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组合结构的对比分析
2012年第4期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　[摘要] 目前，钢―混凝土组合结构在房屋建筑、桥梁、地下建筑、海洋工程、特殊容器等领域都得到重视，并不断发展。介绍了几种比较有代表性的钢―混凝土组合结构，如组合板、组合柱、组合梁、钢管混凝土，以及各种组合结构的特点及其适用范围等。 中国论文网 /8/view-2308299.htm　　一、组合结构的分类 　　在土木工程范围内组合结构应该指由两种或两种以上结构材料组成，并且材料之间能以某种方式有效传递内力，以整体的形式产生抗力的结构。一般来说，组合结构分为一下几种： 　　1、组合板。包括两种：1以下部压型钢板为配筋的混凝土板，其间用连接件使两者结合成整体。2在箱型截面钢板内充填混凝土的组合板。 　　2、组合柱。将型钢埋人钢筋混凝土共同承受内力的柱构件，又称SRC柱。 　　3、组合梁。包括两种：1将钢筋混凝土板锚固在钢梁上形成的组合梁。2将型钢或焊接钢骨架埋入钢筋混凝土而形成的梁。 　　4、钢管混凝土柱。将混凝土充填到钢管内部而形成的组合柱 　　各类组合结构中，根据型钢或骨架的类型不同、型钢或骨架与混凝土部件相对位置的差别又可分为若干不同的形式，例如SRC组合梁可分为实腹、空腹SRC组合梁，SRC组合柱又可分为实腹、空腹SRC组合柱，钢管混凝土组合柱又派生出充填型、外包型、充填外包型钢管混凝土柱。 　　二、组合结构的特点 　　1、组合板的特点 　　组合板又分为压型钢板组合板与混凝土组合板，压型钢板本身可作为屋面板以及墙板，与混凝土组合在一起有很多优点： 　　（1）压型钢板可作为混凝土的受拉加强部分，用以抵抗板面荷载产生的板底拉力，与混凝土共同抵抗剪力，可以部分或完全代替楼板中的受力钢筋，从而减小了钢筋的制作和安装的工作量； 　　（2）压型钢板相当平整，可直接作为混凝土楼层的顶棚，并由于压型钢板的包裹，组合板不存在正弯矩区开裂的问题，当需要吊顶时，对于闭口型压型钢板则可以很方便的在槽内固定吊顶挂钩。 　　（3）由压型钢板作为其永久性的模板，省掉了施工中安装和拆除模板等工序，大大加快施工进度； 　　（4）由于压型钢板本身具有相当的承载力，允许本层浇灌的混凝土尚未达到设定强度值前就可以继续进行上层混凝土的浇筑．同时也可以作为施工平台使用而不必使用临时支撑，减少对其他楼层的施工，使施工进度加快； 　　（5）压型钢板具有较大的刚度，并减少了很多受拉区混凝土，使楼板自重减轻，地震反应降低，并相应可以减少梁、柱和基础的尺寸； 　　（6）压型钢板的肋部便于敷设水、电、通信等管线，使结构层与管线合为一体，从而可以增大层高或降低建筑总高度，提高建筑设计的灵活性； 　　（7）在施工阶段，压型钢板可作为钢梁的侧向支撑，提高钢梁的整体稳定性。 　　2、组合梁的特点 　　组合梁首先从截面组成上充分发挥了型钢与混凝土材料各自的特长，与钢筋混凝土梁相比，还有以下优点： 　　（1）节约钢材，由于截面材料受力合理，混凝土替代部分钢材工作，使其用钢量大幅度下降。如采用塑性理论进行设计，还可降低造价。 　　（2）减小截面高度，由于相当宽的混凝土板参与抗压，组合梁的惯性矩比钢梁的大得多。可以达到降低梁高、增加层净高的效果。 　　（3）延性好，由于耗能能力强，整体稳定性又好，在实际地震中表现出良好的抗震性能。 　　（4）刚度好，混凝土板与钢梁共同工作，抗弯模量增大，致使挠度减小，刚度增大。 　　（5）抗冲击、抗疲劳性能好，实际工程表明用于梁桥、吊车梁的组合梁比钢梁具有更好的抗冲击、抗疲劳能力，引起的损伤较小，比起钢吊车梁使用寿命提高了。 　　3、组合楼盖的特点 　　组合板与钢梁相结合而成的组合楼盖，不但满足了结构的功能要求技术经济指标，其主要优点如下： 　　（1）钢―混凝土组合楼盖合理地利用了材料，充分发挥了钢和混凝土各自的材料特性，与钢结构方案相比，通常可节约钢材20％～40％。 　　（2）在钢―混凝土组合楼盖中，混凝土板成为组合梁截面的受压翼缘，与采用钢结构方案的钢梁相比，组合梁的承载力可提高20％～30％。 　　（3）由于混凝土板成为组合梁截面的一部分，使截面的高度增大，提高了梁的刚度。因此。对于同样刚度要求的楼盖结构来说，采用钢―混凝土组合楼盖，梁的挠度可减少约20％，楼盖结构高度可降低约15％～20％，不但节约了竖向结构材料，而且大大减轻地基荷载。 　　（4）组合梁截面的上翼缘为宽大的混凝土板，增强了组合梁截面中钢梁的侧向刚度，可以防止钢梁在使用荷载下发生扭曲失稳。 　　（5）与钢结构方案相比，钢―混凝土组合楼盖的整体性强，抗剪性能好，耐震性能大大提高。 　　（6）可利用钢梁作为混凝土板的模板支撑，并承担作用在钢梁上的混凝土板重和施工荷载，无需从地面搭设满堂红脚手架，加快了施工进度。 　　（7）与混凝土楼盖相比，钢―混凝土组合楼盖可以在钢梁上焊接托架或牛腿，供支撑室内所敷设的管线，不必像混凝土梁那样需在混凝土中埋设预埋件。 　　4、钢管混凝土柱的特点 　　实际上组合梁所具有的优点，组合柱大部分都具备，但钢管混凝土柱却具有更多的优点： 　　（1）组合柱尤其是钢管混凝土组合柱中的混凝土，具有良好的承压性能，可以较大幅度地减少钢材的用量。 　　（2）组合柱的承载能力普遍较高，自重轻，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好。 　　（3）组合柱的施工可减少工序，由于准确定位的钢骨可为设置模板提供方便，尤其是钢管混凝土组合柱的外包钢管直接为混凝土的浇筑提供了模板。 　　三、组合结构的适用范围 　　型钢混凝土组合结构分为全部结构构件采用型钢混凝土的结构和部分结构构件采用型钢混凝土的结构。此两类结构宜用于框架结构、框架一剪力墙结构、底部大空间剪力墙结构、框架一核心简结构、简中筒结构等结构体系。但对各类结构体系的框架柱，当房屋的设防烈度为9 度，且抗震等级为一级时，框架柱的全部结构构件应采用型钢混凝土结构。 　　型钢混凝土框架柱的型钢，宜采用实腹式宽翼缘的H形轧制型钢和各种截面型式的焊接型钢；非地震区或设防烈度为6度地区的多、高层建筑，可采用带斜腹杆的格构式焊接型钢。型钢混凝土框架梁中的型钢，宜采用充满型实腹型钢。充满型实腹型钢的一侧冀缘宜位于受压区，另一侧翼缘位于受拉区；当梁截面高度较高时，可采用析架式型钢混凝土梁。 　　在以下情况时可以考虑使用钢管混凝土结构： 　　（1）工业厂房的框架或排架柱。大跨度、重级吊车的工业厂房，其柱子受荷较大，若采用一般钢筋混凝土柱，则柱的截面过大，对厂房空间利用不利。在这种情况下采用钢管混凝土柱是比较合理的。 　　（2）高层建筑结构。高层建筑由于竖向及水平荷载较大，底层柱受力往往很大，导致建筑中柱子尺寸过大，加上由于抗震要求底层柱应有较好的延性，此时采用钢管混凝土柱往往可以很容易的满足建筑和结构的要求。 　　（3）大跨度的桥梁。对于大跨度拱桥或桁架桥中的受压杆件往往受有很大的轴向压力，在这种情况下可以采用钢管混凝土结构。 　　（4）大型设备及构筑物的支柱。大型储仓或大型设备等的支架柱往往受很大的轴力，也比较适宜于采用钢管混凝土柱。 　　（5）地下结构。地下车库、地下商场、地下管道等地下结构，往往有很大的竖向荷载，因而因地下空间宝贵，要求柱子数量少，截面尺寸小，因而采用钢管混凝土柱是非常合适的。 　　另外，为了降低钢筋混凝土屋面结构的自重，减小地震作用，增强结构的抗震性能，减小截面的尺寸，减少甚至消除建筑结构可能的裂缝问题，达到建筑设计效果和取得良好的经济效益，方便施工等目的，可以考虑使用钢-混凝土组合屋面结构。 　　四、结论 　　组合结构在我国应用越来越广泛，研究也越来越深入，其优良性能和技术经济指标使它在我国有着更广泛的应用前景，随着试验研究和实际应用的不断发展，可以预见组合结构将迅速推广而成为继混凝土结构、钢结构之后的主要结构形式。 　　参考文献 　　[1] 张正国.组合结构.郑州：河南科学技术出版社，1989. 　　[2] 宋聘儒.钢―混凝土组合梁设计原理.北京：中国建筑工业出版社，1989. 　　[3] 钟善桐.钢管混凝土结构.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1994. 　　[4] 蒋家奋,汤关柞.三向应力混凝土北京：中国铁道出版社，1988. 　　[5] 能源部华北电力设计院.火力发电厂主厂房钢―混凝土组合结构设计暂行规定.DLG99-9l. 　　[6] 聂建国 刘明 叶列平. 钢―混凝土组合结构. 北京：中国建筑工业出版社，2008. 　　[7] 严正庭等.钢与混凝土组合结构计算构造手册.北京: 中国建筑工业出版社,1996. 　　[8] 周起敬等. 钢与混凝土组合结构设计施工手册.北京: 中国建筑工业出版社,1991. 　　[9] 陈忠汉.钢－混凝土组合结构的试验研究.苏州:苏州城建环保学院学报,1995(1). 　　[10] 中华人民共和国国家标准. 钢结构设计规范（GB）. 北京：中国计划出版社，2003. 　　[11] 中华人民共和国国家标准. 型钢混凝土组合结构技术规程（JSJ138-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001. 　　[12] 中华人民共和国国家标准. 建筑抗震设计规范（GB）. 北京：中国建筑工业出版社，2002. 　　[13] 中华人民共和国国家标准. 高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98）. 北京：中国建筑工业出版社，1998. 　　
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???第36卷第22期西建筑?????????????Vol.36No.22??????????????山2010年8月Aug.?2010SHANXI?ARCHITECTURE%73%文章编号:10)22?0073?03论述多高层钢结构中的组合结构形式及特点
摘?要:从钢?混凝土组合结构的概念出发,介绍了组合结构主要包括组合柱、组合梁和组合楼板,着重论述了钢?混凝
土组合梁部分的结构形式和特点、受力性能和设计计算的要点,以推广组合结构的应用。
关键词:组合结构,结构形式,特点,组合梁
中图分类号:TU398
??在高层钢结构中,钢?混凝土组合结构运用得越来越广泛。
比如在钢与混凝土组合楼盖中,将混凝土楼板和钢梁通过栓钉等
连接件组合在一起,就形成了钢?混凝土组合梁或组合连续梁;
或者在钢梁外包裹混凝土组成钢骨混凝土梁共同工作等等。组
合结构形式多样,又各有其不同特点。组合结构主要包括组合
柱、组合梁和组合楼板。组合柱包括钢管混凝土柱、钢骨混凝土文献标识码:A柱等;组合梁包括钢梁?混凝土楼板组合梁、钢梁?压型钢板混凝土楼板组合梁、钢骨混凝土梁等;组合楼板包括压型钢板?混凝土叠合楼板等,由这些组合结构构件可以构成组合结构体系。1?钢?混凝土组合梁1.1?组合梁的特点承载力高刚度大,抗震性能好。无组合作用下刚度I1=bh3/12+
本是一条直线,这说明隔震后结构的反应由原来的#放大?型变成
了#平动?型。竖向隔震效果非常明显。但结构的竖向绝对位移
增大很多,主要是因为隔震层的竖向刚度远小于上部结构的竖向
刚度造成的。隔震前结构产生的最大绝对位移是0.75mm,而隔震
后的最大绝对位移是1.636mm,平均层间位移隔震前是0.085mm,
隔震后是0.018mm。说明隔震后在罕遇地震下产生的位移主要
集中在隔震层,层间位移则很小。4.2.1?结构的自振周期抗震结构和隔震结构的动力特性相比,主要表现为结构的基本周期增长了,如表2所示,隔震结构的基本周期为0.524s,基本频率为2.0Hz,而未设隔震层结构形式相同的非隔震结构的基本周期仅为0.104s,基本频率为9.6Hz。4.2.2?结构的地震反应计算结构的竖向地震响应时,由竖直方向输入四条地震加速
度记录[3]El?Centro波(适合 ,!类场地),松潘文县波(适合 类
场地)以及两条人工模拟竖向地震波PBV1,PBV2(适合 类场
地),只考虑8度大震的情况,罕遇地震时的加速度峰值400gal,
根据竖向地震波的特点,将各条竖向地震波的地震动最大加速度
峰值调至(0.65?400)cm/s2,即260cm/s2。计算中,对隔震结构
和不隔震结构分别进行时程分析计算,得到各质点的位移和加速
度反应,计算结果见表2。
表2?竖向隔震前后的最大加速度反应?max
0Elce非隔震结构松潘PBV1PBV2均值Elce5?结语1)由于碟形弹簧和粘弹性阻尼器组合而成的碟形弹簧竖向减震装置不仅性能优良且稳定,加工制作容易,结构紧凑,除了可以用于建筑结构的竖向基础隔震外,还可以用于机械设备的隔震,是一种比较理想的竖向减震装置。2)竖向减震以后结构的各层最大加速度比相应的未经隔震以前的建筑小40%左右。因此,可以说明碟形弹簧竖向减震装置有效的减小了竖向地震作用。3)隔震后结构的竖向绝对位移增大很多,但层间竖向位移比隔震前有明显降低,大约是隔震前的21%,由于层与层之间的相对位移变得很小,因此加了碟形弹簧竖向减震装置以后的结构在大震下的竖向震动呈整体平动。参考文献:[1]?陆文遂.碟形弹簧的计算设计与制造[M].上海:复旦大学出版社,.[2]?林?皋,朱?彤,林?蓓.结构动力模型试验的相似技巧[J].大连理工大学学报,):1?8.[3]?刘小弟,苏经宇.时程分析法使用的设计地震动选择方法与
实例[J].建筑结构,):8?12.cm/s2隔震结构松潘PBV1PBV2均值104.988.588.1.986..596.493.983.681.879.883.1.982..381.7.478.3.0.94.69.76.57.51.40.15.17...23.170.474.942.567.2.448.54.3??由表2可知,隔震前加速度的分布呈倒三角形,隔震后则基
Designofverticalseismicisolationdevicebydiskspring
FENGHai?long
Abstract:Themechanicalpropertyteststudyonverticalseismicisolationsystemwhichbymadeupwithdiskspringandviscoelasticdamperhasbeendone.Theverticalseismicresponseofeight?storyframeisanalyzedusingtime?historyanalysismethod.Themaximaoftheaccelera?tionandthedisplacementresponsebetweenstoryandstoryareprovided.Itisapprovedthatthedeviceofdiskspringcanworkefficientlyinseismicisolation.
Keywords:verticalseismicisolationdevicebydiskspring,mechanicalproperty,time?historyanalysis
作者简介:沈立波(1974?),男,工程师,全国一级注册结构工程师,上海同济开元建筑设计有限公司,上海?200092
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寻找更多 ""多高层钢结构设计与施工中的一些要点分析--《第四届全国钢结构工程技术交流会论文集》2012年
多高层钢结构设计与施工中的一些要点分析
【摘要】：结合实际钢结构工程设计,介绍了如何合理地进行节点连接(铰接、刚接及半刚接)和强节点设计。通过对影响柱计算长度的要点因素(如柱稳定承载力的相互支援及结构整体侧向刚度等)的分析,介绍了实际设计中如何对计算长度进行正确合理的取值。通过对各种形式组合楼板优缺点的分析比较,阐述了整体性较好的组合楼板新形式和能充分发挥钢结构工期短优势的无立柱组合双模板系统。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TU973.13【正文快照】：
1节点的刚、铰接设计钢结构设计的一个重要环节就是节点的设计,一般来说,梁、柱多采用刚接,梁、梁多采用铰接。而目前设计中,楼板多采用压型钢板的组合楼盖,梁间距一般在2～3m,楼板基本为单向传力的单向板,各梁的竖向荷载受荷面基本差别不大,就是在考虑水平风载与地震作用情
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