型钢混凝土柱.pptx
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1、型钢混凝土结构指导老师 王文达学生 刘斌强主要内容n概述n型钢混凝土构件的一般构造要求n型钢混凝土柱截面承载力分析n型钢混凝土的性能水平和抗震设防目标n型钢混凝土柱的抗火性能n型钢混凝土结构的发展趋势n结语型钢混凝土结构概念:型钢混凝土结构是指在型钢外围配置钢筋浇筑混凝土的结构,是组合结构的一种形式。型钢混凝土柱图示概述n与钢筋混凝土结构(SRC)相比,型钢混凝土结构的特点:(1)变形能力强,抗震性能好。(2)在截面尺寸相同的条件下,可以合理的配置较多的钢材。(3)当基础采用钢筋混凝土结构,上部为钢结构时,采用型钢混凝土结构作为过渡层可以使结构的内力传递更为合理。(4)在施工中,型钢骨架有较大
2、的承载力,可以作为脚手架使用,并可承载模板的重量。(5)由于在构件中同时存在型钢和钢筋,浇筑混凝土比较困难。(6)用钢量大,建设费用较高n与纯钢结构相比,型钢混凝土结构的特点:(1)混凝土兼有构件受力和保护层的功能,经济性较好,可节省钢材。(2)结构刚度大,外力作用下变形小,在风荷载和地震作用下,结构的外移易满足要求(3)混凝土有助于提高型钢的整体稳定性,钢板的局部屈曲,杆件弯曲失稳,及梁的侧向失稳不易发生。如果结构构件设计合理,就能保证合理的延性。(4)使用的型钢规格较小,钢板厚度较薄,比较符合我国钢材扎制的实际情况。(5)结构自重较大,施工复杂程度较高。型钢混凝土构件的一般构造要求n型钢部
3、分(1)型钢构件的宽厚比 型钢混凝土的满足表6-1和图6-1的要求,在计算极限承载力是,可不考虑型钢局部屈曲影响,在型钢混凝土构件中,型钢板材的厚度不应小于6mm.(2)含钢率 在型钢混凝土柱中,型钢的含钢率不应小于4%,也不宜大于10%。实践表明当含钢率在5%-8%时较为合理,且柱的含钢率一般不应大于梁的含钢率。n钢筋混混凝土部分(1)在型钢混凝土中,纵向钢筋不宜小于16mm,纵筋与型钢的净间距不易小于30mm,其纵向受力钢筋的最小锚固长度和搭接长度应符合混凝土设计规范(GB50010-2002)的要求。(2)型钢混凝土构件中的箍筋,宜采用封闭箍筋,其末端应有135弯钩,弯钩端头的平直线长度
4、不应小于10倍的箍筋直径。保护层厚度(1)型钢保护层对梁不宜小于100mm,且梁内的型钢翼缘离两侧距离之和(b1+b2)且不宜小于截面宽度的1/3;对柱不宜小于120mm,(见图6-2),最小保护层厚度不应小于50mm.图6-2混凝土保护层厚度图示n抗剪连接件 当型钢需要设置抗剪连接件是,宜优先选用采用栓定。型钢上设置抗剪栓钉的规格宜采用19mm-20mm,其长度不应小于4倍的栓钉直径,栓钉间距不应小于6倍的栓钉直径。型钢混凝土柱截面承载力分析n轴心受压柱承载力分析(1)轴心受压概念 当纵向力的偏心距或是同时承受轴力和弯矩M=0时,为轴心受压。(2)轴心荷载作用受力分析:在加荷初期:型钢和混凝
5、土能较好共同工作,型钢,混凝土,钢筋变形是协调的。随着荷载的增加:纵向裂缝逐渐贯通,把柱分成若干小柱,而发生劈裂破坏,在配钢量合适的情况下,型钢和纵筋均能达到屈服。(3)四种破坏形式(1)弯曲破坏:长细比较大的型钢混凝土柱易发生弯曲破坏,加载初期,在型钢混凝土柱的中部出现挠曲变形;随着变形的增加,在受拉一侧的混凝土出现横向裂缝,混凝土逐步退出工作;其后在受压区混凝土压碎,试件破坏。(2)压溃破坏:一般发生在型钢混凝土短柱中部。在加载过程中,在型钢混凝土轴压柱中部的受压区,首先出现纵向和斜向裂缝;随着裂缝的增加,裂缝沿柱纵向延伸,并形成一条主裂缝,最后外围混凝土大片剥落,最后破坏。(3)劈裂破坏
6、 多发生在没有设置箍筋的型钢混凝土柱中,加载后,在型钢混凝土轴压柱端,很快形成多条纵向裂缝,并迅速形成一条主裂缝,混凝土压碎剥落,试件破坏。(4)柱头破坏 一般发生在荷载达到80%的极限荷载左右时,型钢混凝土轴压柱柱头首先出现纵向裂缝;最后出现混凝土压碎剥落,试件破坏。n偏心受压柱正截面承载力分析(1)型钢混凝土短柱的受力性能和破坏形态 短柱的概念:一般当构件的长细比l/h5是为短柱。小偏心受压破坏 在破坏前,受拉区横向裂缝出现较迟,或不出现,受拉纵向钢筋和型钢受拉翼缘应力较小,且发展缓慢,而型钢的受压翼缘和混凝土的压应力发展较快。当达到最大承载力时,受拉钢筋并未屈服。破坏时,在受压侧型钢翼缘
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