土木工程毕业设计文献综述高建栋

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1、毕业设计（论文）文献综述 题 目温州会展中心三期建筑结构设计学 院建筑与土木工程学院专业土木工程班级10土木本2学号学生姓名高建栋指导教师李桅温州大学教务处制温州会展中心建筑结构选型钢管混凝土框架结构文献综述摘要：在组合结构中，钢混组合结构是最具代表性的一种结构体系。与纯钢结构相比节省钢材并增强了建筑物及构件的刚度；与混凝土结构相比，减轻了自重，增大了构件的延性并提高了强度，使两种材料钢（受拉）和混凝土（受压）的特点得以充分发挥。钢管混凝土结构以其承载力高，抗震性能好，施工方便，广泛的应用于工程实践中。钢管混凝土结构中梁柱节点设计起着重要内容。1 钢管混凝土结构的应用我国钢管混凝土结构技术的开

2、发和应用已有近40年的历史。1966 年钢管混凝土结构应用于北京地铁车站工程，70年代又在单层工业厂房、重型构架中得到了成功的应用。近10年来，随着国家经济的迅猛发展，钢管混凝土结构在我国的高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效地应用，推动了建造技术的发展。在我国，钢管混凝土结构主要应用于以下的领域中：高层建筑工程；大跨度桥梁工程；地铁车站工程；单层和多层工业厂房柱；特殊结构工程。2 钢管混凝土结构钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点，提高了柱的

3、承载能力。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。钢管混凝土构件中的混凝土受到钢管的约束, 提高了核心区混凝土的延性和承载能力；由于核心混凝土的存在, 提高了钢管的抗局部屈曲的能力和构件的耐火能力。这种组合构件可节省材料费用和加快施工速度。3 钢管混凝土结构特点3.1 承载力、延性、抗震性能钢管混凝土柱中，钢 管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管

4、发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。同时结构的吸能性能好，无刚度退化，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，此外，由于核心区混凝土对钢管稳定性的提高作用，因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。3.2 施工方便、缩短工期钢管混凝土结构施工时，钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便 于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省

5、了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。3.3 其他性能：防锈蚀和防火性能优越；抗扭、抗剪性能好；节约钢材降低造价等。4 钢管混凝土柱的优点钢管混凝土柱结合了两种材料的优点，外围钢管对混凝土的约束作用，使混凝土处于三向受压状态，提高柱截面的抗压承载力，减小截面尺寸，同时提高构件的延性，钢管及其节点部分可在工厂预制，保证构件的质量。另外，由于钢管和混凝土的共同作用，在发生火灾时，混凝土可吸收大量的热，防止或减缓钢管由于高温受热软化，造成的强度降低；此外当外围钢管屈服失稳时，由于内部混凝土柱的存在，可有混凝土柱承受大部分的轴向压力，防止结构因高温而破坏，即，采用钢管混凝土结构可大大提高建筑结构

6、的防火性能。本毕业设计拟采用方钢管钢梁框架结构形式，对于方钢管混凝土柱梁柱节点构造形式简单，施工时容易处理，结构构件之间的相贯线处于同一平面内，方便加工制造及安装，有利于提高施工速度，降低复杂节点施工带来的经济及技术上的一系列问题。同时考虑到采用方形钢管混凝土，由于其外形较规则，建筑的美观及适用性也较强，与周围构件的配合设置也较方便。因此一般建造师更倾向于采用方钢管混凝土柱。相比较而言，采用圆钢管混凝土柱对于核心区混凝土的约束作用铰方钢管混凝土柱更强，但其与梁墙板的连接构造复杂，施工工艺及技术要求也较高，同时出于美观的要求对节点处还需设置吊顶或装饰的方法进行隐藏处理，因此采用方钢管柱形式具有较

7、大的市场前景。5 钢管混凝土的研究方向高强度材料的应用：随着高强材料的不断出现，结构构件也从大截面向小尺寸方向演变，使高重结构采用小截面构件成为可能。同时采用钢管混凝土结构形式，本身由于其高于一般结构的承载力，而在节省材料和降低造价方面的优点而被实际工程采用。因此可以考虑将高强度材料应用于钢管混凝土结构中，研究其在经济、结构性能中的突出贡献。梁柱节点性能的研究（及其抗震性能的研究）：节点设计一直是结构设计的关键步骤，节点设计既要求满足传统结构形式要求，即，强节点弱构件的要求；在此又要满足钢管混凝土梁柱节点的设计及构造要求。对于钢管混凝土节点的设计，关系到结构的安全，施工的难易复杂程度，因此对于

8、钢管混凝土柱与梁的连接构造提出了更高的技术要求。也是钢管混凝土结构研究的一个前沿方向。其他研究方向：如预应力钢管混凝土结构的研究；薄壁钢管混凝土结构研究等。6 结束语目前，钢管混凝土框架结构主要由于大跨度，荷载大的结构中。其结合了钢筋混凝土结构和钢结构的优点，以其承载力、抗震性能、延性等方面的优势，被广泛的应用于有特殊要求的结构中。在当今，国家大力推广建筑结构用钢的形式下，越来越多的关于钢管混凝土结构性能的研究正在进行中，有关钢管混凝土结构设计的规范及技术也日趋完善，在今后的中国，钢管混凝土结构的发展前景将会更加广阔！参考文献1 容柏生. 中国高层建筑中钢管混凝土柱的应用与展望J，建筑结构 2

9、009, 39( 9)2 中国工程建设标准化协会. CECS 159: 2004 矩形钢管混凝土结构技术规程S.北京: 中国计划出版社, 2004.3 钟善桐, 等.方形和圆形钢管混凝土柱性能的连续和设计的统一. 钢结构, 2001(5)4 钟善桐.钢管混凝土结构M. 北京：清华大学出版社，20035 王文达.钢管混凝土框架结构力学性能非线性有限元分析J,建筑结构学报20086 吕西林、李学平、余勇.方刚管混凝土柱与钢梁连接的设计方法J,同济大学学报, 20027 中国工程建设标准化协会. CECS 159: 2004 矩形钢管混凝土结 构技术规程S.北京:中国计划出版社, 2004.8 韩林

10、海，杨有福现代钢管混凝土结构技术S中国建筑工业出版社，20049 陶忠方钢管混凝土的发展现状J.建筑结构，2003.710 周天华方钢管混凝土柱钢梁框架节点抗震性能及承载力研究D西安建筑科技大学，2004.211 于旭新型方钢管混凝土柱一钢梁节点的试验研究D南京工业大学，200312 沈之容，蒋涛矩形钢管混凝土结构的经济性分析J特种结构，200113 李易, 查晓雄, 王靖涛. 端部约束对钢管混凝土柱抗火性能的影响. 哈尔滨工业 大学学报, 2005, v34,n SUPPL.2: 438-441 (EI收录)14 韩林海, 徐蕾, 冯九斌等. 钢管混凝土柱耐火极限和防火设计实用方法研究. 土 木工程学报, 2002a, 35(6): 6-1315 黄泰. 钢管混凝土柱节点的基本研究和设计方法初探. 硕士学位论文, 华南理工大学, 200016 赵国藩, 张德娟, 黄承逵. 钢管混凝土增强高强混凝土柱的抗震性能研究. 大连理工大学学报, 1996, 36(6)17 钟善桐. 高层钢管混凝土结构. 黑龙江科学技术出版社,1999.18 王立超, 周云. 钢管混凝土柱节点的研究和工程应用. 见: 98建筑钢结构工程会议论文集, 1998.