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什么是混合结构?附实例解析!

什么是混合结构?附实例解析!

钢-混凝土混合结构是指由钢构件、钢-混凝土组合构件和钢筋混凝土构件组成的结构类型。这种结构形式可以充分发挥钢构件、钢-混凝土组合构件和混凝土构件各自的优势。

混合结构的优势

与钢结构相比,混合结构具有以下优点:结构的整体抗侧刚度显著增加,用钢量少,成本低,耐火性能更好。

与混凝土结构相比,混合结构具有以下优点:结构构件占用的面积和空之间的间距更小,施工速度更快。

普通结构系统

当建筑不是特别高的时候,现在的结构体系大多是框架-核心筒结构。当结构高宽比较大时,一般采用伸臂桁架,利用外框架柱的轴向刚度来提高框架-核心筒的整体抗倾覆能力。

柱通常有钢骨混凝土柱、圆钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱。

钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱是由钢和混凝土组成的“组合构件”。与钢筋混凝土和钢结构相比,这两种组合构件可以充分发挥不同材料的优势,提供更大的承载力和更好的延性。

钢管混凝土柱不需要控制轴压比,具有较高的抗弯承载力。与型钢混凝土柱相比,在同等条件下,可以减小柱截面,减少用钢量。

钢管混凝土柱的抗震性能优于钢骨混凝土柱。钢管混凝土柱延性好的原因是混凝土和钢结构的优点通过两种材料的共同作用得以充分发挥。在混凝土钢管的约束下,由变形能力小的脆性材料变为变形能力大的材料;在内部混凝土的支撑作用下,钢管即使在塑性阶段也不会发生局部屈曲,可以充分发挥其承载能力和变形能力,因而具有更加优异的抗震性能。

圆钢管混凝土柱是最合理的形式,因为它对核心区混凝土的约束力是均匀向心力,而钢管本身在核心区混凝土向外的挤压压力下只有环向拉力,所以约束作用最明显。

或者矩形钢管混凝土柱,由于核心混凝土向外挤压时直钢板发生弯曲变形,削弱了对核心混凝土的约束作用,影响轴心受压承载力的提高。虽然方钢管对核心混凝土的约束不如圆钢管,但仍然有很好的效果。

钢管混凝土柱,其钢管通常以2-3层为一个吊装段,在工厂预制,现场安装。钢柱安装后浇筑内部混凝土,无需支模和钢筋绑扎,施工速度快。然而,钢管混凝土柱的表面需要一些防火和防腐处理。

对于型钢混凝土柱,施工时先安装周边的框架钢梁和楼板梁,并与柱内的钢筋连接,然后绑扎钢筋,浇筑混凝土包裹钢筋。因此,型钢混凝土梁柱节点处的钢筋配置较为复杂,但外部混凝土可以提高结构的耐久性,具有天然耐火、耐腐蚀的特点。

核心筒承受大部分竖向和水平荷载,通常作为超高层建筑的第一道防线。目前多采用混凝土核心筒。

示例1

SRC+混凝土核心筒

示例2

CFT+混凝土核心筒

示例3

rt+混凝土核心筒

实例4

rt+混凝土核心筒

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