[畢業(yè)論文]鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究(編輯修改稿)
2025-03-12 16:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 于受壓區(qū)，鋼梁主要位于受拉區(qū)，充分利用混凝土抗壓和鋼材抗拉的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)揮了兩種材料的強(qiáng)度，鋼梁位于受拉區(qū)，腹板不會(huì)發(fā)生局部屈曲，并且由于混凝土作為梁翼緣的一部分，很大程度上避免了鋼梁結(jié)構(gòu)容易整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)的弱點(diǎn)。 組合梁比非組合梁的強(qiáng)度、剛度都明顯提高，使得同等條件下組合梁截面大小及高度比非組合梁小，可以有效降低結(jié)構(gòu)高度，這將增加凈空，降低工程造價(jià)，提高了工程的經(jīng)濟(jì)效益，在大跨度的樓蓋結(jié)構(gòu)中應(yīng)用具有較大優(yōu)勢。 鋼與混凝土組合梁 首先從截面組成上充分發(fā)揮了混凝土與型鋼材料各自的特點(diǎn)，除此以外，與普通鋼筋混凝土梁相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1)將鋼筋混凝土板與鋼梁組合成整體，使鋼筋混凝土板成為組合梁的一部分 (翼緣 )，因此按非組合梁考慮，承載能力顯著提高； 2)鋼筋混凝土板組合成為全梁的一部分，因此在同樣大小鋼梁的情況下，組合梁比非組合梁豎向剛度明顯提高；3)混凝土處于受壓區(qū) (正彎矩區(qū)段 )，鋼梁主要處于受拉區(qū)，兩種不同材料都能充分發(fā)揮各自的長處，受力合理，節(jié)約材料； 4)由于處于受壓區(qū)的鋼筋混凝土板剛度較大，對(duì)避免鋼梁的整體與局部失穩(wěn)有明顯的作用； 5)降低梁高與房屋總高； 6)組合梁可大量節(jié)約鋼材以致降低工程造價(jià)。 型鋼混凝土 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是把型鋼置入鋼筋混凝土中，使型鋼、鋼筋 (縱筋和箍筋 )、混凝土三種材料元件協(xié)同工作以抵抗各種外部作用效應(yīng)的一種作用。它是鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)的一種形式，其截面組成特征是型鋼鋼筋混凝土的鋼材全部被包在混凝土內(nèi)部，型鋼與鋼筋骨架的外面有一層混凝土外殼 (外包鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的型鋼是外露的 )。型鋼混凝土中的型鋼除采用軋制型鋼外，還廣泛使用焊接型鋼，此外還配合使用鋼筋和鋼箍。鋼骨混凝土配置的型鋼形式可以分為實(shí)腹 式與空腹式兩大類。前者的強(qiáng)度、剛度、延性均較好，遠(yuǎn)比后者優(yōu)越。研究表明，它在抗震時(shí)吸收能量是空腹式的 2 倍。 同傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)相比，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)有更大的剛度和強(qiáng)度，更好的局部和整體穩(wěn)定性，防腐蝕和防火性能好，經(jīng)濟(jì)效果好，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)用鋼量大幅度減少。資料表明，型鋼混凝土全框架結(jié)構(gòu)較之鋼框架結(jié)構(gòu)可減少鋼材用量 50%或者更多一些。同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)承載力大、剛度大具有良好的變形能力和延性，抗震性能優(yōu)越。尤其在大跨度、超高層、重荷載的土木工程結(jié)構(gòu)中，較單獨(dú)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有更好的適用性 — 減小構(gòu)件截面 、增大使用空間、節(jié)省混凝土用量、減輕地基荷載、減小構(gòu)件撓度、節(jié)省模板和支撐，可免除構(gòu)件中的預(yù)埋件 ,有更好的抗震性能等。 鋼管混凝土 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、配螺旋箍混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。鋼管混凝土是將普通混凝土填入薄壁圓型鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)。按截面形式不同，分為方鋼管混凝土、圓鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。鋼管混凝土可借助于內(nèi)填混凝土增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性；借助鋼管對(duì)核心混凝土的套箍 (約束 )作用，而使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度和抗變形能力。 鋼 管混凝土結(jié)構(gòu)由于其受力性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1)受力合理，能充分發(fā)揮混凝土與鋼材的特長，從而使構(gòu)件的承載能力大大提高；2)具有塑性好、強(qiáng)度高，良好的抗疲勞、耐沖擊性能； 3) 鋼管作為勁性承重骨架，省去了通常的混凝土支模、拆模和支撐工作量，省工、省時(shí)，施工簡單，縮短工期，宜于保證質(zhì)量； 4)獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效果；與鋼結(jié)構(gòu)相比，節(jié)約了大量鋼材。大量 工程實(shí)踐表明：采用鋼管混凝土的承壓構(gòu)件比普通鋼筋混凝土承壓構(gòu)件約可節(jié)約混凝土 50%，減輕結(jié)構(gòu)自重 50%左右，鋼材用量略高或約略相等；和鋼結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)約鋼材 50%左右。 5)具有良好的抗震性能 (良好的延性 )；鋼管混凝土在提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能的同時(shí)，有效地減小了結(jié)構(gòu)尺寸，增加了使用面積。用于高層建筑的柱子時(shí)，可以作到不限制軸壓比而控制長細(xì)比。 6)具有美好的造型與最小的受風(fēng)面積； 7)耐火性能較好，由于組成鋼管混凝土的鋼管和其核心混凝土之間有相互貢獻(xiàn)、協(xié)同互補(bǔ)、共同工作的特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)具有較好的耐火性能。與鋼結(jié)構(gòu)相 比，一般可節(jié)約 2/3 防火涂料，因而降低工程造價(jià)。 第二章 鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu) 施工技術(shù)研究 目前，雖然各種形式的組合結(jié)構(gòu)在國內(nèi)工程中已顯示出其優(yōu)越性，而且，已創(chuàng)造出新的組合結(jié)構(gòu)形式，在工程實(shí)踐中已有運(yùn)用，但由于觀念問題和相關(guān)的設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)沒有普及推廣，在實(shí)際應(yīng)用中數(shù)量還不是很大，有些問題還需進(jìn)一步細(xì)致深入的研究探討。對(duì)構(gòu)件的組成方式尚需進(jìn)一步優(yōu)化，以創(chuàng)造出性能更優(yōu)越的結(jié)構(gòu)來。 為了充分利用鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，創(chuàng)造出性能更為優(yōu)越的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)進(jìn)一步加大對(duì)鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究。應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件 、鋼管混凝土構(gòu)件、鋼骨混凝土構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力筋等不同材料元素進(jìn)行優(yōu)化組合，通過揚(yáng)長避短雜交而成具有優(yōu)勢的新的結(jié)構(gòu)體系，用一種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢彌補(bǔ)另一種結(jié)構(gòu)的劣勢。鋼管混凝土一般只是用作柱、拱等構(gòu)件，如何通過一定的組合方式，利用它的高抗壓性能，將其用于受彎，如預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土梁、鋼管混凝土桁架等，是值的進(jìn)一步研究的。研究將鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大跨度空間結(jié)構(gòu)，如近十多年來發(fā)展起來的張弦梁結(jié)構(gòu)，可在鋼管內(nèi)灌注高強(qiáng)度混凝土，用其作為拱或桁架，與高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力索一起形成張弦梁結(jié)構(gòu)，可跨越較大空間，具有廣闊應(yīng)用前景。
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