钢管混凝土的应用与发展
钢管混凝土的应用与发展
一、概述
随着我国经济水平的不断提高和城市建设的飞速发展，高层建筑如雨后春笋般不断涌现，超高层建筑也不乏其间。传统的钢筋混凝土结构由于受轴压比及抗震性能等不利条件的限制，难以在大荷载、大跨度等条件下实现高层建筑的功能多样化，更达不到建筑产业发展方向所要求的节地、节能等重要指标，已经不适应高层建筑发展的需要。近年来，国内较多地采用了钢管混凝土结构（Concrete Filled
Steel Tubular Structure）作为高层建筑的一种主要结构形式。
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件,按截面形式不同,可分为圆钢管混凝土,方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等,其中矩形钢管混凝土和圆钢管混凝土应用较广。钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,即钢管对核心混凝土的约束作用,使混凝土处于三向受压状态,混凝土的强度得以提高,塑性和韧性得到改善,同时克服了钢管容易发生局部屈曲的缺点。此外,在钢管混凝土的施工过程中,钢管还可以作为浇筑核心混凝土的模板,与钢筋混凝土相比,可节省模板费用,加快施工速度。总之,通过钢管和混凝土组合成为钢管混凝土,不仅可以弥补两种材料各自的缺点,而且能够充分发挥二者的优点。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。
二、钢管混凝土结构的特点
（1）承载力高 钢管混凝土构件受压时,由于产生紧箍效应,核心混凝土三向受压,强度大大提高,钢管延缓和避免了过早发生局部屈曲。两种材料互相弥补了彼此的缺点,充分发挥了彼此的长处,从而使钢管混凝土具有较高的承载力,一般都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
混凝土的脆性较大,但核心混凝土在钢管的约束下,不但在使用阶段改善了其弹性性质,而且在破坏时具有很大的塑性变形。由于钢管混凝土具有良好的塑性和韧性,因而抗震性能好。
（3）施工方便
与钢筋混凝土相比,采用钢管混凝土构件不用绑扎钢筋、支模、拆模等工序,施工简便。与预制钢筋混凝土相比,钢管混凝土不需要构件预制现场。与钢结构相比,钢管混凝土构造简单,焊缝少,易于制作。与普通钢构件相比,钢管混凝土的柱脚零件少,焊缝短,可以直接插入混凝土基础的预留杯口中,使柱脚的构造更简单。
（4）耐火性能好
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,减慢钢柱的升温时间,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。
（5）经济效益好
钢管混凝土可以很好地发挥钢材和混凝土两种材料的特性和潜力,使其优点得到更充分和合理的发挥,因此采用钢管混凝土一般都具有很好的经济效益。工程表明:与钢结构相比,节约钢材50 % ,并能减少焊接费用,降低结构总体造价。与钢筋混凝土相比,无需模板,节约混凝土50 %以上,减轻结构自重50 %以上, 减小钢筋混凝土柱尺寸60 %～70 % ,增加使用面积3 %～5 %。
三、钢管混凝土的应用
钢管混凝土结构作为一种新兴学科,发展前景广阔。在高层建筑结构中,钢管混凝土柱具有很强的相容性,它既可在混凝土结构体系中因时因地制宜地取代部分钢筋混凝土柱,以解决高层建筑底部的“胖柱”问题和钢筋高强混凝土柱的脆性破坏问题;也可在钢结构体系中取代钢柱,以减少钢材用量和减轻风致振动等。
在大跨桥梁建设中,钢管混凝土这种高强轻质便于施工的高效结构材料,单位重量的承载力与钢材相近,甚至可能比钢材还要强,其钢管兼具安装架设阶段的劲性骨架、灌注混凝土阶段的模板和钢筋、以及运营阶段对核心混凝土的套箍约束等多种功能,较全面地解决了桥梁结构所要求的用料省、安装重量轻、施工方便、承载能力大等诸多矛盾,是建造大跨度拱桥的一种比较理想的结构材料。
钢管混凝土能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术的工业化要求,正被越来越广泛地用于工业厂房、高层和超高层建筑、桥梁和地下等结构中,取得了良好的经济效益和建筑效果,已成为结构工程科学的一个重要发展方向。 四、钢管混凝土结构的发展现状
在国外,1907 年美国的Lally 公司首次给出了钢管混凝土的承载力公式, A1A1 Gvozdev 教授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载力的理论计算公式。20 世纪60 年代前后,钢管混凝土技术在苏联、西欧、北美、日本等国家受到重视,并对其力学性能和设计方法进行大量试验研究和理论分析,取得丰硕成果。对于钢管混凝土构件编制了多种规范,如欧洲规范EC4 (1994) 、英国标准委员会:BS5400(1979) 、德国标准委员会:DIN18800 (1997) 、美国混凝土协会: ACI318 - 99
(1999) 、美国钢结构协会:SSLC(1979) 和LRFD (1997) 、日本标准AIJ (1980 ,1997) 等。
在我国钢管混凝土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。通过许多学者多年的研究积累,已制定了相应的设计规范:中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28 :2012) 、中华人民共和国经济贸易委员会《钢-混凝土组合结构设计规程》(DL/T5085 -1999) 等。目前,钢-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结构创造了条件。
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。1966 年钢管混凝土结构应用于北京地铁站工程,20 世纪70 年代在单层工业厂房、重型构架中得到了成功的应用。近10 年来,钢管混凝土结构在我国高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效的应用,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领域中。
（1）高层和超高层建筑工程
将钢管混凝土结构应用到高层、超高层建筑中可节约建筑材料,增加使用空间。钢管混凝土结构自20 世纪80 年代末开始被逐渐应用于高层建筑中,仅十年,从局部柱子采用钢管混凝土发展到大部分柱子采用,又发展到全部柱子采用,由在近百米高度的高层建筑中被采用发展到被近三百米高度的超高层建筑所采用,发展前途广阔。
（2）大跨度桥梁工程
在拱桥结构中,钢管混凝土构件主要用来承受轴向压力。拱桥的跨度很大时,拱肋承受很大的轴向压力,采用钢管混凝土构件非常合理;钢管还可以作为桥梁安装架设阶段的劲性骨架和灌注混凝土的模板。近年来,在斜拉桥和梁式桥中也开始采用钢管混凝土结构,同样取得了良好的经济效益。钢管混凝土空间桁架组合梁式结构适用于多种桥型,如系杆拱桥结构、特大跨径斜拉桥结构、特大跨径悬索桥结构等,推广其应用必将带来显著的经济效益和社会效益。
（3）其他工程
钢管混凝土在其他工程中应用最多的是单层和多层工业厂房柱、高炉构架柱、锅炉构架柱、送变电构架柱、地铁站台柱、桁架压杆等。
五、钢管混凝土结构的研究展望
综上所述,钢管混凝土结构的研究与应用已取得较大的成就,但在有些方面的研究上还比较薄弱,要在实际工程中广泛应用这种结构,尚有很多工作要做。
（1）动力性能的研究
目前,对钢管混凝土动力性能的研究主要集中在试验研究阶段,且大都只能从滞回性能定性地得出钢管混凝土抗震性能好的结论,缺乏相应的理论推导,尚未形成可供规范使用的计算理论和设计公式。尤其对结构进入弹塑性后的动力特性(如阻尼比等的变化规律) 、结构的耐疲劳性能、钢管混凝土组合柱的动力特性及基于性能的钢管混凝土抗震设计方法等的研究几乎没有。为了合理且安全地在地震区推广这类结构,必须深入进行其动力特性的研究,尤其对于高层结构。
（2）构造要求
为满足构造的合理性、工程的实践性,避免截面配置不合理,材料强度匹配出现问题,防止局部失稳,设计矩形钢管混凝土构件必须满足截面尺寸及高宽比、钢管壁宽厚比、管内混凝土受压的工作承担系数等方面的构造要求,以达到优化设计目的。
（3）刚度计算
刚度是钢管混凝土柱和节点力学性能的重要指标,目前由于对钢管混凝土变形测试存在不同理解,对刚度仍然存在不同的认识,缺乏统一的理论计算公式。确定合理的刚度计算方法是进行钢管混凝土构架、框架等受力分析的重要基础。
另外,有关钢管混凝土构件的设计规程尚不够成熟和完善,应当在今后的推广和应用中不断补充和完善。
钢管混凝土在住宅建筑中的应用
钢管混凝土在住宅建筑中的应用
摘要：简要介绍了钢管混凝土的发展史和研究进展及其在实际工程中的应用,阐述了钢管混凝土在钢结构住宅建筑中应用的特点及工程应用,并对今后需要进一步研究的问题进行了展望。
关键词：钢管混凝土 住宅建筑 多高层建筑 工程应用
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的构件，它是在型钢混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上发展起来的。钢管混凝土利用钢管和混凝土在受力过程中的相互作用使混凝土处于复杂应力状态下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，从而保证材料性能的充分发挥。可见，二者相互贡献，协同互补，共同工作，提高了钢管混凝土构件的整体性，使其具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能好、施工方便、较好的耐火性能和良好的灾后可修复性以及经济指标先进等优点，因而得到了广泛的应用。
1 钢管混凝土的研究进展
按照截面的形式，钢管混凝土可分为圆钢管混凝土（习惯称为钢管混凝土）、方钢管混凝土、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。最早采用钢管混凝土结构的工程之一是1879年英国的Severn铁路桥的桥墩，当时在钢管内填充混凝土在承受压力的同时也用来防止钢管锈蚀。早期的研究不考虑钢管及其核心混凝土之间的相互作用对构件承载力的提高，只是对两者进行简单地迭加。随着研究的深入，人们发现在受力过程中，由于钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善; 同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，二者相互作用协同互补，提高了钢管混凝土的整体性，使其具有一系列优越的力学性能和先进的经济指标。
对钢管混凝土力学性能的研究存在各种不同的研究方法，如实验研究、实验系数回归、极限状态分析法、以及纤维模型法和有限元法等的数值解法，它们的区别在于如何估算钢管与核心混凝土之间的相互约束作用，这种约束作用的存在导致了其力学性能的复杂性。各国研究者分别对钢管混凝土构件在静力、动力、火灾作用下以及钢管混凝土与钢梁或钢筋混凝土梁组成的框架结构的力学性能进行了系统研究。我国是在上世纪60年代开始研究钢管混凝土的，主要集中在钢管中灌素混凝土，虽然起步较晚，特别是近十几年取得了令人瞩目的成就。
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。
浅谈钢管混凝土结构的应用与优缺点
建Ｉ筑Ｉ工ｌ程 科 浅谈钢管混凝土结构的应用与优缺点 刘冬冬 （哈尔滨建筑集团股份有限公司，黑龙江哈尔滨１５０００８） 摘要：简单介绍了钢管混强土结构的兴起和发展，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１９ ２２５钢管混凝土柱的钢管皎薄，简化了施工于小直陉管，特别不便亏Ｉ施工。穿心板的制作也很 世纪８Ｏ年代就已经被人类设计应用。起初仅仅是 用做桥墩，然后随着科学技术水平的提高使它的应 用范围得到了很大的扩展。 ２钢管混凝土结构的优、缺点 在高层建筑和超高层建筑中采用钢管混凝土 柱时，钢管厚度一般不超过４０ｍｍ，而采用钢结构 时，需要的钢板厚度可达８Ｏ—ｌＯＯｍｍ甚至更大。这 样的厚板，目前国内的产品质量保证率很低，大部 ２１钢管混凝土在普通结构中应用的优点分需要国外进口。 Ｚ１．１承栽力大大提高要求也很高，特 受压构件强度承载力可以达到钢管和混凝土单独 承载力之和的１．７—２９倍。 ２．１．２具有岚好的塑性和抗震性能 据有关实验数据表明：钢管混凝土轴向压缩 到原长的２／３，构件表面已摺曲，但仍有—定的承载 能力。可见塑性之好。在压弯剪循环荷载作用下，水 平力与位移之间的滞回曲线十分饱满，吸能能力很 好，基本无刚度退化抗露幽 于钢筋混 凝土结构。 ２２钢管混凝土在高层建筑中应用的优点 在高层建筑中，与钢筋混凝土和钢结构相比 钢管砼的优越性显得更为突出。 ２９－１钢管混凝士柱的抗压和抗剪承栽力高 经实验证明，抗压承载力为混凝土柱的—倍 以上，同时抗剪承载力也比钢筋砼柱高许多。和钢 柱相比，抗压承载力虽略低，但却无局部失稳问题。 而且钢管混凝土的塑性幽 臣妤，防止了管内砼的脆 性破坏。在高层建筑中可以做到不限制轴压比。这 是钢筋混凝士结构无法做到的。在截面Ｅ可以比砼 结构构件减小５０％以上。北京国际贸易中心塔楼 的八根钢管混凝土柱截面为中１４００×３０，而采用 钢筋混凝土时，截面尺寸要做到２２００×２０００ｍｍ， 截面减少２，３。 ２２２扩大了使用空间 由于钢管混凝土柱的承载力高，不但柱子截 面 ，而目还可以采用大柱网，大空间的框架结构 体系。 土柱比采用钢筋混凝土结构增加使用面积３％一 ６％。 ２．２３柱子截面减，Ｊ 于当 铀黼利 和钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的自重 大幅度减小，地震作鹏Ｉ起的地震反应也将减小。 具有关资料分析，高层建筑中采用钢管混凝土柱和 钢梁等结构体系比采用钢筋混凝土结构自重可以 减少１／３—１／２，地震作用可以减小一半，相当于设 防烈度下降—度。做为搞结构的人都明白这将意味 着结构构件截面的再进—步减小。 ２２．４柱子截面减小，降低了地基基础的造价 困 难，有时日 能成为阻碍现场啦 盼—个嗄杂工 序。 Ｚ２．６钢管砼柱的耐火性：自臣好 由于钢管内灌有混凝土，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。经实验统计数据表明：达 到—级耐火三小时要求和钢柱相比可节约防火涂 料１／２～２／３甚至更多，随着钢管直径增大，节约涂 料也越多。 ２２．７可安全可靠地采用高强度混凝土 近几年来，Ｃ６０混凝土的应用已较为普遍， Ｃ７０和Ｃ８０甚至更高标号的混凝土也已能生产投 入使用。据有关专家介绍为了防止高强混凝土构件 Ｃ６０以上的混凝土）的脆性破坏，箍筋率高达 ２０％以上， 构造十分复杂，增加了施工的难度。用钢管混凝土， 不但构造简捷，施工方便目能达到防ＩＥ高强混凝土 脆陛破坏的目的；能够真正发挥高强混凝土的作 用，同时并不多费钢材。 ２．３钢管憾疑 占丰勾的缺点 尽管钢管混凝土结构的优点很多，但是由于 它自身的特性决定了它尚存在的—些弊端。 ２３．１使用范围有限 钢管混凝土的 使用范围还仅限于柱、桥墩、拱架等。目前还很少有 矩形。而矩形的钢管混凝土受力比较复杂而且构造 要求繁琐，经济效益不佳。 ２３２从结构构件的连接构造Ｅ讲，钢管混凝 土结构也有许多缺点 ａ当钢管混凝土柱与混凝土梁连接时，就必须 借助于柱上的牛腿和加强板。如果与柱连接的梁较 多目不在同—标高时，就会有许多的牛腿和加强 板。 如果采用明牛腿可能在美观上会受到影响。 如果用暗牛腿，又会或多或少地给浇灌混凝土带来 不便，影响施工进度。 ｈ当钢管混凝土柱与无梁盖连接时，尤其是采 用升板法施工时，板与柱的连接构造是相当复杂 ，其白重—般为的， １５ｆｆｍ￣一２ｔ／ｍ： 包括基础）而采用钢管混凝土柱 钢粱结构时，一般自重者刚、于１ｆｍ￣，在国外，有低 达０．ＳｆｆｍＬＯ．６ｆｆｍ 的例子。显然，和采用钢筋混凝土 结构相比，采用钢管混凝土柱可以减小地基匕单位 面积荷载２５％以上，自然，基础尺寸也相应减少， 。为了能够充分发挥钢管混凝土的承载力，钢 管混凝土的连接应尽可能地将连接力可靠地传递 到杨 混凝士Ｅ。常采用柱顶盖板、柱脚底板和层 间隔板、穿心板等来实现。当然前提条件 是应 保证管内混凝土的密实，做到这一点也是不易的。 麻烦，而目还会妨碍管内混凝土的浇注和振捣—般 仅礁 璐鸶 雠凝Ｉ土中位佣。 ２３３从钢管构件的制作、安蓑要求｛封也是具 有—定难度和繁锁性 ａ钢管混凝土柱用的钢管，焊接、制作要求较 高；—般应优先采用螺旋焊管，无螺旋焊接管时，也 可以用滚床自行卷带牺 旨，但卷管的方向应与钢板 压 疗向垂童 的内径有—定的要求。焊接时 除—般钢结构的制作要求外要严恪保证管的平、直 不得有翘曲，表面锈蚀和冲矗 。特别是它对钢 管内壁的除锈要求，可能会增加钢管的制作周期。 显然在制作难度Ｅ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 点。结构要求焊后的管肢要平直，这就需要在焊接 时采取相应的措施和特别注意焊接的顺序以及考 虑到焊接变形的影响。管肢对 媾啦甫。对于小直 径钢管应采用鼠晦啶位，对于大直径钢管应另用附 在高层建筑 中常常采用变径的钢管，变径管的对接就又是—个 施工难点，变径处节点构造较为复杂，无疑会影响 到施工的进度。 ２３＿４ 这种结构 构件形式也是存在弊端的 ａ钢管混凝土柱管内混凝土的浇注属于隐蔽 工程，混凝土的浇灌质量是无法直 检查的。当采 用人工浇灌并振捣时，只能依靠操作＾、员的责任心 和严密的施工组织管理来保近沲工质量。如果超声 脉｛申险测发现有不密实部位，就得将钢管钻孔压浆 强，然后羁鞫 矗 固。所以无论从质量裣 工的。 Ｉｘ从混凝土浇灌方面讲。如果采用泵送顶升 法，施工就必须有与之配套的泵及输送设备，而且 对相骨科的粒径、水灰比、坍落度要求比较严格。采 用高位抛落法施工，混凝土的配合比要求亦很严 格。必须先进ｆ 己Ａ比实验来确定水灰比，然后才 可以正式浇注。因此，无论采用哪种方式施工，都必 须有严密的施工组织管理。这或许会比普通钢筋砼 结构施工更需要管理。 ３结论 综匕所述，我们不难发现尽管钢管混凝土结 问题，但 是它的优点大大多于缺点，确实是其它结构形式所 不及的。随着科技水平的不断提高及新材料的出 现，我相信钢管混凝土的弊端会被进—步改善，优 点充分体现出来，成为—种更完善的结构形式。 参考文献 【１】用起敬，姜雏山，潘泰华．钢与混凝土组合结构设 计施工手册 北京：中国建筑工业出版牲１９９１，１２． 【种善桐．钢管混凝土结构讲座口】建筑结构，１９９８ （１０）：５５－５９． 责任编辑：
钢管混凝土在建筑工程中的应用（三）
3.3 地铁车站⼯程
地铁车站是我国最早采⽤钢管混凝⼟结构的⼯程项⽬。早期的地铁车站是深埋地下的多跨结构，⽤明挖法施⼯；采⽤钢管
混凝⼟柱主要是利⽤其承载⼒⾼的特点，以减⼩柱⼦的截⾯尺⼨，有效地利⽤空间。近年来，在城市中⼼地区修建的地铁车站
多为浅埋式的、具有综合功能的多层地下建筑。采⽤盖挖逆作法施⼯，以尽量减少对城市正常⽣活的⼲扰以及对地⾯交通和邻
近建筑的影响。盖挖逆作法，是先施⼯地下结构的顶盖，在顶盖的保护下进⾏开挖，按照从顶到底的顺序进⾏施⼯。为此，必
须在⼟⽅开挖前设置好顶盖的中间⽀撑柱，钢管混凝⼟柱将施⼯阶段的临时柱和结构的永久柱合⼆为⼀，因此是的选择。90
年代以来，北京地铁的复⼋线⼯程中，采⽤盖挖逆作法建成了“天安门东站”、“⼤北窑站”和“永安⾥站”；在建中的南京地铁
的“三⼭街站”也是采⽤的盖挖逆作法进⾏施⼯。
3.4 单层和多层⼯业⼚房柱
单层⼯业⼚房的柱属于偏⼼受压构件，为了充分发挥钢管混凝⼟结构的特点，很多⼯程中的柱⼦设计成格构式组合柱，如
双肢柱、三肢柱和四肢柱，把偏⼼弯矩转变为轴⼼⼒。如1972年建成的本溪钢铁公司⼆炼钢轧辊钢锭模车间采⽤了四肢柱；1980年建成的太原钢铁公司第⼀轧钢⼚第⼆⼩型⼚的下柱采⽤双肢柱；1982年建成的吉林种籽处理车间采⽤了三肢柱；1980
年建成的武昌造船⼚船体结构车间采⽤了四肢柱。与钢筋混凝⼟柱和普通钢柱相⽐，钢管混凝⼟组合柱显得特别轻巧，节约钢
材，施⼯简便，同时刚度好。单层⼯业⼚房中采⽤钢管混凝⼟柱时，钢管中混凝⼟的浇注可以在全部主体结构安装完成后进
⾏，所以⼤⼤缩短了⼯期。如1992年建成的哈尔滨建成机械⼚⼤容器车间，从破⼟动⼯到竣⼯只⽤了15.5个⽉；同年该⼚⼜
建成了容罐式汽车车间，主体结构的施⼯仅⽤了半年时间。
80年代初，我国开始在多层⼯业⼚房中采⽤钢管混凝⼟柱。多层⼯业⼚房柱基本为偏⼼受压单管柱；如1984年建成的上
海特种基础科研所的科研楼，1985年建成的柳州⽔泥⼚窑尾加热车间。
建筑工程中钢管混凝土的应用论文
浅析建筑工程中钢管混凝土的应用
摘要：本文结合实际阐述了钢管混凝土的应用范围、设计原则、施工技术、质量控制要点和施工注意事项等方面的内容。比较全面的介绍了钢管混凝土的应用，揭示了钢管混凝土目前在我国的应用现状及其具有的推广应用价值
关键词：钢管混凝土 应用 施工
钢管混凝土（concrete- f illed steel tube， 简称cfst） 构件是指在钢管中灌注混凝土，从而使钢管与其内部混凝土共同作用，承受外荷载作用的组合构件。按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。
1 钢管混凝土的应用
钢管混凝土构件的内部混凝土与外包钢管形成整体共同受力，其承受荷载的能力不只是两种材料的简单叠加，其轴压承载力高且塑性和韧性有了较好的改善，因而抗震性能好。此外，钢管混凝土构件还具有：施工方便、施工速度快、耐火性能较好、经济效果好的优点，因此其被广泛地应用于单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、桁架结构杆件、空间结构等。特别是仅十多年来发展迅速，先后应用于桥梁结构、高层和超高层建筑中，具有良好的结构安全性、适用性、经济性。
（1）单层和多层工业厂房柱的应用
单层工业厂房的柱属于偏心受压构件，钢管混凝土结构充分发挥了混凝土及钢管两种材料的高抗压性能；其次，其延性好、具有
良好的耐腐蚀性；另外，钢管混凝土构件较钢筋混凝土构件施工方便，工期也大大缩短。因而在大跨度、大柱距的工业厂房和环境恶劣地区的工业厂房，常优先选用钢管混凝土柱。
（2） 钢管混凝土在高层建筑中的应用
在高层建筑结构中， 钢管混凝土承载力高，塑性和韧性良好、耐腐蚀和防火性能也优于传统的钢柱。其施工过程无需钢筋绑扎、支拆模等工序、施工简便，可大量节约人工、材料。在国内外已有建成的钢管混凝土结构高层、超高层多栋，而且将成为高层和超高层建筑中大量采用的结构形式。
钢管混凝土在桥梁工程中的应用与前景
第４期（总第１４７期） ２０１０年８月 中圄千盛暑靠
ＣＨＩＮＡ ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ．４（ＳｅｒｉａＩ Ｎｏ．１４７） Ａｕｇ．２０１０
钢管混凝土在桥梁工程中的应用与前景
臧华’。 涂永明
（１．南京工程学院建筑工程学院，江苏南京２１１１６７；２．东南大学土木工程学院，江苏南京２１００９６）
摘要：钢管混凝土（ＣＦＳＴ）具有承载力高、施工方便和抗震能力好等优良性能，在国内外桥梁工程中得到较为广泛的 应用。全面地总结了钢管混凝土结构在梁式桥、拱桥、斜拉桥等多种桥型中的应用情况．并着重探讨了钢管混凝土桥 墩的研究和应用现状。介绍了“部分钢管混凝土”桥墩的试验结果。探讨了钢管混凝土结构应用于桥梁工程中还有待 解决的主要问题 最后对钢管混凝土在桥梁工程中的应用前景作了展望 关键词：钢管混凝土；桥梁工程；应用；展望 中图分类号：Ｕ４４４．１８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—４６５５（２０１０）０４—００３４—０３
钢管混凝土结构凭借比强度（强度／容重）高、 抗震性能好以及施工方便等多方面的优点 ］引起了
桥梁工程师们的广泛重视．并已应用于多种桥型。 钢管混凝土承载力高的特点可以解决普通钢筋混凝 土可能面临的“胖柱”问题：钢管对内部混凝土的
约束作用可以有效地改善混凝土ｆ特别是高强混凝 土）的脆性问题：钢管还可以兼作模板，便于混凝
土的浇筑：与钢结构相比．可以大大减少用钢量 （文献『３］中设计了一跨径９００ ｍ的钢管混凝土梁斜 拉桥，用钢量仅为多多罗钢结构大桥的１／３）。需要特 别强调的是．钢管混凝土拱桥的出现使得拱桥的跨
度不断刷新．主要得益于无支架施工技术的实施：
另外．钢管混凝土结构抗震性能好的优点也给地震 区的桥墩提供了理想的选择形式之一
钢管混凝土结构最早应用于桥梁工程中的实例． 是１８７９年的英国Ｓｅｖｅｎ桥采用的钢管混凝土桥墩 。 如今钢管混凝土结构已在梁式桥、拱桥、斜拉桥等 桥型中得到了合理应用 本文结合典型的工程实例，
钢-混凝土组合结构在建筑中的应用与发展
钢-混凝土组合结构在建筑中的应用与发展
一、钢-混凝土的应用
（一）钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配钢方式不同有多种类型，比如组合楼盖、组合梁、钢管混凝土柱、钢骨混凝土构件。
（二）混凝土和钢材是建筑工程中广泛应用的材料。但其都有自身的缺点：混凝土抗压性能较好，而其抗拉性能却很差；钢材虽然抗拉抗压强度高，但其在受压时常取决于稳定承载力，强度不能充分利用。钢-混凝土组合结构是钢筋和混凝土两种不同性质材料的组合而成的新型结构。它是钢和混凝土材料的合理组合，充分发挥钢的抗拉强度高，塑性好，和混凝土抗压强度好的优点，弥补各自的缺点，已被广泛应用于高层、超高层，重工业建筑，桥梁结构，高耸建筑中。并逐渐形成了与传统四大结构（钢结构，混凝土结构，木结构，砌体结构）并列的一种新型结构。
（三）我国系统研究了钢一混凝土组合结构，对其承载力、刚度、滑移效应、纵向抗剪和栓钉连接件的实际承载力、混凝土板纵向抗剪计算方法等进行了深入的试验研究和理论分析，在多层工业厂房、高层建筑、桥梁结构等方面都得到了较好的应用，取得了良好的经济效益和社会效益。
二、钢一混凝土组合结构的优势
（一）抗压和抗剪性能好，承载力高
经实验证明，钢管混凝土柱抗压承载力为混凝土柱的一倍以上，同时抗剪承载力也比钢筋混凝土柱高许多。和钢柱相比，抗压承载力虽略低，但却无局部失稳问题。若将高强混凝土灌入钢管中形成钢管混凝土，在钢管的约束作用下，高强混凝土处于三向受压状态，其延性大大提高，因而能真正发挥高强混凝土的作用。
（二）抗压承载力高，可以减小柱子截面
和钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱由于抗压承载力高，且可以做到不限制轴压比，因而在高层和超高层建筑中采用钢管混凝土柱时，可以减小截面50%甚至更多。由于钢管混凝土柱的承载力高，柱子截面小，还可采用大柱网、大空间的框架结构体系。所以在高层建筑中采用钢管混凝土柱比采用钢筋混凝土结构增加使用面积3%～6%。
钢管混凝土结构在建筑工程中应用与前景论文
浅谈钢管混凝土结构在建筑工程中的应用与前景
【摘要】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，由于其具有巨大的优越性，现已经被广泛应用。本文对钢管混凝土结构在结构工程中的应用进行了相关论述及研究，列举并讨论了铜管混凝土结构的结构特点、研究进展和应用现状，最后阐述了其在一些工程建筑方面的应用状况。
【关键词】钢管混凝土 建筑工程应用 趋势
【 abstract 】 steel tube concrete structure is a concrete
fill in the steel pipe inside of the formation of a new type
composite structure, since it has great superiority, now has
been widely used. in this paper, the structure of concrete
filled steel tube in structure engineering applications of
the relevant discussion and research which, it was enumerated
and discussed the structure characteristics of copper tube
concrete structure, research progress and application
situation, finally expounds its in some engineering
application status in the field of architecture.
【 key words 】 steel tube concrete building engineering
application trend
钢管混凝土结构 2
未知驱动探索，专注成就专业
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钢管混凝土结构
简介
钢管混凝土结构是一种使用钢管和混凝土相结合的建筑结构形式。它将钢管的高强度和刚度与混凝土的耐久性和阻燃性相结合，具有优异的力学性能和抗震性能。钢管混凝土结构广泛应用于高层建筑、桥梁、水利工程等场所。
结构形式
钢管混凝土结构可以分为钢管混凝土柱、钢管混凝土梁和钢管混凝土框架。其中，钢管混凝土柱通常由钢管和混凝土填充物组成，钢管作为外壳起到保护混凝土的作用，同时提高了柱的承载能力和刚度。钢管混凝土梁通常由钢管和混凝土组成，钢管起到承载梁自重和荷载的作用，混凝土起到提高梁的刚度和强度的作用。钢管混凝土框架由钢管柱和钢管梁组成，通过钢管的连接形成刚性框架，具有良好的抗震性能。 未知驱动探索，专注成就专业
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施工工艺
钢管制作
钢管混凝土结构所用的钢管通常经过以下工艺制作：首先，选择合适的钢材作为原材料；然后，将钢材进行锯割、焊接和表面处理等工艺，形成所需的钢管。
混凝土浇筑
板式模板安装
首先，钢管混凝土结构的模板是由钢板焊接而成的。施工前，需要先将模板进行验证，确保模板的准确性和稳定性。然后，将模板固定在施工位置上，并进行调整，使其完全符合设计要求。
钢筋安装
钢筋是钢管混凝土结构中起增强混凝土强度的作用，钢筋的安装需要严格按照设计图纸上的要求进行。首先，根据设计要求，进行钢筋的裁剪和焊接。然后，使用安装工具将钢筋精确地安装在模板中，保证钢筋的正确位置和间距。 未知驱动探索，专注成就专业
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混凝土浇注
在钢筋安装完成后，进行混凝土的浇注工作。首先，将混凝土材料运输到施工现场，并使用搅拌设备搅拌均匀。然后，使用泵车或人工的方式进行混凝土的浇筑，确保混凝土充实到每个角落，并使用振动器进行压实。
后期处理
混凝土浇筑完成后，需要进行后期处理工作。首先，使用抹光工具对混凝土表面进行抹光，使其光滑均匀。然后，根据需要进行涂料、防水层等处理，增加混凝土的耐久性和美观性。