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辽宁35选7开奖72期:淺談鋼管混凝土結構工程使用現狀

來源:原創論文網 添加時間:2019-05-20

辽宁35选7图表 www.bfptp.com   摘要:在本文中主要討論了鋼管混凝土 (CFST) 方向上的科研和工程應用等方面的發展概況, 也闡述了未來對于鋼管混凝土研究的重點。

  關鍵詞:鋼管混凝土; 高強度混凝土; 抗震性能; 尺寸效應; 耐火性能;

工程結構論文

  鋼管混凝土是一種將鋼管和混凝土兩種材料結合的一種組合結構, 使將混凝土填充在鋼管內形成的一種組合形式, 鋼管混凝土一般依據方形橫截面, 圓形橫截面以及多邊形橫截面分為方, 圓及多邊形混凝土, 鋼管混凝土構件是通過將兩種工程中常用的材料組合后而產生共同作用, 即組合效應, 其主要表現為外部鋼管對核心混凝土產生的約束效應, 充分發揮兩者各自的優點, 不僅能大大改善混凝土的塑性和韌性, 并且還對鋼管發生局部屈曲的現象產生限制, 所以鋼管混凝土具有承載力高, 韌性好, 塑性好, 施工相較于鋼筋混凝土更加方便, 也更節省材料。

  在過去的幾十年里, 世界各國研究者們對采用低強度等級鋼材和混凝土的鋼管混凝土構件進行了大量的研究, 主要是鋼管混凝土構件在軸心受壓, 偏心受壓, 抗扭, 抗剪以及動載作用下的力學性能的分析, 取得了豐富的結果。。

  最近幾年, 對鋼管混凝土的研究不管是在科研方面還是工程應用方面均取得了重大的進展。在科研方面, 各國研究員們對鋼管眼混凝土構件的力學性能以及鋼管混凝土的尺寸效應進行了大量的研究, 并取得了許多有實際意義的研究成果, 在工程運用方面, 鋼管混凝土已經在高層以及超高層建筑, 橋梁結構以及部分大跨度結構當中被廣泛的應用。

  1 鋼管混凝土新研究進度

  1.1 填充高強度混凝土的鋼管混凝土性能的研究

  高強混凝土, 即強度等級為C60及以上的混凝土, 在過去這幾年來一直都是世界各國科研工作者工作的重點, 該混凝土的優點為強度很高, 可以節約水泥材料, 降低構件的尺寸, 減輕自重, 所以非常適用于承受荷載很大的結構, 例如各種高, 超高層建筑, 地下建筑以及大跨度結構。同時, 高強混凝土的缺點也明顯, 延性較差, 脆性較大, 在安全要求較高的建筑中, 通常由脆性進行破壞控制, 以致其可靠性大大降低, 如果利用鋼管優異的延性與柔性, 將高強度混凝土灌入鋼管中, 通過兩種材料的組合, 利用鋼管優異的延性, 混凝土卓越的承載性能以及外鋼管對混凝土的套箍作用, 提高了整體的延性以及承載性能, 不僅如此, 由于鋼管同時也具有優異的抗剪, 抗扭性能, 將鋼管和混凝土相組合, 就可以有效的克服高強混凝土脆性大延性差的弱點。鋼管混凝土相對于純鋼結構, 在同時, 滿足工程承載能力的要求的情況下, 可以減少約50%的鋼材需求, 減少了材料成本, 而普通鋼筋混凝土結構相比, 減少了約50%的混凝土需求, 同時因為混凝土用量減少, 結構重量也相應的大大降低, 并且在施工過程中, 省去了支模的過程, 降低了施工成本。如果在鋼管內填入高強度混凝土而構成的鋼管混凝土, 相比于普通鋼管混凝土又可以減少約10%的混凝土用量, 同時自重相比普通鋼管混凝土也更加輕, 可以顯著降低成本, 提高經濟效益。高強度的鋼管混凝土構件以及結構的發展對于未來越來越多的高層以及超高層結構, 橋梁結構, 地下工程等產生重大影響。

  近幾年來, 國內外學者對填充高強混凝土的鋼管混凝土結構的力學性能進行了大量的研究并取得了豐碩的成果, 結果表明, 填充高強混凝土的鋼管混凝土的力學性能與普通的鋼管混凝土有所不同, 不能直接采用現有的施工方法, 需要進行適當的改進。

  1.2 鋼管混凝土短柱尺寸效應的研究

  因為混凝土在施工過程不可避免的會在內部殘留有裂紋缺陷, 影響混凝土材料的性能, 并且隨著截面尺寸的增加, 微裂縫缺陷的數量也隨著增多, 因此在同材料混凝土構成的混凝土結構中, 增大截面尺寸, 會導致混凝土構件的單位承載力隨之降低, 這種現象被大家稱為混凝土的尺寸效應, 這種現象在大體積混凝土中廣泛存在, 該效應在在鋼管混凝土中也不可避免的存在。

  因為大尺寸鋼管混凝土短柱構件制作費事費力, 且試驗器具要求較高, 所以現階段主要是采取實際試驗與數值模擬分析結合的方法, 在鋼管混凝土尺寸效應的研究中, 需要考慮的影響因素主要有:含鋼率, 套箍系數, 截面形式等, 現階段實際試驗主要都是直徑或邊長小于500mm, 大尺寸現階段進行的較少, 主要是通過利用ABAQUS進行數值模擬分析, 在現階段已經進行的試驗當中, 得出含鋼率, 拉筋配置對于鋼管混凝土的尺寸效應具有緩解作用。如果在大尺寸鋼管混凝土構件的力學性能和尺寸效應能夠取得突破, 那對于大尺寸大跨度結構, 超高層建筑結構等領域都會產生及其重大的影響。

  2 鋼管混凝土工程運用現狀

  在工業廠房, 鍋爐構架, 各類電塔, 碼頭結構, 地下工程結構以及各類支架結構如高壓輸電塔中鋼管混凝土均有廣泛運用, 在我國, 隨著大家對鋼管混凝土優異性能的認知越來越廣泛, 鋼管混凝土在工程結構中也運用的越來越頻繁。

  因為鋼管混凝土的種種優點, 該結構對于大跨度結構, 橋梁尤為適用, 且因為其優異的抗震性能, 適用于地震多發處。這幾年來, 鋼管混凝土在以上領域的建設中取得了很大的進展。

  2.1 鋼管混凝土在橋梁結構中的應用

  在橋梁結構中使用鋼管混凝土, 對于現階段橋梁設計和施工所要求的高強度材料, 無支架施工以及輕量化有著顯著的推動作用。使用鋼管混凝土的橋梁結構一般分為兩種:a.在將鋼管混凝土作為主要受力結構的同時也作為橋梁的骨架;b.先將鋼管作為施工時的骨架, 之后再在鋼管內部灌注混凝土從而與外部的混凝土連接為共同的斷面。

  2.2 鋼管混凝土在高層和超高層結構中的應用

  將鋼管混凝土用于高層和超高層柱的結構具有如下優勢:a.相比于混凝土結構來說, 降低了橫截面積, 即降低了自重和材料成本。b.抗震性能比一般鋼混結構優異, 因為相比與鋼筋混凝土結構, 因為外部鋼管的存在, 大大增加了結構的延性, 于是抗震性能得到了有效的提高。c.相比于純鋼結構來說, 耐火性能大大提升。d.在施工過程方面選擇更加靈活, 逆作法以及半逆作法均可實現。

  鋼管混凝土結構的建筑已經遍布全國各個區域, 例如北京的世界金融中心大廈, 廣州的新中國大廈, 傷害的陸海工程等。深圳的賽格廣場為中國典型的鋼管混凝土高層結構, 該大廈共70層, 地上商用部分的高度為278.8, 該建筑的柱結構以及抗側力體系的內筒采取了鋼管混凝土柱。

  3 現階段鋼管混凝土的主要研究方向

  3.1 鋼管混凝土的耐火性能

  目前國內外對火災后結構損傷的研究主要集中在混凝土結構和鋼結構上, 對于鋼管混凝土結構的研究好比較少。因為鋼材有一個比較明顯的缺點就是耐火性差, 而混凝土則具有極好的耐火性, 將兩者組合在一起, 使鋼管和混凝土之間相互作用, 協同互補, 能使其耐火性得到很大的提升。

  3.2 鋼管混凝土抗震性能

  現在對于鋼管混凝土抗震性能的研究主要還停留在單獨的構件范圍內, 對鋼管混凝土梁柱構件通過節點而組成的較為復雜的框架結構的抗震性能專項的研究還比較罕見, 相信在以后的研究中, 大家會逐漸重視并且更多的進行對這方面的研究, 從而得出結論為實際的工程建設提供依據。

  4 結論

  在世界范圍內, 近幾十年來鋼管混凝土的研究都有了巨大的進展, 與此同時各國也相繼出臺了鋼管混凝土結構的設計規范, 如歐洲的Eurocode4, 日本的AIJ, 美國的AISC以及國內韓林海公式等。雖然鋼管混凝土結構有著數十年的發展歷史, 但是與生活中隨處可見的鋼筋混凝土結構和鋼結構相比, 鋼管混凝土無疑是一種年輕的結構。但是隨著人們對鋼管混凝土優異的各項性能逐步認知, 鋼管混凝土吸引了越來越多的科研人員投入到該結構中的研究中來, 隨著科學研究的愈加深入和完善, 在以后的生活中, 鋼管混凝土將越來越頻繁的出現在大家的視野中。

  參考文獻
  [1]韓林海.火災作用下高層建筑關鍵構件和節點的損傷機制與防護[J].科技創新導報, 2016, 13 (29) :185.
  [2]朱海清, 張謝東, 李營, 張行.鋼管混凝土梁柱新型連接節點抗震性能試驗[J].哈爾濱工業大學學報, 2017, 49 (9) :70-78.
  [3]楊勇, 龔志超, 鄧輝, 張林, 吳波, 趙登攀.鋼管混凝土十字形截面柱耐火性能試驗研究[J].建筑結構學報, 2017, 38 (12) :88-96.

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