新型组合结构概述1

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1、新型组合结构概述摘要：随着社会的发展，传统的组合结构已不能满足建筑不断增长的功能要求，为使更多人了解新型组合结构，作者从组合结构构件方面对其进行介绍。根据结构的基本组成，分别从组合柱、组合梁以及组合板三个方面对当前新型组合结构，比如薄壁钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土、FRP-混凝土、外包钢混凝土、组合空腹板做简单概述。关键词：新型组合结构组合柱组合梁组合板IntroductiononNewTypesofCompositeConstructionAbstract:withthedevelopingofsociety,tradi

2、tionalcompositeconstructionshaven’taccommodatedthedemandofarchitecturalfunctions.Forintroducenewtypesofcompositeconstructionstomorepeople,authorgivestheexplanationformtheaspectofcompositecomponent.Accordingtotheelementofconstruction,authorintroducescompositecolumn,

3、compositebeamanddeck,forexamples,concrete-filledthin-walledsteeltubes,concrete-filleddouble-skinsteeltubes,FRP-concrete,steelencasedconcreteandcompositevoid-webdeck.Keywords:newtypesofcompositeconstructioncompositecolumncompositebeamcompositedeck1引言组合结构指两种或两种以上材料组合

4、在一起形成的结构形式。狭义的组合结构仅包括由钢和混凝土两种材料组成的组合柱、组合梁、组合板等。随着社会的发展,对结构物使用功能的要求越来越高,传统的组合结构已经不能完全满足不断增长的功能要求。广义组合结构是指将不同材料或构件组合在一起的结构形式,同时在设计时应将不同材料和构件的性能纳入整体进行考虑,以最有效地发挥各种材料和构件的优势,从而获得更好的结构性能和综合效益。广义组合结构在材料使用上具有更广的范围。除了传统的钢材与混凝土,各种新型材料的发展为组合结构的发展提供了更多的选择。FRP、玻璃、轻合金材料、工程塑料等与钢材、

5、混凝土和木材等传统材料组合,可进一步发挥出各自的材料优势,形成不同类型的组合构件。广义组合结构具有多种多样的组合方式和途径,如材料间的粘结力、机械连接件的抗剪抗拔力、构件或材料间的相互约束与支持等。合理运用各种组合方式，可以使各种材料扬长避短，获得一系列性能优越的组合构件或体系。组合结构将多种材料或构件通过某种方式组合在一起共同工作，组合后的整体工作性能要明显优于各自性能的简单叠加。。现代广义组合结构应进一步开发对高性能材料的有效利用，并使结构形式和体系更加合理化和多样化。深入理解广义组合结构的特性和原理，可以开发出更高性能

6、的组合结构形式并建立新的设计概念,使组合结构的设计趋于更合理、更可靠、更经济、更耐久。9本文针对现代组合结构构件的研究和应用现状，分别从组合结构柱、梁以及组合结构楼板等几个方面介绍现代组合结构发展状况并对组合结构的发展前景进行展望。2组合结构柱组合柱是指由两种或两种以上不同性质的结构材料组合成整体而共同工作的柱构件。组合柱的优势在于可利用不同性质的材料,以充分发挥各自的特点，达到扬长避短的目的。传统组合柱多采用钢和混凝土两种材料进行组合,如钢管混凝土柱、型钢混凝土柱和外包钢混凝土柱等，它们均已有较长的研究和应用历史。随着建筑

7、业的不断发展,在传统组合柱研究的基础上，近年来不断有新型的组合柱被提出，以满足特定条件下工作的需要。这些新型组合柱可分为两类：一类是对传统组合柱的发展，如薄壁钢管混凝土和中空夹层钢管混凝土等。另一类是结合新材料(如纤维增强复合材料FRP)的出现并适合土木工程结构发展的需要而提出的，如FRP约束钢管混凝土和FRP约束混凝土等。2.1薄壁钢管混凝土薄壁钢管混凝土是指在薄壁钢管中填充混凝土而形成的构件。本文论述的薄壁钢管是指截面直径与厚度的比值(圆钢管)以及宽度或高度与厚度的比值(方、矩形钢管)超过钢结构对其局部屈曲控制的限值或者

8、钢管壁厚小于3mm的钢管。已有的工程实践表明,在钢管混凝土工程中采用薄壁钢管，可以减少钢材用量,减轻焊接工作量，达到降低工程造价的目的。日本和澳大利亚已有采用薄壁钢管和高强度钢材的钢管混凝土建筑的报道。但薄壁钢管混凝土在荷载作用下其管壁较易产生局部屈曲，尤其是当构件截面形状为方形或矩形时。