土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述高建棟10115003207

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 題 目溫州會(huì)展中心三期建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院建筑與土木工程學(xué)院專業(yè)土木工程班級(jí)10土木本2學(xué)號(hào)學(xué)生姓名高建棟指導(dǎo)教師李桅溫州大學(xué)教務(wù)處制溫州會(huì)展中心建筑結(jié)構(gòu)選型鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)文獻(xiàn)綜述摘要：在組合結(jié)構(gòu)中，鋼混組合結(jié)構(gòu)是最具代表性的一種結(jié)構(gòu)體系。與純鋼結(jié)構(gòu)相比節(jié)省鋼材并增強(qiáng)了建筑物及構(gòu)件的剛度；與混凝土結(jié)構(gòu)相比，減輕了自重，增大了構(gòu)件的延性并提高了強(qiáng)度，使兩種材料鋼（受拉）和混凝土（受壓）的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)以其承載力高，抗震性能好，施工方便，廣泛的應(yīng)用于工程實(shí)踐中。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)起著重要內(nèi)容。1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用我國(guó)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的開

2、發(fā)和應(yīng)用已有近40年的歷史。1966 年鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于北京地鐵車站工程，70年代又在單層工業(yè)廠房、重型構(gòu)架中得到了成功的應(yīng)用。近10年來，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的高層建筑工程、地鐵車站工程和大跨度橋梁工程中得到了卓有成效地應(yīng)用，推動(dòng)了建造技術(shù)的發(fā)展。在我國(guó)，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于以下的領(lǐng)域中：高層建筑工程；大跨度橋梁工程；地鐵車站工程；單層和多層工業(yè)廠房柱；特殊結(jié)構(gòu)工程。2 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土填入鋼管內(nèi)而形成的一種新型組合結(jié)構(gòu)。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點(diǎn)，提高了柱的

3、承載能力。近年來，隨著理論研究的深入和新施工工藝的產(chǎn)生，工程應(yīng)用日益廣泛。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)按照截面形式的不同可以分為矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和多邊形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等，其中矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣。鋼管混凝土構(gòu)件中的混凝土受到鋼管的約束, 提高了核心區(qū)混凝土的延性和承載能力；由于核心混凝土的存在, 提高了鋼管的抗局部屈曲的能力和構(gòu)件的耐火能力。這種組合構(gòu)件可節(jié)省材料費(fèi)用和加快施工速度。3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.1 承載力、延性、抗震性能鋼管混凝土柱中，鋼 管對(duì)其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管

4、發(fā)生局部屈曲。研究表明，鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐?，?gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，具有優(yōu)越的抗震性能。同時(shí)結(jié)構(gòu)的吸能性能好，無剛度退化，和不喪失局部穩(wěn)定性的鋼柱相同，此外，由于核心區(qū)混凝土對(duì)鋼管穩(wěn)定性的提高作用，因此，鋼管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。3.2 施工方便、縮短工期鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，鋼管可以做為勁性骨架承擔(dān)施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu)重量，施工不受混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的影響；由于鋼管混凝土內(nèi)部沒有鋼筋，便 于混凝土的澆注和搗實(shí)；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，不需要模板，既節(jié)省

5、了支模、拆模的材料和人工費(fèi)用，也節(jié)省了時(shí)間。3.3 其他性能：防銹蝕和防火性能優(yōu)越；抗扭、抗剪性能好；節(jié)約鋼材降低造價(jià)等。4 鋼管混凝土柱的優(yōu)點(diǎn)鋼管混凝土柱結(jié)合了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，外圍鋼管對(duì)混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高柱截面的抗壓承載力，減小截面尺寸，同時(shí)提高構(gòu)件的延性，鋼管及其節(jié)點(diǎn)部分可在工廠預(yù)制，保證構(gòu)件的質(zhì)量。另外，由于鋼管和混凝土的共同作用，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，混凝土可吸收大量的熱，防止或減緩鋼管由于高溫受熱軟化，造成的強(qiáng)度降低；此外當(dāng)外圍鋼管屈服失穩(wěn)時(shí)，由于內(nèi)部混凝土柱的存在，可有混凝土柱承受大部分的軸向壓力，防止結(jié)構(gòu)因高溫而破壞，即，采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可大大提高建筑結(jié)構(gòu)

6、的防火性能。本畢業(yè)設(shè)計(jì)擬采用方鋼管鋼梁框架結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于方鋼管混凝土柱梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式簡(jiǎn)單，施工時(shí)容易處理，結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的相貫線處于同一平面內(nèi)，方便加工制造及安裝，有利于提高施工速度，降低復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工帶來的經(jīng)濟(jì)及技術(shù)上的一系列問題。同時(shí)考慮到采用方形鋼管混凝土，由于其外形較規(guī)則，建筑的美觀及適用性也較強(qiáng)，與周圍構(gòu)件的配合設(shè)置也較方便。因此一般建造師更傾向于采用方鋼管混凝土柱。相比較而言，采用圓鋼管混凝土柱對(duì)于核心區(qū)混凝土的約束作用鉸方鋼管混凝土柱更強(qiáng)，但其與梁墻板的連接構(gòu)造復(fù)雜，施工工藝及技術(shù)要求也較高，同時(shí)出于美觀的要求對(duì)節(jié)點(diǎn)處還需設(shè)置吊頂或裝飾的方法進(jìn)行隱藏處理，因此采用方鋼管柱形式具有較

7、大的市場(chǎng)前景。5 鋼管混凝土的研究方向高強(qiáng)度材料的應(yīng)用：隨著高強(qiáng)材料的不斷出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件也從大截面向小尺寸方向演變，使高重結(jié)構(gòu)采用小截面構(gòu)件成為可能。同時(shí)采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)形式，本身由于其高于一般結(jié)構(gòu)的承載力，而在節(jié)省材料和降低造價(jià)方面的優(yōu)點(diǎn)而被實(shí)際工程采用。因此可以考慮將高強(qiáng)度材料應(yīng)用于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，研究其在經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)性能中的突出貢獻(xiàn)。梁柱節(jié)點(diǎn)性能的研究（及其抗震性能的研究）：節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)既要求滿足傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式要求，即，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的要求；在此又要滿足鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求。對(duì)于鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，施工的難易復(fù)雜程度，因此對(duì)于

8、鋼管混凝土柱與梁的連接構(gòu)造提出了更高的技術(shù)要求。也是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)前沿方向。其他研究方向：如預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究；薄壁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究等。6 結(jié)束語目前，鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)主要由于大跨度，荷載大的結(jié)構(gòu)中。其結(jié)合了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，以其承載力、抗震性能、延性等方面的優(yōu)勢(shì)，被廣泛的應(yīng)用于有特殊要求的結(jié)構(gòu)中。在當(dāng)今，國(guó)家大力推廣建筑結(jié)構(gòu)用鋼的形式下，越來越多的關(guān)于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究正在進(jìn)行中，有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范及技術(shù)也日趨完善，在今后的中國(guó)，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景將會(huì)更加廣闊！參考文獻(xiàn)1 容柏生. 中國(guó)高層建筑中鋼管混凝土柱的應(yīng)用與展望J，建筑結(jié)構(gòu) 2

9、009, 39( 9)2 中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì). CECS 159: 2004 矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程S.北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社, 2004.3 鐘善桐, 等.方形和圓形鋼管混凝土柱性能的連續(xù)和設(shè)計(jì)的統(tǒng)一. 鋼結(jié)構(gòu), 2001(5)4 鐘善桐.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)M. 北京：清華大學(xué)出版社，20035 王文達(dá).鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能非線性有限元分析J,建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)20086 呂西林、李學(xué)平、余勇.方剛管混凝土柱與鋼梁連接的設(shè)計(jì)方法J,同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào), 20027 中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì). CECS 159: 2004 矩形鋼管混凝土結(jié) 構(gòu)技術(shù)規(guī)程S.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社, 2004.8 韓林

10、海，楊有?，F(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)S中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20049 陶忠方鋼管混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀J.建筑結(jié)構(gòu)，2003.710 周天華方鋼管混凝土柱鋼梁框架節(jié)點(diǎn)抗震性能及承載力研究D西安建筑科技大學(xué)，2004.211 于旭新型方鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究D南京工業(yè)大學(xué)，200312 沈之容，蔣濤矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析J特種結(jié)構(gòu)，200113 李易, 查曉雄, 王靖濤. 端部約束對(duì)鋼管混凝土柱抗火性能的影響. 哈爾濱工業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, v34,n SUPPL.2: 438-441 (EI收錄)14 韓林海, 徐蕾, 馮九斌等. 鋼管混凝土柱耐火極限和防火設(shè)計(jì)實(shí)用方法研究. 土 木工程學(xué)報(bào), 2002a, 35(6): 6-1315 黃泰. 鋼管混凝土柱節(jié)點(diǎn)的基本研究和設(shè)計(jì)方法初探. 碩士學(xué)位論文, 華