第9章-钢骨混凝土结构课件

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第第9章章 钢骨混凝土结构钢骨混凝土结构9.1 概 述钢骨混凝土结构的特点19.1 组合梁的基本概念金茂大厦核心筒体-钢巨型桁架-钢骨混凝土巨型组合柱体系金茂大厦核心筒体-钢巨型桁架-钢骨混凝土巨型组合柱体系深圳地王大厦钢骨混凝土核心筒结构;钢骨混凝土核心筒结构;外钢框架结构,外钢框架结构,26根箱型钢柱通过钢梁、根箱型钢柱通过钢梁、钢斜撑与核心墙连钢斜撑与核心墙连接。接。楼面铺设压型钢板后浇筑砼。结构平面楼面铺设压型钢板后浇筑砼。结构平面尺寸尺寸68.25m35.5m,结构高度,结构高度303.75m。大连远洋大厦大连远洋大厦内筒为钢筋混凝土,内筒为钢筋混凝土,外框自下而上为外框自下而上为RC-SRC-S结构。结构。大连远洋大厦内筒为钢筋混凝土,地上51层,地下4层,外框自下而上为RC(6层)-SRC-S结构,SRC核心筒。第20章钢骨混凝土结构20.1 概述Steel Reinforced Concrete型钢混凝土型钢混凝土劲性钢筋混凝土劲性钢筋混凝土Encased Concrete内部钢骨与外包混凝土形成整体、共同受力,其受内部钢骨与外包混凝土形成整体、共同受力,其受力性能优于这两种结构的简单叠加。力性能优于这两种结构的简单叠加。与钢结构相比与钢结构相比外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲;外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲;提高钢构件的整体刚度,显著改善钢构件出平面扭提高钢构件的整体刚度,显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能;转屈曲性能;使钢材的强度得以充分发挥;使钢材的强度得以充分发挥;比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼,有利于控制结比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼,有利于控制结构的变形;构的变形;外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最初,外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最初,欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出于对钢结欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出于对钢结构的防火和耐久性方面的考虑;构的防火和耐久性方面的考虑;一般可比纯钢结构节约钢材达一般可比纯钢结构节约钢材达50以上。以上。与钢筋混凝土结构相比与钢筋混凝土结构相比使构件的承载力大为提高;使构件的承载力大为提高;实腹式钢骨的钢骨混凝土构件,受剪承载力有很大实腹式钢骨的钢骨混凝土构件,受剪承载力有很大提高,大大改善了结构的抗震性能。正是由于这一提高,大大改善了结构的抗震性能。正是由于这一点,钢骨混凝土结构在日本得到广泛的应用;点,钢骨混凝土结构在日本得到广泛的应用;钢骨架本身具有一定的承载力,可以利用它承受施钢骨架本身具有一定的承载力,可以利用它承受施工阶段的荷载,并可将模板悬挂在钢骨架上,省去工阶段的荷载,并可将模板悬挂在钢骨架上,省去支撑,这有利于加快施工速度,缩短施工周期,如支撑,这有利于加快施工速度,缩短施工周期,如在多高层结构的施工中不必等待混凝土达到强度就在多高层结构的施工中不必等待混凝土达到强度就可以继续进行上层施工。可以继续进行上层施工。应特别注意,应特别注意,SRC结构的结构的配筋构造配筋构造较为复杂,在较为复杂,在工程设计阶段必须给予细致的考虑,否则将使得工程设计阶段必须给予细致的考虑,否则将使得工程施工十分困难。工程施工十分困难。20.1 概述发展简况发展简况前苏联前苏联,劲性钢筋或承重钢筋,其原意为能承受,劲性钢筋或承重钢筋,其原意为能承受一定施工荷载的钢筋。一定施工荷载的钢筋。二战后,为加快恢复重建,采用劲性钢筋来承受悬二战后,为加快恢复重建,采用劲性钢筋来承受悬挂模板和支撑等施工荷载,以加快施工速度。挂模板和支撑等施工荷载,以加快施工速度。1949年,前苏联建筑科学技术研究所编制了年,前苏联建筑科学技术研究所编制了多层多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件(BTY-03-49)。前苏联前苏联50年代又进行了较全面的试验研究,年代又进行了较全面的试验研究,1978年年制订了制订了苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南(3-78)。后来由于省钢目的,主要采用焊接钢桁架、钢构架后来由于省钢目的,主要采用焊接钢桁架、钢构架和钢筋骨架等作为劲性钢筋(即空腹式钢骨)。和钢筋骨架等作为劲性钢筋(即空腹式钢骨)。欧欧 洲洲在在20世纪世纪20年代,西方国家的工程设计人员为满年代,西方国家的工程设计人员为满足钢结构的防火要求,在钢柱外面包上混凝土,足钢结构的防火要求,在钢柱外面包上混凝土,称为包钢混凝土(称为包钢混凝土(Encased Concrete)结构。)结构。起初,包钢混凝土柱仍按钢柱设计。起初,包钢混凝土柱仍按钢柱设计。40年代后开始意识到外包混凝土对提高钢柱刚度年代后开始意识到外包混凝土对提高钢柱刚度的有利作用,考虑折算刚度后仍继续沿用钢柱设的有利作用,考虑折算刚度后仍继续沿用钢柱设计方法。该方法一直沿用,并编制到计方法。该方法一直沿用,并编制到1985年欧洲年欧洲统一规范统一规范EC4组合结构组合结构。日本日本20世纪世纪20年代,在一些工程中开始采用年代,在一些工程中开始采用SRC结构。结构。1923年在东京建成的年在东京建成的30m高全高全SRC结构的兴业银结构的兴业银行,在关东大地震中几乎没有受到什么损坏,引行,在关东大地震中几乎没有受到什么损坏,引起日本工程界的重视。起日本工程界的重视。1951年开始对年开始对SRC结构进行了全面系统的研究,结构进行了全面系统的研究,1958年制订了年制订了钢骨钢筋混凝土结构设计标准钢骨钢筋混凝土结构设计标准。到到1987年又经过三次修订,基本形成较为完整的设年又经过三次修订,基本形成较为完整的设计理论和方法计理论和方法叠加方法叠加方法。日本持续研究和发展日本持续研究和发展SRC结构,主要是由于日本结构,主要是由于日本是多地震国家。是多地震国家。SRC结构以其优异的抗震性能,结构以其优异的抗震性能,在日本得到广泛的应用。在日本得到广泛的应用。我国我国我国因我国因SRC结构的用钢量较大,结构的用钢量较大,20世纪世纪80年代以前年代以前未进行广泛的应用和研究。未进行广泛的应用和研究。20世纪世纪80年代后期,随着我国超高层建筑的发展,年代后期,随着我国超高层建筑的发展,SRC结构也越来越受到我国工程界的重视,开始结构也越来越受到我国工程界的重视,开始进行较为系统的研究,取得一系列研究成果,并进行较为系统的研究,取得一系列研究成果,并在一些高层建筑工程采用了在一些高层建筑工程采用了SRC结构。结构。经过几年的研究和工程应用实践,参考日本标经过几年的研究和工程应用实践,参考日本标准,准,1998年我国冶金工业部颁布了我国第一部年我国冶金工业部颁布了我国第一部钢钢骨混凝土结构设计规程骨混凝土结构设计规程YB9082-97。主要包括内含实腹式钢骨的钢骨混凝土梁、柱、主要包括内含实腹式钢骨的钢骨混凝土梁、柱、剪力墙及其连接的设计计算规定。剪力墙及其连接的设计计算规定。技术规程 YB 908297(钢骨混凝土结构设计规程)叶列平教授参考了日本和美国的规范 日本建筑学会铁骨铁筋计算规准.同解说 若林实 JGJ1382001(型钢混凝土组合结构技术规程)西安建筑科技大学(姜维山、赵鸿铁、白国良)、西南交大赵世春等 根据实验研究结果,在苏联模式上进行了修正24技术规程 YB 908297(钢骨混凝土结构设计规程)忽略型钢与混凝土之间的粘结作用,认为二者独立工作,并考虑混凝土主要承受轴压力,型钢主要抗弯,承载力叠加计算 计算结果偏小,不适合我国国情 JGJ1382001(型钢混凝土组合结构技术规程)假定是沿用钢筋混凝土构件计算中的钢筋与混凝土变形协调假定 刚度可以简单叠加法 承载力计算复杂25技术规程 欧美试验曲线模式(M-N经验曲线)欧洲规范4建设部蔡益燕教授 粘结滑移清华聂建国教授,郭彦林教授西安建大赵鸿铁教授,郝际平教授,薛建阳、杨勇等26钢骨混凝土的应用钢骨混凝土的应用有哪些问题需要解决?有哪些问题需要解决?共同工作共同工作受力性能与混凝土构件的异同受力性能与混凝土构件的异同轴压承载力计算轴压承载力计算正截面承载力计算正截面承载力计算斜截面承载力计算斜截面承载力计算变形、裂缝计算变形、裂缝计算节点、柱脚连接形式节点、柱脚连接形式20.2 钢骨与混凝土的共同工作钢骨与混凝土的共同工作在钢骨混凝土结构中,钢骨与外包混凝土能否协在钢骨混凝土结构中,钢骨与外包混凝土能否协调变形,是调变形,是两者共同工作的条件两者共同工作的条件。对于钢骨混凝土梁,试验表明,当钢骨上翼缘处对于钢骨混凝土梁,试验表明,当钢骨上翼缘处于截面受压区,且于截面受压区,且配置一定构造钢筋配置一定构造钢筋时,钢骨与时,钢骨与混凝土能保持较好的共同工作,截面应变分布基混凝土能保持较好的共同工作,截面应变分布基本上符合平截面假定。本上符合平截面假定。钢骨混凝土梁钢骨混凝土偏心受压构件剪切斜裂缝剪切粘结裂缝对于剪跨比较小的框架柱,当对于剪跨比较小的框架柱,当受剪较大时,易产生剪切粘结受剪较大时,易产生剪切粘结破坏,使钢骨与外包混凝土不破坏,使钢骨与外包混凝土不能很好地共同工作,导致混凝能很好地共同工作,导致混凝土较大范围剥落,承载力下土较大范围剥落,承载力下降,影响破坏后的变形能力。降,影响破坏后的变形能力。增加配箍可以提高粘结破坏承增加配箍可以提高粘结破坏承载力。载力。在配置一定纵筋和箍筋的情况下,钢骨与外在配置一定纵筋和箍筋的情况下,钢骨与外包混凝土可较好地共同工作,在破坏阶段外包混凝土可较好地共同工作,在破坏阶段外包混凝土也不会产生严重剥落,钢骨的塑包混凝土也不会产生严重剥落,钢骨的塑性变形能力可以得到充分发挥,承载力不会性变形能力可以得到充分发挥,承载力不会显著下降。显著下降。因此,为保证外包混凝土与钢骨的共同工因此,为保证外包混凝土与钢骨的共同工作,必须在外包混凝土中配置必要的钢筋作,必须在外包混凝土中配置必要的钢筋。9.3 钢骨混凝土结构的一般规定钢骨混凝土结构的配筋构造有其特殊之处,应给予特别的重视。在配筋构造设计中,应考虑以下几方面问题:钢骨与其他钢筋的相互关系及其配筋顺序;混凝土的浇筑密实性;结构的耐久性和耐火性;预期受力性能塑性区和非塑性区。钢骨混凝土梁、柱构件中,钢骨的含钢率不小于2%,也不宜大于15%,合理含钢率为5%8%。=25mm=10dv=25mm=1.5 粗骨料粒径d=12mm=25mm,=1.5d=1.5 粗骨料粒径dv=30mm,=1.5d=1.5 粗骨料粒径=50mm一般取 100mm=50m一般取 150mm=50mm,=1.5d=1.5 粗骨料粒径纵筋 d=12mm梁纵筋梁纵筋贯通孔间距=2.5d=10 dvd v第20章钢骨混凝土结构=25mm=25mm=1.5 粗骨料粒径20.3 钢骨混凝土结构的一般规定20.3 钢骨混凝土结构的一般规定钢骨板材宽厚比的限制值twhwhwb/tf2319hwhw/tw(梁)10791btwhw/tw(柱)9681hwtw钢号Q235Q345btftwbb9.4 正截面受弯承载力9.4.1 梁的受弯性能:在最大承载力之前,梁中型钢截面的应变分布与外包混凝土截面的应变分布基本协调一致,中和轴重合,且接近于直线分布,表明型钢与外包混凝土的粘结作用在最大荷载之前一般不会被破坏。仍可以假定梁截面中型钢与混凝土的应变符合平截面假定。型钢偏置:交界面处可能发生相对滑移 接近破坏时交界面附近将产生较大的纵向裂缝 混凝土压碎高度较大,延性较差 应设置足够数量的抗剪连接件。设置足够的抗剪连接件后,受力过程中基本上符合平截面假定,破坏时型钢上翼缘与混凝土的交界面并无明显纵向裂缝。完全粘结梁:充满型型钢混凝土梁以及型钢虽然偏置在截面受拉区、但设置了足够数量抗剪连接件的梁 非完全粘结梁:型钢偏置在截面受拉区而未设置抗剪连接件的梁 设计中应避免采用非完全粘结梁9.4.2 受弯承载力计算的简化叠加法:1)一般叠加方法:型钢混凝土梁的受弯承载力由型钢截面承担的受弯承载力Ma和钢筋混凝土部分承担的受弯承载力MRC叠加,取Ma MRC最大值 该叠加法是根据塑性理论下限定理建立的,没有考虑型钢和混凝土的共同工作,而且直接应用较为困难。对于对称截面,可采用简化叠加方法。2)以平截面假定为基础的计算方法:型钢混凝土梁从开始承受荷载直到破坏其正截面应变符合平截面假定,承载力可采用混凝土结构的计算方法;3)采用钢筋混凝土的矩形应力图方法:取受压区混凝土的应力分布为等效矩形应力图,型钢的应力图按全塑性假定简化为双矩形应力图,同时又考虑到其误差,计算中型钢的设计强度乘以折减系数(0.9)。以平截面假定为基础的计算方法:(1)基本假定:1)截面应变分布符合平截面假定,型钢与混凝土之间无相对滑移;2)不考虑混凝土抗拉强度;3)取受压边缘混凝土极限压应变0.003,相应的最大压应力取混凝土轴心受压强度设计值4)型钢腹板的应力图取为拉、压梯形应力图形。设计计算时,简化为等效矩形应力。5)钢筋应力等于其应变与弹性模量的乘积,但不大于其强度设计值(2)正截面受弯承载力:把型钢翼缘作为纵向受力钢筋考虑,破坏时上、下翼缘达到屈服强度fa和fa基于平截面假定的计算方法计算较为繁复,但能较好基于平截面假定的计算方法计算较为繁复,但能较好反映钢材和混凝土的共同作用。简单叠加法计算简单,反映钢材和混凝土的共同作用。简单叠加法计算简单,但偏于保守但偏于保守9.5 斜截面受剪承载力9.5.1 斜截面受剪性能和破坏形态 破坏形态主要有三种类型:(1)斜压破坏 剪跨比1.5且含钢率较小的情况 斜裂缝端部剪压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下被压碎(3)剪切粘结破坏 不配箍筋或箍筋很少、且剪跨比较大的情况 型钢与混凝土的粘结力极易丧失,传递剪力的能力降低,于是在型钢翼缘外侧的混凝土中产生应力集中 在型钢翼缘附加产生劈裂裂缝,沿型钢翼缘水平方向发展,导致保护层脱落 型钢混凝土与钢筋混凝土梁的受剪性能:(1)斜裂缝出现时。实腹式型钢具有较大的抗剪刚度,而且在梁中腹板是连续分布的,对斜裂缝的开展起着较好的抑制作用。(2)斜裂缝出现后,型钢腹板的贡献使梁的受剪承载力大为提高。(3)具有较好的延性破坏特征。(4)可能会发生剪切粘结破坏。型钢与混凝土交界面粘结强度较低,型钢混凝土梁破坏时受压侧保护层混凝土剥离范围大,设计中应通过配置必要的构造箍筋、增加型钢外围混凝土厚度等措施来提高剪切粘结承载力。(5)受力过程中,由于受混凝土的约束,在满足宽厚比的条件下,型钢腹板不会发生局部屈曲,其强度能得以充分发挥,同时,型钢本身可以承担相当大的剪力,型钢混凝土梁的斜截面受剪承载力远比钢筋混凝土梁高。9.5.2 影响斜截面受剪性能的因素(1)剪跨比 集中荷载作用下,剪跨比反映了梁中弯、剪应力之比 剪跨比较小时,剪跨段内正应力较小,剪应力起控制作用。型钢腹板在近似纯剪应力状态下达到屈服强度,混凝土短柱发生剪切斜压破坏。剪跨比较大(1.52.5),剪跨段内正应力较大剪压破坏、剪切粘结破坏 剪跨比(2.5)时,梁的承载力往往由弯曲应力控制,一般发生弯曲破坏 型钢混凝土梁不会发生斜拉破坏,型钢腹板可以有效阻止斜拉裂缝的产生。(2)型钢腹板含钢率 含钢率:Aw/bh0 由于型钢腹板的刚度较大,斜裂缝出现前,其剪应变与混凝土的基本一致。斜裂缝出现后,由于型钢对腹部的混凝土有约束作用,梁的抗剪刚度降低不多;型钢腹板屈服后,对混凝土的约束丧失,梁的抗剪刚度降低较快,变形增大。但其极限变形远大于混凝土梁,表现出较好的延性性能。(3)配箍率 配箍率:svAsv/bs 裂缝出现前,箍筋的应力很小,基本不起作用;设计合理的适筋梁,剪压破坏时,箍筋基本屈服;箍筋的约束作用还能有效防止型钢翼缘与混凝土交界面的剪切破坏(4)型钢翼缘宽度与梁宽度比bf/b 型钢翼缘对梁腹部混凝土具有约束作用,能提高梁的承载力和变形能力;但是,如果比值过大,使梁侧混凝土保护层厚度过小,容易产生剪切粘结破坏。(5)混凝土强度等级 一般,混凝土部分受剪承载力随混凝土强度提高而提高;剪跨比一定时,抗剪承载力随混凝土强度提高剪跨比较小时,增长率较大剪跨比较大时,增长率较小9.5.3 斜截面受剪承载力计算 1)将腹板看作连续分布的箍筋,采用混凝土梁的计算方法 含钢量小时,基本符合实际 2)剪力分配计算方法 荷载的反复作用型钢与混凝土之间的粘结作用丧失,剪力由型钢部分和钢筋混凝土部分一起承担 计算较复杂,不易准确 3)叠加方法 用型钢部分与钢筋混凝土部分受剪承载力之和作为型钢混凝土构件的受剪承载力 我国采用此种方法(1)计算公式 型钢混凝土梁在斜截面受剪的过程中,型钢腹板先屈服,而后斜压短柱(斜压破坏)或剪压区(剪压破坏)混凝土被压碎而达到极限状态,同时箍筋屈服。斜截面受剪承载力计算公式可采用箍筋混凝土部分VRC和型钢部分Va叠加:RCaVVV VRC由混凝土部分受剪承载力Vc、斜裂缝相交的箍筋承担的剪力Vsv叠加:RCcsvVVVcsvaVVVV0ccVf bh0svsvyvAVfhs 型钢受剪承载力,由型钢腹板受剪承载力VW提供,一般假定型钢腹板全截面受剪:0.58awa wwVVf t h9.6 正截面受压承载力9.6.1 柱的受力性能和破坏形态 三种破坏形式:偏心2.0,纵向钢筋屈服,型钢截面也进入屈服,表现为受拉破坏特征;偏心0.19,受拉钢筋并未屈服,表现为受压破坏;偏心0.68,接近界限破坏;(1)受拉破坏(偏心2.0)受拉区横向裂缝出现较早,但因型钢抗弯刚度较大,开裂对截面刚度影响不大 随着荷载的增加,受拉区型钢腹板逐渐进入屈服,破坏过程缓慢平稳,荷载仍可继续增加;最后,荷载仍可维持较长时间,变形能力很大。(2)受压破坏(偏心0.19)受拉区横向裂缝出现较晚,受拉钢筋和型钢受拉翼缘应力发展较慢,型钢受压翼缘和混凝土的压应力则发展较快 达到最大承载力时受拉钢筋没有屈服 破坏时,受压侧型钢翼缘位置沿柱长方向的保护层混凝土出现粘结裂缝,并随混凝土的压碎整体向外凸出,纵向裂缝向上、下延伸迅速发展,承载力很快衰减(3)界限破坏(偏心0.68)型钢混凝土柱没有典型的界限破坏 一般以型钢受拉翼缘受拉屈服与受压边缘混凝土极限压应变同时发生的情况定义为型钢混凝土柱的界限破坏。无论哪种破坏,过了最大荷载点后,由于受压区保护层混凝土被压碎而退出工作,截面弯矩有一较快的衰减过程;此后,型钢以及受型钢翼缘和箍筋约束的混凝土部分仍具有一定的承载力与钢筋混凝土构件不同与钢筋混凝土构件不同9.6.2 简单叠加法计算正截面偏心受压承载力 一般叠加方法 不便设计应用uaRCuaRCNNNMMM 简化叠加方法原理:配置型钢后截面承载力不足的部分由钢筋混凝土截面承担,或反之钢筋混凝土截面承载力不足的部分由型钢截面承担;简化叠加方法计算:先设定型钢(或钢筋)面积,然后,计算钢筋混凝土部分或型钢所承受的轴力和弯矩设计值,取钢材截面较小者为计算结果轴力为压力取正号,为拉力时取负号9.6.3 基于平截面假定的简化计算方法 正截面承载力计算可采用型钢混凝土梁相同的方法,即以应变平截面假定为基础的简化计算方法 采用平截面假定,需进行数值计算,很难直接应用于工程设计9.7 柱斜截面受剪承载力、框架柱的受剪破坏形态:剪切斜压破坏剪跨比小于1.5的框架柱混凝土沿对角线方向分成若干斜压小柱体剪切粘结破坏剪跨比在1.52.5之间的实腹式型钢柱除柱端产生斜裂缝,沿柱全长在型钢翼缘处还发生连续分布的短小斜裂缝(型钢翼缘与混凝土之间的粘结破坏引起的)注意:由于柱上作用较大的轴向力,其斜截面受剪性能与梁不同:轴压力有利于抑制斜裂缝的出现和开展,并提高极限受剪承载力当轴压比小于0.5,柱的斜截面受剪承载力基本上随轴压力的增加呈线性增加轴向压力较大时,易出现剪切粘结破坏;轴向力很大时,柱的承载力将受压破坏由于实腹式型钢的作用,混凝土很难形成主斜裂缝,破坏过程比钢筋混凝土较为缓慢、斜截面受剪承载力计算:(1)计算公式根据试验研究,可认为型钢混凝土柱的斜截面受剪承载力由钢筋混凝土和型钢两部分的承载力组成,同时要计入轴压力的有利影响非抗震设计抗震设计000.200.580.071.5svccyva wwAVf bhfhf t hNs0010.160.580.80.0561.5svccyva wwREAVf bhfhf t hNs9.8梁柱节点SRC梁SRC柱节点钢梁SRC柱节点RC 梁SRC柱节点前两种节点,钢骨部分的连接构造要求原则上应与前两种节点,钢骨部分的连接构造要求原则上应与钢结构一致,但考虑到混凝土浇筑密实性,应在节钢结构一致,但考虑到混凝土浇筑密实性,应在节点连接板上设置浇筑孔和出气孔,并应注意节点部点连接板上设置浇筑孔和出气孔,并应注意节点部位钢筋交错纵横对构造施工细节的影响,这一点在位钢筋交错纵横对构造施工细节的影响,这一点在初步设计中就应给予较为细致的考虑。初步设计中就应给予较为细致的考虑。729.9 型钢混凝土柱抗火设计原理型钢混凝土柱抗火设计原理图示为按国际标准化委员会标准图示为按国际标准化委员会标准ISO-834规定的标准升规定的标准升温曲线升温作用下型钢混凝土轴心受压构件绕强轴弯温曲线升温作用下型钢混凝土轴心受压构件绕强轴弯曲时耐火极限随荷载的变化规律。曲时耐火极限随荷载的变化规律。影响火灾下型钢混凝土柱承载力的可能因素有:截面周长,构件影响火灾下型钢混凝土柱承载力的可能因素有:截面周长,构件长细比,受火时间,截面含钢率,截面配筋率,荷载偏心率,钢长细比,受火时间,截面含钢率,截面配筋率,荷载偏心率,钢骨屈服强度,钢筋屈服强度,混凝土强度和截面高宽比等。骨屈服强度,钢筋屈服强度,混凝土强度和截面高宽比等。以算例:以算例:来分析各参数对火灾作用下型钢混凝土压弯构件承载力影响系数来分析各参数对火灾作用下型钢混凝土压弯构件承载力影响系数KtKt的影响规律。(截面形式为的影响规律。(截面形式为:)2022-10-30兰州理工大学83结论:结论:火灾作用下钢骨屈服强度、钢筋屈服强度、混凝土火灾作用下钢骨屈服强度、钢筋屈服强度、混凝土强度、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率和截面高宽强度、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率和截面高宽比等参数对型钢混凝土压弯构件承载力影响系数的影响较比等参数对型钢混凝土压弯构件承载力影响系数的影响较小;而截面周长、构件长细比和受火时间则是影响火灾下小;而截面周长、构件长细比和受火时间则是影响火灾下型钢混凝土压弯构件承载力的主要因素型钢混凝土压弯构件承载力的主要因素。耐火极限实用计算方法耐火极限实用计算方法如前所述,火灾作用对型钢混凝土构件的承载力有较大的如前所述,火灾作用对型钢混凝土构件的承载力有较大的影响。在对大量数值计算结果整理分析的基础上,可回归影响。在对大量数值计算结果整理分析的基础上,可回归出出C,和和t为参数的标准火灾作用下型钢混凝土柱承载力影为参数的标准火灾作用下型钢混凝土柱承载力影响系数响系数Kt的简化计算公式。的简化计算公式。根据根据型钢混凝土组合结构技术规程型钢混凝土组合结构技术规程JGJ138-2001或或钢骨混凝土结构设计规程钢骨混凝土结构设计规程YB9082-97计算出型钢混计算出型钢混凝土压弯构件的承载力后,将其乘以系数凝土压弯构件的承载力后,将其乘以系数Kt值,即可值,即可获得压弯构件在标准火灾作用下的承载力:获得压弯构件在标准火灾作用下的承载力:简化公式适用于不同受火时间作用下构件承载力的计算。简化公式适用于不同受火时间作用下构件承载力的计算。在实际工程设计中,对应构件的设计荷载,利用简化公在实际工程设计中,对应构件的设计荷载,利用简化公式,可以得出在某一特定时刻式,可以得出在某一特定时刻t,构件火灾下的承载力与,构件火灾下的承载力与设计荷载相等时对应的火灾作用下的耐火极限。设计荷载相等时对应的火灾作用下的耐火极限。为使型钢混凝土柱满足耐火极限要求,应限制其火为使型钢混凝土柱满足耐火极限要求,应限制其火灾荷载比灾荷载比n(即火灾时作用在柱上的荷载与其常温极(即火灾时作用在柱上的荷载与其常温极限承载力的比值),且火灾荷载比限值不应超过火限承载力的比值),且火灾荷载比限值不应超过火灾下荷载影响系数灾下荷载影响系数Kt。由承载力影响系数简化公式。由承载力影响系数简化公式可得到对应一定火灾荷载比下的耐火极限简化计算可得到对应一定火灾荷载比下的耐火极限简化计算公式:公式:谢谢!谢谢!
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