钢管混凝土柱在水电站厂房结构中的应用

摘要

钢筋混凝土结构在水电站地面厂房结构中应用较为广泛，但由于柱的尺寸较大，在进行混凝土浇筑时必须对排架柱进行分层浇筑，且支模等施工工艺复杂，从而导致人员投入大、不能快速施工，导致施工工期长、费用高。随着钢管混凝土结构的优点逐渐显现，技术趋于成熟，其应用越来越广泛。某水电站主厂房初步设计方案中拟采用钢筋混凝土结构形式，但由于业主要求电站提前投产，导致工期较短，经多方论证，更改方案，采用矩形钢管混凝土柱结构形式。
　　 本文以该水电站厂房排架柱为对象，对钢管混凝土结构在水电站厂房的应用进行了研究，主要研究内容和结论如下:
　　 (1)系统分析目前钢管混凝土的基本理论及应用，包括钢管混凝土结构在跨河工程、桥梁工程、地下工程及高层建筑中的应用发展情况。
　　 (2)归纳评述国内现行三部相关规程，比较分析钢管混凝土力学计算条款。通过与日本学者实验情况对比，表明:根据各规程计算出各种受力情况下钢管及混凝土的设计数据相近。存在差异的主要原因是由于各规程对结构中钢管的套箍系数及轴压状态下稳定系数的设定存在区别。
　　 (3)水电站厂房设计方案研究，通过对厂房排架柱进行多工况有限元计算，计算结果表明:该水电站厂房设计方案完全满足应用需求，能抵抗八级地震。表明了钢管混凝土结构在工程应用中的可行性。
　　 (4)对排架柱应用的关键技术进行研究，包括具有良好泵送能力的混凝土配合比技术，相应施工质量检测技术。通过对该水电站施工质量进行了实例检测，分析评价实际工程施工质量。
　　 (5)对该水电站钢管混凝土排架柱施工进行组织设计，实际施工完成情况表明:钢管混凝土柱相比于钢筋混凝土柱，具有施工工期短、劳务人员节省、施工工艺简单等显著优点。
　　 待研问题:钢管与混凝土之间的粘结滑移问题、结构节点力学性能研究等。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 钢管混凝土的特点

1．2 钢管混凝土在工程实践中的应用

1．3 钢管混凝土结构的发展评述

1．3．1 材料性能

1．3．2 结构形式的变化

1．3．3 动力性能改进

1．3．4 施工技术

1．3．5 国外研究概况

1．3．6 国内研究概况

1．4 有待进一步研究的问题

1．5 本文研究内容和技术路线

1．5．1 主要研究内容

1．5．2 技术路线

第二章 钢管混凝土结构理论及规范比较研究

2．1 钢管混凝土结构的工作原理

2．2 钢管混凝土结构规范的比较分析

2．2．1 强度承载力计算方法

2．2．2 强度范围比较

2．2．3 含钢率范围比较

2．2．4 D／t(径厚比)或B／t(宽厚比)限值比较

2．2．5 钢管混凝土抗弯刚度比较

2．2．6 钢管混凝土长柱比较

2．2．7 N-M相关曲线比较

2．3 本章小结

第三章 某水电站钢管混凝土排架柱结构计算

3．1 工程概况

3．2 排架柱结构有限元建模

3．2．1 有限元程序

3．2．2 ANSYS程序分析流程

3．2．3 建模方法

3．2．4 模型单元类型

3．2．5 材料参数设定

3．2．6 网格划分

3．3 排架柱结构有限元计算

3．4 叠合柱振动特性分析

3．5 本章小结

第四章 水电站厂房排架柱关键技术及施工质量检测

4．1 基于混凝土泵送能力的配合比研究

4．1．1 概述

4．1．2 原材料要求

4．1．3 配合比设计要求

4．1．4 工艺要求

4．2 施工质量检查技术

4．2．1 超声波法检测钢管混凝土缺陷的基本原理与方法

4．2．2 超声波法检测钢管混凝土缺陷方法的注意事项

4．2．3 超声波法检测钢管混凝土缺陷检测形式及模型

4．3 超声波检测缺陷技术在该水电站中的应用

4．3．1 概述

4．3．2 检测结果分析

4．4 本章小结

第五章 某水电站厂房钢管混凝土排架柱施工组织设计

5．1 施工条件

5．1．1 工程简介

5．2 施工流程

5．3 施工平面布置

5．4 主要分项工程施工技术

5．4．1 施工放样

5．4．2 钢管混凝土排架柱施工

5．4．3 脚手架工程

5．5 施工进度计划

5．6 工程实施情况

5．7 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢