钢管混凝土组合结构优缺点发展趋势
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-混凝土组合结构是一种将钢结构和混凝土结构相互补充和配合的新型结构形式。
相比于传统的钢结构和混凝土结构，钢-混凝土组合结构在结构的承载性、经济性和生态性方面都有更优异的表现。
本文将介绍当前钢-混凝土组合结构的发展现状和未来发展趋势。
1. 结构强度高：钢骨架和混凝土受力表现不同，钢结构能吸收拉力，混凝土能吸收压力，在组合起来后能完美解决双向受力的问题。
2. 系统稳定性好：钢结构有较高的抗震性攻击，而混凝土能防火、耐用，在组合中，两种材料能互相补充，提高了结构的安全性和稳定性。
3. 构造灵活性高：钢-混凝土组合结构设计时，钢和混凝土可以根据根据工程的具体要求进行组合搭配，极大的提高了构造的灵活性，能适应各种建筑需求。
4. 施工周期短：相比于纯混凝土建筑，钢-混凝土组合结构的施工速度更快，可大大缩短工期，降低施工成本。
1.大跨度结构与传统的混凝土桥梁相比，钢-混凝土组合结构桥梁可以节省更多的支撑结构和缩小主跨，进而实现更大跨度。
2.高层建筑钢-混凝土组合结构可以大幅度降低结构重量，进而降低建筑物造价和安装成本，钢骨架可以用来支撑整个建筑群体，同时混凝土可以被用作隔墙或地板。
3.工业厂房钢-混凝土组合结构能够实现不透光和深减容，从而满足工业厂房建筑获得更高的效率和产能。
4.大型城市架空汽车道交通监控系统钢-混凝土组合结构可以在城市中用于建造桥梁和大型架空汽车道交通监控系统，对于保障城市建设的快速发展，实现规划和建设的推进，能够起到非常重要的作用。
1. 结构性能融合的研究在未来，随着钢-混凝土组合结构日益被应用于大型城市和高层建筑中，研究人员需要更加深入地研究钢和混凝土相互融合的方法和原理，以实现更高效的结构性能。
2. 轻型化结构的推广应用轻型化结构成为钢-混凝土组合结构未来发展趋势的又一个方向，遵循“轻量化，高性能”的设计思路，例如采用型钢作为梁和柱材料，同时在钢-混凝土组合结构中加入轻质骨料，从而实现构造的轻型化。
浅谈钢管混凝土组合结构的优缺点及发展趋势
浅谈钢管混凝土组合结构的优缺点及发展趋势摘要：本文介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨了钢管混凝土结构研究方向。
关键词：钢管，混凝土一引言近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。
二、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：2.1 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-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-混凝土组合结构是一种结构形式，结合了钢结构的高强度和刚度以及混凝土结构的耐久性和抗震性能，被广泛应用于建筑工程、桥梁工程和其他工程项目中。
它的发展现状可以从以下几个方面来介绍。
钢-混凝土组合结构在建筑工程中的应用逐渐增多。
传统的建筑结构主要采用钢结构或者混凝土结构，但是随着钢-混凝土组合结构的发展，越来越多的建筑项目采用了这种结构形式。
这是因为钢-混凝土组合结构既有钢结构的高强度和刚度特点，又有混凝土结构的耐久性和抗震性能，能够满足更高的建筑结构要求。
钢-混凝土组合结构在桥梁工程中得到了广泛应用。
桥梁是一个对结构要求非常高的工程项目，需要具备较高的强度和刚度以及良好的耐久性和抗震性能。
钢结构和混凝土结构之间的组合形式能够充分发挥各自的优势，使得桥梁具备更好的承载能力和适应性。
钢-混凝土组合梁、组合板等结构形式在桥梁工程中得到了广泛应用，提高了桥梁的结构性能和使用寿命。
钢-混凝土组合结构在其他工程项目中也有所应用。
除了建筑工程和桥梁工程，钢-混凝土组合结构还在其他工程项目中得到了一定的应用。
在海洋工程、石油化工等领域，钢-混凝土组合结构可以承受更高的外部荷载和更复杂的工况，具备更好的耐久性和抗腐蚀性能。
在一些大跨度、特殊形态的工程中，钢-混凝土组合结构也可以发挥其优势，满足工程的要求。
钢-混凝土组合结构发展的趋势是结构形式的多样化和性能的进一步提高。
随着工程建设技术的不断发展，钢-混凝土组合结构的形式也在不断丰富，比如悬臂结构、拱形结构、空间网格结构等。
科技的进步和新材料的应用，也为钢-混凝土组合结构的发展提供了新的可能性。
未来，钢-混凝土组合结构将更加注重结构的经济性、可持续性和安全性，为工程项目提供更好的解决方案。
钢-混凝土组合结构在建筑工程、桥梁工程和其他工程项目中得到了广泛应用，并且呈现出多样化和不断进步的发展趋势。
它的应用不仅能够满足结构要求，还能够提高工程的性能和使用寿命，具备很大的市场潜力。
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结构材料，由钢筋和混凝土组成。
钢管混凝土结构具有较高的强度和刚度，可以用于各种重要的建筑和桥梁工程。
钢管混凝土结构的原理是将钢管（通常为圆形）嵌入混凝土中，形成一个整体。
混凝土具有很好的抗压性能，而钢管则能够承受拉力。
通过钢筋和混凝土的组合作用，钢管混凝土结构能够同时承受压力和拉力，从而提高整体结构的强度和稳定性。
钢管混凝土结构具有以下几个优点：1.高强度：钢管混凝土结构具有很高的强度和刚度，能够承受较大的荷载，并且具有较好的抗震性能。
2.耐久性：混凝土能够有效地保护钢筋不受腐蚀和氧化的影响，从而延长了结构的使用寿命。
3.施工速度快：钢管混凝土结构的施工速度相对较快，可以大大缩短工期，减少施工费用。
4.灵活性：钢管混凝土结构可以根据实际需要进行调整和改变，具有较好的灵活性。
钢管混凝土结构的发展状况：钢管混凝土结构最早是在20世纪初期发展起来的，最早应用于桥梁和隧道工程中。
随着科学技术的不断进步和应用领域的扩大，钢管混凝土结构逐渐应用于各种建筑工程中，如高层建筑、工业厂房、大跨度空间结构等。
在国内，钢管混凝土结构的应用越来越广泛。
特别是在近几年，随着城市化进程的加快和人们对建筑安全和耐久性要求的提高，钢管混凝土结构成为各种大型工程的首选。
北京的鸟巢体育馆和上海的东方明珠塔等著名建筑都采用了钢管混凝土结构。
当前，钢管混凝土结构正面临着一些挑战和发展机遇。
一方面，需要进一步提高钢管混凝土结构的设计和施工技术，以提高结构的强度和稳定性。
随着低碳环保理念的推广，钢管混凝土结构也需要进一步降低能源消耗和环境污染。
钢管混凝土结构是一种非常有潜力的结构形式，具有很好的发展前景。
随着科学技术的不断进步和人们对建筑安全和耐久性要求的提高，钢管混凝土结构将在未来得到更广泛的应用。
钢管混凝土的发展趋势
钢管混凝土的发展趋势钢管混凝土是一种复合材料，由钢筋与混凝土相结合而成。
它结合了钢筋的高强度和韧性以及混凝土的耐久性和耐热性能，具有很高的抗弯、抗压、抗震和抗剪切能力，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、石油化工等领域。
随着科技的不断进步，钢管混凝土在设计、制造和施工等方面也不断发展创新，下面将详细讨论钢管混凝土的发展趋势。
首先，材料技术的创新将推动钢管混凝土的发展。
随着新材料的不断涌现，如高性能混凝土、高强度钢材等，钢管混凝土的性能和耐久性将得到进一步提高。
新型材料的应用可以增加钢管混凝土的抗弯能力和抗压能力，同时提高其耐久性和耐热性能，延长其使用寿命。
此外，新型材料的应用也可以减少钢管混凝土的自重，提高其施工效率和经济性。
其次，施工技术的改进将推动钢管混凝土的发展。
近年来，施工技术在钢管混凝土领域取得了巨大的进展。
例如，采用高压喷射混凝土技术可以提高钢管混凝土的施工质量和效率；采用预制钢管混凝土构件可以减少现场施工，降低施工工期。
此外，自动化施工技术的应用可以提高施工精度和一致性，减少人力成本和人为差错，进一步提高钢管混凝土的质量和经济性。
第三，结构设计的创新将推动钢管混凝土的发展。
随着设计理论和计算方法的不断完善，钢管混凝土结构的设计越来越科学和精确。
例如，采用有限元分析方法可以更准确地计算钢管混凝土结构的应力和变形，提高结构的安全性和可靠性；采用优化设计方法可以降低结构的材料消耗，提高结构的经济性和可持续性。
此外，钢管混凝土的结构形式也在不断创新，如采用空心钢管和钢管混凝土组合结构等，提高结构的刚度和稳定性。
第四，工程应用的拓展将推动钢管混凝土的发展。
随着城市化进程的加快和人们对建筑和基础设施性能的要求不断提高，钢管混凝土在各个领域的应用也在不断拓展。
例如，在住宅建筑领域，钢管混凝土可以用于建造高层建筑和地下工程；在桥梁领域，钢管混凝土可以用于建造大跨度桥梁和特殊形状桥梁；在船舶和石油化工领域，钢管混凝土可以用于建造船体和防火隔热结构。
浅谈钢管混凝土结构的现状与发展
浅谈钢管混凝土结构的现状与发展摘要：钢管混凝土充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点，广泛应用于大跨、高耸、重载等建筑工程当中，本文对钢管混凝土的现状及发展进行综述，以此介绍该种新型结构的广阔发展前途。
关键词：钢管混凝土现状发展近年来，钢管混凝土结构逐渐被应用于跨度长、荷载重、高度大的建筑结构中。
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，它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服的缺点。
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。
1．钢管混凝土结构的研究现状20世纪60年代之前，钢管混凝土结构的研究对象主要是圆钢管混凝土结构。
从60年代后半期以后，开始比较系统地研究矩形钢管混凝土结构。
目前，圆钢管混凝土结构的研究已经取得了丰硕的成果，很多国家制定了相应的设计和施工规范或规程，如欧洲标准EC4（1996）、德国标准DIN18800（1997）、美国标准ACI319－89、SSLC（1979）和LRFD（1997）、日本标准AIJ（1980，1997）。
在我国，钢管混凝土结构的研究主要集中在圆钢管中填充素混凝土的内填型圆钢管混凝土结构，最早开展研究工作的是原中国科学院哈尔滨土建研究所。
1968年以后，中国建筑科学研究院、冶金部冶金建筑科学研究院等单位也先后对钢管混凝土基本构件的工作性能、设计方法、节点构造和施工技术等方面展开了系统的研究。
进入80年代后，研究工作进一步深入，通过大量的试验研究和理论分析，对构件的承载力和变形性能及其影响因素进行了全面的研究，得到了实用的设计计算公式。
与此同时，钢管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展，涌现出很多新的施工工艺和施工方法，钢管混凝土结构的优势得到了更加充分的发挥。
近十几年来，我国钢管混凝土结构的科学研究和工程应用都取得了令人瞩目的成就。
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。
浅谈钢管混凝土结构的应用与优缺点
刘 冬 冬
科
浅谈钢管混凝土结构 的应用与优缺点
（ 尔滨建筑集团股份有限公 司， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ８
摘 要： 简单介绍 了 管混强土结构的兴起和发展 ， 钢 列举实例阐述 了该种结构形式的广泛用途 ， 通过分析有关资料及大量的统计数据 阐述 了钢 管混凝土运用在具体工程 中所体现 出的优 、 缺点 。 关键词 ： 钢管混凝土柱 ； 核心混凝土； 塑性 ； 抗震性能 ； 经济效果 ； 承载力 ； 连接构造 １ 钢管混凝土的 发展与应用 降低了基础工程造价。 横隔板和上 、 下柱的连接是比较繁琐的， 尤其是对 钢管混凝土做为一种结构构件形式早在 １ ９ ２ ５钢管混凝土柱的钢管皎薄， ２ 简化了施工 于小直陉 特别不便亏施工。穿心板的制作也很 管， Ｉ 世纪 ８ 年代就已 Ｏ 经被人类设计应用。 起初仅仅是 在高层建筑和超高层建筑中采用钢管混凝土 麻烦， 目 而 还会妨碍管内混凝土的浇注和振捣—般 用做桥墩 ， 然后随着科学技术水平的提高使它的应 柱时 ， 钢管厚度一般不超过 ４ ｍ 而采用钢结构 仅礁 ０ ｍ， 璐 雠 凝 中 鸶 土 Ｉ 位佣 。 用范围得到了很大的扩展。 时， 需要的钢板厚度可达 ８ — Ｏ ｍ Ｏ ｌＯ ｍ甚至更大。 这 ２ ３从钢管构件的制作、 ３ 安蓑要求｛也是具 封 ２ 钢管混凝土结构的优、 缺点 样的厚板， 前 国内的产品质量保证率很低 ， 目 大部 有—定难度和繁锁性 ２ 钢管混凝土在普通结构中应用的优点 １ 分需要国外进口。 ａ 钢管混凝土柱用的钢管 ， 焊接、 制作要求较 Ｚ．承栽力大大提高 １ １ 要求也很高， 特 困 高； —般应优先采用螺旋焊管 ， 无螺旋焊接管时， 也 难， 有时日能成为阻碍现场啦 盼—个 嗄杂工 可以用滚床自 行卷带 旨， 牺 但卷管的方向应与钢板 受压构件强度承载力可 以 达到钢管和混凝土单独 序。 压 疗向 垂童 的内径有— 的要 。 定 求 焊接时 承载力之和的 １ ２ ． ９倍。 ７— Ｚ． ２ ６钢管砼柱的耐火性： 好 自 臣 除—般钢结构的制作要求外要严恪保证管的平、 直 由于钢管内灌有混凝土， 能吸收大量的热能 ， 不得 ２． ． １ ２具有岚好的塑性和抗震性能 有翘曲， 表面锈蚀和冲矗 。特别是它对钢 据有关实验数据表明：钢管混凝土轴向压缩 因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀 ， 管内 壁的除锈要求，可能会增加钢管的制作周期 。 达 显然在制作难度 Ｅ 到原长的 ２３构件表面已摺曲， ／， 但仍有—定的承载 增加了柱子的耐火时间。经实验统计数据表明： 也较普通钢结构高。 ｈ 在构件制作过程中， 钢管的对接是—个难 能力。 可见塑性之好。 在压弯剪循环荷载作用下， 水 到—级耐火三小时要求和钢柱相比可节约防火涂 平力与位 之间的滞回曲线十分饱满 ， 移 吸能能力很 料 １ ～ ／ 甚至更多， ／ ２ ２ ３ 随着钢管直径增大 ， 节约涂 点。 结构要求焊后的管肢要平直， 这就需要在焊接 好， 基本无刚度退化 抗露幽 于钢筋混 料 也越多 。 时采取相应的措施和特别注意焊接的顺序以及考 ２． ２ ７可安全可靠地采用高强度混凝土 虑到焊接变 形的影响。管肢对 媾 啦甫 。 对于小直 凝土结构。 ２ ２钢管混凝土在高层建筑中 应用的优点 近几年来 ，６ 混凝土 的应用 已较为普遍 ， 径钢管应采 Ｃ０ 用鼠晦 位 ， 大直径钢管应另用附 啶 对于 在高层建筑中，与钢筋混凝土和钢结构相 比 Ｃ ０ Ｃ ０ ７ 和 ８ 甚至更高标号的混凝土也已能生产投 在高层建筑 钢管砼的优越性显得更为突出。 入使用。 据有关专家介绍为了防 止 高强混凝土构件 中常常采用变径的钢管 ， 变径管的对接就又是—个 变径处节点构造较为复杂 ， 无疑会影响 ２－ 钢管混凝士柱的抗压和抗剪承栽力高 ９ １ Ｃ０ ６ 以上的混凝土） 的脆性破坏， 箍筋率高达 施工难点 ， 经实验证明， 抗压承载力为混凝土柱的—倍 ２ ％以上 ， ０ 到施工的进度。 以上， 同时抗剪承载力也比钢筋砼 柱高许多。和钢 构造十分复杂， 增加了施工的难度。 用钢管混凝土 ， ２＿ ３ ４ 这种结构 柱相比， 抗压承载力 虽略低 ， 但却无局部失稳问题。 不但构造简捷 ， 方便 目 施工 能达到防 Ｉ Ｅ 高强混凝土 构件形式也是存在弊端的 而且钢管混凝土的塑性幽 妤， 臣 防止了管内 砼的脆 脆陛破坏的目的；能够真正发挥高强混凝土的作 ａ钢管混凝土柱管内 混凝土的浇注属于隐蔽 性破坏。 在高层建筑中可以 做到不限制轴压比。 这 用， 同时并不多费钢材。 工程， 混凝土的浇灌质量是无法 直 检查的。当 采 是钢筋混凝士 结构无法做到的。 在截面 Ｅ 可以比砼 ２ ． ３钢管 憾疑 占勾 丰 的缺点 用人工浇灌并振捣时， 只能依靠操作 ＾ 、 员的责任心 如果超声 结构构件减小 ５ ％以上。北京国际贸易中 ０ 心塔楼 尽管钢管混凝土结构的优点很多， 但是由于 和严密的施工组织管理来保近沲工质量。 的八根钢管混凝土柱截面为 中１０ × ０ ４ ０ ３ ，而采用 它自 身的特性决定了 它尚存在的—些弊端。 脉｛ 险测发现有不密实部位， 申 就得将钢管钻孔压浆 钢筋混凝土时， 截面尺寸要做到 ２ ０ × ００ ｍ ２ ０ ２０ ｍ ， ２ ．使用范围有限 ３ １ 强， 然后羁鞫 矗 固。所以无论从质量裣 工 的。 截面减少 ２３ ，。 钢管混凝土的 ２２扩大了使用空间 ２ 使用范围还仅限于柱、 桥墩、 拱架等。 前还很少有 目 Ｉ ｘ从混凝土浇灌方面讲。如果采用泵送顶升 由于 钢管混凝土柱的承载力高 ， 不但柱子截 法， 施工就必须有与之配套的泵及输送设备 ， 而且 面 ， 还可以采用大柱网 ， 而目 大空间的框架结构 矩形。 而矩形的钢管混凝土受力比较复杂而且构造 对相骨科 的 粒径、 比、 水灰 坍落度要求比较严格。 采 体系。 要求繁琐 ， 经济效益不佳。 用高位抛落法施工 ， 混凝土的配合比要求亦很严 土柱比采用钢筋混凝土结构增加使用面积 ３ 一 ％ ２ ２从结构构件的连接构造 Ｅ 钢管混凝 格。 ３ 讲， 必须先进ｆ Ａ比实验来确定水灰比， 己 然后才 ６ 。 ％ 土结构也有许多缺点 可以正式浇注。 因此 ， 无论采用哪种方式施工， 都必 ２ ３柱子截面减， 当 ． ２ Ｊ 铀黼 利 于 ａ 当钢管混凝土柱与混凝土梁连接时， 就必须 须有严密的 施工组织管理。 这或许会比普通 钢筋砼 和钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的 自 重 借助于柱上的牛腿和加强板。 如果与柱连接的梁较 结构施工更需 要管理。 大幅度减小 ， 地震作鹏 Ｉ 起的地震反应也将减小。 多 目 不在同—标高时 ， 就会有许多的牛腿和加强 ３ 结论 具有关资料分析， 高层建筑中采用钢管混凝土柱和 板。 综 匕 所述， 我们不难发现尽管钢管混凝土结 钢梁等结构体系比采用钢筋混凝土结构自重可以 如果采用 明牛腿可能在美观上会受到影响。 问题， 但 减少 １ — ／ 地震作用可 以 ／ １， ３ ２ 减小一半 ， 相当于设 如果用暗牛腿 ， 又会或多或少地给浇灌混凝土带来 是它的优点大大多于缺点， 确实是其它结构形式所 防烈度下降—度。 搞结构的人都明白 做为 这将意味 不便 ， 影响施工进度。 不及的。随着科技水平的不断提高及新材料 的出 着结构构件截面的再进—步减小。 ｈ 当钢管混凝土柱与无梁盖连接时 ， 尤其是采 现， 我相信钢管混凝土的弊端会被进—步改善， 优 ２． ２ ４柱子截面减小， 降低了 地基基础的造价 用升板法施工时 ， 板与柱的连接构造是相当复杂 点充分体现出 ， 来 成为—种更完善的结构形式。 其白 重—般为 的， 参考文献 １ｆ ￣ ２ｍ 包括基础） ５ｍ一 ｔ： ／ 而采用钢管混凝土柱 。 为了能够充分发挥钢管混凝土的承载力 ， 钢 【用 １ 起敬 ， 】 姜雏山， 潘泰华． 钢与混凝土组合结构设 钢粱结构时 ， 自 刚、 １ｍ ， 一般 重者 于 ｆ ￣ 在国外 ， 有低 管混凝土的连接应尽可能地将连接力可靠地传递 计施工手册 北京： 建筑工业出 中国 版牲 １９ ，． ９ １２ １ 达 ０ ｆ Ｌ ． ｍ 的例子。 ， ．ｍ Ｏｆ Ｓ ６ 显然 和采用钢筋混凝土 到杨 混凝士 Ｅ 。常采用柱顶盖板、 柱脚底板和层 【 善桐． 种 钢管混凝土结构讲座口 】 建筑结构， ９ １８ ９ 结构相比， 采用钢管混凝土柱可以减小地基 匕 单位 间隔板、 穿心板等来实现。当然前提条件 是应 （０：５５ ． １） －９ ５ 面积荷载 ２ ％以上 ， ５ 自然 ， 基础尺寸也相应减少， 保证管内混凝土的密实 ， 做到这一点也是不易的。 责任编辑 ： 才玉萍
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈钢管混凝土组合结构的优缺点及发展趋势摘要：本文介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨了钢管混凝土结构研究方向。
关键词：钢管，混凝土
一引言
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。
二、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：
2.1 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。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。
钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。
剥去钢管后，内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱，但仍保持完整，并未松散，且仍有约5%的承载力，用锤敲击后才粉碎脱落。
抗震性能是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。
在这方面，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。
在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，结构的吸能性能
特别好，无刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。
但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。
因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。
2.2 施工方便，工期大大缩短
钢管混凝土结构施工时，钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。
2.3 有利于钢管的抗火和防火
由于钢管内填有混凝土，能吸收大量的热能，因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀，增加了柱子的耐火时间，减慢钢柱的升温速度，并且一旦钢柱屈服，混凝土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。
组合梁的耐火能力也会提高，因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。
经实验统计数据表明:达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多，随着钢管直径增大，节约涂料也越多。
2.4 耐腐蚀性能优于钢结构
钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多，抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。
钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程
度、施工工期和工程造价都有很大的影响。
圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用，使钢管内部的混凝土处于三向受压状态，使混凝土具有更高的抗压强度。
但是圆钢管混凝土结构的施工难度大，施工成本较高。
相比之下，方钢管混凝土结构的施工较为方便，但钢管混凝土受到的约束作用较小，结构的承载力较低。
2.5 施工方面
钢管混凝土柱的零件较少，焊缝少，构造简单，柱脚常采用在棍凝土基础上预留杯口的插人式柱脚，因而工厂制造比较简单，同时构件自重较小，运输和吊装也较易，施工很简便，而且钢管馄凝土柱采用板材卷制，板材厚度都不大，一般在40m以内，无论工厂焊接和现场进行对接，都没有什么困难。
同时，与钥筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能，兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，所以管内没钢筋，省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺，又由于柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板，同时也省了支模和拆模等工序。
近年来，泵送砖相当普遍，现场浇灌并无困难，我国创造并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法，更简化了现场灌混凝土的工序，简便了施工。
也有在管柱下部开临时浇灌孔，用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法，既快，又保证浇灌质量。
而且，在浇筑后，钢管内处于相当稳定的湿度条件，水分不易蒸发，省去浇水养护工序，简化了混凝土的养护工艺。
三．钢管混凝土结构的研究现状
20世纪60年代之前，钢管混凝土结构的研究对象主要是圆钢管混凝土结构。
从60年代后半期以后，开始比较系统地研究矩形钢管混凝土结构。
目前，圆钢管混凝土结构的研究已经取得了丰硕的成果，很多国家制定了相应的设计和施工规范或规程，在我国，钢管混凝土结构的研究主要集中在圆钢管中填充素混凝土的内填型圆钢管混凝土结构，最早开展研究工作的是原中国科学院哈尔滨土建研究所。
1968年以后，中国建筑科学研究院、冶金部冶金建筑科学研究院等单位也先后对钢管混凝土基本构件的工作性能、设计方法、节点构造和施工技术等方面展开了系统的研究。
进入80年代后，研究工作进一步深入，通过大量的试验研究和理论分析，对构件的承载力和变形性能及其影响因素进行了全面的研究，得到了实用的设计计算公式。
与此同时，钢管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展，涌现出很多新的施工工艺和施工方法，钢管混凝土结构的优势得到了更加充分的发挥。
近十几年来，我国钢管混凝土结构的科学研究和工程应用都取得了令人瞩目的成就。
目前已经先后有国家建材局、中国工程建设标准化委员会、国家经济贸易委员会和解放军总后勤部颁布发行了有关钢管混凝土结构的设计规程。
为钢管混凝土结构在我国的推广奠定了坚实的基础，使钢管混凝土结构广泛应用于各种大型建筑工程和交通运输工程中。
钢管混凝土结构的应用在近十年的时间里得到了飞速的发展。
我国对于矩形钢管混凝土结构的研究工作开展得较晚，1985年郑州工学院开始进行方钢管混凝土轴压短柱的研究，其后同济大学
等单位也进行了方钢管混凝土构件的研究，取得了一定的成果，而我国的矩形钢管混凝土结构的设计施工规程尚在制定中。
四．钢管混凝土结构的工程应用
早在19世纪80年代，钢管混凝土结构就已经出现。
例如，1879年英国赛文（severn）铁路桥的建造中采用了钢管桥墩，在钢管中灌了混凝土以防止内部锈蚀并承受压力。
前苏联乌拉尔的伊谢特铁路桥采用钢管混凝土构件做拱形桁架的上弦和上部建筑的柱子，省钢25％。
1961年比利时建造船坞时，采用钢管混凝土构件做桁架的压杆和立柱，比钢结构节省钢材40%。
法国巴黎居民区的第一座摩天大楼采用了钢管混凝土框架柱，比钢结构节省钢材40%。
前苏联在一些吊车栈桥（跨度达48m）中采用钢管混凝土结构，比全钢结构节省钢材12％28％，降低造价28%，比钢筋混凝土结构省钢9%，降低造价56%。
日本、瑞士等国在输电跨越塔中采用了钢管混凝土结构，也都取得了显著的经济效益。
我国钢管混凝土结构技术的开发和应用已有近40年的历史。
近10年来，随着国家经济的迅猛发展，钢管混凝土结构在我国的高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效地应用，推动了建造技术的发展。
在我国，钢管混凝土结构主要应用于以下的领域中。
4.1 高层建筑工程
4.2 大跨度桥梁工程
4.3 地铁车站工程
4.4 单层和多层工业厂房
五．钢管混凝土结构研究今后的发展方向
5.1 高强度材料的应用
5.2 节点动力性能的研究
5.3 耐火性能的研究
5.4 矩形钢管混凝土结构的研究
5.5 钢管混凝土施工方面的研究
5.6 预应力钢管混凝土方面的研究
5.7薄壁离心钢管混凝土结构
六、结语
钢管混凝土结构以其承载力高、抗震性能好、混凝土延性好、耐火性能好、施工简便以及造价经济合理等一系列优点而广泛应用于高层和超高层建筑中。
相对于其它结构材料而言，钢管混凝土结构的研究还很不充分，尤其是结构体系的研究更少，还存在着一些需要进一步研究和解决的问题。
同时钢管混凝土高层建筑前景非常广阔，高强、高性能和高效施工技术的钢管混凝土结构，薄壁钢管混凝土结构、大管径钢管混凝土结构是将来高层钢管混凝土结构的发展方向。