f t——楼盖混凝土的抗拉强度设计值。（5）上下加强环板环向抗拉（压）强度所决定的牛腿承载力设计值（下转第182页） 74

大跨度钢管桁架

大跨度钢管桁架空间钢管桁架结构体系是大跨空间结构中的一个重要成员。郑州大学新校区体育馆由三组环向桁架、三组径向桁架和三组撑杆为主要构件组成，外环、外部径向桁架与中环构成结构的主要受力骨架，通过封闭外环的设计，使其形成一个受拉的环箍，限制了外部径向桁架滑动支座端的径向位移，从而减小了整个结构的竖向挠度，在此满足规范要求的同时，使结构用钢量达到最佳经济指标。该屋盖平面的水平投影为轴对称的花瓣形，在半径约7m和15m及外围处设置三道封闭的环桁架，沿径向设置24道空间桁架，并以环桁架为分界沿圆周方向错开布置，径向桁架被划分为外、中、内三部分。整个结构外观简洁，轻逸，受力合理，传力直观，整体性能好。对它进行探索有助于了解结构性能，指导设计施工，并为类似结构的应用提供依据。 1 管桁架结构概述近年来，钢管结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛应用，而且在工业及民用建筑中的应用日益广泛，钢管结构在我国建筑结构中的应用也越来越多，如宝钢三期工程中采用方管桁架，吉林滑冰练习馆、哈尔滨冰雪展览馆、上海“东方明珠”电视塔和长春南岭万人体育馆均采用方钢管作为主要结构构件，广州体育馆屋盖采用了方钢管和圆钢管，上海虹口体育场采用圆钢管作为屋面承力体系，成都双流机场屋盖采用了圆钢管作为主要受力构件。在公共建筑领域，钢管结构中独特的结构形式层出不穷，如悉尼水上运动中心，美国迦登格罗芙水晶教堂；单层大空间建筑领域，除了在超级市场、货栈和仓库中继续广泛应用外，还出现了一些超大型结构，如新加坡章楦机场机库，大阪国际机场候机厅；另外还有轻型大跨结构，如人行天桥和起重机结构；其他特殊用途的结构，如天线桅杆和航天发射架等。2001年建成的建筑面积7250的北京植物园展览温室是国内首次采用相贯节点的曲线钢管桁架结构。钢结构用材为16Mn，钢管最大规格为299mmx12mm，钢结构总吨位720t。上海体育馆的膜结构屋盖主要由钢管相贯而成的32榀桁架、环梁组成，呈南北对称的马鞍形状，最大跨度288.4m，标高31.74-70.54m，主桁架最大钢管直径508mm，采用直接焊接K型节点。最长的悬挑梁74.162m，材料采用英钢50D。南京国际展览中心的二层展厅是一个长243m、宽75m的无柱大空间，屋面呈弧形，南北两端主入口各有15m悬挑，西侧又有14m悬挑。采用的是钢管拱架、檩架的结构方案。 2 钢管桁架结构的形式及特点 2.1 管桁架的分类:根据受力特性和杆件布置不同，可分为平面管桁结构和空间管桁结构。平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差，一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。在现有管桁结构的工程中，多采用Warren桁架和Pratt桁架形式，Warren桁架一般是最经济的布置，与Pratt

方钢管混凝土综述

方钢管混凝土综述【摘要】：介绍了方钢管混凝土的定义和结构特点，以及其理论在国内外的发展。并举出实际工程例子来阐明其在建筑中广阔的应用前景，同时也提出了方钢管混凝土结构存在的问题。【关键词】：方钢管混凝土；承载力；稳定性；应用【Abstract】It Introduces the definition and the features of square steel tube concrete structure,and its theory in the development of both at home and abroad. And gives some practical engineering examples to clarify its broad application prospects in building,and has also put forward the existing problems in square steel tube concrete structure. 0引言伴随着人类的进步，科技的进步。人类建筑史上出现了一种新型的结构形式：钢管混凝土结构。钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土基础上演变发展起来的．指在钢管中填充混凝土而成的一种新型组合结构。钢管混凝土按截面形式分为圆钢管混凝土、矩形钢管混凝土、方钢管混凝土、多边形钢管混凝土等；按材料组成分为普通钢管混凝土(核心混凝土强度等级为C50以下的素混凝土，外包普通钢管，简称钢管混凝土)、薄壁钢管混凝土(普通素混凝土外包薄壁钢管)、高强钢管混凝土(高性能混凝土外包钢管)、钢管膨胀混凝土(钢管内填膨胀混凝土)、钢管自应力混凝土、增强钢管混凝土(钢管内填配筋混凝土或含有型钢的混凝土)、离心钢管混凝土(钢管内用离心法填充一层厚度为20 mm～50 mm的C40等级以上的混凝土而成型的空心钢管混凝土)等[1][2]。 1方钢管混凝土结构的特点所谓方钢管混凝土，是指用钢板或角钢拼焊而成的方形空钢管，其内充填混凝土而形成的一类组台构件。它一方面通过钢管内混凝土的支撑作用防止钢管壁发生向内屈曲，提高了钢管壁的屈曲承载力；另一方面通过四壁的钢板对内填混凝土提供侧向约束，能提高混凝土的抗压强度。因此两者的组合承载力大于两者独立承载力之和。方钢管混凝土具有其独特的优势。 [3] 1.1和传统的钢筋混凝土相比承载力高，在保持截面形式相同的情况下，方钢管混凝土柱的承载力明显高于普通钢筋混凝土柱。质量轻，在保持钢材用量相近和承载力相同的情况下，构件的截面面积可以减小约一半，从而使得建筑物的使用面积得以增大，混凝土构件的自重相应减小约50％。抗震性能好，方钢管混凝土在反复荷载作用下，吸能性强，刚度基本不退化，延性性能好。施工方便，可以简化施工工艺，节省脚手架用量、缩短工期，减少施工用地。 1.2和刚结构相比经济效益好，在保持自重相近和承载力相同的条件下，可节约钢材50％，焊接工作量可以大幅减少。耐火性能好，方钢管混凝柱由于管内有混凝土存在，可以吸收热量．因而耐火时间比钢柱长。动力性能优越，在高层建筑中，方钢管混凝土结构具有比钢结构优越的动力性能，能减轻风致摆动，增加居住人员的舒适感。 1.3和圆形钢管混凝土结构相比节点形式简单，方形截面钢管混凝土结构构件之间的交贯线在一个平面内，节点形式简单便于加工，可节约人工费用．降低工程造价。截面惯性矩大，稳定性能好，建筑布局灵活，方钢管混凝土柱承载力高，可以采用大柱网，提供较大的建筑空间，且自由分隔满足各种功能要求；另外，采用方钢管混凝土结构更符合人们传统的审美观。施工更方便，方形钢管混凝土结构由于外形规则，有利于梁柱连接，克服了圆钢管混凝土结构由于截面形式特殊所带来的施工上的不便。

钢管混凝土综述

钢管混凝土综述袁摘要：简要介绍了钢管混凝土结构的研究现状,具体阐述了钢管混凝土结构的特点,分别论述了钢管混凝土结构在高层建筑、拱桥、地铁车站工程中的应用,并对钢管混凝土结构今后的发展方向进行了分析,以期促进钢管混凝土结构的应用与推广。关键词：钢管混凝土结构,特点,应用,新型,发展方向 1.引言钢管混凝土(Concrete-Filled Steel Tube ,简称CFT)是将混凝土灌入钢管而形成的一种组合材料,是在钢管中填充混凝土后形成的构件。构件型式包括内填型、外包型和内填外包型三类。钢管可以是圆钢管, 也可以是方钢管或八角形钢管等,混凝土可以是素混凝土, 也可以配有钢筋。钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的。钢管混凝土由于其抗压强度高、自重轻、抗震性能突出、施工方便、外型美观和造价经济等优点, 广泛应用于单层或多层工业厂房的结构柱、设备构架柱、各种支架和超高层建筑以及桥梁结构中。目前,钢管混凝土结构的应用很广泛,国内外学者对钢管混凝土进行了研究, 取得了一些有意义的成果。柱是建筑物中的主要承重构件, 研究柱的承载能力对建筑物的安全可靠具有重要意义, 一些学者在试验研究的基础上, 提出了一些以计算其极限承载力为目的计算理论和公式, 并反映在各国的有关设计规范和规程中。在当今工程实践中, 钢管混凝土柱越来越广泛地被应用于高层和超高层建筑, 巨型框架结构中的钢管混凝土柱与其斜撑的交接处存在很大的剪力,以及在钢管棍凝土柱和钢筋混凝土梁节点处,当梁的剪力通过焊接在节点底部的反牛腿传递给柱子时,钢管混凝土的抗剪力能力可能起着主导作用,此时需根据钢管混凝土柱的抗剪承载力来确定钢管尺寸。现阶段只能从实用出发,对钢管混凝土柱的抗剪承载力做出偏于保守的估算, 这在一定程度上限制了钢管混凝土在工程实践中的应用。因此,对钢管混凝土的抗剪力学性能进行深入系统的研究, 对钢管混凝土结构的发展, 特别是在超高层建筑中的推广应用也具有积极的促进作用。 2. 钢管混凝土的分类和工作原理 2.1 钢管混凝土分类钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件建筑上，按截面形式不同，分为方钢管混凝土圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土等实际结构中，根据钢管作用的差异，钢管混凝土柱又可分为两种形式：一是组成钢管混凝土的钢管和混凝土在受荷初期即共同受力；二是外加荷载作用在核心混凝土上，钢管只起对其核心混凝土的约束作用，即所谓的钢管约束混凝土柱本文主要论述实际工

钢管桁架结构计算和分析

25 Building Structure 专业软件讲座 We learn we go 3D3S10.0钢管桁架结构计算和分析上海同磊土木工程技术公司3D3S 技术部 3D3S V10.0版钢管桁架结构在后处理以及相贯加工方面增加了一些功能，增加了后处理菜单中定义、查询、取消杆件顺序号等命令以及相贯加工菜单，其中包括相贯加工控制参数、杆件下料、生成法因相贯加工数据、生成国际标准ISO 相贯加工数据等命令。更好地满足了客户对相贯加工参数的控制以及输出数据的有效利用。桁架模块适用于任何形式的平面及空间桁架结构，包含滑移、沉降、弹性等多类支座形式，跨度及具体体型不限，适用于桁架与多种形式的混合结构：钢柱+桁架、框架+桁架、张拉弦+桁架、网架+桁架等。下面简单介绍一下3D3S 10.0钢管桁架结构的设计流程：建模—计算分析以及设计—节点验算—后处理—施工图绘制——相贯加工。 1 建模 3D3S10.0钢管桁架结构模块是将建模、分析计算与后处理以及相贯加工结合在一起的有限元分析设计软件，其目标对象是从其他结构设计软件中导入并在空间建模中扩充的结构模型以及3D3S 中的自建模型（图1）。图1 3D3S 钢管桁架结构模块界面可以由一根或二根或三根或四根辅助线直接生成桁架，或通过LINE 命令画出桁架杆件，或直接导入ACAD 桁架模型。使用结构编辑工具编辑模型构件属性，确定模型的结构体系，分为四种：平面桁架、平面框架、空间桁架、空间框架，见图2。如图1所示的模型，要把其结构体系定义为空间框架，然后把上部结构进行单元释放，见图3。图2 结构体系选择图3 定义单元释放 3D3S10.0钢管桁架结构模块中节点荷载、单元荷载、面荷载、地震作用、温度荷载、支座位移等自由添加，配合预应力模块，可进行预张力索构件的添加，见图4。图4 荷载库 2 计算分析和设计 1）进行各个工况和组合的内力分析，得到相应的内力和位移，见图5，6。图5 查询内力图6 查询最大位移 2）配合高级版的基本模块，可以进行几何非线性的内力和位移计算，得到结构的极限承载力。 3）可以在桁架结构中加预应力拉索（杆），或者进行张弦梁或者张弦桁架结构的设计。当结构进行内力分析时出现“约束不足”的提示时，要检查结构的支座约束情况以及结构体系中刚接铰接的情况，查看结构是否为可变体系或者是瞬变体系。 4）按规范可以进行杆件的校核和优化，在默认截面基础上自动得到经济和安全的截面尺寸和用钢量。在验算过程