组合结构在建筑工程中的应用
阐述钢铝组合结构幕墙设计的应用

阐述钢铝组合结构幕墙设计的应用一、幕墙设计中选用钢铝组合结构的优势(一)重量轻由于铝的密度与其他金属材料相比相对较小,钢结构也是密度小的金属混合物,所以同样大小面积的横梁(立柱)型材应用于幕墙之中,钢铝组合的重量最轻,而混凝土板幕墙、瓷板幕墙、千思板幕墙、微晶玻璃幕墙、陶板幕墙显得更重一些。
钢铝组合使得建筑物重量减小。
(二)强度较高铝合金强度设计值是85.5M Pa,弹性模量是70000M Pa,因而其性质不能满足楼层数多等风载荷较大的建筑物的设计要求,时常达不到幕墙的使用要求。
然而钢材的弹性模量是210000M Pa,强度设计是215M Pa。
从数据可以得知,钢的强度大,这是钢铝组合中最需要的地方,它的弹性能模量约为铝合金的 3 倍,强度约为2.5 倍,因此,钢铝巧妙的结合运用到幕墙设计中,荷载承重会大幅度的加强,强度将会得到很大的提高。
(三)设计多变而又灵活钢铝组合结构在幕墙设计中,将钢的强度大、弹性好以及价格低的优势和铝的耐腐蚀、装饰效果好等优势有机而又巧妙的结合起来,结合的形式各种各样。
这样充分发挥出他们的各自优势,将材料运用到极限,从而使幕墙结构有较高的安全性和经济优势。
钢铝组合结构其具有独特的光影和色彩以及良好的建筑艺术效果和建筑风格的造型,因而它具有良好的发展前景。
二、钢铝组合材料在幕墙设计中存在的问题目前在建筑物的幕墙设计中广泛使用的是玻璃幕墙,其表现的光感以及色彩等都具有很广的市场前景。
但是从目前的形式出发,实际工程存在很多的不足。
铝合金材质以及柱形材料,在幕墙的结构中应用的很广,选择材料这方面存在问题。
但是从施工角度出发,这种材料的弹性较小,经受不了大风的影响。
其次,在实际的应用中,铝以及钢在其中的应用有可能会形成一些所谓的原电池,影响了整个幕墙的安全性,因此要避免产生原电池的现象。
应选用一些其他的原材料,尽量的避免电解质的出现。
从设计规范等方面出发,钢铝组合的结构形式缺乏一些市场行业规范,但鋼铝组合结构又具有广阔的发展前景。
钢结构与混凝土结构的组合应用案例分析

钢结构与混凝土结构的组合应用案例分析随着建筑行业的发展和技术的不断进步,钢结构与混凝土结构的组合应用越来越受到人们的关注。
本文将通过分析几个实际案例,探讨钢结构与混凝土结构的组合应用在建筑领域中的优势和潜力。
1. 引言随着城市化进程的加快,建筑结构的设计和施工要求越来越高,如何提高建筑的安全性、经济性和可持续性成为了建筑设计师面临的重要课题。
钢结构和混凝土结构各有其优势,而将两者结合起来,则可以发挥各自的优点,提高建筑结构的性能。
2. 案例一:钢混凝土组合框架在高层建筑中,钢混凝土组合框架的应用越来越广泛。
例如,在某高层住宅项目中,设计师采用了钢混凝土组合框架结构。
在该项目中,钢柱和钢梁承担了大部分的荷载,而混凝土承担了一部分荷载,并提供了抗震和刚度的增强。
分析该案例可以发现,钢结构的优势在于其轻巧、高强度以及施工速度快,而混凝土结构则具有良好的耐久性和抗震性能。
通过将两者组合在一起,可以充分发挥其优势,从而提高建筑结构的整体性能。
3. 案例二:钢筋混凝土桥梁钢结构与混凝土结构的组合应用不仅局限于建筑领域,在桥梁工程中也有广泛的应用。
以某大型跨海桥工程为例,设计师将钢材与混凝土相结合,在桥梁的主体结构中采用钢筋混凝土桥梁体系。
这种组合应用在桥梁工程中具有明显的优势。
钢结构可以提供足够的刚度和抗震性能,而混凝土结构可以增强桥梁的耐久性和荷载承载能力。
此外,由于钢结构的施工速度快,可以有效缩短工期,提高施工效率。
4. 案例三:混合结构的商业建筑在商业建筑领域,钢结构和混凝土结构的组合应用也有很多成功案例。
例如,在某大型购物中心项目中,设计师采用了混合结构,既使用了钢结构,也使用了混凝土结构。
通过这种组合应用,可以实现柱网空间的灵活布置和大跨度的设计。
此外,钢结构可以提供更好的开间高度和空间利用效率,而混凝土结构则能够提供良好的隔声和隔热性能。
5. 总结与展望通过对几个实际案例的分析,可以看出钢结构与混凝土结构的组合应用在建筑领域中具有广阔的市场前景和潜力。
建筑工程中混合结构的设计与应用实践案例分析

建筑工程中混合结构的设计与应用实践案例分析混合结构是指由多种类型的结构构成的复合结构体系,常见的混合结构包括钢筋混凝土结构与钢结构的组合、钢筋混凝土与预应力混凝土结构的组合等。
混合结构在建筑工程中的设计与应用,可以充分发挥不同材料和结构的优点,提高结构的抗震性能和整体的安全性能,同时还能满足建筑形式和空间需求的多样化。
一、混合结构的设计原则和考虑因素在进行混合结构设计时,需要考虑以下几个方面的因素:1. 材料选择与组合:根据建筑的特点和功能需求,选择合适的材料进行组合。
例如,如果需要大跨度的空间,可以采用钢结构作为主体,以提供足够的抗弯刚度和刚度。
同时,还需要考虑不同材料之间的连接方式和相互作用,确保整体结构的稳定性。
2. 结构优化与均衡设计:混合结构的设计需要在不同材料之间实现合理的力传递和协同工作。
通过结构的优化设计,可以实现不同结构间的力的均衡分配,提高结构的整体抗震和承载能力。
同时,在进行混合结构设计时,还需要考虑结构在施工和使用过程中的变形和温度影响,采取相应的措施进行补偿和调整。
3. 经济性与可行性:在混合结构的设计中,需要综合考虑结构的经济性和可行性。
通过合理的结构设计和材料选择,可以降低建筑工程的成本,同时提高建筑的安全性和可靠性。
此外,还需要考虑结构的施工工艺和施工周期,确保施工过程的顺利进行。
二、混合结构的应用实践案例分析下面将以某高层办公大楼为例,进行混合结构的应用实践案例分析。
该建筑采用钢筋混凝土与钢结构的混合结构设计,钢结构用于支撑大跨度的楼层和梁柱,钢筋混凝土用于构筑整体的承重和抗震结构。
在结构设计中,采用了以下几种措施:1. 材料的选择与组合:钢结构采用了高强度钢材,以提高结构的抗震性能和承载能力。
而钢筋混凝土则采用了高性能混凝土和预应力技术,以增强结构的整体强度和稳定性。
2. 结构的优化设计:通过对结构的优化设计,采用了合理的工艺和材料组合,使得结构在受力情况下能够实现力的均衡分配和协同工作。
型钢混凝土组合结构在建筑工程中的应用

型钢混凝土组合结构在建筑工程中的应用摘要:近年来我国城市化和社会经济的发展迅速,城市内部的道路与桥梁等基础设施也在不断增多,人们在出行方式上的选择也越来越多,同时对出行的要求也逐渐增高,这也给建筑工程建设提出更为严格的标准和要求。
在材料的选择中,型钢混凝土材料作为一种新型的复合建筑材料,受到现阶段的建筑企业地格外重视,型钢混凝土材料的优点主要包括耐用、承载力较强、抗腐蚀性较强,除此之外还有环保的功能,这对于建筑施工的质量有着十分重要的作用。
本文首先对型钢混凝土施工技术进行概述,并深入研究型钢混凝土施工技术在建筑之中的应用,希望能对今后的建筑施工提供帮助。
关键词:建筑工程;建筑施工;型钢;混凝土;技术应用;1 型钢混凝土施工的技术1.1 在材料上选择最为合适的型钢材料建筑的施工质量主要取决于施工的技术以及施工的材料,因此在型钢混凝土施工的过程中,对原材料的选择时,需要选择强度和基本材料差不多的材料进行施工,首先需要确定施工材料的拉伸性,对拉伸性的要求需要保证在480MPa,其中的型钢含量需要控制在0.46%到1.96%之间,在长度和宽度之间也有所限制,既不能过长也不能太短,需要根据施工场地的实际要求进行型钢材料的选择,另外在型钢材料进行搅拌之前需要先确定好需要的质量长度,保证能够很好地进行材料上的选择,选择质量性能最好的材料纤维,以此来保证型钢的分散性特点。
1.2 严格对材料进行分配和分散装置型钢混凝土的分配比例需要经过严格的设计,其混合的比例应当严格遵循原先的设计方案进行混合,但也需要根据施工现场的具体状况进行分配试验,选择最为合适的分配比例。
混凝土与型钢的均匀混合分配,在实际的施工之中有着重要的作用,也是需要严格遵循的施工环节。
为了能够有效地保障型钢与混凝土在搅拌混合之前的均匀分散,在型钢进入分散器之前需要分类堆放。
此外机械设备需要保持功率在0.75~1.0kW,分散率最好的时速为20~60kg/min。
高性能钢混凝土组合结构的理论、技术与工程应用.doc

2.除委托查新项目课题组成员发表的研究成果[文献6]外,未见有采用四角弯筋抗剪连接件、T形钢抗剪连接件构建预制混凝土叠合楼板与H型钢梁的抗剪连接技术的相关报道;
(二)见有研究预制混凝土叠合楼板与H型钢梁的连接构件,包括H型钢梁、预制薄板、混凝土层、四角弯筋[文献6],此文献为委托查新项目课题组成员的研究成果。其他相关研究中见有研究叠合楼板与钢梁的高强度连接结构的抗剪能力[文献19-21.文献32-33],文献19采用栓钉、文献20采用预应力钢筋及轻钢骨、文献21采用纵横钢筋网片,文献32采用螺栓抗弯连接件、文献33采双头螺柱抗剪连接件与委托查新项目研究采用四角弯筋抗剪连接件、T形钢抗剪连接件不同。见有研究钢筋桁架面板(SBTD)与盲栓钢管混凝土(CFST)复合框架[文献34],未提及抗剪连接件与委托查新项目不同。
本项目研究成果压型钢板混凝土叠合楼板连接和安装技术、压型钢板-混凝土组合楼板抗剪切滑移技术、大跨度组合楼盖压型钢板-混凝土界面粘结力评价技术、预制混凝土叠合楼板与钢梁连接技术、新型钢混凝土组合结构梁柱连接技术、钢管高强混凝土承载力设计、施工关键技术等一批重大技术应用在中建钢构有限公司承担的25个工程建设项目中,这些重大技术的成功应用对推动高性能钢-混凝土组合结构的发展起了重要的推动作用,符合我国提倡的“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,同时在2016年-2018年期间新增销售额为232360万元,新增利润15589万元,取得了良好的经济效益和社会效益。
3.除委托查新项目课题组成员发表的研究成果外[文献7-14],未见有将工字形CFRP型材置入方钢管混凝土中,构建工字形CFRP型材增强方钢管混凝土结构的相关报道。
在桥梁工程中钢_混凝土组合结构的优势与劣势

在桥梁工程中钢_混凝土组合结构的优势与劣势交通土建2011级摘要:随着我国经济建设的加速发展,在近30年来建造了不少大型桥梁。
由于组合梁能充分发挥钢与混凝土两种材料的力学的性能,在国内外桥梁工程中获得了广泛的应用。
本文将阐述钢_混凝土组合梁结构在桥梁工程中的优势、劣势、应用及发展趋势,关键词:桥梁工程;钢-混凝土组合结构1、钢_混凝土组合结构发展现状自20世纪50年代以来,欧洲各国、美国和日本等国已在多类桥梁中较为广泛的应用了组合结构。
与之配套的各类抗剪连接件、施工架设技术和分析方法也不断发展,并编制了以欧洲规范四等为代表的组合结构桥梁设计规范。
20世纪80年代以来,国际桥梁及结构工程协会(IBASE)多次召开国际学术会议,对组合结构桥梁在研究、设计、施工等方面的发展进行交流和研讨,进一步促进组合结构桥梁的发展。
相对于发达国家,尽管在我国很多大中城市的高架立交桥、中小跨径的公路桥和铁路桥以及大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥中都应用了组合结构,我国组合结构桥梁的技术水平仍落后于国际先进水平。
桥梁施工技术发展极不平衡。
一方面,在寻求跨度突破的巨大技术需求推动下,大跨度桥梁快速发展并且屡次打破世界记录;另一方面,在中、小跨度桥梁中,混凝土及预应力混凝土桥梁占据绝对数量优势。
而我国混凝土及预应力混凝土桥梁存在质量问题较多,预应力后张梁工艺存在堵孔、张拉预应力控制不准、压浆不密实等技术瓶颈。
预应力混凝土连续梁桥砼箱梁腹板承受较大的主拉应力,砼材料易开裂,致使结构刚度降低,影响结构的耐久性。
而且混凝土箱梁自重较大,在自重、徐变等因素作用下,跨中挠度会持续增大,严重影响结构的承载力,降低结构的安全度,为桥梁带来很大安全隐患。
因此,工程界很多人正在呼吁采用高性能高强混凝土、采用钢_混凝土组合结构,以改变我国工程结构以混凝土为主的现状,与发达国家工程结构、桥梁结构发展趋势保持一致。
2、钢_混凝土组合结构梁桥的优势钢-混凝土组合梁桥是指将钢筋与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体,并考虑共同受力的桥梁结构形式。
压型钢板-混凝土组合楼板在建筑工程中的应用

压型钢板-混凝土组合楼板在建筑工程中的应用摘要:随着高层建筑,特别是高层建筑钢结构的发展,组合楼板越来越受到人们的重视,它具有节约钢材,降低造价、施工速度快、节省模板和抗震性能好等优点。
近几年来,由于新技术的引进,组合楼板的研究和应用才迅速地发展起来,并且在越来越多的高层建筑钢结构中得到推广应用,取得了一定的经济效益。
关键词:压型钢板;组合楼板;混凝土Abstract: along with the development of high-rise buildings, especially high-rise building steel structure development, composite slab has been paid more and more attention, it can save steel, reduce cost, fast construction speed, save the template and the seismic performance etc.. In recent years, due to the introduction of new technology, the research and application of composite slab is developed rapidly, and more and more tall building steel structure to receive promotion application, obtained regular economic benefits.Key words: steel plate; composite slab; concrete一、压型钢板原材料选择该工程屋面为钢桁架屋面,屋顶桁架钢梁跨度为33m,排距为8.4m,桁架梁之间采用连梁连接,连梁跨度8.4m,排距3.3m。
装配式建筑施工中的钢结构与混凝土结构组合

装配式建筑施工中的钢结构与混凝土结构组合随着现代建筑技术的不断发展,装配式建筑在市场中得到了广泛应用。
在装配式建筑施工中,钢结构和混凝土结构是两种常见的建筑材料。
本文将探讨在装配式建筑施工中钢结构与混凝土结构的组合使用,包括其优势、应用案例以及可能出现的挑战。
一、钢结构与混凝土结构组合的优势1.1 综合性能出色钢结构和混凝土结构各有其独特的优点。
钢材具有高强度、轻量化以及可塑性强等特点,适用于大跨度和高层建筑;而混凝土则具有耐腐蚀、耐火性好以及良好的抗震能力等特点。
二者组合使用可以充分发挥各自的优势,提供更为综合、全面的性能。
1.2 灵活性强采用钢结构与混凝土结构相互组合可以灵活调整设计方案,满足不同项目对空间布局和建筑功能的要求。
钢结构可以用于悬挑结构和大空间框架,而混凝土结构可以用于提供更好的隔声和保温性能。
通过合理选择材料与组合方式,可以获得多种设计效果。
1.3 施工速度快由于装配式建筑注重工厂化生产,钢结构与混凝土结构相互组合可有效提高施工速度。
钢结构制品可以在工厂中预制加工,并进行质量控制,这样可以节约现场施工时间;而混凝土则可按需现浇、灌注。
两者相互搭配施工,可实现整体进度的快速推进。
二、钢结构与混凝土结构组合的应用案例2.1 钢框架-混凝土剪力墙组合在高层建筑中采用钢框架作为主体结构,然后在其柱网部分设置混凝土“剪力墙”,可以充分利用钢材轻量化的特点大幅减轻建筑自重,并且提供良好的抗震能力和承载性能。
2.2 钢梁-混凝土板组合在大跨度建筑中,可以采用钢梁作为结构框架,再配以混凝土板进行覆盖。
钢梁可以提供足够的强度和稳定性,而混凝土板则能够有效承载荷载并提供耐久性和隔声效果。
2.3 钢柱-混凝土楼板组合在中高层建筑中,可以采用钢柱结构与混凝土楼板相结合。
钢柱具有较高的抗压和抗弯刚度,在提供稳定支撑的同时也充分利用了钢材轻量化的特点。
混凝土楼板则可作为水平荷载承载体,并提供良好的隔热、隔声等性能。
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组合结构在建筑工程中的应用摘要:组合结构将不同的材料或构件组合在一起共同工作,在设计时将各组成材料和构件的结构性能进行整体考虑,以最有效地发挥各种材料和构件的优势。
本文对组合结构的发展历史和当前的研究及应用现状进行了综述。
简单介绍了组合梁、组合柱、组合板以及组合节点,此外还指出了组合结构在工程结构加固中的应用。
关键词:组合结构建筑工程应用Abstract:In design,the structural property of each material and member should beconsidered as unity,and the combined structure will generate advantages from eachcomponent for strength,stiffness,ductility,durability,corrosion—resistance and overallcosts. A review and prospect of the development of composite structures are provided inthis paper.Composite beams, composite column and composite slab are introduced, aswell as the composite nodes, and also points out the application of the combinationstructure in the engineering structure reinforcement application.Keywords:composite structures;engineering structure;application0 引言根据使用材料的不同,结构工程师习惯于把结构体系分为砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构、钢-混凝土组合结构等。
钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成,从广义上讲也属于组合结构。
随着结构工程的不断发展,钢筋混凝土已经成为当今应用最广泛的结构形式之一,并发展成为一门独立的结构学科。
目前仅将含有钢-混凝土组合构件的结构称为钢-混凝土组合结构。
通常将composite structure翻译为组合结构,而把hybrid structure 翻译为混合结构。
前者指两种或多种材料组合在一起而形成的结构形式,后者则指两种或多种结构体系组合在一起的结构形式。
狭义的组合结构仅包括由钢和混凝土两种材料组成的组合柱、组合梁、组合板等。
随着社会的发展,对结构物使用功能的要求越来越高,传统的组合结构已经不能完全满足不断增长的功能要求。
本文提出的组合结构是指将不同材料或构件组合在一起的结构形式,同时在设计时应将不同材料和构件的性能纳入整体进行考虑,以最有效地发挥各种材料和构件的优势,从而获得更好的结构性能和综合效益。
[1]1 组合结构的发展历史及研究现状组合结构的雏形最早于1894年出现于美国,当时出于防火的需要在钢梁外面包混凝土,但并未考虑混凝土与钢的共同受力[2]。
具有现代意义的钢一混凝土组合梁出现于20世纪20年代,并在30年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法。
1908年美国首先对外包混凝土的钢柱进行了试验,此后的一系列研究证明混凝土的存在可以提高柱的承载力。
60年代后当钢管结构得到应用后不久,又出现了在钢管内填充混凝土的钢管混凝土结构。
由于两种材料之间的相互约束作用,钢管混凝土的性能比外包混凝土柱显著增强。
早期的组合结构主要采用钢材与混凝土两种材料,将钢梁、混凝土板、钢管、钢骨等不同构件单元组合在一起共同工作。
随着压型钢板、玻璃、FRP等新型材料以及高强度合金、高性能混凝土的开发应用,近年来组合结构的类型也在不断扩大。
组合结构将多种材料或构件通过某种方式组合在一起共同工作,组合后的整体工作性能要明显优于各自性能的简单叠加。
经过几十年的研究及工程实践,组合结构已经发展成为既区别于传统的结构形式,又与之密切相关和交叉的结构型式,其结构类型和适用范围涵盖了结构工程应用的很多领域。
随着我国国民经济的迅速发展和基础建设规模的不断扩大,对各种能够满足超高、大跨以及其他特殊要求的结构形式提出了越来越高的要求。
同时,新材料、新技术的出现,也为结构体系的创新与发展创造了条件。
现代广义组合结构应进一步开发对高性能材料的有效利用,并使结构形式和体系更加合理化和多样化。
深入理解广义组合结构的特性和原理,可以开发出更高性能的组合结构形式并建立新的设计概念,使组合结构的设计趋于更合理、更可靠、更经济、更耐久。
2 钢-混凝土组合构件钢-混凝土组合构件是目前应用最广泛、研究最成熟的组合结构形式,包括钢-混凝土组合柱、钢-混凝土组合梁、钢-混凝土组合楼板等。
2.1钢-混凝土组合柱组合柱包括钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱两类。
这两类组合柱所利用的组合概念有所不同,其主要截面形式如图1所示。
钢骨混凝土柱主要利用混凝土对钢柱的支持[3,4],而钢管混凝土则同时利用了钢管对混凝土的横向约束作用提高了后者的强度和延性[5,6]。
钢管混凝土由于能够同时提高钢材和混凝土的性能并方便施工而成为研究和应用的热点。
钢管混凝土与泵送混凝土、逆作法、顶管法施工技术相结合,在我国超高层建筑以及桥梁建设中已取得了相当多的成果。
与钢管混凝土柱(CFT)的原理不同,国外学者还提出了仅利用钢管对混凝土横向约束作用的套管混凝土柱(tubed column)以提高短柱的延性,这也是对组合概念的灵活运用[7]。
图1组合柱的截面形式2.2钢-混凝土组合梁组合梁是重要的横向承重构件,通过抗剪连接件把楼板或桥面板与钢梁连成整体共同工作,充分利用了钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度,并提高了钢梁的稳定性。
采用不同的结构材料并通过不同的组合方式,可以形成多种多样的组合梁。
早期的组合梁将钢梁包裹在混凝土内(钢骨混凝土梁),自重较大,施工复杂,并存在裂缝问题。
将钢梁与混凝土翼板组合在一起的组合梁(图2a),减轻了自重,并避免了混凝土开裂等问题。
采用预制钢筋混凝土板与钢梁的组合梁(图2b),则较现浇翼板的组合梁能加快施工进度,减少混凝土收缩等不利因素的影响,但组合程度有限,且容易纵向开裂。
采用叠合板混凝土作为翼板的组合梁(图2e),在保留预制板组合梁优点的基础上,进一步保证了施工质量,降低了施工难度,且能充分保证钢梁与混凝土叠合板之间的组合作用。
此外,将木材或FlIP等材料与混凝土组合亦可形成新型组合梁(图2e、2f);而将压型钢板、波纹钢板、钢管混凝土等材料与混凝土组合(图2d、29、2h、2i),则可以在提高施工性能、减少预应力损失、减小结构高度等方面获得优势。
在组合梁中,抗剪连接件是保证钢和混凝土共同工作的关键元件。
早期的抗剪连接件形式主要为弯筋及槽钢,目前则多采用栓钉。
(a)钢一现浇混凝土组合梁(b)钢一预制混凝土板组合梁(c)钢一混凝土叠合板组合梁(d)钢一压型钢板混凝土组合梁(e)木一混凝土组合梁(f) FRP一混凝土组合梁2.3钢-混凝土组合板压型钢板是将厚度为0.7~2mm 的薄钢板压制成带凹凸肋及各种槽纹的波形板,在压型钢板上浇筑混凝土,使其与压型钢板组合在一起,整体共同工作,形成组合板。
组合板的特点是受压性能好,刚度大的混凝土主要分布在受压区,受拉区由压型钢板承受,使不同性质的材料发挥出其各自的性能,受力合理。
同时,由于压型钢板的工厂化,减少了模板钢筋的制作、安装工作,使得组合板的施工速度快,加快了施工进度,从而得到建设者的特别青睐。
组合板可以用作楼面板、屋面板与工业厂房中的操作平台板等, 目前已广泛应用于高层、超高层建筑当中。
图3 压型钢板与混凝土的组合连接2.4钢-混凝土组合节点组合节点是指连接两种类型构件的节点,其内力传递路径及可能产生的破坏模式比纯钢结构或钢筋混凝土节点更复杂。
组合节点可以连接不同形式的混凝土梁柱、钢结构梁柱或组合结构梁柱,框架结构中常见的组合节点形式如图3所示。
目前在框架设计时通常将节点理想化为刚度无穷大的刚性节点或刚度为零的铰接节点。
但工程中实际使用的组合节点多属于典型的非线性半刚性连接。
这种节点降低了梁单元对柱单元的约束刚度,节点耗能性能较强,是一种理想的抗震节点形式。
Northridge 地震和阪神地震后,国外的研究多集中于节点在强震作用下的性能和设计方法,在非地震作用下的研究则主要集中于各种形式的半刚性节点。
(g)Slim-floor (h)波纹腹板组合梁(i)钢管一波纹腹板一混凝土组合粱 图2组合梁的结构形式国内根据工程建设的需要,组合节点设计和研究的难点及重点则主要集中在钢管混凝土柱与钢梁或钢筋混凝土梁相连的节点。
(a)钢骨混凝土柱与混凝土梁节点(b)钢骨混凝土柱与钢架节点(c)钢管混凝土柱与钢梁节点(d)混凝土柱与钢梁节点图4 组合节点的形式3 组合加固技术对混凝土结构进行加固,是提高现有建筑物和桥梁结构的承载力和刚度及耐久性、延长使用寿命的需要。
目前常用的加固方法有加大截面加固法、预应力加固法、粘钢加固法、FRP 材料粘贴加固法、改变结构传力途径加固法以及外包钢加固法等。
受结构形式或材料特性的影响,这些传统加固方法均有一定的局限性。
例如,粘钢加固法虽然施工工艺较简单,可在一定程度上提高结构的承载力,但对梁体表面平整度、清洁度要求较高,而且加固的有效性主要取决于粘结材料的强度及耐久性,抗疲劳性能也不够稳定;FRP加固对结构刚度的提高不明显,抗剪及连接问题均比较突出,且FRP 材料与混凝土之间粘结面的耐久性和防火性能较差。
利用组合结构的原理和方法对现有混凝土结构进行加固是对结构加固技术的一种创新与发展,为结构加固提供了一种新的思路。
例如,钢.混凝土组合加固技术可以通过在原有的混凝土结构表面采取凿毛、植筋等措施,利用后浇混凝土与抗剪连接件将原混凝土结构与新增加的钢结构组合在一起共同工作[8,9](图7)。
组合加固方法充分利用了新、旧材料的性能,具有承载力高、刚度大、抗震性能和动力性能好、自重增加小、施工快速方便等优点,在很多方面能够克服传统加固方法的固有缺点[10]。
4结语随着我国国民经济的持续快速发展和基础建设规模的不断扩大,对各种能够满足超高、大跨及其他特殊要求的结构形式提出了越来越高的要求。
同时,新材料、新技术的出现,也为结构体系的创新与发展创造了条件。
经过几十年的研究及工程实践,组合结构已经发展成为既区别于传统的钢筋混凝土结构和钢结构,又与之密切相关和交叉的一类结构型式,其结构类型和适用范围涵盖了结构工程应用的多个领域,并已成功应用于许多超高层建筑及大跨桥梁。