钢-混凝土组合结构设计理论和应用

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1、钢-混凝土组合结构设计理论和应用　　摘要：本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题，并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。关键词：钢-混凝土组合结构；设计；应用；节点设计Abstract:inthispaper,thesteel-concretecompositestructureandelaboratesthedesignbasicrequirements,specificanalysisfromtheoreticalaspectsinthedesignofth

2、esteel-concretecompositestructurespecialneedtopayattentiontotheproblem,takingaprojectasanexamplefromthenodedesignAnglediscussestheapplicationofsteel-concretecompositestructuredesign.Keywords:steel-concretecompositestructure;Design;Applications;Nodedesign中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：2095-2

3、104(2013)一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 14由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体，共同受力、协调变形的结构，称其为组合结构。钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架，与混凝土形成一体的结构，是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。这种组合结构体系，主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。由于这种组合结构能够充分发挥钢与混凝土两种材料各自的优势，且具有节约钢材、提高混凝土利用系数、降低造价、承载

4、力高、刚度和延性大、抗震性能好、施工方便等优点，得到了迅速推广与应用。许多国家制定了相应的技术标准，虽然我国对钢-混凝土组合结构的研究和应用起步较晚，但在广大科技工作者的努力下，无论是理论研究还是应用实践都取得了辉煌的成绩。近年来的应用实践表明，该类结构将成为我国结构体系的重要发展方向之一。结构设计的目的是保证结构安全适用,经济合理,其中安全适用最为重要。具体要求有以下3个方面: 1、安全性。要求结构能承受正常使用、正常施工时可能出现的各种作用。在出现预定的偶然作用时,主体结构仍保持稳定。如:直接作用在结构上荷载和温度变化、支座沉陷、地震作用、撞击等

5、偶然事件,在发生时和发生后, 结构仍保持整体稳定性。 142、适用性。要求结构在正常作用时具有良好的工作性能。如不发生过大的变形而影响正常使用, 不出现过大的变形和过宽的裂缝。裂缝宽度不超过允许值。 3、耐久性。要求结构在正常维护下具有足够的耐久性能。如设计的结构必须满足结构的使用时间。安全性、适用性及耐久性,统称为结构的可靠性,也称为结构最基本的功能要求。在结构设计中,一定要学会正确处理结构的可靠性和经济性之间的矛盾,使结构设计既安全可靠又经济合。二、结构计算问题（一）计算简图的处理14结构计算中，计算简图选取的正确与

6、否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础粱仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1／12～1／18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10％作为拉力来计算。但是，当基础埋深过大时，为了减少底层的计算高度和底层的位移，设计者往往在±0．000以下的某个适当位置设置基础拉梁。此时，基础拉梁应作为一层输入，底层计算高度应取基础顶面至

7、基础拉梁顶面的高度，二层计算高度应取基础拉梁顶面至一层楼板顶面的高度。拉梁层无楼板，应开洞处理，并采用总刚分析方法进行计算。基础拉梁截面及配筋按实际计算结果采用。若因此造成底层框架柱形成短柱，应采取构造措施予以加强。另一个需要注意的是，当框架结构的电梯井道采用钢筋混凝土井壁时(设计时应尽量避免)，计算简图一定要按实际情况输入，否则可能会造成顶部框架柱设计不安全。（二）结构计算参数的选取1、结构周期折减系数框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震作用效应偏小，使结构偏于不安全，因而对结构的计算周期进行折减是必

8、要的。折减系数可根据填充墙的材料及数量