钢管混凝土结构(1).ppt

4. 钢管混凝土结构
概 述
钢管混凝土的约束作用分析
复杂应力下钢材和混凝土的性能
钢管混凝土受压构件:轴压；偏压；格构式
钢管混凝土受弯构件
钢管混凝土一般构造
钢管混凝土动力性4. 钢管混凝土结构
概 述
钢管混凝土的约束作用分析
复杂应力下钢材和混凝土的性能
钢管混凝土受压构件:轴压；偏压；格构式
钢管混凝土受弯构件
钢管混凝土一般构造
钢管混凝土动力性能
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（1）发展简介
概 述
最初目的：
桥墩钢管的防锈蚀 －－英国的 Seven 1879年；
高层柱的防火问题－－欧洲、美国19世纪末期
理论基础：
螺旋配筋套箍混凝土 －－法国的 Conidere 1902年
发展历程：
不考虑混凝土作用－－简单叠加－－考虑组合作用
发展现状：
理论方面：约束混凝土；统一理论等；
构件、节点、体系：静力、动力、抗火、长期效应；
实践方面：电厂、地铁、塔架、拱桥、高层中大量应用
我国：50年代开始－－系统的试验研究－－规程（电力部；建
材部；地方规程：上海、福建等）
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（2）钢管混凝土的形式:
多边形钢管混凝土柱；薄壁钢管混凝土柱
按截面分：
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套管
混凝土柱
完全的约束混凝土；
钢管不受压；
延性好
按受力特点分：
钢 管
混凝土柱
钢管受压；
后期约束下降
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（3）钢管混凝土的特点
承载力高：钢管无屈曲问题－－屈曲模式改变；
约束混凝土，三向受压
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延性、抗震性能好：
施工迅速、快捷：立体施工；旋转施工；逆作法
防火、防腐性能优越：
玻璃熔窑事故；
深圳赛格广场仅防火涂料一项节约造价280万
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大量工程实践表明，受压构件采用钢管混凝土：
比普通钢筋混凝土节约混凝土50%，钢材用量略高或相等，并能减轻自重50%左右；
和钢结构相比，可节约钢材50%；
总体造价比钢筋混凝土略高，比钢结构低。
经济性好：
解决了胖柱问题
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（4）应 用
单、多层厂房：
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设备支架柱、栈桥柱：
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地铁站台柱：
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送变电塔：
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桩、桁架压杆：
高度159米
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空间结构：
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高层结构：
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桥梁结构：
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钢管混凝土约束作用分析
（1）受力状态分析
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（2）约束作用的产生机理
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钢管和混凝土波桑比变化－未退火处理
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钢管和混凝土波桑比变化－退火处理
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复杂应力下钢材和混凝土的性能
（1）钢材性能
一次压缩时的应力和波桑比：
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三向受力时的屈服点及应力－应变关系：
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弹塑性阶段的切线模量：
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弹塑性阶段的波桑比：
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残余应力
对强度、模量及波桑比的影响可参见有关材料！！！
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（2）三向应力混凝土性能
基本原理：
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计算方法：
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钟善桐试验公式 1980-1981
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钢管混凝土受压构件
（1）试验研究
试验概况与现象：
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荷载－应变关系：
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含钢率的影响：
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偏心受压构件：
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（2）受力全过程分析
轴心受压构件：
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偏心受压构件：
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（3）轴心受压构件承载力影响因素
含钢率的影响：
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钢材和混凝土的影响：
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套箍系数的综合影响：
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构件长系比的影响：
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偏心矩的影响：
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（4）轴心受压短柱承载力计算
按极限承载力确定：
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按进入塑性时的承载力确定：
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（5）轴心受压柱承载力计算
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