钢管混凝土结构技术
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外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构技术规程一、概述外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构是一种新型结构形式。
在该结构中,钢管混凝土柱作为主要承载构件,外包的钢混凝土梁则起到加强和承受横向荷载的作用。
该结构形式具有高承载性能、良好的抗震性能和构造简单等优点,因此在近年来得到了广泛应用。
为了规范和推广该结构形式,本规程制定了外包钢混凝土梁-钢管混凝土柱组合结构的设计、材料、构造、验收和使用等方面的技术要求。
二、设计1. 荷载按照工程设计要求确定梁柱系统的荷载,并在计算过程中应考虑所有荷载类型的作用。
2. 材料(1)混凝土混凝土按照设计要求选择,强度等级不低于C30。
(2)钢筋采用轻轨轨枕式电缆索反弓:构造工程钢筋,按照设计要求选择。
(3)钢管采用无缝钢管制作钢管混凝土柱,按照设计要求选择。
(4)钢材3. 结构计算按照现行的钢结构和混凝土结构设计规范进行计算。
4. 构件尺寸(1)钢管混凝土柱的截面应符合设计要求,并按照规范要求的限制进行设计。
(2)梁的截面应符合设计要求,梁宽应适当大于柱宽,其它尺寸应符合规范的要求。
5. 抗震设计6. 拼接方式(2)柱与梁的连接要求柱顶拓宽,以便形成分离面,范围应适当,且非承载内力集中区域。
7. 立柱顶部处理本结构剪力墙常常采用GN、FY型钢构件作为立柱,应为前述型钢设置受托板,以确保连接处的稳定性并减少结构造型的线条性。
三、材料1. 水泥混凝土应采用普通P.O.42.5R硅酸盐水泥,特种砼应使用应采用规定强度等级的水泥。
假如消费厂家改变所用水泥品牌时,应重新修改及报有关单位批准后方可接纳。
骨料应符合JGJ52及JGJ51规范有关规定要求。
3. 砂凡采用砂,平均粒径应为0.5mm-2.0mm,杂质含量及干燥系数应符合JGJ52及JGJ51规范要求。
4. 钢筋按照GB1499《钢筋技术条件》选用。
5. 钢管按照近几年钢管混凝土柱的相关技术规范选用,应符合等级上的要求。
6. 钢材按照GB或JB等标准选用,应符合强度等级的要求。
钢管混凝土束组合结构标准
钢管混凝土束组合结构标准主要参考《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936-2014)。
这个规范对钢管混凝土结构的设计、施工和验收提出了详细的要求。
以下是钢管混凝土束组合结构的一些基本规定:
1.钢管混凝土结构可分为实心钢管混凝土构件和空心钢管混凝土构件。
2.钢管混凝土结构可采用框架结构、框-剪结构、部分框支-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、框架-支撑结构和杆塔结构等。
3.钢管与混凝土的力比值称为套箍系数,用于衡量钢管对混凝土的约束作用。
套箍系数计算公式为:套箍系数= 钢管屈服强度/ 混凝土轴心抗压强度。
4.在进行钢管混凝土结构设计时,应考虑钢管和混凝土之间的粘结性能,确保二者共同工作。
5.钢管混凝土结构应进行合理的构造和连接,以确保结构的稳定性和安全性。
6.钢管混凝土结构的施工应严格按照规范进行,确保混凝土充分填充钢管,并捣实以确保结构质量。
需要注意的是,这些规定仅作为一般性指导,具体工程应根据实际情况和设计要求进行详细设计。
在实际工程中,还需考虑
地质条件、地震作用、风荷载等因素,以及钢管混凝土结构的抗弯、抗扭、抗剪等性能。
钢管混凝土施工技术要点摘要:随着建筑行业的快速发展,钢管混凝土作为一种新型的建筑材料,因其具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点,在建筑工程中得到了广泛的应用。
钢管混凝土结构是由钢管和混凝土组合而成的一种复合结构,钢管作为混凝土的约束,提高了混凝土的承载能力和延性,而混凝土填充了钢管,增加了钢管的刚度和稳定性。
本文将详细介绍钢管混凝土的施工技术要点,以期为相关工程提供参考。
关键词:钢管;混凝土;施工技术要点引言钢管混凝土是一种先进的建筑材料,具有高强度、轻质、耐腐蚀和施工方便等显著优点,广泛应用于各类建筑和工程领域。
它通过将钢管和混凝土结合起来,充分利用了两种材料的优点,提高了结构的整体性能。
在高层建筑、大跨度结构以及其他各种工程中,钢管混凝土都展现出了其独特的优势。
1.钢管混凝土的优点1.1 高强度钢管混凝土的第一个显著优点是其高强度。
这种复合材料结合了钢管和混凝土两种材料的优点,从而在抗压强度和抗拉强度上表现出色。
对于高层建筑和大跨度结构来说,强度是结构设计中的关键因素。
传统的钢筋混凝土结构虽然强度尚可,但相比之下,钢管混凝土的强度要高得多。
这使得钢管混凝土在高层建筑和大跨度结构中能够发挥出更大的支撑作用,提高了这些结构的稳定性和安全性。
在地震等自然灾害面前,钢管混凝土结构能够更好地抵抗外力的影响,保护建筑物的完整性。
1.2 轻质钢管混凝土的第二个优点是其轻质特性。
相对于传统的钢筋混凝土结构,钢管混凝土的重量明显更轻。
这一优点不仅使得运输和安装更加方便,还降低了施工难度和成本。
在建筑过程中,轻质的材料更容易进行移动和操作,降低了对机械设备的依赖。
此外,轻质还意味着减少了材料运输和安装过程中的安全隐患,提高了施工的安全性。
这一点在高层建筑和大型桥梁等工程中尤为重要,因为这些工程的施工往往需要大量的人力物力,并且对安全性的要求极高。
1.3 耐腐蚀钢管混凝土的第三个优点是其耐腐蚀性能。
这种复合材料因为钢管的包裹,使得内部的混凝土受到保护,从而能够更好地适应各种恶劣环境。
矩形钢管混凝土技术规程一、引言矩形钢管混凝土是一种应用广泛的结构材料,具有高强度、高刚度和良好的耐久性等优点。
为确保矩形钢管混凝土的施工质量,保证工程安全可靠,需要制定相应的技术规程。
本文将从预制构件的制作、施工工艺和验收等方面进行详细探讨。
二、预制矩形钢管的制作2.1 材料选择在制作矩形钢管混凝土之前,需要对材料进行选择。
钢材应符合相关标准,具有良好的抗拉强度和抗腐蚀性能。
混凝土必须采用优质水泥和骨料,并按照一定比例进行拌和,以确保混凝土的强度和耐久性。
2.2 制作工艺矩形钢管混凝土一般采用预制构件的方式进行制作。
预制构件应具备一定的尺寸精度和平整度。
制作工艺包括以下几个步骤:1.加工钢管:选择合适的钢管,根据设计要求进行切割、砂轮修整等加工工艺,使其符合尺寸要求。
2.钢筋绑扎:将预留的钢筋按照规定的间距和受力要求进行绑扎,在矩形钢管内部形成坚固的骨架。
3.混凝土灌注:将预先拌好的混凝土倒入钢管内,采用振捣等措施确保混凝土充分密实。
4.养护:在混凝土凝固后,进行适当的养护,以确保其强度和耐久性。
2.3 质量验收制作好的矩形钢管混凝土需要进行质量验收,以保证其符合设计要求和规范要求。
质量验收包括以下几个方面:•外观质量:检查钢管表面是否平整,无明显变形、裂缝等缺陷。
•尺寸偏差:测量矩形钢管的尺寸,检查是否符合设计要求。
•钢筋绑扎质量:检查钢筋绑扎是否牢固,钢筋间距是否符合要求。
•混凝土质量:进行抽样试块检测,检查混凝土强度是否满足要求。
三、矩形钢管混凝土施工工艺3.1 环境要求在矩形钢管混凝土的施工过程中,需要满足一定的环境要求,以确保施工质量。
具体要求包括以下几点:•温度控制:施工过程中,环境温度应在适宜的范围内,一般不低于5℃,以免影响混凝土的凝固和强度发展。
•湿度控制:施工地点应保持适度的湿度,以防混凝土过早干燥,影响强度。
•灰尘控制:施工现场应进行有效的灰尘控制措施,以保证施工质量和工人的健康。
钢管混凝土结构在现代建筑和桥梁工程中,钢管混凝土结构凭借其独特的优势,正逐渐成为一种备受青睐的结构形式。
那么,什么是钢管混凝土结构?它又有哪些特点和应用呢?钢管混凝土结构,简单来说,就是在钢管中填充混凝土而形成的一种组合结构。
钢管通常采用圆形或方形截面,混凝土则在钢管内部被紧密包裹。
这种结构形式的优点众多。
首先,钢管对混凝土起到了很好的约束作用。
想象一下,混凝土被钢管紧紧“抱住”,使其处于三向受压状态,抗压强度大幅提高。
这就好比一个人在困境中得到了有力的支持,从而能够发挥出更大的潜力。
这种约束作用不仅提高了混凝土的承载能力,还改善了混凝土的塑性和韧性,使其在承受较大荷载时不易发生脆性破坏。
其次,混凝土的存在也增加了钢管的稳定性。
钢管在受压时容易发生局部屈曲,而内部填充的混凝土有效地阻止了这种屈曲的发生,使得钢管能够更好地承受压力。
二者相互配合,相辅相成,大大提高了整个结构的承载能力。
在力学性能方面,钢管混凝土结构具有良好的抗震性能。
地震作用下,结构需要具备一定的变形能力来吸收能量,而钢管混凝土结构恰恰能够满足这一要求。
由于混凝土和钢管之间的协同工作,结构在地震时能够有效地耗散能量,减少破坏程度。
再者,从施工角度来看,钢管混凝土结构也具有显著的优势。
钢管可以作为施工时的模板,减少了支模的工作量和难度。
同时,混凝土在钢管内浇筑,能够保证浇筑质量,提高施工效率。
在实际应用中,钢管混凝土结构广泛应用于高层建筑和大跨度桥梁。
在高层建筑中,柱子往往需要承受巨大的竖向荷载,钢管混凝土柱能够提供足够的承载能力,同时减小柱子的截面尺寸,增加建筑的使用空间。
比如,一些超高层建筑就采用了钢管混凝土柱作为主要的竖向受力构件。
在桥梁工程中,钢管混凝土拱桥以其优美的造型和良好的力学性能而备受关注。
钢管混凝土拱肋具有较高的强度和刚度,能够跨越较大的跨度。
而且,由于钢管的保护,混凝土不易受到外界环境的侵蚀,提高了桥梁的耐久性。
术语2.1.1 钢管混凝土构件:在钢管内填充混凝土的构件,包括实心和空心钢管混凝土构件,截面可为圆形、矩形、及多边形,简称CFST 构件2.1.2 钢管混凝土结构:采用钢管混凝土构件作为主要受力构件的结构,简称CFST结构2.1.3 实心钢管混凝土构件:钢管中填满混凝土构件,简称S-CFST结构2.1.4 空心钢管混凝土构件:在空钢管中灌入一定量混凝土,采用离心法制成的中空心的钢管混凝土构件,简称H-CFST结构2.1.5 含钢率:构件界面中钢管面积与混凝土面积之比2.1.6 空心率:空心钢管混凝土构件截面中空心部分的面积与混凝土加空心部分总面积之比2.1.7 套箍系数:构件截面中钢管面积、钢材强度设计值乘积与混凝土面积、混凝土强度设计乘积之比2.1.8 钢管海砂混凝土构件采用海砂混凝土制作的钢管混凝土构件2.1.9 钢管再生混凝土构件:采用再生骨料混凝土制作的钢管混凝土构件3 材料3.1.1 钢材的选定应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定3.1.2 承重结构的圆钢管可采用焊接圆钢管、热轧无缝钢管,不宜选用输送流体用的螺旋焊管。
矩形钢管可采用焊接钢管,也可采用冷成形矩形钢管,当采用冷成形矩形钢管时,应符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T 178中I级产品的规定。
直接承受动荷载或低温环境下的外露结构,不宜采用冷弯矩形钢管。
多边形钢管可采用焊接钢管,也可采用冷成型多边形钢管3.1.3 钢材的强度设计值f,弹性模量E 和剪变模量G 应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017 执行1 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.852 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%3 钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性3.2.1 钢管内的混凝土强度等级不应低于C30。
混凝土的抗压强度和弹性模量应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010执行;当采用C80 以上高强度混凝土时,应有可靠的依据3.2.2 实心钢管混凝土构件中可采用海砂混凝土。
海砂混凝土的配合比设计、施工和质量验收和验收应符合现行行业标准《海砂混凝土应用技术规范》JGJ206的规定。
3.2.3 钢管混凝土构件中可采用再生骨料混凝土。
再生骨料混凝土的搭配比设计、施工、质量验收和验收应符合现行行业标准《再生骨料应用技术规范》JGJ/t 240 的规定3.2.4 钢管混凝土构件中可采用自密实混凝土。
自密实混凝土的配合比设计、施工、质量检验和验收应符合现行行业标准《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283 的规定3.3.1 用于钢管混凝土结构可采用应符合下列规定:1 手工焊接用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117 和《热强钢焊条》GB/T 5118 的规定。
选择的焊条形号应与被焊钢材的力学性能相适应2 自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材相适应,并应符合国家现行有关标准的规定3 二氧化碳气体保护焊接用的焊丝应符合现行国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T 8110 的规定4 当两种级别的钢材相焊接时,可采用与强度较低的钢材相适应的焊接材料3.3.2 焊缝的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017执行3.3.3 当采用螺栓等紧固件连接钢管混凝土构件时,连接紧固件应符合下列规定:1 普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB/T 5780 和《六角头螺栓C级》GB/T 5782 的规定。
可采用4.6级和4.8级的C级螺栓2 高强度螺栓应符合现行国家标准《钢构件用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228、《钢构件用高强度大六角头螺母》GB/T 1229、《钢构件用高强度垫圈》GB/T 1230、《钢构件用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231 或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632的规定。
当螺栓需要热镀锌防腐时,宜采用6.8级和8.8级C级螺栓3 普通螺栓连接和高强度螺栓连接的设计应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017 执行。
3.3.4 栓钉应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》BG/T 10433 的规定。
4.1 一般规定4.1.1 钢管混凝土结构可采用框架结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、框架-支撑结构、筒中筒结构、部分框支-剪力墙结构和杠塔结构。
4.1.2 采用钢管混凝土结构的多层和高层建筑的平面和竖向布置及规则性要求,应符合国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB50011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3 和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定4.1.3 工业与民用建筑采用钢管混凝土柱时,框架梁宜采用钢梁或钢-混凝土组合梁,也可采用现浇钢筋混凝土梁4.1.4 在框架-核心筒结构及筒中筒结构中,外围框架平面内连接应采用刚性连接,楼面梁和钢筋混凝土筒体级外围框架柱的连接可采用刚接或铰接4.1.5 采用钢管混凝土结构的多层和高层建筑无地下室时,钢管混凝土柱应采用埋入式柱脚;当设置地下室且钢管混凝土柱伸直地下至少两层时,宜采用埋入式柱脚,也可采用非埋入式柱脚;4.1.7 钢管混凝土构件的容许长细比不宜大于表4.1.7的限值4.1.8 钢管混凝土柱的钢管在浇筑混凝土前,其轴心应力不宜大于钢管抗压强度设计值的60%,并满足稳定性要求4.1.9 重型工业厂房宜采用实心钢管混凝土格构式柱,轻型工业厂房可采用空心钢管混凝土单支柱和格构式柱4.1.10 实心圆形钢管混凝土构件的承载力可按本规范第5章或第6章计算4.1.11 直径大于2m的圆形钢管混凝土构件及边长大于1.5m的矩形钢管混凝土构件,应采用有效措施减少给国内混凝土收缩对构件受力性能的影响4.2.4 抗震设计时,钢管混凝土构件的抗震调整系数应按表4.2.4采用4.2.6 房屋高度不小于150m采用钢管混凝土结构的房屋建筑应满足风振舒适度要求。
在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99 的有关规定计算,横风向振动最大加速度可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定计算计算时阻尼比宜取0.01~0.024.3 实心钢管混凝土结构4.3.1 实心钢管混凝土构件中,圆钢管外径或矩形钢管边长不宜小于168mm,壁厚不宜小于3mm4.3.2 实心钢管混凝土个套箍系数宜为0.5~2.0, 套箍系数应按本规范第5.1.2条计算4.3.3 实心钢管混凝土结构乙类和丙类建筑的最大使用高度应符合4.3.3的规定。
对平面和竖向均不规则的结构,表中最大适用高度宜适当降低,对甲类建筑,6度~8度时宜按本地区设防烈度提高一度后符合本表的规定,9度时应进行专门研究,并应采取有效措施,当框架-核心筒及筒中筒结构采用钢梁、钢-混凝土组合梁及型钢混凝土梁时,应按表中确定最大适用高度,当采用钢筋混凝土梁时,最大适用高度应按钢筋混凝土结构确定4.3.4 实心钢管混凝土构件建筑的适用最大高宽比不宜超过表4.3.4的规定4.3.5 当框架-核心筒的高度不大于60m时,其抗震等级可按框架—剪力墙结构采用,对乙类建筑及III、IV类场地及设计基本地震加速度为0.15g和0.30g地区的丙类建筑,当高度超过对应的适合高度时,应采用特一级的抗震构造措施,当采用钢筋混凝土梁时,抗震等级应按钢筋混凝土结构确定4.3.6 实心钢管混凝土房屋结构在风荷载或多遇地震标准值作用下,1 当房屋高度不大于150m时,不宜大于表4.3.6的限值2 当框架—剪力墙(核心筒)结构及筒中筒结构高度不小于250m时,最大楼层层间位移与层高之比不宜大于1/5003 当框架—剪力墙(核心筒)结构及筒中筒结构高度位150m-250m时,最大楼层层间位移与层高之比在第1款和第2款之间插值4.3.7 实心钢管混凝土房屋结构在罕见地震作用下的薄弱层弹塑性位移与层高比不宜大于表4.3.7中的限值4.3.8 当部分框支剪力墙结构采用实心钢管混凝土框支柱时,应符合下列规定1 框支柱应从基础顶面伸至转换层,并应与转换构件连接2 在地面以上设置框支层的位置,8度时不宜大于4层,7度时不宜大于6层,6度时其层数可适当增加,4.3.9 采用钢梁的实心混凝土结构在多遇地震作用下的阻尼比可按表4.3.9取值,并应依据实际情况确定,在罕遇地震作用下的结构阻尼比可取0.0504.3.10 抗震设计时,矩形实心钢管混凝土柱的轴压比应4.4. 空心钢管混凝土结构4.4.1空心钢管混凝土构件中,圆钢管外径、多边形外径圆直径、方形边长不宜小于168mm。
空心变截面小端外径不宜小于130mm。
钢管壁厚不宜小于3mm4.4.2 空心钢管混凝土构件套箍系数以为0.5~2.0,套箍系数应按本规范第5.1.2条计算4.4.3 空心钢管混凝土构件的空心率不宜小于0.25,且不宜大于0.75。
抗震设计的空心钢管混凝土柱空心率不应大于表4.4.3限值,空心率应按本规范第5.1.4条计算4.4.4 工业厂房中空心钢管混凝土结构在多遇地震作用下的阻尼比可取0.035,在罕遇地震作用下的结构阻尼比可取0.0506.1.7 拱的计算长度系数6.2.1 当钢管混凝土单支柱的剪跨a 小于柱子直径的2倍时,应验算柱的横向受剪承载力,并应符合下列规定横向剪力设计值不大于钢管混凝土支柱的剪跨横向受剪承载力设计值7.1.1 采用钢管混凝土楼盖时,梁(板)与钢管混凝土柱连接的受剪承载力应7.1.3 钢梁与钢管混凝土柱的刚接连接应符合1 连接的受弯承载力设计值和受剪承载力设计值,分别不应小于连接构件的受弯承载力设计值和受剪承载力设计值,采用高强度螺栓时,应采用摩擦性高强螺栓,不得采用承压型高强螺栓2 连接的受弯承载力应由梁翼缘与柱的连接通过,连接的受剪承载力应由梁腹板与柱的连接通过3 地震设计状况是,尚应按下列公式验算连接的极限承载力7.1.3 钢梁与钢管混凝土柱刚接连接抗震设计的连接系数7.1.4 采用钢管混凝土楼盖时,梁、板受力钢筋不应直接焊接于钢管壁上7.1.5 在钢管内宜减少设置横向穿管、加劲板(环)和其他附件,减少对管内混凝土浇灌的不利影响7.1.6 钢管混凝土框架柱分段接头位置宜在楼面标高以上1.2m~1.3m7.2 实心钢管混凝土柱连接和梁柱节点7.1.2 等直径钢管对接时宜设置环形隔板和内衬钢管段,内衬钢管段也可兼作为抗剪连接件,并应符合下列规定:1 上下钢管之间应采用全熔透坡口焊缝,坡口可取35度,直焊缝钢管对接处应错开钢管焊缝2 内衬钢管仅作为衬管使用时,衬管管壁厚度宜为4mm~6mm,衬管高度为50mm,其外径宜比钢管内径小2mm3 内衬钢管兼作为抗剪连接时,衬管管壁厚度不宜小于16mm,衬管高度宜为100mm,其外径宜比钢管内径小2mm7.2.2 不同直径钢管对接时,宜采用一段变径钢管连接,变径钢管的上下两端均宜设置环形隔板,变径钢管的壁厚不应小于所连接的钢管壁厚,变径段的斜度不宜大于1:6,变径段宜设置在楼盖结构高度范围。