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什么是建筑的混合结构-中青知识

2022-05-06

钢-混凝土混合结构是指钢构件、钢与混凝土组合构件和钢筋混凝土构件相结合而成的结构类型。这一结构类型能够有效发挥钢构件、钢与混凝土组合构件和混凝土构件的各自特长。混合结构房屋是建筑学术语,指承重的主要构件是用 钢筋混凝土 和砖木建造的。

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混合结构的优点

混合结构与钢结构相比具有以下优点:结构的整体抗侧刚度显著增大、用钢量小、造价较低、防火性能较好。

混合结构与混凝土结构相比具有以下优点:结构构件占用的面积和空间较小,施工速度快。

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       常用结构体系

当建筑物不是特别高,目前结构体系大部分都是框架-核心筒结构。当结构高宽比较大,一般会使用伸臂桁架(环带桁架)以利用外框柱的轴向刚度,提高框架-核心筒的整体抗倾覆能力。

外框柱通常采用型钢混凝土柱(SRC)和圆钢钢管混凝土柱(CFT)以及矩形钢管混凝土柱(CFRT)。

钢管混凝土柱和型钢混凝土柱,均为由钢和混凝土两种材料组成的“组合构件”,与钢筋混凝土和钢结构相比,此两种组合构件可充分发挥不同材料的长处,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,抗弯承载力高,与型钢混凝土柱比,相同条件下,可减小柱截面并降低用钢量。

钢管混凝土柱在抗震性能上优于型钢混凝土柱。钢管混凝土柱延性好的原因在于,通过混凝土和钢结构共同作用充分发挥了两种材料的优势。混凝土在钢管的约束下,从变形能力小的脆性材料变为具有较大变形能力的材料;钢管壁在内部混凝土的支撑作用作用下,即使进入塑性阶段也不会出现

局部屈曲的问题,可以充分发挥其承载力和变形能力,因此具备更为优异的抗震性能。

圆形截面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的向心力,而钢管自身在核心区混凝土的向外挤压力作用下,只有环向拉力,因而约束效果最显著(相对也最经济)。

方形或矩形钢管混凝土柱,由于直线段钢板在核心混凝土向外挤压时有弯曲变形,削弱了对核心混凝土的约束作用,影响轴向抗压能力的提高。虽然方钢管对核心混凝土的约束不如圆钢管,但仍有较好的效果。

钢管混凝土柱,其钢管通常以2-3层为一吊装段,在工厂预制完成,在现场安装,内部混凝土在钢柱安装完毕后进行灌注,不需要支撑模板和钢筋绑扎,施工速度快。但钢管混凝土柱表面需要一定的防火和防腐处理。

型钢混凝土柱,施工时,周边框架钢梁和楼面梁首先与柱内型钢安装连接,然后完成钢筋绑扎,浇筑混凝土将型钢包裹。因此钢骨混凝土梁柱节点处,钢筋配置较为复杂,但外包混凝土可提高结构耐久性,并具有天然防火和抗腐蚀的特点。

核心筒承担了大部分的竖向和水平荷载,通常作为超高层建筑的第一道防线,目前大多采用混凝土核心筒。

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