方钢管混凝土综述

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钢管混凝土结构的发展与研究综述

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


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

钢管混凝土综述
拆模等复杂工序 。因管 内无钢筋 , 混凝 土浇筑 方便 , 工速度快 。 施 但与普通混凝土相 比, 耐火性 较差 , 容易锈蚀 。
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

钢管混凝土连接装置及性能研究综述
质 量 要 求
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

矩形钢管混凝土结构研究综述

矩形钢管混凝土结构研究综述

4、推进矩形钢管混凝土边框组合剪力墙及筒体结构在实际工程中的应用, 提高结构的抗震能力和安全性。
参考内容三
引言
钢管混凝土结构是一种具有高承载能力和优良塑性的组合结构,广泛应用于 各种工程结构中。本次演示旨在探讨钢管混凝土结构的研究现状、存在的问题以 及未来的研究方向。
背景
钢管混凝土结构是指在钢管中填充混凝土,通过二者共同作用来提高结构性 能的一种组合结构。这种结构最早可追溯到20世纪初,但在当时并未得到广泛应 用。直到20世纪中叶,随着建筑工程对结构性能要求的不断提高,钢管混凝土结 构才开始被重视并逐步推广。
矩形钢管混凝土结构研究综述
基本内容
本次演示旨在系统梳理矩形钢管混凝土结构的研究现状及未来发展趋势。通 过综述相关文献,总结其研究成果和不足,以期为未来研究提供参考。
矩形钢管混凝土结构是一种由混凝土填入矩形钢管内而形成的复合结构,具 有优异的承载能力、施工性能和经济效益。近年来,随着对该结构研究的深入, 其在建筑工程、桥梁工程等领域的应用逐渐广泛。
2、实践应用经验不足
虽然钢管混凝土结构在工程应用中已经取得了一定的成果,但实践应用经验 不足的问题仍然存在。例如,对于一些新建的钢管混凝土结构,缺乏长期性能的 监测和评估数据,难以判断其耐久性和安全性。
1、理论分析
理论分析是钢管混凝土结构研究的重要手段,包括有限元分析、有限差分分 析、解析解法等。通过理论分析,可以深入了解结构的力学性能和破坏机理,为 实验研究和工程应用提供指导。
3、工程应用
随着理论研究和实验研究的深入,钢管混凝土结构在工程中的应用也日益广 泛。例如,钢管混凝土桥梁、高层建筑、核反应堆结构等,都是钢管混凝土结构 在工程应用中的典型代表。
1、设计理论不完善

钢管混凝土柱的概况及优缺点

钢管混凝土柱的概况及优缺点

钢管混凝土柱的概况及优缺点钢管混凝土柱的概况及优缺点钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。

钢管混凝土研究最多的是圆钢管,在特殊情况下也采用方钢管或异型钢管,除了在一些特殊构造当中有采用钢筋混凝土的情况之外,混凝土一般为素混凝土。

早在十九世纪八十年代就出现了钢管混凝土构造,最初用作桥墩,然后渐渐地用作建筑物中的柱子。

在我国,六十年代开始了这种构造的研究,并首先用于首都地铁工程中。

##站至苹果园的地铁线路上,在##站和前门站的站台工程中首次试用,经济效果很好;和传统采用的钢筋混凝土柱相比,不但施工简捷得多,而且体积小,增加了地下有效使用空间,因此,在随后建造的地铁环线工程中,所有的站台柱,全部采用了钢管混凝土柱。

从七十年代开始,在工业厂房、高炉和锅炉构架及变电和输电塔架等工程中,钢管混凝土得到了推广应用。

工业厂房中采用钢管混凝土柱的有本钢、**、首钢及近几年**工程中的大量重工业厂房,还有各地的造船厂和火力发电厂等,厂房跨度最大的L=54m,柱高达60—70m,,桥式吊车最大的为Q=l00t 重级工作制吊车。

钢管混凝土在我国的应用范围很广,发展很快。

从应用范围和发展速度两个方面都能列于世界前列。

自八十年代后期开始,钢管混凝土由于本身具有的优点.开拓了两个新的应用领域。

一个是公路和城市桥梁,另一个是高层和超高层建筑。

钢管混凝土具有以下基本特点:1. 承载力大大提高:试验和理论分析证明,钢管混凝土受压构件的强度承载力可以到达钢管和混凝土单独承载力之和的1.7~2.0倍。

2. 具有良好的塑性和抗震性能:在钢管混凝土构件轴压试验中,试件压缩到原长的2/3,构件表面已褶曲,但仍有一定的承载力,可见塑性非常好。

钢管混凝土构件在压弯剪循环荷载作用下,水平力P与位移之间的滞回曲线十分饱满,说明有很好的吸能能力,基本无刚度退化,它的抗震性能大大优于钢筋混凝土。

3. 经济效果显著:和钢柱相比,可节约钢材50%,降低造价45%;和钢筋混凝土柱相比,可节约混凝土约70%,减少自重约70%,节省模板100%,而用钢量约略相等或略多。

国内常用钢管混凝土梁柱节点连接形式综述

国内常用钢管混凝土梁柱节点连接形式综述

引言
随着钢结构住宅在国内的热度持续上升,钢结构体系在 实际工程和研究领域成为热门,相较于纯钢结构,钢管混凝土 框架结构在住宅工程实际中得到应用与推广。钢管混凝土结构 同时具备钢材与混凝土两种材料的优点:承载力高,施工方便 等,同时也具备了以往实际工程中采用的钢筋混凝土结构所不 具备的优点:无须支混凝土模板。国内学者对钢管混凝土结构 做了大量研究工作,制定了相应的技术规程,使得钢管混凝土 结构在工程应用中得到发展与进步,其中钢管混凝土柱与H型 钢梁节点形式是运用最为广泛的节点,同时也是构造和受力比 较复杂的节点。
1 国内常用钢管混凝土柱-H型钢梁框架刚接节点形式
H型钢梁与钢管混凝土柱翼缘连接节点常采用栓焊链接或 是全焊连接,其中栓焊连接是将梁腹板和钢管柱壁通过连接 板、高强螺栓连接,梁翼缘和柱壁通过全熔透坡口焊连接。由 于栓焊连接施工方便并且能保证节点连接的刚度,是工程中常 用连接方式。
1.1 内隔板式节点 内隔板式节点是钢管混凝土柱-H型钢梁连接中运用较为广 泛的节点形式,一般做法是将梁柱连接位置的中部进行截断,将 内隔板焊接在H型钢梁翼缘对应位置,再将钢管柱通过全熔透坡 口焊连接起来。国内规范[1]规定,内隔板厚度应满足规定的宽厚 比限值,且不应小于梁翼缘厚度。 内隔板式节点的优势在于梁翼缘上的拉力由钢管壁和内隔 板传递,传力明确。不足之处在于加工难度大,焊缝位置比较 集中,节点区焊缝易出现裂纹,同时这种节点形式适用于柱截 面尺寸较大的构件,有局限性且焊缝都集中在节点区,焊接热 效应导致的残余应力大,钢梁翼缘连接处内外都是通过焊缝连 接,容易诱发裂纹,在实际受力过程中不利。同时由于混凝土 的浇灌在内隔板焊接完成后进行,内隔板上需设置灌注孔和排 气孔,给加工过程制造了麻烦。 1.2 隔板贯通式节点 隔板贯通式节点中钢梁翼缘的拉力通过贯穿整个柱截面的 隔板传递,这种连接方式需要将钢管柱在节点连接部位进行截 断,并将分段柱节与贯通隔板焊接。梁翼缘通过全熔透焊缝与 隔板连接,若是采用栓焊连接,梁腹板通过高强螺栓、剪切板 与柱壁相连;若是采用全焊连接,则将梁腹板直接焊接在柱壁 上。具体的构造方式和设计要求在《矩形钢管混凝土结构技术 规程》[1]中有具体规定。这种连接方式也是国内建筑抗震规范[2] 与高层民用建筑钢结构技术规程[3]推荐连接形式。 1.3 外隔板式节点 外隔板式节点是将隔板设置在柱外与梁上下翼缘对齐, 采用带衬板的全熔透坡口焊连接。这种节点形式施工简单, 传力明确,不受柱截面尺寸限制,同时不需要设置灌注孔和排 气孔,避免了在柱壁同一位置处内外施焊,焊接热效应影响较 大,给加工和施工提供了便利。但是需要加大外隔板尺寸来保 证节点的刚度,与其他节点形式比较用钢量超出许多,且水平 环板不利于墙板的安装,凸角也会影响室内住户的观感体验。

北京南站钢管混凝土柱网施工综述

北京南站钢管混凝土柱网施工综述
置, 在混凝 土面上 放 出定 位线标 志 。
前 进行复检 , 高强螺 栓 连接 副 和摩 擦 面应 在 安 装前 进
行检验 和复验 。 钢结 构安装施 工前 , 根据 土建 施 工 提供 的预埋 件 或基础 验收记 录对土建施 工 的预 埋件进 行复验 。如预
钢柱 吊装时 , 两 台经纬仪分 别架设 在钢柱 上 、 将 下
关键词 : 管混凝 土柱 钢 安装 施 工技 术 北京 南站
中 图分 类 号 :U 5 .1T 28 1 文 献 标 识 码 : T 781;U4 。 B
其 他补 救方法 。
1 工 程 概 况
3 钢 管 柱 安 装方 法
北京南 站 地下 室 柱 网 Ⅱ区 部分 采 用 钢 管混 凝 土 柱 , 层站房 位置采 用 十 字劲 性柱 。钢 结 构 屋 面平 面 一
工期质量要 求 , 编制 钢结构施 工方案 。 针对本 工程施工 的实 际特 点 , 照图纸 、 按 规范标 准
和本企业标 准的要求 , 编制各 工序 的施工作 业指 导书 。 按照 国家 有关验 收 规 范对 钢 材 、 焊接 材 料 在进 场
根据 理论计算 的钢 柱两端 的 中心投 影 的东 西 向轴 线位
本 文仅对地 下室部分 钢管混凝 土柱 的安装 及质量 控制做 简单叙 述。
2 钢 管 柱 安装 施 工 准 备
结 合施 工现 场 的实 际情 况 , 根据 图纸 、 范 、 规 甲方
3 12 倾 斜 钢 柱 的 测 量 与放 线 ( 1 图 2 .. 图 、 )
钢 柱进场 后复 核钢 柱 长度 , 柱 两端 东南 西 北 轴 钢 线 的红三角标 志准 确鲜 明。安装前 对测量 仪器进 行校 正 , 保仪器 精度要 求 。 确 对钢柱 的两端 中心点 水 平投 影 数据 复 验无 误 后 ,

实务:钢管混凝土综述

实务:钢管混凝土综述

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。

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方钢管混凝土综述【摘要】:介绍了方钢管混凝土的定义和结构特点,以及其理论在国内外的发展。

并举出实际工程例子来阐明其在建筑中广阔的应用前景,同时也提出了方钢管混凝土结构存在的问题。

【关键词】:方钢管混凝土;承载力;稳定性;应用【Abstract】It Introduces the definition and the features of square steel tube concrete structure,and its theory in the development of both at home and abroad. And gives some practical engineering examples to clarify its broad application prospects in building,and has also put forward the existing problems in square steel tube concrete structure.0引言伴随着人类的进步,科技的进步。

人类建筑史上出现了一种新型的结构形式:钢管混凝土结构。

钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土基础上演变发展起来的.指在钢管中填充混凝土而成的一种新型组合结构。

钢管混凝土按截面形式分为圆钢管混凝土、矩形钢管混凝土、方钢管混凝土、多边形钢管混凝土等;按材料组成分为普通钢管混凝土(核心混凝土强度等级为C50以下的素混凝土,外包普通钢管,简称钢管混凝土)、薄壁钢管混凝土(普通素混凝土外包薄壁钢管)、高强钢管混凝土(高性能混凝土外包钢管)、钢管膨胀混凝土(钢管内填膨胀混凝土)、钢管自应力混凝土、增强钢管混凝土(钢管内填配筋混凝土或含有型钢的混凝土)、离心钢管混凝土(钢管内用离心法填充一层厚度为20 mm~50 mm的C40等级以上的混凝土而成型的空心钢管混凝土)等[1][2]。

1方钢管混凝土结构的特点所谓方钢管混凝土,是指用钢板或角钢拼焊而成的方形空钢管,其内充填混凝土而形成的一类组台构件。

它一方面通过钢管内混凝土的支撑作用防止钢管壁发生向内屈曲,提高了钢管壁的屈曲承载力;另一方面通过四壁的钢板对内填混凝土提供侧向约束,能提高混凝土的抗压强度。

因此两者的组合承载力大于两者独立承载力之和。

方钢管混凝土具有其独特的优势。

[3]1.1和传统的钢筋混凝土相比承载力高,在保持截面形式相同的情况下,方钢管混凝土柱的承载力明显高于普通钢筋混凝土柱。

质量轻,在保持钢材用量相近和承载力相同的情况下,构件的截面面积可以减小约一半,从而使得建筑物的使用面积得以增大,混凝土构件的自重相应减小约50%。

抗震性能好,方钢管混凝土在反复荷载作用下,吸能性强,刚度基本不退化,延性性能好。

施工方便,可以简化施工工艺,节省脚手架用量、缩短工期,减少施工用地。

1.2和刚结构相比经济效益好,在保持自重相近和承载力相同的条件下,可节约钢材50%,焊接工作量可以大幅减少。

耐火性能好,方钢管混凝柱由于管内有混凝土存在,可以吸收热量.因而耐火时间比钢柱长。

动力性能优越,在高层建筑中,方钢管混凝土结构具有比钢结构优越的动力性能,能减轻风致摆动,增加居住人员的舒适感。

1.3和圆形钢管混凝土结构相比节点形式简单,方形截面钢管混凝土结构构件之间的交贯线在一个平面内,节点形式简单便于加工,可节约人工费用.降低工程造价。

截面惯性矩大,稳定性能好,建筑布局灵活,方钢管混凝土柱承载力高,可以采用大柱网,提供较大的建筑空间,且自由分隔满足各种功能要求;另外,采用方钢管混凝土结构更符合人们传统的审美观。

施工更方便,方形钢管混凝土结构由于外形规则,有利于梁柱连接,克服了圆钢管混凝土结构由于截面形式特殊所带来的施工上的不便。

2方钢管混凝土理论在国内外的发展2.1方钢管混凝土理论在国外的发展1907年美国的Lally公司首次给出了钢管混凝土的承载力公式,前苏联在20世纪30年代开展了对钢管混凝土基本力学性能的试验研究。

A·A·Gvozdev教授深刻阐述了钢管套箍混凝土的工作机理,采用极限平衡法推导了钢管混凝土轴压短柱极限承受能力的理论计算公式。

60年代前后,钢管混凝土结构技术在苏联、西欧、北美和日本等工业发达国家受到重视,并在多层建筑立交桥和特种结构工程中得以推广。

60年代以来,国外学者对钢管混凝土的力学性能和设计方法进行了大量试验研究和理论分析,取得了丰硕成果,并在实际工程中得到广泛应用。

在对钢管混凝土力学性能研究时,他们大多集中于承载力,并且大多集中于普通混凝土的研究,对应力一应变关系研究不多。

80年代后期由于先进的泵灌混凝土工艺的发展,解决了现场混凝土浇灌工艺问题,加之现代高强混凝土迅速发展,因此被认为是高层建筑营造技术的一次突破。

国外对于钢管混凝土构件承载力计算编制了多种规范,如美国的混凝土协会编制的ACI(1999年),美国颁布的《钢与混凝土组合柱设计规范》AIJ(1997年)[4][5] ,JCI 319—89,LRFD(1994年),英国的标准规范BS 5400,欧洲钢结构协会(ECCS)出版了《组合结构规程及其说明》,欧洲出版的EC4(1996年),德国指定的《桥梁标准》,日本建筑学会颁发的《型钢混凝土结构计算标准》,还有德国的NI 88009(1997年)等。

2.2方钢管混凝土理论在国内的发展钢管混凝土结构技术在我国开发利用已有40多年历史。

我国最早开展对钢管混凝土基本理论研究的是中国科学院哈尔滨土木建筑研究所。

此后,国内的哈尔滨建筑大学、中国科学研究院、苏州混凝土与水泥制品研究院、北京地下铁道工程局及电力工业部电力研究所等单位都先后对其应力一应变的设计方法、节点构造和施工技术等开展了比较系统的研究,并取得了可喜的成果。

1959年原中国科学院土木建筑研究所最先开展了钢管混凝土基本性能的试验研究。

1970年清华大学抗震抗爆工程研究室与北京地下铁道工程局合作,又对钢管混凝土短柱抗压性能进行了试验研究。

1980年根据国家建设部科技发展计划,中国建筑科学研究院结构所、哈尔滨建筑工程学院等单位为建立一套能满足设计要求的钢管混凝土结构计算理论和设计方法,开展了较为系统的试验研究。

1986年中国钢结构协会组建了钢一混凝土组合结构协会,并且每两年组织一次年会,年会学术交流活跃,研究内容深入。

目前国内关于钢管混凝土结构设计还没有国家标准,但一些行业制定了相关设计规程,主要有以下四种:国家建材总局编制的JCJ 01—89(1989年)钢管混凝土设计与施工规程[6],中国工程建设标准化协会编制的CECS28:90(1992年)钢管混凝土设计及施工规程[7],电力行业编制DJ/T5085(1999年)钢混凝土组合结构设计规程[8]和国家军用标准GJB(2001年)战时军港抢修早强型组合结构技术设计规范(以下简称《GJB》)。

目前钢一混凝土组合结构已被列入国家科技成果重点推广项目,为进一步在实际工程中推广应用钢管混凝土创造了条件。

特别在最近10年在国家自然科学基金会和建设部、铁道部、国家建材局等联合资助的钢管高强混凝土的项目都有很大成果。

3方钢管混凝土的应用20世纪60~80年代钢管混凝土开始应用于工业与民用建筑。

随着理论研究的深入、设计规程的颁布和其自身具有的优点,钢管混凝土被越来越广泛地应用于单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、各种构架、支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、桩、空间结构,近l0年又被应用于桥梁结构、高层和超高层建筑中。

特别是近2~3年,它被越来越多地应用于住宅建筑中,并取得了良好的经济效益和建筑效果。

3.1钢管混凝土在非住宅建筑中的应用特点20世纪60年代,钢管混凝土开始应用于工业厂房.据统计,到l994年我国就有上百个单层、多层厂房或构架柱工程采用钢管混凝土柱,每根构件的造价与钢筋混凝土柱相当或有所降低,但截面明显减少,施工周期缩短。

钢管混凝土厂房遍布全国各地,如上海三十一棉纺厂,大连造船厂船体装配车间,武昌造船厂和中华造船厂船体结构车间。

太原钢铁公司三炼钢连铸车间等。

钢管混凝土在厂房中的应用迈出了其在实际工程中应用的第一步。

近十几年,钢管混凝土被广泛地应用于拱桥和空间桁架梁式桥梁结构中。

据不完全统计,截止l999年,我国共建造钢管混凝土拱桥一百多座,钢管混凝土劲性骨架拱桥l0余座。

与此同时,钢管混凝土在我国高层和超高层建筑中的应用发展很快,经历了由局部柱子采用,到大部分柱子采用,最后发展到全部柱子采用的过程。

其中深圳赛格广场大厦获得2000年国家科技进步二等奖,这是我国自行设计、自己加工制造自己施工并全部采用国产钢材、自行投资的第一个组合结构高层建筑。

钢管混凝土在桥梁及高层建筑中的应用迈出了其在实际工程中应用的第二步。

近l0年,钢管混凝土被应用于叠合柱.随着对钢管混凝土理论研究的深入和工程应用的日益广泛,提高钢管混凝土的抗火性能和核心高强混凝土的脆性等问题成为迫切需要解决的问题。

目前,解决这一问题主要有两种方法:其一是通过在钢管内填充配筋混凝土或钢纤维混凝土来解决钢管混凝土的脆性问题,通过在钢管外表面喷涂防火涂料来解决钢管混凝土的抗火问题;其二是采用叠合柱。

叠合柱是将钢管混凝土布置在柱的核心.外面再包围灌浇一圈钢筋混凝土所形成的钢管、管内素混凝土和管外钢筋混凝土三种材料组成的组合柱.叠合柱由于外包混凝土,所以其防火、耐腐性较好,同时,因总轴力的大部分由核心内钢管混凝土承担,外围混凝土分担(按竖向刚度比分配)的轴压力小,因此轴压比也比较小,具有良好的延性。

钢管混凝土在叠合柱中的应用迈出了其在实际工程中应用的第三步.近年来,采用方形钢管混凝土结构的高层建筑在国内外都得到了较快的发展。

在外国,虽然方钢管混凝土结构在高层建筑中的应用起步较晚,但发展势头迅猛。

例如位于我国深圳地王大厦,高度384m,其四周框架柱为方钢管混凝土构件;位于香港的香港中心大厦,地上70层,地上建筑高度292m,采用周边方钢管混凝土柱组成巨型结构体系;位于广州的新中国大厦,地上高度201.8m,上部结构部分柱为带约束拉杆的方形钢管混凝土组合构件,核心筒地下室部分采用带约束拉杆异形(T形、L形)钢管混凝土组合构件;广州市的名汇商城和康王路的地下人防工程等均采用了方钢管混凝土柱作为其竖向受力构件。

在国外,如日本东京新宿广场塔楼,地上31层,柱子全部采用方钢管混凝土构件;位于东京的shimizu超高层建筑,总计121层,总高度550m,采用了方形和矩形截面钢管混凝土柱、压型钢板—轻型混凝土组合楼盖体系;此外还有新大阪菲尼克斯威尔大厦和淀川六番馆等等。

3.2钢管混凝土在住宅中的应用特点及其应用一方面是因为钢结构自身具有科技含量较高,利于环境保护,且可再生利用等优点。

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