建  筑  工  程
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INTELLIGENCE
华南理工大学 土木与交通学院    许玲玲
摘 要:随着建筑结构的发展,钢—混凝土组合结构得到越来越广泛的应用,成为与传统钢筋混凝土结构,砌体结构,钢结构和木结构相并列的第五大结构。本文主要介绍钢—混凝土组合构件的型式。
关键词:钢—混凝土组合结构  组合结构体系
引言
钢-混凝土组合结构和钢筋混凝土结构相比,可以减轻自重,减小地震作用,减小构件截面尺寸,增加有效使用空间,降低基础造价,节省支模工序和模板,缩短施工周期,增加构件和结构的延性等。和钢结构相比,可以减小用钢量,增大刚度,增加稳定性和整体性,增强结构的抗火性和耐久性等。
钢—混凝土组合构件的主要型式钢—混凝土组合构件的主要型式有组合楼盖、组合梁、组合柱以及组合节点等结构形式,下面进行简要概述。
1、组合楼盖
国家法定节日组合楼盖的标准构造做法是采用高强、轻规格的带有各种形式的凹凸肋与各种形式槽纹的压型钢板楼盖,上面浇筑混凝土面层。压型钢板常见的压型形式分为三类:闭口形槽口的压型钢板;开口形槽口压型钢板,在其腹板翼缘上轧制凹凸槽纹作为剪力连接件;开口形槽口压型钢板,同时在它的翼缘上另焊附加钢筋。保卫黄河 歌词
2、钢—混凝土组合梁
(1)将钢梁和混凝土板组合在一起形成钢—混凝土组合梁。混凝土板可以是现浇的混凝土板、预制的混凝土板、压型钢板混凝土组合拌和预应力混凝土板。钢梁可以用轧制或焊接钢梁。钢梁形式有工字钢、槽钢或箱型钢梁。
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(2)预应力钢一混凝土组合梁是在钢一混凝土组合梁基础上发展起来的,它是在组合结构承受外荷载前施加一偏心压力,使其在外荷载和预应力共同作用下的应力限制在特定范围。在钢一混凝土组合梁施加预应力可节约钢材10% ~30%,降低造价10% ~20%。和混凝土结构施加预应力不同,组合结构
施加预应力不是消除材料差异,使脆性材料转变成弹性材料,而是扩大材料的弹性工作范围,更加充分地利用高强材料,发挥材料特性,尤其发挥钢材受拉、受压双向强度都高的特性。因而它具有更加良好的受力性能和经济性能。预应力钢一混凝土组合梁的有以下优点:扩大结构的弹性工作范围,调整结构中的内力分布,减小结构变形;可以有效利用高强钢材,减轻结构自重;预应力降低了最大拉应力,使低韧性钢梁的脆断可
能性减小,增强了结构的疲劳抗力;因此,当梁跨度、荷载较大时,及对刚度要求较高或需高空作业的结构,采用预应力钢一混凝土组合梁具有更大的优越性,但是预应力钢一混凝土组合粱的不足之处在于锚固构造要求较高,及防腐防火要求严格。
3、钢—混凝土组合柱
钢—混凝土组合柱主要有钢管混凝土柱,钢骨混凝土柱和外包钢混凝土柱几种形式。
(1)钢管混凝土结构及特点
钢管混凝土结构钢管中填充混凝土,一般混凝土中不再配置纵向钢筋与钢箍,所用钢管一般为薄壁圆钢管。按截面形式不同,钢管混凝土分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。工程中常用的几种截面形式有圆形、正方形和矩形。一般在混凝土中再不配纵向钢筋与钢箍。实际结构中,
根据钢管作用的差异,钢管混凝土柱又可分为两种形式:一是组成钢管混凝土的钢管和混凝土在受荷初期即共同受力;二是外加荷载仅作用在核心混凝土上,钢管只起对其核心混凝土的约束作用,即所谓的钢管约束混凝土。受压的钢管刚度低,容易发生局部屈曲,所填充的混凝土大大增加了钢管的侧向刚度,从而提高了结构所承受的极限压力。薄壁钢管对混凝土形成一个紧箍,改变混凝土的单轴受力为三向受压,混凝土的抗压强度提高1倍以上。另外模板、施工速度快,抗震性能也很好。
(2)钢骨混凝土构件
保存网页钢骨混凝土构件又称型钢混凝土(SRC)结构,是把型钢(S)置入钢筋混凝土(RC)中,使型钢、钢筋(纵筋和箍筋)、混凝土三种材料元件协同工作以抵抗各种外部作用效应的一种结构。它是钢一混凝土组合结构的一种形式,其截面组成特征是型钢钢筋混凝土的钢材全部被包在混凝土内部,型钢与钢筋骨架的外面有一层混凝土外壳(外包钢筋混凝土结构和钢管混凝土结构的型钢是外露的)。型钢混凝土中的型钢除采用轧制型钢外,还广泛使用焊接型钢,此外还配合使用钢筋和钢箍。型钢混凝土梁和柱是最基本的构件,在配置实腹型钢的构件中还配有少量钢筋与钢箍。
钢骨混凝土配置的型钢形式可以分为实腹式与格构式两大类。前者的强度、刚度、延性均较好,远比后者优越。研究表明,它在抗震时吸收能量是空腹式的2倍。
(3)外包钢组合结构
①外包钢组合结构即在混凝土柱四角配以角钢,其受力性能类似于配置角钢骨架的型钢混凝土柱,但因为钢材外露,有方便与其他各种钢附件连接的优点,方便施工。缺点是防腐,防锈,防火要求较高,以及外观不够整齐美观。外包钢组合结构的另一优点是可以用于加固。
②新型外包钢一混凝土组合梁截面形式是从传统钢一混凝土组合梁基础上发展而来.继承了传统钢一混凝土组合梁的优点摈弃了缺点.是传统钢一混凝土组合梁的优化形式。班组安全管理
虽然单个新型钢一混凝土组合粱构件费用较高.但是我们从整体角度出发,考虑到基础成本降低、模板成本降低、抗震性能改善带来抗震措施成本降低、施工周期短以及环保等方面带来的综合效益此种结构具有很好的经济效益。
郭艳总结
常用的钢-混凝土组合结构主要包括以下五大类:压型钢板混凝土组合板;钢-混凝土组合梁;钢骨混凝土结构;钢管混凝土结构;外包钢混凝土结构。钢-混凝土组合结构体系包括有,组合框架结构体系,横向组合结构体系,竖向混合结构体系,巨型结构体系。参考文献:
[1] 冯战坤、卜延渭:《钢-混凝土组合结构的特点和现状》,陕西建筑,2008,10,32-35。
[2] 李波:《钢-混凝土组合结构发展趋势探析》,吉林建筑工程学院学报,2009,27(2)17-19。
[3] 汤义鹏、郭艳坤:《钢-混凝土组合结构构件工作性能的研究进展》,华北水利水电学院学报,2010,31(4)46-49。
[4] 聂建国、陶慕轩:《钢-混凝土组合结构体系研究新进展》,建筑结构学报,2010,31(6)71-79。