《钢－混凝土组合结构》第6章型钢混凝土柱

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1、建筑工程学院《钢－混凝土组合结构》土木工程专业本科课程教学第6章型钢混凝土柱2013.10主讲：陈建锋1钢—混凝土组合柱的分类柱钢包混凝土—钢管混凝土混凝土包钢—型钢混凝土本章内容2从设计角度依据轴压柱：正截面计算仅一种方法，简单！偏压柱：对应2个规程，有2种方法！各有特点！第6章型钢混凝土柱3《钢－混凝土组合结构》—涉及的主要规范《钢结构设计规范》GB50017-2003《钢－混凝土组合结构》《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28：90—圆《矩形钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS159：2004—方梁板柱《型钢混凝土组合结构技术规程

2、》JGJ138-2001《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082-97《钢－混凝土组合结构设计规范》DL/T5085-1999《钢－混凝土组合结构楼盖设计与施工规程》YB9238-92《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082-2006CECS230-2008《高层建筑钢混凝土混合结构设计规程》型钢混凝土柱4型钢混凝土柱——设计内容设计内容轴压柱偏压柱正截面抗压（JGJ138-2001）（方法一）（YB9082-97）（方法二）（YB9082-2006）对应标准一个方法方法一（P139）斜截面抗剪方法二（P140）方法一（P121）方法二（P123）

3、正截面抗压斜截面抗剪同轴压柱5型钢混凝土柱是在混凝土柱中主要配置轧制或焊接的型钢。在配置实腹型钢的柱中还配有少量的纵向钢筋与箍筋。这些钢筋主要是为了约束混凝土，在计算中也参与受力，同时也是构造需要。型钢混凝土柱配置的型钢形式分为：实腹式型钢和空腹式型钢两大类。本章主要介绍第一类。由于型钢混凝土柱含钢率较高，整体的型钢比分散的钢筋刚度大得多，因此与同等截面的钢筋混凝土柱相比，型钢混凝土柱的承载力与刚度明显提高，具有良好的延性及耗能性能。§6.1概述6786.2.1型钢1.含钢率柱中受力型钢的含钢率不宜小于4%，柱中受力型钢的含钢率不宜大于10％。

4、工程上较合适的含钢率在5%～8％之间。2.型钢的形式、混凝土保护层厚度§6.2型钢混凝土柱的构造要求9JGJ138-2001规定：型钢的混凝土保护层厚度不宜小于120mm，主要是为了防止粘结劈裂破坏。101.型钢混凝土柱中的纵向受力钢筋宜采用HRB335、HRB400热轧钢筋。2.纵向钢筋的直径不应小于16mm，净距不宜小于60mm，钢筋与型钢之间的净间距不应小于40mm，以便混凝土的浇灌。3.型钢混凝土柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不宜小于0.8％，以使型钢能在混凝土、纵向钢筋和箍筋的约束下发挥其强度和塑性性能。6.2.2．纵向受力钢筋111.

5、型钢混凝土框架柱中的箍筋配置应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的规定。2.考虑地震作用组合的型钢混凝土框架柱，柱端加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.2.1规定采用3.柱箍筋加密区的箍筋最小体积配筋百分率应符合表6.2.2的要求矩形箍筋的体积配筋率可按下式计算：6.2.3．箍筋12螺旋箍筋体积配筋率按下式计算：4.柱箍筋加密区长度以外的箍筋，箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的一半，并且要求一、二级抗震等级，箍筋间距不应大于10d；三级抗震等级不宜大于15d，d为纵向钢筋直径。5.框架节点核心区的箍筋最小体积

6、配筋率：对于抗震等级为一级时，不宜小于0.6％；对于抗震等级为二级时，不宜小于0.5％；对于抗震等级为三级时，不宜小于0.4％。131.型钢混凝土柱的混凝土强度等级不应低于C30。2.对于抗震设防为9度、8度（7度和6度）时，混凝土强度等级不宜超过C60、C70、C80。6.2.5．截面形状和尺寸1.设防烈度为8度或9度的框架柱，宜采用正方形截面。2.型钢混凝土柱的长细比不宜大于30，即柱的计算长度与截面短边之比不宜大于30。6.2.4．混凝土强度等级146.3.1试验研究分析轴心受压柱按长细比不同分为短柱和长柱。我们以短柱为试验分析对象。型钢

7、混凝土短柱在轴心荷载作用下，在加荷初期，型钢与混凝土能较好地共同工作，混凝土、型钢和钢筋变形是协调的。随着荷载的增加，沿着柱纵向产生裂缝。荷载继续增加，纵向裂缝逐渐贯通，把柱分成若干小柱而发生劈裂破坏。在合理配筋情况下，型钢与纵向钢筋都能达到受压屈服。§6.3型钢混凝土轴心受压柱承载力计算15与普通钢筋混凝土柱不同的是，当加荷到破坏荷载的80％以上时，型钢与混凝土粘结滑移明显。因此，一般在沿型钢翼缘处均有明显的纵向裂缝。尽管在高应力时粘结滑移现象是明显存在的，但在轴心受压型钢混凝土柱的试验中发现，在合理配钢情况下，当柱达到最大荷载时，混凝土的应

8、力仍然能达到混凝土的轴心抗压强度。长柱的承载力低于相同条件下的短柱承载力，可采用型钢混凝土柱的稳定系数来考虑这一因素。该稳定系数值随着长细比的增大而减