钢混凝土组合结构.ppt
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钢与混凝土组合结构钢与混凝土组合结构Steel-ConcreteCompositeStructures深圳大学深圳大学土木工程学院土木工程学院2011本课程是土木工程专业的一门专业选修课专业选修课专业选修课专业选修课。
钢材:
良好的抗拉和延性钢材:
良好的抗拉和延性钢材:
良好的抗拉和延性钢材:
良好的抗拉和延性混凝土:
优良的抗压强度和较大的刚度,混混凝土:
优良的抗压强度和较大的刚度,混混凝土:
优良的抗压强度和较大的刚度,混混凝土:
优良的抗压强度和较大的刚度,混凝土的存在的提高了钢材的整体屈曲和局部凝土的存在的提高了钢材的整体屈曲和局部凝土的存在的提高了钢材的整体屈曲和局部凝土的存在的提高了钢材的整体屈曲和局部屈曲性能屈曲性能屈曲性能屈曲性能钢钢钢钢-混凝土组合结构:
良好的强度、刚度、延混凝土组合结构:
良好的强度、刚度、延混凝土组合结构:
良好的强度、刚度、延混凝土组合结构:
良好的强度、刚度、延性及良好的耗能能力性及良好的耗能能力性及良好的耗能能力性及良好的耗能能力1.赵鸿铁著,赵鸿铁著,组合结构设计原理组合结构设计原理,科学出版社,科学出版社,20052.聂建国等,聂建国等,钢钢-混凝土组合结构混凝土组合结构,建筑工业出版社,建筑工业出版社,20053.刘维亚编,刘维亚编,钢与混凝土组合结构理论与实践钢与混凝土组合结构理论与实践,同上,同上,20084.JohnsonRP,CompositeStructuresofSteelandConcrete,OXFORD:
BlackwellScientificPublications,1995薛薛建建阳阳主主编编,钢钢与与混混凝凝土土组组合合结结构构,华华中中科技大学出版社,武汉,科技大学出版社,武汉,20072007教材课程主要内容课程主要内容绪论绪论绪论绪论1材料的物理力学性能材料的物理力学性能材料的物理力学性能材料的物理力学性能2结构设计的基本原则结构设计的基本原则结构设计的基本原则结构设计的基本原则3压型钢板与混凝土组合板压型钢板与混凝土组合板压型钢板与混凝土组合板压型钢板与混凝土组合板4合并一起合并一起合并一起合并一起扼要介绍扼要介绍扼要介绍扼要介绍组合结构定义组合结构定义组合结构定义组合结构定义组合结构分类组合结构分类组合结构分类组合结构分类组合结构应用组合结构应用组合结构应用组合结构应用定义、构造定义、构造定义、构造定义、构造极限状态极限状态极限状态极限状态-承承承承载力计算载力计算载力计算载力计算使用状态使用状态使用状态使用状态-挠挠挠挠度裂缝计算度裂缝计算度裂缝计算度裂缝计算课程主要内容课程主要内容钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁5型钢混凝土结构型钢混凝土结构型钢混凝土结构型钢混凝土结构6钢管混凝土结构钢管混凝土结构钢管混凝土结构钢管混凝土结构7外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构8定义、构造定义、构造定义、构造定义、构造承载力计算承载力计算承载力计算承载力计算挠度裂缝计算挠度裂缝计算挠度裂缝计算挠度裂缝计算
(1)组合结构组合结构概述概述
(2)组合结构分类)组合结构分类(3)压型钢板与混凝土组合结构)压型钢板与混凝土组合结构(4)钢与混凝土组合梁)钢与混凝土组合梁(5)型钢混凝土结构)型钢混凝土结构(6)钢管混凝土结构)钢管混凝土结构(7)外包钢混凝土结构)外包钢混凝土结构本书内容本书内容第第1篇篇概概论论由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体,由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体,共同受力、协调变形的结构,称为共同受力、协调变形的结构,称为组合构件组合构件。
定义定义定义定义钢与混凝土组合结构是其中较为常见的一种,钢与混凝土组合结构是其中较为常见的一种,也是土木工程领域日益广泛采用的一种结构体也是土木工程领域日益广泛采用的一种结构体系,为此,本课程将详细讲述这种组合结构的系,为此,本课程将详细讲述这种组合结构的构造和设计。
构造和设计。
专指型钢或用钢板专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架焊接成的钢骨架钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁钢筋混凝土组合结构的特点钢筋混凝土组合结构的特点PPDPDP钢筋混凝土梁素混凝土梁PD钢筋混凝土梁素混凝土梁充分发挥混凝充分发挥混凝土抗压性能土抗压性能增强梁的刚度增强梁的刚度、强度和延性、强度和延性均匀裂缝均匀裂缝D钢与混凝土钢与混凝土组合结构组合结构第五大结构体系第五大结构体系第五大结构体系第五大结构体系木结构木结构砌体结构砌体结构钢结构钢结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构施工方便施工方便造价相对较低造价相对较低承载力高承载力高刚度和延性大刚度和延性大抗震性能好抗震性能好五大类五大类五大类五大类一、钢与混凝土组合结构一、钢与混凝土组合结构50多年来组合结构的研究与多年来组合结构的研究与应用得到迅速发展,至今已应用得到迅速发展,至今已成为一种公认的新的结构体成为一种公认的新的结构体系。
其与传统的四大结构并系。
其与传统的四大结构并列,已扩展成为第五大结构。
列,已扩展成为第五大结构。
钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配钢方式不同又有多种钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配钢方式不同又有多种类型,并且一些新的结构形式仍在不断出现。
目前研究较为类型,并且一些新的结构形式仍在不断出现。
目前研究较为成熟与应用较多的主要五种类型。
成熟与应用较多的主要五种类型。
钢与混凝土组合结构钢与混凝土组合结构五大类五大类五大类五大类压型钢板与压型钢板与压型钢板与压型钢板与混凝土组合板混凝土组合板混凝土组合板混凝土组合板钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁钢与混凝土组合梁型钢混凝土型钢混凝土型钢混凝土型钢混凝土结构结构结构结构钢管混凝土钢管混凝土钢管混凝土钢管混凝土结构结构结构结构外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板在各种形式凹凸肋或各种形式槽纹的压型在各种形式凹凸肋或各种形式槽纹的压型钢板上浇注混凝土而形成的组合板,依靠钢板上浇注混凝土而形成的组合板,依靠凹凸肋及不同的槽纹使钢板与混凝土组合在一起。
凹凸肋及不同的槽纹使钢板与混凝土组合在一起。
压型钢板与混凝土组合板的形式压型钢板与混凝土组合板的形式1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板优点优点u压型钢板可以作为现浇混凝土的永久模板。
这样就省掉了施工中安装和拆除模板等工序,从而节省了时间和劳动力。
u当压型钢板安装好以后将可以作为施工平台使用。
同时由于不必使用临时支撑,也不影响下一层施工平面的工作。
u压型钢板可以作为楼板的底筋使用,减少了安装板筋的工作量。
根据压型钢板的不同截面形状,最多可以减少30的楼板混凝土用量。
减少的楼板自重又可以相应的减少梁、柱和基础的尺寸,提高了结构的整体性能。
1.1.压压型钢板与混凝土组合型钢板与混凝土组合板板优点优点u压型钢板的肋部可以放置水电管线,从而使结构层与管线合为一体,间接地加大了层高或降低了建筑高度,给建筑设计带来灵活性。
u在施工阶段,压型钢板可作为钢梁的连续侧向支撑,提高了钢梁的整体稳定承载力;在使用阶段,提高了钢梁的整体稳定性和上翼缘的局部稳定性。
u以上几个优点都可以相当大程度地缩短施工时间,取缩短施工时间,取缩短施工时间,取缩短施工时间,取得良好的经济效益得良好的经济效益得良好的经济效益得良好的经济效益。
2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁定义定义将型钢梁与混凝土翼板通过抗剪连接将型钢梁与混凝土翼板通过抗剪连接件相连在一起形成一个整体共同工作件相连在一起形成一个整体共同工作的组合梁。
的组合梁。
混凝土板可以是现浇混凝土板,也可以是预制混凝土混凝土板可以是现浇混凝土板,也可以是预制混凝土板、压型钢板混凝土组合板或预应力混凝土板。
板、压型钢板混凝土组合板或预应力混凝土板。
钢梁可以用轧制或焊接钢梁。
钢梁形式有工字钢、槽钢梁可以用轧制或焊接钢梁。
钢梁形式有工字钢、槽钢或箱形钢梁。
混凝土板与钢梁之间用剪切连接件连钢或箱形钢梁。
混凝土板与钢梁之间用剪切连接件连接,使混凝土板作为梁的翼缘与钢梁组合在一起,整接,使混凝土板作为梁的翼缘与钢梁组合在一起,整体共同作用形成组合体共同作用形成组合T形梁。
形梁。
2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁带板托的组合梁带板托的组合梁无板托的组合梁无板托的组合梁组合梁的形式组合梁的形式组合梁的形式组合梁的形式2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁常州市龙城大桥常州市龙城大桥常州市龙城大桥常州市龙城大桥龙城大桥是常州市龙城跨运河大桥。
主桥采取自锚式悬索斜拉协作体系,主梁采用箱形结构,主跨跨中部分采用混凝土钢结合梁,其余部分采用预应力混凝土箱梁。
2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁常州市龙城大桥常州市龙城大桥常州市龙城大桥常州市龙城大桥梁纵向五道腹板。
钢纵梁为全焊接结构,由底板和5道腹板组成,底板和外侧斜腹板组成一个槽形断面。
2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁张江立交改建工程组合箱梁截面组合板梁截面2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁张江立交改建工程1.节省钢材,降低造价。
通过变更设计,将钢箱梁(1866.975t)和钢板梁(628.748t)改为钢混叠合梁(556.2t),节省用钢量1939.523t。
原预算价为3000万元,根据图纸现预算价2000万元,节省1000万元。
2.增加了预制环节,为现场施工争取了时间。
这种型式的结构极具推广价值,特别适于改建工程。
在满足行车要求的情况下,不但大量节省了用钢量,降低了造价,而且实施快速。
2.2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁中铁大桥局的建设者在上海长江大桥上架设中铁大桥局的建设者在上海长江大桥上架设钢钢混凝土组合梁混凝土组合梁优点优点u节省钢材,降低造价。
增加了预制环节,为现场施工争取了时间。
u使混凝土受压,钢梁主要是受拉与受剪,受力合理强度与刚度显著提高,充分利用了混凝土的有利作用。
并且由于侧向刚度大的混凝土板与钢梁组合连接在一起,很大程度上避免了钢结构容易发生整体失稳与局部失稳的弱点。
2.钢与混凝土组合钢与混凝土组合梁梁3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构定义定义型钢混凝土结构又称钢骨混凝土结构型钢混凝土结构又称钢骨混凝土结构或劲性钢筋混凝土结构,是在混凝土或劲性钢筋混凝土结构,是在混凝土根据配钢形式的不同,型钢混凝土结构可以分为实腹根据配钢形式的不同,型钢混凝土结构可以分为实腹式配钢和空腹式配钢。
式配钢和空腹式配钢。
中主要配置型钢、并配有一定纵向钢筋和箍筋中主要配置型钢、并配有一定纵向钢筋和箍筋的结构。
的结构。
3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构型钢混凝土构件截面形式型钢混凝土构件截面形式3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构北京国贸三期北京国贸三期3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构南通国际会议中心项目总高度(含避雷针)275米,混凝土结构高度208米,钢结构塔顶高度254米,地下2层,地上55层,裙楼5层,总建筑面积12万平米,地上建筑面积11万平米。
结构形式为核心筒加型钢混凝土柱型钢混凝土柱结构结构,由中国建筑上海设计研究院设计。
3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构大连期货广场为双子楼建筑,每栋建筑面积21.1万平方米,地上53层,地下3层,高约232米。
结构体系为剪力墙核心筒-钢框钢框钢框钢框架混合结构架混合结构架混合结构架混合结构,全玻璃幕墙。
3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构中银大厦整座大楼采用由八片平面支撑和五根型钢混凝土柱所组成的混合结构“大型立体支撑体系”。
3.3.型钢混凝土结构型钢混凝土结构优点优点l在混凝土中配置的是型钢,这些型钢可以在混凝土中配置的是型钢,这些型钢可以是轧制的也可以是焊接的。
一般在大型建是轧制的也可以是焊接的。
一般在大型建筑中经常配置焊接型钢,可以根据构件截筑
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- 混凝土 组合 结构