鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)是指鋼構(gòu)件、鋼與混凝土組合構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件相結(jié)合而成的結(jié)構(gòu)類型。這一結(jié)構(gòu)類型能夠有效發(fā)揮鋼構(gòu)件、鋼與混凝土組合構(gòu)件和混凝土構(gòu)件的各自特長(zhǎng)。

混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

混合結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度顯著增大、用鋼量小、造價(jià)較低、防火性能較好。

混合結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)構(gòu)件占用的面積和空間較小,施工速度快。

常用結(jié)構(gòu)體系

當(dāng)建筑物不是特別高,目前結(jié)構(gòu)體系大部分都是框架-核心筒結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)高寬比較大,一般會(huì)使用伸臂桁架(環(huán)帶桁架)以利用外框柱的軸向剛度,提高框架-核心筒的整體抗傾覆能力。

外框柱通常采用型鋼混凝土柱(SRC)和圓鋼鋼管混凝土柱(CFT)以及矩形鋼管混凝土柱(CFRT)。

鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱,均為由鋼和混凝土兩種材料組成的“組合構(gòu)件”,與鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相比,此兩種組合構(gòu)件可充分發(fā)揮不同材料的長(zhǎng)處,提供更大的承載力和更好的延性。

鋼管混凝土柱不需要控制軸壓比,抗彎承載力高,與型鋼混凝土柱比,相同條件下,可減小柱截面并降低用鋼量。

鋼管混凝土柱在抗震性能上優(yōu)于型鋼混凝土柱。鋼管混凝土柱延性好的原因在于,通過(guò)混凝土和鋼結(jié)構(gòu)共同作用充分發(fā)揮了兩種材料的優(yōu)勢(shì);炷猎阡摴艿募s束下,從變形能力小的脆性材料變?yōu)榫哂休^大變形能力的材料;鋼管壁在內(nèi)部混凝土的支撐作用作用下,即使進(jìn)入塑性階段也不會(huì)出現(xiàn)局部屈曲的問題,可以充分發(fā)揮其承載力和變形能力,因此具備更為優(yōu)異的抗震性能。

圓形截面鋼管混凝土柱是最合理的形式,因?yàn)樗鼘?duì)核心區(qū)混凝土的約束力是均勻的向心力,而鋼管自身在核心區(qū)混凝土的向外擠壓力作用下,只有環(huán)向拉力,因而約束效果最顯著(相對(duì)也最經(jīng)濟(jì))。

方形或矩形鋼管混凝土柱,由于直線段鋼板在核心混凝土向外擠壓時(shí)有彎曲變形,削弱了對(duì)核心混凝土的約束作用,影響軸向抗壓能力的提高。雖然方鋼管對(duì)核心混凝土的約束不如圓鋼管,但仍有較好的效果。

鋼管混凝土柱,其鋼管通常以2-3層為一吊裝段,在工廠預(yù)制完成,在現(xiàn)場(chǎng)安裝,內(nèi)部混凝土在鋼柱安裝完畢后進(jìn)行灌注,不需要支撐模板和鋼筋綁扎,施工速度快。但鋼管混凝土柱表面需要一定的防火和防腐處理。

型鋼混凝土柱,施工時(shí),周邊框架鋼梁和樓面梁首先與柱內(nèi)型鋼安裝連接,然后完成鋼筋綁扎,澆筑混凝土將型鋼包裹。因此鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處,鋼筋配置較為復(fù)雜,但外包混凝土可提高結(jié)構(gòu)耐久性,并具有天然防火和抗腐蝕的特點(diǎn)。

核心筒承擔(dān)了大部分的豎向和水平荷載,通常作為超高層建筑的第一道防線,目前大多采用混凝土核心筒。

實(shí)例一

SRC+混凝土核心筒

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實(shí)例二

CFT+混凝土核心筒

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實(shí)例三

CFRT+混凝土核心筒

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實(shí)例四

CFRT+混凝土核心筒

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