高强钢管混凝土柱研究现状
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钢管混凝土结构在高层建筑中的应用现状钢管混凝土结构(Steel Tube Concrete,简称STC)是一种由钢管和混凝土组成的新型结构体系。
它将钢管作为骨架,再用混凝土作为填充材料,另外配以加强筋或拉索,并使用专用连接件将构件连接成整体。
STC具有轻质化、高强度、耐震性能优良等诸多优点,因此在高层建筑中得到了广泛应用。
STC结构体系的主要优点1. 高强度STC采用钢管作为骨架,混凝土作为填充材料,两者结合后形成的体系能够充分发挥钢管和混凝土的优点,使得整体强度得到了大幅度提升。
此外,STC结构中加入大量加强筋和拉索,而且各构件之间都采用专用连接件紧密连接,使得整个结构体系更加牢固。
2. 抗震性能优良由于STC结构设计合理,结构的抗震性能较为优良。
在地震作用下,由于混凝土填充对钢管的支撑作用以及钢管的本身刚性特点,可持续承受较大垂直荷载作用,从而保证了建筑的结构完整性和安全性。
3. 施工简便STC结构整体采用预制构件,可以工厂化制造、现场安装,大大缩短了施工周期,提高了建筑的进度。
此外,STC结构的制造和施工都十分简便,大大降低了建造成本。
STC在高层建筑中的应用现状1. 世界范围内的应用近年来,由于STC结构体系在耐震性能和安全性方面的优点得到了广泛认可,它已经广泛应用于世界各国的高层建筑。
例如,美国的一些高层公寓和办公楼、澳大利亚的一些商住楼和酒店、荷兰的一些联排别墅和医院等。
2. 中国的应用现状中国在建筑的领域已经有非常丰富的STC结构的工程经验,并在抗震研究的方面取得了较好的成就。
如今,STC结构在中国的高层建筑中已经得到了广泛应用。
在北京、上海、成都等大城市,均有多个高层数、大跨度的STC结构建筑。
3. 应用前景随着人们对于建筑品质的要求不断提高,STC结构在高层建筑中的应用前景十分广阔。
由于其具有轻量化、高强度、耐震性能优良等诸多优点,未来STC结构将会成为高层建筑建设的重要方向之一。
钢管混凝土结构在国内应用现状及设计施工注意问题钢管商品混凝土结构在国内应用现状及设计施工注意问题钢管商品混凝土,是指在钢管内填以普通商品混凝土组成的新型构件。
各类工程已超过一百个, 包括单层和多层工业厂房、锅炉和高炉构件, 地铁工程柱, 各种支架、送变电构架和屋架上弦压杆等。
一些钢管商品混凝土结构的设计规程相继颁布实行, 其中包括国家建材局颁布的《钢管商品混凝土结构设计与施工规程》一中国工程建设标准化协会颁布的《钢管商品混凝土结构设计与施工规程》一能源部电力规划设计管理局颁布的《火力发电厂主厂房钢一商品混凝土组合结构设计暂行规定》,这些规程为钢管砼的实际应用提供了一定的计算设计依据.1.钢管商品混凝土柱有以下优点:(1) 承载力高。
钢管商品混凝土在轴心压力的作用下,产生纵向压应变,由此将引起钢管和其内核心商品混凝土的环向变形;随着压力的持续增大,钢管内核心商品混凝土向外扩张的变形大于钢管的直径扩张变形,这就使钢管箍住了商品混凝土,阻碍了核心商品混凝土的直径扩张。
由此而产生了钢管与核心商品混凝土之间的相互作用力,此力称为紧箍力。
这样就使钢管和核心商品混凝土都处于三向应力状态,从而使商品混凝土的抗压强度大大提高。
(2) 塑性和韧性好,使材料性能得到充分发挥。
钢管商品混凝土利用钢管和商品混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,即钢管对其核心商品混凝土的约束作用,使商品混凝土处于复杂应力状态,从而使商品混凝土的强度提高,塑性和韧性性能改善。
根据对钢材和商品混凝土在三向应力状态下的应力应变关系的分析研究,可以得出用作受压构件的钢管商品混凝土,由于钢管对商品混凝土的紧箍作用,使核心商品混凝土处于三向受压状态,从而使商品混凝土的抗压强度大大提高,而且还由脆性材料转变为塑性材料,基本性能起了质的变化。
同时,薄壁钢管的承载力由于薄壁的局部稳定,屈服强度常得不到充分利用。
用作钢管商品混凝土时,内部存在商品混凝土,提高了薄壁钢管的局部稳定性,其屈服强度可以得到充分利用。
高强度混凝土的研究现状及应用土二赵伟阳 201000202166摘要:本文介绍了高强度混凝土的原材料、配制方法、适用范围及目前的研究现状,并通过国内外关于高强度混凝土的发展现状发现我国高强度混凝土发展所存在的问题。
关键词:高强度混凝土;应用;配制;1 概述混凝土是一种应用十分广泛的人造建筑材料,推广应用至今已有一百多年的历史。
在人类建设事业中发挥了巨大的作用。
由于混凝土具有可塑性,大部分原材料可就地取材,消耗能源较少,今后仍将是一种主要的建筑材料。
近年来混凝土技术还将继续发展,高强度混凝土与高性能混凝土是其主要发展方向,它将成为跨世纪的建筑材料。
高强度混凝土为采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰,超细矿渣、硅灰等矿物掺合粉,以常规工艺配制的C50-C80级混凝土。
近年来,随着科技进步和建筑市场的繁荣,具有良好工作性的现代高强混凝土在国内外得到迅速发展,它强度高,变形小,耐久性好,能适应现代工程结构向大跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要。
2发展高强度混凝土的意义发展高强度等级的混凝土,不仅有着重要的社会效益,而且有着极其显著的经济效益,它几乎成了衡量一个国家或地区在材料科学领域的研究水平的重要标志。
用C100 以上的混凝土制作的预应力混凝土构件在同等承载的情况下,重量上可以与钢结构相近,这样大部分的钢结构工程,可以用预应力混凝土结构代替。
同时高强度等级的混凝土可以使建筑结构的体积缩小,让梁和柱“苗条”起来, 从而起到节约混凝土浇注量和增大建筑物使用空间的作用。
采用高强度混凝土具有显著的经济意义。
用60MPa的高强度混凝土代替30- 40MPa的混凝土,可节约混凝土用量40%,节约钢材39%左右,降低钢材造价20% - 35%。
还具有节能效果。
混凝土强度每提高10MPa,每立方米混凝土可节约标准煤13kg。
有的资料介绍,混凝土强度由40MPa提高到80MPa,由于结构截面减小,可使混凝土体积缩小1/3,结构自重又相应减轻。
国内高强钢筋混凝土的研究现状及展望作者:樊伟李碧雄来源:《城市建设理论研究》2012年第28期【摘要】随着经济日益发展,各种复杂结构的建筑业日新月异;高强钢筋的使用可以起到很好的节能减排作用;为实现与国际建筑行业接轨,我国对500级钢筋混凝土的各种性能的研究早已展开。
文中就国内研究现状进行了简要的分析。
【关键词】高强钢筋混凝土;裂缝宽度;抗弯;抗剪;抗震中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:1高强钢筋的研究背景国外发达国家对高强钢筋的使用已远远领先我国;日本,美国,新西兰等国家对500级钢筋的使用达到70%以上;;2002年我国将400级钢筋作为建筑的主力钢筋纳入《混凝土结构设计规范》GB500102-2002,但其使用状况一直低于20%,HRB335级钢筋仍是作为主要钢筋。
2006年随着住建部,工业和信息化部联合出台《关于加快应用高强钢筋的指导意见》,高强钢筋替代335级钢筋的使用增多,节约钢材达到12%以。
2我国已经开展的一些列的高强钢筋的研究:2.1500级钢筋混凝土梁在荷载作用下的产生裂缝的宽度问题1)周建民,董为了进一步研究500级钢筋的抗弯性能,首先对500级钢筋混凝土梁进行了受弯刚度试验和分析;2)周建民,张帆;王命平,张自琼,耿树;喻敏;金伟等;李;李志等分别进行了不同情况的500级钢筋混凝土梁的荷载试验,均得出:500级钢筋混凝土梁的正截面适合平截面假定,计算得出的最大裂缝宽度大于现有规范中在正常使用极限状态下的现值,限制了500级钢筋强度的发挥,因此需要适当放宽正常使用极限状态下的裂缝可靠度指标为90%,即将500级钢筋的正常使用极限状态下的裂缝限值提高为0.04mm.这与美英等发达国家的高强钢筋规范一致。
3)李艳艳,李强戎针对500级梁的裂缝宽度过大影响正常使用极限状态,而在混凝土中加入聚丙烯提高其可靠度指标。
4)李对16根高强箍筋的矩形简支梁进行试验分析其斜向开裂特点,裂缝情况以及变形性能。
预应力高强混凝土管桩承载性能研究现状及前景预应力高强混凝土管桩是一种常用的地基处理技术,已经被广泛应用于桥梁、建筑、码头、港口等工程中。
其优点包括承载能力高、经济性好、施工周期短等。
随着工程技术的发展和需求的增加,预应力高强混凝土管桩的研究也不断深入,其承载性能得到了显著的提升。
首先,预应力高强混凝土管桩的设计和分析方法得到了重大的突破。
在工程实践中,传统的计算方法往往无法准确预测桩的承载性能。
研究者们通过开展大量的试验研究和理论分析,提出了一系列改进的设计方法和分析模型。
其中,有限元方法和弹塑性理论等成为研究预应力高强混凝土管桩承载性能的重要工具。
这些方法和模型不仅能够准确预测桩的承载力和沉降性能,还能够考虑到桩身的非线性行为和地基的变形特性,为工程实践提供了可靠的依据。
其次,预应力高强混凝土管桩的材料和施工技术得到了不断的改进。
预应力高强混凝土管桩的承载性能主要受到材料和施工质量的影响。
研究人员通过改进材料配比和优化施工工艺,不断提高了预应力高强混凝土的强度和耐久性。
同时,引入了新的测量和施工技术,如振动压入法、钻孔法和钢管灌注桩等,提高了桩体的质量和施工效率。
这些技术的应用不仅使得桩的施工更加简化和标准化,而且提高了承载能力和受力性能。
最后,预应力高强混凝土管桩的前景广阔。
随着城市地下空间的不断扩大和工程的复杂性,预应力高强混凝土管桩在地基处理中的应用前景非常广阔。
例如,在高速公路和铁路工程中,预应力高强混凝土管桩可以有效提高桥梁和隧道的承载能力和稳定性;在海洋码头和港口工程中,预应力高强混凝土管桩可以有效抵抗水流和波浪的冲刷和侵蚀;在建筑工程中,预应力高强混凝土管桩可以有效减少地基沉降和建筑物的变形。
未来,随着材料科学、结构分析和施工技术的不断进步,预应力高强混凝土管桩的承载性能将得到进一步提高,其应用前景也将更加广阔。
总结来说,预应力高强混凝土管桩的承载性能研究已经取得了显著的进展,并且在工程实践中取得了广泛应用。
超高强钢管混凝土研究综述摘要:为充分运用超高强钢管的优势,建议在超高强钢管中添加混凝土做成超高强钢管混凝土,从发展趋势、归类、原理等层面介绍了世界各国超高强钢管混凝土的研究成果,从优点和缺点、研究现状、研究趋势等层面分析了超高强钢管混凝土探讨中存在问题,强调了进一步探讨的方向,为超高强钢管混凝土等土木工程材料的探讨和工程应用提供参照。
关键词:超高强钢管混凝土;发展趋势;优点和缺点;研究现状超高强钢管混凝土是一种在超高强钢管中填充混凝土而产生的组成构件,是一种融合混凝土结构和超高强钢管优势而发展下去的新式组合结构。
超高强钢管混凝土构造是继砖石结构、木结构建筑、钢架结构、钢筋混凝土构造以后慢慢发展下去的又一大结构体系。
与传统的混凝土结构对比,超高强钢管混凝土在许多领域都会有许多优势。
1超高强钢管混凝土的分类及原理1.1超高强钢管混凝土分类超高强钢管混凝土预制构件是通过在超高强钢管中补充一定量的混凝土而产生的。
横截面方式分成方形超高强钢管混凝土、圆形超高强钢管混凝土、矩形超高强钢管混凝土和不规则图形超高强钢管混凝土。
1.2超高强钢管混凝土的原理超高强钢管混凝土的基本概念:一是在内部混凝土的支撑点下,出现了超高强度钢板壁厚的稳定度,改变了空气超高强钢管的不稳定状态,因此提升了其承载力。
二是在横向超高强钢管的作用下,混凝土遭受横向约束,混凝土处在三向压力状态,缓解纵向裂缝的速率,因此提升其形变能力和抗拉强度。
超高强钢管混凝土抗压强度、延展性和塑性变形的提升是通过超高强钢管与混凝土在地应力情况下的相互作用力来实现的。
2超高强钢管混凝土优点和缺点本文从下述不同层面讨论了超高强钢管混凝土的优缺点。
在普通构造中,承载力拥有较大的提升,超高强钢管混凝土的承载力乃至能够做到超高强钢管和混凝土单独承载力之和的二倍。
其次,其抗震性能和塑性变形都很好,比混凝土结构构造强很多。
经济收益好,与钢梁对比一半左右的费用预算,比钢筋混凝土柱节约更多的混凝土。
复合钢管高强混凝土柱抗震性能研究共3篇复合钢管高强混凝土柱抗震性能研究1复合钢管高强混凝土柱抗震性能研究随着建筑行业的发展,对于建筑构件的高强度、高韧性、高耐久性等方面的要求越来越高,尤其是在地震等自然灾害的情况下,建筑结构的耐久性和安全性显得至关重要。
而复合材料作为一种新型的建筑材料,因其具有高强度、轻质、防腐、抗震等特性逐渐得到了广泛的应用。
在这种背景下,复合钢管高强混凝土柱成为了一种备受关注的结构形式。
复合钢管高强混凝土柱是由钢管和混凝土组成的复合构件,其优点在于在保证抗震性能的同时,还可以充分发挥钢材和混凝土的各自特性。
钢管可以承受大部分轴向荷载和弯矩荷载,而混凝土则可以承受部分轴向压力和剪力荷载。
因此,复合钢管高强混凝土柱的受力特点相对于传统的混凝土柱更为优越。
针对复合钢管高强混凝土柱的抗震性能,目前已经有了大量的研究。
首先,一些学者从理论上分析了这种柱的抗震性能,通过建立数学模型和分析试验结果等方式,得到了一些理论上的结论,如复合钢管高强混凝土柱在地震作用下具有较好的耗能能力、具有较高的承载能力等;其次,还有许多学者通过试验验证了这些理论结论,并进一步探究了复合钢管高强混凝土柱的受力机理和失效模式。
试验结果表明,复合钢管高强混凝土柱主要失效模式为钢管破坏,在钢管发生局部破坏的情况下,混凝土填充体起到了有效的保护作用。
除了理论分析和试验验证,研究人员还通过模拟软件等数值模拟方法研究了复合钢管高强混凝土柱的受力特点。
数值模拟在某些方面可以更准确地描述柱的动态响应和破坏机理,为深入探究复合钢管高强混凝土柱的抗震性能提供了有力的工具。
综合上述研究成果,我们可以得出结论:复合钢管高强混凝土柱在地震作用下具有优异的抗震性能,在保证结构安全的前提下能够具有较高的经济效益。
未来,随着材料科学和结构工程的不断发展,复合材料在建筑结构领域的应用将越来越广泛,而复合钢管高强混凝土柱也将因其优异的性能而得到更多的关注和应用综合以上研究,我们可以得出结论:复合钢管高强混凝土柱具有较好的耗能能力和承载能力,在地震作用下表现出优越的抗震性能。
钢筋混凝土柱加固研究现状及展望杨炳;龚玉云【摘要】with the rapid development of the national eco-nomic construction, The reinforced concrete structure has been appeared in our life. Now our country are already enter the peri-od of that new building and old building all need maintenance, we need to strengthening the structure which does not meet the current specification. And we all needto strengthening the seis-mic-damaged structure, then the structure will meets the re-quirements of continue to use. In terms of current study the seis-mic behavior of reinforced concrete column after reinforced, this paper mainly mention the strengthening methods from the rele-vant specification, the method of column after reinforced, the method of seismic - damaged after reinforced and the using of new technology and new methods, what we need to do in this field in the future are discussed,in order to provide some sug-gestions for further research.%随着国民经济建设的快速发展, 钢筋混凝土结构越来越多地出现在我们的生活中, 目前已进入到新建建筑和既有建筑维护并重的时期, 既需要对现有不满足规范的建筑进行抗震加固, 又需要对经历过地震损伤的建筑进行修复加固, 满足继续使用的要求. 针对钢筋混凝土柱加固的研究现状, 主要论述了相关规范关于加固方法的规定、柱抗震加固、柱地震损伤修复加固及新方法新工艺运用的研究现状, 并对未来该领域需要进一步研究的工作进行展望, 以期能为后续研究提供一些意见和建议.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2015(041)004【总页数】2页(P42-43)【关键词】钢筋混凝土柱;抗震加固;地震损伤【作者】杨炳;龚玉云【作者单位】长江大学城市建设学院, 湖北荆州 434023;长江大学城市建设学院,湖北荆州 434023【正文语种】中文【中图分类】TU352钢筋混凝土柱是钢筋混凝土结构中主要的抗侧力构件,柱的倒塌会引起整体的坍塌,故柱子抗震性能的好坏直接决定着整体结构的抗震性能。
预应力高强混凝土管桩承载性能研究现状及前景预应力高强混凝土管桩作为一种重要的地基处理方法,广泛应用于各类建筑和工程中。
其独特的结构和性能使其具有较高的承载能力和较好的耐久性,受到了广泛的关注和研究。
本文将对预应力高强混凝土管桩的承载性能研究现状及前景进行探讨。
目前,预应力高强混凝土管桩的承载性能研究主要集中在以下几个方面:首先,研究人员对预应力高强混凝土管桩的静力性能进行了广泛的研究。
他们通过实验和数值模拟等方法,研究了管桩在不同荷载作用下的承载能力、变形性能和破坏机制等。
研究结果表明,预应力高强混凝土管桩具有较高的承载能力和较好的变形性能,能够有效地抵抗垂直和水平荷载作用下的变形和破坏。
其次,研究人员对预应力高强混凝土管桩的动力性能进行了深入的研究。
他们通过模型试验和数值模拟等手段,研究了管桩在地震力和液化效应下的动态响应特性和稳定性。
研究结果表明,预应力高强混凝土管桩可以有效地抵抗地震力和液化效应的影响,具有较好的抗震性能和稳定性能。
此外,研究人员还对预应力高强混凝土管桩的长期性能进行了一些研究。
他们通过长期监测和试验,研究了管桩的变形、应力和损伤等长期性能指标,评估了管桩在长期使用过程中的耐久性和可靠性。
研究结果表明,预应力高强混凝土管桩具有较好的耐久性和长期性能,在长期使用过程中能够稳定地承受荷载作用。
未来,预应力高强混凝土管桩的承载性能研究将继续向以下几个方面发展:首先,研究人员将进一步探索和优化预应力高强混凝土管桩的结构和材料,提高其承载能力和变形性能。
例如,可以采用新型的混凝土配方和增强材料,以提高管桩的抗压和抗弯能力。
其次,研究人员将进一步研究预应力高强混凝土管桩在复杂地质条件下的承载性能。
例如,在软弱地基和高含水条件下,研究管桩的沉降和稳定性能,为工程实践提供更准确的设计和施工指导。
最后,研究人员将加强对预应力高强混凝土管桩的动力性能和长期性能的研究。
例如,研究管桩在动力荷载下的动力响应特性和失效机制,以及在长期使用过程中的持久性能和损伤机制。
钢管混凝土构造在高层建筑中旳应用现实状况及发展摘要: 钢管混凝土构造由于具有一系列优越性能, 目前在高层和超高层建筑中越来越多地被应用。
本文着重评述了钢管混凝土构造旳特点和在高层建筑中旳应用现实状况, 指出了高层钢管混凝土构造旳发展方向。
关键词: 高层建筑构造;钢管混凝土;特点;应用现实状况;发展方向1序言钢管混凝土构造是由混凝土填充薄壁圆形钢管而形成旳组合构造。
钢管混凝土构造中旳钢管和混凝土两者在受力过程中旳互相作用, 即钢管对其关键混凝土旳约束作用, 使混凝土处在三向受压状态, 从而使混凝土旳强度得以提高, 塑性和韧性性能得以提高;反过来, 由于混凝土旳存在, 可以延缓或防止钢管过早发生局部屈曲或整体失稳, 从而保证了两种材料性能旳充足发挥, 弥补了两种材料各自旳缺陷, 正是由于钢管和混凝土旳完美结合, 使钢管混凝土成为性能优良旳构造材料。
钢管混凝土构造具有承载力、高塑性和韧性好、施工以便、耐火性能好及经济效益明显等明显旳长处。
2钢管混凝土在高层建筑中旳应用现实状况自1897年美国人JohnLally在圆钢管中填充混凝土作为房屋建筑旳承重柱(称为Lally柱)并获得专利算起, 钢管混凝土构造在土木工程中旳应用已经有百年历史。
钢管混凝土优越旳力学性能和施工性能, 一开始就受到美欧各国土木工程界旳重视, 竟相开发运用。
尤其是在80年代后期, 由于现代高强、高性能混凝土技术和泵灌混凝土技术旳迅速发展, 给钢管混凝土构造技术旳发展增添了新旳活力, 在欧美旳某些桥梁工程和高层建筑工程中钢管混凝土技术悄然兴起。
钢管混凝土构造技术在我国研发运用已经有近40年旳历史。
1966年将之用于北京地铁车站工程, 上世纪70年代在一批重工业单层工业厂房和重型构架中成功应用。
80年代以来, 伴随高度超过100m旳超高层建筑旳大量兴建, 人们开始应用钢管混凝土柱以处理“胖柱”问题旳探索, 它既处理了高强混凝土柱旳脆性问题, 又深入减少了柱旳截面尺寸。
钢管混凝土柱在国内超高层建筑中的应用现状与优化摘要:钢管混凝土(Concrete-Filled Steel Tube,CFT)柱作为一种新型结构,具有承载能力高、延性好、构件尺寸小、抗震性能好等优点。
将其应用到高层建筑中,在满足承载力要求的同时,有效节省使用空间,因此钢管混凝土柱在高层建筑中得到了广泛应用。
本文主要介绍了钢管混凝土柱在超高层建筑中应用的发展与现状,对国内采用CFT柱的超高层建筑进行调查统计,提出了钢管混凝土柱的优化设计思路,希望对今后的设计、施工提供参考。
关键词:钢管混凝土柱;超高层建筑;发展;优化Applicationand optimization of concrete-filled steel tube column in domestic super high-rise buildingQianfang Zhao Yufeng Zhang(Zunyi Construction Quality Supervision Station,563000)( Northeast Agricultural UniversityCivil Engineering and Water Resources Institute ,150030 )Abstract: As a new type of building structure. Concrete-filled steel tube column has many advantages such as high bearing capacity, good ductility, small size and good seismic performance. It can be used in high-rise buildings to meet the requirements of bearing capacity, and can effectively save the use of space. This paper mainly introduces the development and the status of the application of concrete-filled steel tube columns in super high-rise buildings, Some optimization suggestion were proposed by analyzingdomestic super high-rise buildingswith CFT columns, hoping to provide reference for future design.Key words: Concrete-filled steel tube column; Super high-rise building; Development; Optimization.引言近几十年来,随着结构设计的创新以及新型建筑材料的出现,超高层建筑得到突飞猛进的发展。
高强度钢筋混凝土柱抗震性能研究随着我国城市化进程和建筑规模的不断扩张,建筑物的抗震能力越来越成为一项重要的指标。
钢筋混凝土(RC)结构作为一种主流的结构形式,一直是抗震设计的重点之一。
而高强度钢筋混凝土(HSC)结构则是RC结构的一种提高。
HSC可以大幅度提高钢筋的力学性能,使得混凝土结构在满足设计要求的情况下,尽可能地减小结构自重和占地面积,提高建筑物的安全性能。
HSC结构被广泛应用于建筑结构中,其柱的抗震性能在结构安全方面具有重要作用。
因此,HSC柱的抗震性能研究一直是一个热门研究领域。
目前,国内外学者已经进行了大量的HSC柱的抗震性能研究。
这些研究成果对于我们了解HSC柱的抗震性能、揭示其破坏机制和规律等方面,起到了重要的指导作用。
本文将就HSC柱的抗震性能研究进行详细介绍。
一、HSC柱的力学特性1.材料特性混凝土本身是一种强度较低的材料,砂和骨料中含有微细的孔隙,这些孔隙会导致混凝土表现出较差的受力性能。
而HSC材料则不同,它的压缩强度高,抗拉强度大,有较好的韧性和抗裂性能。
2.截面特性HSC材料具有高强度和高刚度的特点。
因此,HSC柱具有较小的截面尺寸和较高的承载力。
通过调整钢筋的数量、布置和配筋,可以获得更好的截面性能。
3.变形特性HSC柱的变形特性与其截面形状、纵向钢筋等有着密切的关系。
一般来说,HSC柱的截面强度一般较好,但纵向变形能力却不如传统RC柱。
HSC柱的侧向变形也相对较小,不容易产生严重的脆性破坏。
二、HSC柱的抗震性能HSC柱作为一种新型的RC结构,其抗震性能得到了广泛的关注。
根据研究表明,HSC柱的抗震性能相对于传统的RC柱要好。
1.强度与变形能力HSC柱的强度较高,抗震性能也较强。
HSC柱在地震作用下可以保持较高的刚度和强度,并且具有一定的延性,不易发生脆性破坏。
此外,HSC柱的韧性也比传统RC柱好,能够在地震中发挥更大的能力。
2.耗能能力HSC柱具有较好的纵向和侧向变形能力,能够发挥较好的耗能能力。
高强高性能混凝土的应用现状及问题分析摘要:将具有良好的施工和易性和优异耐久性,且均匀密实的混凝土称为高性能混凝土;同时具有上述各性能的混凝土称为高强高性能混凝土。
高强高性能混凝土在现代建筑业应用得非常广泛,它的出现为建筑业做出了重要的贡献,作为建筑业的主力军高强高性能混凝土的优点充分地显现了出来。
随着人类建筑业的发展,新型建筑材料层出不穷,其中最有优势的就是“高强高性能混凝土”。
高强高性能混凝土的出现为高层、超高层建筑物和桥梁建设做出了尤为突出的贡献。
可以说高强高性能混凝土将成为建筑业的一号功臣。
关键词:高强混凝土;高性能混凝土;配合比;水泥;外加剂;水灰比1.高强高性能混凝土的有关概念以及发展状况1.1概念将具有良好的施工和易性和优异耐久性,且均匀密实的混凝土称为高性能混凝土;同时具有上述各性能的混凝土称为高强高性能混凝土;而《普通混凝土配合比设计规范》(JGJ55-2000)中则将强度等级大于等于C60的混凝土称为高强混凝土;《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)则未明确区分普通混凝土或高强混凝土,只规定了钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15,混凝土强度范围从C15~C80。
综合国内外对高强混凝土的研究和应用实践,以及现代混凝土技术的发展,将大于等于C60的混凝土称为高强度混凝土是比较合理的。
获得高强高性能混凝土的最有效途径主要有掺高性能混凝土外加剂和活性掺合料,并同时采用高强度等级的水泥根据《高强混凝土结构技术规程》(CECS104:99),将强度等级大于等于C50的混凝土称为高强混凝土;和优质骨料。
对于具有特殊要求的混凝土,还可掺用纤维材料提高抗拉、抗弯性能和冲击韧性;也可掺用聚合物等提高密实度和耐磨性。
常用的外加剂有高效减水剂、高效泵送剂、高性能引气剂、防水剂和其它特种外加剂。
常用的活性混合材料有Ⅰ级粉煤灰或超细磨粉煤灰、磨细矿粉、沸石粉、偏高岭土、硅粉等,有时也可掺适量超细磨石灰石粉或石英粉。
高强钢管混凝土柱研究现状谢玉芳【摘要】简要介绍了宝钢产高强钢板的性能、特点,对国内外高强钢管混凝土柱的研究现状进行了调研,并对高强箱形钢管混凝土短柱和长柱承载力进行了试验研究和数值分析,指出日本 BRI 方法可用于偏心受压短柱的承载力计算。
%The paper introduces the performance and features of high strength steel plates produced by Baosteel, investigates the research status of the high strength steel tubular column, undertakes the experimental research and numeric analysis of the bearing stress of high strength box steel pipe concrete short and long columns, and points out BRI method in Japan can be preferred to the loading stress calculation of the eccentric loading short column.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(000)018【总页数】2页(P40-41)【关键词】钢管混凝土柱;高强钢;承载力【作者】谢玉芳【作者单位】宝钢工程技术集团有限公司,上海 201900【正文语种】中文【中图分类】TU392.30 引言钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。
工程中最常用的三种混凝土构件横截面形式主要是圆形、方形和矩形。
在钢管中填充混凝土形成钢管混凝土后,钢管约束了混凝土,可延缓其受压时的纵向开裂,而混凝土可以延缓或避免钢管过早发生局部屈曲。
两种材料相互弥补了彼此的弱点,充分发挥了各自的长处。
钢管混凝土由于具有承载力高、抗震性能好和施工方便等优点,在工程实践中应用越来越广泛。
随着钢材性能的不断发展,高强钢在钢管混凝土中的应用已是国内外工程界关心的热门课题之一。
钢管混凝土若采用高强钢,可以节约钢材、减小构件截面面积和减轻结构自重等。
高强钢管混凝土可用于荷载很大的结构,如高层建筑、地下工程和大跨结构的支柱等,但目前相关规程规定的钢材屈服强度均没有超过460 MPa,因此研究高强钢管混凝土构件承载力的计算方法是十分必要的。
1 宝钢产高强钢板宝钢具备生产结构用高强钢产板的能力。
宝钢5 m厚板轧机工程是宝钢股份公司“十五”规划建设的最大项目,厚板轧机产品定位是高强度船板、大口径油气输送管线用钢板、高强度建筑结构板、锅炉和压力容器用钢板等高难度厚板产品。
宝钢4.2 m厚板轧机工程以特殊专用板为主,兼顾船板、高强度结构板和高强度容器板。
部分高强度建筑板产品见表1。
表1 宝钢《结构用高强钢板》产品规格该系列高强度钢板在不预热或低预热的情况下焊接不出现裂纹,具有较低的Pcm 值、低碳当量、优异的焊接性,同时具有低C含量、高纯净度、高强度和高韧性等特点。
宝钢产建筑结构用钢已被应用于中央电视台新台址、上海环球金融中心和日经大厦等重大工程。
2 国内研究现状1997年方丽蓓等对国外有关高层建筑高强钢箱形混凝土柱特性和设计进行了调研。
分析表明,高层建筑中采用高强钢箱形柱,可获得非常可观的经济效益,同时由于结构重量极大减少,抗震性能也可获得改善。
2007年尧国皇等采用数值计算方法对高强钢管混凝土压弯构件荷载—变形关系进行了分析,并与日本AIJ,美国AISC-LRFD,欧洲EC4和国内规程进行比较。
材料的本构关系采用韩林海模型。
分析结果表明:1)该文采用的数值模型具有良好的适用性。
2)在计算高强圆钢管混凝土构件承载力时,DBJ 13-51-2003和EC4(1994)方法的计算值与试验值最为接近。
3)计算高强方、矩形钢管混凝土构件承载力时DBJ 13-51-2003,AIJ(1997),AISC-LRFD(1999)计算值与试验值比较接近。
3 国外研究现状B.Uy等进行了高强箱形钢管混凝土短柱和长柱承载力的试验研究和数值分析。
3.1 短柱研究1)试验构件钢管屈服强度为750 MPa,混凝土圆柱体抗压强度为28 MPa~32 MPa;钢管截面宽厚比分别为20,30和40。
2)试验破坏模式包括局部屈曲,焊缝断裂等。
钢管局部屈曲发生在混凝土压溃以后,处于非弹性阶段。
3)基于混凝土完全压溃和钢管全截面屈服的EC4模型高估了试件承载力。
4)假设混凝土压溃和钢管截面部分弹性,将EC4模型进行了修改,修改后的EC4模型可用于设计。
3.2 长柱研究1)试验构件钢管屈服强度为761 MPa,混凝土圆柱体抗压强度为20 MPa;钢管截面宽厚比分别为22,32,42和52。
2)采用修改后的EC4模型,同时结合有效的宽度,可以用于设计。
Varma等进行了高强箱形钢管混凝土压弯构件抗震性能试验分析。
研究情况如下:1)试验构件钢管屈服强度分别为600 MPa(屈强比0.89)和660 MPa(屈强比0.90),混凝土圆柱体抗压强度为110 MPa;轴压比分别为0.11和0.21;实测钢管截面宽厚比分别为34和50。
2)循环加载对于构件的弯曲刚度和抗弯承载力没有显著影响,但循环加载下,峰值荷载后承载力退化加剧。
3)ACI和修改后的AIJ方法可用于预测高强箱形钢管混凝土压弯构件承载力。
BRI的NO.147报告拓展了AIJ中钢管混凝土柱的研究范围,具体参数详见表2,主要结果如下。
表2 研究范围(NO.147,BRI)抗拉强度/MPa 径厚比宽厚比400 ≤152 ≤74 590≤75 ≤50 780 ≤52 ≤411)圆钢管混凝土轴心受压短柱承载力。
圆钢管轴心受压短柱承载力可按以下公式进行计算:其中,f'c为混凝土圆柱体抗压强度;As为钢管横截面面积;Ac为内填混凝土面积;σsy为钢管屈服强度。
2)轴心受压方钢管混凝土短柱承载力。
方钢管轴心受压短柱承载力可按以下公式进行计算:其中,S为方钢管局部屈曲影响系数;B,t分别为方钢管截面宽度和壁厚。
3)圆钢管混凝土偏心受压短柱承载力。
圆钢管混凝土偏心受压短柱承载力可按图1进行解析。
图1 圆钢管混凝土偏心受压短柱截面应力图4)方钢管混凝土偏心受压短柱承载力。
方钢管混凝土偏心受压短柱承载力可按图2进行解析。
图1中混凝土强度可按以下公式计算:图2 方钢管混凝土偏心受压短柱截面应力图图2中各参数可按以下公式计算:4 初步结论为了指导设计,采用图2方法解析了相关文献[9]中的试件,结果表明(见表3),该方法可用于设计。
表3 抗弯承载力对比对于处于复合受力状态的高强钢管混凝土柱的抗弯承载力可采用前述偏心受压柱的公式进行计算。
参考文献:【相关文献】[1]韩林海.钢管混凝土结构——理论与实践[M].第3版.北京:科学出版社,2004.[2]DBJ 13-51-2003,钢管混凝土结构技术规程[S].[3]AISC-LRFD.Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings.American Institute of Steel Construction(AISC),Chicago:1999.[4]Eurocode 4.Design of Composite Steel and Concrete Structures.Part1.1:GeneralRules and Rules for Buildings(Together with United Kingdom National Application Document).DD ENV 1994-1-1:1994,British Standards Institution,London:1994. [5]AIJ.Recommendations for Design and Construction of Concrete Filled Steel Tubular Structures.Archit ectural Institute of Japan(AIJ),Tokyo:1997.[6]American Concrete Institute(ACI).(1999).Building code requirements for structural concrete(ACI 318-99)and commentary(ACI 318R-99),ACI,Farmington Hills,Mich. [7]Uy B.Strength of short concrete filled high strength steel box columns.Journal of Constructional Steel Research 2001(57):113-134.[8]Uy B.Strength of slender concrete filled high strength steel box columns.Journal of Constructional Steel Research 2004(60):1825-1848.[9]Varma,A.H.,Ricles,J.M.,Sause,R.,et al.(2004).Seismic behavior and design of high-strength square concrete-filled steel tube beam columns.Journal of Constructional Steel Research 2004(130):169-179.[10]BRI Research Paper NO.147(ISSN 0453-4972).Building Research Institute,2002,JAPAN.[11]YB/T 4137-2005,低焊接裂纹敏感性高强度钢板[S].。