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1、組合結(jié)構(gòu)建筑讀書筆記徐念(12級)摘要：通過對鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)住宅建筑體系的研究，總結(jié)了鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點，闡述了組合結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的發(fā)展，介紹了目前國內(nèi)工程中應(yīng)用較多的組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，分析探討了組合結(jié)構(gòu)存在的問題，為進一步研究組合結(jié)構(gòu)提供了參考。關(guān)鍵字：組合結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土柱，組合板，組合梁，結(jié)構(gòu)設(shè)計一、概述 兩種不同性質(zhì)的材料組合成一個整體而共同工作的構(gòu)件稱為組合構(gòu)件，組合結(jié)構(gòu)是由組合構(gòu)件組成。例如鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種物理力學(xué)性能完全不同的材料組合而成。通過研究和實踐證明，鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)住宅建筑體系具有以下幾個特點：(1)建筑物自重輕；(2)鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)住宅體系的2、樓板是一種性能良好的大開間樓板；(3)體系節(jié)能、隔聲性能好，更適宜居住；(4)體系采用了新型的墻體材料，大大減小了墻體的厚度，因而可比磚混結(jié)構(gòu)增加10%的使用而積；(5)該體系的主要構(gòu)配件均可在工廠內(nèi)生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，質(zhì)量容易得到保證。50多年來，組合結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用得到迅速發(fā)展，至今已成為一種公認(rèn)的新的結(jié)構(gòu)體系，與傳統(tǒng)的四大結(jié)構(gòu)，即鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并列，已擴展成為五大結(jié)構(gòu)。二、組合結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展我國在組合結(jié)構(gòu)方而的研究與應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代西安建筑科技大學(xué)與原冶金部建筑研究總院最早開始進行組合結(jié)構(gòu)的研究，繼而有西南交通大學(xué)、重慶建筑科技大學(xué)、中國建筑科學(xué)院、華3、南理工大學(xué)、東南大學(xué)、清華大學(xué)等高等院校、科研單位也展開了廣泛的研究。西安建筑科技大學(xué)系統(tǒng)地研究了各種配鋼方式的型鋼混凝土梁、柱、節(jié)點等各種構(gòu)件的基本性能。進而于20世紀(jì)90年代又進行了鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)的模擬地震動態(tài)試驗、擬動力試驗，應(yīng)用結(jié)構(gòu)的靜動力特性與分析方法，在我國自己的試驗研究基礎(chǔ)上制訂了一套完整的設(shè)計計算理論。1989年曾提出了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議，1997年原冶金工業(yè)部主要參考日本規(guī)程，編制并頒發(fā)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)程。20世紀(jì)80年代中期，我國開始引進與研究組合樓蓋這種結(jié)構(gòu)形式，由于這種結(jié)構(gòu)既省去全部模板工程，又可以立體作業(yè)，不但省去了大量木材與人力，而且大大加快了施4、工進度，很快受到了許多建設(shè)者的歡迎。較早采用這種結(jié)構(gòu)作為樓板的典型建筑有上海錦江飯店、靜安飯店、深圳發(fā)展中心、北京香格里拉飯店等，高層建筑采用組合樓蓋的工業(yè)廠房有沈陽海熱電廠等。組合結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮鋼與混凝土各自的特長，因而具有剛度大、抗震性能好、節(jié)省鋼材、降低造價、施工方便等一系列優(yōu)點。目前在工程中應(yīng)用較多的為組合板、組合梁、鋼管混凝土柱以及鋼一混凝土結(jié)構(gòu)體系。1、組合樓板的優(yōu)點(1)壓型鋼板可疊在一起，易于運輸、卸裝、堆放，在現(xiàn)場軋制也十分方便，長度可任意切取。(2)不需要支模，因而就沒有模板拆卸工作，壓型板安裝后，即可用作操作平臺，放置工具和材料。(3)壓型鋼板具有相當(dāng)于抗拉主鋼筋的作用，用5、以抵抗截而正彎矩，在施工階段，壓型鋼板可起增強支撐鋼梁側(cè)向穩(wěn)定的作用。(4)壓型鋼板底而可直接作為樓層的頂棚表而，若需吊頂，可在波槽內(nèi)設(shè)置掛鉤，壓型鋼板的波槽，也可供布置電力、通信管線之用。(5)采用組合樓板技術(shù)，在進行上層樓而混凝土澆灌時，不需要等待下一層澆灌的樓板達到要求的混凝土強度，有利于多層作業(yè)，加快施工速度。(6)組合樓板的綜合造價在250元/平方米，材料費比鋼筋混凝土樓板稍貴，但由于結(jié)構(gòu)自重減輕，節(jié)省了下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的費用；施工速度加快，投產(chǎn)時間可以提前；省去了腳手架、模板工程，減少了現(xiàn)場工程量，從這些有利因素可以得到抵償。2、組合梁的優(yōu)點(l)抗疲勞性能好，使用壽命長。(2)實際6、承載力高梁的試驗資料表明，組合梁的實際承載力為設(shè)計承載力的2. 2倍2. 6倍，而普通鋼梁，其破壞荷載較設(shè)計荷載一般不超過2. 2。 (3)沖擊系數(shù)降低鋼橋?qū)崪y資料表明，用YH型機車以64.4 km時速通過，對全鋼梁橋產(chǎn)生的沖擊系數(shù)為1.403，而在同樣情況下的組合梁橋，實測沖擊系數(shù)為1.121，后者較前者降低了20%。(4)節(jié)省鋼材以9 m12 m平臺單元為例，在相同荷載條件下，對組合梁和非組合梁進行設(shè)計對比，組合梁較非組合梁的主、次梁，分別節(jié)省鋼材35.6%及30%。(5)降低梁高，增強剛度。3、鋼管混凝土柱在薄壁鋼管內(nèi)灌注素混凝土所組成的構(gòu)件是組合柱的主要形式，通常稱為鋼管混凝土柱，截而7、形式一般為圓形，也可以是方形。它的工作特點是：核心混凝土可以增強薄壁的穩(wěn)定性，防比鋼管內(nèi)表而銹蝕；鋼管可以阻止核心混凝土在壓力作用下的側(cè)向膨脹和酥松剝落，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高其抗壓強度和變形能力。從這一特點看圓管比方管更有效，因而應(yīng)用也較多，不過方管柱與橫梁的連接要方便些鋼管混凝土柱具有強度高、重量輕、塑性好、耐疲勞和耐沖擊等優(yōu)點。與鋼結(jié)構(gòu)柱相比，在保持自重相近和承載力相同的條件下，可節(jié)省鋼材約50%，焊接工作量大幅度減少；與普通鋼筋混凝土柱相比，在保持鋼材用量相近和承載力相同的條件下，構(gòu)件的橫截而而積可減少約1 /2，使建筑空間加大，混凝土和水泥用量以及構(gòu)件自重可減少50%組合8、樓板、組合梁和鋼管混凝土柱等組合結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件本身就是由鋼和混凝土兩種材料組成的。混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件共同組成了另一類組合結(jié)構(gòu)，通常稱為混合結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)雖具有材料強度，截而尺寸小，能跨越的跨度大，但存在著抗推剛度小，結(jié)構(gòu)變形大的缺點。而鋼筋混凝土筒體或墻體具有較大的抗推剛度和較高的抗剪承載力。發(fā)揮兩種結(jié)構(gòu)各自的特點，組成新的結(jié)構(gòu)類型，這種結(jié)構(gòu)體系用鋼量省，造價較低。近年來在30層一60層的高層建筑中得到廣泛的應(yīng)用。三、組合結(jié)構(gòu)存在的問題及其探討1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)計算模型的選擇與認(rèn)定鋼框筒或鋼一混凝土組合體系中模型的選擇應(yīng)來自建筑設(shè)計或作為體系開發(fā)的前提提出，這些模型會有某些理論依據(jù)9、但不一定有足夠的規(guī)范條款作為設(shè)計依據(jù)，因此在發(fā)展體系的同時需要進行一些研究與試驗，為新標(biāo)準(zhǔn)的制定提供經(jīng)驗。(2)構(gòu)造根據(jù)選定的軸網(wǎng)、構(gòu)件及材料，建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)必須共同確定各部構(gòu)造，進行技術(shù)設(shè)計，以便使結(jié)構(gòu)設(shè)計符合體系策劃的全部條件，或者經(jīng)過設(shè)計作業(yè)修正某些條件。(3)設(shè)計與驗算結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量減少構(gòu)件類型，構(gòu)件的外型應(yīng)該簡單，同時需要對鋼框架進行安裝階段驗算。2、建筑方案鋼框筒住宅內(nèi)部無承重墻，平而設(shè)計有一定的靈活性；但鋼框架柱網(wǎng)宜相對規(guī)整，芯筒分布位置有一定要求，又使戶型設(shè)計受到約束。因此在戶型一模塊一模塊組合的設(shè)計方案中應(yīng)注意揚長避短，得到合理的戶型平而和豐富的外部造型。3、外墻多層鋼結(jié)構(gòu)住10、宅的理想外墻應(yīng)當(dāng)是功能齊備的輕質(zhì)外掛板(工廠生產(chǎn))或現(xiàn)場復(fù)合的輕質(zhì)板外墻系統(tǒng)，口前國內(nèi)還沒有開發(fā)出這樣的掛板或外墻系統(tǒng)，現(xiàn)階段除應(yīng)為開發(fā)或引進作準(zhǔn)備外，采用輕質(zhì)砌體填充外墻仍然是一種可靠的選擇。四、結(jié)語 改革開放以來，全國以經(jīng)濟建設(shè)為中心，國民經(jīng)濟得到了空前的發(fā)展，鋼產(chǎn)量大幅度增加，每年以10%左右的速度持續(xù)增長，1996年我國鋼產(chǎn)量首次突破1億噸。躍居世界第一位鋼材的開發(fā)、計算的改進、新的結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用取得了很大的進展，為組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。參考文獻1劉元春,王冬等.鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)住宅體系J.天津建設(shè)科.2002( 4) :6718.2趙鴻鐵.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)M.北京:科學(xué)出版社,2001. 3.3武巖,劉廣杰.鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用J.山西建筑，2007,33( 14) : 60-61.