钢管混凝土混合结构设计原理#br# 及其在桥梁工程中的应用

钢管混凝土混合结构是由钢管混凝土和钢或混凝土通过优化混合而成的一类高性能结构,成为我国强震区桥梁主体结构的优选形式之一。文章简要论述了两种钢管混凝土混合结构的工作机理和设计原理,即：①桁式钢管混凝土结构,由钢管混凝土弦杆和钢管腹杆混合而成的桁式结构;②钢管混凝土加劲混合结构,由内置的多肢桁式钢管混凝土及其外包的钢筋混凝土混合而成的空心结构。文章还论述了钢管混凝土混合结构在桥梁工程中的应用情况,并展望了该类结构的发展前景。     

桁式钢管混凝土拱桥刚度对其静力计算的影响

各国规范中对钢管混凝土构件刚度的定义存在着很大差异,我国不同部门也各自有不同的规定,而钢管混凝土刚度取值的不同将对钢管混凝土桁式拱桥内力、变形和稳定等的计算结果产生影响。在一座钢管混凝土桁式拱桥实桥资料的基础上,分析了抗压刚度和抗弯刚度对桁式钢管混凝土拱桥静力计算的影响,并提出了一些建议。     

波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭性能研究

以波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁为研究对象，开展抗扭性能试验和理论分析，并与波形钢腹板-钢管桁式弦杆组合梁和波形钢腹板-钢管混凝土弦杆组合箱梁抗扭性能进行对比；研究波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁的扭曲破坏形态、截面类型、管内混凝土对组合梁抗扭性能的影响，并探讨波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭承载能力计算方法。结果表明，波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁可等效为闭口箱形截面。扭曲破坏形态为混凝土桥面板沿与梁轴线呈45°方向斜向开裂，且纵向钢筋发生屈服。管内混凝土对组合梁抗扭刚度和抗扭承载能力具有一定的贡献度。基于线性刚度叠加方法，提出钢管混凝土组合抗扭刚度计算方法。根据波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁可能发生的四种扭曲破坏形态，提出波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭承载能力计算方法，并将采用该文所提出的组合梁抗扭承载能力计算方法得到的理论计算结果与试验和有限元分析结果进行对比，误差不超过8.5%。     

超窄桁式加劲梁悬索桥有限元分析

以某超窄桥面桁式加劲梁悬索桥为例,重点针对带有钢管混凝土桥塔的超窄桥面桁式加劲梁悬索桥进行结构有限元分析,并给出具有一定价值的结论,分析成果为今后超窄桁式加劲梁悬索桥结构设计提供了指导。     

钢管混凝土加劲混合结构轴心受压工作机理及可靠性分析

钢管混凝土加劲混合结构是由内置钢管混凝土部分和外包钢筋混凝土部分混合而成的结构,由于其在承载力、刚度和延性上的优势,已在工程结构中得到应用。国家标准《钢管混凝土混合结构技术标准》(GB/T 51446—2021)给出其轴压承载力和刚度计算方法。但以往研究主要针对单一参数,尚缺少多参数耦合作用下受力机理研究;且亟需验证承载力计算方法的可靠性,为各行业下的安全性设计提供依据。该文首先建立了轴心受压试验数据库,分析了影响该类结构轴压性能的关键参数;之后,运用验证后的精细化有限元模型开展多参数耦合作用分析,明晰多参数耦合作用对结构刚度、承载力的影响规律,弥补试验研究的局限性,并进一步揭示结构在短期、长期荷载下的内力分布规律,为长期服役下安全性分析提供依据。在参数分析的基础上,开展可靠性分析,确定该类结构在房屋建筑、铁路桥涵、公路桥涵和港口工程中的可靠度指标,验证国家标准中轴压承载力设计方法的可靠性。     

矩形钢管混凝土结构的经济分析

本文对混合结构、轻钢结构和矩形钢管混凝土结构的梁柱进行了经济比较,说明矩形钢管混凝土结构在多层住宅领域中有较好的经济效益.     

钢管混凝土在桥梁工程中的应用沿革和现况分析

本文介绍了钢管混凝土结构的特点及其在我国桥梁工程中的应用沿革和现况,统计汇总的跨径100m以上的钢管混凝土拱桥应用情况（跨径200m以上的列表）及其归纳分析,对桥梁工程设计从业人员具有一定的借鉴和参考作用。同时,本文对钢管混凝土在桁式组合拱、桁架桥和斜拉桥中的应用也作了简要的介绍。     

青岛国际航运中心竖向构件结构设计

青岛国际航运中心主楼结构高度254.4m,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构。从结构体系、抗震性能设计等方面对超高层结构设计进行了简要论述。并对超高层建筑竖向构件设计中的钢管混凝土柱设计,弧形墙体设计以及徐变、收缩分析三个方面进行了详细分析、介绍。最后提出了使结构抗震性能目标和竖向构件徐变、收缩效应落实到结构设计的建议。     

高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构基于性能的层间位移角限值研究

在基于性能的抗震设计中,为了控制建筑结构不同程度的损伤,保证结构具有一定的可恢复性能,需要对建筑结构在不同性能等级下的层间位移角进行限制.利用PERFORM-3D软件对四个不同高宽比的高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行增量动力分析,得到了不同强度地震下连梁、墙肢、框架梁及框架柱损伤的大小和分布.根据各类构件在地震作用下的损伤分布,建议了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构的性能等级划分方法.基于结构的易损性分析结果,得到了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构在不同性能等级下的层间位移角限值,并研究了高宽比对不同性能等级下层间位移角限值的影响,为高层混合结构基于性能的抗震设计提供参考.     

高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构基于性能的层间位移角限值研究

在基于性能的抗震设计中,为了控制建筑结构不同程度的损伤,保证结构具有一定的可恢复性能,需要对建筑结构在不同性能等级下的层间位移角进行限制.利用PERFORM-3D软件对四个不同高宽比的高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行增量动力分析,得到了不同强度地震下连梁、墙肢、框架梁及框架柱损伤的大小和分布.根据各类构件在地震作用下的损伤分布,建议了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构的性能等级划分方法.基于结构的易损性分析结果,得到了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构在不同性能等级下的层间位移角限值,并研究了高宽比对不同性能等级下层间位移角限值的影响,为高层混合结构基于性能的抗震设计提供参考.     

两种不同形式的混合结构及其连接构造

１钢管混凝土与钢结构构成的混合结构日本清水建设公司不久前开发出一种能降低造价和缩短工期的混合结构（ＨｙｂｒｉｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅ）。这项新结构，其中柱子为钢管混凝土，梁为型钢。其特点是：（１）作为整体结构的一部分，具有模板的同样功能，但免去了组装和...     

法兰连接钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点受力性能研究

钢管混凝土柱-钢梁混合结构是工程常用的结构形式.为了有效减小钢管混凝土结构在施工现场的焊接工作量,提高钢管混凝土柱-钢梁节点的安装效率,提出了一种基于法兰连接和外加强环的钢管混凝土柱-钢梁连接装配方法,其特点是采用高强螺栓、刚性法兰盘、外加强环板在同一位置实现了钢管混凝土柱-柱连接、钢管混凝土柱-钢梁连接.对采用该方法...     

钢管混凝土拱桥拱肋的研究

根据已建钢管混凝土拱桥的拱肋形式，构造了两座400m跨度，宽27．5m的钢管混凝土桁式拱桥，分析了其静力、动力特性，并讨论了拱肋刚度和含钢率对力学性能的影响，为大跨度钢管混凝土拱桥的拱肋形式的设计提供参考。     

钢管轻集料混凝土空间桁架梁受弯试验设计

对于钢管轻集料混凝土空间桁架梁这一新型组合结构,目前国内外较少有拟静力试验分析,而试件设计及制作尤为关键.参照现有的钢结构及钢管混凝土规范,设计了一个钢管轻集料混凝土空间桁架梁试件及一个相应的K型节点试件,重点介绍了此空间桁架梁的制作过程及加载方式.通过对桁架梁进行结构计算分析,得到了其预估承载力.制作后的试件各项参数...     

某大跨钢管混凝土拱桥横撑型式比选研究

横撑型式与布置对大跨钢管混凝土拱桥的稳定性起着至关重要的作用,针对某跨径320m的钢管混凝土拱桥横撑型式进行了比选,通过全桥整体稳定性分析与技术经济比较表明,新型的L型横撑型式能有效提高钢管混凝土桁式拱肋整体稳定性,且具有较好的技术经济性,为钢管混凝土拱桥的横撑选型提供了参考。     

芜湖科技馆钢管混凝土柱施工技术

钢管混凝土是由混凝土填入薄壁钢管而形成的一种组合材料。芜湖科技馆工程大厅部位采用了圆形钢管柱,其内浇C30混凝土,通过对施工工艺进行质量控制,解决了大跨度和某些特殊结构的需要,文章阐述了钢管混凝土的施工技术。     

曹娥江袍江大桥初应力研究

对于主拱肋为桁式截面的钢管混凝土拱桥。其拱肋由多根弦管组成,浇筑时间和浇筑顺序的不同对初应力度有一定的影响,因此,以曹娥江袍江大桥为工程背景,建立有限元模型,模拟了钢管混凝土拱桥的不同浇筑顺序和浇筑时问对拱肋初应力的影响,并在此基础上进行了考虑初应力的曹娥江袍江大桥的极限承载力计算。     

浙江淳安南浦大桥非线性分析

浙江淳安南浦大桥结构非线性分析结果表明,对大跨径(大于300m)、宽跨比较小(接近1/20)的钢管混凝土桁式拱桥,几何非线性和材料非线性对拱肋的影响均较大,在设计和施工时不应忽略。     

宁波四季丹枫白露酒店结构优化设计

某高层酒店建筑由钢筋混凝土结构改为钢-混凝土混合结构,进行了多方面的优化:减小结构占用面积,优化建筑平面布置;减小结构高度从而增加建筑楼层;减小结构总重量,优化基础设计;缩短施工周期等.虽然单纯从结构造价讲,钢结构方案比混凝土结构方案增加约10%,但因结构高度减小增加了楼层,缩短施工周期能尽早收回投资等,综合经济效益是可观的.另外,讨论了矩形钢管混凝土框架设计的要点,如节点设计、钢管混凝土柱中钢与混凝土的承载力比例等.     

钢管砼桁式组合拱桥计算分析研究

以125m的钢管砼桁式组合拱桥为实例，指出“内力总算法”存在的问题：对钢管砼桁式组合拱桥建议采用“应力叠加法”方法和“松索调整索力”的新理念，为更大跨径钢管砼桁式组合拱桥的发展做好技术储备。