钢管混凝土混合结构设计原理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。     

雪莲大厦高层混合结构设计

北京雪莲大厦为地上部分36层,建筑总高度146.30m的高层建筑,结构具有以下特点:结构高度高,地震反应大,平面轮廓不规则,在纵横两个方向的框架不正交,不能形成有效的抗侧力体系。为解决这些问题,设计中采取了以下措施:采用由矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒组成的混合结构体系,并设了两个加强层,有效地加强了结构的刚度,采用矩形钢管混凝土框架则解决了框架不正交所带来的梁柱连接问题。介绍了该工程结构体系的选择,加强层的设计及型钢梁柱节点的处理等,工程实践表明:在高烈度区,带加强层的混合结构体系能够满足结构各项设计要求;矩形钢管混凝土柱可大大减少柱断面,也便于非正交框架体系中梁柱的连接。     

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。     

希尔顿太原酒店关键施工技术

希尔顿太原酒店采用矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土简体混合结构.结合工程概况及施工特点,对施工顺序、主要施工方案及垂直运输设备选择进行了安排部署；重点阐述了基础底板大体积混凝土与钢柱脚整体埋设的穿插施工,两种结构两个专业测量的统一控制,以及钢结构与钢管混凝土的质量控制,并根据施工实践体会提出完善规范规程的建议.     

广交会琶洲展馆综合楼主体结构设计

通过对框架核心筒超高层结构选型的综合分析比较,确定其优选方案为钢-混凝土混合结构,塔楼框架柱采用矩形钢管混凝土柱,并采用构造简单的变截面式加腋梁柱节点,提高节点的耗能能力,同时根据节点试验建议,提出钢管柱与钢筋混凝土梁和钢梁,剪力墙与钢框架梁之间的刚性连接节点大样,可供类似工程参考使用。     

某混合结构高层建筑结构设计

某超高层混合结构高度193m,高宽比8.8,采用矩形钢管混凝土框架-核心筒结构体系。结构存在高度、扭转不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则超限内容。分别采用结构设计软件ETABS和SATWE对结构进行了弹性整体计算、弹性时程分析和楼板应力分析,采用SAP2000软件进行了罕遇地震下弹塑性静力弹塑性分析,通过对计算结果...     

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.     

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.     

钢管混凝土组合桁梁桥近、远场抗震性能

基于对传统预应力混凝土连续刚构桥的优化,提出了钢管混凝土组合桁梁桥结构形式,即上部结构采用矩形钢管混凝土组合桁梁,下部结构采用圆形钢管混凝土格构式桥墩。采用数值分析手段对比研究了传统预应力混凝土连续刚构桥、连续刚构优化桥型及新型钢管混凝土组合桁梁桥在近、远场地震作用下的抗震性能。结果表明:钢管混凝土组合桁梁桥、连续刚构优化桥型抗震性能要明显优于传统混凝土连续刚构桥,且钢管混凝土组合桁梁桥抗震性能更佳,近场地震作用下桥墩弯矩下降达41.9%,剪力下降达66.1%,远场地震作用下桥墩弯矩下降达37.5%,剪力下降达76.4%;相较远场地震,近场地震作用致使结构输入的地震能量大幅增加,相同桥型桥墩位移最大增幅达5.7倍,桥墩弯矩最大增幅达3.5倍;钢管混凝土组合桁梁桥是一种抗震性能优越的桥梁结构形式,可为西部地区装配式钢混组合桥梁的设计选型提供参考。     

钢管混凝土内部缺陷的检测

针对钢管混凝土结构特性，分析了钢管混凝土内部缺陷、钢管与混凝土胶结脱空的原因及防止措施，工程实测表明，超声波检测技术测试钢管混凝土内部质量是可行的，可以得到满意的效果。     

钢管混凝土轴压构件徐变有限元研究

在高层和超高层建筑中采用钢管混凝土结构,可充分利用空钢管所具有的强度和刚度,并能较好地解决混凝土硬化时间较长与施工速度之间的矛盾。但由此也会带来这样的问题,即在结构施工过程中,构件所受长期荷载随施工过程逐渐增加,徐变持续发展,混凝土卸载,内力重新分布,导致构件稳定承载力降低。本文运用DirichLet级数建立管内混凝土徐变模型,并应用非线性有限元软件ABAQUS对钢管混凝土徐变以及承载力进行了有限元计算,较好地模拟了钢管混凝土的徐变过程。本文回归分析了钢管混凝土的徐变性质,并认为可以用初应力的方法粗略估计徐变构件对承载力的影响。     

钢管混凝土结构的特性和研究现状

本文介绍了钢管混凝土结构的特点和钢管混凝土结构的研究现状。通过与传统结构各方面的对比分折,阐述了该种结构形式的广泛用途和目前存在需要进一步解决的问题。     

钢管混凝土在桥梁工程中的应用与前景

钢管混凝土(CFST)具有承载力高、施工方便和抗震能力好等优良性能,在国内外桥梁工程中得到较为广泛的应用。全面地总结了钢管混凝土结构在梁式桥、拱桥、斜拉桥等多种桥型中的应用情况,并着重探讨了钢管混凝土桥墩的研究和应用现状。介绍了"部分钢管混凝土"桥墩的试验结果。探讨了钢管混凝土结构应用于桥梁工程中还有待解决的主要问题。最后对钢管混凝土在桥梁工程中的应用前景作了展望。     

江苏新长江(雅阁)国际酒店A塔楼高层混合结构体系特性分析

江苏新长江(雅阁)国际酒店中的酒店A塔结构高度为179.85m,属超高层结构。A塔楼采用了结构受力较好的钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒的结构形式,此种混合结构方案也是现行超高层结构中最常见的结构形式。将混合结构方案与纯钢结构方案及钢筋混凝土结构方案从抗侧移刚度、延性、用钢量、耐久性和耐火性、施工速度及自重几个方面分别对比了三种结构方案的优缺点,对比发现,高层混合结构综合了钢结构和钢筋混凝土二者的优点,是一种非常可靠有效的高层建筑结构体系。高层混合结构框架与核心筒的竖向变形差较大以及框架与筒体的协调工作问题是高层混合结构需要解决的。     

#br# 我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望

共收集到截止2015年1月的已建和在建的钢管混凝土拱桥413座（跨径不小于50m）。统计分析表明,钢管混凝土拱桥在我国修建的数量不断增多、跨径不断增大。从行业分布来看,在公路、城市桥梁中的应用仍是主体,在铁路尤其是高速铁路中的应用不断增多。在结构体系方面,上承式、中承式、拱梁组合式、飞鸟式和下承式刚架系杆拱5大类,仍为主要应用的桥型,占总数的85%。在截面形式方面,以圆钢管混凝土为基本单元组成的单圆管、哑铃形和桁式是应用的主流。提篮拱被应用于各种桥型,尤其是大跨度铁路桥。无风撑拱主要应用于120m跨径以下的桥梁,且以斜靠拱和拱梁组合桥为主,截面多采用横向刚度较大的形式。拱肋的材料强度不断地提高,钢管以Q345钢为主,混凝土以C40、C50为主。虽然对桥面系强健性的重视在不断提高,然而强健性好的整体式和具有加劲纵梁的悬吊桥面系的应用还不够普及。钢管拱的架设方法仍以支架法、悬臂法和转体法3种为主,其中悬臂拼装法应用最多,适用跨径最大范围也最广。     

钢管混凝土拱桥拱肋核心混凝土配合比设计

钢管混凝土拱桥拱肋核心混凝土施工是继拱肋安装合拢后的关键工序,其施工质量直接关系到拱肋的强度和受力性能。本文通过合理设计拱肋核心混凝土配合比,保证了西洋坪大桥钢管混凝土的顺利压注和钢管混凝土的质量。     

严寒地区矩形钢管混凝土截面温度分布试验

为研究严寒地区钢 混凝土组合结构的温度荷载,以西宁市作为严寒地区的代表,在现场进行了水平放置带加劲肋的矩形钢管混凝土构件截面温度场测试试验,对日照作用下钢管混凝土构件截面温度分布进行了研究。同时还将矩形钢管混凝土构件的三维温度场简化为二维温度场,建立了ABAQUS有限元热力学分析模型,在考虑太阳辐射、风速以及环境温度等参数的作用下提出了构件截面温度场有限元计算方法。结果表明:钢管混凝土构件钢管测点及管内混凝土测点温度的实测值均与有限元计算值吻合良好;考虑日照作用的矩形钢管混凝土截面温度场为非均匀温度场,构件截面存在着明显的温度梯度;钢管温度受到环境温度的直接影响,其温度变化略微滞后于环境温度变化,温度极值明显大于环境温度极值;管内混凝土的温度则受到环境温度的间接影响,其温度变化明显滞后于环境温度变化,温度极值则小于钢管温度极值;矩形钢管混凝土截面温度分布还会受到管内纵向加劲肋的影响,该加劲肋增大了其与混凝土的接触面积,减少了管内混凝土温度变化的滞后程度,降低了构件截面的梯度温差。     

由钢筋混凝土剪力墙和钢管混凝土框架组成的高层组合结构抗震性能研究

建筑结构中,由钢管混凝土柱和钢梁组成的组合框架得到广泛应用。在中国,组合框架结构常与钢筋混凝土剪力墙组合构成高层建筑结构。然而,对这种结构抗震性能的研究却很少。对2个由组合框架和钢筋混凝土剪力墙组成的30层建筑模型进行振动台试验,组合框架分别采用钢管混凝土圆柱和方柱;分别选用了加速度峰值为0.2g,0.4g,0.6g及0.8g的Taft波,ElCentro波和天津波。结果表明:地震作用下组合框架能很好地与核心混凝土剪力墙结构共同工作,2个模型均表现出了很好的抗震性能。