傅昶彬系列-組合結(jié)構(gòu)第六章-鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(1)課件

四川大學(xué)建環(huán)學(xué)院

2015.9傅昶彬課件系列—組合結(jié)構(gòu)第六章鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

（1）主要內(nèi)容◆基本原理及特點◆鋼管混凝土的發(fā)展與應(yīng)用6.1概述鋼管混凝土構(gòu)件常用形式6.1概述空心鋼管混凝土復(fù)式鋼管混凝土不銹鋼管混凝土FRP約束鋼管混凝土6.1概述FRP-混凝土-鋼管組合柱截面形式6.1概述卷制鋼管6.1概述螺旋縫焊管6.1概述鋼管運輸與吊裝6.1概述泵送高拋無振搗混凝土◆澆筑前除盡鋼管內(nèi)雜物和積水，先澆筑一層100mm～200mm厚與混凝土強度等級相同的水泥砂漿，以防止自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳。

◆將泵管出料口伸入鋼管內(nèi)，利用混凝土下落產(chǎn)生的動能來達(dá)到混凝土的自密實。

◆當(dāng)拋落的高度不足4m

時，用插入式振搗棒密插短振，逐層振搗。6.1概述鋼梁-鋼管混凝土柱節(jié)點設(shè)計6.1概述鋼筋混凝土梁-鋼管混凝土柱節(jié)點施工6.1概述鋼筋混凝土梁-鋼管混凝土柱節(jié)點施工6.1.1鋼管混凝土的基本原理

◆受壓時的應(yīng)力與應(yīng)變彈性階段0.283塑性階段0.5低應(yīng)力時0.17較高應(yīng)力時0.5極限狀態(tài)時≥1.0環(huán)向應(yīng)變縱向應(yīng)變兩種受力模式的鋼管混凝土柱6.1.1鋼管混凝土的基本原理

◆受壓時的應(yīng)力與應(yīng)變鋼管混凝土的荷載-應(yīng)變曲線鋼管與混凝土錯位弓弦效應(yīng)6.1.1鋼管混凝土的基本原理

◆受壓時的應(yīng)力與應(yīng)變混凝土單向受壓的變形過程鋼管混凝土受力初期鋼管和混凝土的受力狀態(tài)6.1.1鋼管混凝土的基本原理

◆圓管受力分析6.1.1鋼管混凝土的基本原理

中后期相互作用受力狀態(tài)相互作用混凝土三向約束鋼管局穩(wěn)增強◆圓管受力分析6.1.1鋼管混凝土的基本原理

◆方管受力分析未填充混凝土6.1.1鋼管混凝土的基本原理

◆方管受力分析6.1.2鋼管混凝土的基本特點◆承載力高◆塑性韌性好◆施工方便◆耐火性較好◆經(jīng)濟性好6.1.2鋼管混凝土的基本特點圓鋼管混凝土壓彎構(gòu)件滯回試驗P-△曲線6.1.2鋼管混凝土的基本特點

圓形鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件與鋼結(jié)構(gòu)相比，在保持自重相近和承載力相同的條件下，可以節(jié)省鋼材約50%，焊接工作量可大幅度減少；與型鋼混凝土相比，在保持橫截面面積相近和承載力相同的條件下，可以節(jié)省鋼材約50%，且施工更為便捷；與普通鋼筋混凝土柱相比，在保持鋼材用量相近和承載力相同的條件下，構(gòu)件的橫截面面積可減小約一半，從而建筑的有效面積得以加大，混凝土和構(gòu)件自重相應(yīng)減少50%。理論分析和工程實踐表明：6.1.3鋼管混凝土的發(fā)展與應(yīng)用

1879年英國賽文鐵路橋采用鋼管混凝土橋墩，目的是防止鋼管內(nèi)部銹蝕，其后發(fā)現(xiàn)除了防銹外還能增強鋼管穩(wěn)定性。1897年美國人JohnLally用鋼管混凝土作房屋結(jié)構(gòu)的承重柱（稱為Lally柱），并申請獲得專利。

由于鋼管混凝土優(yōu)越的力學(xué)性能，一經(jīng)出現(xiàn)便受到美歐蘇各國土木工程界的重視，并競相開發(fā)利用。20世紀(jì)20年代前后，美國的波士頓、紐約和芝加哥等地曾將其用于單層和多層廠房的承重柱；1930年法國巴黎郊區(qū)的Ibis地方用鋼管混凝土建造了一座9m跨的上承式拱橋；1937年蘇聯(lián)列寧格勒用集束的小直徑鋼管混凝土作拱肋，建造了橫跨涅瓦河101m跨度的下承式拱橋，1939年又在西伯利亞建成了跨度140m的上承式鋼管混凝土鐵路拱橋。蘇聯(lián)格沃茲杰夫（Gvozdev）教授深刻地闡明了鋼管套箍混凝土的工作機理，并成功地用極限平衡法求解了鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力。6.1.3鋼管混凝土的發(fā)展與應(yīng)用

在20世紀(jì)80年代以前，由于管內(nèi)混凝土的澆灌工藝未得到很好解決，現(xiàn)場施工操作繁瑣，使施工方面潛在的優(yōu)勢未能得到很好發(fā)揮，致使人們更愿意采用操作簡單、質(zhì)檢直觀的普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或工廠化程度高、現(xiàn)場勞動量少、吊裝輕便、施工速度快的鋼結(jié)構(gòu)。

到了20世紀(jì)80年代后期，由于先進(jìn)的泵灌混凝土工藝的發(fā)展，解決了現(xiàn)場管內(nèi)混凝土的澆灌問題，加以現(xiàn)代高強混凝土需要用鋼管套箍克服其脆性，因此在美國和澳大利亞等國的若干高層建筑工程中，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)又悄然興起，傳統(tǒng)的鋼柱被鋼管高強混凝土柱取代，并被認(rèn)為是高層建筑營造技術(shù)的一次重大突破。

6.1.3鋼管混凝土的發(fā)展與應(yīng)用我國的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)起步于20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)的援建項目，中科院哈爾濱土建研究所最早開展研究，其后哈爾濱工業(yè)大學(xué)鐘善桐教授、中國建科院蔡紹懷研究員等國內(nèi)專家對鋼管混凝土進(jìn)行了大量系統(tǒng)的研究，并據(jù)此編制了設(shè)計與施工規(guī)程，有力地推動了鋼管混凝土在我國工程界的應(yīng)用，從而使我國在世界上成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)大國和強國。2005年建成的世界最大跨度460m的鋼管混凝土重慶奉節(jié)巫山長江大