浅谈建筑工程中的钢-混凝土组合结构设计

介绍了钢-混凝土组合结构的类型,进而分析了各类钢-混凝土组合结构的特点,指出了钢-混凝土组合结构在设计方面的一些要点,指导以后的钢-混凝土组合结构的工程实践。     

外接式钢-混凝土组合节点非线性分析

钢‐混凝土组合桁架桥作为一种有着广阔应用前景的新型结构,组合节点的受力性能对全桥的设计至关重要。该文以工程实践为背景,对外接式钢‐混凝土组合节点进行非线性分析,研究组合节点的承载力、刚度以及破坏形式等受力特性。分析表明：该类型钢‐混凝土组合节点具有承载力高、刚度大、受力明确以及协调变形能力强等特点,满足工程设计要求,分析结果对确定钢‐混凝土组合节点的构造和结构设计均有一定的指导意义。     

轻型节能钢-混凝土组合结构

项目提供单位：华侨大学土木工程学院。项目简介：轻型节能钢一混凝土组合结构是由密置复合连续螺旋箍筋约束高强混凝土柱、焊接圆孔蜂窝钢梁和普通混凝土（含压型钢板）合成楼盖组成的结构。     

钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究

为了研究钢混凝土组合楼盖的空间作用,采用伪静力试验方法对按1/4比例缩小的单跨、4层、4柱距的钢框架、带水平支撑钢框架、组合框架以及带水平支撑组合框架模型进行了弹性比较试验,并对组合框架结构模型进行了破坏试验。试验结果表明,钢混凝土组合楼板能够满足水平荷载作用下协同框架结构整体受力的要求。在弹塑性阶段,混凝土楼板和钢梁之间仍然能够通过栓钉共同工作,有效地减小水平荷载作用下框架结构的侧向位移。试验验证了组合楼盖传递水平荷载的有效性,为进一步的理论研究提供了参考。     

汽车冲击荷载对大跨度钢-混凝土组合桁梁桥力学性能的影响

西平铁路线上有三处跨高速方案采用了80m钢-混凝土组合桁梁桥,桁高9m。由于是跨高速桥梁,所以,桥梁就有被车辆撞击的可能性。用有限元模拟不同车速汽车产生的冲击荷载对桥梁撞击的全过程,并得到桥梁被撞后的动态变形及应力变化历程。同时对桥梁损伤程度进行评估。分析结果为该类型桥梁的设计和撞击研究提供参考。     

低温下钢-混凝土组合结构疲劳试验和极限承载力

针对钢-混凝土结合梁在青藏铁路上的应用情况,模拟青藏铁路线的温度环境,用专门研制的低温设备(最低温度能保持在-50℃以下),对由14MnNbq钢构件、直径为22 mm的栓钉(下称ψ22栓钉)和强度等级为C50的混凝土组成的钢-混凝土组合件作了低温疲劳试验和极限承载力试验.试验中,考虑了钢板的轧向和环境温度变化等因素对组合件承载力的影响,研究了低温下ψ22栓钉的破坏形式,疲劳承载力和极限承载力等问题,并将低温下的试验结果同常温下的试验结果进行了对比.研究结果表明:在同等荷载下,ψ22栓钉在-50～0℃的低温环境下疲劳寿命比在室温下的疲劳寿命长,且有温度越低,抗疲劳性能越强的趋势;钢板轧向对栓钉疲劳寿命影响很大,但对栓钉极限承载力没有明显影响;14MnNbq钢材质优良,转变温度低于-50℃.在温度为-50℃时,栓钉焊在14MnNbq钢板上对钢板材质无影响.     

钢-混凝土组合箱梁沥青摊铺温度场试验

为了解决沥青摊铺高温对桥梁结构影响的问题,结合在建中的跨线桥梁,在典型断面竖向钢筋混凝土桥面板及钢箱腹板内埋设了相关的温度传感器,在实桥沥青摊铺过程中对各断面的测点温度进行了全程的动态测量,收集了摊铺沥青混凝土引起的钢-混凝土组合箱梁内温度分布及其变化情况,得出桥面板内的温度梯度在距梁顶一定范围内呈双线性分布,拟合沿箱梁高度方向的温差曲线.并且对解决箱梁竖向的较大温差造成的不利影响提出了相关建议.     

青藏铁路钢-混凝土组合结构低温试验研究

针对钢-混凝土结合梁在青藏铁路上的应用,模拟青藏线的温度环境,用专门研制的低温设备(最低温度能保持在-50 ℃以下),对由14MnNbq钢构件、φ22栓钉和C50混凝土组成的钢-混凝土组合件作了低温疲劳试验.试验中,考虑了钢板的轧向和环境温度变化等因素的影响,研究了低温下φ22栓钉的破坏形式和疲劳承载力等问题,并将低温下的试验结果同常温下的试验结果进行了对比.研究表明:同等荷载下,φ22栓钉在-50 ℃～0 ℃的低温环境下疲劳寿命比室温下长,且有温度越低,疲劳性能越好的趋势;钢板轧向对栓钉疲劳寿命影响很大;14MnNbq钢材质优良,转变温度低于-50 ℃,-50 ℃下,栓钉焊在14MnNbq钢板上对钢板材质无影响.采用FZS型温度数据自动测试系统,模拟青藏线昼夜降温、升温过程,对钢与混凝土的温差做了测试.根据测试结果,青藏铁路结合梁设计中钢与混凝土温差可按15 ℃取值.图6,表1,参16.     

预应力钢-混凝土组合双向楼板的非线性有限元分析

利用非线性有限元方法，对预应力钢－混凝土组合单向楼板和双向楼板进行了空间受力全过程分析，并通过改变预应力筋配置进行了参数讨论，分析结果说明，相对于钢－混凝土组合单向楼板，组合双向楼板的承载力可以提高133％，刚度可以提高66％，而施加预应力后，承载力还可以继续提高，钢－混凝土组合双向楼板是一种非常有前途的结构形式。     

带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁力学性能试验研究

对一根带加劲肋的钢-混凝土组合蜂窝梁进行了模型试验,考察了该结构在不同荷载作用下的受力和变形特点.试验表明,由于剪力次弯矩的影响,组合蜂窝梁孔口截面将先于翼缘板进入屈服,其对变形的影响也不可忽略.基于空腹桁架计算理论,考虑加劲肋的影响,推导了组合蜂窝梁应力的计算公式,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,理论计算方法可以较为准确地反映圆孔边缘应力的分布规律,弯剪作用下最大应力出现在圆孔截面150～165°处.同样采用空腹桁架方法推导了组合蜂窝梁挠度的计算公式,与试验结果、有限元结果和规范建议方法进行了对比,各结果吻合良好,本文计算公式可为组合蜂窝梁正常使用阶段的挠度验算提供参考。     

无筋钢纤维混凝土管片正截面结构设计方法

为完善无筋钢纤维混凝土管片的设计方法,加速其在城市轨道交通中的应用,提出一种新的无筋钢纤维混凝土管片正截面结构设计方法。根据已有对钢纤维混凝土本构关系的研究成果,依据地铁管片的受力特点,分析了影响地铁管片正截面承载力的主要因素。依据无筋钢纤维混凝土管片极限拉应变与钢筋混凝土的极限拉应变不在一个数量级上的差异,结合现行混凝土规范,采用平面假设,把应力和应变作为无筋钢纤维混凝土管片设计的特征值;用钢纤维混凝土应变的取值范围对应不同的设计工况,将不同工况下的无筋钢纤维混凝土管片的设计验算结果归结到同一张应力应变图中。论述了采用轴力-弯矩包络图进行正截面设计验算的主要流程,并通过一个工程实例展示不同工况下无筋钢纤维混凝土轴力-弯矩包络图的相互关系。计算结果表明：在正常使用极限状态下,强度是影响承载能力的主要因素;而承载能力极限状态下,特别是偶然荷载作用下,无筋钢纤维混凝土的韧性是影响承载能力的主要因素。     

正截面配筋设计的ABC解法

论述了钢混凝土构件正截面配筋基本公式在不引进系数情况下的解法,并推导了所有的公式。     

超高水头双钢衬钢筋混凝土引水压力管道的优化设计

针对单纯采用压力钢管或内钢衬外包钢筋混凝土管道形式都难以适应超高水头的技术难题,文中提出了双钢衬钢筋混凝土压力管道的结构型式,能使这一问题得到较为合理有效的解决,同时对今后类似工程也有很好的参考价值．由于该结构配置的钢材较多,受力复杂,故此,如何充分利用钢材的强度,减少用钢量成为至关重要的问题．文中正是适应这种要求,分别对不同超高水头作用下压力管道进行优化设计,得到相应的结构优化模型．并对弹性优化模型和弹塑性优化模型进行比较,从而显示出混凝土开裂对钢材的最优配置的影响．     

钢筋混凝土排水管实用配筋设计方法

探讨了实际工程中钢筋混凝土排水管的实用快速配筋方法,并以一实例介绍了这一方法的具体应用,表明对于生产企业掌握配筋方法和保证钢筋混凝土排水管的生产质量,该方法具有一定积极作用．     

钢衬和钢筋混凝土联合承载蜗壳结构分析

对某巨型钢衬钢筋混凝土联合承载蜗壳，采用三维非线性有限元法计算结果表明：当弹性垫层６ｃｍ和垫层材料弹模为２ＭＰａ时，原设计的钢衬为６ｃｍ偏厚，钢衬与座环连接部位应力集中较大；给出了随内水压力增加，埚壳外包混凝土塑性变形和开裂区的发展过程。对上述问题提出了改进措施建议。     

液态腐蚀性介质条件下混凝土结构耐久性设计

液态腐蚀性介质的侵蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一．讨论了腐蚀破坏的形式，液态介质腐蚀条件下混凝土结构耐久性的设计要求以及延长结构设计工作寿命的措施．     

旧水泥混凝土路面加铺钢纤维混凝土的设计与施工

针对旧水泥混凝土路面尤其是受标高和使用限制的特殊路段路面损坏后 ,如何进行改造的问题 ,以 10 4国道明光收费站站区加铺钢纤维水泥混凝土工程为例 ,结合工程实践 ,介绍了钢纤维水泥混凝土较普通水泥混凝土具有使用寿命长、养护费用低和减薄结构厚度等优点的路面结构 ,采用直接加铺的办法对原收费站站区旧混凝土路面进行改造的设计方法及施工工艺。     

钢管混凝土结构设计规程比较

对我国颁布的钢管混凝土结构设计规程中的某些条款进行了比较,包括:CECS28:90(1992),DL T5085-1999(1999),GJB4142-2000(2001)和DBJ13-51-2003(2003).重点比较了各规程在计算钢管混凝土压弯构件轴力—弯矩相关曲线及承载力时的差异.本文的结果可供有关工程实践参考.     

型钢混凝土竖向混合结构过渡层设计方法

结合两个设计实例,按照我国现有的型钢混凝土结构设计规程,对型钢混凝土-钢结构竖向混合结构和型钢混凝土-钢筋混凝土竖向混合结构过渡层的设计方法分别进行详细介绍,并探讨现有设计方法存在的主要问题.在国内外关于型钢混凝土竖向混合结构的试验和理论研究基础上,提出了型钢混凝土竖向混合结构过渡层的新设计方法和设计思路.     

钢丝网增强混凝土复合材料结构参数优化试验

为提高混凝土复合材料的力学性能,提出了一种新型防护材料——钢丝网增强混凝土,并优化了其结构参数。以混凝土为基体材料、多种规格的钢丝网为增强材料,设计了多种层间距,研制了多种钢丝网增强混凝土复合材料。通过试验分析,比较了复合材料的结构参数对其静态抗压、抗弯、抗劈拉性能以及动态抗冲击性能的影响。研究表明,直径0.5 mm、网格边长3 mm和层间距5 mm的钢丝网增强混凝土复合材料的力学性能较好、成本较低,是本试验中最优的复合材料。