空心钢管混凝土综述
钢管混凝土结构的发展与研究综述
２ １ 钢 管 混凝 土统 一理论 ．
组成钢管混凝土 的钢管 和混 凝土 在受 力过程 中的相互作 用
是形成钢管混凝土具 有一 系列 优越 的力 学性 能的关 键 。也正 是 由于对这种相互 作 用 的研究 出发 点不 同 ， 形成 了不 同的研 究 方
１ 钢管 混凝 土的 发展
其 在我 国 ， 最早开展对 钢管混凝土基本理论 研究的是 中国科学 法 ， 区别 在于如 何估 算钢 管 和混 凝 土之 间相 互 约束 而产 生 的 效应 ” 。这种效应的存在 ， 形成 了钢 管混 凝 土构 件 的 固有 特性 ， 院哈尔滨土木建筑 研究 所［ 。此 后 ， 国内的哈尔 滨建 筑大学 、 中 “
重考 虑接闪功 能 、 流影 响 、 衡 电位 、 分 均 屏蔽 作用 、 接地 效果和综
象 ，０ ０ ｓｐ ：０７ ． ２ ０ （ｕ ）７ —１
合布线等重要 因素 。建筑物 防雷是 一个 系统 工程 ， 只有按防雷规 ［ ］ ２ 王时煦． 建筑物 防雷综述 Ｉ［］ 建筑电气 ，９ ６ １ （ ）２ ０ Ｊ． １ ９ ，５４ ：９３ ． 程整体地做好各项 防雷要 素的配合 ， 才能发挥 良好 的防雷作用 。
・
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ６ １．０ ２０ １０ ．８ ５ ２ ０ ）５０ ４ ．２
钢 管 混 凝 土 结 构 的 发 展 与 研 究 综 述
尉
摘
探 讨 了钢 管 混 凝 土 有 待 深 入 研 究 的 问题 。
龙 曹敬 晓
石新伟
要： 根据 钢管混凝 土的研究 ， 论述 了钢 管混凝土 结构的发展状况 、 钢管混凝 土构件的受力性 能及其有关计 算理论 ， 并
这一 变化是连续 的 、 相关 的、 集 中反 映在蒋家奋 和汤关祚编 写的《 向应 力混凝 土》 蔡绍怀编 截面型式和应 力状态 的改变而 改变 ， 三 、
钢管混凝土综述
我 国钢管混凝 土 拱桥 的工程 应用 开 始 于 ２ ０世 纪 ９ ０年 代。 自 １９ ９ ０年在 四川省 旺苍县首 先用缆 索 吊装 、 五支 架施工 法建成 跨度 １５ｍ 的我 国第一座 钢管 混凝 土拱桥 以来 ， １ 短短 数十年 间 ，
． 工等方面 的有效性 ， 逐渐得到我 国结构 工程界 的认 同。据 不完全 柱子可 以直接插入混凝 土基础 的预 留杯 口中 ， 免去 了复杂的 统计 ， 短短数年 间 ， 在广州 、 津 、 圳 、 天 深 重庆 、 京 、 明、 北 昆 福州 和 柱脚构造 ； 钢管本身就是耐侧压 的模 板 ， 免去 了支模 、 扎钢筋和 南京等城市采用钢管高强混凝 土柱 的超高层建筑 已有 ２ 绑 ０座。
增强钢管壁的稳定性 ， 而且 由于钢管对 核心混凝 土的套箍约 束作 土铁路拱桥 ， 此桥和钢拱桥相 比， 约钢材 ５ ％， 节 ２ 降低造价 ２ ％。 ０ 用， 使核心混凝土处 于三 向受压状 态 ， 从而 提高其 抗压 强度 和变
形能力 。
２ ０世纪 ８ ０年代后期 ， 由于泵送混凝 土工艺的发展 ， 解决 了现 场管内混凝 土的浇筑工艺问题 ， 现代高 强混凝土需要 用钢管套箍 克服其脆 性 ， 因此在 美 国和澳 大 利亚 等 国 的若干 高层 建筑
１ １ 受压 构件承 载 力大幅提 高 ．
由于受压钢管混凝 土构件 中的核心混 凝 土处于 三 向受 压应 力状态 ， 混凝 土的抗 压强 度和变 形能 力显 著增强 ， 因而受压 构件 的承载力大大提高 。当薄壁钢管构 件本身单独 受压时 ， 由于易发 生局部失稳 ， 承载能力 较低 ， 当管 中灌入混 凝 土形成轴 心受 其 但 压钢管混凝土构件后 ， 壁钢 管 的局 部稳 定便得 到 了保 证 ， 薄 从而 大大提高 了结构 的承 载能 力。
钢管混凝土连接装置及性能研究综述
２ 国内外研 究现状
韩瑞龙 ， 施卫 星 等 介 绍 了灌 浆 套 筒连 接 技 术 作 为 一 种 新 型 钢 管 结 构 连 接 方 式
凝土 这 两种 不 同 两种 材 料 的优 点 ， 钢管 混 凝
土 中 的 钢 管 的 约 束 作 用 使 钢 管 内 部 的 混 凝
关键 词 ： 钢 管 混 凝 土 连 接 装 置 性 能 分 析 中 图分 类号 ： Ｔ ｕ３ ９ ８． ９ 文献标识码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ —３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ （ ｂ ） 一０ ０ ６ ７ —０ ２
钢 管 混 凝 土 结 构 是 一 种 新 型 的 组 合 结 是 一 种 将 杆 件 直 接 焊 接 到 闭合 的 球 形 壳 体 构， 其 原 理 是 将 混 凝 土 填 入 钢 管 内而 形 成 的。 钢 管混 凝 土 结构 有 效 地发 挥 了钢材 和 混 上所形成 的节点 。 焊 接 空 心 球 节 点 连 接 方 式具 有 极 为 明 显 的 优 点 ： 由于 这 种 节 点 连 接 方式 只要 将 钢管 垂 直 切 割 就 能 与 球 形 壳 对正 ， 节 点 的 传 力 只 有 焊 缝 一道 连 接 ， 因此 受 力 比较 可 靠 ； 这种连接方式的缺点： 连 接
论 和试 验 的 研究 。 但 是 钢 管混 凝 土 结构 中 由 于 自身 的 特 性 不 可 避 免 的 存 在 大 量 节 点 的 连接， 而 这些 连 接 节 点的 受 力性 能直 接 决 定 了整个 钢 管混 凝 土 结构 的 整 体性 能 ， 因此 连 接 节 点 的 设 计 在 钢 管 混 凝 土 结 构 设 计 中是
１ 钢管及钢管混凝土现有 连接方式简介
浅析钢管混凝土原理与发展状况
浅析钢管混凝土原理与发展状况随着工业化和城市化程度的提高，建筑物的设计要求越来越高，对材料的性能也越来越苛刻，传统的建筑材料已经不能满足需求。
钢管混凝土因其较高的强度、刚度和耐久性等优点，已经逐渐成为新型建筑结构材料的重要形式之一。
本文将对其原理及发展状况进行浅析。
1. 原理钢管混凝土是一种由钢管和混凝土组成的结构体系。
其原理是在钢管内部灌注混凝土，利用钢管的外壳作为混凝土的保护层，从而形成一种高强度、高刚度、耐久性好的新型建筑结构材料。
钢管混凝土相较于传统钢筋混凝土，在抗震、耐火、耐腐蚀等方面具有更高的性能。
2. 发展状况（1）早期阶段20世纪50年代左右，钢管混凝土开始被广泛研究和应用。
当时以德国为代表的欧洲国家，主要探索混凝土灌注钢管彻底消除钢管的锈蚀问题，以及钢管与混凝土之间相互作用的问题。
此外，还有以美国为主的研究，主要集中在如何加强钢管和混凝土之间的粘结以及如何确保结构的稳定性等问题。
（2）发展阶段到了20世纪60年代，钢管混凝土已经开始被广泛应用于各类建筑结构中。
这个时期，除了继续深入研究结构的力学性能和施工技术，还开始了一些新的研究方向，比如薄壁钢管混凝土、预应力钢管混凝土等。
（3）成熟阶段到了21世纪，钢管混凝土已经得到了广泛应用，并且不断推陈出新。
如采用H型钢管、水泥压浆填充钢管和高性能混凝土等均是近年来的新技术和新材料，使该结构体系更加完善和成熟。
总的来说，钢管混凝土正逐渐被广泛使用。
与此同时，新的材料和技术的应用也在不断地推进。
我们相信，在未来的发展中，钢管混凝土将会更好地满足建筑行业对于安全、稳定、高效的需求。
钢管混凝土综述
钢管混凝土综述袁摘要：简要介绍了钢管混凝土结构的研究现状,具体阐述了钢管混凝土结构的特点,分别论述了钢管混凝土结构在高层建筑、拱桥、地铁车站工程中的应用,并对钢管混凝土结构今后的发展方向进行了分析,以期促进钢管混凝土结构的应用与推广。
关键词：钢管混凝土结构,特点,应用,新型,发展方向1.引言钢管混凝土(Concrete-Filled Steel Tube ,简称CFT)是将混凝土灌入钢管而形成的一种组合材料,是在钢管中填充混凝土后形成的构件。
构件型式包括内填型、外包型和内填外包型三类。
钢管可以是圆钢管, 也可以是方钢管或八角形钢管等,混凝土可以是素混凝土, 也可以配有钢筋。
钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的。
钢管混凝土由于其抗压强度高、自重轻、抗震性能突出、施工方便、外型美观和造价经济等优点, 广泛应用于单层或多层工业厂房的结构柱、设备构架柱、各种支架和超高层建筑以及桥梁结构中。
目前,钢管混凝土结构的应用很广泛,国内外学者对钢管混凝土进行了研究, 取得了一些有意义的成果。
柱是建筑物中的主要承重构件, 研究柱的承载能力对建筑物的安全可靠具有重要意义, 一些学者在试验研究的基础上, 提出了一些以计算其极限承载力为目的计算理论和公式, 并反映在各国的有关设计规范和规程中。
在当今工程实践中, 钢管混凝土柱越来越广泛地被应用于高层和超高层建筑, 巨型框架结构中的钢管混凝土柱与其斜撑的交接处存在很大的剪力,以及在钢管棍凝土柱和钢筋混凝土梁节点处,当梁的剪力通过焊接在节点底部的反牛腿传递给柱子时,钢管混凝土的抗剪力能力可能起着主导作用,此时需根据钢管混凝土柱的抗剪承载力来确定钢管尺寸。
现阶段只能从实用出发,对钢管混凝土柱的抗剪承载力做出偏于保守的估算, 这在一定程度上限制了钢管混凝土在工程实践中的应用。
因此,对钢管混凝土的抗剪力学性能进行深入系统的研究, 对钢管混凝土结构的发展, 特别是在超高层建筑中的推广应用也具有积极的促进作用。
钢管混凝土结构
钢管混凝土结构在现代建筑和桥梁工程中，钢管混凝土结构凭借其独特的优势，正逐渐成为一种备受青睐的结构形式。
那么，什么是钢管混凝土结构？它又有哪些特点和应用呢？钢管混凝土结构，简单来说，就是在钢管中填充混凝土而形成的一种组合结构。
钢管通常采用圆形或方形截面，混凝土则在钢管内部被紧密包裹。
这种结构形式的优点众多。
首先，钢管对混凝土起到了很好的约束作用。
想象一下，混凝土被钢管紧紧“抱住”，使其处于三向受压状态，抗压强度大幅提高。
这就好比一个人在困境中得到了有力的支持，从而能够发挥出更大的潜力。
这种约束作用不仅提高了混凝土的承载能力，还改善了混凝土的塑性和韧性，使其在承受较大荷载时不易发生脆性破坏。
其次，混凝土的存在也增加了钢管的稳定性。
钢管在受压时容易发生局部屈曲，而内部填充的混凝土有效地阻止了这种屈曲的发生，使得钢管能够更好地承受压力。
二者相互配合，相辅相成，大大提高了整个结构的承载能力。
在力学性能方面，钢管混凝土结构具有良好的抗震性能。
地震作用下，结构需要具备一定的变形能力来吸收能量，而钢管混凝土结构恰恰能够满足这一要求。
由于混凝土和钢管之间的协同工作，结构在地震时能够有效地耗散能量，减少破坏程度。
再者，从施工角度来看，钢管混凝土结构也具有显著的优势。
钢管可以作为施工时的模板，减少了支模的工作量和难度。
同时，混凝土在钢管内浇筑，能够保证浇筑质量，提高施工效率。
在实际应用中，钢管混凝土结构广泛应用于高层建筑和大跨度桥梁。
在高层建筑中，柱子往往需要承受巨大的竖向荷载，钢管混凝土柱能够提供足够的承载能力，同时减小柱子的截面尺寸，增加建筑的使用空间。
比如，一些超高层建筑就采用了钢管混凝土柱作为主要的竖向受力构件。
在桥梁工程中，钢管混凝土拱桥以其优美的造型和良好的力学性能而备受关注。
钢管混凝土拱肋具有较高的强度和刚度，能够跨越较大的跨度。
而且，由于钢管的保护，混凝土不易受到外界环境的侵蚀，提高了桥梁的耐久性。
钢管混凝土综述
钢管混凝土综述引言钢管混凝土是一种结构材料，由钢管和混凝土组成。
该材料具有高强度、高刚度和耐久性，广泛应用于桥梁、大型建筑物和高层结构等领域。
本文将从钢管混凝土的原理、分类、应用和优缺点等方面进行综述。
原理钢管混凝土的原理是将钢管作为混凝土的模板，然后在模板中灌入混凝土，并使其固化硬化。
通过这种方式，钢管与混凝土相互配合，形成一个整体化的结构。
分类根据钢管与混凝土之间的关系，钢管混凝土可分为两种类型：1.钢管内配混凝土型：钢管作为混凝土的模板，填满混凝土后，形成一个整体的结构。
2.钢管外包混凝土型：钢管作为外部的包围，混凝土灌入其中，使其形成一个整体的结构。
应用桥梁钢管混凝土在桥梁中的应用非常广泛。
其具有高强度、高稳定性和耐腐败性等特点，可以用于建造各种桥梁，如悬索桥、钢拱桥和斜拉桥等。
建筑物钢管混凝土在建筑物中的应用也非常广泛。
其具有高强度、高稳定性和隔音防火的优点，可以用于建造各种建筑物，如高层建筑、工业厂房、仓库和停车场等。
其它领域此外，钢管混凝土也可以用于水利工程、地下工程和海洋工程等领域。
其具有耐腐败性、高强度和耐久性等特点，可以在恶劣的环境中长期使用。
优缺点优点1.高强度和高刚度：钢管混凝土具有很好的抗震和抗风性能。
2.耐久性：钢管混凝土具有耐腐败性和耐久性，可以长期使用。
3.环保节能：钢管混凝土使用的材料都可以循环利用，对环境污染较少。
4.施工方便：钢管混凝土的施工过程简单，不需要大量的工人和设备。
缺点1.成本较高：钢管混凝土的成本较高，需要大量的钢材和混凝土。
2.维护困难：钢管混凝土在使用过程中出现问题，维护不易，需要专业人士进行修复。
3.受限于结构大小：钢管混凝土受限于其结构大小，无法应用于一些大型结构。
钢管混凝土作为一种结构材料，具有高强度、高刚度、耐久性和环保节能等特点，广泛应用于桥梁、大型建筑物和高层结构等领域。
尽管其成本较高，但其优点仍然受到了广泛的认可和应用。
中空夹层钢管混凝土结构力学性能研究综述
中空夹层钢管混凝土结构力学性能研究综述作者：朱少飞来源：《现代装饰·理论》2012年第06期摘要：综合论述了中空夹层钢管混凝土结构的国内外研究状况，提出了需要进一步深入开展的研究工作，以便更好地为这一新型的钢管混凝土结构的工程应用打下基础。
关键词：中空夹层钢管混凝土；力学性能；综述1 引言中空夹层钢管混凝土，是将内外两根钢管以相同的形心放置后，在两钢管夹层间灌注混凝土而形成的整体受力构件。
作为一种新型的钢管混凝土结构形式，它是在实心钢管混凝土的基础上发展而来的。
中空夹层钢管混凝土内、外钢管可采用不同的截面形式，常用的钢管截面形式有圆形、方形和矩形，将其中任意两种两两组合，可以得出该类构件的多种截面类型。
目前，海内外的专家学者主要研究的是以下五类截面。
相比方、矩形截面来讲，圆形截面更不易发生局部屈曲，因此将圆形截面作为中空夹层钢管混凝土的钢管更有利，同时方形钢管作为外管有利于梁柱节点的连接。
2 研究现状文献[1]进行了圆中空夹层钢管混凝土轴压短试件的力学性能试验，其截面形式如图1-3（a）所示，其钢管的径厚比（D/t，D为圆钢管的外径，t为圆钢管的壁厚）范围为43~169。
构件在两层钢管之间灌注的混凝土为树脂混凝土，混凝土的圆柱体抗压强度为58.6Mpa。
试验中进行的一次轴压加载的试验结果表明：试验时构件的荷载—变形关系在加载后期基本都出现了下降段，其轴压极限承载力比钢管和混凝土二者叠加的承载力要高出10~30%，同时在承载力峰值点处的应变值达到了1%，大于钢管或混凝土单独加载时各自峰值点处的应变值。
试验结果还表明，钢管和混凝土之间的相互作用使得钢管的局部屈曲大大延迟，在钢管发生局部屈曲后，由于混凝土的存在使得钢管的屈曲发展较慢，这种情况一直保持到混凝土被压碎。
对中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行了初步分析，分析时考虑了钢管和混凝土之间的相互作用力。
由于采用的分析方法无法考虑混凝土破坏后的情况，因而提供的方法仅能计算出构件的荷载-变形关系至峰值点处，无法更进一步准确的模拟出构件荷载—变形关系的下降段。
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钢结构
实心钢筋 混凝土 实心钢管 混凝土
耗钢量大 占地面积大
自重大 基础造价高 自重较大 运输困难
空心钢管混凝土： 在钢管中放入需要量的混凝土，把构件高速旋转，之 后进行蒸汽养生，最后形成管内具有一定厚度的混凝 土，而中心为空心的钢管混凝土构件。
相比空心钢筋混凝土：
减轻重量50%左右 解决纵向裂缝问题
Tubular Columns[J]. Kozo Kogaku Ronbunshu.B.Journal of Structural Engineeting. 1997,43(3) [14]L. Storozhenko, V. Butsky and O. Taranovsky. Stability of Compressed Steel Concrete Composite Tubular Columns with Centrifuged Cores[J] Construct. Steel Res. 1998,46 [15]A.K. Kvedaras, A. Sapalas. Research and practice of concrete-filled steel tubes in Lithuania[J]. Journal of Constructional Steel Research. 1999, (49)
请批评指正！
谢谢
一、研究背景
二、研究目的不意义 三、国内外研究现状 四、存在问题
根据空心钢管混凝土的发展情况，应进一步提高其科技
水平和发展其应用范围，总的方面有以下两个：
(1)如何发挥钢管混凝土抗压性能的特点； (2)如何改变结构体系来扩大空心钢管混凝土的应用范围
参考文献： [1]中国天气网 [2]蔡绍怀, 顾维平. 钢管混凝土空心短柱的基本性能和强度计算[J]. 建筑科学. 1986, 4:45-52 [3]电力部行业标准. 薄壁离心钢管混凝土结构技术规程DL/T 5030-1996. 中国电力出版社. 1996 [4]崔正秀. 空心钢管混凝土构件轴压（长柱）、弯曲、扭转承载力试验研究[J]. 哈尔滨建筑工程学 院硕 士论文. 1987:1-3 [5]张素梅. 空心钢管混凝土的研究及构件计算[J]. 土木工程学报. 1994,27：15-21 [6]黄莎莎,姜纪春. 离心混凝土受弯性能的试验研究[J]. 电力建设. 1990,11(7) [7]周笋. 离心钢管混凝土构件抗拉强度的可靠性分析[J]. 北京建筑工程学院学报. 1994,10(1) [8]程在中. 薄壁钢管混凝土电杆挠度标准值的确定[J]. 华东电力. 1995, (5) [9]李辉. 离心钢管混凝土构件偏心受压强度[J]. 宁波大学学报. 1997,8(2) [10]余绍锋,钟善桐. 220kV离心钢管混凝土送电构架真形试验研究[J]. 上海铁道大学学报. 1997,18(4) [11]金伟良,葛中桂,曲晨. 薄壁离心钢管混凝土构件抗扭试验研究[R]. 中国钢协钢－混凝土组合结 构协 会第八次年会论文集. 2001:69-73 [12]曲晨. 离心钢管混凝土结构扭转性能不组合作用试验不理论研究[D]. 浙江大学博士论文. 2002:4-8 [13]MIYAKI SATOSH. Evaluation Formula of Compressive Strength of Centrifugal Concrete Filled Steel Square
优点
减小制造工艺 丌受钢模规格的限制 减小运输过程的损破率
相比钢结构：
节约钢材20%-50% 降低造价20%-40%
优点
提高局部稳定性 解决钢管内壁防锈问题 立塔安装方便
一、研究背景
三、国内外研究现状 四、存在问题 五、发展前景
工程界希望找到一种既节省钢材又具有较大 承载力的结构，代替传统的混凝土电线杆
充分发挥钢材和混凝土二者优缺点互补 的特点，探讨这两种材料的最优组合
一、研究背景
二、研究目的不意义
四、存在问题 五、发展前景
国内研究现状
国内关于空心钢管混凝土的研究于20世纪80年代才 刚刚起步，随着空心钢管混凝土结构理论研究的发展， 目前国内已有相关单位进行了相关的工作[2-12]，比如中 国建筑科学研究院、浙江省电力设计院（部分研究成果
国外研究现状
国外关于实心钢管混凝土的研究比较多，而在空心
钢管混凝土方面的研究却相对较少。对空心钢管混凝
土结构的静力力学性能的研究已经比较深入和系统， 幵且做了丌少实验研究，而空心钢管混凝土结构的动 力力学性能研究的很少，主要是通过数值模拟的方法 对其动力性能进行研究[13-15]。
国外研究现状
1997年，日本的MIYAKI SATOSH等进行了空心钢管混凝 土短柱的受压试验，混凝土部分是由高强混凝土离心而成的 中空构件，根据轴压试验的结果提出了承载力计算公式 1998年， 乌克兰的L.Storozhenko和V.Butsky等进行了空心 钢管混凝土短柱和长柱的轴压试验研究，，使用有限元程序得 到了应力－应变关系全曲线，理论曲线不试验曲线吻合良好 1999年，立陶宛的A. K. K Vedaras研究了空心钢管混凝土 轴压短柱的受力状态，幵推导出了其承载力计算公式，总承 载力等于钢管不混凝土承载力相加之和
一、研究背景
二、研究目的不意义 三、国内外研究现状
五、发展前景
基于“统一理论”的空 心钢管混凝土分析理论 存在不足
尚未对多种截面形式的 空心钢管混凝土进行试 验研究
尚未有用于空心钢管混 凝土数值分析的核心混 凝土应力-应变关系曲线 的研究成果
对空心钢管混凝土用于 建筑结构中是否合适停 留在探讨中
是不浙江大学土木系合作得出的）和原哈尔滨建筑工程
学院，近些年主要有哈尔滨工业大学和广州大学等。
国内研究现状
1984年起，浙江省电力设计院徐国林、葛中桂、余浙 云等，进行了一系列空心钢管混凝土结构的试验研究 2006年，钟善桐，徐国林对空心钢管混凝土轴心受压 构件的工作性能和承载力进行研究对 2004年至2008年间，王宏伟博士完成了空心钢管混凝 土构件的轴压、弯曲、偏压试验，完善了统一理论。 2011年,查晓雄教授研究实空心钢管混凝土轴压承载力 的统一理论计算公式
学生： ***
二、研究目的不意义 三、国内外研究现状 四、存在问题 五、发展前景
2008年，南方雨雪冰冻 灾害严重，贵州全省电 线杆倒塌8万多根，有50 个县陷入黑暗，7万余人 奋战在抢修电网一线[1]
电力系统中，常见的 钢筋混凝土电线杆
裂 缝
1.丌是通往每一个铁塔、电线杆的地方都有路 2.徒步巡线的过程，往往需要走很长时间的路 3.高山上的温度和地平面上是有差别的，时常都在零度以下