1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)變形計(jì)算
在高層和超高層建筑內(nèi)力和變形的分析中都需要計(jì)算各梁柱的線(xiàn)剛度或抗彎剛度和抗扭剛度值。準(zhǔn)確地計(jì)算各構(gòu)件的剛度值,對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性有著至關(guān)重要的作用。
2、鋼管混凝土桿件接頭
鋼管混凝土構(gòu)件的接頭和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)基本要求:
(1)滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及抗震要求
(2)保證力的正確傳遞,使鋼管和管內(nèi)混凝土能很好地共同工作
(3)鋼管管壁受力均勻,避免出現(xiàn)應(yīng)力集中
(4)便于制作和安裝,并便于管內(nèi)混凝土的澆筑
鋼管接頭:鋼管接長(zhǎng)。無(wú)論采用何種形式的連接,都須要保證對(duì)接件的軸線(xiàn)對(duì)中。
等直徑鋼管接頭:對(duì)接焊縫、管內(nèi)加短襯管、管端加橫隔板、法蘭盤(pán)螺栓連接
變直徑鋼管接頭:加錐形管過(guò)渡段、法蘭盤(pán)和螺栓連接、十字板連接
接頭定位:內(nèi)襯管定位(非地震區(qū)框架)、定位板(地震區(qū)框架)
3、框架節(jié)點(diǎn)
框架節(jié)點(diǎn):鋼梁-管柱剛節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則:
(1)柱的鋼管連續(xù)貫通梁-柱節(jié)點(diǎn),樓蓋結(jié)構(gòu)的縱、橫梁均從柱的側(cè)面與柱連接;
(2)梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)在構(gòu)造上應(yīng)能保證:在梁、柱最大內(nèi)力作用下,梁軸線(xiàn)與柱軸線(xiàn)的夾角保持不變;
(3)框架結(jié)構(gòu)的梁柱剛性節(jié)點(diǎn),宜采用加強(qiáng)環(huán)節(jié)點(diǎn)形式。因?yàn)榧訌?qiáng)環(huán)剛性節(jié)點(diǎn)便于混凝土澆灌施工,可加強(qiáng)混凝土和鋼管的共同工作,可靠地將內(nèi)力傳遞給柱肢。
鋼梁翼緣直接焊接于鋼管上的做法,僅適用于梁端受壓翼緣向鋼管柱傳遞的壓力不大的情況。此外,此節(jié)點(diǎn)形式不適用于梁端翼緣向鋼管柱傳遞拉力的情況,因?yàn)榱憾艘砭壚⑹逛摴芤蚓植渴芰^(guò)大而產(chǎn)生塑性變形,梁柱夾角發(fā)生相對(duì)變化,從而使原來(lái)的剛性節(jié)點(diǎn)蛻變?yōu)榘雱傂怨?jié)點(diǎn)。當(dāng)梁端彎矩很大時(shí),很大的鋼梁翼緣拉力還會(huì)使鋼管局部破裂,造成節(jié)點(diǎn)失效。
梁端剪力可以通過(guò)焊于鋼管外壁上的牛腿腹板等豎向鋼板傳遞給鋼管,再通過(guò)鋼管與核心混凝土界面上的粘結(jié)力和抗剪連接件的局部承壓力傳遞給核心混凝土。
4、鋼管與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度
圓形截面:圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件的平均粘結(jié)強(qiáng)度在0.2~0.4N/mm2之間,其值比鋼筋包裹在混凝土中的允許粘結(jié)強(qiáng)度要低,這是由于鋼管混凝土構(gòu)件的粘結(jié)強(qiáng)度主要取決于鋼管和混凝土之間的摩擦力,內(nèi)表面光滑的鋼管和混凝土相接觸,它們之間的摩擦力要低于鋼筋包裹在混凝土中時(shí)兩者之間的咬合作用。
方形截面:鋼管與混凝土之間的平均粘結(jié)強(qiáng)度基本保持常數(shù),在0.15~0.3N/mm2。
5、組合結(jié)構(gòu)施工要求
管內(nèi)混凝土一般采用泵送頂升澆灌法、立式手工澆注方法或者高位拋落無(wú)振搗法。
(1)泵送頂升澆灌法:在鋼管接近地面的適當(dāng)位置安裝一個(gè)帶閘門(mén)的進(jìn)料支管,直接與泵車(chē)的輸送管連接,由泵車(chē)蔣混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管,無(wú)需振搗。鋼管直徑宜大于泵徑兩倍。