书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 20

一种设置传力构件的钢管混凝土柱.pdf

  • 上传人:e1
  • 文档编号:122786
  • 上传时间:2018-01-26
  • 格式:PDF
  • 页数:20
  • 大小:672.85KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110180293.2

    申请日:

    2011.06.29

    公开号:

    CN102322113A

    公开日:

    2012.01.18

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||著录事项变更IPC(主分类):E04C 3/34变更事项:申请人变更前:中建(北京)国际设计顾问有限公司变更后:悉地(北京)国际建筑设计顾问有限公司变更事项:地址变更前:100013 北京市朝阳区东土城路12号怡和阳光大厦变更后:100013 北京市朝阳区东土城路12号怡和阳光大厦|||实质审查的生效IPC(主分类):E04C 3/34申请日:20110629|||公开

    IPC分类号:

    E04C3/34

    主分类号:

    E04C3/34

    申请人:

    中建(北京)国际设计顾问有限公司

    发明人:

    傅学怡; 沈祖炎; 李元齐; 余卫江; 雷敏; 姚行友; 徐娜; 黄振宇

    地址:

    100013 北京市朝阳区东土城路12号怡和阳光大厦

    优先权:

    专利代理机构:

    北京中博世达专利商标代理有限公司 11274

    代理人:

    申健

    PDF完整版下载: PDF下载
    内容摘要

    本发明实施例公开了一种设置传力构件的钢管混凝土柱,属于工程结构技术领域。有效解决了现有的钢管混凝土柱存在钢管与混凝土难以共同受力的技术问题。该设置传力构件的钢管混凝土柱,外壁为钢管壁,钢管壁内部浇注有混凝土,包括与钢管壁固连的分配梁,分配梁贯穿于钢管混凝土柱的径向方向,且穿插在混凝土中。本发明应用于改进钢管混凝土柱。

    权利要求书

    1: 一种设置传力构件的钢管混凝土柱, 外壁为钢管壁, 所述钢管壁内部浇注有混凝土, 其特征在于 : 包括与所述钢管壁固连的分配梁, 所述分配梁贯穿于所述钢管混凝土柱的径 向方向, 且穿插在所述混凝土中。
    2: 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 所述钢管混凝土柱横截面为矩 形, 所述分配梁与一侧的钢管壁垂直。
    3: 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 所述分配梁分为相互垂直的两 个方向, 且所述两个方向上的分配梁交叉固连。
    4: 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 所述分配梁的两端延伸至所述 钢管壁的外侧。
    5: 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 所述钢管混凝土柱用于楼房建 筑, 所述分配梁设置在一个或多个楼层节点处。
    6: 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 所述分配梁为工型钢。
    7: 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 还包括与所述分配梁和所述钢 管壁固连的内环肋。
    8: 根据权利要求 6 所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 还包括与所述分配梁和所述钢 管壁固连的内环肋, 所述内环肋水平设置于所述分配梁的上翼缘和 / 或下翼缘处。
    9: 根据权利要求 1 至 8 任一项所述的钢管混凝土柱, 其特征在于 : 所述钢管壁、 分配梁 和内环肋之间通过熔透焊或电渣焊连接。

    说明书


    一种设置传力构件的钢管混凝土柱

        【技术领域】
         本发明属于工程结构技术领域, 具体涉及一种设置传力构件的钢管混凝土柱。背景技术 目前, 钢管混凝土柱被越来越多地应用。世界各国实际的钢管混凝土柱所受到的 外荷载, 均首先作用于钢管壁, 导致了钢管与混凝土难以共同受力。 钢管混凝土柱在浇注混 凝土之前, 钢管内壁较难除锈打毛, 内部混凝土与钢管壁粘结强度不能保证 ; 而且, 一段时 间之后, 内部混凝土会发生径向收缩, 部分已建工程的内部混凝土已经与钢管壁局部脱离, 即发生了 “空鼓” 现象。这些难以避免原因使钢管与混凝土更加难以共同受力, 影响了钢管 混凝土柱, 尤其是大截面钢管混凝土柱的承载能力和结构安全。
         目前有一种在钢管混凝土柱内部设置传力构件的技术方案, 具体为在楼层梁上、 下翼缘位置的钢管壁内设置水平内环肋, 或者在钢管壁内设置栓钉。但是这种方法只能将 少量外荷载传递至邻近钢管内壁的周边部分的混凝土, 不能有效将外荷载传递到核心混凝 土。
         本发明人在实现本发明的过程中发现, 现有技术至少存在以下问题 : 现有技术只 能将少量外荷载, 特别是竖直方向的外荷载传递至邻近钢管内壁的周边部分的混凝土, 而 存在不能有效解决钢管混凝土柱的钢管与混凝土难以共同受力的技术问题。
         发明内容
         本发明实施例提供了一种设置传力构件的钢管混凝土柱, 能够将外荷载传递至钢 管混凝土柱的核心混凝土上, 更有效的解决了钢管混凝土柱的钢管与混凝土难以共同受力 的技术问题。
         为达到上述目的, 本发明的实施例采用如下技术方案 :
         该设置传力构件的钢管混凝土柱, 外壁为钢管壁, 所述钢管壁内部浇注有混凝土, 包括与所述钢管壁固连的分配梁, 所述分配梁贯穿于所述钢管混凝土柱的径向方向, 且穿 插在所述混凝土中。
         进一步, 所述钢管混凝土柱横截面为矩形, 所述分配梁与一侧的钢管壁垂直。
         进一步, 所述分配梁分为相互垂直的两个方向, 且所述两个方向上的分配梁交叉 固连。
         进一步, 所述分配梁的两端延伸至所述钢管壁的外侧。
         进一步, 所述钢管混凝土柱用于楼房建筑, 所述分配梁设置在一个或多个楼层节 点处。
         进一步, 所述分配梁为工型钢。
         进一步, 还包括与所述分配梁和 / 或所述钢管壁固连的内环肋。
         进一步, 所述内环肋水平设置于所述分配梁的上翼缘和 / 或下翼缘处。
         进一步, 所述钢管壁、 分配梁和内环肋之间通过熔透焊或电渣焊连接。与现有技术相比, 本发明所提供上述技术方案中的任一技术方案具有如下优点 : 因为分配梁在径向方向贯穿于钢管混凝土柱的混凝土中, 所以分配梁不仅与靠近钢管内壁 的周边混凝土相接触, 还与靠近钢管混凝土柱轴心的核心混凝土相接触。当外荷载作用于 钢管壁时, 外荷载就会传递至与钢管壁固连的分配梁上, 再由分配梁将外荷载传递至混凝 土, 其中包括靠近钢管内壁的周边混凝土, 和靠近钢管混凝土柱轴心的核心混凝土。 以分配 梁作为传力构件, 能够将外荷载传递至钢管混凝土柱的核心混凝土上, 从而有效解决了钢 管混凝土柱的钢管与混凝土难以共同受力的技术问题, 提高了混凝土的工作系数。 附图说明
         为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以 根据这些附图获得其他的附图。
         图 1 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的截面示意图 ;
         图 2 为图 1 的 1-1 线剖视图 ; 图 3 为图 1 的 2-2 线剖视图 ;
         图 4 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的分配梁边界简化示意图 ;
         图 5 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的分配梁的受力计算示意图 ;
         图 6 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的钢管壁竖向加载及输出控制点 示意图 ;
         图 7 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的钢管壁力矩加载及输出控制点 示意图 ;
         图 8 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的核心混凝土竖向加载及输出控 制点示意图 ;
         图 9 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的分配梁竖向位移示意图 ;
         图 10 为本发明的实施例所提供的钢管混凝土柱的混凝土分布反力示意图。
         具体实施方式
         下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其 他实施例, 都属于本发明保护的范围。
         实施例 1 :
         如图 1、 图 2 和图 3 所示, 本发明实施例提供的设置传力构件的钢管混凝土柱, 外壁 为钢管壁 1, 钢管壁 1 内部浇注有混凝土 2, 包括与钢管壁 1 固连的分配梁 3, 分配梁 3 贯穿 于钢管混凝土柱的径向方向, 且穿插在混凝土 2 中。作为一个优选方案, 钢管混凝土柱横截 面为矩形, 且分配梁 3 与一侧的钢管壁 1 垂直。当然, 本发明提供的技术方案也适用于圆柱 形等其他形状的钢管混凝土柱。
         因为分配梁 3 在径向方向贯穿于钢管混凝土柱的混凝土 2 中, 所以分配梁 3 不仅与靠近钢管内壁的周边混凝土 2 相接触, 还与靠近钢管混凝土柱轴心的核心混凝土 2 相接 触。当外荷载作用于钢管壁 1 时, 外荷载就会传递至与钢管壁 1 固连的分配梁 3 上, 再由分 配梁 3 将外荷载传递至混凝土 2, 其中包括靠近钢管内壁的周边混凝土 2, 和靠近钢管混凝 土柱轴心的核心混凝土 2。 以分配梁作 3 为传力构件, 能够将外荷载传递至钢管混凝土柱的 核心混凝土 2 上, 从而有效解决了钢管混凝土柱的钢管壁 1 与混凝土 2 难以共同受力的技 术问题, 提高了混凝土 2 的工作系数。对于边长大于 800mm 的大截面矩形钢管混凝土柱效 果更为显著。
         本发明实施例中, 钢管混凝土柱用于楼房建筑, 分配梁 3 设置在每个楼层节点处。 当然, 也可以每两个楼层节点处设置一个分配梁 3, 或者只在一个楼层节点处设置分配梁 3, 分配梁 3 的数量和位置可根据实际情况而定。
         楼层节点处的楼层梁 3 与钢管壁 1 连接, 竖向外荷载首先传给柱的钢管壁 1, 再通 过分配梁 3 传至内部混凝土 2, 使钢管壁 1 和管内混凝土 2 共同工作, 并符合平截面变形。 所以, 将分配梁 3 设置在楼层节点处, 能够使外荷载的传递路径最短, 传递效果最好。
         本发明实施例中, 分配梁 3 为工型钢。工型钢的受力特性适合用于横梁, 能够更好 的传递竖直方向的外荷载。
         本发明实施例中, 还包括与分配梁 3 和钢管壁 1 固连的内环肋 4, 且内环肋 4 水平 设置于分配梁 3 的上翼缘和 / 或下翼缘处。内环肋 4 能够增加分配梁 3 与钢管壁 1 之间的 稳定性, 并且, 以分配梁 3 作为主要传力构件的基础上, 内环肋 4 还可作为次要传力构件, 进 一步提高混凝土的工作系数。上、 下翼缘是分配梁 3 的凸出部分, 便于固定内环肋 4。
         本发明实施例中, 钢管壁 1、 分配梁 3 和内环肋 4 之间通过熔透焊或电渣焊连接。 熔透焊和电渣焊适用于大型铸件、 锻件的焊接, 并且焊缝质量高。
         以下对本发明实施例的传力体系进行详细说明, 由于内环肋为次要传力构件, 所 以以下只说明主要传力构件, 即分配梁的传力体系 :
         一、 弹性地基梁假定及其解
         分配梁与混凝土的相互作用视作弹性地基梁, 作为分配梁支座的钢管壁提供弹簧 刚度, 混凝土简化为弹性地基, 分配梁简化为梁, 其坐标系如图 4 和图 5 所示。
         采用温克尔假定时, 弹性地基梁基本微分方程 :
         式中 :kc- 核心混凝土竖向弹簧刚度 (kN/m2) ;
         EI- 分配梁截面抗弯刚度 (kN·m2)。
         方程通解 :
         y = eβx(C1cosβx+C2sinβx)+e-βx(C3-cosβx+C4sinβx)+y1(x) (2)
         该梁上部混凝土传来的荷载由下部混凝土自平衡, 可认为梁上没有附加荷载, 则 特解 y1(x) = 0。
         由接触面分配梁截面中心点与相连钢管壁下沉变形及转角变形协调, 可得到以下
         4 个边界条件 :
         (1)x = 0, x=l处
         y|x = 0 = Δ0, y|x = l = Δl, Δ0、 Δl- 竖向荷载作用下分配梁两端截面中心点下沉变形 (m) ; Ps- 在两侧竖向荷载作用下 ( 每侧竖向荷载 P), 钢管壁一侧反力 (kN) ; ks- 钢管竖向弹簧刚度 (kN/m)。 (2)x = 0, x=l处 EIy″ |x = 0 = M|x = 0 = Ms = kθθ0, θ0 = y′ |x = 0 ; (5) EIy″ |x = l = M|x = l = Ms = -kθθl, θl = y′ |x = l ; (6) θ0、 θl- 竖向荷载作用下分配梁两端截面转角变形 (rad) ; kθ- 钢管转动弹簧刚度 (kN·m/rad) ; Ms- 在两侧竖向荷载作用下 ( 每侧竖向荷载 P), 钢管壁一侧力矩 (kN·m)。 式 (2) 中引入上述 4 个边界条件 :
         由此方程组整理可得待定常数 C1、 C2、 C3、 C4(m) 的矩阵方程如下 :
         式中由式 (2)、 (9) 可得到分配梁与混凝土界面在两侧竖向荷载 P 作用下变形 y。进而 可求得混凝土弹簧地基分布反力
         pc(x) = kc.y(x) (10)
         混凝土弹簧地基总反力
         式中 kc- 核心混凝土竖向弹簧刚度, kc = kbl(kN/m2) ; k- 核心混凝土基床系数 (kN/m3) ; bl- 分配梁下翼缘宽度 (m)。 由图 5 可知 Pc+2Ps = 2P (12) 核心混凝土工作系数二、 求解钢管竖向弹簧刚度 ks :
         钢管壁分配梁连接处, 钢管壁中心施加竖向面荷载 qs, 作用面积为分配梁腹板横 截面面积, 有限元模型如图 6 所示, 可得到钢管壁分配梁腹板中心处输出控制点竖向变形 Δs。
         定义钢管竖向弹簧刚度
         其中 ks- 钢管竖向弹簧刚度 (kN/m) ;qs- 钢管壁中心竖向面荷载 (kN/m2) ; hw- 分配梁腹板高度 (m) ; tw- 分配梁腹板厚度 (m) ; Δs- 输出控制点竖向变形 (m)。 Δs 与钢管壁厚 ts, 钢管壁截面宽 b、 高 h 和层高 H 有关。 为工程实际中方便应用寻求有一定物理意义的简化表达式, 再定义其中 ξs- 钢管竖向弹簧刚度系数 ; Es- 钢材弹性模量 (kN/m2) ; As- 矩形钢管壁截面面积 (m2), As = 2(b+h)ts-4ts2 ; b- 钢管壁截面宽度 (m) ; h- 钢管壁截面高度 (m) ; ts- 钢管壁厚 (m) ; H- 层高 (m)。根据 《矩形钢管混凝土结构技术规程》 , 选取常用矩形钢管混凝土柱尺寸 : 层高 H = 4m ~ 6m, 钢管壁截面高宽比 h/b = 1 ~ 1.5, b = 0.8m ~ 3m, ts = 0.016m ~ 0.060m, 钢 材选用 Q345, 由有限元计算得到 Δs, 由式 (14)、 (15) 可求得钢管竖向弹簧刚度系数 ξs 如 表 1 所示 :
         表 1 钢管竖向弹簧刚度系数 ξs(H = 4m ~ 6m)
         计算分析表明, 钢管竖向弹簧刚度系数 ξs 与钢管壁厚无关, 当 h/b = 1 ~ 1.5 时,为简化计算, 可取表 1 中 h/b = 1 与 h/b = 1.5 的 ξs 的平均值 作为钢管竖向弹簧刚度系 数, 由式 (15) 可求得钢管竖向弹簧刚度 ks。
         三、 求解钢管转动弹簧刚度 kθ :
         钢管壁分配梁连接处的腹板上下两端, 施加一对大小相等方向相反的水平力构成 转动力偶, 有限元模型图如图 7 所示, 可得到钢管壁分配梁连接处, 分配梁腹板中心转角位 移 θ。定义钢管转动弹簧刚度其中 kθ- 钢管转动弹簧刚度 (kN·m/rad) ; Ms- 钢管壁上一对大小相等方向相反的水平力作用产生的弯矩 (kN·m) ; F- 施加的水平力 (kN) ; hw- 分配梁腹板高度 (m) ; θ- 输出控制点转角变形 (rad)。 θ 与钢管壁厚 ts, 钢管壁截面宽 b、 高 h 和层高 H 有关。 为工程实际中方便应用寻求有一定物理意义的简化表达式, 再定义其中 ξθ- 钢管转动弹簧刚度系数 ; Es- 钢材弹性模量 (kN/m2) ; Is- 钢管壁截面惯性矩 (m4),b- 钢管壁截面宽度 (m) ;
         h- 钢管壁截面高度 (m) ;
         ts- 钢管壁厚 (m) ;
         H- 层高 (m)。
         根据 《矩形钢管混凝土结构技术规程》 , 选取常用钢管混凝土柱尺寸 : 层高 H = 4m ~ 6m, 钢管壁截面高宽比 h/b = 1 ~ 1.5, b = 0.8m ~ 3m, ts = 0.016m ~ 0.060m, 钢材 选用 Q345。由有限元计算得到 θ, 由式 (16)、 (17) 可求得钢管转动弹簧刚度系数 ξθ 如表 2 所示 :
         表 2 钢管转动弹簧刚度系数 ξθ(H = 4m ~ 6m)
         计算分析表明, 钢管转动弹簧刚度系数 ξθ 与钢管壁厚有关, 但钢管转动弹簧刚 度对混凝土工作系数影响非常小 ; 当 h/b = 1 ~ 1.5 时, 为简化计算, 可取表 2 中 h/b = 1
         与 h/b = 1.5 的 ξθ 的平均值 作为钢管转动弹簧刚度系数, 由式 (17) 可求得钢管转动弹 簧刚度。 四、 求解内部混凝土竖向弹簧刚度 kc
         核心混凝土表面分配梁下翼缘处施加竖向面荷载 σc, 加载总面积为分配梁下翼 缘宽度 × 分配梁长度, 采用逐块加载, 有限元模型如图 8 所示, 混凝土产生下沉变形, 下沉 变形输出位置为各混凝土加载块的中心点, 混凝土下沉变形 Δc 取逐块加载下下沉变形的 平均值。
         定义核心混凝土地基基床系数
         则核心混凝土地基竖向弹簧刚度其中 k- 核心混凝土基床系数 (kN/m3) ; kc- 核心混凝土地基竖向弹簧刚度 (kN/m2) ; bl- 分配梁下翼缘宽度 (m) ; σc- 施加的面积荷载 (kN/m2) ; Δc- 混凝土块竖向变形 (m)。 Δc 与核心混凝土柱截面宽 bc、 高 h 和 H 层高有关。 为工程实际中方便应用寻求有一定物理意义的简化表达式, 再定义其中 ξc- 核心混凝土竖向弹簧刚度系数 ;
         Ec- 混凝土弹性模量 (kN/m2) ;
         Ac- 核心混凝土截面面积 (m2), Ac = bc×h ;
         bc- 核心混凝土截面宽度 (m) ;
         h- 核心混凝土截面高度 (m) ;
         bl- 分配梁下翼缘宽度 (m) ;
         H- 层高 (m)。
         根据 《矩形钢管混凝土结构技术规程》 , 选取常用钢管混凝土柱尺寸 : 层高 H = 4m ~ 6m, 核心混凝土截面高宽比 h/b = 1 ~ 1.5, b = 0.8m ~ 3m, 混凝土强度等级 C60 ~ C80。由有限元计算得到 Δc, 由式 (18)、 (19)、 (20) 可求得混凝土竖向弹簧刚度系数 ξc 如 表 3 所示 :
         表 3 核心混凝土竖向弹簧刚度系数 ξc(H = 4m ~ 6m、 C60 ~ C80)
         计算分析表明, ξc 与混凝土强度等级无关, 当 h/b = 1 ~ 1.5 时, 为简化计算, 可由式 (20) 取表 3 中 h/b = 1 与 h/b = 1.5 的 ξc 的平均值 作为混凝土竖向弹簧刚度系数, 求得混凝土竖向弹簧刚度。
         五、 分配梁设计方法
         1) 分配梁截面确定
         平截面假定 : 传力构件传递荷载使混凝土工作系数 αc = Pc/2P 不小于 《矩形钢管 混凝土结构技术规程》 (CECS159 : 2004) 混凝土工作系数 [αc]×0.9, 即 αc/[αc] ≥ 0.9, 可认为该钢管混凝土柱基本符合平截面变形假定, 可按该规程设计矩形钢管混凝土柱。
         分配梁截面确定计算框图如下 :
         2) 分配梁受力 ①钢管壁受到的竖向荷载产生的泊松变形对分配梁产生拉力 ②外荷载通过分配梁传递给混凝土的总荷载 Pc = αc·2P ; ③分配梁支座弯矩 M = Ms ; ④分配梁支座剪力 ⑤跨中弯矩式中 : Ns——钢管壁受到的总竖向荷载 (kN), 对设分配梁的钢管混凝土柱, 可取 Ns = N 总 (1-αc), N 总为钢管混凝土柱总轴力, αc 为本文求解的混凝土工作系数 ;
         A、 As——分配梁、 钢管壁的截面面积 (m2) ;
         E、 Es——分配梁、 钢管壁的弹性模量 (MPa) ;
         vs——钢管的泊松比, 取 0.3 ;
         P——两侧竖向荷载 (kN) ;
         Pc——混凝土弹簧地基反力 (kN) ;
         Ms——在两侧竖向荷载作用下 ( 每侧竖向荷载 P), 钢管壁一侧力矩 (kN·m) ;
         l——分配梁长度 (m) ;
         3) 分配梁设计
         ①分配梁设计 : 截面最大组合设计应力 σmax ≤ fy(fy 分配梁钢材设计强度 )。②分配梁连接设计 : 分配梁、 内环肋与钢管壁熔透焊或电渣焊连接并加强处理。
         具体实施
         已知条件 : 钢管混凝土柱截面尺寸 800mm×1200mm, 钢管壁厚 16mm, 层高 5000mm ; 柱内节点区设单根分配梁, 尺寸 1000mm×300mm×13mm×24mm ; 钢材选用 Q345, 弹性模量 Es 5 4 = 2.06×10 MPa ; 混凝土选用 C80, 弹性模量 Ec = 3.8×10 MPa。竖向荷载施加于分配梁与 钢管连接处的两侧腹板上, 每侧 3000kN, 约等于分配梁抗剪承载力。
         1)《矩形钢管混凝土结构技术规程》 公式解
         按 《矩形钢管混凝土结构技术规程》 , 混凝土工作系数 :
         可取 2) 有限元数值解 有限元数值分析得到 : 混凝土承担的竖向荷载为 4044kN, 混凝土工作系数 :3) 解析解 按本文解析方法 : 分配梁截面面积 A = 2bltf+tw(hw-2tf) = 2×0.3×0.024+0.013×(1-2×0.024) = 0.0268m2 式中 : bl- 分配梁下翼缘宽度 (m) ; tf- 分配梁翼缘厚度 (m) ; tw- 分配梁腹板厚度 (m) ; hw- 分配梁腹板高度 (m)。 分配梁截面惯性矩
         分配梁截面抵抗矩 W = I/hw/2 = 0.0044/0.5 = 0.0088m3 式中 : bl- 分配梁下翼缘宽度 (m) ;tf- 分配梁翼缘厚度 (m) ; tw- 分配梁腹板厚度 (m) ; hw- 分配梁腹板高度 (m)。 钢管壁截面面积与截面惯性矩式中 : b- 钢管壁截面宽度 (m) ; h- 钢管壁截面高度 (m) ; ts- 钢管壁厚 (m)。 核心混凝土截面面积 Ac = (b-2ts)(h-2ts) = (0.8-2×0.016)×(1.2-2×0.016) = 0.9m2 查表 1、 表 2、 表 3, 可得到 : ξs = 0.942, ξθ = 0.0156, ξc = 0.522 进而求得 :
         得到分配梁与混凝土界面在两侧竖向荷载 P 作用下变形 y
         y = e1.346x[8.1803cos(1.346x)+8.4558sin(1.346x)]×10-8Ps+e-1.346x[3.2719cos( 1.346x)+0.847sin(1.346x)]×10-7Ps(m)
         进而可求得混凝土弹簧地基总反力
         则混凝土工作系数14102322113 A CN 102322121
         说明书可行。13/14 页与规程值及有限元数值比 则可得 : 核心混凝土总反力 Pc = 0.647×6000 = 3882kN 钢管壁一侧反力分配梁竖向位移图 y(x) 如图 9 所示, 分配梁下混凝土分布反力图 pc(x) 如图 10 所 示。由图 10 可知, 分配梁达到合适刚度时, 其下核心混凝土分布反力是比较均匀的。
         4) 分配梁设计
         钢管壁受到的竖向荷载产生的泊松变形对分配梁产生的拉力
         T 设计= 1.3T = 1.3×270 = 351kN 分配梁跨中弯矩M 设计= 1.3M = 1.3×381 = 495.3kN·m 跨中截面上翼缘最大拉应力 可行
         支座截面剪力V 设计= 1.3V = 1.3×1941 = 2523kN 计算工形分配梁上下翼缘间混凝土参与工作, 其能承担的剪力分配梁承担的剪力 Vs = V 设计 -Vc = 2523-401 = 2122kN 分配梁腹板的折算抗剪横截面面积 Awb = twhw = 0.013×1 = 0.013m2 分配梁腹板剪应力 可行。实施例 2 :
         本实施例与实施例 1 基本相同, 其不同点在于 : 本实施例中, 分配梁分为相互垂直 的两个方向, 且每个楼层节点处的两个方向上的分配梁交叉固连。对于大截面的钢管混凝 土柱, 一个楼层节点处需要两个或更多的分配梁, 并且将相互垂直的两种分配梁焊接起来, 形成十字交叉、 井字交叉等形式。 两个互相垂直的分配梁可以上下叠置焊接, 也可以将其中 一个截断, 再对接在另一个分配梁两侧并焊接。
         实施例 3 :
         本实施例与实施例 1 基本相同, 其不同点在于 : 本实施例中, 分配梁的两端延伸至 钢管壁的外侧。这样, 楼层梁、 伸臂桁架、 带状桁架等楼房的其他结构能够与分配梁外伸端 连接, 竖向外荷载直接传递给钢管混凝土柱的分配梁, 再通过分配梁传递至内部混凝土, 外 荷载可以更直接的传递至混凝土, 使钢管壁和管内混凝土共同工作, 并基本符合平截面变 形, 进一步提高混凝土的工作系数。
         以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限于此, 任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内, 可轻易想到的变化或替换, 都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此, 本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

    关 键  词:
    一种 设置 构件 钢管 混凝土
      专利查询网所有文档均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:一种设置传力构件的钢管混凝土柱.pdf
    链接地址:https://www.zhuanlichaxun.net/p-122786.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1