钢管混凝土叠合柱

摘要： 由于钢管混凝土叠合柱(ST-RC)具有良好的抗震性能和耐火性能,本文对矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾全过程(包括升温、降温阶段)下的热学性能进行了数值研究。利用Abaqus有限元分析软件建立矩形截面钢管混凝土叠合柱的热学分析模型,结合相关试验数据对模型的准确性进行验证,并对标准火灾升温、降温全过程下试件的温度场分布情况进行分析。结果表明:矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾升温下的温度场分布呈现双轴对称形态,外围混凝土厚度较大的长轴方向上构件内部测点的温度相对短轴方向更低;在火灾作用的全过程中,混凝土的温度变化存在滞后现象,使得试件受火表面之间距离越大的区域升温、降温的滞后时间也越长;在降温的最终时刻,截面温度场分布为内高外低形式,与升温结束时刻的温度场分布方式相反;与升温结束时刻相比,火灾后(历史最高温度)的温度场中混凝土材料达到劣化温度的区域面积更大,采用历史最高温状态的温度场进行火灾全过程中叠合柱结构相关力学性能的计算时更安全。

摘要： 华润温州老港区二期主塔楼为高300m的钢筋混凝土框架-核心筒结构,底部采用钢管混凝土叠合柱。项目位于临江高风压地区,高宽比接近7.5,抗风设计难度大。方案阶段通过风天平对比试验进行了外立面风荷载优化,减小了风荷载输入,使结构体系更加简洁高效。由于场地岩层较深,卵石层厚达70m,桩基设计中在当地较早采用了旋挖成孔和C50水下混凝土,改进了后注浆技术措施,通过多桩型试桩比选确定了最优桩基础方案,实现了经济性和承载力的合理平衡。因建筑方案存在单侧退台收进,故对塔楼的水平变形进行了研究,计算分析中考虑了竖向荷载、基础不均匀沉降和混凝土收缩徐变的影响。结果表明:对于超高层混凝土结构,收缩徐变是需要特别重视的技术环节,考虑基础沉降以后,配筋规律会发生变化。

摘要： 某超限高层酒店塔楼采用了框架-核心筒结构体系,大屋面结构高度为193.5m,属于B级高度超限高层建筑。以此超限高层建筑为研究对象,通过MIDAS Building软件对其进行动力弹塑性时程模拟,分析了罕遇地震下的结构响应、剪力墙的应变等级和框架的塑性铰分布,并对钢管混凝土叠合柱进行补充计算。结果表明,该超限高层建筑满足性能目标的要求。最后,针对结构局部薄弱处提出加强措施,为其他类似工程提供参考。

摘要： 在土建成本中,结构成本占据相当重要的比例,对复杂的高层以及超高层建筑,通过经济合理的结构优化设计,可以达到降低结构成本的目的。结构优化设计的关键核心在于方案阶段的结构体系选择。该文结合实际工程,提出180m超高层框架-核心筒结构体系的优化思路及步骤,并进行了技术经济性对比分析,对今后的工程设计和建设方判断方案的经济合理性具有参考价值,从而推动超高层建筑行业的进步和发展。

摘要： 某超限高层办公楼采用钢管混凝土叠合柱框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架结构体系。地处较高烈度区的Ⅳ类场地,存在高度超限、构件间断、承载力突变、局部穿层柱等不规则项,属于超限高层建筑。结构设计过程中进行了小震弹性分析和大震动力弹塑性分析,针对结构的薄弱部位采取了一系列有效的加强措施。采用基于性能的设计方法进行结构抗震设计,可以实现预期的D级抗震性能目标。同时还对框架柱的选型进行了比对分析,对外围框架柱与核心筒的竖向变形进行了施工模拟分析,对加强层伸臂桁架节点进行了有限元分析,分析结果表明:结构安全可靠,满足预设的性能目标。

摘要： 温州国鸿中心超高层塔楼地上71层、地下3层,建筑高度为356m,采用钢管混凝土叠合柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。为了提高整体结构刚度,通过比选结构加强层设置方案,确定了加强层数量、伸臂桁架及腰桁架的设置方案。采用基于性能的抗震设计方法,针对不同超限情况采取了相应的技术措施。对结构进行了弹性和弹塑性时程分析,结果表明,结构可满足预设的性能目标。最后介绍了考虑混凝土徐变收缩的施工模拟分析。

摘要： 建立了钢管混凝土叠合柱有限元模型,分析了火灾作用下叠合柱的偏压力学性能,进而利用该模型,系统地分析了火灾作用下叠合柱的力学性能,并进行参数分析,讨论了截面尺寸、构件长细比和截面含钢管率等参数对承载力折减系数的影响。结果显示,在火灾作用下,叠合柱表现出较好的塑性和稳定性,构件呈明显的整体失稳破坏模态;柱的偏压力学响应可以大致分为3个阶段,柱中的各部分存在内力重分布的现象;随着受火作用进行,柱截面受拉区域逐渐发展扩大,钢管与混凝土之间的相互作用力也逐渐变大;截面尺寸和构件长细比对火灾下叠合柱承载力影响较大。

摘要： 为了研究构造参数对钢管-超高延性纤维增强水泥基材料(engineered cementitious composites,ECC)混凝土叠合柱的轴压力学性能的影响规律,采用数值模拟方法对比分析了长细比、截面形式、钢管壁厚、纵筋直径以及配箍率对极限承载力、破坏模式和荷载-位移曲线的影响,研究不同参数的影响规律.研究结果表明:通常采用ECC混凝土替代外包普通混凝土能有效提高叠合柱的承载能力,同时能极大改善试件的延性;相同截面含钢率条件下,采用圆截面钢管的构件约束效应较好;钢管厚度与构件长细比是影响钢管-ECC混凝土叠合柱承载能力的重要参数;外包纵筋直径与箍筋间距变化对试件承载力具有提高作用;随着钢管厚度、纵筋直径的增加及构件长细比的减小,单轴荷载作用下叠合柱的承载力得到提高.

摘要： 钢管混凝土叠合柱属于组合结构,承载力好、柱截面尺寸小、经济性较好.首先对钢管混凝土叠合柱特点进行论述,然后分别从同期、非同期的角度具体分析了建筑工程钢管混凝土叠合柱施工方法,最后围绕工程案例展开论述,以期为类似工程提供参考.

摘要： 某超高层住宅建筑为68层,房屋高度为217.550m。通过对结构经济性、净使用面积、抗倾覆等分析,确定了该建筑的结构体系采用框架-核心筒结构。同时根据项目特点,通过对比不同类型竖向构件的经济性,选用了适合的竖向构件形式,即局部楼层核心筒外墙采用钢板或型钢混凝土墙,框架柱采用钢管混凝土叠合柱。针对建筑布置特殊性及规范限制,对核心筒外墙中部均匀布置型钢、核心筒角部开洞、钢管混凝土叠合柱正截面承载力等关键技术做了详细分析,保证了结构在大震下的安全性能。

摘要： 根据不同超高层建筑物结构,对结构更安全、经济更合理的设计与施工二次深化设计难点,针对钢牛腿和穿筋节点大样,进行施工应用分析,确保钢管混凝土叠合柱与砼梁节点的结构安全.

摘要： 火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构产生膨胀变形,由于框架梁、柱相互约束作用,不能自由膨胀变形,在框架结构中发生内力重分布,影响框架结构的耐火性能.建立钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架有限元模型,用现有相关试验数据对有限元模型进行对比验证.利用该有限元模型对钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构在荷载和ISO-834标准升温作用下框架结构内力重分布进行了分析,并进行柱火灾荷载比和梁火灾荷载比不同作用下框架结构内力重分布的参数分析.研究表明:框架结构特征截面处内力变化剧烈;柱火灾荷载比和梁火灾荷载比对框架结构内力重分布产生显著的影响,火灾作用下框架节点处梁端弯矩最大值约为常温值的3.8倍,应加强结构节点设计.

摘要： 本文介绍近20年来由我国自主创新的钢管混凝土叠合柱结构从概念形成到原理探讨,从理论和方法逐渐成熟,到编制《规程》,从辽宁到全国的工程应用及主要研究成果,展望进入“十二五”期间,钢管混凝土叠合柱的应用趋势.

摘要： 大连奥泰中心1#塔楼为一幢超高层建筑,采用钢管混凝土叠合柱作为结构主要的抗侧力构件.此类技术充分发挥构件承载能力高,耐火性能好等特点,达到了降低工程造价、增加建筑使用面积、提高结构抗震性能的目的,为钢管混凝土叠合柱的技术应用做了有益的尝试.

摘要： 本文在考虑反复荷载作用下混凝土材料的刚度损伤和恢复,以及钢材的包辛格效应的基础上建立了钢管混凝土叠合柱—钢筋混凝土梁节点在柱端恒定轴压力和梁端往复侧向力共同作用下的有限元分析模型.有限元模型考虑了几何非线性和材料非线性的影响,并合理考虑了节点核心区各组件之间的接触作用.采用有限元模型模拟了4榀组合节点试件的滞回试验,计算的破坏模态和荷载—位移滞回曲线均和试验结果吻合良好.利用有限元模型对节点受荷全过程的工作机理进行了细致分析,结果可为此类组合节点的工程抗震设计提供参考和依据.

摘要： 本文进行了方套圆形式的钢管混凝土叠合柱耐火性能的试验,试验结果表明,火灾过程中钢管混凝土叠合柱表现出良好的延性性能.对于荷栽比为0.35的叠合柱,其耐火极限为202分钟;荷载比为0.5的叠合柱,其耐火极限为158分钟.受火试验过程中未观察到明显的外围混凝土爆裂现象.本文对实测的叠合柱温度-时间关系和变形-时间全过程关系进行了分析,并与有限元模型计算结果进行了对比,结果表明,计算结果与试验结果吻合良好.研究结果表明,组成钢管混凝土叠合柱的核心钢管混凝土部件及其外围钢筋混凝土部件能够协调互补,共同工作,使得钢管混凝土叠合柱表现出良好的耐火性能.

摘要： 本文建立了钢管混凝土叠合柱火灾后抗震性能有限元模型,模型中考虑了火灾升降温阶段全过程、施加荷栽、材料的热膨胀、混凝土瞬态热应变和热徐变、钢材高温蠕变,以及往复荷栽作用下的混凝土性能退化等因素的影响.模型计算结果和有关试验结果进行了对比分析,结果表明,本文提出的有限元模型可以较好的模拟钢管混凝土叠合构件火灾温度场以及常温下抗震性能,为进一步深入研究该类构件在火灾后的滞回性能创造了条件.

摘要： 在合理考虑钢与混凝土之间的相互作用和选取正确的材料本构关系的基础上,建立钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架热-力耦合作用的有限元分析模型,并与现有相关试验数据进行对比,有限元分析结果与试验结果吻合良好;基于该有限元分析模型,对钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁平面框架在ISO-834标准火灾下的温度分布以及框架的工作机理进行分析,研究钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁平面框架在不同梁火灾荷载比下的变形规律和火灾作用过程中平面组合框架不同位置截面的内力变化.结果表明:钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架柱节点区的温度低于柱中部的温度,混凝土梁板对节点区柱截面温度分布有保护作用;不同梁火灾荷载比下,钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架均因梁跨中挠度变形速率过大而发生破坏,框架达到耐火极限,且随着梁火灾荷载比的增加,框架耐火极限减小;在火灾作用下,叠合柱中核心钢管混凝土承担大部分轴力.

摘要： 电厂汽机房的空间结构不规则,根据工程设计需要,其柱结构在承载力、抗震、抗火设计等方面有其特殊的要求.钢管混凝土叠合柱充分利用钢和混凝土两种材料的特点及其组合作用,结合钢筋混凝土梁形成钢管混凝土叠合结构,可以更好地满足上述需求.本文给出了钢管混凝土叠合结构的设计原则,并对比钢筋混凝土结构、钢结构和钢管混凝土叠合结构的特点.结合某实际工程,从轴压比等角度出发,分析了钢管混凝土叠合柱在电厂汽机房结构中的适用性.

摘要： 大连海创国际产业大厦为一栋三十五层的综合办公楼,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.文章介绍了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关的抗震措施,采用SATWE和MIDAS BUILDING软件进行了小震、中震作用下的的弹性计算及大震作用下的动力弹塑性分析计算.此外,还阐述了铜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.

摘要： 本申请公开了一种叠合柱钢管柱芯混凝土浇筑的施工方法和叠合柱钢管柱。包括：在钢管柱侧壁开设与泵管配合的浇捣孔，且浇捣孔的位置高于上层楼板；安装钢管柱并搭建上层楼板，在上层楼板上将泵管插入所述浇捣孔，泵送混凝土浇筑下层钢管柱芯。本申请还公开了一种叠合柱钢管柱。本申请工人可在楼板上作业，从根源上规避了高空作业、塔吊夜间高空吊运料斗的风险，并减小大风天气对项目施工进度的影响，加快了施工进度；同时开设浇捣孔后，实现了钢管柱芯混凝土与墙柱、楼板混凝土同时同层浇筑。柱芯混凝土不必采用成本相对较高的高抛免振混凝土，既保证了施工质量，也降低了成本。

摘要： 本申请公开了一种叠合柱钢管柱芯混凝土浇筑的施工方法和叠合柱钢管柱。包括：在钢管柱侧壁开设与泵管配合的浇捣孔，且浇捣孔的位置高于上层楼板；安装钢管柱并搭建上层楼板，在上层楼板上将泵管插入所述浇捣孔，泵送混凝土浇筑下层钢管柱芯。本申请还公开了一种叠合柱钢管柱。本申请工人可在楼板上作业，从根源上规避了高空作业、塔吊夜间高空吊运料斗的风险，并减小大风天气对项目施工进度的影响，加快了施工进度；同时开设浇捣孔后，实现了钢管柱芯混凝土与墙柱、楼板混凝土同时同层浇筑。柱芯混凝土不必采用成本相对较高的高抛免振混凝土，既保证了施工质量，也降低了成本。

摘要： 本申请公开了一种叠合柱钢管柱芯混凝土浇筑的施工方法和叠合柱钢管柱。包括：在钢管柱侧壁开设与泵管配合的浇捣孔，且浇捣孔的位置高于上层楼板；安装钢管柱并搭建上层楼板，在上层楼板上将泵管插入所述浇捣孔，泵送混凝土浇筑下层钢管柱芯。本申请还公开了一种叠合柱钢管柱。本申请工人可在楼板上作业，从根源上规避了高空作业、塔吊夜间高空吊运料斗的风险，并减小大风天气对项目施工进度的影响，加快了施工进度；同时开设浇捣孔后，实现了钢管柱芯混凝土与墙柱、楼板混凝土同时同层浇筑。柱芯混凝土不必采用成本相对较高的高抛免振混凝土，既保证了施工质量，也降低了成本。

摘要： 本申请公开了一种叠合柱钢管柱芯混凝土浇筑的施工方法和叠合柱钢管柱。包括：在钢管柱侧壁开设与泵管配合的浇捣孔，且浇捣孔的位置高于上层楼板；安装钢管柱并搭建上层楼板，在上层楼板上将泵管插入所述浇捣孔，泵送混凝土浇筑下层钢管柱芯。本申请还公开了一种叠合柱钢管柱。本申请工人可在楼板上作业，从根源上规避了高空作业、塔吊夜间高空吊运料斗的风险，并减小大风天气对项目施工进度的影响，加快了施工进度；同时开设浇捣孔后，实现了钢管柱芯混凝土与墙柱、楼板混凝土同时同层浇筑。柱芯混凝土不必采用成本相对较高的高抛免振混凝土，既保证了施工质量，也降低了成本。

摘要： 本实用新型涉及一种外包超高性能混凝土等边三肢柱钢管混凝土叠合式格构柱，包括三根呈等边三角形分布的柱肢和连接在任意两根柱肢之间的超高性能钢筋混凝土板，柱肢包括钢管混凝土柱和包覆在钢管混凝土柱外周部的外包超高性能混凝土层，钢管混凝土柱包括钢管和位于钢管内部的管内混凝土；超高性能混凝土板包括节点块、缀管和填充超高性能混凝土层，缀管沿钢管的轴向间距布置若干，缀管的两端通过节点块与相邻的钢管相连接。本实用新型结构合理，不仅承载力和刚度得到明显提高，进而可显著地减小结构截面及减轻结构自重，而且将超高性能混凝土的优越性能用于钢管混凝土叠合式格构柱的外包层，显著提升结构的抗风沙能力，延长结构的使用寿命。

摘要： 本实用新型公开了一种内藏芯柱外包FRP布的钢管再生混凝土叠合柱，包括钢管，钢管外侧包裹FRP布，钢管内设有FRP管，钢管与FRP管之间浇筑再生混凝土，FRP管内浇筑高强混凝土，在FRP管内浇筑高强度混凝土形成芯柱，提高了构件的承载力，而且能够防止钢管过早屈曲。再生混凝土受到钢管和芯柱的双侧约束，处于三向受压状态，改善了再生混凝土力学性能。钢管外侧包裹FRP布，充分发挥了FRP布的环向约束作用，提高了套箍效应，还能对钢管起到保护作用，提高了构件的耐久性。包裹FRP布和芯柱能有效防止钢管再生混凝土柱易发生屈曲失稳的问题；另外，钢管替代钢筋笼，节约钢材，方便施工。本实用新型叠合柱具有承载力高、抗震性能好及节能环保的优点。

摘要： 本发明公开了内置多钢管的装配式钢管混凝土叠合柱‑梁结构体系，中心大直径内钢管通过低屈服点钢与周边小直径内钢管相连组成预制内钢管，预制内置多钢管上开有流浆孔，且预制内置多钢管在柱高的1/2～2/3处通过内管套管用单边螺栓连接。外钢管在梁柱节点处通过法兰盘与外管连接管用高强螺栓连接，外管连接管在连接外钢管的同时，其也根据梁的尺寸预制成梁的高度，且有外伸梁端，以方便通过腹板连接板和翼缘连接板与梁连接。本发明在外钢管放置预制内置多钢管，既增加结构的承载能力又通过低屈服点钢连接件和流浆孔提高了其耗能性能；预制内置多钢管的连接、外钢管的连接以及梁柱的连接均通过装配式的螺栓连接，提高了施工效率并缩短了施工工期。

摘要： 本发明公开了一种钢管混凝土叠合柱与钢筋混凝土梁的组合结构，包括叠合柱和混凝土梁钢筋，所述叠合柱的外表面均匀设置有若干栓钉，所述叠合柱的外侧设置有多块主筋定位板，所述主筋定位板与所述叠合柱表面垂直，且该主筋定位板与所述叠合柱的长度方向相互垂直，所述混凝土梁钢筋的端部与所述叠合柱焊接固定。有益效果在于：通过采用水平方向布置的主筋定位板，较现有的竖肋，在焊接混凝土梁钢筋时可承载其端部，从而方便焊接操作，提高焊接加工效率；通过在主筋定位板上对竖向受力钢筋定位，可大大提高制作钢筋笼的竖向受力钢筋的安装固定和定位效率，方便钢筋笼的架设，提高钢筋笼的施工效率，且钢筋笼的位置偏差更小，稳定性更好。

摘要： 本实用新型涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种小截面钢管混凝土叠合柱大截面钢结构柱转换结构。小截面钢管混凝土叠合柱大截面钢结构柱转换结构包括安装座、定位组件、驱动机构和支撑组件，安装座的顶部设有安装槽，四组结构相同且用于对钢柱进行固定的定位组件分别安装在安装座的四组侧壁上，安装座的底部固定安装有盒体，盒体的内部安装有用于带动定位组件移动的驱动机构。本实用新型提供的小截面钢管混凝土叠合柱大截面钢结构柱转换结构具有方便对不同粗细的钢结构柱进行更换固定，不需要因为钢结构柱粗细不一而更换不同大小的安装结构，不仅节省时间还节省材料的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种方钢管混凝土叠合柱和钢筋混凝土梁的连接节点，方钢管混凝土叠合柱包括内部填充且外部包裹混凝土的方钢管柱、分布在方钢管柱四周外侧壁上的栓钉，钢筋混凝土梁包括位于上下层的纵向受力筋、位于中间的纵向构造腰筋、箍筋，上下层的纵向受力筋均设有上下两排，方钢管柱的外侧壁上焊接有用于对接上层上排纵向受力筋的钢筋接驳器、用于焊接上层下排纵向受力筋的横向连接板、用于对接纵向构造腰筋的钢筋接驳器、用于对接下层上排纵向受力筋的钢筋接驳器、用于焊接下层下排纵向受力筋的横向连接板，横向连接板上设有用于箍筋穿过的通过孔。该节点去掉了钢筋混凝土环梁，施工简便，不需要在方钢管柱的管壁上开孔，受力良好。