钢管混凝土柱
钢管混凝土柱施工方案
钢管混凝土柱施工方案钢管混凝土柱是一种常用于建筑结构中的柱型构件，具有高强度、抗震性能好等优点。
本文将介绍钢管混凝土柱的施工方案，包括施工前准备、施工工艺与流程、质量控制等内容。
1. 施工前准备施工前的准备工作对于钢管混凝土柱的施工至关重要，包括选材、制作模板和搭设脚手架等。
具体步骤如下：1.1 选材选材是确保钢管混凝土柱施工质量的重要环节。
首先需要选择优质的钢管和混凝土，确保其符合设计要求和相关标准。
同时，还要对钢管进行除锈、防腐处理，以提高其使用寿命。
钢管混凝土柱的施工需要制作模板，用于固定混凝土和钢管的位置。
制作模板需要使用高强度模板板材，确保模板的稳定性和耐用性。
同时，还需要根据设计要求进行精确的尺寸测量和模板加工。
1.3 搭设脚手架在施工现场搭设脚手架是为了方便施工人员进行施工操作和材料运输。
脚手架需要按照相关标准进行设计和搭建，确保其稳定性和安全性。
同时，需要对脚手架进行定期检查和维修，确保施工过程中的安全性。
2. 施工工艺与流程钢管混凝土柱的施工工艺主要包括模板安装、骨架钢筋安装、混凝土浇筑等步骤。
具体流程如下：首先需要根据设计要求将制作好的模板安装在柱体位置上。
模板应该安装稳固，确保混凝土浇筑过程中不会变形或渗漏。
2.2 骨架钢筋安装骨架钢筋的安装是钢管混凝土柱施工的关键步骤之一。
根据设计要求，将预制好的钢筋根据要求垂直放置在柱体位置上，并确保钢筋之间的间距和连接牢固。
2.3 混凝土浇筑在完成骨架钢筋的安装后，需要进行混凝土的浇筑。
在浇筑前，需要进行充分的振捣，以确保混凝土的密实性。
同时，要注意控制浇筑速度和浇筑高度，以免引起混凝土的裂缝和变形。
3. 质量控制钢管混凝土柱的施工过程中需要进行严格的质量控制，以确保施工质量达到设计要求。
质量控制包括以下几个方面：3.1 材料质量控制对于钢管和混凝土等材料，需要进行严格的质量控制，确保其符合相关标准和设计要求。
同时，还需要对材料进行验收和编号，以便追溯和管理。
钢管混凝土柱承载力计算
钢管混凝土柱承载力计算
1.确定柱的尺寸：包括柱的截面形状、柱长及受力情况等。
根据设计
要求和结构计算的要求，确定钢管的内径、外径、厚度等参数。
2.钢管强度计算：钢管的承载能力主要包括强度和稳定性两个方面。
在计算强度时，可以根据截面形状和受力情况确定受压、受拉区域，计算
受压区域的抗压承载力和受拉区域的抗拉承载力。
3.混凝土承载力计算：混凝土的承载力主要由混凝土的抗压强度决定。
根据钢管的尺寸和受力情况，计算出混凝土所承受的压力，然后根据混凝
土的抗压强度，得到混凝土的承载力。
4.协同效应计算：钢管和混凝土是钢管混凝土柱的组成部分，二者之
间通过混凝土填充管道的方式实现力的传递。
在计算中需要考虑钢管和混
凝土之间的协同效应，即钢管与混凝土的相互制约和共同工作。
5.构造计算模型：根据具体的设计要求和计算方法，将整个钢管混凝
土柱的计算过程建立成一个合理的计算模型，包括钢管和混凝土的尺寸、
材料特性、受力情况等。
6.承载力计算：根据以上的步骤和计算模型，进行钢管混凝土柱的承
载力计算。
计算的结果应当满足设计要求和强度安全要求，确定柱的尺寸
和材料。
需要注意的是，上述计算方法只是一种常用的计算方法，真实工程中
的计算往往更加复杂，需要根据具体的设计要求和构造形式进行计算。
此外，在实际工程中，还需要考虑其他因素，如柱的轴心受力情况、边缘效应、开裂和翻转等，以确保柱的承载能力和结构的稳定性。
整个计算过程需要结构工程师根据具体的设计要求和实际情况进行评估，并进行必要的验算和优化设计，以确保钢管混凝土柱的承载能力和结构的安全性。
钢管混凝土柱计算长度系数
钢管混凝土柱计算长度系数【最新版】目录I.引言II.钢管混凝土柱的概述III.计算长度系数的方法IV.影响计算长度系数的因素V.结论正文I.引言钢管混凝土柱是一种常见的建筑结构形式，其优点在于既具有钢管的高强度和刚度，又有混凝土的抗压能力和耐久性。
然而，在设计和计算钢管混凝土柱时，一个重要的参数就是计算长度系数。
本文将对钢管混凝土柱计算长度系数的方法进行详细探讨。
II.钢管混凝土柱的概述钢管混凝土柱是由钢管和混凝土组成的复合结构，主要应用于高层建筑、桥梁等大跨度结构中。
钢管作为外框，主要承受弯矩和剪力；混凝土作为核心，主要承受压力。
二者共同工作，形成一个稳定的结构体系。
III.计算长度系数的方法计算钢管混凝土柱的长度系数，需要考虑以下几个方面：1.钢管的线刚度：钢管的线刚度是指单位长度内钢管的弯曲变形量。
线刚度越大，钢管的抗弯能力越强，相应的计算长度系数就越小。
2.混凝土的抗压强度：混凝土的抗压强度直接影响到钢管混凝土柱的承载能力。
抗压强度越高，计算长度系数就越小。
3.柱的支撑条件：钢管混凝土柱的支撑条件包括两端支承方式、横梁连接方式等。
不同的支撑条件，计算长度系数的取值也不同。
IV.影响计算长度系数的因素除了上述提到的钢管的线刚度、混凝土的抗压强度和柱的支撑条件外，还有以下几个因素会影响计算长度系数：1.横梁的线刚度：横梁的线刚度越大，对钢管混凝土柱的约束越强，计算长度系数就越小。
2.柱与基础的连接方式：柱与基础的连接方式会影响到柱的稳定性，进而影响到计算长度系数的取值。
3.横梁的轴力大小：横梁的轴力越大，对钢管混凝土柱的约束越强，计算长度系数就越小。
V.结论钢管混凝土柱的计算长度系数是一个重要的设计参数，其取值受到多种因素的影响。
钢管混凝土柱讲解课件
过程质量控制
对生产过程进行质量监控，及时发现并处理 质量问题。
不合格品处理
对不合格品进行标识、隔离和处理，防止不 合格品流入下一道工序。
05
钢管混凝土柱的安装与维护
安装方法
准备工具与材料
在安装前，需要准备 钢管、混凝土、连接 件、固定件等材料， 以及滑轮、起重机等 工具。
基础制作
根据设计图纸，制作 符合要求的混凝土基 础，确保基础平整、 坚固。
形状设计
考虑美观和功能性，设计柱子 的形状，如圆形、方形或异形
。
节点设计
优化节点连接方式，如焊接、 螺栓连接或法兰连接，确保结
构安全。
防腐与防火设计
根据使用环境，对钢管表面进 行防腐处理，并考虑防火措施
。
04
钢管混凝土柱的生产与制造
生产流程
钢管加工
对钢管进行矫直、切割、打孔 等加工，以满足设计要求。
定期检查
在使用过程中，应定期对 钢管混凝土柱进行检查， 确保其安全可靠。
06
钢管混凝土柱的发展趋势与 未来展望
技术创新与改进
新型材料的应用
随着新材料技术的不断发展，钢管混 凝土柱在材料选择上将更加多样化， 例如高强度钢材、耐腐蚀材料等，以 提高其承载能力和耐久性。
施工工艺的优化
针对钢管混凝土柱的施工工艺，未来 将进一步优化，例如采用更先进的焊 接技术、无损检测技术等，以提高施 工效率和质量。
组装与浇筑
将钢管按照设计要求进行组装 ，并在钢管内浇筑混凝土。
原材料准备
根据设计要求，准备钢管、混 凝土等原材料，并进行质量检 验。
混凝土制备
按照设计配合比，制备混凝土 ，并进行质量检验。
养护与检测
钢管混凝土柱施工工艺
钢管混凝土柱施工工艺好嘞，咱们今天来聊聊钢管混凝土柱的施工工艺。
这东西听起来复杂，但其实就像做菜，步骤清晰，材料齐全就能做出好菜。
你看，钢管混凝土柱其实就是把钢管和混凝土结合起来，形成一个坚固的柱子，适合用在各种建筑里。
这玩意儿的好处可多了，强度高、抗震能力好，还能有效节省材料，真是建筑界的“铁打的汉子”。
要准备材料。
钢管就像咱们家里的锅，得挑个合适的，太大了不行，太小了也不行，得找个适中的。
这些钢管通常是用碳钢或合金钢制成的，真的是很耐用。
然后呢，混凝土就像是咱们的食材，得保证新鲜、质量好。
你想，混凝土的强度可影响整根柱子的稳固性，万一混凝土不靠谱，那后果可就大了。
所以，选对材料是施工的第一步，别小看了这一点。
接下来就是施工准备工作了，像是开工之前的热身运动，不能马虎。
施工现场得整理干净，确保安全，像个干净整洁的厨房，才能安心做饭。
然后呢，咱们还得准备好一些工具，比如起重机、混凝土搅拌机之类的，这些工具就像是咱们的厨具，缺一不可。
施工的时候，首先要把钢管立好，就像竖起一根根大大的铅笔，直挺挺的。
这可不是随便放下就行，还得用支架支撑住，确保它们不倒下。
支撑的过程就像给这些“铅笔”穿上紧身衣，得稳稳当当的。
就该浇混凝土了，混凝土可是我们的“秘密调料”，浇的时候可得小心，不能让它们太干燥，也不能让它们太湿。
慢慢来，保持均匀，像是涂抹奶油蛋糕，心急吃不了热豆腐。
浇好混凝土之后，就得等待它的“发酵”时间。
你知道，混凝土可得时间来固化，就像面团发酵一样，得等它变得坚固、结实。
这个过程得耐心点，心急可就坏事了。
一般来说，三天左右就能达到一定的强度，但完整固化可得等个28天。
期间还得注意保湿，就像给小花浇水，保持适当的湿度，才能让它们茁壮成长。
等混凝土固化好了，咱们的钢管混凝土柱就算正式“出炉”了。
你看，这根柱子就像是刚出锅的热腾腾的包子，散发着诱人的香气，给整个建筑提供了强有力的支持。
之后的工作还没完，得进行检验，看看这个柱子到底结实不结实。
钢管混凝土柱讲解
As Ac－分别为钢管和管内混凝土的截面面积 当钢管截面有削弱时,应按下式计算净截面强度
N≤Nun Nun＝fAsn+fcAc
Asn－钢管的净截面面积
（2）轴心受压构件的稳定性计算
N Nu
－轴心受压杆件的稳定系数
第五章 钢管混凝土柱
5.1 钢管混凝土的特点
钢管混凝土也称作为钢管套箍混凝土（Steel Tube-Confined Concrete,或Concrete-Filled Steel Tube ）,它是在钢管内灌入混 凝土而形成的一种组合结构.钢管混凝土结构按截面形式的不同 可以分为矩形截面、圆形截面和多边形截面,其中圆形截面和矩 形截面钢管混凝土结构应用最为广泛；实心和空心钢管混凝土.
c
fc Ac fAs fc Ac
N—u n— 净截面抗压承载力设计值 M—u n— 只有弯矩作用时净截面的抗弯承载力设计值,按下式计
算
M u n [ 0 . 5 A s n ( D 2 t d n ) B t ( t d n ) ] f
f —— 钢材抗弯强度设计值,考虑地震作用组合时应除以抗震
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.
钢管混凝土结构设计与施工规程承载力设计方法 （CECS28:90） .
1.单肢柱承载力计算
N Nu
Nu leN0
N0fcAc(1 )
faAa / fcAc
N－轴向压力设计值； Nu－钢管混凝土单肢柱的承载力设计值； N0－钢管混凝土轴心受压短柱的承载力设计值； θ－钢管混凝土的套箍指标； fc － 混凝土的抗压强度设计值； Ac 、Aa－钢管内混凝土、钢管的横截面面积； fa －钢管的抗拉,抗压强度设计值；
钢管混凝土柱的概况及优缺点
钢管混凝土柱的概况及优缺点钢管混凝土柱的概况及优缺点钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。
钢管混凝土研究多的是圆钢管，在特殊情况下也采用方钢管或异型钢管，除了在一些特殊结构当中有采用钢筋混凝土的情况之外，混凝土一般为素混凝土。
早在十九世纪八十年代就出现了钢管混凝土结构，初用作桥墩，然后渐渐地用作建筑物中的柱子。
在我国，六十年代开始了这种结构的研究，并首先用于首都地铁工程中。
北京站至苹果园的地铁线路上，在北京站和前门站的站台工程中首次试用，经济效果很好；和传统采用的钢筋混凝土柱相比，不但施工简捷得多，而且体积小，增加了地下有效使用空间，因此，在随后建造的地铁环线工程中，所有的站台柱，全部采用了钢管混凝土柱。
从七十年代开始，在工业厂房、高炉和锅炉构架及变电和输电塔架等工程中，钢管混凝土得到了推广应用。
工业厂房中采用钢管混凝土柱的有本钢、鞍钢、首钢及近几年宝钢工程中的大量重工业厂房，还有各地的造船厂和火力发电厂等，厂房跨度大的L=54m，柱高达60—70m，，桥式吊车大的为Q=l00t重级工作制吊车。
钢管混凝土在我国的应用范围很广，发展很快。
从应用范围和发展速度两个方面都能列于世界前列。
自八十年代后期开始，钢管混凝土由于本身具有的优点．开拓了两个新的应用领域。
一个是公路和城市桥梁，另一个是高层和超高层建筑。
钢管混凝土具有下列基本特点：1. 承载力大大提高：试验和理论分析证明，钢管混凝土受压构件的强度承载力可以达到钢管和混凝土单独承载力之和的1.7~2.0倍。
2. 具有良好的塑性和抗震性能：在钢管混凝土构件轴压试验中，试件压缩到原长的2/3，构件表面已褶曲，但仍有一定的承载力，可见塑性非常好。
钢管混凝土构件在压弯剪循环荷载作用下，水平力P与位移；之间的滞回曲线十分饱满，表明有很好的吸能能力，基本无刚度退化，它的抗震性能大大优于钢筋混凝土。
3. 经济效果显著：和钢柱相比，可节约钢材50%，降低造价45%；和钢筋混凝土柱相比，可节约混凝土约70%，减少自重约70%，节省模板100%，而用钢量约略相等或略多。
钢管混凝土结构柱方案【图】
钢管混凝土结构柱方案1 钢管混凝土柱工程简介1 钢管混凝土柱基本概况天津西站交通枢纽配套市政公用工程一标段地下轨道交通地下结构，地铁4号线天津西站站、地铁6号线天津西站站中间设置一排中间立柱（框架柱），直径1000mm 的钢管柱，壁厚t=25mm，16Mn钢，采用C50微膨胀混凝土，钢管柱下基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩，直径2200mm，灌注桩混凝土为C30混凝土，4号线、6号线钢筋混凝土灌注桩桩长分别为98m、66m（自底板下算起）。
详见表1-1所示。
表1-1 地铁4号线（6号线）天津西站站钢管结构柱的设计平面布置形式为沿车站纵向设置单排，4号线北端局另有5根横向钢管混凝土柱，4号线柱中心间距主要为10500、10750mm ，6号线中心间距主要为12436mm 。
2 钢管混凝土结构柱的作用4号线钢管柱既做为施工过程中的临时支撑柱，又是使用阶段做为地铁的永久性的主要竖向承载与传力结构，而4#线施工工艺设计为盖挖逆作法施工，钢管柱是在在下施工其施工程序复杂，在保证钢管柱定位、垂直度、连接节点等方面质量特别重要，它直接影响着保证4号线工程质量。
6号线钢管柱与4号线钢管柱在施工方式不同，是正常的顺作方法，施工程序相对简单，本节重点描述4号线盖挖逆作法的施工方法。
3 钢管柱与结构的连接方式4号线、6号线钢管柱与底板结构下基础的连接方式为：C30钢筋混凝土钻孔灌注桩，设计桩径为2200mm ，4号线、6号线桩长分别为98m 、66m （自底板下算起），桩承台高2500mm ，钢管柱插入其基础2500mm 。
1-2 地铁4号线地铁钢管柱1-1 地铁6号线地铁钢管柱钢管柱与地铁中板梁板结构、顶板梁板结构的连接方式为：钢管与梁板结构主筋连接或焊接，浇筑混凝土后形成节点结构。
钢管柱设计图、各节点图详见图1-3、1-4、1-5所示。
对于采用盖挖逆作法施工的地铁4号线，构件之间的连接方式必须稳妥可靠，能够准确反映结构预期的工作状态。
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4. 4 框架抗震性能分析
• 4. 4. 1 屈服及破坏荷载的确定 • 由于钢管混凝土柱-钢梁框架的其荷载-位移曲线没有明显的屈服 点, 目前对该类结构屈服和破坏的确定尚无统一的准则 。本文采 用文献[ 19] 确定钢管混凝土柱屈服点的方法来确定钢管混凝土框 架的屈服点和屈服荷载 ,
屈服位移 Δy 极限荷载Pmax 极限位移 Δmax Pu =0. 85Pmax 为破坏荷载
主要测试仪器及测试指标
• 为了跟踪梁柱构件在试验过程中的应力分布及塑性铰位置,在框架 柱底部和上部截面处均设置了应变片 ,底部截面在荷载作用平面 内和平面外的四个面上均布置了互成 90° 的双向应变片 ,以测试 框架柱底部截面荷载平面内及平面外的轴向及横向应变 ,而柱上 部截面只在荷载作用平面内的两侧布置了双向应变片。在框架梁 两端截面上下翼缘均布置了沿轴线方向的单向应变片, 腹板上布 置了双向应变片 。分别在框架梁两端及每个框架柱底截面附近布 置了测试曲率的装置。
• 为了系统地研究更大参数范围内钢管混凝土框架的抗震性能, 以 柱截面形状、柱截面含钢率、柱轴压比、梁柱线刚度比等为主要参 数, 本文进行了 4 组共计 12 个单层单跨圆形和方形截面钢管混凝土 柱-钢梁平面框架的低周反复荷载试验研究 。
试件设计与制作
• 框架试件的跨度和高度基本上是实际工程框架的1/3 尺寸，在梁 的刚度选取中已考虑了组合梁及楼板的刚度贡献,这样即使本文试 件中只有钢梁 ,但其刚度已考虑了楼盖的贡献,使得本文试验中选 用的梁柱线刚度比数值更具工程代表意义 。 • 柱采用冷弯薄壁钢管 ,钢梁由钢板焊接而成, 加强环板及钢梁腹板 均与钢管焊接 , 并保证焊缝质量。
4. 3 水平荷载与梁端及柱端曲率关系
• 可以看出 ,在弹性阶段梁端及柱脚的曲率很小 ; 当梁端进入屈服发 生屈曲以后, 梁端曲率才发展较快 。 • 柱脚曲率的发展过程类似 ,但由于柱内有混凝土, 框架柱的弯曲变 形并没有钢梁显著 ,因此柱脚的曲率在加载位移后期的发展较钢 梁缓慢, 直到柱钢管鼓曲非常严重并有局部断裂时曲率发展到最 大,而且其最大曲率数值也较梁端最大曲率小 。
能量耗散系数 E
等效粘滞阻尼系数 he
4 试验结果及分析
图 5 P-Δ滞回曲线
• 从中可以看出, 钢管混凝土柱-钢梁平面框架的滞回曲线形状较为 饱满, 没有明显的捏缩现象,表现出较好的耗能能力,在加载到极限 荷载之后,曲线有较明显的强度退化, 但刚度退化不明显, 从而说明 其具有良好的抗震性能 。 • 对于同组试件,随着轴压比的增大,滞回曲线的滞回环面积明显减 小 ,说明其耗能能力降低 • 对于不同组试件( 圆柱框架),随着含钢率的增加 ,相同轴压比时滞 回环趋于更加饱满 ,可见随着含钢率的增大 ,框架试件的承载力和 耗能能力均有提高 。
钢管混凝土柱-钢梁平面框架抗震性能的试验研究
• 为了探讨钢管混凝土柱-钢梁平面框架的抗震性能, 本文进行了 12 个框架试件在恒定轴力和水平反复荷载作用下的试验研究 • 主要考察了柱截面形状(圆形、方形)、含钢率(圆形:α= 0. 06, 0. 103 ; 方形: α=0. 125, 0. 126)、柱轴压比(圆形: n = 0. 06 ～ 0. 60; 方 形: n =0. 04 ～ 0. 60)、梁柱线刚度比(圆形: i =0. 36 ～ 0. 58; 方形: i =0. 34 ～ 0. 62)等参数对其力学性能的影响。
破坏位移 Δu
• 对于同组试件, 随着轴压比的增 大,框架的水平极限承载力降低 , 屈服位移 Δ y 减小，总体上反映了其 位移延性随轴压比增大而降低的趋势
4. 4. 2 延性和耗能
• 采用位移延性系数和位移角延性系数来研究框架试件的延性特性。
试件破坏时位移角 θ u 屈服位移角 θ y
层间位移角延性系数, 即 : μ θ =θ u/θ
加载制度
• 试验开始时, 先取 0. 4N 0 ～ 0. 6N 0( N0 为柱顶轴力)加卸载一次, 以消除装置内部初始缺陷的影响 ,再加载至 N 0, 并保持轴力恒定 , 然后在梁端按照加载制度施加水平往复荷载 。 • 采用如下加载制度: • 试件屈服前采用位移控制加载 , 分别按照 0. 25 Δ y 、0. 5 Δy 、 0. 7 Δ y 进行加载 ;加载至 Δ y 后 , 采用 1 Δ y 、1. 5 Δy 、2. 0 Δ y 、3. 0 Δ y 、5. 0 Δ y 、7. 0 Δ y 、8. 0 Δ y 进 行加载。每级循环的圈数也不 一样, 对于 Δ y 前的三级, 每级循环 2 圈,对于 Δ y 后各级,前面 3 级 ( 1 Δ y 、1. 5 Δ y 、2. 0 Δ y)循环 3 圈 ,其余的循环 2 圈
试验过程及破坏特征
• 当水平荷载( 位移) 加载到一定数值时 ,距离加载端较近的钢梁梁 端截面首先屈服, 产生塑性铰 1 • 继续反向加载，钢梁另一端屈服并形成反向塑性铰 2 • 随着位移的进一步增大，首先在加载侧的柱脚形成塑性铰 3 • 反向加载时在加载的另一侧柱脚形成塑性铰 4 • 塑性铰 3 及 4 位置截面的塑性开展到一定阶段时,柱钢管有局部断 裂,可观察到内部混凝土有局部压碎,荷载急剧下降,最后框架达到 破坏极限状态。
试验装置
• 平面刚接框架
• 柱脚均采用了外露锚固式刚接构造
• 柱脚底板设置了加劲肋板 • 地面上设置了预制钢筋混凝土刚性基础梁作为框架试件的台座 • 基础梁通过地锚螺栓固定在刚性地面上
• 基础梁中预埋有高强螺杆
• 试件每个柱脚用 10 18 的高强螺栓固定 • 框架的每个柱顶轴向力各由 1000kN 液压千斤顶施加 • 柱顶与刚性横梁之间设有可自由滑动的支座 • 竖向液压千斤顶固定在滑动支座上 ,以保证柱顶发生水平位移时轴力能同步移动 • 两台千斤顶由 JFS2 型伺服液压加载系统控制 • 在梁端设置加载端板与固定于反力墙上水平方向的 MTS 液压伺服作动器连接用以施加水平反复荷载或位移 • 作动器最大静态加载值为 500kN ,行程为±200mm 。试验装置示意如图 2 所示
4. 2 应变分析
• 图 7a 为试件 CF-23 钢梁梁端翼缘纵向应变与水平荷载关系曲线 , 可以看出,梁端应变在框架屈服之前均较小 ,且保持弹性, 在钢梁屈 服之后 ,梁端的应变发展很快 • 图 7b 为试件 CF-23 柱底外钢管纵向应变与水平荷载关系曲线,由 曲线可看出柱底应变在试件屈服之前均较小 ,且保持弹性 ,在试件 屈服之后 ,钢管的纵向应变发展很快。
钢管混凝土结构由于具有承载力高 、塑性韧性好、 耐火性能较好、施工速度快、综合效益好等工程特点而 在高层超高层建筑和多高层住宅中的应用越来越普遍。 钢管混凝土柱与钢梁(或钢-混凝土组合梁) 组成 的框架结构是钢管混凝土结构中最常用的结构形式之 一。以往对钢管混凝土构件的研究较多 , 而对钢管混 凝土柱-钢梁组成的框架体系整体性能的研究并不多。 作为钢管混凝土框架结构中的框架柱, 其力学性能要 受到体系中其他构件对其的约束和影响 ,因此 ,合理地 了解钢管混凝土构件在结构体系中的力学性能 ,进行 结构体系的试验研究和理论分析是十分必要的。
• 钢管混凝土中采用了自密实混凝土 • 采用与试件中混凝土同条件养护的标准立方体混凝土试块达到 28 天养护期后 , 依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》( GB/T 50081 —2002)测得平均立方体抗压强度为 42. 7N/mm2 , 弹性模量 为 33800N/2mm。进行试验时的立方体抗压强度为 52. 6N/mm2 。
各试件的水平荷载-水平位移 ( P-Δ )骨架曲线如图 6 所示。
• 从图中可发现 4 组试件中轴压比 n =0. 3时较 n ≈0 时承载力下降不 多; 而轴压比 n =0. 60 时承载力较 n ≈0 时下降较多 ,同时骨架曲线 下降段变得更为明显。可见随着轴压比的增加框架的位移延性有 所降低。 • 对于不同组方柱框架试件, 随着柱截面尺寸的增加, 承载力和弹性 阶段刚度均有明显的提高 • 同时 ,当含钢率较小时,轴压比对试件水平承载力的影响更加明显
基于本文试件的设计和构造特点, 所有试件的梁 端塑性铰位置在加强环板之外约 50mm 范围内的钢梁 截面上,而柱上形成的塑性铰位置在柱脚加劲肋板高 度之上约 30mm 左右的位置
图 4 试件典型破坏形态
• 比较圆柱与方柱的不同破坏模态可看出方柱截面不仅在荷载作用 平面内的管壁出现较大的鼓曲并伴随局部断裂, 在荷载平面外的 管壁上也出现轻微的鼓曲 。而圆柱的鼓曲和断裂主要发生在荷载 作用平面内, 这主要是因为圆钢管对内部混凝土提供了更好的约 束。 • 由于各试件柱截面形状、含钢率、轴压比等参数不同,发生上述破 坏过程时所对应的加载位移及荷载数值不同。随着轴压比的增加 框架延性降低的规律 。随着梁柱线刚度比的减小 ,不仅框架承载 力下降, 结构的塑性发展区域范围也有所扩大。