钢管高强混凝土框架抗震性能的试验-研究

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1、第一章绪论采用了圆钢管混凝土柱。由于承载力高，柱截面比钢筋混凝土柱小很多，增加了有效使用空间，取得了良好的经济效果。随后北京地铁2号线(环线)工程中的全部站台柱均采用了钢管混凝土柱。在这一阶段，国内各有关部门开始应用和推广这种结构，包括单层和多层工业厂房、锅炉和高炉构架以及送变电构架等。应用较多的是冶金工业、电力工业、造船工业及一些机械制造工业。例如首钢、鞍钢、本钢、包钢、宝钢和天钢等，许多重型工业厂房柱和高炉构架柱都采用了钢管混凝土柱，用以代替传统的钢柱。很多造船工业中的船体装配车间也采用了钢管混凝土柱，如大连造船厂、武昌造船厂、极阳造船厂、芜湖造船厂和沪东造船厂等。在电力工业

2、中，主要是在锅炉构架和送变电构架中采用钢管混凝土替代常用的钢结构。此外，在各地水泥厂的窑尾多层框架以及铝厂的多层框架中也都采用了钢管混凝土结构。据不完全统计，这一阶段在全国采用钢管混凝土的已建工程总数超过200个，都取得了明显的经济效益。1.2.2.2发展提高阶段(80年代中期至今)在前一阶段推广应用的基础上，从80年代中期开始，钢管混凝土结构在我国的应用和研究进入了发展和提高阶段。在科学研究方面取得了一些创新的成果，而在工程应用方面步入了高层建筑和公路与城市拱桥领域，而且发展十分迅速，建成了一些世界最大最高的采用钢管馄凝土结构的工程。采用钢管混凝土的高层建筑己超出30座，采用钢

3、管混凝土的拱桥则有二、三百座之多，成绩显著，目前还在继续发展中。.高层和超高层建筑钢管混凝土在高层建筑中的应用，由开始时的局部柱子采用到大部分柱子采用，再到全部柱子采用，这一发展过程仅十几年的时间。这种工程主要集中在福建省、广州、深圳和天津。其他如北京、重庆等地也有一些工程。采用钢管混凝土的最高建筑是1999年建成的深圳赛格广场大厦(地上72层，高291.6m)。这是我国自行投资、设计、全部采用国产钢材、自行加工和施工的第一个采用钢管混凝土的世界最高建筑物。其裙房部分采用框剪结构体系，塔楼部分采用框筒结构体系。框架4第一章绪论采用钢管混凝土柱、钢梁和压型钢板组合楼盖，内筒由28根

4、钢管混凝土密排柱组成21.3mX21.3m的方形抗侧力筒，因而为采用全逆作法施工创造了条件。受力最大柱的轴心压力达9000kN以上，采用钢管混凝土柱，截面为。1600X28,Q345钢材，内填C60混凝土。若将其设计成钢筋混凝土柱，则截面将达2.4mX2.2m.2.公路和城市拱桥钢管混凝土在拱桥中的应用发展十分迅速。1991年建成的四川省旺苍县东河大桥是我国采用钢管混凝土的第一座公路拱桥，跨度115m，拱肋由上下两根钢管小280OX10组成哑铃形，内填C30凝土，Q235钢材。此后，在不到10年时间内，全国各地大量地建成了采用钢管混凝土的大跨拱桥。如广东省南海县三山西桥(1995

5、)、浙江省新安江望江大桥(1993)长江三峡工程三座公路拱桥—黄柏河大桥、下牢溪大桥和莲沱大桥(1998)、广西三岸O,江大桥‘1998)。1.3钢管混凝土结构研究现状与成果1.3.1钢管混凝土结构的静力性能研究以往学者对钢管混凝土构件的静力性能进行了大量研究，并提出了计算公式。这类研究按照构件受力状态可分为轴压构件、纯弯曲构件和压弯(包括偏压)构件，限于本文的篇幅，下面以轴压构件为例介绍一下目前的研究状况。对钢管混凝土轴心受压短试件强度承载力的计算方法可归纳为两类:一类是确定极限承载力;另一类是确定进入塑性工作阶段的承载力。确定极限荷载的基本概念是:钢管对核心混凝土提供了约束，

6、使混凝土三向受压，从而提高了承载力，达到极限承载力时，钢管纵向应力为零，环向应力达到屈服点，因而约束效应最大。然而，不少研究者通过试验观察到试件在达到极限状态时，钢管纵向应力并未降为零，环向应力也未达到单向受拉时的屈服点。近年来，国内外很多研究者放弃了求极限荷载的方法，转而采用以钢管发展塑J胜，混凝土达极限为钢管混凝土轴心受压时的极限状态。该类方法又分为考虑钢管约束效应和不考虑，当然前者较为合理。该方法的关键是如何确定进入塑性阶段时第一章绪论钢管的纵向应力。不同的研究者采用了不同的理论，如塑性理论、八面体理论，最大剪应力理论，莫尔强度理论，所得结果大体相同。还有以限制纵向变形来确

7、定轴压承载力，如对于圆钢管混凝土，美国规范AC1319-89定义混凝土纵向应变为3000协￡时相应的承载力为强度承载力。对于并无明显屈服阶段的构件，以变形达某一值为极限状态时合理可行的。对钢管混凝土轴心受压时临界力的计算方法可归纳为如下几种:1.应用欧拉公式确定承载力。认为构件的临界力是钢管和混凝土的欧拉临界力之和，表达式为:Nc，=;r2(E,I,+E