PKPM中型钢混凝土、钢管混凝土、叠合柱截面综述.pdf

PKPM中型钢混凝土、钢管混凝中型钢混凝土、钢管混凝土、钢管混凝土叠合柱截面综述土、钢管混凝土叠合柱截面综述徐飞略中国建筑科学研究院PKPM工程部深圳分部2009年7月PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、型钢混凝土截面一、型钢混凝土截面型钢混凝土截面在高层建筑中的使用越来越多，型钢型钢混凝土截面在高层建筑中的使用越来越多，型钢混凝土柱常见于框架混凝土柱常见于框架-核心筒结构的外框架柱，用来增强核心筒结构的外框架柱，用来增强结构的抗侧刚度。型钢混凝土梁可被用作跨度较大的梁，结构的抗侧刚度。型钢混凝土梁可被用作跨度较大的梁，如转换梁、连体结构中连接两侧主体结构的梁等。桁架的如转换梁、连体结构中连接两侧主体结构的梁等。桁架的腹杆及带有斜柱的结构中也常见型钢混凝土斜杆的使用。腹杆及带有斜柱的结构中也常见型钢混凝土斜杆的使用。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、截面类型PMCAD、STS中可定义的型钢混凝土柱、斜杆截面中可定义的型钢混凝土柱、斜杆截面PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、截面类型截面默认的混凝土强度等级与截面默认的混凝土强度等级与PMCAD中中“本层信息本层信息”中中一致，钢号与一致，钢号与“设计参数设计参数”中钢材型号一致，可通过中钢材型号一致，可通过“材料材料强度强度”对每个构件的强度进行修改。对每个构件的强度进行修改。PMCAD、STS中可定义的型钢混凝土梁截面中可定义的型钢混凝土梁截面PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计PMCAD、STS中定义的型钢混凝土截面都可使用中定义的型钢混凝土截面都可使用TAT、SATWE或或PMSAP进行计算。以上所介绍的型钢混凝土截面的进行计算。以上所介绍的型钢混凝土截面的设计均按照型钢混凝土组合结构技术规程（设计均按照型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ 138-2001）执行）执行。按照型钢规程按照型钢规程4.2.2条的规定，采用刚度叠加的条的规定，采用刚度叠加的方法计算组合截面的抗弯、抗剪和轴向刚度，代入到结构方法计算组合截面的抗弯、抗剪和轴向刚度，代入到结构的内力及变形计算中。的内力及变形计算中。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计型钢混凝土梁、柱、斜杆的抗震等级即是计算软件中型钢混凝土梁、柱、斜杆的抗震等级即是计算软件中定义的框架的抗震等级，可单独修改。整体计算后，按照定义的框架的抗震等级，可单独修改。整体计算后，按照型钢规程，对梁、柱、斜杆进行强柱弱梁、强剪弱弯型钢规程，对梁、柱、斜杆进行强柱弱梁、强剪弱弯的内力放大，作为设计内力。同时按型钢规程对构件的内力放大，作为设计内力。同时按型钢规程对构件进行剪压比、轴压比（对柱）、型钢与混凝土抗剪承载力进行剪压比、轴压比（对柱）、型钢与混凝土抗剪承载力比值等验算。比值等验算。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计型钢混凝土梁、柱的受弯及受剪承载力按照型钢规型钢混凝土梁、柱的受弯及受剪承载力按照型钢规程进行计算，各种截面都等效为配置单独工字钢的截面程进行计算，各种截面都等效为配置单独工字钢的截面进行计算，计算中考虑了最小配筋率和配箍率的要求。对进行计算，计算中考虑了最小配筋率和配箍率的要求。对内部为十字钢的截面，没有采用型钢规程附录内部为十字钢的截面，没有采用型钢规程附录A查表查表法，而是分别计算两个方向的配筋，在计算某一方向时，法，而是分别计算两个方向的配筋，在计算某一方向时，不考虑另一方向工字钢的作用。斜杆的承载力计算同柱。不考虑另一方向工字钢的作用。斜杆的承载力计算同柱。对一二级抗震等级带有型钢混凝土柱的框架节点，还进行对一二级抗震等级带有型钢混凝土柱的框架节点，还进行节点受剪承载力计算。节点受剪承载力计算。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计根据截面计算配筋给出每个型钢混凝土柱及斜杆的抗根据截面计算配筋给出每个型钢混凝土柱及斜杆的抗剪承载力，为楼层受剪承载力的一部分。剪承载力，为楼层受剪承载力的一部分。PKPM梁柱施工图可以按照型钢规程计算型钢混凝梁柱施工图可以按照型钢规程计算型钢混凝土梁的挠度及裂缝，型钢梁柱的配筋详图目前需由设计人土梁的挠度及裂缝，型钢梁柱的配筋详图目前需由设计人员自行设计。员自行设计。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计常见型钢混凝土配筋截面常见型钢混凝土配筋截面PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计型钢混凝土组合结构经过计算后，型钢混凝土组合结构经过计算后，STS三维框架节点三维框架节点设计可以给出梁柱节点内型钢的连接详图，型钢可以是工设计可以给出梁柱节点内型钢的连接详图，型钢可以是工字钢、矩形、圆形等各种截面。由于梁、柱内实配钢筋未字钢、矩形、圆形等各种截面。由于梁、柱内实配钢筋未知，目前软件在进行梁柱节点、柱脚的焊缝和螺栓设计知，目前软件在进行梁柱节点、柱脚的焊缝和螺栓设计时，没有扣除截面内混凝土和钢筋承担的内力，计算结果时，没有扣除截面内混凝土和钢筋承担的内力，计算结果偏于保守。偏于保守。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计STS绘制的型钢节点详图绘制的型钢节点详图PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、钢管混凝土截面二、钢管混凝土截面钢管混凝土结构延性高，用钢量较一般型钢混凝土柱钢管混凝土结构延性高，用钢量较一般型钢混凝土柱少，与钢筋混凝土柱相比又可节省混凝土，同时施工方少，与钢筋混凝土柱相比又可节省混凝土，同时施工方便。常用的钢管混凝土截面有圆形和矩形，圆形钢管混凝便。常用的钢管混凝土截面有圆形和矩形，圆形钢管混凝土应用较早，相对于圆形钢管混凝土，矩形钢管混凝土具土应用较早，相对于圆形钢管混凝土，矩形钢管混凝土具有较大的惯性矩和抗侧刚度，节点构造相对简单，目前工有较大的惯性矩和抗侧刚度，节点构造相对简单，目前工程中应用也很多。程中应用也很多。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、截面类型PMCAD和和STS（钢结构）的三维框架建模中都提供了两（钢结构）的三维框架建模中都提供了两种钢管混凝土截面。下图左侧为圆形钢管混凝土截面，右种钢管混凝土截面。下图左侧为圆形钢管混凝土截面，右侧为矩形钢管混凝土截面。侧为矩形钢管混凝土截面。PMCAD、STS中可定义的钢管混凝土梁、柱、斜杆截面中可定义的钢管混凝土梁、柱、斜杆截面PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计PMCAD、STS中定义的钢管混凝土截面都可使用中定义的钢管混凝土截面都可使用TAT、SATWE或或PMSAP进行计算。其中圆形钢管混凝土截面的设计进行计算。其中圆形钢管混凝土截面的设计按照钢管混凝土结构设计与施工规程按照钢管混凝土结构设计与施工规程CECS 28:90执执行，矩形钢管混凝土截面设计按照矩形钢管混凝土结构行，矩形钢管混凝土截面设计按照矩形钢管混凝土结构技术规程技术规程CECS 159:2004执行。执行。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计根据用户输入的截面尺寸，按照相应规程进行截面的根据用户输入的截面尺寸，按照相应规程进行截面的抗弯、抗剪和轴向刚度计算，代入到结构的内力及变形计抗弯、抗剪和轴向刚度计算，代入到结构的内力及变形计算中。算中。圆形钢管混凝土：计算柱及斜撑的轴向受压承载力，圆形钢管混凝土：计算柱及斜撑的轴向受压承载力，给出构件长度与外径的比值。给出构件长度与外径的比值。矩形钢管混凝土：对柱和斜撑，计算其轴压比（仅对矩形钢管混凝土：对柱和斜撑，计算其轴压比（仅对柱）、同时进行承载力及两个方向的稳定验算，柱节点域柱）、同时进行承载力及两个方向的稳定验算，柱节点域的强柱弱梁验算，截面承担系数、剪切强度验算，长细的强柱弱梁验算，截面承担系数、剪切强度验算，长细比、矩形钢管宽厚比验算。对矩形钢管混凝土梁验算抗比、矩形钢管宽厚比验算。对矩形钢管混凝土梁验算抗弯、抗剪强度和整体稳定。弯、抗剪强度和整体稳定。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、截面设计与型钢混凝土截面一样，与型钢混凝土截面一样，STS钢结构可以进行钢管与钢结构可以进行钢管与钢梁节点设计并给出连接详图。钢梁节点设计并给出连接详图。矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点示意详图矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点示意详图PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 三、钢管混凝土叠合柱截面三、钢管混凝土叠合柱截面PKPM提供了如下两种钢管混凝土叠合柱截面，即由截提供了如下两种钢管混凝土叠合柱截面，即由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土叠合而成。该面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土叠合而成。该类截面的刚度采用钢管里混凝土、钢管外混凝土和钢管三类截面的刚度采用钢管里混凝土、钢管外混凝土和钢管三种截面的刚度叠加，配筋计算目前近似按型钢混凝土截面种截面的刚度叠加，配筋计算目前近似按型钢混凝土截面处理。处理。PMCAD、STS中可定义的钢管混凝土叠合柱截面中可定义的钢管混凝土叠合柱截面PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 谢谢PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建