中茂建筑规划设计有限公司上海分公司
手机: 18721989668
电话: 18721989668
地址: 上海市杨浦区绿地汇创国际广场(华东总部)郑州市二七区大学南路绿地滨湖(华中总部)
邮箱: chinazdi@126.com
钢混组合结构在特殊气候下具有显著优势,具体体现在以下方面:
混凝土保护作用:外层混凝土可延缓钢材升温,在火灾中(如600℃高温)保护内部钢梁,使其保持60%以上强度(纯钢梁在相同温度下强度几乎丧失)。
案例:迪拜哈利法塔(高温地区)采用钢-混凝土组合柱,通过混凝土隔热层将钢柱升温时间延长3倍,满足2小时耐火极限要求。
材料互补:钢材热膨胀系数(12×10⁻⁶/℃)是混凝土的2倍,组合结构中混凝土约束钢梁膨胀,整体变形量比纯钢结构减少40%。
应用场景:沙漠地区厂房(昼夜温差50℃)的钢混组合屋盖,因变形协调避免连接节点破坏。
混凝土约束效应:低温下钢材韧性降低,混凝土包裹可防止钢梁局部屈曲,组合结构在-50℃时仍保持80%以上强度(纯钢梁在-30℃以下易脆断)。
案例:俄罗斯亚马尔LNG项目(-52℃)采用钢管混凝土桩,10年检测无低温破坏记录。
密实混凝土保护:高密实度混凝土(孔隙率<10%)可阻断水分渗透,避免钢构件因冻融循环腐蚀,寿命比纯钢构件延长2倍。
应用场景:西伯利亚铁路桥梁(-40℃)采用组合梁,混凝土板防止钢梁接触冰雪水,减少维修频率。
双重防护:外层混凝土隔离钢材与潮湿空气,内部钢梁通过防腐涂层+混凝土双重保护,腐蚀速率比纯钢构件降低80%。
案例:青岛海湾大桥(海水腐蚀区)采用钢管混凝土桩,10年检测腐蚀深度<0.1mm(纯钢桩同区域腐蚀深度>2mm)。
混凝土阻隔作用:低渗透性混凝土(氯离子扩散系数<2×10⁻¹² m²/s)可阻断海水中的氯离子接触钢构件,组合结构耐久性达100年以上(纯钢结构需每20年更换)。
应用场景:马来西亚槟城二桥(海水飞溅区)采用组合梁,混凝土板厚度150mm,钢梁无腐蚀。
刚度与重量平衡:组合结构比纯钢结构增重20%-30%,但侧向刚度提高50%,在12级台风下顶点位移减少30%。
案例:中国台北101大楼(台风频发区)采用钢-混凝土组合核心筒,抗风设计风速60m/s,实测台风中结构无损伤。
阻尼比提升:混凝土质量增加结构阻尼(组合结构阻尼比0.03-0.05,纯钢结构0.01-0.02),风振加速度降低50%,延长构件疲劳寿命。
应用场景:香港国际金融中心(台风区)采用组合楼盖,减少风振引起的吊顶破坏。
延性耗能:组合结构延性系数(μ=6-8)是纯混凝土结构(μ=3-4)的2倍,满足“大震不倒”要求。
案例:汶川地震后重建的绵阳九洲体育馆(8度设防)采用组合框架,震后结构无损伤。
混凝土保护钢构件:地震中混凝土裂缝耗能,保护钢梁不发生局部屈曲,修复成本比纯钢结构降低60%。
应用场景:日本东京晴空塔(634米)在底层设置组合耗能梁,减少地震响应30%。