型钢混凝土结构的应用与研究

1、CompanyLOGO报报 告告 人：吴斌峰人：吴斌峰班班 级：硕级：硕2112班班指导老师：杨政指导老师：杨政型钢混凝土结构的应用与研究型钢混凝土结构的应用与研究Company Logo一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混凝土结构的类型及性能三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接四、型钢混凝土结构的计算软件四、型钢混凝土结构的计算软件五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望型钢混凝土结构的应用与研究v型钢混凝土结构型钢混凝土结构是以型钢为钢骨并在型钢周围配置钢筋和浇筑混凝土的埋入式组

2、合结构体系。v日本：钢骨混凝土结构(Steel Reinforced Concrete)。v英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构(Steel Encased Concrete)Company Logo一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义1.1型钢混凝土结构概念型钢混凝土结构概念Company Logo一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义纵向钢筋和箍筋纵向钢筋和箍筋型钢型钢混凝土混凝土钢与混凝土两种钢与混凝土两种材料的组合体材料的组合体从受力性能而言，其基本属于钢筋混凝土从受力性能而言，其基本属于钢筋混凝土结构的范畴结构的范畴1.2

3、工程范例工程范例Company Logo上海金茂大厦1999年建成一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义Company L风荷载和风荷载和水平地震水平地震 减小截面，灵减小截面，灵活布置空间活布置空间 降低梁高，可降低梁高，可用于大跨度用于大跨度 保证刚度，保证刚度，降低梁高降低梁高 1.3型钢混凝土结构特点型钢混凝土结构特点型钢砼承载型钢砼承载力大、延性力大、延性好、刚度大好、刚度大砼柱砼柱砼砼剪力墙剪力墙砼梁砼梁一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义欧美欧美中国中国日本日本l981l981年至年至19851985年期年期间间101

4、51015层的建筑层的建筑，型钢混凝土结构，型钢混凝土结构的数量占的数量占9090，1616层以上的建筑中型层以上的建筑中型钢混凝土结构所占钢混凝土结构所占比例也达到比例也达到5050 美国达拉斯第一国美国达拉斯第一国际大厦际大厦72层，采用层，采用型钢混凝土框架结型钢混凝土框架结构。休斯顿第一城构。休斯顿第一城市大楼市大楼49层，高层，高207m，休斯顿得，休斯顿得克斯商业中心大厦克斯商业中心大厦79层，层，305m高，高，均采用型钢混凝土均采用型钢混凝土外框架、型钢混凝外框架、型钢混凝土内筒结构。土内筒结构。一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义北京新世纪饭店

5、较北京新世纪饭店较早采用了型钢混凝早采用了型钢混凝土柱土柱 ；北京的亮马；北京的亮马河大厦采用型钢混河大厦采用型钢混凝土梁凝土梁 ；上海环球；上海环球金融中心金融中心(492m)、金茂大厦金茂大厦(421m)、深圳地王大厦深圳地王大厦(384m) 等超高层建等超高层建筑也采用了型钢混筑也采用了型钢混凝土组合结构，但凝土组合结构，但全国采用全国采用SRC建筑建筑面积还不到建筑总面面积还不到建筑总面积的千分之一积的千分之一 1.4发展历史发展历史随着我国经济迅猛发展，在日益现代化随着我国经济迅猛发展，在日益现代化的城市中，世界各国都已经趋向于采用的城市中，世界各国都已经趋向于采用型钢混凝土结构，并

6、且型钢混凝土结构型钢混凝土结构，并且型钢混凝土结构凭借自身的特点被广泛应用于建筑结构凭借自身的特点被广泛应用于建筑结构中。目前，不论是我国，还是欧美和日中。目前，不论是我国，还是欧美和日本等国，型钢混凝土结构的发展与应用本等国，型钢混凝土结构的发展与应用都在日趋得到推广。因而，对型钢混凝都在日趋得到推广。因而，对型钢混凝土结构的系统深入研究土结构的系统深入研究,掌握其自身的结掌握其自身的结构性能，有着划时代的意义。构性能，有着划时代的意义。一、型钢混凝土结构应用与研究的意义一、型钢混凝土结构应用与研究的意义Company Logo型钢混凝土型钢混凝土（SRC）实腹式实腹式型钢采用轧制型钢采用轧

7、制H型型钢钢(宽翼缘工字钢宽翼缘工字钢)、双工字钢、双槽、双工字钢、双槽钢、十字型钢、矩钢、十字型钢、矩形及圆形钢管，或形及圆形钢管，或采用钢板、角钢、采用钢板、角钢、槽钢等拼制焊接槽钢等拼制焊接 格构或空腹式格构或空腹式 型钢由缀板或缀型钢由缀板或缀条连接角钢或槽条连接角钢或槽钢组成钢组成 二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混凝土结构的类型及性能2.1型钢混凝土结构类型型钢混凝土结构类型二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混凝土结构的类型及性能型钢混凝土组合结构型钢混凝土组合结构全型钢混凝土框架全型钢混凝土框架 半型钢混凝土框架半型钢混凝土框架 1、框架的梁和柱均采用、框架的梁和柱均采

8、用型钢混凝土结构。型钢混凝土结构。2、超高层的结构底部一、超高层的结构底部一到三层往往采用型钢混凝到三层往往采用型钢混凝土过渡层。土过渡层。l、由钢梁和型钢混凝土柱刚、由钢梁和型钢混凝土柱刚性连接所组成的框架，称为性连接所组成的框架，称为半型钢混凝土框架。主要用半型钢混凝土框架。主要用于高层建筑的地上结构。于高层建筑的地上结构。2、由钢筋混凝土梁和型钢混、由钢筋混凝土梁和型钢混凝土柱刚性连接所组成的框凝土柱刚性连接所组成的框架，称为次型钢混凝土框架。架，称为次型钢混凝土框架。二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混凝土结构的类型及性能2.2型钢混凝土结构性能型钢混凝土结构性能v型钢混凝土构件的

9、外包混凝土，可以阻止其中型钢混凝土构件的外包混凝土，可以阻止其中型钢的局部屈曲，并能显著改善型钢的出平面型钢的局部屈曲，并能显著改善型钢的出平面扭转屈曲性能，使钢骨的钢材强度得以充分发扭转屈曲性能，使钢骨的钢材强度得以充分发挥。挥。v节约钢材节约钢材50以上。以上。v具有更大的刚度和阻尼比具有更大的刚度和阻尼比(约为约为0.04)，有利于，有利于控制风或地震作用下高楼的变形和风振加速。控制风或地震作用下高楼的变形和风振加速。v外包钢筋混凝士提高了结构的耐久性和耐火。外包钢筋混凝士提高了结构的耐久性和耐火。二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混凝土结构的类型及性能2.2.1 与钢结构相比与钢结

10、构相比v构件的受压、受剪和压弯承载力大幅度提高。构件的受压、受剪和压弯承载力大幅度提高。v构件截面面积约减少构件截面面积约减少50。v框架梁柱节点的抗震性能得到显著改善。框架梁柱节点的抗震性能得到显著改善。v低周往复荷载下的构件滞回特性、耗能容量，以低周往复荷载下的构件滞回特性、耗能容量，以及构件的延性，均有较大幅度的提高。及构件的延性，均有较大幅度的提高。v可以利用构件中的钢骨承担施工荷载，并可将构可以利用构件中的钢骨承担施工荷载，并可将构件模板悬挂在钢骨上，实现几个楼层同时进行浇件模板悬挂在钢骨上，实现几个楼层同时进行浇灌混凝土等作业，加快施工进度。灌混凝土等作业，加快施工进度。v有利于地

11、下室结构的逆作业法施工，从而加快整有利于地下室结构的逆作业法施工，从而加快整个高楼结构的施工速度。个高楼结构的施工速度。二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混凝土结构的类型及性能2.2.2 与混凝土相比与混凝土相比2.3型钢混凝土结构缺点型钢混凝土结构缺点型钢混凝土结构与钢结构和钢筋型钢混凝土结构与钢结构和钢筋混凝土结构相比，型钢混凝土结混凝土结构相比，型钢混凝土结构的缺点在于其既要求进行钢构构的缺点在于其既要求进行钢构件的制作和安装，又要求支模板、件的制作和安装，又要求支模板、绑扎钢筋和浇筑混凝土，施工工绑扎钢筋和浇筑混凝土，施工工序增多。序增多。 二、型钢混凝土结构的类型及性能二、型钢混

12、凝土结构的类型及性能三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接3.1钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱的连接 3.2型钢混凝土梁型钢混凝土梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱的连接 3.3型钢梁型钢梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱的连接 3.4型钢混凝土梁型钢混凝土梁钢筋混凝土柱的连接钢筋混凝土柱的连接 3.5型钢混凝土梁型钢混凝土梁型钢柱的连接型钢柱的连接 3.1钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱的连接 三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接3.2型钢混凝土梁型钢混凝土梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱

13、的连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接3.3型钢梁型钢梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱的连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接3.4型钢混凝土梁型钢混凝土梁型钢混凝土柱的连接型钢混凝土柱的连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接3.5型钢混凝土梁型钢混凝土梁型钢柱的连接型钢柱的连接对于型钢柱对于型钢柱型钢混凝土梁的情况，柱中型钢可在型钢混凝土梁的情况，柱中型钢可在节点中通过，梁型钢在柱两侧断开，但应与翼缘可节点中通过，梁型钢在柱两侧断开，但应与翼缘可靠地连接，其中包括梁翼缘和腹板与柱全为焊接、

14、靠地连接，其中包括梁翼缘和腹板与柱全为焊接、全为螺栓连接或二者都采用等措施。做法可参考型全为螺栓连接或二者都采用等措施。做法可参考型钢混凝土梁与型钢混凝土柱节点的连接。钢混凝土梁与型钢混凝土柱节点的连接。三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接三、型钢混凝土梁柱节点的构造及连接ETABS软件软件MTS系列软件系列软件PKPM系列软件包中的系列软件包中的SATWE软件软件SAP2000 计算型钢混凝土结构计算型钢混凝土结构四、型钢混凝土结构的计算软件四、型钢混凝土结构的计算软件五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望1复合受力型钢混凝土构件的工作机理和抗震性能 以往的研究大都集中于受压构件、受

15、弯构件、压弯构件、压弯剪构件的试验分析，对于型钢混凝土构件的受扭及与受扭相关的复合受力构件很少研究。2正常使用状态下的性能研究 型钢混凝土往往应用于一些体量大的结构中，含钢量大，同时混凝土截面也大，混凝土的收缩和徐变变形影响不容忽视，在使用荷载和环境条件下的裂缝开展，以及对大跨度型钢混凝土受弯和大偏压构件的刚度、挠度影响，在某些特殊情况下将影响结构的使用和安全五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望3施工荷载下型钢混凝土结构的性能究 型钢混凝土结构的施工程序往往是先组装钢骨架，然后再绑扎柔性钢筋并支撑模板，最后浇灌混凝土。待混凝土达到一定强度后，型钢混凝土才共同承受荷载。因此，对于空腹

16、式和实腹式型钢混凝土在施工期间的工作行为和受力性能必须研究清楚。五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望4型钢混凝土结构疲劳破坏机理和疲劳极限研究 以前的研究大多集中于构件的低周反复荷载作用和型钢混凝土标准试件的（静力）推出试验研究，对于高频动力重复作用下的型钢混凝土构件的粘结应力分布、粘结滑移本构关系、疲劳破坏机理和疲劳强度尚未研究。五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望5预应力型钢混凝土结构的研究在大跨度支撑式结构或复杂悬挑结构、连续组合梁桥、连续箱形梁桥、斜拉桥结构中，可根据需要施加预应力。五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望6轻型钢混凝土结构的研究 采用轻

17、质混凝土可以减少结构自重，降低基础造价，在地震区还可降低地震作用，节省结构的投资；同时，可利用工业废料和天然轻集料、人造轻集料，降低材料造价。五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望7轻型钢混凝土结构的研究 采用轻质混凝土可以减少结构自重，降低基础造价，在地震区还可降低地震作用，节省结构的投资；同时，可利用工业废料和天然轻集料、人造轻集料，降低材料造价。五、型钢混凝土结构的展望五、型钢混凝土结构的展望8高配钢率型钢混凝土构件研究欧美、日本等很多国家的型钢混凝土构件配钢率大多都大于我国的规定，采用高配钢率型钢混凝土构件可以使截面做的更小，若能够同时保证其抗震性能其综合效益更加良好五、型钢混凝土结构的展望五、型