地铁车站钢管混凝土复合结构优化设计
张伟森 ， 曾
(1．上海交通大学土木工程系。上海200240；
智 ， 高宪民
2．中铁十六局集团有限公司， 北京101 100)
【摘要】 本研究以实际工程为依托，通过对工程主体钢管混凝土复合结构进行内力分析，评价原设计方案
的合理性，并进行优化设计。计算结果表明，保持直径不变，壁厚从35ram减小至24ram，用钢量下降30．95％ ；保
持壁厚不变，直径由1600mm减小至1500mm，用钢量下降6．44％ ；若同时将外直径减小至1500ram，壁厚减小至
24ram，用钢量比原方案下降35．36％ 。
【关键词】钢管混凝土柱I夕 直径；用钢量；优化设计
【中图分类号】U121 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864【2013)01—0057—02
OPTIMAL DESIGN OF CONC：RETE FILLED STEEL COLUMN IN METRO PR0JECT
ZHANG W ei—sen ， ZENG Zhi ， GAO Xian—min
(1．Department of Civil Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China；
2．China Railway 16th Bureau Group Co．，Ltd．，Beijing 101 100，China)
Abstract：Example analysis of the inner force of the concrete—filled steel tube structure iS done in
this paper and the rafionali~ of design proposal is evaluated．Then the optimal design of concreted filled
steel column iS proposed．Th e volume of steel may decrease with the decrease of diameter of column an d
thickness of steel tube．If the thickness of steel tube decreases from 35 mm to 24 mm．the volume of
steel decreases 30．95％ ：If the diameter of column decreases from 1600 mln to 1500 mm。the volume of
steel decreases 6．44％ ：Ⅱ the the thickness of steel tube decreases to 24 mm，and the diam eter of co1．
umn simultaneously decreases to 1500 mm．the volume of steel decreases 35．36％ ．
Key words：concrete—filled steel tube；thickness of steel tube；volume of steel；optimal design
钢管混凝土是在钢管中填充素混凝土而形成的一种组
合结构，由于钢管与混凝土优势互补，克服了二者单独受力
时的缺陷，使其极限承载能力及性能得到大幅提高”j。钢
管混凝土能更优越的发挥出钢材和混凝土的承载能力，能
够适应城市化建设向大跨度、承载力大的方向发展。随着
国家经济建设的发展，钢管混凝土结构在我国的高层建筑、
地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效的应
用。在钢管混凝土构件的设计中，钢管径厚比是设计的关
键。根据《钢管混凝土结构设计与施工规程》 的规定，钢
管混凝土构件的含钢率可从4．7％增至25．O％ 。如此大
的变化幅度给实际设计带来不便，往往会造成用钢量不合
理的情况，造成材料浪费。本文以实际工程为依托，通过对
钢管混凝土复合结构进行结构内力分析，评价原钢管混凝
土复合结构设计方案的合理性并进行优化设计。
1 工程概况
某地铁车站为地下二层岛式站台车站。主体结构平面
图见图1。车站结构平面为长方形，东西长约75m，南北宽
约48m，基坑深度约32m，总占地面积约3600m 。
主体结构采用三层五跨现浇劲性钢筋混凝土框架结
构，节点区各层层高自上而下依次为：8．19m，7．3lm，
图l 节点主体结构平面布置图
13．152m，结构最大跨度为21．46m，部分跨度较大的梁采用
H型钢混凝土梁，柱采用圆形钢管混凝土柱。主体钢柱由
19条直径为1600ram壁厚为35mm焊接钢管柱组成，层面主
体由大频焊接H型钢通过焊接和高强度螺栓连接。车站侧
墙采用内衬墙和地下连接墙叠合式结构，地下连接墙既是施
工阶段的临时支护结构，又是使用阶段主体结构的一部分。
2 工程地质及水文地质概况
本工程场地土体主要分五层：第一层素填土，顶板标高
0m，层厚2m，平均渗透系数K=0．050m／d；第二层粉砂，顶
板标高一2m，层厚5m，平均渗透系数K=8．300m／d；第三层

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！