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浅析型钢混凝土性能

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型钢混凝土结构由箍筋、纵筋、型钢和混凝土组合而成,与钢筋混凝土结构相比组合结构在混凝土核心部位增添了型钢;与钢结构相比又增加了外包混凝土,使型钢和混凝土能够“互补长短”,发挥各自材料的优势性能。
  1型钢混凝土结构
  型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete简称 SRC)结构是指在混凝土中主要配置型钢(轧制或焊接成型),并配有一定的构造钢筋及受力筋的结构,是钢与混凝土组合结构的一种主要形式[1]。根据不同的配钢形式,型钢混凝土结构可以分为实腹式和空腹式两大类,实腹式所配型钢的形式主要有角钢、工字钢、双工字钢、十字型钢、槽钢、方钢管等,而空腹式型钢一般由缀板或缀条连接角钢和槽钢而成。目前在抗震结构中多采用实腹式型钢混凝土构件,常用的构件截面形式见图1和图2。
  2型钢混凝土结构性能
  受力比较合理,型钢和混凝土这两种不同的材料得到了充分的利用。承载能力高、稳定性好,抗震、抗风性能良好。建造成本降低,可获得良好的综合经济效益。在施工上具有良好的施工性能,且施工周期短。
  2.1与钢筋混凝土结构相比优点分析
  ①承载能力高。型钢混凝土结构因其内部型钢的存在,承载力比同样尺寸的钢筋混凝土构件有很大的提高(一般高出一倍以上),因此更有利于节约材料,减小构件的截面尺寸,避免形成“肥梁胖柱”,尤其是对于高层、超高层建筑,减小了构件的截面,增大了结构的净高和总使用面积,从而在很大程度上增加了经济效益。
  ②变形能力强。同样是因为型钢的存在,型钢混凝土结构比钢筋混凝土结构的延性好,在地震中能呈现出较好的抗震性能。一般情况下钢筋混凝土柱截面尺寸受轴压比限制,往往需要选取的截面很大,因此型钢混凝土构件的优势就显现出来了。在多次地震中型钢混凝土结构都表现出了较好的抗震性能。
  ③施工周期短。在施工时,型钢混凝土中的型钢在混凝土未浇筑以前就已形成钢结构骨架,型钢骨架自身具有一定的承载能力,可以作自承重结构体系,利用型钢骨架承受施工阶段的荷载,省去了支模板而设置的支撑柱,从而加快了施工速度,大大缩短了施工时间。
  2.2与钢结构相比优点分析
  ①耐久性、耐火性好。型钢外包混凝土既可作为保护层防止钢材锈蚀又可参与构件的受力,防止了钢材的锈蚀,减轻了火灾的危害,具有良好的耐久性和耐火性。
  ②结构刚度大。在风荷载和地震作用下,结构的变形小,水平位移能够得到较好的控制。型钢外包混凝土有利于防止钢构件的局部屈曲,提高了构件的整体刚度,不易发生杆件的侧向失稳和屈曲失稳,显著改善钢构件的出平面扭转屈曲性能,使钢材的强度得到充分的发挥。
  ③经济性较好。节省钢材达 50%以上,降低了造价。试验表明,实腹式型钢混凝土柱的优势在于其良好的耗能能力和延性,因此适用于地震区。但相对来说空腹式型钢混凝土柱的受力性能和变形性能较差,基本等同于钢筋混凝土柱。型钢混凝土框架柱中宜采用充满型宽翼缘实腹型钢。所谓充满型实腹型钢,是指实腹型钢的上翼缘处于截面受压区,下翼缘处于截面受拉区。

更新:2024-01-21 22:55:51 © 著作权归作者所有
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