型钢高强混凝土的应用和发展.pdf
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1、 重庆建筑 Cho n g q i n g Ar c h i t e c t u r e d o i 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 6 7 1 - 9 1 0 7 2 0 1 2 1 0 0 5 6 型钢高强混凝土的应用和发展 A p p l i c a t i o n a n d D e v e l o p me n t o f S t e e l R e i n f o r c e d Hi 曲- s t r e n g t h C o n c r e t e 欧 阳光 2 。 黄 宾s 。 秦 红军 。 秦 如心 ( 1重庆大学土木 工程学院 , 重庆 4 0 0 0 4
2、5 2重庆建工集 团总承包公司 , 重庆 4 0 1 1 2 2; 3四川省宜宾市建 设工程 质量安全监督站 , 四川宜宾 6 4 4 0 0 0; 4重庆市兴隆建设工程监理 有限公 司, 重庆 4 0 0 0 1 1 ) 摘要 : 随着现代 社会的高速发展 。 高层建筑不 断增加 , 各种 复杂的建筑结构和异性结构也 日益增多 , 重栽、 大跨、 高耸是现代建 筑的发展趋 势, 因 此框 架柱承受的轴向荷栽也越来越 大。型钢 高强混凝 土结构是一种新型的结构形式 , 它将型钢和混凝土结构有机地结合在一起 , 两者“ 优 势互 补 ” 结构构件 的延性 ( 塑性 变形能力) 将会得到显著改善
3、, 建 筑结构的整体抗震性 能( 抵抗地震的能力 ) 也将得到 明显提 高。同时, 该结构体系的 正确 选用, 既可减轻建筑结构 自身重量 , 还可节约钢材用量, 社会效益 、 环境效益、 经济效益等综合效益将得以凸显。因此型钢和 高强混凝土的结 合相得 益彰 堪称 完美 该结构体 系必将有着更加广泛的应 用和发展前景。 关键 词 : 型钢高强混凝 土; 型钢混凝土 ; 高强混凝土 ; 结构延性; 抗震性 能 中图分类号: T U3 7 7 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 - 9 1 0 7 ( 2 0 1 2 ) 1 0 - 0 0 5 6 - 0 4 Ab s t r a
4、 c t :Wi 廿 1 t h e r a pi d d e ve l o p me n t o f mo d e m s o c i e t y, h i g h - r i s e b ui l d ing s , a l 0 n g wi t h v a r i o u s c o mp l e x s t r u c t u r e s a n d a ni s ot r o p i c s t r uc t u r e s a r e i n - c r e a s ing l y e s t a b l i s h e d H e a v y l o a d , l arg e
5、s p a n and h i gh- ri s e a r e the d e v e l o p me n t a l t r e n d o f mo der n b u i l d ing s T h e r e f o r e , t h e a x i a l l o a d o f fl a me c o l u mn s i s a l s o g r o wi n g S t e e l r e i n f o r c e d h i g h- s tren g t h c o n c r e t e , a n e w s t r u c t u r a l f o r m
6、 , c o mb i n e s s t e e l an d c o n c r e t e o r g an i c a l l y , s i g n i fic an t l y i m p r o v i n g t h e d u c t i l i t y and s e i s mi c p e r f o r manc e o f the s t r u c t u r e F u r t h e r mo r e the p r o p e r a p p l i c a t i o n o f s t e e l r e i n f o r c e d h i gh s
7、 t r e n g t h c o n c r e t e C an n o t o n l y r e d u c e t h e s t r u c t u r a l we i ght , b u t al s o s a v e s s t e e 1 T h u s e c o n o mi c b ene fi t s , e n v i r o n ment a l b e n e fi t s and s o c i a l b e n e f i t s a l e g a i n e d S o s t e e l r e i n f o r c e d h i gh s
8、 tr eng t h c o n c r e t e s h o u l d b e wi d e l y a p pl i e d i n f u t u r e K e y w o r d s : s t e e l r e i n f o r c e d h i gh- s t r e n g t h c o n c r e t e ; s t e e l r e inf o r c e d c o n c r e t e ; h i gh s tr e n g t h c o n c r e t e ; s t r u c t u r a l d u c t i l i ty; s
9、e i s mi c b e h a v i o u r 0引言 近年 来 , 我国高层 建筑的建筑规模渐居世界前列【 1 。建筑 高度 的不断增加 , 体型和结构形式 的 日趋 复杂 , 重载 、 大跨、 高 耸的发展趋 势 , 使框架柱承 受的轴 向荷载也越来越大。 延性 是结构抗震性能的一个重要指标 在抗震设计 中必 须保 证结构有足够 的延性 。我 国建筑结构设计规范 规定了 框架柱轴压比限值 , 在柱子 轴向力不断增大的情况下 框架柱 的截面面 积也随之不断增大 使 用空间不断减小 使 用功能也 将受到不同程度的影响。同时,从抗震性能方面进行分析研 究 , 在这种情况下 , 框架柱极
10、易形成短柱 , 对抗震不利。因此普 通的钢筋混凝 土结 构已不满足现代建筑的发展要求。 高强混凝土框架柱可以在一定程度上减小框架柱 的截面 尺寸 , 但在高轴 压比的情况下 具有延性 差、 脆 性高 的特 点 , 因 此在高烈度地 震设 防区的应用受到限制。 型钢高强混凝土结构是一个组合结构 。型钢可改 善结构 延性 , 提 高抗 震性 能 , 高强混凝土可减小构件截面尺 寸。由于 其发挥了型钢和高强混凝土各 自的优 势 从而具 有良好 的延 性和较高的承载力 。因此特别适 用于地震 区的高层建 筑抗震 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 6 1 3 作者简介 : 欧阳光 ( 1 9 7 9
11、一 ) , 男 , 熏庆 开县人 , 工学硕士 , 一级注册建造 师 , 工程师 , 主要从事建筑工程项 目管理 。 设计 。 1高强混凝土的特点及应用 高强混凝 土采 用常规 的生产工艺 , 以水泥、 砂 、 石、 水作为 原材 料 , 以活性矿物材料或外加剂为掺和料 , 通过均 匀搅拌形 成拌 合物 , 在浇筑成型后 , 采取保温 、 保湿等措施 , 通 过不断 的 养护 , 硬化后形成 具有高强特征的水泥混凝土 。 根据强度 等级 进行 划分 ,并 结合 我国工程建设 的实 际情 况 , C 5 0 及C 5 0 以上 的混凝 土一般定义为高强混凝土 。世界各 国对高强混凝土的强度等级也
12、进行了类似的定义 如美国 ( AC I ) 、 日本 、 欧 洲 ( C E BF I PMC 9 0 ) 等国 的混凝 土规范 , 对 高强混凝 土的定义范围 , 与我国的定义标 准大体一致。 高强混凝 土 ( H i g h S t r e n g t h C o n c r e t e , HS C)具有高 强特 性 , 同时也具 有普通混凝土所不具有 的一 些特点 : 如抗压强度 高 、 持久强度 系数高 、 徐 变系数小 , 抗渗 、 耐磨、 抗腐蚀 , 特别适 用于荷载大的建筑结构和恶劣的气候环境 。 因此 , 高强混凝土 必将在桥梁和建筑结构 中得到更加广泛的应用 必将会成为 2
13、 1 世纪现 代建 筑重要的材料之一 7 - 1 0 美国 、 澳大利 亚、 加拿大 、 德 国和 日本等 国, 都对高强混凝 土进行了系统的试验研究和理论分析 在 实际 工程 应用方面 , 都取得了不菲 的成果。特别是美国 , 不管是在高强混凝土 的研 发方面 , 还是在 工程应 用方面 , 其科技实力和技 术水平都居世 界领先地位【 ” 。 2 0 1 2 N O 1 0第1 1 卷总第1 0 8 期 型钢高强混凝土的应用和发展 建筑材料 5 7 1 9 6 5 年 , 位于美 国芝加哥 的湖 心大厦 , 总高7 0 层 , 下层 柱 设计采用强度 等级 为C 6 5 的高强混凝土 是最早
14、应用高强混凝 土的高层 建筑 : 芝加 哥广场大 厦于 1 9 7 5 年建 成 , 总高2 6 2 m, 7 9 层 ,从地下室到第2 5 层柱混凝 土相当于C7 0 的高强混凝 土 : 而 在 1 9 8 8 年和 1 9 8 9 年建 造的太平洋 第一中心大厦 和西雅图双联 大厦 是世界上高强混凝 土强度等级使 用最高 的,强 度等级高 达C1 3 5 , 其结构形式均采用钢管混凝土柱【 l 2 】 。 多伦 多的蒙特利尔银行 大厦是加 拿大最高 的钢 筋混凝土 房屋建 筑 , 建 筑面 积2 2 9 万m2 , 6 9 层 , 建筑总高度 为2 7 5 m, 底层 框架采用强度等级约为
15、C 8 0 的高强混凝土 法兰克福 有欧洲最高 的钢 筋混凝土结 构建 筑 ,该建 筑总 高度为 1 8 6 m, 底层框架柱使用的高强混凝 土等级约 为C 8 0 。 由于 日本特 殊的地理位 置 多地震 是 日本必须面对 的地 质灾害之一 。因此 , 钢筋混凝土高层建筑 的建造在 E 1 本曾经受 到严格 的限制。但随着科学技术 的不断成 熟和 进步 , 近年来 , 限制条件有逐步放松的趋势 , 高层建筑有逐渐发展 的势头。如 日本建 筑中心高层建 筑评定委 员会在 1 9 8 9 年 、 1 9 9 0 年 、 1 9 9 1 年 这三年间 , 进行审查 的高层建筑数量呈逐步增加的态势。
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