钢管混凝土(叠合)柱在超高层建筑结构中的应用

钢管混凝土(叠合)柱由于具有承载力高、抗震性能好和施工较方便等优点,适用于我国非抗震和抗震地区的建筑结构,尤其是抗震设防地区的高层建筑结构。本文介绍了钢管混凝土(叠合)柱的相关研究成果以及典型工程实例,并提出了一些钢管混凝土(叠合)柱应用中还需要解决的关键问题。     

预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱抗震性能试验研究

预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱是充分利用钢管混凝土叠合柱和预应力钢带约束柱的优点所开发出来的具有良好抗震性能的新型组合柱,为探究钢管约束内部混凝土和预应力钢带约束外部混凝土对柱抗震性能的改善规律,开展4个预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱试件和2个未采用预应力钢带约束的普通钢管混凝土叠合柱试件的拟静力试验,研究预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱在低周反复荷载作用下的破坏机理、破坏形态、滞回性能、位移延性、骨架曲线、耗能性能、刚度退化以及钢带应变变化等受力性能,分析了钢带间距、箍筋布置对预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱抗震性能的影响规律。研究结果表明:预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱具有良好的延性、变形能力和耗能性能,相对普通钢筋混凝土柱和普通钢管混凝土叠合柱具有更加良好的抗震性能。     

钢管混凝土叠合柱施工工艺及质量控制

钢管混凝土叠合柱是组合结构中的比较常用的一种结构形式,具有承载力高、抗震性能好和耐火性好等优点,具有广阔的应用前景。依托工程实际,从施工工艺、施工质量控制要点出发,对建筑施工中的钢管混凝土叠合柱技术进行了分析。结果表明,实施后钢管混凝土叠合柱施工质量满足要求,并取得良好的经济效益和社会效益,在建筑施工过程中具有一定的价值。     

大连海创国际产业大厦结构设计

大连海创国际产业大厦采用钢筋混凝土框架(钢管混凝土叠合柱)+钢筋混凝土核心筒结构体系。介绍工程概况和结构体系及布置,针对结构的超限情况提出了相应的抗震加强措施,并采用SATWE和MIDAS Building软件进行了小震、中震作用下的弹性计算及大震作用下的动力弹塑性分析计算。此外,还阐述了钢管混凝土叠合柱及节点的设计理念。分析结果表明,工程各项计算指标均符合规范要求。     

钢管混凝土叠合柱压弯性能理论研究

钢管混凝土叠合柱是一种新型的抗震结构构件。为了初步研究叠合柱压弯作用下的力学性能,用ABAQUS有限元分析软件对一叠合柱构件进行三维非线性有限元分析。有限元分析得到了试件破坏的过程、破坏的类型、荷载-应变曲线和荷载变形图。分析结果验证了钢管混凝土叠合柱具有承载力高、延性好的力学特点。     

钢管混凝土叠合柱施工技术研究与应用

钢管混凝土叠合柱具有承载力高、抗震性能好和施工较方便等优点,在我国高层及超高层建筑结构中具有广阔的应用前景。结合实际工程,采用Midas软件对施工过程进行分析,确定了满足设计叠合比要求的叠合柱施工进度,并对穿筋式节点叠合柱施工工艺和施工技术进行了研究和应用。由施工结果可知,结构的施工质量满足要求,取得了较好的效果。     

钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱抗震性能试验及其数值模拟

为研究钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的抗震性能，完成了7根钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱和4根钢管混凝土叠合柱的低周往复加载试验。试验结果表明：钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱在低周往复荷载下均具有较好的延性，滞回曲线饱满，未出现明显的“捏缩”效应，表明ECC材料与核心钢管混凝土具有较好的协同变形能力和组合作用。相比之下，钢管混凝土叠合柱试件在低周往复荷载下出现明显的外层混凝土剥离现象，滞回曲线捏拢现象较为明显。通过累积耗能对比分析可知，钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的累积耗能约为钢管混凝土叠合柱的2倍，表明钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱具有更好的抗震性能，适用于抗震设防烈度较高地区。此外，基于有限元软件ABAQUS对钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的滞回性能进行了模拟，将有限元分析结果与试验结果对比发现，二者吻合较好，表明采用该有限元模型可以较为准确地研究该类组合柱的抗震性能。最后，基于有限元模型探讨了不同参数对组合柱受力性能的影响。     

钢管混凝土结构在北京财富中心二期工程的应用

钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性能好等特点,能充分发挥两种材料的优点.北京财富中心写字楼项目(高25Sm)外框柱采用钢管混凝土结构.以财富中心二期写字楼项目圆形钢管混凝土外框柱为例,对这种结构在受力、抗震性能、节点形式、施工方式、防火性能、工程造价等方面进行深入研究与分析,与在超高层中组合结构常用的型钢混凝土柱进行对比,进一步说明钢管混凝土结构的优越性.并对其设计、施工提出合理建议.讨论了不同浇注方式对钢管内混凝土密实度的影响.可靠的浇注质量和钢管内混凝土的密实度是确保钢管混凝土满足其设计强度、保证钢管和核心混凝土相互协同作用充分发挥的重要前提.     

STRCC边框内藏钢桁架剪力墙抗震性能研究

为研究钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙的抗震性能,制作了2个普通钢管混凝土叠合边框剪力墙试件和2个钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙试件。对试件进行了模拟地震振动台试验研究,对比了这2种剪力墙的动力特性、加速度时程反应和位移时程反应。利用有限元软件ABAQUS分别建立微观模型和宏观模型对不同设计参数的试件进行了弹塑性时程分析。研究结果表明,内藏钢桁架能够明显提高钢管混凝土叠合边框剪力墙的延性和抗震耗能能力;在较大的地面加速度峰值下,钢桁架减小试件地震位移的作用发挥得更明显;钢管混凝土叠合边框内部钢管壁厚的增大有利于提高剪力墙的承载力和安全储备。     

钢管混凝土叠合柱混凝土浇筑施工技术

某工程设计采用钢管混凝土叠合柱结构,在钢管柱内环向加劲肋板众多、柱外栓钉密布、配筋密集的情况下,通过对钢管内混凝土采用泵送及导管法两层一次浇筑、加长振捣棒振捣、钢管外混凝土随同楼层结构逐层支模浇筑的方式,保证了叠合柱混凝土的浇筑质量,为今后同类工程的施工积累了经验。     

深圳彩虹大桥设计与研究

深圳彩虹大桥是一座由钢管混凝土拱、预应力钢 混凝土空心叠合板组合梁、钢管混凝土组合桥墩构成的全钢 混凝土组合结构桥梁 ,在国内外属于首座。主跨 1 50m ,跨越深圳火车北站 2 9股道。设计构思新颖 ,造型优美 ,结构轻巧 ,抗风、抗震性能好 ,结构体系有所创新。体现了桥梁建筑与美学及环境的统一 ,实现了桥梁建设“轻型大跨、预制装配、快速施工、关注环境”的目标     

约束钢管混凝土柱的开发研究(英文)

本文提出了一种更适合抗震设计的新型钢管混凝土体系———约束钢管混凝土柱体系。它建立在清楚的力学概念基础上,其设计着眼于在可能出现塑性铰的部位附加横向约束以控制钢管的局部屈曲和更有效地约束混凝土。这一新型钢管混凝土柱体系兼具了钢管混凝土及套管混凝土柱两者的优点,克服了传统钢管混凝土柱的抗震缺陷,为抗震地区的高层结构和桥梁设计提供了理想的选择。在本研究的第一阶段,作者们对FRP约束的圆钢管柱和钢板约束的方钢管柱进行了模拟地震力的加载试验。其结果验证了约束钢管混凝土柱的良好抗震性能。     

钢管混凝土叠合柱施工过程应力监测技术

为充分了解钢管混凝土叠合柱施工期协同受力及内力变化情况,需要对施工期叠合柱的应力进行监测,提出采用焊接、绑接应变传感器的方法,对叠合柱中钢管、钢管外混凝土、钢管外钢筋的应力进行测试,测试效果良好,从测试的结果可以看出,钢管混凝土叠合柱的应力在不同方位有差别,但差别不大,且总体变化趋势一致,可以认为钢管混凝土叠合柱中的钢管、混凝土、钢筋协同受力,证明提出的应力监测方法可行。     

中国工程建设标准化协会2002年第一批标准制订、修订项目

1.高效工业锅炉房设计规程2.烟雾灭火系统技术规程3.多层房屋聚苯混凝土墙体技术规程4.钢筋混凝土结构技术规程5.混凝土钢管叠合柱技术规程6.薄壁筒芯现浇混凝土空心楼盖技术规程7.建筑抗震优化设计规程     

钢管混凝土短柱轴压性能研究现状综述

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的一种组合结构。组合结构的抗震性能在很大程度上依赖于柱的强度和延性,在结构中柱由于具有较高的强度和良好的延性而作为竖向承力的主要构件,但在地震作用下,钢管混凝土柱可能发生端部钢管壁屈曲,管内混凝土被压碎而失去承载能力,造成整体结构的坍塌。为了更好地发挥钢管混凝土的性能,通过分析学者们的研究,探讨钢管混凝土柱的轴压性能、破坏模式以及局部屈曲对钢管混凝土结构性能的影响。因此,研究钢管混凝土柱的轴压性能及探寻合理的设计方法延缓钢管的局部屈曲,并且准确评估在大震响应下钢管混凝土柱的抗震性能显得尤为重要。     

高层建筑结构设计研究

文章结合实际工程,对高层建筑钢管混凝土叠合柱框架-剪力墙体系框架柱设计2种方案进行深入的比较分析研究。第1种方案采用钢管混凝土叠合柱,框架柱截面积缩小了50%,增加了使用面积,混凝土节约10%左右且施工简单,结构整体刚度满足设计要求;第2种方案采用钢筋混凝土柱,柱截面较大,影响了建筑使用面积且用钢量较多,但对结构整体刚度贡献有所提高。通过研究,采用第1种方案,使工程经济造价合理且结构抗震性能达到较高水平。     

钢管混凝土叠合柱结构研究综述

文章介绍了钢管混凝土叠合柱结构的研究现状,主要分为受压构件、框架节点及框架结构的研究,其中包括钢管混凝土叠合柱结构的试验与有限元模拟。在归纳钢管混凝土叠合柱的研究现状的基础上,指出了今后开展钢管混凝土叠合柱的研究工作时需要考虑的研究方向。     

钢管混凝土叠合柱耐火性能研究

为研究钢管混凝土叠合柱火灾下的温度特性和力学性能,进行了4个钢管混凝土叠合柱试件的耐火极限试验,分析了试件在试验中的温度场分布、耐火极限、轴向变形和失效模式;基于ABAQUS有限元分析软件建立钢管混凝土叠合柱温度场和火灾下力学性能分析模型,模型分析结果与试验结果符合较好;在此基础上,利用该模型对影响钢管混凝土叠合柱耐火性能的主要参数进行分析。研究结果表明:钢管外的混凝土显著延缓了热量向钢管及其内部核心混凝土的传递,核心钢管混凝土部分承载力损失较小;由于各部分材料之间的相互作用,延缓了核心混凝土的损伤,避免钢管的局部屈曲,也使得破坏时钢管混凝土叠合柱仍具有较好的整体性;轴压比、截面尺寸、截面核心面积比和长细比是影响钢管混凝土叠合柱耐火极限的主要因素;基于此类参数提出钢管混凝土叠合柱耐火极限的实用计算式,与有限元分析结果和试验结果均符合较好,可为实际工程中该类构件的抗火设计提供参考。     

叠合板式剪力墙受力性能研究

叠合板式剪力墙结构是建筑工业化的结构形式,是现代预制混凝土结构的主要形式之一。震害调查表明,叠合板式剪力墙结构在地震中具有良好的抗震性能,预制混凝土与后浇混凝土间的连接技术是决定结构受力性能的关键技术。论文综述了叠合板式剪力墙结构抗震性能和后浇混凝土与预制混凝土间结合面连接性能的进展状况,指出了今后研究工作的重点及努力的方向。     

泰州华润中心超高层结构设计

泰州华润中心由两栋建筑高度近200m的超高层塔楼和大型商业裙楼组成。超高层塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。底部框架柱采用新型钢管混凝土叠合柱,对叠合柱内埋钢管外围的箍筋进行了优化以提高其承载力和延性。核心筒南侧剪力墙在高区收进,转化为5根框架柱,并对相应位置的剪力墙进行了抗震加强。在初步设计阶段的前期对结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,从而找到结构薄弱部位并予以优化。系统介绍了该工程地基基础设计、结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法以及新型叠合柱的分析和设计。