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《鋼骨混凝土特點及應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、深圳世貿(mào)中心一、隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步,高層建筑和大跨度建筑成為建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要方向之一。由混凝土包裹鋼骨做成的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)(SRC),充分發(fā)揮了鋼與混凝土兩種材料的特點,雖然我國鋼骨混凝土技術(shù)起步比國外晚一些,但在我國得到了越來越多的應(yīng)用。鋼骨混凝土和鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并列為五大結(jié)構(gòu)之一。其中實腹式鋼骨混凝土構(gòu)件具有較好的抗震性能、節(jié)約鋼材、提高混凝土利用系數(shù)、施工方便等優(yōu)點,在工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。SRC結(jié)構(gòu)的特點是在混凝土內(nèi)配置鋼骨,這些鋼骨可以是軋制的,也可以是焊接的。在大型建筑中經(jīng)常配
2、置焊接的鋼骨,可以根據(jù)構(gòu)件截面大小、受力特點,考慮到受力的合理性,靈活選擇焊接鋼骨各個板件的寬度和厚度。所配置的鋼骨的形式有角鋼、工字鋼、寬翼緣工字鋼、雙十字鋼、雙槽鋼、十字形鋼、箱形方鋼管等,工程中常用H形和十字形1鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)特點鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)含量高,施工難度大,它具有以下幾個特點:1)承載力高,鋼材的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土的強(qiáng)度,因此與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的承載力較高,約為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1520倍。2)剛度大,鋼材的彈性模量比混凝土高出一個數(shù)量級。3)抗震性能好。4)節(jié)省鋼材,與鋼結(jié)構(gòu)相比可節(jié)省大量鋼材。5)耐久性與
3、耐火性好,混凝土可以作為型鋼的保護(hù)層,勁性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與耐火性都比鋼結(jié)構(gòu)好得多。2鋼骨混凝土設(shè)計要點目前,我國有兩本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可供工程設(shè)計人員參考:其一是建設(shè)部頒發(fā)的JGJ138200113v型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程;其二是原冶金工業(yè)部頒發(fā)的YA905220061381型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮的因素:1)鋼骨的含鋼率[3]:關(guān)于鋼骨混凝土構(gòu)件的最小和最大含鋼率,目前沒有統(tǒng)一的認(rèn)識,但當(dāng)鋼骨含鋼率小于2%時,可以采用鋼筋混凝土構(gòu)件,而沒有必要采用鋼骨混凝土構(gòu)件。當(dāng)鋼骨含鋼率太大時,鋼骨與混凝土不能有效地共
4、同工作,混凝土的作用不能完全發(fā)揮,且混凝土澆筑施工有困難。因此,在冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB908297鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程中將鋼骨含鋼率定為2%~15%。一般來說,較為合理的含鋼率為5%~8%。另在建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ1382001型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中定為4%~10%。在中廣大廈鋼骨混凝土柱的設(shè)計中,考慮到建設(shè)單位盡量節(jié)約鋼材,節(jié)省資金的要求,經(jīng)專家委員會認(rèn)可,鋼骨柱的含鋼率確定為3.5%。2)鋼骨的寬厚比:鋼板的厚度不宜小于6mm,一般為翼緣板20mm以上,腹板16mm以上,但當(dāng)鋼板厚度大于36mm時,鋼材的厚度方向的斷面收縮率應(yīng)
5、符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB5313厚度方向性能鋼板中的Z15級的規(guī)定。這是因為厚度較大的鋼板在軋制過程中存在各向異性,由于在焊縫附近常形成約束,焊接時容易引起層狀撕裂,焊接質(zhì)量不易保證。鋼骨的寬厚比應(yīng)滿足規(guī)范的要求。3)鋼骨的混凝土保護(hù)層厚度:根據(jù)規(guī)范規(guī)定,對鋼骨柱,混凝土最小保護(hù)層厚度不宜小于120mm,對鋼骨梁則不宜小于100mm。4)要重視鋼骨混凝土柱與鋼筋混凝土梁在構(gòu)造連接上的配合協(xié)調(diào)問題。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中不同且難度最大的是:a.需確定鋼骨柱中每根鋼筋的準(zhǔn)確位置;b.根據(jù)鋼骨這種型鋼翼緣的寬度確定框架梁的寬度;c.
6、確定框架梁中每根鋼筋的位置;d.根據(jù)柱梁鋼筋的位置確定鋼骨穿孔的位置;e.鋼骨中穿鋼筋的孔徑由鋼筋直徑確定,一般比鋼筋直徑大4mm~6mm;f.鋼骨中縱橫兩方向穿鋼筋孔的位置至少應(yīng)錯開一個孔徑。4鋼骨混凝土的應(yīng)用鋼骨混凝土由于在截面中配置了型鋼,可使構(gòu)件承載力、剛度大大提高,因而大大減小了構(gòu)件的截面尺寸,可增加房屋的有效使用面積。此外,型鋼混凝土具有很好的延性和耗能能力,適于在地震區(qū)應(yīng)用。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用在國外開始較早,我國因國情的限制,起步較晚,工程應(yīng)用就更少,我國從20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用型鋼混凝土結(jié)構(gòu),主要用于工業(yè)廠房,如
7、包頭電廠主廠房和鞍山鋼鐵公司的混鐵爐基礎(chǔ)。直到1997年11月冶金工業(yè)部正式發(fā)布了有關(guān)規(guī)程,并于1998年5月1日起施行。20世紀(jì)80年代初期,隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,SRC結(jié)構(gòu)在我國迅速興起。近年來,型鋼混凝土在上海、廣州、武漢、深圳、大連等地的高層建筑中都有所應(yīng)用。型鋼混凝土最初在歐美和日本的研究和應(yīng)用比較多。20世紀(jì)初,西方國家為提高鋼結(jié)構(gòu)的防火性能,應(yīng)用了型鋼外包混凝土的型鋼混凝土柱。隨后不久,人們認(rèn)識到這種組合柱比純鋼柱的剛度要高。1908年Burr做了空腹式型鋼混凝土柱的試驗,發(fā)現(xiàn)型鋼外包混凝土后強(qiáng)度和剛度都有大大提高。從19
8、20年開始,美國、英國和歐洲一些國家相繼開展了型鋼混凝土的研究。1948年出版的英國BS449規(guī)范認(rèn)為將鋼柱埋置在混凝土中增加了截面的最小回轉(zhuǎn)半徑,它是最早認(rèn)為混凝土中的型鋼增加
