钢管混凝土柱

第8章钢管混凝土结构第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.1概述FailuremodesofplainconcreteunderuniaxialcompressionUnsymmetricalShearbandfailuremodeSymmetricalConicalshearfailuremode第七章钢管混凝土柱优点7.1概述轴心受压钢管混凝土短柱的承载力大于钢柱和混凝土柱承载力的简单叠加，约相当于两倍钢管的受压承载力与核心混凝土受压承载力之和极限变形能力比普通钢筋混凝土大几倍甚至十几倍受压杆件采用钢管混凝土结构替代钢结构，在承载力相同的条件下，用钢量减少约50％焊接工作量少，刚度大，耐火性能好若替代钢筋混凝土结构，在用钢量相近、承载力相同的条件下，截面面积减少一半，增大了使用面积减少了混凝土用量，相应减轻了结构的重量，减小了地震作用和降低了基础造价第七章钢管混凝土柱优点7.1概述截面为轴对称，在各个方向上的惯性矩、强度均相等钢管可作为模板钢管内无钢筋骨架，浇注混凝土非常方便，尤其适用于先进的泵送混凝土浇注钢管本身就是钢筋，并且兼有纵筋和箍筋的双重作用，制作钢管比制作钢筋骨架要方便得多有很好的施工性耐疲劳、耐冲击，适合于桥梁结构钢管混凝土结构的造价与钢筋混凝土结构大体相当，有较好的经济性第一章绪论1.1混凝土结构一般概念和特点钢管混凝土结构（ConcreteFilledSteelTube)第一章绪论1.1混凝土结构一般概念和特点钢管混凝土结构（ConcreteFilledSteelTube)世界最长钢管混凝土拱桥巫山长江大桥第五章钢－混凝土组合梁板结构5.1组合梁的基本概念深圳赛格广场钢管混凝土外框架，内筒也有28根钢管混凝土柱。是全部采用钢管混凝土柱的世界最高建筑。第五章钢－混凝土组合梁板结构5.1组合梁的基本概念深圳赛格广场钢管混凝土外框架，内筒也有28根钢管混凝土柱。是全部采用钢管混凝土柱的世界最高建筑。第七章钢管混凝土柱7.2钢管混凝土短柱的基本受力性能钢管混凝土建筑1999年建成的深圳赛格广场大厦,地上72层,高291.6m,是目前世界上最高的全钢管混凝土高层建筑。第五章钢－混凝土组合梁板结构5.1组合梁的基本概念台湾金融中心钢管混凝土结构101层，508m第五章钢－混凝土组合梁板结构5.1组合梁的基本概念钢管混凝土拱桥第五章钢－混凝土组合梁板结构5.1组合梁的基本概念莆田市阔口大桥哑铃型钢管混凝土拱梁，跨度99米，矢高19.8米共8根φ800×14钢管采用自密实混凝土第五章钢－混凝土组合梁板结构5.1组合梁的基本概念西单地铁车站大王路地铁车站第七章钢管混凝土柱7.1概述第七章钢管混凝土柱7.2钢管混凝土短柱的基本受力性能包钢CSP精整厂房采用钢管混凝土柱结构第七章钢管混凝土柱7.1概述上环板下环板牛腿上下环板牛腿式节点第七章钢管混凝土柱7.1概述双梁双梁穿心牛腿双梁节点第七章钢管混凝土柱7.1概述穿心牛腿端部局部加宽梁端局部加宽式节点第七章钢管混凝土柱7.1概述钢管穿心暗牛腿框架梁钢筋翼缘钢板对穿暗牛腿式节点第七章钢管混凝土柱7.1概述贯穿钢筋预留孔上加强环板下加强环板穿心钢筋暗牛腿式节点第七章钢管混凝土柱7.1概述梁筋太多不易施焊时可把部分钢筋直接锚入钢管外圈梁暗牛腿环向筋部分钢筋与钢牛腿焊接暗牛腿－环梁组合节点第七章钢管混凝土柱7.1概述RC框架梁RC环梁钢管混凝土柱钢管混凝土柱RC框架梁环梁节点侧面图RC框架梁RC框架梁RC环梁钢管混凝土柱RC框架梁环梁节点平面图RC框架梁RC框架梁1RC环梁RC框架梁1抗剪环RC框架梁RC环梁钢管混凝土柱钢管混凝土柱RC框架梁环梁节点侧面图RC框架梁RC框架梁RC环梁钢管混凝土柱RC框架梁环梁节点平面图RC框架梁RC框架梁1RC环梁RC框架梁1抗剪环RC框架梁RC环梁钢管混凝土柱钢管混凝土柱RC框架梁环梁节点侧面图RC框架梁RC框架梁RC环梁钢管混凝土柱RC框架梁环梁节点平面图RC框架梁RC框架梁1RC环梁RC框架梁1抗剪环RC环梁连接的STCC柱－RC梁节点8.3.1一般规定钢管结构制作和安装的施工单位应具有相应的资质，施工单位应根据批准的施工图设计文件编制施工详图，这样可以较好地把制作条件、安装技术与原设计文件结合起来，使设计更趋完善。当需要修改时，应按有关规定办理设计变更手续。钢管混凝土构件常用作各种柱子，构造较为复杂，应根据工程特点，结合制作厂的条件编制制作工艺。制作工艺应包括：制作所依据的标准，制作厂的质量保证体系，成品的质量保证体系和为保证成品达到规定的要求而制定的措施。工艺中还应包括：生产场地的布置，采用的加工、焊接设备和工艺装备及检测设备，焊工和检验人员资质证明，各类检查项目表格，生产进度计划表及运输计划表等。因此，钢管结构在制作前，应根据施工图设计文件和施工详图的要求编制制作工艺。制作工艺至少应包括：制作所依据的标准，施工操作要点，成品质量保证措施等。由于复杂构件的加工工艺参数有时须从工艺实验中取得，如加工、装配、焊接的变形控制、尺寸精度的控制，通过实验，可以获得合理的工艺参数，用以指导构件的批量生产，保证构件制作质量，因此，钢管结构和制作单位应在必要时对构造复杂的构件进行工艺实验。在结构施工中，当需以屈服强度不同的钢材代替原设计中的钢材时，应按照钢材的实际强度进行验算。为了保证正常施工和结构安全，浇灌钢管的混凝土宜在钢构件安装并验收合格后进行。考虑到先行浇灌混凝土会使结构调整发生困难，甚至无法调整，钢管管内混凝土浇灌宜在钢构件安装完毕并经验收合格后进行。利用空钢管临时承重时，宜避免空钢管受弯及径向受压，并避免产生不易矫正的变形。钢管中应力的控制应进行验算。为了保证结构的安全性，钢管混凝土柱防火涂料涂装前柱表面除锈及防锈底漆涂装应符合设计要求和国家现行有关标准规定。钢管混凝土柱防火涂料的粘结强度、抗压强度等性能指标应符合国家标准《钢结构防火涂料》GB14907—2002和中国工程建设标准化协会标准《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS24：90的规定。检验方法应符合现行国家标准《建筑构件耐火试验方法》GB／T9978—1999的有关规定。当采用新型防火涂料时，必须有可靠的依据，且经过有关管理部门的批准。8.3.2钢管的制作和施工钢管构件应根据施工详图进行放样。放样与号料应预留焊接收缩量和切割、端铣等加工余量。对于高层框架柱尚应预留弹性压缩量，弹性压缩量可由制作单位和设计单位协商确定。采用成品无缝钢管或焊接钢管应具产品出厂合格证书。螺旋焊接或直缝焊接圆管，以及采用板材焊接的矩形钢管，其焊缝宜采用坡口熔透焊缝。焊接管焊缝的坡口形式和尺寸，应符合国家标准《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB／T985—1988和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB／T986—1988的规定。需边缘加工的零件，宜采用精密切割；焊接坡口加工宜采用自动切割、半自动切割、坡口机、刨边机等方法进行，并应用样板控制坡口角度和尺寸。施工单位自行卷制的钢管，所采用的板材应平直，表面未受冲击，未锈蚀，当表面有轻微锈蚀、麻点、划痕等缺陷时，其深度不得大于钢板厚度负偏差值的1／2，且卷管方向应与钢板压延方向一致。钢管构件组装前，各零、部件应经检查合格，组装的允许偏差应符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001的规定。钢管构件的焊接(包括施工现场焊接)应严格按照所编工艺文件规定的焊接方法、工艺参数、施焊顺序进行，并应符合设计文件和现行国家行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002规定。钢管采用现场焊接拼接时，要采取可靠的施焊工艺，尽可能减少焊接残余应力和残余变形。根据哈尔滨工业大学和中建三局科研所合作进行的焊接对钢管混凝土结构轴心受压构件工作性能影响的实验研究，后施焊会造成核心混凝土强度指标下降，但对构件承载力的降低不超过2．5％。研究结果还表明，由焊接造成柱挠曲产生的偏心很小，可忽略其对偏心承裁力的影响。在设计荷载下施焊，柱刚度变化也很小，对结构的工作性能无明显影响。但应注意不宜在同一构件上多点同时施焊，且焊接电流不宜过大。钢管构件的除锈和涂装应在制作检验合格后进行。构件表面的除锈方法和除锈等级应符合设计规定，其质量要求应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB／T8923—1988的规定。钢管构件制作完成后，应按照施工图和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001的规定进行验收，其外形尺寸的允许偏差应符合上述规范的规定。钢管构件制作完毕后应仔细清除钢管内的杂物，钢管内表面必须保持干净，不得有油渍等污物，应采取适当措施保持管内清洁。制作完毕后的钢管构件，应采取适当保护措施，防止钢管内表面严重锈蚀。钢管构件在吊装时应控制吊装荷载作用下的变形，吊点的设置应根据钢管构件本身的承载力和稳定性经验算后确定。必要时，应采取临时加固措施。吊装钢管构件时，应将其管口包封，防止异物落入管内。当采用预制钢管混凝土构件时，应待管内混凝土强度达到设计值的50％以后，方可进行吊装。钢管构件吊装就位后，应立即进行校正，采取可靠固定措施以保证构件的稳定性。钢管构件的吊装质量应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001的规定。在桁(网)架中，受压弦杆可选用钢管混凝土杆件，其他杆件可采用空钢管。杆件之间可直接焊接或用节点板(球)连接。为方便现场钢管拼接加长，应于接缝处设置附加内衬管。承重单肢柱内衬管厚度不宜小于16mm，宽度不宜小于200mm，内衬管外径宜比上层钢管内径小4mm。内衬管与钢管的焊缝应满足三级焊缝的质量要求。钢管运输及现场安装时应注意避免钢管的附加变形，吊装时，吊点的位置应根据吊装方式、钢管的受力情况进行检验。钢管吊装就位并校正后，应采取临时固定措施。8.3.3混凝土的施工一、混凝土的浇筑方式钢管混凝土核心混凝土的配合比除了应满足有关力学性能指标的要求外，尚应注意混凝土坍落度的选择。混凝土配合比应根据混凝土设计等级计算，并通过实验后确定。钢管内混凝土浇灌工作，宜连续进行，若间歇时，时间不应超过混凝土的终凝时间，需留施工缝时，应将管口封闭，防止水、油污和异物等落入。混凝土施工前应有切实可行的施工组织计划，应有突然遇雨、突然停电等异常情况的应急措施。管内混凝土浇注可采用人工逐层浇筑法、导管浇筑法、高位抛落无振捣法和泵送顶升法。(1)人工逐层浇筑法先浇筑一层厚度不小于100mm的水泥砂浆，用以封闭管底并使自由下落的混凝土不致产生弹跳现象。然后将混凝土垂直运送到管柱顶，用人工将它灌入钢管中。且混凝土一次浇灌高度不宣大于1．5m，当钢管最小边长不小于350mm时，采用插入式振动器振捣，插点应均匀。当钢管最小边长小于350mm时，可采用附着式振动器在钢管外部振捣，振动器位置应随管内混凝土浇灌的情况加以调整。当钢管截面尺寸较大时，工人也可进入管内按常规方法用振捣捧振捣。这样逐层浇筑，逐层振捣，直到灌满为止。在钢管的终端，使混凝土稍为溢出后，再迅速将留有排气孔的端板紧压在管端，随即进行点焊，此时应让混凝土从端板上的气孔中溢出，如有不足，适当添加混凝土，待泥凝土硬化后再将端板补焊至设计要求的程度。有时也可以在混凝土施工到钢管顶部时暂不加端板，几天后混凝土施工表面由于收缩而下凹，用和混凝土强度相同的水泥砂浆抹平后，盖上端板并焊好。手工浇捣法施工速度较慢，且施工人员必须严格遵守操作纪律，才能保证混凝土的施工质量。(2)导管浇筑法当采用导管浇筑法时，在钢管内插入上端装有混凝土料斗的钢制导管，自下而上边退边完成泥凝土的浇筑。浇筑前导管下口离底部的垂直距离不宜小于300mm，浇筑过程中导管下口宜置于混凝土中1000mm。导管与柱内水平隔板浇灌孔的侧隙不易小于50mm，以便插入振捣捧振捣。当钢管最