不锈钢钢管混凝土柱研究现状及展望

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钢管混凝土柱—钢梁节点连接的研究现状及建议

钢管混凝土柱—钢梁节点连接的研究现状及建议

钢管混凝土柱—钢梁节点连接的研究现状及建议作者:方辉毛中举程宽李佩文肖良丽来源:《中国科技博览》2018年第19期[摘要]钢管混凝土柱常和钢梁连接在一起,共同构成建筑组合结构。

本文主要介绍了钢管混凝土柱-钢梁节点的类型,通过查阅大量文献,对钢管混凝土柱-钢梁节点的研究现状进行了归纳和总结。

最后,对钢管混凝土柱-钢梁节点后续研究提出了一些看法和建议。

[关键词]钢管混凝土柱;钢梁;节点中图分类号:TU398.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)19-0219-011 钢管混凝土柱-钢梁节点的连接形式根据钢管截面形式的不同,下面从圆钢管混凝土与方钢管混凝土两个方面来介绍较常用的节点形式。

1.1 圆钢管混凝土柱-钢梁节点的连接形式圆形截面为较常用的截面形式之一,圆钢管和方钢管有着相同之处——同为封闭的薄壁钢管,研究已有的圆钢管柱的节点形式,对于方钢管柱节点的研究有借鉴意义。

根据构造形式,较常用的圆钢管柱节点可分为以下几种:加强环式节点、锚定式节点、十字钢板式节点等。

(1)加强环式节点这是《钢管混凝土结构设计与施工规范》(CECS28-2012)所推荐使用的节点形式,也是运用的最成熟的节点形式,根据钢管混凝土柱直径大小的不同分为内加强环和外加强两种。

当钢管混凝土柱的直径较小时采用外加强环式节点,在梁的上下翼缘位置设置上下加强环,与梁相连后可传递弯矩,在上下环板之间焊一竖向肋板传递梁端剪力,如图1所示。

外加强环与钢管外壁应采用全熔透焊缝连接,外加强环与钢梁应采用栓焊连接。

钢管混凝土柱的直径较大时采用内加强环式节点,钢管混凝土柱和钢梁连接时,在正对钢梁上下翼缘位置,管柱内焊接加强环。

(2)锚定式节点锚定式节点是在钢管内正对钢梁上下翼缘处各焊接一个T形锚定板,埋于核心混凝土内,以承受梁翼缘传来的拉力,剪力的传递则依靠梁腹板的竖直焊缝。

(3)十字钢板式节点十字钢板式节点是在钢管内设置十字加劲板以提高节点区的整体刚度和承载力,如图2所示。

钢管混凝土结构的研究现状及发展趋势

钢管混凝土结构的研究现状及发展趋势

成 ,而它们 相互 间可发挥 相辅 相成 、相 互制衡 的功效 ,其
耐火性 即便 不及钢筋混凝土好 ,但 要优于钢结构 。
3 钢 管混 凝土 性能研 究现 状
圆形
方 形
矩 形
图 1 多见的钢 管混凝 土截 面形式
钢管有多种不 同的功 效 ,基于 此又 可以将 钢管混 凝 土 柱划分成两类形 式 ,一类 是构 成钢 管混凝 土 的钢管 和混凝 土在受荷初期就 共 同受力 ,另 一类 是核心 混凝 土受外 加荷 载作用 ,钢管仅 发挥 约束核 心混凝 土 的作用 ,也 就是 钢管 约束混凝 土柱 ,如 图 2所示 。
第20412 6卷年第42期月
I·J之材
Sichuan Buildine M aterials
Vo1.42,No.2 April,2016
钢 管 混 凝 土 结构 的研 究现 状及 发 展 趋 势
李 迪
(长江大学城市建设学院,湖北过 介绍钢 管混 凝土 分类、钢 管混凝 土的 特
关键词 :钢 管混凝 土;研 究现状 ;应 用;发展 中图分类号 :TU528.59 文献标 志码 :B 文章编号 :1672—4011(2016)02—0o5l一02
DOI:10.3969/j.issn.1672—4011.2016.02.026
1)承载力强。就薄壁钢管而言 ,由于其对局部 缺陷十 分敏感 ,使 得其 临 界承 载力 十 分不 稳 定。相 关 实验 得 出 , 薄 壁钢管 真实 承载力 通常仅 能够 达到理 论计 算值 的 1/3~ 1/5,一旦存在残余应力 ,则会 遭受更大 的影 响。将混凝 土 填充于钢管 之 中,混凝 土受 到钢 管的约束 ,于轴 心受压 荷 载机制下 ,混凝 土三 向受压 ,可 使得 受压期 间纵 向开裂 得 以延缓 。混凝土 的出现能够 防止 或者 延缓薄 壁钢 管早期 出 现屈 曲情况 ,两种材 料 间各 自弥 补 了各 自的不足并 发挥 各 自的优势 ,进而使得钢管混凝土具备较强 的承载力 I2 J。

锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状与展望

锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状与展望

锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状与展望收稿日期:2008 11 29作者简介:姜 晔(1963 ),女,高级试验师,泰州职业技术学院,江苏泰州 225300周桂香(1965 ),女,工程硕士,高级农艺师,泰州职业技术学院,江苏泰州 225300姜 晔 周桂香摘 要:论述了锈蚀钢筋混凝土柱承载力的试验研究现状,根据钢筋混凝土构件的锈蚀问题本身涉及的因素较多的特点,提出了锈蚀钢筋混凝土柱承载力相关问题尚需进一步研究的内容,以使钢筋混凝土柱能够发挥相关作用。

关键词:钢筋混凝土柱,锈蚀,承载力中图分类号:T U 312文献标识码:A在许多不利乃至恶劣服役环境中,混凝土柱更容易发生钢筋锈蚀现象。

例如工业厂房柱,一般在室内裸露,受酸、碱、盐、油、二氧化碳等有害液体及气体侵蚀的几率大,容易引起钢筋锈蚀,因此柱子的破损一般比较严重。

由纵向钢筋锈蚀、局部箍筋锈蚀乃至锈断、混凝土锈胀开裂等原因而引起的柱承载力降低及破坏现象,普遍存在于水工、海工、桥梁工程和工业与民用建筑中。

锈蚀钢筋混凝土构件的承载力问题,因目前还缺乏比较成熟的计算理论与方法而受到格外关注。

1 锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状国内外学者对锈蚀钢筋混凝土构件承载力的研究主要集中于对梁的研究,而对柱的研究相对较少。

目前,锈蚀钢筋混凝土构件承载力计算理论还不成熟、不完备,对实际工程的评估工作而言,这方面的需求极为迫切。

因此,很多学者从试验研究入手,研究锈蚀钢筋混凝土构件承载力的计算理论和方法。

在试验研究中,获取锈蚀钢筋混凝土试件的方法通常有三种:1)将实际工程中长期处于不利甚至恶劣环境下的锈蚀钢筋混凝土构件从工作现场截取下来作为试件;2)在实验室采用电化学加速锈蚀方法或喷射盐雾方法模拟锈蚀环境获取试件;3)将试件长期暴露于自然环境使其锈蚀。

这三种方法各有优缺点:第一种方法贴近工程实际,但构件的原始参数往往不易确定;第二种方法较容易实现,而且消耗时间较短,但与工程实际之间存在一定的近似性;第三种方法很容易实现,而且贴近工程实际,但是消耗时间较长。

钢管混凝土结构的研究现状及发展趋势

钢管混凝土结构的研究现状及发展趋势
第3 9卷 2 1 0 1年 第 1 期
广 州建 筑 G A G H U A C I E T R U N Z O R HT C U E
V 1 9 N . ・2 1 o. o1 0 1 3
钢 管 混 凝 土 结 构 的 研 究 现 状 及 发 展 趋 势
祝 雯
( 州 市 建 筑科 学研 究 院 有 限公 司 ,广 州 5 0 4 ) 广 140
了方 形 ห้องสมุดไป่ตู้圆形 和 八 角 形 截 面 钢管 混 凝 土 在轴 压 荷
载 作 用 下 粘 结 强 度 和 滑 移 之 问 的 关 系 ; 18 9 5年
与传 统 的 钢筋 混 凝 土 结构 相 比 ,钢 管 混 凝 土 具 有 多方 面 的优 点 。在 材 料 方 面 ,钢 管 混 凝 土 将
Re e r h Sau n v lp n r n f h n r t- l d S e l u e s a c tt sa d De eo me t e do eCo c ee f l te b T t i e T
ZHU n We
( u n zo s tt o uligS i c o Ld, u n zo 14 0 G a gh uI tue f i n ce e . t.G a ghu5 0 4 ) ni B d n C ,
钢 管 混 凝 土 的研 究 后 。各 国 学 者 己对 此 结 构进 行 了大 量且 深入 的试 验 研 究 。 16 9 7年 F r n [ ul g 3 o 1报 道了5 2根 钢管 混凝 土 的轴 压 和偏 压承 载 力试 验 结 果 ;1 8 9 2年 Moi i r ht s a和 T mi 4 等 通 过试 验 测定 o i[ 1
摘 要 :铜 管混凝 土 结 构是将 混凝 土灌 入铜 管 内而 形成 的一 种 新型 组合 结 构 。本 文 通过 查 阅和研 究 国 内 外文献 .总 结 了钢 管混凝 土 结 构在 国 内外 建 筑工 程 中的研 究和 应 用现 状 ,重 点探 讨 了 目前 钢 管 混凝 土 结

浅谈钢管混凝土结构的现状与发展

浅谈钢管混凝土结构的现状与发展

浅谈钢管混凝土结构的现状与发展摘要:钢管混凝土充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点,广泛应用于大跨、高耸、重载等建筑工程当中,本文对钢管混凝土的现状及发展进行综述,以此介绍该种新型结构的广阔发展前途。

关键词:钢管混凝土现状发展近年来,钢管混凝土结构逐渐被应用于跨度长、荷载重、高度大的建筑结构中。

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,它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服的缺点。

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.钢管混凝土结构的研究现状20世纪60年代之前,钢管混凝土结构的研究对象主要是圆钢管混凝土结构。

从60年代后半期以后,开始比较系统地研究矩形钢管混凝土结构。

目前,圆钢管混凝土结构的研究已经取得了丰硕的成果,很多国家制定了相应的设计和施工规范或规程,如欧洲标准EC4(1996)、德国标准DIN18800(1997)、美国标准ACI319-89、SSLC(1979)和LRFD(1997)、日本标准AIJ(1980,1997)。

在我国,钢管混凝土结构的研究主要集中在圆钢管中填充素混凝土的内填型圆钢管混凝土结构,最早开展研究工作的是原中国科学院哈尔滨土建研究所。

1968年以后,中国建筑科学研究院、冶金部冶金建筑科学研究院等单位也先后对钢管混凝土基本构件的工作性能、设计方法、节点构造和施工技术等方面展开了系统的研究。

进入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。

与此同时,钢管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展,涌现出很多新的施工工艺和施工方法,钢管混凝土结构的优势得到了更加充分的发挥。

近十几年来,我国钢管混凝土结构的科学研究和工程应用都取得了令人瞩目的成就。

钢管再生混凝土柱研究现状与展望

钢管再生混凝土柱研究现状与展望

钢管再生混凝土柱研究现状与展望摘要:再生混凝土的弹性模量与抗压强度低,收缩徐变大,耐久性差,各种力学性能的离散性大,利用钢管外包再生混凝土,能有效的避免再生混凝土材料的缺陷,同时为外包钢管提供支撑,产生“1+1>2”的组合效果,我国目前对钢管再生混凝土组合结构已有一定研究,研究发现,该结构可作为主要承重构件在工程中进行应用。

关键词:外包钢管;再生混凝土;组合结构1.钢管再生混凝土柱的特点再生混凝土由于再生骨料内部易产生裂纹,造成再生骨料与天然骨料相比具有表观密度低、孔隙率高、强度低、吸水率高等特点,从而使再生混凝土的力学性能低于同配比的普通混凝土。

将再生混凝土置于钢管形成钢管再生混凝土,可以利用组合构件力学性能的优势有效弥补再生混凝土的力学缺陷;其次,钢管为核心混凝土提供了一个封闭的,是对再生混凝土在结构层次上的改善。

综上,钢管再生混凝土柱(Recycled Aggregate Concrete Filled Steel Tube,简称 RACFST)结构这一结构形式为拓展再生混凝土在结构工程中的应用范围开辟了新的途径,正好完美顺应了现在建筑物像超高层、超大跨发展的社会潮流,因此研究锈钢管再生混凝土柱的受力状态和失效准则较普通钢管混凝土柱更具有实际意义,作为主要竖向承重构件在多层及小高层建筑中具有较为广阔的应用前景。

2.钢管再生混凝土柱研究现状目前在钢管再生混凝土柱在结构和构件层面的研究已有一定进展,在轴压短柱方面:国外Konno等[1]最早进行了 RACFST 短柱的轴压性能研究;国内杨有福等[2]开展了10个 RACFST 短柱的轴压试验;截至目前为止,国内外学者已完成了近300个RACFST试件的轴压试验试件,研究结果表明:RACFST的破坏形式与钢管普通混凝土相似,外部钢管中部鼓曲,核心再生混凝土发生剪切破坏。

在轴压中长柱方面:国外Mohanraj E K[3]开展了中长柱试件的轴压性能研究;国内吴波、张向冈[4-5]等开展了近180 个中长柱试件的轴压、偏压性能研究。

钢管混凝土在桥梁工程中的发展现状及展望

钢管混凝土在桥梁工程中的发展现状及展望
2 . 4 耐 火 性 能 好
梁工程 中 ,随后 凭借 其独特 的力学性 能 ,被广 泛应用 于桥
梁结构 的其他 结构部 件 。1 8 7 9 年英 国S e v e r n 铁 路 桥 的 桥 墩 采用了钢 管混凝土 ,1 9 8 5 年S a k i n o Kf 2 等 对 圆 形 钢 管 混 凝
火涂料 ,可降低造价 。
2 . 5 经 济 效 果 显 著 据 有 关 数 据 表 明 】 :较 钢 柱 钢 管 混 凝 土 柱 町节 约 钢 材
2钢 管混凝土结构 的优点
由于混凝土的存在 ,钢管的刚度大大提高,而钢管 的套
箍作用可使混凝土处于侧 向受压状态,成倍提高其抗压强度 。 钢管混凝土组合结构将两者结合在一起 ,共同发挥作用 。
力 。经实验证明 ] ,钢管混凝土柱的抗压承载力为混凝土柱的

倍以上 ,同时抗剪承载力也比钢筋混凝土柱高出许多。 抗震性能是指在地震或动载作用下 ,具有 良好的吸能性 和廷 性。在这方面 ,较钢筋混凝土构件 ,钢管混凝土构件抗震 性能优越,在一些建筑中钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局 部稳定 眭,但还常发生塑陛弯曲后丧失局部稳定,在压弯反复 荷载作用下 ,弯矩曲率滞回曲线表明 ] :钢管混凝土结构吸附 性能特别好 。因此 ,钢管混凝土柱的抗震 陛能也优于钢柱 。
由于构件受压时 ,管 内混凝土处于三向受压状态 ,使钢
管混 凝 土强 度 明显 提高 ,此 外 内填 混凝 土 可加 强管 壁稳 定性 , 充 分发 挥混 凝 土优 越性 ,使 其 具有 很高 的抗 压 强度 和抗 变 形能
1钢管 混凝土 的发展 与应用
早在 1 9 世纪 8 0 年 代 ,钢 管 混 凝 土 作 为 桥 墩 被 应 用 于 桥

钢筋混凝土柱加固研究现状及展望

钢筋混凝土柱加固研究现状及展望

钢筋混凝土柱加固研究现状及展望杨炳;龚玉云【摘要】with the rapid development of the national eco-nomic construction, The reinforced concrete structure has been appeared in our life. Now our country are already enter the peri-od of that new building and old building all need maintenance, we need to strengthening the structure which does not meet the current specification. And we all needto strengthening the seis-mic-damaged structure, then the structure will meets the re-quirements of continue to use. In terms of current study the seis-mic behavior of reinforced concrete column after reinforced, this paper mainly mention the strengthening methods from the rele-vant specification, the method of column after reinforced, the method of seismic - damaged after reinforced and the using of new technology and new methods, what we need to do in this field in the future are discussed,in order to provide some sug-gestions for further research.%随着国民经济建设的快速发展, 钢筋混凝土结构越来越多地出现在我们的生活中, 目前已进入到新建建筑和既有建筑维护并重的时期, 既需要对现有不满足规范的建筑进行抗震加固, 又需要对经历过地震损伤的建筑进行修复加固, 满足继续使用的要求. 针对钢筋混凝土柱加固的研究现状, 主要论述了相关规范关于加固方法的规定、柱抗震加固、柱地震损伤修复加固及新方法新工艺运用的研究现状, 并对未来该领域需要进一步研究的工作进行展望, 以期能为后续研究提供一些意见和建议.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2015(041)004【总页数】2页(P42-43)【关键词】钢筋混凝土柱;抗震加固;地震损伤【作者】杨炳;龚玉云【作者单位】长江大学城市建设学院, 湖北荆州 434023;长江大学城市建设学院,湖北荆州 434023【正文语种】中文【中图分类】TU352钢筋混凝土柱是钢筋混凝土结构中主要的抗侧力构件,柱的倒塌会引起整体的坍塌,故柱子抗震性能的好坏直接决定着整体结构的抗震性能。

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3.不锈钢钢管混凝土柱研究及展望
与普通碳素钢相比,不锈钢具有更好的耐腐蚀性与耐久性,后期维护方便等优势,应用在钢管混凝土结构中,代替普通碳素钢钢管,不仅可以降低维护费用,增加建筑物美观度,使得建筑物更加安全美观,尤其对于沿海地带,这种结构具有更优异的表现,值得大面积推广,但其研究仍有不足:
1.不锈钢钢管混凝土柱主要应用于腐蚀环境下的场地,应对不同腐蚀条件下,结构的耐久性应进行深入研究。
图1不锈钢管再生混凝土构件截面示意图
2.不锈钢钢管混凝土柱研究现状
目前不锈钢管混凝土组合结构已有一定研究进展:在粘结方面:Yu Chen[1]对32根直径为76mm的圆不锈钢钢管混凝土构件进行重复推出试验,研究了高径比、径厚比和混凝土强度对试验的影响,研究发现:粘结强度的抗剪承载力70%由界面摩擦力承担,其余30%由化学剂粘合力和机械联锁力承担;在撞击方面:M.R. Bambach[2]对圆钢管混凝土柱、空心钢管柱、不锈钢钢管柱的抗撞击性能进行了研究;Mohammad Yousuf[3]研究了空心不锈钢管和混凝土填充的不锈钢管的抗撞击性能;王蕊课题组[4]对不锈钢圆管-混凝土-钢管的组合构件进行了侧向撞击试验研究,研究了空心率对中空夹层不锈钢管混凝土的抗撞击性能的影响;研究结果表明:混凝土填充可以大大提高空不锈钢管的耐撞性,不锈钢钢管混凝土的耐撞性能优于普通碳素钢结构。在抗震性能方面:Feng Zhou[5]对24根外方内圆的不锈钢中空夹层钢管混凝土构件在恒定轴压下施加往复荷载进行试验研究,考虑了轴压荷载、外不锈钢管厚度、空心率与混凝土强度对试验的影响。研究结果表明:不锈钢管混凝土柱具有良好的耗能和延性;在受弯方面:Ran Feng, Yu Chen[6]对36个试件进行了弯曲试验研究,包括9根不锈钢钢管混凝土柱和27根CFRP加固的不锈钢钢管混凝土柱;Yu Chen[7]对24根方形和矩形不锈钢钢管混凝土的抗弯性能进行了研究,研究了构件的极限强度,破坏模式,抗弯刚度,延性、弯矩-跨中挠度曲线、整体挠度曲线和应变分布等方面;在受压方面:Young Ben和Ellobody Ehab[8]最早进行了19个冷弯高强不锈钢管混凝土的轴压短柱试验研究。研究结果表明:不锈钢管(再生)混凝土轴压构件与普通钢管混凝土的破坏模态类似,但不锈钢管混凝土具有更好的延性,但再生混凝土在长期荷载下的徐变和收缩问题还没有充分考虑,需进一步研究。
关键词:组合结构、不锈钢外钢管、钢管锈蚀
1.不锈钢钢管混凝土柱的特点
不锈钢管-再生混凝土柱(Recycled Aggregate Concrete Filled Stainless Steel Tube Structure,简称RACFSST),是一种新型的钢管混凝土组合结构(图1),利用不锈钢代替普通钢管,可以减少不锈钢的用量,降低钢材锈蚀对工程的影响,同时内填再生混凝土可以有效避免纯不锈钢结构的局部屈曲,使得不锈钢材料的高强度和延性性能充分发挥。
[4]王丙斌,王蕊.空心率对中空夹层钢管混凝土组合柱耐撞性能影响[J].爆炸与冲击,2018.
[5]Feng Zhou, Wenchao Xu,Cyclic loading tests on concrete-filled double-skin (SHS outer and CHS inner) stainless steel tubular beam-columns,Engineering Structures,Volume 127,2016.
组合结构不锈钢外钢管钢管锈蚀不锈钢钢管混凝土柱的特点不锈钢管再生混凝土柱recycledaggregateconcretefilledstainlesssteeltubestructure简称racfsst是一种新型的钢管混凝土组合结构图1利用不锈钢代替普通钢管可以减少不锈钢的用量降低钢材锈蚀对工程的影响同时内填再生混凝土可以有效避免纯不锈钢结构的局部屈曲使得不锈钢材料的高强度和延性性能充分发挥
[6]Ran Feng, Yu Chen, Jiangang Wei, Jinyan Huang, Junfei Huang, Kang He,Experimental and numerical investigations on flexural behaviour of CFRP reinforced concrete-filled stainless steel CHS tubes,Engineering Structures,Volume 156,2018.
[2]M.R. Bambach,Validation of a general design procedure for the transverse impact capacity of steel columns,Journal of Constructional Steel Research,Volume 150,2018.
2.不锈钢钢管混凝土柱与普通钢梁或者不锈钢钢梁的连接问题需进一步研究,研究不锈钢-不锈钢、不锈钢-普通钢材之间的可焊性。
3.应出版相应的技术规程为新型组合结构的应用提供依据。
参考文献
[1]Yu Chen, Ran Feng,Bond-slip behaviour of concrete-filled stainless steel circular hollow section tubes,Journal of Constructional Steel Research,Volume 130,2017.
[3]Mohammad Yousuf, Brian Uy, Zhong Tao, Alex Remennikov, J.Y. Richard Liew,Transverse impact resistance of hollow and concrete filled stainless steel columns,Journal of Constructional Steel Research,Volume 82,2013.
[7]Yu Chen, Ran Feng, Yongbo Shao, Xiaotian Zhang,Bond-slip behaviour of concrete-filled stainless steel circular hollow section tubes,Journal of Constructional Steel Research,Volume 130,2017.
不锈钢钢管混凝土柱研究现状及展望
摘要:钢管混凝土组合结构在我国已有较大的发展,随着钢管混凝土组合结构的广泛应用,外钢管锈蚀的问题也越来越受到重视,利用不锈钢代替普通碳素钢外钢管,与混凝土组成的新型组合结构(不锈钢管再生混凝土结构),充分利用了不锈钢塑性高、耐腐蚀性强等优点,为钢管混凝土组合结构的发展提供了新的方向。
[8]Ellobody E, Young B. Design and behaviour of concrete~filled cold~formed stainless steel tube columns [J]. Engineering Structures, 2006.
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