建筑结构设计：钢管混凝土拱桥优点结构有哪些优点

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-15 23:39 标签： 钢管混凝土结构设计
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钢管混凝土结构在建筑工程中的应用
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江苏甬金金属材料公司建筑钢管混凝土结构设计.doc 6页
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江苏甬金金属材料公司建筑钢管混凝土结构设计　　摘要：钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能和经济效果好等优点，是发展前景较好的一种结构形式。本文结合江苏甬金金属材料公司建筑实例，对其钢管混凝土框排架结构设计进行了探讨，结合相关设计规范指出应注意的问题，并提出了相应的处理办法，以期设计出既安全又经济适用的钢管混凝土框排架结构。更多还原　　关键词：江苏；建筑；钢管混凝土；结构设计　　　　中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：　　　　1引言　　本工程项目为江苏甬金金属科技有限公司的建筑设计，该公司系浙江甬金金属科技股份有限公司旗下全资子公司，位于江苏省通州经济开发区南区，总占地面积546亩。2010年9月此项目正式启动，前期工作包括项目审批、环境评价、能源评价、电力设计审批、筹建办成立、办公场所建设等等，2011年1月基本完成，3月进入土建施工，6月底钢结构施工，8月底部分设备开始安装。因建筑功能要求，本工程单跨30米，单层建筑物高度57.8米，牛腿标高为52.4米，吊车吨位为16t,工作级别A6。结构设计采用钢管混凝土柱和组合钢梁框排架结构体系。柱采用钢管混凝土格构式，可提高混凝土的抗压强度、钢柱壁板的稳定性、节约钢材、降低造价。此外，钢管混凝土格构柱刚度大，抗弯能力强，易实现强柱弱梁。同时，防火性能好，可降低防火费用。本工程结构设计对于柱顶位移的控制、柱平面内外稳定应力比的控制、柱作用轴力与承载力的比值等作了严格把关，从而减少了钢梁的用钢量，满足了建筑功能的要求，实现了单层建筑的大空间尺度。本工程已投入生产，目前使用情况良好。　　2钢管混凝土结构设计研究　　2.1结构整体的牢固性　　结构构件要有足够承载能力外，还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。　　江苏甬金工程抗震设防烈度为六度，设计基本地震加速度值为0.05g，地震分组为第二组。正在应用中的《建筑抗震设计规范》（GB）中对于结构体系抗震设计要求其应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震的能力；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。处于不同设防烈度地震条件下，建筑结构物受损后经修理可用时需要满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值，而地震作用接近本地区设防烈度条件下结构屈服进入非弹性变形阶段时要求结构具有相当的延性能力，严格避免发生不可修复的脆性破坏，最后当遭遇最高级别设防烈度的罕遇地震情况下，要求建结构的变形能力使其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形极值，最大程度的保证不发生倒塌等危及生命的严重破坏。　　以不同的设防标准应运而生的设计方法通过科学实践证明是合理的。首先，采用一般烈度为极限进行初步计算，根据相应的地震作用动参数计算建筑结构在弹性状态下的地震效应，合理选择承载力抗震调整系数，结合重力荷载与风荷载进行组合计算，从而设计构件截面。接着，保持地震动参数不变来计算建筑结构层间的位移角，并采用适合本地区的抗震构造措施增大建筑结构的变形能力、塑性耗能和延性。最后，采取最高条件下的地震动参数来计算建筑结构的弹塑性层间位移角，这里尤其指出要注意抗震薄弱环节如梁柱连接节点、格构柱牛腿节点等，保证在各种状态下的计算都满足层间位移角小于抗震规范的极限值。并附加必要的抗震构造以满足最终水准的防倒塌要求。　　2.2结构的耐久安全性　　混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，不过这个问题现在已引起设计师们的重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一般情况下也有利于结构的安全性及耐久性与结构使用寿命。　　为使获得安全度提高的同时所付出的经济代价最小，规范提高结构的安全度，主要不靠增加材料用量，而靠提高材料质量，即通过采用高强度材料取代低强度材料，利用高强材料强度价格比优势，减轻结构自重，降低材料消耗，节约建筑造价，提高安全储备。故规范首次明确地提倡采用高强度、高性能钢筋，规定对普通钢筋宜采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋。对受压构件例如柱，由于其承载力主要取决于混凝土强度，为减少构件的截面尺寸，节省
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