钢管混凝土组合结构承重销节点问题探讨
K e yw o r d s : c o n c r e t e f i l l e ds t e e l t u b u l a r ( C F S T )c o l u m n ;b e a m c o l u m nj o i n t ; b e a r i n g p i n ; f l e x i b i l i t y a n db r i q u e t t a b i l i t y ;
D i s c u s s i o no nC o n c r e t e f i l l e dT u b u l a r( C F T )C o mp o s i t eS t r u c t u r eo f B e a r i n g p i nJ o i n t s
F a nY o n g h u i , L i uJ i n r o n g
图1 牛腿传力示意
C E C S 5 1 ∶9 3对进行结构设计时受力钢筋采 设计规程》 用Ⅰ级 Ⅱ级或 Ⅲ 级热轧钢筋, 混凝土强度等级在 C 2 0 ~ C 4 5范围内的混凝土连续梁设计宜采用内力重分布 的设计调整。考虑内力重分布时, 对正常使用极限状 态下纵向受拉钢筋计算时的控制弯矩按照以下关系近 似调整: Ms= ( 0 . 9 2- 0 . 4 ) Me 支座弯矩: β s 跨中弯矩: Ms= Me s ( 1 ) ( 2 )
A b s t r a c t : B a s e do ne x a m p l e s o f p r o j e c t s i n v o l v e di nc o n s t r u c t i o n , t h ep r i n c i p l ea b o u t s t e e l b e a r i n gp i nw i t hs i n g l e b e a m
[ 1 ] 欧谨 新型钢管混凝土柱框架节点低周反复荷载试验研究 [ J ] 地震工程与工程振动, 1 9 9 9 , 1 9 ( 3 ) [ 2 ] 钟善桐 高层建筑中钢管混凝土偏压柱施工初应力的限制 [ J ] 哈尔滨建筑大学学报, 1 9 9 9 , 3 2 ( 1 ) [ 3 ] 龚昌基 钢管混凝土柱承重销式节点设计计算与荷载试验 [ J ] 哈尔滨建筑大学学报, 1 9 9 5 , 2 8 ( 5 )
[ 收稿日期]2 0 1 0 0 5 1 5 [ 作者简介]范永辉, 陕西建工集团机械施工有限公司工程师, 陕西省西安市金花北路 4 0 6号 7 1 0 0 3 2 , 电话: ( 0 2 9 ) 8 2 0 5 8 8 9 0 , E m a i l : 2 3 8 4 9 9 9 4 @q q . c o m
内部销体焊接由于增厚的管壁, 加之横竖各装配焊缝 把承重钢销内外分割成互不影响的两部分。 2 ) 牛腿在功能上归为梁的部分在文献[ 3 ] 中得到 验证, 试验证明内部测点应变数据均较小, 由此推论相 互正交的两组梁端受力互不影响。可见与之相交的内 部加载承重销板件应变也 会很小。看资 料示 意图表 示, 内部测点布置都靠近钢管壁位置, 是否可以认为由 于牛腿根部大量与钢管柱和补强衬管间连接焊缝的作 用, 使得越靠近钢管中心位置应力衰减急剧变化。从 另一个角度考虑, 可认为本工程节点应力由外向内传 递到钢管补强管内壁位置时, 承重销腹板应变传递出 现衰减。因此看来承重销在钢管柱内的部分是否可以 看作是承重销节点的构造措施。 3 ) 文献[ 1 ] 试验证明中柱和角柱两类承重销节点 均为梁端塑性铰区破坏, 梁端的破坏上部轻、 下部重; 破坏时钢管混凝土柱仍处于正常工作状态, 节点区除 钢销侧面混凝土开裂、 剥落外, 基本完好。 由此看来牛腿在功能上偏重梁的作用。 3 受力特征 内力重分布是对于超静定混凝土结构节点塑性铰 形成后, 由于材料和构件等变形使原来的线弹性变化 规律不再适用, 而重新按照变化后的规 律分布 内力 的 调整。到目 前 为 止, 我国对组合结构工程框架节点 连接处塑性内力重分布在设计中该怎么考虑还 没有 明确。对于钢 -混凝土组合结构设计主要 还是 分别 对钢结构和混凝 土 构件采取 弯剪控制 为主, 考 虑 钢 混凝土组合 结 构 的 重 要 性, 再辅以构造调整的设计 原则。 本工程中间柱梁节点纵向钢筋在牛腿上下翼缘外 面设置 4层, 其中两个外层钢筋从柱身留孔穿柱连通, 两个内层钢筋与牛腿翼缘等强焊接, 和钢筋混凝土梁 一样在梁端按照混凝土规范要求箍筋加密布置( 见图 2 ) 。3 3 2施来自技术2 0 1 0增刊
承重销管内部分作为节点构造可以简化。 2 ) 有试验显示节点梁的破坏荷载是设计荷 载的 2 2~ 2 5倍, 节点梁的破坏均是弯曲破坏, 抗剪性能 很高。但从另一个角度反映牛腿部 分梁 截面含 钢率 大, 刚度远超过梁的弹塑性设计刚度, 将导致混凝土梁 在荷载很大的工况下纵向受拉钢筋屈服荷载远小于梁 端牛腿区塑性铰出现的荷载, 即纵向钢筋已经屈服而 牛腿还处于弹性初级阶段, 塑性铰未出现。受弯构件 破坏过早, 故应该考虑内力重分布的影响, 应该对牛腿 的构造设计进行简化和限制, 按综合刚度调整以达到 节约目的。 3 ) 由于上部屋盖竖向轴压力作用时钢管壁主要受 环向拉应力, 而核心混凝土三向受压, 从而提高了两种
材料总的承压能力, 不仅仅是两者承载能力的简单叠 加。有试验证明牛腿根部破坏主要是由于梁柱铰接处 在非线性反复荷载作用下产生转动而使钢 管柱 壁涨 鼓, 发生延性破坏, 钢管柱及混凝土正常工作。本工程 在钢管柱梁柱节点内部作双层补强板目的是增加转角 区的刚度, 尤其是在地震区工程设计符合强节点的原则。 参考文献:
Me 为荷载短期效应最不利组合弹性弯矩; 为对 式中: β s 于本工程等跨连续梁取 0 。由此可见混凝土梁跨中控 制弯矩调整前后相等。 2 ) 在文献[ 3 ] 中试验指出在整个节点梁破坏过程 中, 承重销正应变远远小于钢材屈服强度, 这也证明牛 腿刚度比较大。钢筋混凝土框架的弯矩调整是线弹性 分析的方法, 经弯矩调整后构件在使用阶段不应出现 塑性铰。为了在钢筋混凝土连续梁和框架结构中考虑 塑性内力重分布, 做到合理估计结构承载能力变形和 裂纹并达到简化设计节约材料确保安全的目的。因此 牛腿梁端应该考虑内力重分布影响, 以不调整混凝土 梁短期最不利荷载组合设计为前提, 对牛腿的截面尺 寸进行调整。简化为依照综 合刚 度作 为调 整控 制依 据。用牛腿部位两种材料的 刚度 之和 作为 综合 刚度 ) 。当然这种理论上的表达有待试验数据的验 ( 见式 3 证和修正。 综合刚度: [ E I ]= s c s c I f I +[ [f ] ε ε]
( S h a a n x i C o n s t r u c t i o nE n g i n e e r i n gG r o u pM a c h i n e r yC o n s t r u c t i o nC o . ,L t d . , X i ’ a n , S h a a n x i 7 1 0 0 3 2, C h i n a )
j o i n t s t y p ei s d e s c r i b e d .A c c o r d i n gt ot h es p e c i f i c a t i o nf o r t h e o r e t i c a l a n de x p e r i m e n t a l d a t a , t h i s n o d ep a r t i c i p a t i n gi nt h e w o r ko f t h es t a t ei s a n a l y z e d .
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范永辉等: 钢管混凝土组合结构承重销节点问题探讨
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图2 钢筋穿柱示意
1 ) 由于承重销节点部位不单纯是钢结构, 钢筋混 凝土梁对牛腿的包裹, 使得牛腿段的综合弹性模量较 单纯的钢筋混凝土梁大, 梁端出现类似超筋梁一样的 脆性区。 按照《 钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布
之所以说是 4种节点 下 4种节点形式, ━、 ┣、 ┗、 ╋, 正是基于钢管柱的受力状态存在差异考虑。对受弯构 件来说只有一种情况, 那就是 ━。承重销节点无论是 单梁还是双梁其传递力的机理是相同的, 都是最终通 过承重销传力给钢管混凝土柱。下面就牛腿参与配合 梁的工作来阐述牛腿和梁的关系。 梁作为受弯构件设计控制是以竖向弯曲平面内的 弯剪来衡量( 见图 1 ) 。有试验证实, 首先牛腿设置在 梁端位置与梁可靠连接, 其次在受压区混凝土开裂后 期代替梁端继续工作。承重销作为梁的端部参与变形 和内力传递是比较可靠的。但假设没有牛腿, 由于混 凝土梁与钢管柱刚度悬殊大, 加之混凝土的抗剪强度 很小, 在非线性工况下梁的端部将是最容易破坏的部 位。 1 ) 目前对牛腿的承载力设计还是按照受弯构件的 设计原则对弯矩和剪力分别计算, 增加了“ 强节点弱构 件” 的系数调整。承重销担当的传力角色是作为框架 梁的一部分将剪力传递给钢管柱。另外承重销与钢管 柱内衬管和钢管柱壁的焊接, 使得外露部分传力销与
ss s cc c
( 3 )
2 式中: I = A y / 1 2 ; f / E 。 ε=
3 ) 式可见牛腿截面的刚度与板正截面面积成 由( 一次线性变化, 与高度成二次线性变化。 4 结语 1 ) 钢管混凝土柱承重销节点牛腿在正常使用阶段 配合受弯构件把内力传递给钢管柱, 并抵抗剪力。在 梁受压区混凝土破坏后对钢筋混凝土梁后期的内力抵 抗比较明显, 可以认为牛 腿在 功能 上是 梁的 一部 分。
c o m p o s i t es t i f f n e s s
在我国 2 0世纪 8 0年代以后, 钢管混凝土结构工 程应用越来越多, 这种新型的第五类结构几乎被应用 到各行各业, 尤其近十年在民用建筑中的应用比较广 泛。常用到的钢管柱与混凝土梁板结构的连接节点主 要是承重销节点( 有单双梁之分) 、 半穿心节点、 加强 环节点、 环梁节点。 本文参照试验的结论和数据结合, 对西安咸阳国 际机场 T 3 A航站楼项目钢管柱梁柱节点的实际施工 情况谈几点认识。 1 工程概况 西安咸阳国际机场 T 3 A航站楼项目主航站楼钢 管柱为直径 D= 20 0 0 m m , 壁厚 t = 3 6 m m 的卷制圆钢 管, 钢管柱平面柱网纵向 4行, 横向 1 0列, 柱距主要为 3 6 m× 3 6 m 。纵向边柱顶标高为 + 1 9 0 0 0 m , 中间两行 柱顶 标 高 为 +2 1 0 0 0 m , 主 体 分 3层 (-8 5 0 0 ,± 0 0 0 0 , 1 0 0 0 0 , + 1 9 0 0 0 / 2 1 0 0 0 m ) 局部 设置 夹层, 为 5层的组合结构。钢管柱 + 1 0 0 0 0 m 标高以下各相邻 钢管柱间距由两个混凝土柱等分为 3段 1 2 m 。所有钢 管柱与混凝土结构均采用单梁节点承重销 + 穿筋形式 连接, 承重销穿筋处钢管柱内部焊接补强衬管, 板厚与 钢管柱壁等厚。所有钢柱内填充 C 4 0混凝土。 2 节点形式 对于承重销节点, 由于现场的钢柱位置不同有以
钢筋混凝土框架节点施工的质量问题及对策
钢筋混凝土框架节点施工的质量问题及对策【摘要】根据钢筋混凝土框架结构的特征,分析了其节点施工的几个问题,施工的质量问题及对策。
进而解决了钢筋混凝土节点位置的施工难题。
【关键词】钢筋混凝土,框架节点,质量问题,对策钢筋混凝土框架结构主要由混凝土主梁、次梁和柱形成的框架,这是整个建筑物的骨架,在混凝土框架结构设计中,需要保证梁、柱构件具有足够的强度和延性,同时确保梁柱节点具有一定的抗剪强度,防止框架结构过早破坏。
在我国现代高层建筑中,钢筋混凝土框架结构成为使用最多的结构形式之一,但是在施工中,构件截面往往过大,施工周期长,同时施工工艺对结构耐久性、安全性、构件的承载能力有着很大的影响,并且现浇钢筋混凝土框架结构中梁柱节点的质量控制也存在许多问题。
钢筋混凝土框架节点受力往往通过框架节点核心区进行内力传递,节点处受力比较复杂,既要传递由次梁传递而来的荷载,同时需要传递来自于主梁的荷载,节点施工质量将直接影响到整体结构的刚度和延性,钢筋混凝土框架结构的延性是反映结构在受到荷载作用下,进入非线性阶段后承载力没有显著变化情况下结构变形能力,对于延性较大的结构,其产生的塑性变形也非常大,但是如果永久变形过大,结构就会在自重影响下出现坍塌。
对于节点施工,出现问题往往是施工人员的技术存在问题,施工方法不正确,本文试图对钢筋混凝土框架结构节点施工问题进行探讨,旨在引起施工人员的注意。
一、节点施工的几个问题1、节点施工强度与设计有一定差异根据钢筋混凝土设计规范,钢筋混凝土柱需要承受较大的轴向压力,并且截面高度控制在一定范围内,因此浇筑柱的混凝土等级需要很高,而梁板结构只需要承受本层荷载,可以采用较低等级的混凝土。
但是在目前混凝土浇筑过程中,往往采用商品混凝土泵送连续浇筑,习惯于将竖向构件和水平构件分两批进行集中浇筑,将节点区混凝土和梁板混凝土同批浇筑,这是因为在实际施工中要将节点和梁板混凝土分开施工存在一定的困难,施工出来的节点混凝土强度与设计就存在一定的差距。
关于钢构预埋件与混凝土构件连接节点讨论
关于钢构预埋件与混凝土构件连接节点讨论【摘要】:现今在钢结构设计时钢构件与钢构件的连接计算技术已日趋成熟,但钢构件与混凝土构件连接节点的设计在实际工程中常常出现问题。
工程施工中,由于各设计单位对于钢构件与混凝土构件连接节点设计时配合不当、考虑不周,而导致现场难于施工,严重时存在结构安全隐患,钢结构部分和混凝土结构部分的设计应相互协调,方便施工。
本文就某体育馆工程实例所遇见的问题,提出相关讨论建议。
【关键词】:钢结构;连接节点;预埋件;混凝土构件1引言改革开放以来,随着钢产量的提高,国家政策导向也开始转变为鼓励钢结构应用于建设工程中[1]。
钢结构设计中钢结构节点是钢结构体系的枢纽,节点的主要作用是连接多个构件和传递杆件内力。
因此节点设计是设计中十分重要的环节[2]。
有限元理论和技术的发展以及计算机计算能力的不断提高促进了计算机辅助技术在钢结构设计中的应用。
一些大型结构分析通用软件,如SAP、ANSYS、ADINA等,可以进行各类钢结构的静动力、弹塑性分析[3]。
钢构预埋件与混凝土构件在前期设计及实际施工十分复杂和困难,需各单位相互配合协调。
本文结合某体育馆工程实例来讨论钢构预埋件与混凝土构件连接节点所存在的问题及相关建议。
2工程介绍该工程为东南某省某市体育馆,建筑面积约一万三千平方米左右,顶部为钢结构网架顶棚,底部为混凝土看台及基础。
体育馆设计时涉及混凝土、钢结构、幕墙等多个结构专项设计。
本工程建筑结构的安全等级为一级,结构设计基准期为50年,结构设计使用年限为100年。
建筑抗震设防类别为乙类。
本工程结构承载力按100年重现期设计,挠度按50年重现期设计。
本工程抗震设防类别为重点设防类,工程所在地区的抗震设防烈度为6度,地震作用计算按7度(0.10g)、抗震构造措施按7度考虑。
钢结构设计时根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)等国家规范。
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。
钢管混凝土梁柱节点连接形式的探讨
钢管混凝土梁柱节点连接形式的探讨摘要:本文对工程中常见的钢管混凝土梁柱节点的形式进行了论述,详细的介绍了加强环式节点、钢筋贯通式节点、锚定式刚接节点、穿心牛腿环梁节点、钢筋环绕式节点的构造特点及各自优缺点。
最后本文对以上几种常见节点存在的问题进行了总结归纳,指出钢管混凝土梁柱节点在实际及理论中一些问题。
关键词:钢管混凝土梁柱节点牛腿加强环随着现代建筑逐渐往高层与超高层发展,钢管混凝土凭借其优劣的力学性能在工程实际中得到关注。
然而在高层建筑中钢管混凝土梁柱节点问题一直是制约其推广应用的主要因素。
节点是结构最薄弱的环节之一,是确定结构设计合理的关键问题。
我国《钢管混凝土结构设计与施工规程》当中明确要求钢管混凝土梁柱节点需要满足以下几个要求:构造简单,整体性好、传力明确、安全可靠、节约钢材和施工方便。
钢管混凝土节点设计合理与否对结构的整体稳定性和施工质量影响很大。
本文通过对工程中几种代表性的节点形式进行分析,讨论钢管混凝土梁柱节点连接问题。
1 节点分类1.1 刚节点(1)加强环式节点。
加强环式节点属于刚接节点,是当前应用比较多,研究比较成熟的节点形式。
加强环式节点又分内加强环和外加强环两种,如图1所示。
内加强环只应用于钢管直径≥1 m的情况,直径较小时不方便管内混凝土浇筑。
当在弯矩作用下的时候,外加强环外缘受到较大的拉力,钢管闭环环向受压,从而减小了钢管的紧箍作用。
采用内加强环的时候,内环的内缘受压,钢管的壁环受力作用,这时候拉力与钢管环向受力相重合,增加了钢管壁的负担,却增大了钢管的紧箍作用。
因此从受力特点上来说,内环要好于外环,同时也省钢。
(2)钢筋贯通式节点。
当工程中当框架梁为现浇钢筋混凝土梁时,可以将梁内纵向主筋贯通管柱形成钢筋贯通式节点,如图2所示。
这种节点方法必须要在钢管壁上进行开孔,现场穿过钢筋,为了弥补开孔产生的空洞对于钢管壁的削弱需在管壁开孔处加设加劲肋来对其增强。
由于在钢管内部贯通双向钢筋,对混凝土浇筑则是不利的,在小直径的钢管混凝土结构应用受到限制,但作为刚性节点还是十分稳定的。
型钢混凝土结构节点常见问题及措施浅析
[4] 曹跃军,李小玥.建筑变形缝模板施工刍议[J].浙江建筑,2013,30 (05):60-62.
[5] 王春彩,任永明.狭小变形缝混凝土墙模板单边加固及施工技术分 析[J].江西建材,2016(04):110+112.
根据钢结构设计及施工图集要求,梁纵筋尽量绕 过柱型钢贯通,或穿过型钢腹板贯通,但有的梁角部 纵筋正好处于柱翼缘位置,无法在腹板开孔通过。
应对措施:经原设计单位同意后,在深化设计时 对梁进行水平加腋处理,钢筋斜度及加腋尺寸应满足 《型钢混凝土组合结构构造》(04SG523)要求。
由于箍筋加工尺寸偏差,箍筋弯钩、型钢、栓钉、 竖向柱柱筋位置偏差等影响,实际施工中型钢混凝土 柱中八面箍若采用先加工后安装的普通施工工艺施 工,安装非常困难。
DOI院10.16330/ki.1007-7359.2018.03.037
应对措施:经原设计单位同意后,在深化设计时 将八面箍做法确定为分段制作,现场安装并焊接。两 端箍筋采用焊接连接,单面焊或双面焊均可。双面焊 接长度不小于 5d(d 为箍筋直径),单面焊接长度不小 于 10d(d 为箍筋直径)。
应对措施:经业主及设计单位同意,将相应部位 混凝土改为自密实混凝土。若业主及设计单位不同意 改为自密实混凝土,可通过优化混凝土配合比的方 式,保证混凝土浇筑过程中具有较好的流动性和良好 的可泵性、保塑性,不产生离析泌水;同时通过试配降 低水化热,提高后期强度和耐久性,改善混凝土施工 性能。
本项目经优化的 C60 混凝土配合比如下表。
作者简介院韩孟(1987-),男,山东滨州人,毕业于合肥工业大学工程力 学专业,学士,专业方向:施工管理。
钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施
钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施(一)钢管焊接缺陷钢管焊接缺陷有:对接焊冷裂纹、贴角焊冷裂纹、对接焊变形冷裂纹、对接焊缝热裂纹及对接焊缝的重热裂对接焊冷裂纹1.现象发生在热影响区和焊缝金属处的根部裂纹,纵向裂纹、横向裂纹、焊道下方的裂纹。
危害影响焊缝的强度。
2.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。
⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。
⑶约束应力和应力集中引起。
3.治理方法⑴进行预热或热处理施工。
⑵使用烘干的低氢焊条。
贴角焊冷裂纹1.现象在热影响区产生的焊缝边缘裂纹,贴角焊缝根部裂纹。
2.危害影响贴脚焊缝的强度。
3.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。
⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。
⑶因为咬边,造成形状不连续,而引起的应力集中,或因热变形,使基材出现错动,引起的应力。
4.治理方法⑴进行预热及热处理施工。
⑵使用烘干的低氢焊条。
⑶修整焊缝端部或选择适当的焊接条件防止基材错动。
对接焊变形冷裂纹1.现象发生于热影响区的变形冷裂纹。
2.危害产生焊接变形及损伤焊缝强度。
3.原因分析⑴由于咬边等造成形状不连续引起应力集中。
⑵由于随后进行焊接所引起的角变形。
4.治理方法⑴修整焊缝边缘。
⑵采用合理的焊接顺序。
对接焊缝热裂缝1.现象在焊缝金属中出现弧坑裂纹和梨状变形焊道裂纹。
2.危害焊缝的质量达不到要求。
3.原因分析⑴前者是由于焊接热,钢中的S、P等杂质,在弧坑中心处析出,引起或由于收缩产生的空孔引起。
⑵后者是低熔点杂质的析出。
4.治理方法⑴前者处理弧坑。
⑵后者选择适当的焊接条件以高速焊缝的截面形状。
⑶约束应力和应力集中引起。
对接焊缝的重热裂纹1.现象在热影响区消除应力的裂纹。
2.危害影响对接焊缝的强度。
3.原因分析进行消除应力处理时,在开关不连续处的塑性变形集中引起。
4.治理方法⑴选择消除应力的条件。
⑵防止应变的集中。
⑶控制残余应力的数值。
(二)拱脚钢管与混凝土相交处,混凝土表面产生纵向裂缝1.现象在拱脚钢管与混凝土相交处,沿拱轴线方向产生纵向裂缝。
关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨
工程技术关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨王振字(天津市建工工程总承包有限公司第三分公司,天津市300000)n。
脯要】近年来钢管混凝£柱在工程中得到广泛的应用,本文主要介绍了钢管混凝土柱钢粱节点的构造形式和相关的一些受力特点,希望与大家分享。
,.饫蒿黔初钢管混凝主柱;钢粱节点;形式钢管混凝土结构是在钢管柱内填充素混凝土,实现在受力过程中充分发挥钢管和混凝土两种材料互补作用的一种钢管混凝土组合结构。
该结构可使构件截面减小,承载能力提高,整体重量减轻:由于钢管壁板不需太厚,可大量使用国产钢材并实现工厂化生产:能够大幅度节约钢材和基础费用,降低结构造价;因施工中可省去大量支模板的工作,.--_r使T期缩短1/4—1/3,环境污染小;由于柱子截面的减小,可使使用面积增加5%~80/0。
由于节点是诸多构件的力流交汇之处,节点的受力模式较之于—般构件更为复杂,特暑U是在她震作用下的节点受力尤为复杂,而且节点联系着多个构件,其失效的后果比起—般的构件更为严重,因此,在工程实践中,对节点的性能应格外重视。
1钢管混凝土柱—钢粱框架节点形式1.1铰接节点钢管混凝土柱一钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下,梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80%以上。
这种节点—般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接,如果梁端剪力较大,也可在柱E增设牛腿,以传递过大的梁端剪力。
铰接节点构造简单,施工方便,但只能传递较小的弯矩,主要是用于传递粱端剪力。
12半刚接节点钢梁与钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下。
梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间的连接。
半刚性节点不仅能够传递剪力,还能传递部分弯矩。
对于半刚接节点,由于受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变,会引起结构内力重分布。
结构受力比较复杂,且变形较大,因此在设计中采用时须慎重对待。
13刚搪节点刚接连接是指节点在外力作用下,对转动约束能达到理想刚接C指梁与柱轴线夹角保持不变的连接)的900/o以上。
浅谈矩形钢管混凝土结构节点的应用
浅谈矩形钢管混凝土结构节点的应用摘要:本文主要介绍了钢管混凝土在实际工程应用中的优点,总结分析了矩形钢管混凝土框架节点的类型和性能,探讨了矩形钢管混凝土框架节点有待深入研究的问题,供工程设计参考。
矩形钢管混凝土结构的优越性已逐渐得到工程人员的认可,而且越来越多地被应用到实际工程中。
从已有的实例看,钢管混凝土结构一般用于承受较大荷载的结构,如高层建筑和桥梁结构。
钢管混凝土结构在我国已得到较为广泛的应用,并取得了较好的技术和经济效果。
一、钢管混凝土在实际工程应用中的优点钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。
它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中相互的组合作用,发挥了两种材料的优点,不仅使得混凝土的抗压强度提高、变形性能改善,而且避免或延缓了钢管发生局部屈曲。
这决定了它在实际工程应用中的一些优点:(一)承载力高。
如果仅仅对于薄壁钢管而言,其临界承载力很不稳定。
试验表明,它的实际承载力只有理论计算值的四分之一。
但在钢管中填充混凝土以后,可以延缓或避免钢管过早地发生局部屈曲。
钢管中的混凝土受到钢管的约束,可延缓其受压时的纵向开裂。
两种材料相互弥补了彼此的弱点,可以充分发挥各自的长处,从而使钢管混凝土具有很高的承载能力,一般高于组成钢管混凝土的钢管及核心混凝土单独承载力之和。
(二)抗震和变形能力。
对于钢管混凝土构件而言,其中的混凝土材料脆性很大,构件开裂后承载力和变形能力迅速降低。
如果将混凝土灌入钢管中形成钢管混凝土,核心混凝土在钢管的约束下,不但在使用阶段它的弹性模量得以改善,在破坏时也具有较大的塑性变形。
此外,若与钢结构相比,钢管混凝土结构由于混凝土的存在而提高了刚度,外力作用下的变形相对较小,在风荷载和地震荷载作用下,结构的水平位移可以严格控制。
(三)制作和施工方便。
与钢筋混凝土柱相比,钢管可以兼作柱的外模和临时支撑,免去了绑扎钢筋、支模和拆模等工序;而且柱内无钢筋,混凝土浇灌也相对简单的多,可以做到多层一次施工,并能更好的配合施工中的泵送混凝土、高位抛落免振捣混凝土和自密实混凝土等技术。
关于钢管混凝土结构承载力的分析与探讨
关于钢管混凝土结构承载力的分析与探讨摘要:随着我国经济和建设事业的迅猛发展,近年来,钢管混凝土以其独特的优势在各项建设事业中得到了较为广泛的应用,并且也是发展前景极为广阔的一种结构形式。
为了更安全合理地推广应用钢管混凝土结构,本文主要对不同截面形式钢管混凝土结构的承载力进行了分析。
关键词:不同截面;钢管混凝土结构;承载力1.钢管混凝土结构概述钢管混凝土结构是将混凝土注入封闭的薄壁钢管内形成的组合结构,通常用于轴心受压或偏心受压的柱,且一般都不再配筋,只有在极少数的情况下,例如柱子承受很大的压力,或压力小而弯矩大时,则在管内配置纵向钢筋和箍筋。
钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢结构的基础上演变和发展起来的一种新型结构。
在性能方面,它利用钢管和混凝土材料在受力过程中的相互制约,不仅弥补了两种材料各自的缺点,而且能充分发挥二者的优点,使整个结构具有良好的受力性能。
由于钢管的存在,使核心混凝土处于三向受力的复杂应力状态,不仅使混凝土的强度提高,而且使原本脆性的混凝土由于受钢管的约束成为具有一定塑性性能的材料。
所以在钢管混凝土结构中,承载力是很重要的性质。
对于不同截面的钢管混凝土结构,其截面形式的受力特点及承载力是不同的,所以,下面就几种不同截面钢管混凝土结构的承载力进行分析。
2.不同截面形式钢管混凝土结构的承载力分析2.1常用截面形式2.1.1圆形截面圆形钢管混凝土是目前研究最为充分的截面形式且在工程中应用也最为广泛。
对于圆形钢管混凝土柱,混凝土受到钢管对其均匀约束作用。
圆形钢管混凝土承载力及变形能力均优于其他截面形式钢管混凝土构件。
由于圆形钢管对于混凝土约束效果比较好,所以圆形钢管混凝土构件主要用于轴压及小偏心受压构件。
对于大偏心受压构件来说,由于受拉侧钢管不能对混凝土约束,因此混凝土三向受压性能不能得到发挥。
2.1.2方形截面方形钢管混凝土构件在结构中应用也很广泛,但是方形钢管对于混凝土的约束不如圆形钢管的约束效果好,方形钢管混凝土的承载力明显低于圆形钢管混凝土。
型钢混凝土组合结构梁柱节点施工难点与突破
Urban and Rural Studies城镇建设建筑施工型钢混凝土组合结构梁柱节点施工难点与突破贾志武陕西建工第一建设集团有限公司摘要:随着经济的发展和建筑行业的兴起,型钢混凝土被越来越广泛地运用,但其组合结构梁柱节点的连接工作一直是工作中的要点,本文以常用的三种节点的连接方式为例,深入分析了施工时的难点与突破。
关键词:型钢混凝土;梁柱节点连接;工程技术目前我国在建筑施工过程中常采用三种方式进行混凝土梁柱节点连接,分别是打孔法、焊接牛腿法、钢筋连接套筒法。
三种方法各有其优缺点:打孔法施工速度快,但在施工时对混凝土层的损伤较为严重且技术要求较为严格;焊接牛腿法对节点的连接效果较好,但施工量大且施工周期长;钢筋连接套筒法比前两种方法更为经济实惠,但只能处理较为简单的节点。
我们要根据施工的实际情况,结合自身技术水平,选择合适的施工方法,以求工程的顺利进行和使质量得到保障。
一、工程概况本工程为华海大厦项目,位于陕西省西安市高新区团结南路与科技一路十字东南角,建筑面积47184.4m2,框剪结构,地下三层,地上二十七层,主体建筑总高度99.95m。
根据设计图纸,本工程地下三层设计有4根组合型钢柱,所有钢柱焊接栓钉,钢板材质为Q345B。
由于塔吊末端吊重及环梁支撑高度限制,钢柱分段制作,现场对接安装,对接采用全熔透等强焊接;本工程二层设计有12根型钢芯柱,钢板材质为Q345B;主体结构二层至二十七层设计有50根(2根/层)型钢组合梁。
劲性混凝土柱技术指标、截面及分布概况见表1。
二、型钢混凝土组合结构型钢混凝土是施工过程中为了增加混凝土建构的抗压和黏合能力,通常在混凝土中安置与其质量匹配的型钢,以求改变混凝土使用属性的一种材料配置。
(一)型钢混凝土结构组合方式在配置型钢混凝土时,根据不同施工要求分为全部或部分构件采用添加型钢的混凝土。
其中,型钢混凝土根据连接时的不同操作可分为规则与不规则截面组合;型钢混凝土根据其钢柱内部构建要求不同可分为空腹式和实腹式。
