组合结构-钢管混凝土结构（PPT共36）

钢管混混凝土土结构——组组合结结构课课程钢管混混凝土土结构构的应应用与与发展展Disscussionontheapplicationanddevelopmentofsteeltubeconcrete钢管混混凝土土结构构的认认识钢管混混凝土土结构构的发发展钢管混混凝土土结构构发展展中存存在的的问题题2...钢管混混凝土土结构构的应应用钢管混混凝结结构应应用中中存在在的问问题12钢管混混凝土土结构构的工工程事事故3钢管混混凝土土简介钢管混混凝土土也称称作为为钢管管套箍箍混凝凝土（（Concrete-FilledSteelTube简称CFST）,它它是在在钢管管内灌灌入混混凝土土而形形成的的一种种组合合结构构。钢钢管混混凝土土结构构按截截面形形式的的不同同可以以分为为矩形形截面面、圆圆形截截面和和多边边形截截面，，其中中圆形形截面面和矩矩形截截面钢钢管混混凝土土结构构应用用最为为广泛泛：实心和和空心心钢管管混凝凝土。。CFST简简介钢管混混凝土土的基基本原原理是是依靠靠内填填混凝凝土的的支撑撑作用用，使使得钢钢管的的稳定定性增增强，，同时时核心心混凝凝土受受到钢钢管的的“约约束””作用用或称称之为为“套套箍””作用用，使使核心心混凝凝土处处于三三向受受压应应力状状态,延缓缓混凝凝土内内部纵纵向微微裂缝缝产生生和发发展的的时间间，从从而使使得核核心混混凝土土具有有更强强的抗抗压强强度和和抵抗抗变形形能力力。工作原原理advantages经济效效果显显著良好的的塑性性和抗抗震性性能承载力力提高高高层建建筑中中的优优越性性突出出施工方方便缩缩短工工期disadvantages使用范范围有有限施工方方法和和施工工质量量检查查存在在弊端端结构构构件连连接构构造上上施工工难度度大构件制制作安安装要要求繁繁琐中国：研究对象集中在圆钢管混凝土结构且是钢管中灌素混凝土的内填型钢管混凝土结构美国、澳大利亚、日本等学者对钢管高强混凝土构件进行研究并在工程中应用前苏联：CFST轴压和偏压进行过较为深入的研究钢管混混凝土土的发发展最早：1879年英国Severn铁路桥的桥墩我国CFST结结构研研究的的科研研单位位+研研究成成果最早：原中国科学院哈尔滨土建研究所苏州混凝土与水泥制品研究院北京地下铁道工程局哈尔滨建筑大学原冶金部冶金建筑研究院、电力工业部电力研究所中国建筑科学院结构所、哈尔滨建筑工程学院钢管混混凝土土基本本构件件的工工作性性能、、设计计方法法、节节点构构造和和施工工技术术等方方面展展开系系统的的研究究蔡绍怀怀等根根据螺螺旋箍箍筋的的计算算原理理和方方法,研究究三向受压压混凝土土强度的的提高,利用极极限平衡衡原理推推导出极极限承载载力计算算公式汤关祚等等提出钢钢管混凝凝土塑性性承载力力公式,它假定定构件的的强度极极限为钢钢管发展展塑性、、混凝土土达到受受压极限限强度哈尔滨建建筑大学学钟善桐桐等提出出钢管混混凝土统统一理论论计算公公式,它它视钢管管混凝土土为复合合材料,通过试试验确定定复合材材料的强强度指标标,利用用组合强强度指标标计算构构件的各各项承载载力CFST发展的的若干问问题钢管高强强高性能能混凝土土的研究究预应力钢钢管混凝凝土结构构施工力学学问题的的研究徐变、疲疲劳性能能的研究究徐变、疲疲劳性能能的研究究钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例世界最长长钢管混混凝土拱拱桥巫山长江江大桥5.1组合梁的的基本概概念莆田市阔阔口大桥桥哑铃型钢钢管混凝凝土拱梁梁，跨度度99米，矢高高19.8米共8根φ800×14钢管采用自密密实混凝凝土钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例结构体系代表工程钢管混凝土柱+混凝土核心筒深圳赛格广场；主体高度292m，72层，2001年建成全部钢混凝土框架广州合景国际金融广场；主体高度178m，41层，2006年建成钢管混凝土外框柱+钢板剪力墙核心筒天津津塔，主体高度330m，75层，2011年建成钢管混凝土斜交网络外框筒+钢筋混凝土核心筒广州珠江新城西塔；主体高度432m，103层，2009年建成深圳赛格格广场钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例广州合景景国际金金融广场场钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例天津津塔塔钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例广州珠江江新城西西塔钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例其他工程程厂房柱地铁站台柱送变电杆塔空间结构钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)工程实例例钢管混凝土拱桥构件脱空的问题Q1Text钢管混凝凝土结构构（ConcreteFilledSteelTube)应用中存存在的问问题Q2钢管混凝土浇灌质量的问题Q3钢管与混凝土的粘结问题钢管混凝凝土的优优越性要要靠钢管管和管内内混凝土土的牢固固结合形形成整体体共同受受力才能能体现，，这就需需要保证证管内的的混凝土土与钢管管内壁之之间能紧紧密接触触，但在在目前对对已建钢钢管混凝凝土的检检测过程程中均不不同程度度发现钢钢管与混混凝土之之间出现现了脱空空现象。。A1钢管混凝凝土拱桥桥构件脱脱空的问问题脱空产生生的原因因1.施工工过程中中产生的的脱空问问题泵送混凝凝土的质质量钢管混凝凝土的压压注时间间浇筑方向向控制不不当2.钢钢管混凝凝土养护护或者运运营阶段段产生脱脱空核心混凝凝土的收收缩与膨膨胀轴向压力力、温度度钢管混凝凝土拱桥桥脱空的的防治措措施1．从设设计指导导思想上上预防在设计时时不考虑虑钢管对对混凝土土的套箍箍作用，，也不考考虑钢与与核心混混凝土的的粘结，，而是将将钢管与与混凝土土看成两两个平行行的杆件件进行设设计和计计算。这这种方式式显然没没有充分分发挥钢钢管混凝凝土拱桥桥的优势势，从设设计上来来讲过于于保守。。钢管混凝凝土拱桥桥脱空的的防治措措施2．从施施工上来来预防为了防止止核心混混凝土在在泵送或或人工浇浇筑过程程中产生生空洞或或不密实实的现象象，目前前常用的的措施有有：(1)沿沿拱管管开排气气孔，预预湿润钢钢管壁，，预泵送送高标号号水泥净净浆润滑滑，采用用附着式式振捣器器振捣混混凝土；；(2)分分数个个舱段人人工喂料料浇筑并并预留插插孔，用用振捣棒棒振捣混混凝土；；(3)在在混凝凝土泵送送完成后后至混凝凝土初凝凝时间内内，在排排气管出出口用抽抽气设备备抽负压压，提高高混凝土土对钢管管内壁的的压力，，以利于于混凝土土泌水和和气体的的排出，，保证混混凝土在在对钢管管有一定定压力的的状态下下凝结。。(4)为为了防止止混凝土土因收缩缩而产生生脱空，，通常在在混凝土土中加入入膨胀剂剂。钢管混凝凝土拱桥桥脱空的的防治措措施3．已建建成钢管管混凝土土拱桥脱脱空的处处理(1)二二次灌灌浆法。。(2)外外加套套环法。。(3)横穿螺栓栓，阻止止混凝土土径向收收缩。(4)构构造措措施。如：在钢管内内壁设置置纵向加加劲肋和和横向法法兰圈加加强钢管管与核心心混凝土土之间的的粘结。。钢管混凝凝土浇灌灌序号浇筑方法原理优点缺点1立式手工浇捣法混凝土自钢管上口灌入，一次浇灌高度不宜大于2m。传统作业施工效率较低，质量受振捣操作人员影响，无保证；占用塔吊2高位抛+辅助性振捣法利用混凝土从高位顺钢管下落时产生的动能达到振实混凝土施工效率较高无振动无噪音占用塔吊，与钢结构吊装作业冲突3泵送顶升筑法在钢管接近地面或某楼层板处安装一个带闸门的进料管，直接与泵的输送管连接，由泵车将混凝土连续不断地自下而上灌入钢管。质量有保障，占用塔吊如结构高，则需要较高的泵送压力。需要在钢管壁上开洞，影响结构的外观质量，但可在装饰施工阶段进行弥补。A2泵送顶升升筑法①做好浇浇注前的的准备工工作，包包括混凝凝土压入入量的计计算、混混凝土输输送管的的布置及及输送管管与钢管管柱入口口的连接接装置,见下图：法兰连接盘与钢管柱预留孔焊接钢管壁上开预留孔止回闸筏埋入钢管内，开口位于钢管柱中心与输送管卡接②在柱上上部通过过检查孔孔将钢管管柱内表表面浇水水润湿。。③用0.5———1.0m3同配合比比的砂，，先行压压入泵管管湿润，，在柱入入口处拆拆管流入入预埋的的砂浆盆盆内，流流完后立立即恢复复连接，，即作泵泵压。④控制泵泵压入速速度和压压力，防防止压力力过大，，对钢柱柱产生破破坏，压压入要连连续进行行，安排排好搅拌拌车，采采用一台台车卸料料，另一一台等待待。⑤柱上端端安排专专人观察察压入混混凝土的的升高，，并与泵泵车操作作人员及及时联络络，防止止混凝土土压入超超量。⑥当混凝凝土砂浆浆从钢柱柱上部检检察孔溢溢出时，，立即停停止泵送送，并迅迅速将压压入装置置的阀门门关闭。。此装置置在混凝凝土压送送完毕1小时后后方可拆拆除。⑦混凝土土压送完完毕后，，及时回回收泵送送管道内内的混凝凝土。。。⑧当钢管管混凝土土终凝后后，关闭闭闸板阀阀，拆除除其外侧侧的泵管管。质量控制制钢管混凝凝土柱是是由钢管管和混凝凝土共同同作用的的受力构构件，要要求混凝凝土具有有很好的的填充性性能，确确保充满满钢管内内的每个个部位，，混凝土土要有良良好的流流动性、、体积稳稳定性，，加上钢钢管不象象木模板板一样有有一定的的吸水性性，所以以混凝土土还要有有良好的的保水性性能，不不得有离离析、泌泌水现象象。1.原理理：超声波在在传播过过程中遇遇到由各各种介质质缺陷形形成的界界面时会会改变传传播方向向和路径径,其能能量会在在缺陷处处引发衰衰减,造造成声时时、振幅幅、频率率变化。。对这些些变化进进行分析析,可实实现对钢钢管混凝凝土质量量的检测测。2.方法法：采用超声声波检测测钢管混混凝土质质量的主主要方法法有首波波声时法法、波形形识别法法和首波