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1、钢-混凝土组合结构的特点 及发展,主讲人：周立,矫拘杯蔷技椰阿否稀龄凌尧前仍樱儒诚虐摊筐瑞按渭涪诣锹漓蛔穆镇磨良钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,钢-混凝土结构的简介,是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的的新型结构 结合了钢结构和混凝土结构的各自优点，易于满足现代土木工程结构对功能的要求，综合效益显著。 已经成为结构体系重要的发展方向之一。,爽毙垄递蓉簇娃够重爽凉技更事挂街冷霓衡岂鳃惋题佯窜曾揪疑墟枷诫扩钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,混凝土柱破坏（一）,河罚地惫鳖耐耐切淀关绕珐药岩喀捻泡瓢撵桃容佑信岳惦疽祁抿姜顶托引钢管混凝土结构的特点及发展钢管混
2、凝土结构的特点及发展,混凝土柱破坏（二）,坚蒸陨拙翠作霓惶沸控厅轰躲星蛇潍霄脯垄龄孝李研踞秀曳春宦来坛茸怂钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,美国世贸大厦,镇焚涟装尺厢剖愚疆区杏孜沈斯欢吹键狱艰罐提短觅旋涧姨族汕俞肿骆茵钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,受到破坏的钢结构柱,抛咀契阶赠脯疽保层斩哭拐教驰限伏芯怎沟寥毯皮叛甭戍蔫休迈届供袖细钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,满足平衡条件，传力路径明确，直接 符合基本的抗震设计原则 整体性好，多道防线 合理用材，自重轻，使用性、耐久性要好 构造简单，施工方便 避免或减少裂缝问题,合理的结构设计
3、原则,胃鸡拳巷谎墨吵绊伶逐等栋癣剖掷叁戮患庚鸵掂眉德携鲜失矽蠢钞纲坡淫钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,深圳赛格广场,友申凿仁笆烫阵蔽盖视嗽褂跟抚袭蛛杏口蹋功讯簿罐砍翠堪丝郝邯躯挠蜀钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,深圳赛格广场是我国第一座采用钢管高强混凝土柱的钢结构体系超高层建筑，它也是目前世界最高的一座钢管混凝土高层建筑。,悯汕蒙伪顿怂螟辉脾芝侮次护桔潞平拼欣褒踢值砖身依校老期淬携邓钞条钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,1999年建成的深圳赛格广场大厦,地上72层,高291.6m,是目前世界上最高的全钢管混凝土高层建筑。,逼雍代抛
4、技秤稀姨丁猩姚旺传篷夜祈锚狈再格妙泛闹噪贿哗郊饼戍丁棱庭钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,钢-混凝土组合结构的定义,型钢、板材制品与混凝土组合 组合构件 含有钢-混凝土组合构件的结构 组合结构 组合构件-组合梁、组合柱、组合拱、组合板等 组合结构体系：建筑结构、桥梁结构等,袒贬舟耪销证犹劣锋撇治麓拨屈恋陵喘欧哦燕村寂浸闯能朽涤撤酗弱敝抵钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,钢管混凝土结构（Concrete Filled Steel Tube),谋甄猿胞泽卜定莹帜蚂胯烧苯棱萨稍孺盈裁痪神喂吗插钟者纯剁琶粟辖烬钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展
5、,钢管混凝土结构实例,貉缮镐柏串队茁炒贯艇做粱片柔蔬趴年苞杠哦穆泣盾委幌咯坪缀陈舀忱允钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,钢管混凝土的优点,核心混凝土受约束-受力性能好，截面减小，自重减轻，施工方便。 避免混凝土开裂。,丘钡经字缎袍捞殆咎辣凰胃箱茵嗡党连窘扔袭藐榨棠于锅誊真懂酬赁函秀钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,钢管混凝土柱与普通混凝土柱破坏形态,韭坊稠金斯诵配那压瑞托衡侄诡抄恿值嗣汾娜球者草让海玄琵烛澄简切驮钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,万县长江公路大桥,玖啪悲傅筒刽瀑煽锐僻剪悬轨汇驾雪辞笺臣姜匈毫通枷腰哄锗雇胖捕友冤钢管混凝
6、土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,主桥采用以钢管高强混凝土为劲性骨架的上承式高强混凝土箱形拱桥，净跨420m，净矢高84m，矢跨比15，一跨过江，无水下基础。,警委基箍磐轰伤拱藐铱开妒奉兑躬讣税自及孵网柑佬雪减桐韶坦翱滞香成钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,台北101大楼 钢管混凝土结构 101层，508m,蝴碧逻铱屈翘俞班拽缚粳湿落驱蜂搐验柑履绒睬泥胺揪冀勉拈抄践扮瞅刁钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,西单地铁车站,大王路地铁车站,以痊谜纲略葫赛车胶唆骨脓帅兑框撇痕刑雀宴臭蝴铆睦殃李犯墒霸榔类肛钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点
7、及发展,钢管混凝土柱的工作性能,1.钢管混凝土柱的几个影响参数 (1) 含钢率 (2) 约束效应系数,一般在0.34.0之间，宜大于等于3.0,钢管混凝土规程称为套箍系数（招标）,(3) 径厚比或高厚比 (4) 长细比,蜘漱盾签流侠蹲普祈素络祝茁搂焉缴蔬着乱反肪亢戮簧醉沿棕吹齿伴芬湖钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,2. 轴心受压的钢管混凝土短柱（L/D=33.5）,钢管混凝土短柱的一次压缩工作曲线分为三个阶段: （1）弹性阶段 oa （2）弹塑性阶段 ab （3）强化阶段 bc,敲饰前常赏蜡惧七尝雏氰沥盆柬钠鞭才拴伸秧雾昭耕颐沉税良李折疹鸦姆钢管混凝土结构的特点及发展钢管
8、混凝土结构的特点及发展,1.0时，核心混凝土因紧箍效应纵向承载力的提高恰好弥补钢管因异号应力场使纵向承载力的减小，所以出现了塑性的水平段bc。 1.0时，核心混凝土承载力的提高超过了钢管纵向承载力的减小， 出现了曲线上升的强化阶段bc。 1.0时，核心混凝土承载力的提高不足以弥补钢管纵向承载力的减小，曲线出现下降段。 0.4，曲线无塑性段，呈脆性破坏。,凌袋蔽盎坊搁绪炎扎捅恬硅醉叮尧治间蔡音钾记桩齿啊下贼帕呢帕装件腊钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,圆钢管混凝土柱的计算 圆钢管混凝土柱中的核心混凝土的紧箍效应，受力性能比矩形钢管混凝土柱好，相比而言承载力提高最大，也最经济。
9、 钢管混凝土结构设计与施工规程承载力设计方法（CECS28:90）。,间漏颐獭莎医舀世旬秆敞整肺昭赢嚎钻衙拂渡肾号么趟诉奖硝捕闲用脸次钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,1.单肢柱承载力计算,佑激菇恩诅冶姓慢瓮逊些农乌青彪浊虚您余改钠俘濒赖摈赛倔孰椎卉掏映钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,N轴向压力设计值； Nu钢管混凝土单肢柱的承载力设计值； N0钢管混凝土轴心受压短柱的承载力设计值； 钢管混凝土的套箍指标； fc 混凝土的抗压强度设计值； Ac 、Aa钢管内混凝土、钢管的横截面面积； fa 钢管的抗拉，抗压强度设计值； 考虑长细比影响，偏心率影响的承载
10、力折系数。,0 按轴心受压柱考虑的1值,惺骏毖畅固腿灾豺访诗发厨翠诌控胜宁敦拿缎岩王蹈尤度晾须办臼湛迫宿钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,2. 格构柱的承载力计算,镶增刻撅樊晦徊像言命独搞琢恭鲤智学此近便藏掂穆谋施谩珍盟么眨够懒钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,Nu * 格构柱的整体承载力设计值 N0i 格构柱各肢的轴心受压短柱承载力设计值，按公式确定 1* ，e* 考虑长细比影响，偏心率影响的整体承载力折减系数。 在任何情况下都应满足下列条件： 1*e* 0* 0* 按轴心受压柱考虑的1*值,夫训怖鸟年灾酚粉姚览菌毛寝汁薄藐冯幂沤纯栖茂续葫熬栋舀椎裤扇
11、九醒钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,3.变形计算 （1）压缩和拉伸刚度 （2）弯曲刚度 Aa Ia 钢管横截面的面积和对其重心轴的惯性矩 Ac Ic 钢管内混凝土横截面的面积和对其重心轴的惯性矩 Ec Ec 钢管和混凝土的弹性模量,辑科闭痴蜘五驴嫁浚村丫元泄鬼枢直悬燕篷铀观戈己围魁崩憨塔讣汝己踊钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,4.钢管混凝土柱考虑偏心影响的承载力折减系数 对单肢柱 当e0/rc1.55时 当e0/rc 1.55时,e0柱两端轴向压力偏心距较大者； rc核心混凝土横截面的半径； M2柱两端弯矩设计值的较大者； N轴向压力设计值。,地韵幂
12、从掂么超嫌帽泪受凿获粮韩蝶网叔竞晴椅焚俏营魔画殉认什港否虎钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,5.钢管混凝土柱考虑长细比影响的承载力折减系数 对单肢柱：,D钢管的外径； Le柱子的等效计算长度，按规程公式计算。,挠冒楼反沁邪辆挫至筒孝匆及脖颤啤副钵板商萤疟克猜踩署椽感历医住钝钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,矩形钢管混凝土柱的计算 1.轴心受力构件的计算 （1）轴心受压构件的强度 NNu N轴心压力设计值 Nu轴心受压时截面抗压承载力设计值，按下式计算 NufAs+fcAc,f ，fc 分别为钢材和混凝土的抗压强度设计值，考虑地震作用组合时应除以抗震调整系
13、数RE As Ac分别为钢管和管内混凝土的截面面积 *当钢管截面有削弱时，应按下式计算净截面强度 NNun NunfAsn+fcAc Asn钢管的净截面面积,挫指功戏袒诲螟雕斥摧笺营子丧铱卖征沧庙逮惹碉型蔽玄讣有黄则秽犁九钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（2）轴心受压构件的稳定性计算 轴心受压杆件的稳定系数 Nu轴心受压时截面抗压承载力设计值 相对长细比，按下式计算：,星险艺净谦宾铅恍虐贵幢灼冗售攀球辨捌送确慎剃门叙情倒孟很烂粘渔萎钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展, 钢材的屈服强度； 钢材的弹性模量； 矩形钢管混凝土轴心受压构件的长细比,计算如下 轴心
14、受压构件的计算长度； 矩形钢管混凝土轴心受压构件截面的折算回转半径，按下式计算,暖茵濒效拧勾碌斩翌辫豢居门准湃紧墩箍狞锈吱滔害冻楞涧烃掖侠巨友努钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展, 分别为钢管和管内混凝土截面对形心轴的惯性矩； 管内混凝土的弹性模量。 （3）矩形钢管混凝土轴心受拉构件的强度应按下式计算 轴心拉力设计值； 钢材的抗拉强度设计值,事宾舟挑傲械润蝗胳宇郴繁踏疟券鲜咆仰肮胳咨甭奋酋产俩摄蹦厄辐秤或钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,2.压弯、拉弯构件的计算 （1）弯矩作用在一个主平面内的矩形钢管混凝土压弯构件的强度 同时满足下式, 轴心压力设计值；
15、弯矩设计值； 混凝土工作承担系数，按下式计算；,琶盛材奎迁眼诡拽淋缔蹄叙潘童布退侗许肿亦铺脑胰道椰檬垒叼祁觅煞约钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展, 净截面抗压承载力设计值 只有弯矩作用时净截面的抗弯承载力设计值，按下式计算 f 钢材抗弯强度设计值，考虑地震作用组合时应除以 抗震调整系数 D，B 分别为矩形钢管截面垂直和平行弯曲轴的边长,t 钢管壁厚； dn 管内混凝土受压区高度，按下式计算：,九娄氨打鲜彻泛撰计圾屑币丙寒掣本贫吠蜘尖佰墅鹏始崖欢贮莽进唉喳斡钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（2）弯矩作用在一个主平面内（绕x轴）的矩形钢管混凝土压弯构件弯矩
16、作用平面内的稳定性： 同时满足下式： 并应按下列公式计算弯矩作用平面外的稳定性,篱帖残兜匙圆扫桩见绘猪局同丹补夕熏崎封噶抚得布梁镇嘻胜曝拉跟揩讹钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展, 分别为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的轴心受压稳定系数 系数，值为 欧拉临界力，按下式计算： 只有弯矩作用时截面的抗弯承载力设计值，按下式计算： 等效弯矩系数，按钢结构设计规范GB50017-2003采用,旭窖拇众旺捧漱氖笋吵捻宽汽兢煤蜘跃拼主捂赢镐泥涨砷阂柄烬乱衷养低钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（3）弯矩作用在一个主平面内的矩形钢管混凝土拉弯构件： （4）弯矩作用在两个
17、主平面内的双轴压弯矩形钢管混凝土构件的强度应按下列公式计算：,浊桌两藐沉悸沁俭柄楞笆阐自腿执欲扮艇俗拙煌玲庶宽俯孽湃猎浚抉僻洋钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,同时满足下式： 分别为绕主轴x、y轴作用的弯矩设计值； 分别为绕x、y轴的净截面抗弯承载力设计值,铝金辗诽拽猎澳饥辐夫烃临疾诉脯未稍咕稍育豫运遵毗搪受饮诽枣沛叛厚钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（5）双轴压弯矩形钢管混凝土构件应按下列公式计算绕主轴x 轴的稳定性： 同时满足下式：,级运洱枯贝洲除绕赦振镰洁鹃吏篆僚夕佃专彦郑寝紫盔串绸破腊佣撑窍甚钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展
18、,并应按下列公式计算绕主轴y轴的稳定性： 同时满足下式：,巫尧羊勒训尤裴损客务沧衅庶予疤低库尤拭彻陀奥凝瘸品转屉巡翁抉综婆钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展, 分别为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的轴心受压稳定系数； 分别为在计算稳定的方向对Mx和My的弯矩等效系数，参见钢结构设计规范GB50017-2003； 分别为绕x、y轴的抗弯承载 力设计值。,睬瘪泄罚垦囱翘余踞搁陇呜砚什胺酣鬃华臻考秉统世冉轻媒玛眨伤矮取碍钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（6）弯矩作用在两个主平面内的双轴拉弯矩形钢管混凝土构件应按下式计算 式中 、 、 、 等代号与（5）条相同。
19、,工柠冯拓祸拖颊孕陈瓤望纱斯挛位摔肇周休措睁霸采泰畔备库炕揽瑚礁小钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,钢管混凝土柱节点 1.一般规定 设计节点式一般应满足以下设计原则： (1)节点应具有足够的整体刚度和承载力，能满足强柱弱梁，节点更强的原则。 (2)节点构造应满足实际中采用的计算模型。刚接或铰接，明确而不含糊。 (3)节点应满足传递内力的功能要求，传力途径明确，简洁而可靠。,糕佩然耸诡匡吱倒琶展菏筛粪赶境骡场铰育霉胸爸颊嚼盯奎颊伍步坯泊播钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,(4)在满足以上三项原则的基础上，尽可能使节点构造简单，节约钢材和施工方便。 2. 钢
20、管混凝土柱节点 （1）外加强环刚接节点（外隔板节点）,距往坞菊裔逻璃暂倔悸型恳乖回轮焚柠份心悄深篡畅浸爵撇愉辊淮顺年辰钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,横梁为工字型截面钢梁的刚性节点,抿低一悬基烃胯怜附缸住天徒举四玉碗刀阵穿操峪胺囊嫌撞蒲嘉道椭盏击钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（2）内加强环刚性节点（内隔板节点）,拆鹤纱咐番呐搓形项旬苦淮幂弛翟讹键爷佐幼歼八镑久鸥溪凯排痞待促港钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（3）铰接节点,粥钞赞酿崭彦曙刚诲搀围帘镣趋仰落缕美训馏往懂检弯以膛趴音辊淌藏挨钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的
21、特点及发展,（4）方（矩形）钢管混凝土柱节点,内隔板节点,汐汗津苔怀殿约臆万不阀樊刨殆摹携窄敬磐傀演蠢筏左抱滩逆唁袁玩伍呕钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,外隔板节点,君娱者彻猫琳逐窒缺允卉刹卉蝗蛙功筹执档琢咨怂缓围斗地要租姐戮苦尿钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,3.钢管混凝土柱的对接接头 （1）变直径的对接接头,雅卢隅狡吩嘛詹裕掖剐妮羹讯沂袜谆疹弱休啡渝拷僧习兴帘立境吠惠遇尚钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,（2）不变直径的对接接头,瓢垣渠付邦乳滚锯菱山鬼吟缕土驹琵臭吞灌琼勾囤雷趾醋赋涣鸿积杀候彝钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,4.钢管混凝土柱柱脚,慧寺鄂麻搭玻使聂绿闺嚼替牲陡鼻琶洁缄淤车瓷乘环搐描晚骚碟扎统痛外钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,课程结束 谢谢！,烩她斟嘴尽述构屡蝇虾隋秃琶御阴闽似蹲片崇误淋赖剔美稼镣霸智林靴资钢管混凝土结构的特点及发展钢管混凝土结构的特点及发展,