钢管混凝土结构是在钢管中填充素混凝土而形成的一种组合结构
二级结构工程师考试辅导：钢管混凝土结构知识
■级结构工程师考试辅导：钢管混凝匕结构知识近20年来，钢管混凝土结构逐渐被应用于建筑结构尤其是在高层建筑结构中，随着建筑物高度的增加，钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构的应用也将会得到快速的发展。
一般的，我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。
由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。
近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。
钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
1.钢管混凝土结构的特点众所周知，混凝土的抗压强度高。
但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。
而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。
同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。
钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中（如厂房和高层）。
钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面:1.1承载力高、延性好，抗震性能优越钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。
研究表明, 钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。
钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
钢管混凝土结构
质量控制
钢管混凝土柱是由钢管和混凝土共同作用的受力构件，要求 混凝土具有很好的填充性能，确保充满钢管内的每个部位，混凝 土要有良好的流动性、体积稳定性，加上钢管不象木模板一样有 一定的吸水性，所以混凝土还要有良好的保水性能，不得有离析、 泌水现象。
质量检测——超声波检测法
1.原理： 超声波在传播过程中遇到由各种介质缺陷形成的界面时会改变传播方向和路
钢管混凝土粘结性能的因素
混凝土强度 混凝土养护条件和龄期 截面长度 钢管内表面粗糙程度 钢管的径厚比 套箍系数 混凝土浇注方式 长细比、含钢率、偏心距等
钢管混凝土粘结性能测定
目前，国内外关于钢管混凝土界面粘结强度的试验方法主要有两种类型:推出试验和推离试验 .
展望
钢管混凝土能够适应特殊、难度高、落差 大的构造物及承受重载和极端条件等现代 化要求结构工艺的要求，成为结构工程学 科的一个重要的发展方向并已取得良好的 经济效益和建筑效果。
钢管混凝土结构
——组合结构课程
钢管混凝土结构的应用与发展
钢管D混钢is凝s管cu土s混si结o凝n构o土n发t结he展构ap中的pl存i发c认a在t展i识o的n 问题
and development of steel tube concrete
2
钢管混凝结构应用中存在的问题 ... 钢管混钢凝管土混结凝构土的结工构程的事应故用
构造和施工技术等方面展 开系统的研究
苏州混凝土与水泥制品研究院
北京地下铁道工程局
哈尔滨建筑大学
原冶金部冶金建筑研究院、电力工业部电力研究所
汤关祚等提出钢管混凝 土塑性承载力公式,它假
定构件的强度极限为中钢国建筑科学院结构所、哈尔滨建筑工程学院
管发展塑性、混凝土达 到受压极限强度
钢管混凝土结构理论与实践的部分新进展
一、钢管混凝土结构理论的新进 展
1、轴心受压构件的承载力研究
轴心受压构件是钢管混凝土结构中的基本构件之一。近年来，研究者们在轴 心受压构件的承载力方面进行了大量研究。例如，通过实验研究发现，钢管混凝 土构件的承载力比传统钢筋混凝土构件更高，且具有更好的延性和耗能能力。同 时，研究者们还开发出了一些新的计算方法，如极限分析方法和有限元分析方法 等，用于精确预测钢管混凝土轴心受压构件的承载力。
三、钢管混凝土结构实践
1、建筑
钢管混凝土结构在建筑领域的应用十分广泛。例如，高层建筑、大跨度桥梁 和构筑物等都可以采用这种结构形式。钢管混凝土结构具有较高的承载力和抗侧 刚度，能够有效地减小地震作用下的变形和破坏。同时，这种结构还具有良好的 耐火性能和抗震性能，能够满足现代建筑对于安全性和稳定性的要求。
（1）钢管和混凝土的弹性模量比：当钢管的弹性模量高于混凝土时，钢管 的变形较小，混凝土的变形较大；当钢管的弹性模量低于混凝土时，钢管的变形 较大，混凝土的变形较小。
（2）钢管和混凝土的泊松比：当钢管和混凝土的泊松比不匹配时，会导致 结构在横向产生弯曲。
3、稳定性
钢管混凝土结构的稳定性是指在承载过程中保持其稳定性的能力。在考虑稳 定性时，应考虑以下因素：
3、海洋平台钢管混凝土结构
海洋平台钢管混凝土结构是一种适用于海洋环境的高性能结构形式。通过采 用钢管混凝土桩基、承台和立柱等构件组合而成，海洋平台钢管混凝土结构具有 优异的承载能力和耐久性，能够抵御恶劣的海域环境。近年来，海洋平台钢管混 凝土结构在海洋工程中得到了广泛应用，为中国海洋资源的开发和利用提供了重 要支持。
（1）轴压比：轴压比是指钢管内的混凝土压力与钢管的抗压强度之比。过 大的轴压比会导致钢管过度压缩，从而降低结构的稳定性。
钢管混凝土拱桥管节点应力及应力集中有限元分析
II
硕士学位论文
ABSTRACT
Recently, the concrete-filled steel tubular structure is adopted widely in bridge engineering, which is high of load-carry capacity, good at plasticity and malleability, easy to execute and construct, excellent in fire resistance and economy. For this reason, this kind of combined material is applied to arched bridge that is mainly oppressed. In the joints on this type of arched bridges, the forces are to be spread to the brace through the chord directly. Because the axial rigidity of the brace is much bigger than the radial rigidity of the chord, the border becomes the weakest part of the whole structure. The reasonable design of this type of joint has attached the researchers’attentionallovertheworld.Asthepartof“The key techniques of the design, construction and maintenance of concrete-filled steel tubular arch bridges” supported by the Science and Technology Item of Construction of the Westward Traffic, The main contents are detailed as following:
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。
关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨
工程技术关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨王振字(天津市建工工程总承包有限公司第三分公司，天津市300000)n。
脯要】近年来钢管混凝￡柱在工程中得到广泛的应用，本文主要介绍了钢管混凝土柱钢粱节点的构造形式和相关的一些受力特点，希望与大家分享。
，．饫蒿黔初钢管混凝主柱；钢粱节点；形式钢管混凝土结构是在钢管柱内填充素混凝土，实现在受力过程中充分发挥钢管和混凝土两种材料互补作用的一种钢管混凝土组合结构。
该结构可使构件截面减小，承载能力提高，整体重量减轻：由于钢管壁板不需太厚，可大量使用国产钢材并实现工厂化生产：能够大幅度节约钢材和基础费用，降低结构造价；因施工中可省去大量支模板的工作，．--_r使T期缩短1／4—1／3，环境污染小；由于柱子截面的减小，可使使用面积增加5％～80／0。
由于节点是诸多构件的力流交汇之处，节点的受力模式较之于—般构件更为复杂，特暑U是在她震作用下的节点受力尤为复杂，而且节点联系着多个构件，其失效的后果比起—般的构件更为严重，因此，在工程实践中，对节点的性能应格外重视。
1钢管混凝土柱—钢粱框架节点形式1．1铰接节点钢管混凝土柱一钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80％以上。
这种节点—般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接，如果梁端剪力较大，也可在柱E增设牛腿，以传递过大的梁端剪力。
铰接节点构造简单，施工方便，但只能传递较小的弯矩，主要是用于传递粱端剪力。
12半刚接节点钢梁与钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下。
梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间的连接。
半刚性节点不仅能够传递剪力，还能传递部分弯矩。
对于半刚接节点，由于受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变，会引起结构内力重分布。
结构受力比较复杂，且变形较大，因此在设计中采用时须慎重对待。
13刚搪节点刚接连接是指节点在外力作用下，对转动约束能达到理想刚接C指梁与柱轴线夹角保持不变的连接)的900／o以上。
浅谈钢管混凝土在土木工程中应用
浅谈钢管混凝土在土木工程中应用摘要:随着我国经济的快速发展，建设事业的迅速发展，现代建筑工程对其材料和结构的要求越来越高。
钢管混凝土施工技术符合现代施工技术工业化要求，被广泛的应用到土木工程中，已经取得良好的经济效益和建筑效果，是结构工程科学的重要发展方向，有广阔的应用前景。
本文重点评述钢管混凝土结构的特点和在高层建筑中的应用现状，指出高层钢管钢管混凝土结构的发展方向。
关键词:钢管混凝土；土木工程；应用一、钢管混凝土的定义钢管混凝土是混凝土的一种特殊形式，钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内形成的一种新型组合结构。
将混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土。
混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土。
混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
钢管混凝土结构可以更有效地发挥钢材和混凝土材料的优点，并克服钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。
钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
二、钢管混凝土在建筑施工中优点?1.承载力高?在建筑工程中对于薄壁钢管来说，其临界承载力极不稳定，因为它对局部缺陷很敏感。
在钢管中填充形成混凝土后，钢管约束了混凝土，在轴心受压荷载作用下，混凝土三向受压，延缓了受压时的纵向开裂。
而混凝土的存在却可以避免或延缓薄壁钢管过早地局部屈曲，两种材料相互弥补了彼此的弱点，却可以充分发挥彼此的长处，从而使钢管混凝土具有很高的承载力，大大高于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土单独承载力之和。
?2.塑性和韧性好?混凝土脆性较大，对于高强度混凝土（各国对高强混凝土的定义有所不同，我国目前一般指立方试块强度fc>60MPa的混凝土为高强混凝土）更是如此，其工作的可靠性因此大为降低。
如果将混凝土灌入钢管中形成钢管混凝土，核心混凝土在钢管的约束下，不但在使用阶段改善了它的弹性性质，而且在破坏时具有很大的塑性变形。
钢-混凝土组合结构形成性考核册作业1-4答案[1] 2
![钢-混凝土组合结构形成性考核册作业1-4答案[1] 2](https://img.taocdn.com/s3/m/696b42060b4c2e3f572763a0.png)
《》课程形成性考核册学校名称: _______________________ 姓名: _______________________ 学号: _______________________ 班级: _______________________江苏广播电视大学作业1一、单项选择题（每小题3分，共15分）1．钢骨混凝土梁中，剪跨比对梁斜截面抗剪的影响是（ A ）。
A、剪跨比减少，梁的抗剪强度增加B、剪跨比较小时，一般产生弯剪破坏C、剪跨比增加时，一般产生斜压破坏D、梁的斜截面承载力计算公式中的剪跨比没有范围限制2、采用栓钉作为组合梁的剪力连接件时（ C ）。
A、栓钉相对较弱时，极限承载力随栓钉直径和砼强度等级增加而增加B、栓钉相对较弱时，极限承载力随栓钉直径和抗拉强度增加而降低C、混凝土板相对较弱时，极限承载力随栓钉直径的增大和砼强度等级的提高而增大D、混凝土板相对较弱时，极限承载力随栓钉直径的增大和混凝土抗拉强度的增加而增大3、推出试验的结果一般要（ B ）梁式试验的结果A、高于B、低于C、相等D、无法确定4、含钢率增加时，钢管混凝土受压构件的承载力（ B ）。
A、降低B、增加C、先降低后增加D、先增加后降低5、混凝土的轴心抗压强度f c，立方体抗压强度f cu和抗拉强度f t三者之间的大小关系是（ B ）。
A、f c＞f cu＞f tB、f cu＞f c＞f tC、f t＞f cu＞f cD、f c＞f t＞f cu二、填空题（每空2分，共26分）1、连续组合梁的内力分析，可以采用弹性内力计算方法和塑性内力计算方法。
2、对连续组合梁的计算可进行简化，可用塑性理论为基础采用承载力极限状态设计方法，截面特性计算简单，对静载荷和活载荷处理，不需考虑承载力极限状态下的混凝土徐变效应和施工方法。
3、按抗剪连接程度的高低组合梁可以分为完全剪力连接组合梁和部分连接剪力组合梁。
4、组合梁的变形均按弹性理论进行分析。
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关于钢管混凝土受力性能的研究,在轴压、偏压、和纯弯、压弯方面,国内外的研究已较深入,但对钢管混凝土柱的抗剪性能尚未进行过系统的研究。
钢管混凝土在受力过程中由于钢管和核心混凝土相互作用,处于复杂受力状态下,从而使抗剪强度的理论分析变得十分复杂。
在钢管混凝土的研究及应用方面，目前我们有一些实例和施工技术规范，但就钢管混凝土节点的研究，国内的研究资料还较少,对节点承载能力及抗震性能缺乏认识,计算理论与设计方法也不成熟,针对钢管混凝土结构的受力特点,以及目前对该种结构的研究现状和实际使用中存在的问题,我们可以通过试验与理论相结合的方法,研究钢管混凝土构件的约束效应，得出能有效约束核心混凝土横向变形的约束效应系数的有效范围,明确钢管混凝土构件承载能力提高的原因。
我们本次论文主要在理论上验证去年所做钢管混凝土节点实验结果的准确性，通过迈达斯软件对节点做有限元分析，建立纤维模型，设定同样操作环境，添加实验荷载，分析运行计算，得出计算书，同实验结果做出对比，验证实验结果的准确性，并分析误差原因，得出最终结论。
本文的结果可供进行钢管混凝土节点设计时参考。
点是结构设计中的关键部位，也是施工的难点。
对于钢管混凝土节点，其合理与否直接关系到结构的安全性和整个工程的造价。
钢管混凝土节点可以分为两种；钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点和钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。
目前，国内对于钢管混凝土节点静力性能的研究较多，而对于节点动力性能的研究报导还较少。