型钢再生混凝土长柱恢复力模型的试验研究
Industrial Construction Vol.43，No.9，2013
工业建筑2013年第43卷第9期
35
型钢再生混凝土长柱恢复力模型的试验研究
*
薛建阳
刘锦禄
马
辉
刘
义
刘祖强
（西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055）
摘
要：根据7个型钢再生混凝土长柱拟静力试验结果，通过理论分析和试验数据拟合，给出型钢再生
混凝土长柱恢复力模型的特征参数的计算方法，
提出“定点指向”三折线恢复力模型。研究结果表明：轴压比、
配箍率、粗骨料取代率对构件的极限荷载与屈服荷载的比值影响较小，近似趋于定值0.8；极限荷载随着轴压比的增大而增大，延性随着粗骨料取代率和轴压比的增大而降低，随着配箍率的增大而提高；通过试验骨架曲线和计算骨架曲线的对比，二者比较吻合，能够比较全面地反映构件的实际受力性能，所提恢复力模型较为合理。
关键词：型钢再生混凝土柱；恢复力模型；粗骨料取代率；轴压比；配箍率DOI ：10.7617/j．issn．1000－8993.2013.09.007
EXPEＲIMENTAL STUDY ON ＲESTOＲING FOＲCE MODEL OF STEEL ＲEINFOＲCED
ＲECYCLED AGGＲEGATE CONCＲETE COLUMNS
Xue Jianyang
Liu Jinlu
Ma Hui
Liu Yi
Liu Zuqiang
（College of Civil Engineering ，Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an 710055，China ）Abstract ：Based on the quasi-static test results of 7steel reinforced recycled aggregate concrete （SＲＲC ）columns ，the method of calculation of the characteristic parameters was given and the “designated point ”broken tri-linear restoring force model for steel reinforced recycled aggregate concrete columns was also proposed by the theoretical analysis and experimental data fitting．The results show that the axial compression ratio ，stirrup ratio and coarse aggregate replacement rate have little influence on the ratio of ultimate load to yield load ，which approximates 0.8．The ultimate load increases with the increase of axial compression ratio．However ，the ductility decreases with the increase of the coarse aggregate replacement rate and axial compression ratio ，yet it increases as the stirrup ratio increasing．Through the comparison between the test results and the calculated results ，the restoring force model can reflect the mechanical performance of SＲＲC components and the results agree well with the test results ，indicating that the restoring force model can be used for SＲＲC columns．
Keywords ：steel reinforced recycled aggregate concrete column ；restoring force model ；coarse aggregate replacement rate ；axial compression ratio ，stirrup ratio
*国家自然科学基金项目（51178384）；住房和建设部科学技术项目（2012－K2－12）；陕西省留学人员科技活动择优项目（陕外专发［2010］26号）；陕西省教育厅科研计划项目（12JK0902）；广西自然科学基金重点项目（2013GXNSFDA019025）。第一作者：薛建阳，男，1970年出生，博士，教授。电子信箱：jianyang_xue@163．com 收稿日期：2013－01－30
构件的恢复力模型是进行结构弹塑性地震反应
分析的基础，是根据从大量试验中获得的恢复力与变形的关系曲线经过适当的抽象和简化得到的实用数学模型，主要分为折线型和光滑曲线型。关于普通钢筋混凝土构件的恢复力模型国内外已有大量研究［1－3］
，并提出了多种恢复力模型，文献［4］对这些模型进行了详细的描述和探讨。型钢混凝土柱的恢
复力模型国内已有研究，文献［5］报道了对6根型钢混凝土框架柱的低周反复荷载试验，研究了考虑
轴压比系数影响的型钢混凝土柱的剪力－侧移恢复力模型。文献［6］报道了对6根配有角钢骨架的空
腹式型钢混凝土柱的试验研究，建立了退化三线型恢复力模型。文献［7］报道了对8个核芯型钢混凝
土柱低周反复荷载试验，建立了考虑配钢率和轴压
比对滞回特性影响的核芯型钢柱恢复力模型。型钢再生混凝土柱是再生混凝土内配置型钢的一种新型组合柱，由于再生混凝土与普通混凝土的力学性能存在差异，所以型钢再生混凝土柱与普通
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工业建筑2013年第43卷第9期
型钢混凝土柱的力学性能也有差别，因此，不能将普通型钢混凝土柱的恢复力模型直接用于型钢再生混
凝土柱，
需要提出适合于型钢再生混凝土柱的恢复力模型。关于型钢再生混凝土柱的恢复力模型国内
外还没有研究，本文旨在型钢再生混凝土长柱抗震性能试验研究结果的基础上，提出适合于型钢再生混凝土长柱的恢复力模型，为型钢再生混凝土结构的弹塑性地震反应分析提供参考
。a —SＲＲC －11；b —SＲＲC －12；c —SＲＲC －13；d —SＲＲC －14；e —SＲＲC －15；f —SＲＲC －16；g —SＲＲC －17
图2
试件P －Δ滞回曲线Fig．2
P －Δhysteretic curves of specimens
1
试验概况
本试验共制作了7个试件，试件截面尺寸、配筋
情况、试验设计及试验加载装置见文献［8］。2主要试验结果分析2.1
试件破坏形态
7根柱均发生了典型的弯曲破坏，图1给出了
部分试件最终破坏形态。在水平反复荷载作用下，柱子均在柱根两个侧面先出现了水平裂缝，随着裂缝开展，纵向钢筋应力逐渐增大并屈服，接着型钢翼缘屈服，混凝土保护层被压溃，箍筋外鼓，纵筋被压曲。轴压比、配箍率和粗骨料取代率对试件裂缝开展和破坏形态有较大的影响，轴压比和配箍率增大，延缓了裂缝的开展，但高轴压比试件后期箍筋和型钢屈服较早，而配箍率的增加会延缓纵筋外鼓，表现出较好的延性。随着粗骨料取代率的增加，试件裂缝出现越早，而且发展比较快，裂缝宽度也比较宽。2.2滞回曲线特征
试件在反复荷载作用下呈现了相似的滞回规律，如图2所示。在混凝土开裂之前，试件处于弹性阶段；混凝土开裂以后，构件进入弹塑性阶段，卸载
后存在一定的残余变形，
刚度逐渐退化。对比发现
，a —SＲＲC －11；b —SＲＲC －12；c —SＲＲC －13；d —SＲＲC －14
图1
试件最终破坏形态Fig．1
Ultimate failure modes of specimens
粗骨料取代率为0%的柱滞回曲线比粗骨料取代率
为70%和100%的柱更加饱满，呈现为梭形。轴压比小的试件，在峰值荷载过后，强度下降比较平缓，极限变形比较大；而轴压比大的试件，在峰值荷载之后，强度下降坡度变陡，极限位移较小。配箍率越大，峰值过后，强度下降越平缓，极限位移越大，延性越好，反之相反。2.3骨架曲线特征
将试件的骨架曲线绘制在无量纲坐标系（Δ/Δy －P /P y ）中，以便于更好地对比分析各参数对试件刚度退化、强度衰减以及变形特征的影响。由表1和图3可见，
SＲＲC －11—SＲＲC －13在配箍率和轴压比相同的前提下，随着粗骨料取代率
型钢再生混凝土长柱恢复力模型的试验研究———薛建阳，等
37
的增加，柱的极限荷载基本没有降低，其中SＲＲC －12柱的极限荷载相对SＲＲC －11柱提高了5.20%，但峰值过后下降段较SＲＲC －11柱陡，
SＲＲC －13柱更加明显，延性有所降低。轴压比对SＲＲC 柱的承载力和延性影响很明显，随着轴压比增大，
SＲＲC 柱的极限承载力增大，
SＲＲC －15柱的承载力相对SＲＲC －14柱提高了24.4%，而SＲＲC －15柱下降
段比SＲＲC －14陡，极限位移比较小，延性较差，刚
度退化显著。随着配箍率的增大，
SＲＲC 柱的承载力和延性得到了明显的改善，
SＲＲC －17相对SＲＲC －16延性系数提高了13.5%，SＲＲC －13相对SＲＲC －16延性系数提高了5.8%，而极限承载力SＲＲC －17和SＲＲC －13相对SＲＲC －16分别提高了11.2%、
3.6%。表1
试件骨架曲线特征点
Table 1
Test results of characteristic points of skeleton curves
试件编号n P y /kN Δy /mm P m /kN P u /kN Δu /mm Δu /Δy P y /P m SＲＲC －110.6119.3 4.64147.0125.016.14 3.450.81SＲＲC －120.6117.9 4.28154.6131.414.30 3.340.77SＲＲC －130.6123.1 5.24147.5125.417.30 3.300.83SＲＲC －140.3106.4 5.97135.7115.331.10 5.210.78SＲＲC －150.9144.5 5.47168.9143.612.01 2.190.86SＲＲC －160.6110.1 4.82142.4121.015.06 3.120.77SＲＲC －17
0.6
122.4
5.90
158.3
134.6
20.89
3.54
0.77
注：P y 为屈服荷载，P m 为极限荷载，P u 为极限位移所对应的荷载，Δy 为屈服位移，Δu 为极限位移
。
—◆—SＲＲC －11；—■—SＲＲC －12；—▲—SＲＲC －13；
—|—SＲＲC －14；—●—SＲＲC －15；—－—SＲＲC －16；—?—SＲＲC －17
图3正规化骨架曲线Fig．3
Normalized skeleton curves
2.4
屈服荷载与极限荷载之间的关系
由表1可见，除了SＲＲC －15外，其他试件的屈
服荷载P y 与极限荷载P m 的比值均在0.77 0.83范围内；由于SＲＲC －15的轴压比很高，屈服荷载提高的幅度比极限荷载提高的幅度大，则强度储备比较小，延性很差，导致P y 和P m 的比值为0.86，较其他试件偏高。因此，可近似取再生混凝土试件P y 和P m 比值的平均值为0.8。3SＲＲC 柱的恢复力模型3.1
骨架曲线的确定
构件实际的骨架曲线是曲线型，但由于曲线型不便于结构弹塑性地震反应分析，因此可以将构件骨架曲线简化为折线型。通过对7个试件的滞回曲线分析，发现当试件开裂时没有出现明显的转折点，同时考虑到结构弹塑性地震反应分析主要是为了研
究构件进入塑性阶段的性能，因此可以把试件屈服前的骨架曲线简化为将原点和屈服点连接起来的直
线段AB 。试件屈服后有明显的强化段BC 。在荷载峰值过后，骨架曲线近似简化为一条直线CD 。图4
为简化的三折线骨架曲线模型，B 、C 、D 分别为屈服点、极限荷载点和破坏点
。
图4骨架曲线模型Fig．4
Model of skeleton curves
需要通过下列9个参数确定骨架曲线模型：
1）屈服前刚度K 1。在屈服之前，近似认为试件处于弹性阶段，刚度K 1通过结构力学的方法来计算：
K 1=
3EI H 3
（1）
式中：H 为试件的高度；EI 为试件的抗弯刚度，当混
凝土开裂后会削弱截面的抗弯刚度，因此在计算柱截面抗弯刚度时，混凝土部分只考虑去除钢筋保护层后剩余的部分，近似认为EI =E c I c +E s I s ，其中，E c 为再生混凝土的弹性模量，参照文献［
9］提出的
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工业建筑2013年第43卷第9期
公式计算，
E s 为型钢的弹性模量。2）屈服荷载P y 。通过对试验结果分析发现，试件的屈服荷载与极限荷载的比值接近于0.8，
即，P y =0.8P m （2）式中：P y 为试件屈服荷载；P m 为试件的极限荷载
。
a —SＲＲC －11；
b —SＲＲC －12；
c —SＲＲC －13；
d —SＲＲC －14；
e —SＲＲC －15；
f —SＲＲC －16；
g —SＲＲC －17
—■—试验值；－▲－计算值
图5
试验骨架曲线和计算骨架曲线对比
Fig．5
Comparison of skeleton curves by test with those by calculation
3）屈服位移Δy 。屈服位移由屈服荷载和屈服前刚度确定，即：
Δy =
P y
K 1
（3）
4）极限承载力P m 。通过对试验结果分析，轴压比和配箍率对试件的极限荷载影响比较显著，随着轴压比和配箍率的增大，极限荷载也随着增大；粗骨料取代率影响不明显，可以忽略其影响。极限承载力可以根据JGJ 138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》计算出极限弯矩，再通过考虑轴压比n 和配箍率ρsv 影响的回归公式计算出极限承载力，表达式为：
P m =（0.8n 2－1.41n +1.5）?（7.9ρsv +0.63）
M u
H
（4）
其中
M u =f c bx （h 0－x /2）+f's A's （h 0－a's ）+f'a A'af ·
（h 0－a'a ）+M aw
式中：ρsv 为体积配箍率；H 为柱高；由于纵筋和型钢
是对称布置，则式中x 通过N =f c bx +N aw 计算，其中N aw 和M aw 分别根据JGJ 138—2001中式（6.1.2—7）和式（6.1.2—8）计算。
5）峰值位移Δm 。对于峰值位移Δm 的计算，由
于要考虑弯曲变形、
滑移变形、二阶效应和塑性铰长度等诸多因素的影响，理论计算的结果离散性比较
大。因此，本文采用根据试验结果拟合公式的方法
来确定。通过对试验结果分析，轴压比对强化段AB 在水平轴投影与屈服位移的比值的影响明显，关系式如下：
Δm －Δy
Δy
=3．65n 2－6．05n +3．03（5）参考本次试验结果，建议式（5）中轴压力系数n 的适用范围为0.3≤n ≤0.9。
6）强化阶段的刚度K 2：
K 2=
P m －P y
Δm －Δy
（6）
7）极限位移对应的荷载P u ：
P u =0．85P m
（7）
8）下降段刚度K 3。根据正规化骨架曲线可知，峰值过后下降段近似直线段，退化刚度K 3可以近似将屈服前刚度乘以一个折减系数γ来计算，表达式为：
K 3=γK 1（8）式中：γ为刚度退化率，可以通过对试验结果考虑轴压比影响进行多项式拟合，表达式为：
γ=－0．64n 2
+0．44n －0．15
（9）
式中：轴压比n 的适用范围为0.3≤n ≤0.9。
9）极限位移Δu ：
Δu =Δm －
0．15P m
K 3
（10）
根据式（1）—式（10）计算出的骨架曲线与试验骨架曲线对比，二者吻合较好，见图5。3.2卸载刚度的确定
3.2.1
屈服前卸载刚度K r1
在屈服点之前，构件近似处于弹性阶段，因此，
卸载刚度与屈服前刚度相等。
型钢再生混凝土长柱恢复力模型的试验研究———薛建阳，等
39
K r1=K 1
（11）
3.2.2
屈服后卸载刚度K r2
通过对试件滞回曲线的分析，结果发现，试件屈服后卸载刚度不随某一级位移下循环次数的增加而减小，基本沿着第一次卸载路线进行，可以认为与循环次数无关；但是随着位移幅值的增加逐渐减小，因此认为，卸载刚度与位移比μ有关。对7个试件的滞回曲线分析得知，试件屈服后卸载，都有残余变形，在峰值点之前比较小，而且卸载刚度K r2与将峰值点和反向屈服点在P 轴上的投影点连线的斜率K 0接近；峰值点过后，随着位移幅值的增加二者的偏差也越大。结合上述分析，本文建议可根据试验结果拟合公式来计算K r2：
K r2=0．92μ－0．99K 0
（12）
其中K 0=
P m －P y
Δm
式中：P m 为峰值荷载；P y 为反向屈服点；Δm 为峰值点对应的位移；μ为位移比。拟合结果见图6
。
▲
试验值；—
——计算值图6
卸载刚度与位移比μ的关系
Fig．6
Ｒelation of unloading stiffness and displacement ratio
3.3
正、反向加载刚度和滞回规则
由7个试件的滞回曲线可见，
在试件屈服后或临近屈服时，
正向和反向加载均指向一个“定点”，通过对试验数据的分析，得出该定点在0.7P y 附近波动，而且幅度很小，因此可以将该定点认为是0.7P y 。同时，此观点也被文献［10］所证实。滞回规则（图7）如下：
1）在试件屈服前，加载和卸载路线均沿着骨架曲线弹性段进行，加载至2点后卸载，沿着加载路径返回，反向再加载到反向屈服点，卸载刚度为K r1。
2）当试件屈服后，加载沿着骨架曲线2－3－8进行；当加载到3点开始卸载，卸载到零荷载点4，此阶段卸载刚度为K r2；继续反向加载指向定点5，直到6点。如果在6点开始卸载，到零荷载点7，继续正向加载，指向定点1后到达峰值点8。如果在8点卸载，卸载和反向加载、再卸载、再加载路径为8
－
图7建议的恢复力模型
Fig．7
Suggested restoring force model
9－5－10－11－1－12。
3）在峰值点过后，加载沿着骨架曲线8－12－13－18－19进行，当加载到13点开始卸载，卸载和反向加载路径为13－14－5－15，卸载刚度为K r2。如果到15点后再卸载和再加载，则路径为15－16－1－17，继续加载指向下一循环最大荷载点18，依次进行，直到试件破坏为止。4
结语
1）由正规化的试验骨架曲线可以看出，轴压
比和配箍率对型钢再生混凝土柱的承载力和延性影响最为明显，随着轴压比和配箍率的增大，极限承载力也随着增大，而延性随着轴压比的增大而降低，随着配箍率的增大而增大；试件刚度随着轴压比增大，退化加快，随着体积配箍率的增大，退化变得缓慢。
2）通过对构件滞回曲线及试验结果的统计分析，给出了型钢再生混凝土长柱恢复力模型特征点的计算方法，可供弹塑性地震反应分析时参考。
3）提出了型钢再生混凝土长柱的“定点指向”三折线恢复力模型，结合试验数据给出了各阶段卸载刚度的计算公式，采用折线段来代替正、反向加卸载曲线，较为方便。
参考文献
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（下转第161页）
郑州大学药物安全性评价研究中心建筑设计理念剖析———韦峰，等
161
图5建筑方案透视Fig．5
Exterior
perspective
图6建筑方案鸟瞰Fig．6
Bird-eye view
50591—2010《洁净室施工及验收规范》等相关规范要求。
2.7.1采暖通风设计
该中心主楼空调系统为风机盘管加新风系统，新风采用自然补偿。北配楼和实验动物中心空调系统均采用集中式中央空调系统，其中除2层采用舒适空调外，各楼层均采用全新风净化空调系统，排风系统采用高效过滤排风机组集中高空排放。
各实验室每个房间内的通风设备独自构成一个或多个相互不影响的系统，从而达到每个实验室之间的排风互不影响。2.7.2电气设计
该中心的试验电力采用双电源放射式供电，设备末端配电箱自动切换，普通电力树干式供电，照明和空调分开供电，火灾报警、有线电视、保安监控、微机通讯等不能间断供电设施双电源供电，并在相应设备房设不间断供电电源（UPS 电源）。2.7.3节能设计
郑州四季分明，年温差较大，建筑物的外墙和屋面均需采取保温隔热措施。
屋面与外墙保温层均采用挤塑聚苯板；外窗采用中空玻璃（空气层厚度10mm ），气密性等级不低于3级（0.5＜q ≤2.5）。北配楼和实验动物中心的实验部分由于有恒温、恒湿的要求，因此，北配楼和实验部分基本不开窗。2.7.4
环保设计
环保设计包括对废水、废气和固体废弃物的处理。该中心的废水主要包括实验废水和职工生活污水，
以实验室废水为主。病毒实验室废水经全自动高压灭菌器灭菌后与其他废水以及经处理的生活污水混合后进入调节池，经提升、沉淀、消毒（接触时间不小于1.5h ）后达标排放。
实验室所排空气经过滤处理后，通过楼顶排气管达标排放。固体危险废弃物包括一次性手套、口
罩、卫生帽等固体废物、废培养基和实验动物尸体。按照国务院有关规定，将医疗废物分类放入防渗漏、防锐器穿透等符合国家有关环境保护要求的专用容器内，并设置明显的危险废物警示标识和说明，并指定专人负责危险废物的集中管理，设置专门收集箱。3
结
语
通过近半年的设计，
经由若干方面的努力与配合，郑州大学药物安全性评价研究中心施工图终于
得以完成，
现正处于施工阶段。坚信不久的将来，这座现代化的实验建筑必将为河南省药学安全认证的
发展做出极大地贡献，同时，为郑州市高新区的城市面貌增添新的亮点。
参考文献
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2008．
型钢混凝土柱工程施工工艺
型钢混凝土柱施工工艺 一.工艺特点 1.为了解决型钢混凝土框架中的梁、柱节点处型钢与钢筋在空间上的矛盾，以实现柱中主筋自下而上连续、贯通，保证其整体性，在型钢梁、柱加工前需进行钢筋穿孔位置的深化设计；另外，为了模板支设时对拉螺栓的使用，还得进行型钢柱上对拉螺栓眼位置的深化设计。 2.“型钢柱”柱顶柱主筋通过塞焊连接于“型钢柱”柱顶锚固钢板，钢筋自动成为锚板的锚筋，且节省了钢筋的锚固用量。 3.场馆四周型钢混凝土框架结构相对独立，模板支设难度大。施工时需搭设单独的操作架及梁、柱支撑体系。 4.型钢柱高度大，混凝土浇筑时混凝土对模板有很大的侧压力，这对模板方案的选择提出了很高的要求，科学、合理、易操作的模板施工技术对工程的质量、安全、成本等至关重要。 5.型钢梁、柱节点处，“工”字型型钢梁占据了节点处的大量空间、且“王”字型型钢周围主筋密集，混凝土浇筑时下灰困难。 6.部分型钢柱柱间有钢斜撑，柱侧模支设困难。 7.自密实混凝土施工操作工艺简单，劳动强度小，混凝土浇筑质量容易控制。 二.适用范围 本工法适用于大跨度、重荷载和超高层建筑中的型钢混凝土框架结构体系。 三.工艺原理 1.型钢混凝土框架结构利用型钢、钢筋与混凝土协同作用的原理，大大提高了结构的承载力、刚度、抗震性能。 2.在型钢梁和钢支撑节点区域变截面翼缘板上适当开孔，保证了型钢梁柱节点处钢筋的连接质量和节点区域的设计抗力。 3.自密实混凝土在型钢混凝土柱中的应用，解决了型钢框架中钢筋密集部位的混凝
土振捣不密实和振捣困难的施工难题。 4.利用侧压力试验确定了超高型钢柱混凝土浇筑时对模板的侧压力计算公式。 四.工艺流程和操作要点 1.施工工艺流程 施工工艺流程如下图所示： 2.操作要点 ⑴.深化设计 ①.对拉螺栓孔深化设计 根据模板方案设计，型钢柱螺栓竖向间距为900㎜，柱底第一道对拉螺栓距地面200㎜。深化设计时需确定对拉螺栓孔的位置。型钢柱在厂家加工时根据深化设计结果，在型钢柱腹板上开直径为30㎜的圆孔。
混凝土梁钢筋与型钢柱组合连接技术
逆施混凝土梁钢筋与正施型钢柱组合连接技术 【摘 要】 xxxxx 广场工程逆施结构与正施型钢混凝土组合结构中采用了“逆施混凝土梁钢筋与正施型钢柱组合连接技术”，解决了窄间隙下逆施混凝土梁筋与正施型钢柱连接钢筋不同心、钢筋无伸缩的连接难题，为正逆施粗直径钢筋连接、特别是正施结构采用型钢混凝土组合结构钢筋连接技术作出了成功的探索。 【关键词】 可焊接套筒 熔槽帮条焊 型钢混凝土组合结构 钢筋连接 正逆施 前言：随着施工技术的发展，高层建筑越来越多,鉴于逆作法施工在工程周期方面的优势、型钢混凝土组合结构在抗震、防火及造价方面的优势，逆作法施工工艺及型钢混凝土组合结构在高层、超高层建筑中应用越来越多。而高层、超高层结构中混凝土梁配筋量大、钢筋排数多、钢筋间距较小，加之结构体系抗震等级高，钢结构体系不允许开洞，且正逆施连接部位空间较小，如何实现逆施混凝土梁钢筋与正施型钢柱的合理连接，成为此类工程施工的难点。 1 工程概况 xxxx 广场工程包含1栋办公楼，3栋公寓楼及商业裙楼，设有4层地下室。1栋办公楼及3栋公寓楼为超高层建 筑，办公楼共53层，总高度258m ；A 、 B 、 C 三栋公寓分别为57层、53层、 49层，总高度分别为191m 、179m 、 168m 。工程抗震设防烈度为7度，主 体结构抗震等级为特一级或一级。 本工程地下结构采用敞开式逆作法施工工艺，逆施结构与正施结构 型钢柱间距最小为600mm 如图1所 示。由于抗震等级高，与型钢柱连接 的逆施混凝土梁钢筋直径大（最大达ф32）、排数多（大部分为3排），为保证结构的整体性，设计禁止在型钢柱上开洞，要求梁钢筋与型钢柱连接采用机械连接方式直接连接。 图1 逆施混凝土与正施型钢柱对接平面图
钢管再生混凝土综述
钢管再生混凝土的现状研究 摘要：再生混凝土是指利用废弃混凝土破碎加工而成的再生集料，部分或全部代替天然骨料配制而成的新混凝土，再生混凝土技术的研究与应用为建筑垃圾资源化提供了一条有效的途径。钢管混凝土结构将钢管和混凝土有机结合起来，因承载力高、抗震性能好等优点而被广泛应用与单层和多层工业厂房等承重结构中。而将再生混凝土浇筑在钢管内形成的钢管再生混凝土，既能提高钢管的承载能力，又能弥补再生混凝土的不足。近年来，许多专家和学着对这种新型的组合结构展开了研究。 关键词：钢管再生混凝土；力学性能；抗震性能；黏结滑移；研究展望 0引言 随着我国经济的不断发展和城市化的进程不断加快，大量的建筑垃圾不断排出，其中废弃混凝土占了很大一部分，而废弃混凝土的处理需要大量的费用而且还严重污染环境，再生混凝土技术的应用为这些废弃混凝土的处理提供了有效的途径，减少了环境污染，并能带来经济效益[1]。 钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件，将钢管和混凝土有机的结合起来，充分发挥钢管和混凝土各自的优越性。钢管混凝土结构凭借其承载力高、抗震性能好等优势,在高层和超高层建筑中得到迅速发展和广泛应用,并且较好地解决了施工速度与混凝土硬化时间较长的矛盾。 伴随着钢管混凝土技术的发展，科研工作者提出了将再生混凝土灌入钢管中从而形成钢管再生混凝土这一种新型的组合结构，对再生混凝土的利用提供了一种新的方式[2]。这种组合结构日益引起许多专家和学者的关注与研究，并取得了一定成果。 1钢管再生混凝土的力学性能分析 国内外的研究者和学者对钢管再生混凝土的力学性能进行了大量的研究工作。 许多学者集中在钢管再生混凝土柱的受压性能方面的研究[3-5]。王玉银[6]等采用分级单调加载，对12个钢管再生混凝土和12个配置螺旋箍筋的钢筋再生混凝
QC成果-提高型钢混凝土柱混凝土施工质量
领 二0一六年六月
提高型钢混凝土柱混凝土施工质量 浙江省建工集团有限责任公司省职工QC小组 一、工程概况 本工程位于杭州市西湖区学院路107号，建筑面积36648m2（其中地上为26305 m2，地下为10343 m2）主楼16层，高度为62.9m；裙楼4层高度为28.2m；地下2层，深12.65m- 15.65m，部分空间设置夹层。其中裙楼为27m×31.2m大跨度型钢混凝土结构，其框架体系由1000mm×1200 mm型钢混凝土柱和600mm×1400mm、600mm×1800mm、600mm×1500mm型钢混凝土梁组成。柱钢筋：14C28+1 0C25，箍筋C16/12@100。高8.1m。6.6m。5.7m。 二、QC小组活动组织 项目部在以往的工程施工中，通过积极开展全面质量管理活动，取得了良好的质量效果，为了进一步激发广大专业人员的积极性和创造性，通过群众性质量管理活动为工程建设提供保证，项目部在集团注册登记成立了QC小组。小组成员自愿参加，其中有管理人员，也有技术人员，一线班组人员。 1、小组概况 小组名称浙江省职工服务中心项目QC小组 课题名称提高型钢混凝土柱混凝土施工质量 小组类型现场型 课题号ZJJGQC16-09注册号 ZJJGQC16-09 小组成员9人组长张叶锋 QC教育时间48小时以上成立时间2015年10月10日 活动时间2015年10月10日～2016年5月30日 制表：谢立志复核：张叶锋制表日期：2015年10月12日 2、小组活动计划
3、参加人员序号姓名年龄性别文化程度职称职务组内分工1张叶锋35男本科工程师项目经理全面负责2谢立志30男本科助工项目总工技术负责3陆伟思31男大专助工质量员组织协调活动实施4赵谭泉31男大专助工施工员活动实施5楼槟槟30男本科助工安全员活动实施6马妙根52男高中助工材料员活动实施7杨兴兵40男高中技师木工班长活动实施8叶仲丙41男高中技师泥工班长活动实施9 蔡联宝 41 男 高中 技师 钢筋工班长 活动实施 制表：谢立志 复核：张叶锋 日期：2015年10月12 日三、选择课题 1、选题原则 经过小组讨论，确定了课题选择的三条原则：在本工程施工应用具有独特性和重要性；能为本工程“钱江杯”目标的最终实现提供有力保证；能解决本工程施工中急需解决的问题。 工程难点、亮点对比表 注： 5分 3分 1分 制表：谢立志 复核：张叶锋 日期：2015年10月21日 2、课题确定：确定QC 小组活动课题为 提高型钢混凝土柱混凝土施工质量。 3、选题理由
混凝土塑性损伤模型1
混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下：
再生混凝土的研究发展现状综述_王亨
工程科技再生混凝土的研究发展现状综述 王亨单玉坤 （天津大学建筑设计研究院，天津300072） 1概述混凝土材料自产生以来，就在人类文明建设中扮演了最重要的角色，随着人类文明的不断进步，混凝土的使用量逐渐增多，已成为全球使用最广泛的建筑材料，与此同时产生的环境问题也越来越显著。 混凝土的制备需要耗费大量的砂石、水及能源等自然资源，长期以来，对这些自然资源无节制的索取已经导致森林覆灭、山体滑坡、河床改道，造成了严重的资源枯竭和环境污染。另外， 随着我国经济发展，城市化建设不断深入，新建筑的建立以及旧建筑的拆除都会产生大量的建筑垃圾。目前，我国建筑垃圾数量占到城市垃圾总量的30%~40%，其中主要是废弃混凝土，这些垃圾严重影响了城市生活环境，造成了环境污染。把它们运送到郊外进行堆放掩埋，碱性废渣会令大量的土壤“失活”。此举不仅会花费大量的运费，侵占无数农田，还会造成严重的二次污染。[1]因此废弃混凝土的处理和再利用是节约能源，保护环境的必然选择，也是当今社会研究的重要课题。将废弃混凝土块经清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的“再生骨料”作为部分或全部骨料代替天然骨料配制的混凝土即为再生混凝土（也称再生骨料混凝土，Recy-cled Aggregate Concrete ，RAC ）[2]。再生混凝土既能解决天然骨料资源紧缺的问题,保护骨料产地的生态环境，又能解决城市废弃物的堆放、 占地和环境污染等问题，具有显著的社会效益、经济效益和环保效益，对城市的可持续发展具有非常深远的意义。2国内外再生混凝土的研究发展现状 20世纪中期,日本、美国、欧洲等国家就开始了再生混凝土的研究和开发利用工作，主要集中在对再生骨料和再生混凝土基本性能的研究，包括物理性能、力学性能、耐久性以及再生混凝土构件性能及其抗震性能的研究。研究成果表明再生混凝土基本能满足普通混凝土性能的要求，其应用于工程结构是可行的。当前，美国共使用了约27亿吨废弃混凝土骨料，其中10%~15%用于人行道， 20%~30%用于公路建设及维修，另外的60%~70%用于混凝土结构，主要是地基和基础结构。日本政府于1991年颁布《资源重新利用促进法》，促进了废弃混凝土的回收利用，1994年建设部又颁布了 《废弃混凝土材料重新用于建筑工程暂定质量标准》，使废弃混凝土的利用率从1990年的48%提高到2000的96%，其中大多数的废弃混凝土用于道路建设的基础垫层。据估算，在20世纪90年代早期，欧盟的建筑废弃物回收利用率平均为28%，在随后几年大多数欧盟国家都制定了将建筑废弃物利用率提高到50%~90%的相关计划。其中德国在它的每一个地区都建有大型的建筑垃圾再生加工综合工厂，仅在柏林就有20多个，有望将80%的再生骨料用于10%~15%的混凝土工程中。[3]香港和台湾也有促进建筑废弃物再生利用的相关计划。香港每年约产生1400万吨的建筑垃圾，以前主要用于填海造陆，后来该做法因招到反对而废止。2002年，香港特区政府建立了用于处理建筑垃圾的试点，每天能够处理2400吨的建筑垃圾，生产出的再生骨料用于相关市政工程。截止2003年10月，该试点工厂共生产优质再生骨料24万吨。超过10个工程项目用到由这些再生骨料生产出的22700m 3混凝土，包括桩承台、地砖、梁、板墙、外部建筑、挡土墙以及超大块混凝土等。[4]1999年，台湾中部地区发生大地震，产生大量的建筑垃圾需要处理，从而建立了相关建筑垃圾处理和研究的试点计划。实施这些计划后，台湾回收利用了80%的废弃建筑材料，其中30%用于道路基础垫层。[5]我国内地对再生混凝土的研究相对较晚，但已经开展研究工作的高校和科研院所做了大量的工作，涉及范围广泛，取得了一定的研究成 果。其中， 同济大学肖建庄教授及其团队在再生混凝土基本性能、结构方面做了大量的研究工作，包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、高温后再生混凝土强度研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、 再生混凝土框架结构抗震性能的研究以及组合结构的试验研究等等，目前已处于国际前列。福州大学杨有福教授课题组通过试验和数值理论分析对钢管再生混凝土轴压短柱、纯弯构件和压弯构件做了初步研究，对钢管再生混凝土力学性能和设计方法的若干问题进行了探讨；另外华南理工大学吴波等人对钢管再生混合短柱相关性能作了一定研究。国内其他专家学者也通过试验和多种措施对改善再生混凝土的性 能（物理性能、力学性能、结构性能）做了很多积极的工作。其他科研院所如东南大学、华中科技大学、北京建工学院、沈阳建工学院等开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发取得了可喜的成果； 将解体混凝土和废弃砖瓦进行再生资源化处理后，作为混凝土骨料、 轻骨料生产普通混凝土或高性能混凝土砌块，这种再生混凝土强度达到 C30。[6]2007年同济大学编写了地方标准DG/TJ 08-2018-2007《再生混凝土应用技术规程》，为再生混凝土技术的应用提供了明确的指导。众多学者专家的研究成果为再生混凝土技术体系的建立和完善以及在实 际工程中的应用奠定了良好的基础。3结论 再生混凝土技术的开发应用，不仅能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题，而且减轻了废弃混凝土对环境的污染，还能节省天然骨料资源，减少对大自然的索取。随着再生混凝土实践研究的不断深入，再生混凝土有望成为一种常用的建筑材料，应用到更多的结构中去，具有 显著的社会、经济和环境效益，符合可持续发展的要求，是发展绿色混凝土的重要途径之一。 参考文献 [1]钟汉华，罗岚，刘能胜，等.废弃混凝土回收利用现状和前景展望[J].广东水利水电职业技术学院学报，2008，6（1）：66-68. [2]刘树华，冷发光.再生混凝土技术[M ].北京：中国建材工业出版社，2007.[3]Rao A ，Jha KN ，M isra https://www.wendangku.net/doc/768345461.html,e of aggregates from recycled con-struction and demolition waste in concrete [J].Resources Conservation and Recycling ， M AR 2007，50（1）：71-81.[4]Fong Winston F.K.，Jaime Y.S.K.，Poon C.S..HongKong experience of using recycled aggregates from construction and demolition materials in ready mix concrete[C]//International Workshop on Sustainable Develop-ment and Concrete Technology ，2002，p.267-275. [5]Huang Wen-Ling ，Lin Dung-Hung ，Chang Ni-Bin ，et al.Recycling of construction and demolition waste via a mechanical sorting process[J]. Resour Conserv Recycl ，2002，（37）：23-37. [6]陈永刚，曹贝贝.再生混凝土国内外发展动态[J].国外建材科技， 2004，25（3）：4-6. 作者简介：王亨（1975~），男，天津人，工程师，从事建筑结构设 计工作。摘要：在不断深入的城市化建设中，新建筑的建立和旧建筑的拆除都会产生大量的建筑垃圾，造成严重的环境污染和资源浪费。因此，对这些建筑垃圾特别是废弃混凝土的再生利用将具有显著的环境和经济效益，是实现建筑、资源、环境可持续发展的重要措施。本文结合国内外再生混凝土研究发展现状，为再生混凝土的工程实际应用提供了一些方向。 关键词：再生混凝土；发展现状；研究发析 Abstract ：Establishment of new buildings and demolition of old buildings will have a lot of construction debris in the deepening of the urbanization construction ， which causes serious environmental pollution and waste of resources.Recycling of these construction wastes ，especially waste concrete will have significant environmental and economic benefits ，which is an important measure to maintain the sustain-able development of construction ，resources and environment.According to the current research achievements on recycled concrete from home and abroad ， this paper points some directions for the use of recycled concrete.Key words ：recycled concrete ；derelopment present situation ；research analysis 265··
型钢混凝土柱施工工法
型钢混凝土柱施工工法 中油吉林化建工程有限公司 苏畅宋志宇王晓龙 1.前言 中海石油炼化有限责任公司惠州炼油二期项目中的30万吨/年LLDPE装置中的脱气和挤压造粒厂房，整体结构下部为钢筋混凝土框架，厂房屋面以上为钢结构构架，构架上安装工艺管道及设备，钢筋混凝土与上部钢结构构架之间过渡区采用型钢混凝土柱设计方案。该设计方案充分考虑了结构整体安全、稳定、耐久等要求，因此目前各领域建设项目中得到广泛应用，但由于型钢混凝土柱传统施工工艺操作难度大，且措施用材料必须连接或穿过主体结构，影响主体结构稳定性，项目部组织设计、优化新的施工方案，克服了施工难题，最终圆满的完成了该项施工任务。 2.工法特点 2.1型钢混凝土柱的施工工法，应结合钢筋混凝土结构和钢结构柱施工特点，在传统施工工艺基础上优化、创新，着力解决以下施工重点、难点问题。 2.2型钢混凝土柱中内箍筋应穿过十字钢柱，纵向主筋应穿过结构层钢梁，因此必须保证钢柱、钢梁预制过程中开孔精度，细化开孔、穿筋方案。 2.3型钢混凝土柱侧模板加固不同于钢筋混凝土柱侧模板加固，因为十字钢柱位于型钢混凝土柱中心，用于加固模板的对拉螺栓不能从柱中间穿过。传统工艺一般采用单头螺栓分别焊接在十字钢柱四面的栓钉上拉紧的方法，但是该方法不能应用于梁、柱节点无栓钉区域，为此设计了新的模板加固方案，有效的解决了该难题。 2.4型钢混凝土柱截面尺寸大，振捣施工必须计算振捣设备影响范围，才能保证混凝土振捣密实，并采用分层浇筑混凝土的施工方案，保证混凝土的施工质量。 3.适用范围 适用于设计文件中要求采用型钢混凝土结构的柱施工，包括型钢混凝土柱中钢结构的制作、安装施工，型钢混凝土柱钢筋、模板制作、安装及混凝土浇筑施工。 4.工艺原理 型钢混凝土在结构特性上充分发挥了钢筋混凝土结构和钢结构各自的优势，发展前景广阔。然而任何新技术的应用，都应建立在方案可行的基础上，而型钢混凝土的施工工艺可以充分借鉴钢筋混凝土结构和钢结构施工工艺，将二者工艺重新组合优化，合理安排制作、运输、安装、浇筑等工艺流程，产生型钢混凝土结构特有的施工工艺，因此具备了很高的应用性。同时也是型钢混凝土柱工艺原理的形成依据。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 施工准备→钢柱预制→钢柱安装→竖向受力钢筋安装→箍筋安装→绑扎钢筋→安装模板固定架→模板安装→模板加固→浇筑混凝土→养护→验收 5.2操作要点
ABAQUS_混凝土损伤塑性模型_损伤因子
混凝土损伤因子的定义 BY lizhenxian27 1 损伤因子的定义 损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。 由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。一般来说，按使用的基准可将损伤分为: (1) 微观基准量 1,空隙的数目、长度、面积、体积; 2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。 (2) 宏观基准量 1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。 2、密度、电阻、超声波波速、声发射。 对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。 对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。 由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷的相互作用，有效承
载面积由
A 减小为A ’。如假定这些微裂纹和微孔洞在空间各个方向均匀分布，A ’与法向无关，这时可定义各向同性损伤变量D 为 D= ( A- A ’ )/ A 事实上，微缺陷的取向、分布及演化与受载方向密切相关，因此材料损伤实际上是各向异性的。为描述损伤的各向异性，可采用张量形式来定义。损伤表征了材损伤是一个非负的因子，同时由于这一力学性能的不可逆性，必然有 0dD dt ≥ 2有效应力 定义Cauchy 有效应力张量'σ ''//(1)A A D σσσ==- 一般情况下，存在于物体内的损伤(微裂纹、空洞)是有方向性的。当损伤变量与受力面法向相关时，是为各向异性损伤;当损伤变量与法向无关时，为各向异性损伤。这时的损伤变量是一标量。 3等效性假设 损伤演化方程推导一般使用两种等效性假设，一种是应变等效性假设，另一种是能量等效性假设。采用能量等效性假设可以避免采用应变等效假设而使得各向异性损伤模型中的有效弹性矩阵不对称的问题.以下对两种假设进行简要的介绍。 (1) 应变等效性假设 1971年 Lematire 提出，损伤单元在应力σ作用下的应变响应与无损单元在定义的有效应力'σ作用下的应变响应相同。在外力作用下受损材料的本构关系可采用无损时的形式，只要
型钢混凝土梁_钢筋混凝土柱组合节点施工工法
型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点施工工法 广西建工集团第筑工程有限责任公司 唐光暹毅成翠艳智超黄扬 1.前言 型钢混凝土结构是一种配型钢的组合结构，它综合了钢筋混凝土结构及钢结构的特点，能充分发挥钢结构和钢筋混凝土结构各自材料的优点，具有承载力高，延性好，抗震性能优越等优点，成为结构工程领域重要的研究方向并在工程建设中广泛应用。 型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点是一种新型组合节点形式，国外均未见相关文献报道。该类节点复杂，型钢的吊装定位、节点核心区钢筋绑扎、混凝土的浇筑工艺均不同于普通的钢筋混凝土节点，也与常规型钢混凝土梁柱节点有所区别。我们知道，节点是有效连接梁、柱构件并使二者共同工作的重要部分，其施工质量直接影响到整个结构的安全性，该节点的施工工艺将是施工控制的重点。 我公司在施工省市泰合·青年城项目过程中，通过优化创新、方案改革，总结了型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点施工方法。采用本工法，该工程节点施工质量满足设计要求，缩短工期，节约成本。表明本工法可推广性强，在跨度大的转换层结构及类似工程领域具有广泛的应用前景。 2.工法特点 2.1 应用CAD三维建模技术，优化型钢梁开孔位置及节点区钢筋精确定位排布，提高型钢梁加工制作的准确性。 2.2型钢梁构件实行工厂化制作，避免了现场纠偏、补开孔的工作量，保证构件尺寸、精度及开孔位置的准确，保证了柱纵向受力钢筋能准确、顺利的穿过型钢梁。 2.3 对节点区自密实混凝土进行试配，并根据试验最终确定自密实混凝土工作性控制参数围，保证了节点区混凝土的质量。 2.4充分利用梁型钢的结构刚度进行梁支撑系统的设计计算，梁侧模板需设对拉螺栓时，可在型钢梁腹板上设耳板，将其固定于耳板上，耳板应在钢结构深化设计时考虑并在工厂加工时完成。 2.5本工法具有施工简单、快捷、易于掌握，施工综合费用低等特点，保证了质量和施工进度，有较高的应用推广价值。 3.适用围 型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点是型钢混凝土结构中的一种新型节点形式。本工法适用于型钢混凝土梁柱节点的施工，也适用于型钢混凝土梁与钢筋混凝土梁、柱相交的结构体系。 4.工艺原理 型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点具有梁型钢吨位大、节点区钢筋和型钢布置较密等特点，实际施工中将面临型钢构件的制作安装、节点区构造复杂及混凝土浇捣困难等问题。 4.1通过对型钢混凝土梁构件中的型钢构件进行深化设计，确定节点区型钢梁翼缘板开孔及补强的节点大样后进行预制加工，对型钢混凝土梁结构的每一个连接点绘制钢筋穿过型钢翼缘或腹板穿孔及补强的节点大样，预先计划节点纵向钢筋弯折、锚固及穿孔补强情况。 4.2通过对型钢梁腹板翼缘开孔补强及节点箍筋做法等工艺的研究，解决了型钢混凝土结构节点施工难题，使型钢梁翼缘板开孔补强、型钢梁与混凝土柱的连接、梁柱节点箍筋做法等达到设计要求，
劲钢(型钢)柱结构施工方案.
错误!未找到引用源。劲钢结构施工方案 错误!未找到引用源。劲钢结构概况 型钢混凝土组合结构是指在混凝土内配置了型钢和普通钢筋的结构, 本工程钢骨柱采用了十字钢骨和箱型钢骨两种; 钢骨梁有单钢骨和双钢骨两种, 并与体外预应力配套使用,达到了降低梁高的目的。钢管混凝土结构是在型钢柱 (箱型柱和钢管柱内灌注自密实免振捣混凝土;劲性钢筋混凝土结构是在表面布满长剪力钉的型钢结构的外面包裹一层钢筋混凝土外壳。 错误!未找到引用源。型钢混凝土组合结构特点 型钢混凝土组合结构是指在混凝土内配置了型钢和普通钢筋的结构, 本工程钢骨柱采用了十字钢骨和箱型钢骨两种; 钢骨梁有单钢骨和双钢骨两种, 并与体外预应力配套使用,达到了降低梁高的目的。钢管混凝土结构是在型钢柱 (箱型柱和钢管柱内灌注自密实免振捣混凝土;劲性钢筋混凝土结构是在表面布满 90mm 长剪力钉的型钢结构的外面包裹一层钢筋混凝土外壳。这种结构具有钢结构和混凝土结构的双重优点: a 型钢不受含钢率限制,刚度大,承载能力高。 b 型钢构件截面积小,在结构承载力允许的条件下可以增加使用面积和层高,其经济效益可观。 c 型钢砼柱结构的延展性高,具有优良的抗震性能。 d 型钢砼柱结构耐久性和耐火性能优良。 e 不必等待柱芯混凝土达到一定强度就可继续安装上一个层次的钢结构构件,有效地缩短了建设工程的工期。 f 钢筋安装工程在钢构件施工完毕后进行,钢筋密集、钢构件表面布满剪力钉,钢筋安装非常困难。
g 竖向结构模板安装要避免碰撞已经施工完毕的密集的型钢梁, 钢柱部位无法设置对拉螺栓,模板设计要全面考虑。 h 竖向结构模板与型钢柱间仅有 150mm 空隙,且钢筋和栓钉非常密集,模板上口分布有型钢梁,对混凝土的施工提出更高的要求。 错误!未找到引用源。工艺流程 绑扎底板钢筋、安装钢柱柱脚埋件→浇筑底板混凝土→安装型钢柱→柱脚灌浆→安装型钢梁→浇筑柱芯混凝土→安装墙、柱钢筋→安装墙、柱模板→浇筑竖向结构混凝土→拆除竖向结构模板→安装水平结构模板→安装梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→······→安装型钢柱→安装型钢梁 错误!未找到引用源。材料准备 (1柱脚无收缩灌浆料 第一节钢柱与底板间设计有 50mm 缝隙,用无收缩灌浆料填充,要求此种灌浆料的流动性相当高,扩展度不小于 500mm 。 (2高强自密实微膨胀低收缩混凝土 钢管混凝土及箱型钢骨内部需要浇筑自密实免振捣混凝土,要求水胶比 0.26、水灰比 0.33、砂率 0.4%,严格控制混凝土扩展度≥500mm ,坍落度为 220-240mm 。柱内衬板构造是否影响混凝土自密实、高抛混凝土是否产生离析、如何改善自密实混凝土的工作性能, 是保证施工质量的关键问题, 混凝土配比时原材料要求严格: 水泥:选用北京市建委备案的知名品牌 42.5R 普通硅酸盐早强水泥。 砂:质地坚硬、级配良好的 B 类低碱活性天然Ⅱ区中砂。含泥量不大于 1%、细度模数:2.5~3.2。
(仅供参考)Abaqus混凝土损伤塑性模型的参数标定
Abaqus 混凝土损伤塑性模型的参数标定 1. 塑性参数（Plasticity ） 1) 剪胀角（Dilation Angle ） = 30° 2) 流动势偏移量（Eccentricity ） 3) 双轴受压与单轴受压极限强度比 = 1.16 4) 不变量应力比 = 0.667 5) 粘滞系数（Visosity Parameter ） = 0.0005 2. 受压本构关系 应力-Yield Stress ：第一行应输入本构模型刚进入非弹性段非弹性应变为0时所对应的应力。 非弹性应变-Inelastic Strain （受拉时为开裂应变-Cracking Strain ）：根据应力按混凝土本构模型得出对应的应变值，并通过 , 和 ，得出非弹性应变。 3. 受压损伤因子（Damage Parameter ）计算 根据《Abaqus Analysis User's Manual (6.10)》 - 20.6.3 “Concrete damaged plasticity ”中公式： 假设非弹性应变 in c ε中塑性应变 pl c ε所占的比例为c β，通过转换可得损伤因子c d 的计算公式： () () 0 011in c c in c c c c E E d βεσβε-=+- 根据《ABAQUS 混凝土损伤塑性模型参数验证》规定，混凝土受压时c β的取值范围为0.35 ~ 0.7。
4. 受拉损伤因子（Damage Parameter ）计算 受拉损伤因子的计算与受压损伤因子的计算方法基本相同，只需将对应受压变量更换为受拉即可： () () 0011in t t in t t t t E E d βεσβε-=+- 而根据参考文献混凝土受拉时t β的取值范围为0.5 ~ 0.95。 5. 损伤恢复因子 受拉损伤恢复因子（Tension Recovery ）：缺省值0t w =。 受压损伤恢复因子（Compression Recovery ）：缺省值1c w =。
混凝土损伤模型
塑性应力－应变关系 Compress Stress Inelastic strain Damage Inelastic strain 24019000000 292080000.00040.12990.0004 317090000.00080.24290.0008 323580000.00120.34120.0012 317680000.00160.42670.0016 303790000.0020.50120.002 285070000.00240.5660.0024 219070000.00360.7140.0036 148970000.0050.82430.005 29530000.010.96910.01 Tension recovery factor = 0.0 Tension Stress Cracking strain Damage Cracking strain 1.78E+06000 1.46E+060.00010.30.0001 1.11E+060.00030.550.0003 9.60E+050.00040.70.0004
8.00E+050.00050.80.0005 5.36E+050.00080.90.0008 3.59E+050.0010.930.001 1.61E+050.0020.950.002 7.30E+040.0030.970.003 4.00E+040.0050.990.005 Compression recovery factor = 1.0 **************************************************************************************** ********************************************************* 全应力-应变关系 Compress Stress Strain Tension Stress Strain 0000 0.000126480000.00001264800 0.000252960000.00002529600 0.000379440000.00003794400 0.0004105920000.000041059200 0.0005132400000.000051324000 0.0006158880000.000061588800 0.0007185360000.0000671780000 0.0008211840000.0001550231457000 0.000907062240190000.0003420321113000 0.001503021292080000.000436254960000 0.00199747317090000.000530211800000 0.002421979323580000.000820242536000 0.002799698317680000.001013557359000 0.003147243303790000.00200608161000 0.003476548285070000.00300275773000 0.004427304219070000.00500151140000 0.00556257614897000 0.0101115182953000
混凝土梁钢筋与型钢柱组合连接技术交底
混凝土梁钢筋与型钢柱组合连接技术交底 施工企业：电力公司№：(津建安表22) 工程名称邵公庄110kV变电站工种班组 施工部位混凝土梁钢筋与型钢柱交底时间2019年月日 【摘要】xxxxx广场工程逆施结构与正施型钢混凝土组合结构中采用了“逆施混凝土梁钢筋与正施型钢柱组合连接技术”，解决了窄间隙下逆施混凝土梁筋与正施型钢柱连接钢筋不同心、钢筋无伸缩的连接难题，为正逆施粗直径钢筋连接、特别是正施结构采用型钢混凝土组合结构钢筋连接技术作出了成功的探索。 【关键词】可焊接套筒熔槽帮条焊型钢混凝土组合结构钢筋连接正逆施 前言：随着施工技术的发展，高层建筑越来越多,鉴于逆作法施工在工程周期方面的优势、型钢混凝土组合结构在抗震、防火及造价方面的优势，逆作法施工工艺及型钢混凝土组合结构在高层、超高层建筑中应用越来越多。而高层、超高层结构中混凝土梁配筋量大、钢筋排数多、钢筋间距较小，加之结构体系抗震等级高，钢结构体系不允许开洞，且正逆施连接部位空间较小，如何实现逆施混凝土梁钢筋与正施型钢柱的合理连接，成为此类工程施工的难点。 1 工程概况 xxxx广场工程包含1栋办公楼，3栋公寓楼及商业裙楼，设有4层地下室。1栋办公楼及3栋公寓楼为超高层建筑，办公楼共53层，总高度258m；A、B、C三栋公寓分别为57层、53层、49层，总高度分别为191m、179m 、168m。工程抗震设防烈度为7度，主体结构抗震等级为特一级或一级。 本工程地下结构采用敞开式逆作法施工工艺，逆施结构与正施结构型钢柱间距最小为600mm如图1所示。由于抗震等级高，与型钢柱连接的逆施混凝土梁钢筋直径大（最大达ф32）、排数多（大部分为3排），为保证结构的整体性，设计禁止在型钢柱上开洞，要求梁钢筋与型钢柱连接采用机械连接方式直接连接。
型钢混凝土梁柱施工.
型钢混凝土柱施工方案 （一）结构柱模板设计及施工 本工程框架柱模板均采用覆膜木胶合板，沿模板短边设置50×100方木，木枋与九夹板之间用钉子钉牢，模板就位后用短钢管临时固定，柱模板用柱箍加固。 （1） 对于截面小于800mm 的柱模板加固采用双向 “十”字形排列的对拉螺栓相结合的方法。示意图如1-1： 钢管箍@500mm （2）柱模每边设置两道对拉螺栓从而确保模板的刚度。示意图如1-2： 柱子模板支撑示意图 48钢管 （3）对于单边截面大于1200mm 的柱模，该长边再增设一道拉杆，其余做法 1-1 800mm 以下方柱模板支设示意图 图1-2 800-1200mm 柱模板支设示意图
同上，如图1-3所示。 18mm厚的复合木多层覆膜面板 （4）异型柱模板（核心筒体剪力墙） 工程的异型柱模板支设见示意见图8.2.1-4。 图1-3 单边截面大于1200m 柱模板示意图 图1-4 异型柱模板支设示意图
（5）劲性型钢混凝土柱模板。 本工程有大量的方形、圆形型钢柱，柱的模板设计同普通方形、圆形柱模板，但其加固方式不同，型钢柱模板加固螺杆焊接固定于柱箍筋上。如图8.2.1-5所示。 图8.2.1-5型钢柱模板支设示意图 （二）柱钢筋绑扎 （1）工艺流程：套柱箍筋→竖向受力筋连接→画箍筋间距线→绑箍筋 （2）施工要点： 1) 套柱箍筋： 按图纸要求间距，计算好每根柱箍筋数量，先将箍筋套在下层伸出的搭接筋上，然后立柱子钢筋，进行直螺纹连接。 2) 采用直螺纹连接柱钢筋。 3) 画箍筋间距线：在立好的柱子竖向钢筋上，按图纸要求做好皮数杆，用粉笔划箍筋间距线，保证箍筋间距，如图2-1。
混凝土塑性损伤模型 -ABAQUS
4.5.2 混凝土塑性损伤模型ABAQUS ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下： Cauchy应力通过标量退化变量（d）转化为有效应力
ABAQUS混凝土塑性损伤模型
4.5.2 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下：