基于型钢混凝土结构与大跨钢结构组合应用分析.pdf

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1、基于型钢混凝土结构与大跨钢结构组合应用分析■袁毅【摘要】近年来，随着建筑行业的发展，建筑工程施工时所面临的受力性能要求、抗震性能要求等越来越高。为了充分满足建筑要求，并保证施工质量，越来越多的建筑施工中组合应用了型钢混凝土结构与大跨钢结构。本文在介绍型钢混凝土结构特点的基础上，以具体的工程为案例，分析了型钢混凝土结构与大跨钢结构组合应用的方法。【关键词】型钢混凝土结构大跨钢结构组合应用现阶段，建筑工程施工时如采用单独的钢结构或混凝土结构，存在工程要求无法被有效满足的问题，因此，实际旋工过程中，多采取组合的形式应用，组合的结构类型至少2种。组合不同的结构形式与简单

2、叠加并不相同，而是要科学的计算、分析每种结构形式的优缺点，组合后的受力性能等，从中选择出最佳组合形式，即满足工程要求，又具备经济、安全等特点。一、型钢混凝土结构特点概述所谓型钢混凝土结构，是指在钢筋混凝土中埋入型钢，属于新型的独立的结构形式。型钢混凝土结构的特点主要体现在4个方面：受力合理，充分利用材料：混凝土与钢材均具有良好的抗压性能，而且钢材的抗拉性能也比较好，充分利用这二种物品性能的基础上，形成型钢混凝土结构，共同受力，提升受力的合理性；具有良好的稳定性、抗风抗震性：型钢会受到外包混凝土强力的约束，避免局部弯曲的发生，整体上看，将型钢骨架的刚度、抗扭能力增

3、强，与钢筋混凝土结构相比，型钢混凝土结构的延性与耗能性能更加，促使结构的抗震性能、抗风性能提升；综合经济效益高：制造型钢混凝土结构时，所需的钢材大致为全钢结构的2／3左右，促进造价的降低，同时，有效的避免了全钢结构存在的弱点，如易锈蚀、防火性能低等，使结构的综合经济效益提升；便于施工，缩短施工周期：施工过程中，多个上层施工荷载可以由型钢骨架承担，同时，操作下层混凝土浇筑时，也可以利用型钢骨架作为平台，便于施工的开展，而且即使混凝土强度尚未达到要求，上层施工也可以继续，促进施工周期缩短。二、型钢混凝土结构与大跨钢结构组合应用分析1．工程简介本文在分析组合应用型钢混

4、凝土结构与大跨钢结构方法时，选取的工程实例为某学校的文化活动中心，共2层，高度14m，第1层为餐饮中心，为师生提供饮食、饮料等，第2层为文化活动中心，主要举办篮球比赛等活动。该工程采用桩基础作为基础的结构形式，7度抗震防裂，设计时，以0．1g作为基本的地震加速度，场地特征周期0．4S。由于第2层用途较为特殊，再加上层高，竖向与水平方向上采用的承载荷载的构件为型钢混凝土柱，顶部钢梁利用钢结构，利用螺栓连接型钢和钢梁，并进行适当的焊接，以使结构稳定性满足要求。2．建立计算模型建立和计算结构模型时，利用PKPM软件，具体使用的模块包含两个，一个为钢结构一框架模块，一个

5、为结构一SATWE模块。为使计算分析工作简便的开展，并且对第2层中间存在的夹层做出充分的考虑后，建立的模型共包含3层，具体每层中包含的部分见图1。锋翁溉凝上牲_冬】l建筑物模型3汁算结果及分析(1)地震力计算地震力时，共设计了两种条件，一种为仅考虑水平方向地震作用，一种为仅考虑竖向地震作用，经结算，结果显示：①仅考虑水平方向地震作用时，1层地震反应力为608．7kN、楼层剪力为1i58．9kN、剪重比为2．9％、弯矩为13258．9kN／m，2层地震反应力为365．8kN、楼层剪力为840．2kN、剪重比为4．1％、弯矩为6874．8kN／m，3层地震反应力为5

6、84．7kN、楼层剪力为584．7kN、剪重比为5．6％、弯矩为2985．9kN／m。②仅考虑竖向地震作用时，1、2、3层的地震反应力分别为843．7kN、552．9kN、782．5l(N，楼层剪力分别为1398．8kN、1089．7kN、782．5l(N，剪重比分别为3。5％、5．5％、7．6％，弯矩分别为16555．7kN／m、8945．7kN／m、3999．6kN／m。通过以上数据可知，地震作用下，最大的剪力及弯矩均发生在楼底层，剪重比也处于规范范围内。(2)位移在水平方向偶然偏心地震作用下，最大位移出074现在楼层中，而竖向双向地震作用下，最大位移也出现

7、在楼层中，这其中，与地震作用相比，风荷载作用比较小，因此分析位移时未将其作为考虑因素。经计算，在水平方向上，l、2、3层最大层间位移分别为3．7mm、4．6mill、4．3mm，平均层间位移分别为1．9inm、3．0into、3．1film，最大层间位移角均为1／1059；在竖向方向上，1、2、3层最大层间位移分别为1．9mm、2．6mm、3．1inm，平均层间位移分别为0．9mm、2．5lllIIl、3．0mm，最大层间位移角均为1／1579。以上数据显示，本工程的位移值均在规定范围内，符合工程要求。4．详细构造工程实际施工过程中，为使结构具有良好的安全性及稳

8、定性，必须要可靠的连接型