钢骨砼梁结构设计及应用
- 格式:doc
- 大小:113.00 KB
- 文档页数:4
钢骨混凝土结构设计与可造性钢骨混凝土是指在混凝土中主要配置钢骨,并配有一定的纵向受力筋和横向箍筋的结构,是钢与混凝土组合结构的一种主要形式。
与钢筋混凝土相比,钢骨混凝土结构具有良好的刚度、承载力、延性和抗震性能,以及较短的施工周期;与钢结构相比,其具有良好的耐火、耐腐蚀能力,并且具有良好的经济效益。
随着经济的发展和社会的进步,钢骨混凝土结构以其优异性越来越广泛的被应用到高层及超高层建筑中。
本文就钢骨混凝土结构设计与可造性进行分析。
通过钢骨混凝土结构与钢结构相比较、钢骨混凝土结构与混凝土结构比较、钢骨混凝土结构与钢管混凝土结构比较,得出钢骨混凝土结构在超高层的设计中具有明显优势,应该得到广泛的应用。
并同时关注,钢骨混凝土结构的配筋构造较为复杂,在工程设计阶段就必须给予细致的考虑,针对此问题,给出钢骨混凝土结构钢骨的选择,应考虑的因素及节点域连接设计时的建议。
标签:钢骨混凝土结构设计施工可造性随着人类社会的文明进步,国民经济的持续高速发展,人们对建筑功能的要求也在不断提高,大跨度和超高层建筑在城市建设中得到越来越广泛的应用。
传统的混凝土结构、钢结构以及砌体结构已经很难适应高层建筑发展的需要,而钢骨混凝土组合结构以其独特的优点得到推广应用和发展。
钢骨混凝土,是在混凝土中配置钢骨,同时配置一定的纵向钢筋和箍筋以约束混凝土的组合结构形式。
这种结构形式日本称之为钢骨混凝土结构;英国、美国等西方国家称之为混凝土包钢结构;前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。
我国学者认为这种结构形式主要是在混凝土中配置钢骨,故相对于钢筋混凝土结构而言,称之为钢骨混凝土结构。
钢骨混凝土结构中配置钢骨,受力钢筋和构造钢筋,与外包混凝土共同作用。
在外包混凝土的约束下,内部钢构件的局部稳定性得到提高,内部钢骨的存在又使构件的整体刚度提高,这样使两种材料的强度都得到充分的发挥,不但大大提高了构件的承载力,而且在抗震能力和延性等方面也得到了显著的改善。
钢骨砼梁结构设计及应用由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准钢结构设计规范(GBJ17-88)和高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98),保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照砼结构设计规范(GBJ10-89)要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本钢筋砼结构计算标准把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行钢骨砼结构设计规程YB9082-97在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。
MMssby+ MrcbuM为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。
由力矩平衡公式M=0,力平衡公式X=0可得:fcAc=fyAs+Nss , MufcAc(hos+hoc)-Nss(hos-hoss)+MssAc:受压区砼的面积,hoc、hoss、hos分别为受压区砼的合力点、钢骨中心以及受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离。
钢骨混凝土梁的特点及应用钢骨混凝土梁是一种结合了钢筋和混凝土的材料,具有较高的强度、刚度和承载能力,常用于建筑结构中的横梁。
它具有以下特点及应用:1. 强度高:钢骨混凝土梁由于结合了钢筋和混凝土两种材料的优点,使其整体强度相对较高。
钢筋具有较高的抗拉强度,混凝土则具有较高的抗压强度。
钢骨混凝土梁在受力时能充分发挥两种材料的优势,承载能力非常可观。
2. 刚度好:钢筋具有较高的弹性模量,混凝土具有一定的刚度,钢筋和混凝土的相互配合使得钢骨混凝土梁具有较好的刚度。
其在承受荷载时能够保持良好的形状和稳定性,确保建筑物结构的整体稳定性。
3. 抗震性能好:钢骨混凝土梁结合了钢筋和混凝土的优点,其抗震性能相较于传统的混凝土梁更为出色。
钢筋的高抗拉强度能够有效抵抗地震荷载引起的横向位移,混凝土的高抗压强度则能够吸收地震荷载引起的振动能量。
4. 施工便利:钢骨混凝土梁施工相对简单,并且可以灵活调整梁的几何形态和尺寸,适应不同的设计需求。
混凝土的浇筑可以采用标准模板,而钢筋的加工可以在工厂进行,减少了现场施工的难度和风险。
5. 经济性高:钢骨混凝土梁不仅具有较高的强度和刚度,同时还具有相对较低的成本。
由于钢材价格相对较低,而混凝土的成本相对较高,钢骨混凝土梁能够有效节约材料成本。
钢骨混凝土梁的应用非常广泛,特别适合用于大跨度和多层建筑中。
以下是一些常见的应用场景:1. 建筑物横梁:钢骨混凝土梁常用于建筑物的横梁系统中,承载建筑物的重量,并将荷载引导到承重墙或柱上。
钢骨混凝土梁能够有效分担荷载,提高建筑物的整体稳定性。
2. 桥梁:钢骨混凝土梁在桥梁工程中得到广泛应用。
由于桥梁需要承受车辆荷载的冲击和动载荷的作用,钢骨混凝土梁的高强度和良好的刚度能够满足桥梁的承载需求。
3. 厂房和工业设施:钢骨混凝土梁在厂房和工业设施的建设中常被使用。
其优良的抗震性能和刚度能够满足工业设施对结构强度和稳定性的要求。
4. 超高层建筑:在超高层建筑中,钢骨混凝土梁能够有效承载建筑物的重量,并保证建筑物的整体稳定性。
钢骨砼梁结构设计及应用- 结构理论简介:简介钢骨砼梁结构设计,并通过工程实例,着重说明其设计思路,及节点构造和有关施工技术要求,特别是在大跨度梁构件中可与宽扁梁结合一起应用。
关键字:钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造一、前言由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范(GBJ17-88)”和“高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)”,保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照“砼结构设计规范(GBJ10-89)”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78”假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082-97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。
M≤Mssby+ MrcbuM为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。
钢与混凝土组合结构技术及应用
1.主要技术内容
型钢与混凝土组合结构主要包括钢管混凝土柱,十字形、H形、箱形、组合型钢骨混凝土柱,箱形、H形钢骨梁、型钢组合粱等。
钢管混凝土可显著减小柱的截面尺寸,提高承载力;钢骨混凝土承载能力高,刚度大且抗震性能好;组合梁承载能力高且高跨比小。
钢管混凝土施工简便,梁柱节点采用内环板或外环板式,施工与普通钢结构一致,钢管内的混凝土可采用高拋免振搗混凝土,或顶升法施工钢管混凝土。
关键技术是设计合理的梁柱节点与确保钢管内浇捣混凝土的密实性。
钢骨混凝土除了钢结构优点外还具备混凝土结构的优点,同时结构具有良好的防火性能。
其关键技术是如何合理解决梁柱节点区钢筋的穿筋问题,以确保节点良好的受力性能与加快施工速度。
组合梁是在钢梁上部浇筑混凝土,形成混凝土受压、钢结构受拉的截面合理受力形式,充分发挥钢与混凝土各自的受力性能。
组合梁施工时,钢梁可作为模板的支撑。
组合梁设计时要确保钢梁与混凝土结合面的抗剪性能,又要充分考虑钢梁各工况下从施工到正常使用各阶段的受力性能。
2.技术指标
钢管混凝土设计时应遵循《钢管混凝土结构设计与施工
规程》CECS 28要求。
型钢混凝土设计时应遵循《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138的要求。
3.适用范围
钢管混凝土特别适用于高层、超高层建筑的柱及其他有重载承载力设计要求的柱;钢骨混凝土适合于高层建筑外框柱及公共建筑的大柱网框架与大跨度梁设计;组合梁适用于结构跨度较大而高跨比又有较高要求的楼盖结构。
4.已应用的典型工程
深圳地王大厦、深圳世贸中心大厦(招商大厦)、国家体育馆、上海世贸中心大楼、法门寺合十舍利塔等。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁大跨度实腹式钢骨混凝土梁是现代建筑领域中广泛使用的一种结构形式。
它具有重量轻、刚度好、抗震性能强等优点,能够满足大跨度建筑的承载要求。
本文将从大跨度实腹式钢骨混凝土梁的概念、特点、设计与施工等方面进行详细介绍。
一、概念大跨度实腹式钢骨混凝土梁是一种将钢骨混凝土技术与实腹式梁结构形式相结合的梁。
它由一根钢骨混凝土梁与一块实腹式衬砌构成。
钢骨混凝土梁用于承担梁的竖向荷载,实腹式衬砌则起到保护钢骨混凝土梁的作用。
二、特点1. 重量轻。
使用钢骨混凝土技术可以在保证梁的强度和刚度的同时减少材料的使用量,从而达到减轻梁的重量的目的。
2. 刚度好。
由于钢骨混凝土梁具有较高的强度和刚度,所以大跨度实腹式钢骨混凝土梁的刚度较好,能够满足大跨度建筑对于刚度的要求。
3. 抗震性能强。
钢骨混凝土梁具有较好的韧性和延性,能够在发生地震等外力作用下有一定的变形能力,在一定程度上保护建筑物的安全。
三、设计设计大跨度实腹式钢骨混凝土梁时,需要考虑以下几个关键因素:1. 跨度大小。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁可以用于各种大小的跨度,但跨度越大,需要使用的材料和结构设计要求也会相应增加。
2. 竖向荷载。
钢骨混凝土梁用于承担梁的竖向荷载,所以在设计时需要充分考虑建筑物的使用需求和荷载情况,以确保梁具有足够的强度和刚度。
3. 横向力的抗震设计。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁需要具备一定的抗震性能,所以在设计时需要考虑横向力的作用和相应的抗震设施。
四、施工大跨度实腹式钢骨混凝土梁的施工需要按照先衬砌后灌筑的原则进行。
首先要进行实腹式衬砌的施工,包括模板的制作、钢筋的布置等。
然后再进行钢骨混凝土梁的灌筑,需要注意混凝土的浇筑和养护等工作。
总结:大跨度实腹式钢骨混凝土梁是一种重量轻、刚度好、抗震性能强的结构形式。
它能够满足大跨度建筑的承载要求,适用于各种大小的跨度。
在设计与施工过程中,需要考虑跨度大小、竖向荷载和横向力的抗震设计等关键因素,以保证梁具有足够的强度和刚度。
钢骨砼梁结构设计及应用- 结构理论摘要:简介钢骨砼梁结构设计,并通过工程实例,着重说明其设计思路,及节点构造和有关施工技术要求,特别是在大跨度梁构件中可与宽扁梁结合一起应用。
关键词:钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造一、前言由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范(GBJ17-88)”和“高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)”,保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照“砼结构设计规范(GBJ10-89)”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78”假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082-97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。
M≤Mssby+MrcbuM为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。
钢骨砼梁结构设计及应用一、前言由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范(GBJ17-88)”和“高层民用建筑钢结构技术规程(J GJ99-98)”,保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照“砼结构设计规范(GBJ10-89)”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78”假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082-97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。
M≤Mssby+ MrcbuM为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以f c代替f cm。
由力矩平衡公式ΣM=0,力平衡公式ΣX=0可得:f c A c=f y A s+N ss ,M u≤f c A c(h o s+h o c)-N ss(h o s-h o s s)+M ssA c:受压区砼的面积,h o c、h o s s、h o s分别为受压区砼的合力点、钢骨中心以及受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离。
对于钢骨偏置在受拉区的非对称截面,按钢与砼组合梁的设计方法计算处理,为保证砼与钢骨整体作用,在钢骨上翼缘设置剪力连接件。
在设计中值得注意的是,在钢骨部分受弯承载力的计算中可不考虑局部压屈,基于受力构件达到受弯承载力极限状态时,比弹性极限受弯承载力有所提高采用截面塑性发展系数γs,实际应用中,根据构件重要性可偏于安全取γs =1.0。
钢骨砼梁受剪承载力按照承载力极限状态理论V≤Vssy+Vrcbu。
V为梁的剪力设计值,Vssy为梁中钢骨部分的受剪承载力,Vrcbu为梁中钢筋砼部分受剪承载力,无地震作用组合时V≤0.4f c b b h bo, Vrcbu≤0.25f c b b h bo。
钢骨砼梁裂缝宽度和抗弯刚度,钢骨砼结构设计规程给出了计算公式,不对称钢骨砼截面抗弯刚度可按下式计算。
B=E s A s h bo2/[1.15Ψ+0.9+6αEρ/(1+3.5γ′f)]+E ss I ss三、工程实例华天贵宾楼工程,地下二层,地上二十八层,标准层层高3.3米,总高99.35米,总建筑面积48 000平方米。
南北向沿高度作内外7.08°~7.91°倾斜,顶部最大外公倾平面尺寸达14米,外倾面积7700平方米,其倾斜部分采用斜向钢骨砼柱与水平钢骨砼梁拉结,受层高和各专业安管道安装空间的限制,为满足建筑净空使用要求,轴线跨度为11.955米,横向次梁梁高只能做成600毫米,高跨比接近1/20,且位于外挑部位,梁身刚度很难保证,经方案比较,确定采用钢骨砼宽扁梁。
此建筑主楼结构整体采用“SATWE”进行分析计算。
其顶层内力最大,最大正弯矩设计值M=829.0 kN·m,最大剪力设计值V=331.6kN,轴向力设计值N=17.2kN,短期效用组合下弯矩标准值M k=637.7 kN·m。
结合框架柱梁分析结果,假定梁截面尺寸700×600(h),钢骨采用Q235等级C的热扎H型钢HM450×300(440×300×11×18mm),截面特征见表1表1E ss I ss W ss f ss f ssy f ssv2.06×105MPa56100×104mm42550×103mm3215MPa235MPa125MPa混凝土强度等级C30,f c=15MPa,纵向钢筋f y=310MPa,f sv=210MPa。
(1)正截面抗弯、斜截面抗剪承载力计算表2名称公式计算结果钢骨受弯承载力Mssby=r s w ss f ss575.7kN·m钢筋砼受弯承载力Mrcb=M-Mssby 253.3kN·m钢筋砼受弯配筋A s=Mrcb/f syγh co1504mm2钢骨受剪承载力Vssy=t w h w f ssv555.5kN钢筋砼剪弯承载力Vrcb=V-Vssy <0 (表中a=35mm,h bo=h b-a=600-35=565mm)①选8Φ16,A s=1608mm2 ,A s>ρmin bh②选13Ф18,A s=3315mm,箍筋按构造,ρvmin=0.02f c/f yv=0.14%,选φ8@150(四肢箍)0.4f c b b h bo=2373kN>V=331.6kN0.25f c b b h bo=1483kN>V rc b=0 满足要求(3)裂缝宽度验算表3名称公式计算结果①②受拉钢筋配筋率ρ=A S/bh bo 0.004066 0.008382 受压翼缘增强系数γ′f=(b′f-b)h′f/bh bo 0.8 0.8砼截面开裂弯矩M C=0.235bh2f tk118.4kN·m 118.4kN·m短期荷载效应组合下钢筋砼部分所承担的弯矩Mrck =E s A S h bo/{E s A S h b o+E S S I S S/h o s[0.2+6αEρ/(1+3.5γ′f)]}×M K421kN·m 492 kN·m钢筋应变不均匀系数Ψ=1.1(1-M C/Mrck) 0.79 0.8352折算直径d c=4(A s+A sf)/s 29.9mm 25.43受拉钢筋和钢骨受拉翼缘配筋率ρte=(A s+A sf)/0.5bh 0.03337 0.0415短期荷载效应组合下受拉钢筋的应力δsk=Mrck/0.87A s h bo 532.6Mpa>310MPa301.9Mpa<310MP(表中E s=2.0×105MPa E c=3.0×104Mpa X e=E S/E C=6.67 h′f=0.2h bo=113mm)梁最大裂缝宽度W max=2.1Ψ(δsk)/(E s)×(2.70+0.1d e/ρte)γ=2.1×0.8352×301.87/(2.0×105)×(2.7×25+0.1×25.43/0.0415)×0.7 =0.24mm<0.3mm平均裂缝宽度W m=W max(1.66×1.5)=0.096mm(4)挠度变形计算近似取钢骨砼梁荷载为均匀分布。
表4名称公式计算结果短期荷载效应组合下截面抗弯刚度B=E s A s h bo2/[1.15Ψ+0.2+6αEρ/(1+3.5γ′f)]+E ss I ss2.851×1014N·mm2长期荷载效应组合下钢筋砼部分所承担的弯矩Mrclk=(M lk/M k)Mrck 446.0kN·m长期荷载效应组合下梁的抗弯刚度B l=Mrck/(Mrck+0.6Mrclk)×E s A s h bo2/[1.15Ψ+0.2+6γEρ/(1+3.5γ′f)]+E ss I ss 2.254×1014N·mm2(表中砼保护层厚度c=25mm,钢筋表面形状系数γ=0.7)Δs=5/48×M lk l2/B l=5/48×(578.2×106)/(2.254×1014)×119552=38.2mmΔs/l=38.2/11955=0.0032=3.2‰,理论上满足要求。
设计中,分析外挑结构在荷载及地震作用下推力或拉力对梁不利影响,计算过程中梁端假定为简支,为平衡钢骨产生的拉力,需加配钢骨梁受力负筋;另受梁高限制,钢骨砼保护层厚度小于临界厚度c cr=0.25bf t1/2=0.25x300x2.01/2=106.1mm,设置锚固连接件(通常采用圆柱头焊钉,按钢-砼组合梁要求验算,以增强型钢与砼连接面上的粘接强度,限篇幅,从略)。
梁端节点因按“钢骨规程”对钢骨梁与钢骨梁暂无明确规定,遵循钢骨腹板部分设置钢筋贯穿孔时,截面缺损率不应超过腹板面积的20%,主筋不得与钢骨直接焊接的要求。
此工程于二OOO年十月开工,二OO一年八月封顶、并主体验收,二OO二年五月投入使用,建筑从建设至今,经观测,钢骨梁柱无裂缝,挠度也不大,效果良好。
四、结束语通过此次工程结构设计,有如下体会:1、在钢筋砼结构体系中,局部采用钢骨砼结构构件是可行的,特别是大跨度杆件设计时,结合宽扁梁的采用,可提高梁的抗弯、抗拉、抗压刚度,减小竖向变形值,降低梁高,其效果比纯钢筋砼结构好。
2、钢骨砼结构的设计和施工的重点是钢骨构件及其节点的设计,并且结合设计图纸,做好施工配合,注意钢筋与钢骨的连接,钢骨与砼柱的连接。