鋼管混凝土結構傅昶彬課件系列三

四川大學建環(huán)學院

2015.9傅昶彬課件系列—組合結構第六章鋼管混凝土結構（3）主要內容◆拉、彎和壓彎構件承載力驗算◆鋼管混凝土格構式柱設計◆新型鋼管混凝土柱

6.2鋼管混凝土構件設計6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算2.軸心受拉構件

軸心受拉，鋼管為雙向受拉狀態(tài)，有利材料強度發(fā)揮，受約束鋼管軸心受拉承載力比不受約束軸心受拉承載力要高。取定鋼管混凝土三向本構模型，當含鋼率α=

0.04～0.2時，由數值計算有：軸心受拉承載力公式，福建《規(guī)程》考慮約束效應，CECS××《規(guī)程》忽略約束效應。6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算3.受彎構件M-φ曲線圓鋼管混凝土矩形鋼管混凝土◆福建《規(guī)程》單向彎矩雙向彎矩◆CECS××《規(guī)程》可按壓彎公式取N=0計算？P1626.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件中建院-長柱試驗方案

為了能較好地觀察長細比和偏心率對鋼管混凝土柱力學行為的影響，并據之建立承載力計算方法，中建院采用了棋盤式的試驗方案。e0/rcL/DCECS28《規(guī)程》以此試驗為據建立壓彎構件承載力公式6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件中建院長細比影響經驗公式對國外資料的校核6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件長細比L0/D總折減系數中建院-偏壓柱總折減系數試驗結果匯總6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件中建院-偏心距影響系數6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件不同方式得到的N-M相關曲線6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件ξ↓ξ↑←→由數值計算及參數分析，圖中A點坐標圓管和矩管具體表達式見P162-163式6-47和式6-48可按直線描述可按拋物線描述6.2.3鋼管混凝土構件承載力驗算4.壓彎構件◆福建《規(guī)程》計算方法平面內平面外（只針對矩管）◆CECS28《規(guī)程》計算方法6.2.3鋼管混凝土土構件承載載力驗算4.壓彎構件◆CECS159《規(guī)程》計算方法對于矩管壓壓彎構件，，要求分別別驗算強度度和穩(wěn)定。。其穩(wěn)定計計算公式與與鋼結構規(guī)規(guī)范的壓彎彎構件計算算公式有一一定的相似似度。見P165——P167例題6-3例題6-4用此公式無法計算受受彎構件的的承載力6.2.3鋼管混凝土土構件承載載力驗算5.局部受壓在基頂和柱柱頂可能出出現局部受受壓情形。?；斍樾涡慰砂础痘煲?guī)》局壓公式處處置，柱頂頂鋼支座局局壓可按教教材公式解解決。福州大學劉威博士論論文鋼管混凝土土局部受壓壓時的工作作機理研究究6.2.3鋼管混凝土土構件承載載力驗算5.局部受壓局部受壓示示意圖◆圓形鋼管◆矩形鋼管6.鋼管初應力力影響的驗驗算6.2.3鋼管混凝土土構件承載載力驗算無初應力有初應力初應力對偏偏壓柱N-um的影響初應力最多多可使極限限承載力降降低20%。福建《規(guī)程》規(guī)定，鋼管管初應力不不宜超過0.35φsf,當超過時,鋼管混凝土土承載力應乘影響響系數，即即7.長期荷載作作用的影響響6.2.3鋼管混凝土土構件承載載力驗算◆長期荷載作作用對承載載力的影響響混凝土徐變變將造成鋼鋼管與混凝凝土的內力力重分布、、抗彎剛度度降低、撓撓度增大和和承載力降降低。◆核心混凝土土收縮的計計算混凝土收縮縮可能使鋼鋼管脫空，，降低承載載力和工作作可靠性。。對較大截截面尺寸的的鋼管混凝凝土，可采采用美國工工程師協(xié)會會規(guī)范公式式計算收縮縮應變量，，然后在混混凝土中添添加適量的的膨脹劑消消除其收縮縮。6.2.4鋼管混凝土土格構式柱柱的設計1.格構式住的的組成雙肢格構柱柱6.2.4鋼管混凝土土格構式柱柱的設計1.格構式住的的組成三肢格構柱柱四肢格構柱柱6.2.4鋼管混凝土土格構式柱柱的設計2.剪切變形對對虛軸穩(wěn)定定性的影響響◆實腹構件考考慮剪切變變形的臨界界壓應力◆格構式構件件換算計算算長度考慮鋼管混混凝土特性性的計算公公式見P175表6-86.2.4鋼管混凝土土格構式柱柱的設計3.格構柱的設計單向壓彎可采用雙雙肢或三肢格構柱柱，雙向壓彎可采采用四肢格構柱，，肢距及各肢截面面尺寸初估計算確確定?！糨S心受壓格構柱承承載力計算據福建《規(guī)程》◆壓彎格構柱承載力力計算6.2.4鋼管混凝土格構式式柱的設計3.格構柱的設計據福建《規(guī)程》套用《鋼規(guī)》格構柱平面內穩(wěn)定定公式6.2.5新型鋼管混凝土柱柱1.鋼管自密實混凝土土混凝土摻用活性細細料，降低水灰比比，不需振搗，施施工無噪音污染。。2.薄壁鋼管混凝土鋼管壁厚≤3mm,可減少用鋼量，更更易施焊，降低工工程造價。關注問問題是鋼管局部失失穩(wěn)。加勁肋加勁肋拉桿隅撐提高薄壁鋼管局部部穩(wěn)定構造措施3.中空夾層鋼管混凝凝土6.2.5新型鋼管混凝土柱柱中空夾層鋼管混凝凝土截面形式自重輕，剛度大，，內管抗火性更好好（但要考慮防爆爆），可有廣泛的的工程應用。目前規(guī)范級試驗研研究尚不夠，故承承載力計算可按實實心鋼管混凝土的的計算公式作適當當修正。6.2.5新型鋼管混凝土柱柱4.不銹鋼管混凝土除有與普通鋼管混混凝土相似的良好好力學性能外，還還具有優(yōu)越的耐久久性能，可用于重重要建筑物、海洋洋平臺和橋墩橋塔塔。赫斯特大廈建于于2006年，2008年獲國際高層建筑獎，7.95萬m2,46層，182m高。香港昂船洲大橋橋橋墩建于2009年，主跨1018m,橋塔高度298米。6.2.5新型鋼管混凝土柱柱4.不銹鋼管混凝土不銹鋼與碳素鋼σ-ε曲線不銹鋼與普通碳素素鋼性能存在差異異：◆比例極限◆變形能力◆耐火性能受力構件承載力應應進行試驗研究。。奧氏體不銹鋼碳素鋼雙重不銹鋼5.FRP約束鋼管混凝土6.2.5新型鋼管混凝土柱柱FRP（Fiberreinforcedpolymer）——纖維增強復合塑料料,有碳纖維(CFRP)、玻璃纖維(GFRP)、及芳綸纖維(AFRP)等。FRP材料