不锈钢管混凝土的发展综述
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 、
不锈钢钢管混凝土柱研究现状及展望
与普通碳素钢相比，不锈钢具有更好的耐腐蚀性与耐久性，后期维护方便等优势，应用在钢管混凝土结构中，代替普通碳素钢钢管，不仅可以降低维护费用，增加建筑物美观度，使得建筑物更加安全美观，尤其对于沿海地带，这种结构具有更优异的表现，值得大面积推广，但其研究仍有不足：
1.不锈钢钢管混凝土柱主要应用于腐蚀环境下的场地，应对不同腐蚀条件下，结构的耐久性应进行深入研究。
图1不锈钢管再生混凝土构件截面示意图
2.不锈钢钢管混凝土柱研究现状
目前不锈钢管混凝土组合结构已有一定研究进展：在粘结方面：Yu Chen[1]对32根直径为76mm的圆不锈钢钢管混凝土构件进行重复推出试验，研究了高径比、径厚比和混凝土强度对试验的影响，研究发现：粘结强度的抗剪承载力70%由界面摩擦力承担，其余30%由化学剂粘合力和机械联锁力承担；在撞击方面：M.R. Bambach[2]对圆钢管混凝土柱、空心钢管柱、不锈钢钢管柱的抗撞击性能进行了研究；Mohammad Yousuf[3]研究了空心不锈钢管和混凝土填充的不锈钢管的抗撞击性能；王蕊课题组[4]对不锈钢圆管-混凝土-钢管的组合构件进行了侧向撞击试验研究，研究了空心率对中空夹层不锈钢管混凝土的抗撞击性能的影响；研究结果表明：混凝土填充可以大大提高空不锈钢管的耐撞性，不锈钢钢管混凝土的耐撞性能优于普通碳素钢结构。在抗震性能方面：Feng Zhou[5]对24根外方内圆的不锈钢中空夹层钢管混凝土构件在恒定轴压下施加往复荷载进行试验研究，考虑了轴压荷载、外不锈钢管厚度、空心率与混凝土强度对试验的影响。研究结果表明：不锈钢管混凝土柱具有良好的耗能和延性；在受弯方面：Ran Feng, Yu Chen[6]对36个试件进行了弯曲试验研究，包括9根不锈钢钢管混凝土柱和27根CFRP加固的不锈钢钢管混凝土柱；Yu Chen[7]对24根方形和矩形不锈钢钢管混凝土的抗弯性能进行了研究，研究了构件的极限强度，破坏模式，抗弯刚度，延性、弯矩-跨中挠度曲线、整体挠度曲线和应变分布等方面；在受压方面：Young Ben和Ellobody Ehab[8]最早进行了19个冷弯高强不锈钢管混凝土的轴压短柱试验研究。研究结果表明：不锈钢管（再生）混凝土轴压构件与普通钢管混凝土的破坏模态类似，但不锈钢管混凝土具有更好的延性，但再生混凝土在长期荷载下的徐变和收缩问题还没有充分考虑，需进一步研究。
不锈钢管材发展现状及展望
不锈钢管材发展现状及展望一、前言不锈钢管材是一种重要的金属材料，具有耐腐蚀、高温强度、美观等特点，广泛应用于石油化工、航空航天、建筑装饰等领域。
随着经济的发展和科技的进步，不锈钢管材行业也在不断发展壮大。
二、历史回顾不锈钢管材的历史可以追溯到20世纪初期。
当时，德国人发明了一种新型钢材——不锈钢。
随着科技的进步和工艺的改进，不锈钢管材逐渐成为一种重要的建筑装饰材料，并广泛应用于石油化工、航空航天等领域。
三、现状分析1.市场需求随着国家经济的快速发展和城市化进程加快，对于高品质建筑装饰材料的需求日益增长。
同时，在石油化工等行业中，对耐腐蚀性能要求较高的金属材料也越来越多地被采用。
这些都为不锈钢管材行业提供了广阔的市场空间。
2.技术创新随着科技的进步和工艺的改进，不锈钢管材产品质量不断提高。
目前，国内外不锈钢管材生产企业已经掌握了多种先进的生产工艺和技术，使得不锈钢管材在耐腐蚀性、高温强度等方面表现更加优异。
3.竞争形势目前，国内外不锈钢管材行业竞争激烈。
国内市场上，一些大型企业已经形成了一定的规模优势，并且通过技术创新和品牌建设等方式提高了市场占有率。
而国外企业则通过优质产品和服务、全球化布局等方式扩大了市场份额。
四、未来展望1.市场前景随着我国经济的发展和城市化进程加快，对于高品质建筑装饰材料和耐腐蚀性能要求较高的金属材料需求将会持续增长。
这为不锈钢管材行业提供了广阔的发展空间。
2.技术创新未来，不锈钢管材行业将继续加强技术创新，提高产品质量和性能。
同时，随着新材料、新工艺的不断涌现，不锈钢管材行业也将不断推陈出新，满足市场需求。
3.产业升级未来，不锈钢管材行业将加快产业升级和转型升级。
通过技术创新和品牌建设等方式提高企业核心竞争力，并且加强与其他相关行业的合作，实现资源共享、优势互补。
五、结语随着我国经济的发展和科技的进步，不锈钢管材行业将会迎来更大的发展机遇。
未来，我们相信，在政府支持和企业努力下，不锈钢管材行业一定会取得更加辉煌的成就。
钢-混凝土组合结构的发展现状
钢-混凝土组合结构的发展现状1. 引言1.1 钢-混凝土组合结构的定义钢-混凝土组合结构是一种由钢材和混凝土材料组合而成的结构体系，通过将钢材和混凝土的优势相结合，实现了两种材料的互补作用，充分发挥了各自的优点。
钢材具有良好的延展性和抗拉性能，能够承受较大的拉力，而混凝土则具有良好的抗压性能，能够承受较大的压力。
钢-混凝土组合结构既具有钢材的强度和韧性，又具有混凝土的耐久性和耐腐蚀性，结构性能更为优越。
钢-混凝土组合结构的定义包括以下几个方面：首先是将钢材和混凝土材料通过一定的方式组合在一起，形成一个整体结构体系；其次是在结构设计和施工中充分考虑两种材料的特性和优势，发挥它们的互补作用；最后是通过科学的设计和合理的施工，确保结构具有良好的承载能力、变形性能和耐久性，满足工程使用的要求。
钢-混凝土组合结构在建筑结构领域具有广泛的应用前景，可以应用于桥梁、高层建筑、厂房等各种场所，为建筑工程的发展提供了新的可能性。
1.2 发展背景钢结构在建筑工程中具有高强度、刚度好、抗震性能强等优点，而混凝土结构则具有耐火性好、隔音性好、施工方便等特点。
将钢结构和混凝土结构结合起来形成钢-混凝土组合结构，不仅可以充分发挥两者各自的优势，还能弥补彼此的不足之处，从而实现结构性能的最优化。
在国内外相关研究领域，钢-混凝土组合结构已经取得了一系列的研究成果，包括结构设计理论、结构材料性能、施工工艺以及工程应用等方面。
这些研究成果为钢-混凝土组合结构的发展提供了坚实的理论基础和技术支持。
随着建筑结构工程的不断发展和完善，钢-混凝土组合结构将会有更加广阔的应用前景和发展空间。
2. 正文2.1 组合结构的优势钢-混凝土组合结构在建筑工程中具有诸多优势。
钢材和混凝土各自的特性得以最大程度地发挥，相互补充，构成了一种新型的结构形式。
钢材具有高强度、良好的延展性和可塑性，能够承受较大的拉力和压力，而混凝土则具有良好的抗压性能和耐久性。
钢-混凝土组合结构的发展现状
钢-混凝土组合结构的发展现状钢-混凝土组合结构是指利用钢材和混凝土两种材料相互配合，合理分工，充分发挥各自优势的一种建筑结构形式。
它是综合利用两种材料的力学特性，通过无缝衔接、紧密协作实现结构的整体协同工作。
钢-混凝土组合结构具有较好的抗震、刚度、耐火性、耐久性和施工性能等特点，在工程实践中得到了广泛应用。
目前，在我国建筑领域，钢-混凝土组合结构已经广泛应用于桥梁、高层建筑、厂房和特殊结构等领域。
桥梁是钢-混凝土组合结构应用最为成熟、最为广泛的领域之一。
钢-混凝土组合桥梁的优点是结构自重轻、强度高、刚度大、抗震性好、施工周期短等，可以满足大跨度、高强度要求，是大型桥梁建设的重要选择。
在高层建筑领域，钢-混凝土组合结构也得到了广泛应用。
相比传统的钢结构和混凝土结构，钢-混凝土组合结构能够充分发挥两种材料的优势，既能满足高层建筑对刚度和抗震性的要求，又能满足建筑外观和空间形态的设计要求。
钢-混凝土组合结构还具有优良的消防性能，能够提高建筑的耐火性能，降低火灾风险。
在厂房建设领域，钢-混凝土组合结构广泛应用于大型厂房、仓库、体育馆等建筑。
由于钢-混凝土组合结构的轻型化特点，相比传统的砖混结构和钢结构，具有自重轻、抗震性好、安全可靠、使用寿命长等优势。
钢-混凝土组合结构还具有较好的空间利用率和灵活性，可以满足不同厂房功能和使用要求。
除了桥梁、高层建筑和厂房等传统应用领域，钢-混凝土组合结构还在特殊结构领域得到了广泛应用。
核电站、地铁隧道、高速铁路桥梁等工程，由于对结构强度和耐久性要求较高，特别需要混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能，钢-混凝土组合结构成为了首选的结构形式。
目前，国内钢-混凝土组合结构的设计规范和施工技术已经相对成熟，并形成了一整套完善的理论体系和实践经验。
随着建筑领域对于高性能、高效益、可持续发展的要求越来越高，在未来，钢-混凝土组合结构将会进一步推广和应用。
还需要进一步研发和掌握新的设计方法和施工技术，提高结构的安全性、经济性和施工效率。
钢-混凝土组合结构的发展现状
钢-混凝土组合结构的发展现状钢-混凝土组合结构是近年来建筑领域的一种重要发展趋势，它将钢结构和混凝土结构的优势结合起来，充分发挥各自的优势，同时避免了各自的劣势，成为了建筑结构中的一种重要形式。
本文将从钢-混凝土组合结构的定义、特点、发展趋势等方面进行探讨，以期对该领域的研究和发展做出一定的贡献。
一、钢-混凝土组合结构的定义钢-混凝土组合结构是指在工程中将钢材和混凝土材料以一定的方式结合起来，使其具有整体性和协同工作性的一种结构形式。
其主要特点是钢材提供了足够的抗拉刚度和强度，而混凝土提供了良好的抗压性能，两种材料协同工作，相辅相成，形成了一种新型的结构形式。
1. 优异的抗震性能钢-混凝土组合结构由于钢材的使用，在结构中形成了具有一定弹性变形能力的梁柱节点，进而提高了结构的整体刚性和抗震性能。
在地震作用下具有较好的抗震性能，可以有效保护人员生命财产的安全。
在大风作用下，钢-混凝土组合结构的整体性和刚性可以有效抵抗风力作用，减小结构的变形和破坏，提高了结构的整体稳定性。
3. 构造简单、施工方便钢-混凝土组合结构的构造简单，加工工艺成熟，可以实现工厂化生产，大幅度降低了工程周期和成本。
施工方便，可以减少工地施工过程中的不良因素，提高施工效率。
4. 良好的经济性由于钢-混凝土组合结构在材料的使用上可以充分发挥各自的优势，因此具有较好的经济性。
相对于传统的建筑结构，钢-混凝土组合结构可以降低建筑材料的使用量，提高结构的自重和自重比，降低了结构的成本。
5. 环保节能钢-混凝土组合结构在使用过程中，不仅可以降低建筑结构的自重，减小土地占用，还可以实现建筑材料的回收再利用，减少了建筑垃圾和废弃物的排放，对环境的保护起到了良好的作用。
钢-混凝土组合结构的发展已经迅猛，已经广泛应用于建筑领域的各个方面，特别是在高层建筑、桥梁和工业厂房等领域。
具体来说，它在以下几个方面有着广泛的应用。
1. 高层建筑近年来，随着城市化进程的加快和人们对生活品质要求的提高，高层建筑的需求在不断增加，而钢-混凝土组合结构正是在这种需求下应运而生。
不锈钢管 行业发展现状
不锈钢管行业发展现状
不锈钢管是一种具有广泛应用的金属管材，广泛应用于工业、建筑、化工等领域。
在中国，不锈钢管行业发展迅速，目前已成为不锈
钢行业中的重要组成部分。
不锈钢管行业发展现状如下：
1. 市场需求增加：随着经济的发展和工业化进程的推进，对不
锈钢管的需求逐渐增加。
特别是在建筑领域，不锈钢管作为一种高强度、耐腐蚀、美观的管材，得到了广泛应用。
2. 技术升级：随着科技的不断进步，不锈钢管的生产技术也在
不断改进。
生产设备和工艺水平不断提高，使得不锈钢管的质量和规
格满足了不同行业的需求。
3. 市场竞争激烈：由于不锈钢管市场的前景广阔，吸引了众多
企业涌入该行业，市场竞争激烈。
企业之间在品质、价格等方面展开
竞争，促进了行业的进一步发展。
4. 出口增加：中国的不锈钢管不仅在国内市场有一定份额，而
且在国际市场也具有竞争力。
越来越多的国家和地区从中国进口不锈
钢管，推动了中国不锈钢管行业的发展。
5. 环保意识提高：随着环保意识的提高，对不锈钢管的环保要
求也越来越高。
不锈钢管作为一种环保材料，得到了更多行业的青睐。
总体而言，不锈钢管行业发展前景广阔，市场需求增加，技术水
平提高，竞争激烈，出口增加，环保意识提高等因素都为行业的发展
提供了良好的机遇。
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
钢管混凝土是一种混凝土结构形式，其主要特点是在混凝土中插入钢管，形成一个钢
管混凝土构件。
从基本原理上来说，钢管混凝土的设计是充分利用了混凝土和钢材的优势，以克服混凝土的脆性和钢材的弱点，实现大跨度、高承载力、耐久性强的建筑结构。
钢管混凝土的设计理念，源于20世纪初期，当时由于钢材数量日益增加，为了使钢材得到充分利用，钢材和混凝土被结合在一起。
最早被应用于钢筋混凝土柱的设计中，后来
运用到梁、板、墙等结构中，发展出了许多不同类型的钢管混凝土结构。
在钢管混凝土的开发过程中，最早的应用是以圆形钢管为主，然后逐步发展成方形和
长方形钢管。
不断的经验积累和技术发展，使得钢管混凝土结构逐渐得到广泛的应用。
其中，著名的有沈阳草堂桥、琼州海峡大桥、长江大桥等。
自上世纪八十年代以来，随着科技水平的发展和技术改进的不断推进，钢管混凝土设
计得到了极大的提高和发展。
其中一些新型钢管混凝土结构的设计，比如采用几何构造和
形态优化方法，将体系的强度和刚度进行了大幅度的提高；采用新型屈服形式的钢材，使
钢材的使用效率更高，厚度更薄，大幅度减少了钢材的使用量，整个结构的成本降低。
总之，钢管混凝土结构的设计和应用已经成为了建筑结构领域中的重要领域之一。
它
结合了混凝土结构和钢结构的优点，强度高、刚度大、持久性好、施工方便等特点，其应
用范围也越来越广泛，预期在未来的建筑结构中，将继续发挥更为重要的作用。
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综 述不锈钢管混凝土的发展综述廖飞宇1,2 陶 忠3(11清华大学土木工程系,北京 100084;21福建农林大学交通学院,福州 350002;31福州大学土木工程学院,福州 350108) 摘 要:新型不锈钢管混凝土结构兼有不锈钢和普通钢管混凝土的优点,具有良好的力学性能和优越的耐久性能,在海洋环境的建筑和桥梁以及一些对耐久性和美观要求较高的重要建筑结构中具有较好的应用前景。
在阐述不锈钢管混凝土结构的应用和研究现状的基础上,分析其与普通钢管混凝土结构力学性能存在的差异,并对需要进一步开展的研究工作进行探讨。
关键词:不锈钢;钢管混凝土;力学性能;耐火性能THE STATE 2OF 2THE 2ART OF CONCRETE 2FI LLE D STAIN LESS STEE L TUBU LAR STRUCTURESLiao Feiyu1,2 T ao Zhong 3(11Department of Civil Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China ;21C ollege of T ransportation ,Fujian Agriculture and F orestry University ,Fuzhou 350002,China ;31C ollege of Civil Engineering ,Fuzhou University ,Fuzhou 350108,China )Abstract :The innovative concrete 2filled stainless steel tubular (CFSST )structures combine the advantages of both stainless steel and conventional concrete 2filled steel tubular (CFST )structures.Therefore ,excellent structural properties and corrosion resistant can be expected ,and this construction has a g ood potential to be used in offshore buildings and bridges ,as well as other specific buildings.I t is briefly reviewed the present application and research on CFSST structures.The differences of structural and fire 2resistant behaviour between CFSST structures and conventional CFST structures are summarized.T o better use stainless steel ,further research w ork on CFSST structures is discussed.K eyw ords :stainless steel ;concrete filled stainless steel tube ;behaviour ;fire 2resistance3福建省青年科技人才创新项目(2008F3007)。
第一作者:廖飞宇,男,1978年7月出生,讲师,博士后。
E -mail :liaofy @ 收稿日期:2008-12-20 不锈钢是指至少含有1015%铬的防腐蚀合金钢。
不锈钢的种类有很多,适合在土木工程中应用的主要为奥氏体型钢(Austenitic )和奥氏体-铁素体型钢(Duplex )[1]。
由于添加了合金元素,不锈钢具有外表美观、耐久性好、维护费用低及耐火性能好等优点,因此已经有不少作为结构构件应用于土木工程的实例。
虽然不锈钢具有优越的性能,但制约其在结构工程中广泛使用的主要因素是其造价昂贵[1]。
如若在不锈钢管中填充混凝土形成不锈钢管混凝土结构则可大大减少不锈钢用量,从而达到降低工程造价的目的。
目前,普通钢管混凝土已经在结构工程中得到了广泛应用,其综合了钢和混凝土两种材料的优点,不仅具有较高的承载力且具有施工方便、使用经济等优点[2]。
新型不锈钢管混凝土结构可望兼有普通钢管混凝土良好的力学性能和不锈钢优越的耐久性能,综合具有外表美观、耐久性好、维护费用低、承载力高、抗震性能好、耐火性能好以及相对经济等优点。
因此,这种新型组合结构在海洋平台、海边建筑和桥梁以及一些对耐久性要求较高的重要建筑中具有较好的应用前景。
目前,不锈钢管混凝土结构(如图1所示)已应用于一些工程实践[3-4],同时国外也对其力学性能开展了一些研究工作[5-12]。
本文将对不锈钢管混凝土结构的应用和研究现状进行总结,并将其与普通钢管混凝土结构的性能进行对比分析,在此基础上对这种新型组合结构需要开展的进一步研究工作进行探讨。
1 不锈钢和不锈钢管混凝土结构的应用概述111 不锈钢的应用由于添加了合金元素,与普通钢材相比,不锈钢具有抗腐蚀性能强、耐久性好、外表美观、延性好、耐火性能好以及抗冲击和疲劳性能好等优点,但其力学性能与普通钢材相比411 Industrial C onstruction V ol 139,N o 14,2009工业建筑 2009年第39卷第4期也有较为明显的差异:图1 不锈钢管混凝土截面示意Fig.1 The cross sections of concrete filled stainlesssteel tubular structures1)普通钢材的应力-应变关系曲线上有明显的屈服点,并伴随着屈服平台;而不锈钢的应力-应变曲线则在加载初期就表现出很强的非线性特征,其比例极限较普通钢材低(普通钢材的比例极限为屈服强度的70%左右,而不锈钢为36%～60%[13])。
在达到比例极限后曲线的非线性特征趋于显著,并无明显的屈服平台,如图2所示[1]。
1—不锈钢;2—普通钢材图2 不锈钢和普通钢材应力-应变曲线比较Fig.2 C om paris on of stress versus strain curves betweenstainless steel and carbon steel [1]2)不锈钢的应力-应变曲线在加载后期的应力强化现象显著,如图2所示。
3)不锈钢的延伸率为普通钢材的2倍左右。
4)不锈钢的耐火性能好于普通钢材。
图3和图4所示分别为欧洲不锈钢协会[14]给出的典型不锈钢和普通钢材的屈服强度和弹性模量随温度升高而降低的变化情况,其中:f y (θ)和E y (θ)为高温下材料的屈服强度和弹性模量;f y (20℃)和E y (20℃)为常温下的屈服强度和弹性模量。
研究表明:在温度低于500℃时,不锈钢的屈服强度下降幅度大于普通钢材;但在600～800℃时,不锈钢的高温下屈服强度要高于普通钢材。
同时不锈钢的导热系数和热辐射系数也低于普通钢材[14-15]。
目前已有一些研究者提出了不锈钢材料在常温和高温下的应力-应变关系模型[16-20],并针对不锈钢结构进行了有限元分析[21-22]。
在设计方面,国外目前也已有专门针对不锈钢结构的设计规范,如1991年和2002年的美国ASCE 规范[23];2005年的欧洲EC3规范[24],另外,日本、南非以及澳大利亚和新西兰等国也都制定了各自的不锈钢结构的设计规范[25-27]。
由于相关研究工作的开展和设计规范的制定,目前不锈钢结构已在国外不少土木工程中得到应用[1]:如都柏林的“神针”等城市标志性建筑;一些海洋平台、海边建筑和桥梁、核工厂和食品加工厂及一些重要建筑的框架,如设计寿命为500年的加拿大魁北克省的国家档案保存中心的框架,巴黎卢浮宫艺术博物馆入口处的金字塔空间承重结构以及斯德哥尔摩的伯津斯卡植物园的承重框架结构等。
1—不锈钢;2—普通钢材图3 钢材在高温下的屈服强度变化[14]Fig.3 C om paris ons of yield strengths at elevated tem perature between stainless steel and carbon steel [14]1—不锈钢;2—普通钢材图4 钢材在高温下的弹性模量变化[14]Fig.4 C om paris ons of elastic m odulus at elevated tem peratures between stainless steel and carbon steel [14]112 不锈钢管混凝土结构的应用如前所述,不锈钢结构具有诸多优点。
但不锈钢相对普通钢材而言的高造价仍大大制约了其推广应用。
若在不锈钢管中填充混凝土形成不锈钢管混凝土,则可望在保证结构性能的前提下有效降低结构的不锈钢用量,提高结构的综合经济效益。
有鉴于此,不锈钢管混凝土目前已于近期在两个重要工程中被采用,即2006年建成的纽约赫斯特大厦的三角形框架(图5)和即将于2009年竣工的香港昂船洲大桥的桥塔(图6)。
图5 纽约赫斯特大厦[4]Fig.5 Hearst T ower ,New Y ork [4]纽约赫斯特大厦共46层,为纽约市标志性建筑之一,目前已经通过了LEE D (美国能源及环境先导计划)的环保认511不锈钢管混凝土的发展综述———廖飞宇,等图6 香港昂船洲大桥(R oe,2006)[5]Fig.6 S tonecutters Bridge,H ong K ong[4] 证。
赫斯特大厦的结构体系采用由不锈钢管混凝土构件组成的斜肋型三角框架体系,使整座建筑具有优美的艺术造型和优越的耐久性能。
同时,由于不锈钢材料良好的可回收性能,因此,赫斯特大厦的建筑原材料具有百分之百的可回收性[4]。
香港昂船洲大桥桥塔总高290m,在175～290m采用了不锈钢管混凝土结构,主要出于以下考虑[3]:1)耐久性的要求。
该桥处于海洋环境,设计使用寿命为120年,对于耐久性的要求较高。
2)节省维护费用。
采用不锈钢管使桥梁在使用过程中无需定期为桥塔涂漆维护,节省了大量的维护费用。
3)安全性的要求。
风洞测试显示,较轻的桥塔容易受到涡激振动的影响,此现象亦会导致大振幅拉索振动,因此为了改善桥塔的气动性能,桥塔采用了在不锈钢管中填充混凝土而形成不锈钢管混凝土结构。
4)外表美观。
2 不锈钢管混凝土结构的研究现状在研究方面,不锈钢管混凝土结构也同样引起一些研究者的兴趣,并开展了一些研究工作。