钢管混凝土柱
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圆钢管混凝土柱尺寸-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容如下:引言是文章的开头部分,对于读者来说,引言是了解文章主题和目的的重要指南。
本篇文章的主题是关于圆钢管混凝土柱尺寸的讨论。
钢管混凝土柱是建筑结构中常用的一种构件,通过将钢管嵌入混凝土中,使钢管和混凝土形成一体,从而提高构件的承载力和耐久性。
在设计和施工过程中,圆钢管混凝土柱的尺寸是一个关键因素。
本文将围绕圆钢管混凝土柱尺寸展开讨论。
首先,我们将介绍这个主题的背景和相关概念,包括圆钢管混凝土柱的定义以及其在建筑结构中的作用。
接下来,我们将详细分析圆钢管混凝土柱尺寸的要点。
这将包括柱的直径和高度,以及与承载力和稳定性相关的参数,如钢管壁厚和混凝土强度等。
我们将讨论这些要点的影响因素,并提供一些相关的设计准则和建议。
最后,在结论部分,我们将总结关于圆钢管混凝土柱尺寸的要点,并强调其在建筑设计和施工中的重要性。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解圆钢管混凝土柱尺寸的相关知识,并在实际工程中运用这些知识进行设计和施工。
接下来的章节将进一步展开对圆钢管混凝土柱尺寸的要点讨论。
1.2 文章结构文章结构部分内容:本文将以圆钢管混凝土柱尺寸为主题,通过以下三个方面展开讨论。
首先,在引言部分,我们将概述本文的背景和意义,介绍圆钢管混凝土柱的基本知识,并解释本文的目的和重要性。
其次,在正文部分,我们将深入研究圆钢管混凝土柱尺寸的三个重要要点。
在第一要点中,我们将探讨在设计圆钢管混凝土柱时需要考虑的关键因素,如承载力、刚度和稳定性等。
第二要点将聚焦于确定圆钢管混凝土柱的合适直径和壁厚,从而确保其在结构中的性能和稳定性。
最后,第三要点将介绍如何根据具体工程需求来选择圆钢管混凝土柱的高度和长度,以满足设计要求和使用条件。
最后,在结论部分,我们将对前文的讨论进行总结,并强调圆钢管混凝土柱尺寸在工程设计中的重要性和应用前景。
通过本文的阐述,读者将能够全面了解圆钢管混凝土柱尺寸的相关知识,并在实际工程中做出合理的设计和选择。
钢管混凝土柱施工方案钢管混凝土柱是一种常用于建筑结构中的柱型构件,具有高强度、抗震性能好等优点。
本文将介绍钢管混凝土柱的施工方案,包括施工前准备、施工工艺与流程、质量控制等内容。
1. 施工前准备施工前的准备工作对于钢管混凝土柱的施工至关重要,包括选材、制作模板和搭设脚手架等。
具体步骤如下:1.1 选材选材是确保钢管混凝土柱施工质量的重要环节。
首先需要选择优质的钢管和混凝土,确保其符合设计要求和相关标准。
同时,还要对钢管进行除锈、防腐处理,以提高其使用寿命。
钢管混凝土柱的施工需要制作模板,用于固定混凝土和钢管的位置。
制作模板需要使用高强度模板板材,确保模板的稳定性和耐用性。
同时,还需要根据设计要求进行精确的尺寸测量和模板加工。
1.3 搭设脚手架在施工现场搭设脚手架是为了方便施工人员进行施工操作和材料运输。
脚手架需要按照相关标准进行设计和搭建,确保其稳定性和安全性。
同时,需要对脚手架进行定期检查和维修,确保施工过程中的安全性。
2. 施工工艺与流程钢管混凝土柱的施工工艺主要包括模板安装、骨架钢筋安装、混凝土浇筑等步骤。
具体流程如下:首先需要根据设计要求将制作好的模板安装在柱体位置上。
模板应该安装稳固,确保混凝土浇筑过程中不会变形或渗漏。
2.2 骨架钢筋安装骨架钢筋的安装是钢管混凝土柱施工的关键步骤之一。
根据设计要求,将预制好的钢筋根据要求垂直放置在柱体位置上,并确保钢筋之间的间距和连接牢固。
2.3 混凝土浇筑在完成骨架钢筋的安装后,需要进行混凝土的浇筑。
在浇筑前,需要进行充分的振捣,以确保混凝土的密实性。
同时,要注意控制浇筑速度和浇筑高度,以免引起混凝土的裂缝和变形。
3. 质量控制钢管混凝土柱的施工过程中需要进行严格的质量控制,以确保施工质量达到设计要求。
质量控制包括以下几个方面:3.1 材料质量控制对于钢管和混凝土等材料,需要进行严格的质量控制,确保其符合相关标准和设计要求。
同时,还需要对材料进行验收和编号,以便追溯和管理。
钢管混凝土柱承载力计算
1.确定柱的尺寸:包括柱的截面形状、柱长及受力情况等。
根据设计
要求和结构计算的要求,确定钢管的内径、外径、厚度等参数。
2.钢管强度计算:钢管的承载能力主要包括强度和稳定性两个方面。
在计算强度时,可以根据截面形状和受力情况确定受压、受拉区域,计算
受压区域的抗压承载力和受拉区域的抗拉承载力。
3.混凝土承载力计算:混凝土的承载力主要由混凝土的抗压强度决定。
根据钢管的尺寸和受力情况,计算出混凝土所承受的压力,然后根据混凝
土的抗压强度,得到混凝土的承载力。
4.协同效应计算:钢管和混凝土是钢管混凝土柱的组成部分,二者之
间通过混凝土填充管道的方式实现力的传递。
在计算中需要考虑钢管和混
凝土之间的协同效应,即钢管与混凝土的相互制约和共同工作。
5.构造计算模型:根据具体的设计要求和计算方法,将整个钢管混凝
土柱的计算过程建立成一个合理的计算模型,包括钢管和混凝土的尺寸、
材料特性、受力情况等。
6.承载力计算:根据以上的步骤和计算模型,进行钢管混凝土柱的承
载力计算。
计算的结果应当满足设计要求和强度安全要求,确定柱的尺寸
和材料。
需要注意的是,上述计算方法只是一种常用的计算方法,真实工程中
的计算往往更加复杂,需要根据具体的设计要求和构造形式进行计算。
此外,在实际工程中,还需要考虑其他因素,如柱的轴心受力情况、边缘效应、开裂和翻转等,以确保柱的承载能力和结构的稳定性。
整个计算过程需要结构工程师根据具体的设计要求和实际情况进行评估,并进行必要的验算和优化设计,以确保钢管混凝土柱的承载能力和结构的安全性。
钢管混凝土柱节点域一、前言钢管混凝土柱是一种结构形式,它是由钢管和混凝土组成的。
在建筑结构中,钢管混凝土柱常用于高层建筑中。
节点域是指连接钢管和混凝土的部分。
在本文中,将详细介绍钢管混凝土柱节点域的相关内容。
二、钢管混凝土柱节点域的概述1. 节点域的定义节点域是指连接钢管和混凝土的部分。
在钢管混凝土柱中,节点域是非常重要的部分,它关系到整个结构体系的安全性能。
2. 节点域的分类根据节点形式和连接方式不同,节点可以分为刚性连接和半刚性连接两种类型。
其中,刚性连接包括焊接、螺栓连接等;半刚性连接包括粘接、夹紧等。
3. 节点域设计原则(1)保证节点强度:节点应该具有足够强度承受荷载;(2)保证节点刚度:节点应该具有足够刚度抵抗变形;(3)保证节点耐久性:应该考虑到环境因素对节点的影响,如腐蚀、湿度等。
三、钢管混凝土柱节点域的设计1. 节点域的构造形式钢管混凝土柱节点域的构造形式有多种。
其中,常见的有以下几种:(1)套筒式节点:钢管和混凝土之间采用套筒连接,套筒内填充混凝土;(2)插接式节点:钢管和混凝土之间采用插接方式连接;(3)焊接式节点:钢管和混凝土之间采用焊接方式连接。
2. 节点域的设计要点(1)确定节点类型:根据实际情况选择刚性连接或半刚性连接;(2)确定节点构造形式:根据实际情况选择套筒式、插接式或焊接式等;(3)确定节点尺寸:根据荷载大小和结构要求确定节点尺寸;(4)考虑防腐措施:对于暴露在外的部分应该进行防腐处理。
3. 节点域设计实例以套筒式节点为例,其具体步骤如下:(1)确定钢管和混凝土的尺寸;(2)确定套筒的尺寸,套筒长度应该略大于钢管和混凝土的长度之和;(3)在钢管和混凝土上分别开孔,孔径应该略小于套筒的外径;(4)将套筒插入钢管和混凝土中,同时在套筒内部灌注混凝土;(5)在节点处进行加固处理,如加强筋等。
四、节点域的施工要点1. 节点域施工前的准备工作(1)制定施工方案:根据设计要求制定详细的施工方案;(2)检查材料:对钢管、混凝土、连接件等材料进行检查,确保质量合格;(3)清理现场:清理施工现场,确保安全有序。
钢管混凝土柱计算长度系数【最新版】目录I.引言II.钢管混凝土柱的概述III.计算长度系数的方法IV.影响计算长度系数的因素V.结论正文I.引言钢管混凝土柱是一种常见的建筑结构形式,其优点在于既具有钢管的高强度和刚度,又有混凝土的抗压能力和耐久性。
然而,在设计和计算钢管混凝土柱时,一个重要的参数就是计算长度系数。
本文将对钢管混凝土柱计算长度系数的方法进行详细探讨。
II.钢管混凝土柱的概述钢管混凝土柱是由钢管和混凝土组成的复合结构,主要应用于高层建筑、桥梁等大跨度结构中。
钢管作为外框,主要承受弯矩和剪力;混凝土作为核心,主要承受压力。
二者共同工作,形成一个稳定的结构体系。
III.计算长度系数的方法计算钢管混凝土柱的长度系数,需要考虑以下几个方面:1.钢管的线刚度:钢管的线刚度是指单位长度内钢管的弯曲变形量。
线刚度越大,钢管的抗弯能力越强,相应的计算长度系数就越小。
2.混凝土的抗压强度:混凝土的抗压强度直接影响到钢管混凝土柱的承载能力。
抗压强度越高,计算长度系数就越小。
3.柱的支撑条件:钢管混凝土柱的支撑条件包括两端支承方式、横梁连接方式等。
不同的支撑条件,计算长度系数的取值也不同。
IV.影响计算长度系数的因素除了上述提到的钢管的线刚度、混凝土的抗压强度和柱的支撑条件外,还有以下几个因素会影响计算长度系数:1.横梁的线刚度:横梁的线刚度越大,对钢管混凝土柱的约束越强,计算长度系数就越小。
2.柱与基础的连接方式:柱与基础的连接方式会影响到柱的稳定性,进而影响到计算长度系数的取值。
3.横梁的轴力大小:横梁的轴力越大,对钢管混凝土柱的约束越强,计算长度系数就越小。
V.结论钢管混凝土柱的计算长度系数是一个重要的设计参数,其取值受到多种因素的影响。
钢管混凝土柱施工工艺好嘞,咱们今天来聊聊钢管混凝土柱的施工工艺。
这东西听起来复杂,但其实就像做菜,步骤清晰,材料齐全就能做出好菜。
你看,钢管混凝土柱其实就是把钢管和混凝土结合起来,形成一个坚固的柱子,适合用在各种建筑里。
这玩意儿的好处可多了,强度高、抗震能力好,还能有效节省材料,真是建筑界的“铁打的汉子”。
要准备材料。
钢管就像咱们家里的锅,得挑个合适的,太大了不行,太小了也不行,得找个适中的。
这些钢管通常是用碳钢或合金钢制成的,真的是很耐用。
然后呢,混凝土就像是咱们的食材,得保证新鲜、质量好。
你想,混凝土的强度可影响整根柱子的稳固性,万一混凝土不靠谱,那后果可就大了。
所以,选对材料是施工的第一步,别小看了这一点。
接下来就是施工准备工作了,像是开工之前的热身运动,不能马虎。
施工现场得整理干净,确保安全,像个干净整洁的厨房,才能安心做饭。
然后呢,咱们还得准备好一些工具,比如起重机、混凝土搅拌机之类的,这些工具就像是咱们的厨具,缺一不可。
施工的时候,首先要把钢管立好,就像竖起一根根大大的铅笔,直挺挺的。
这可不是随便放下就行,还得用支架支撑住,确保它们不倒下。
支撑的过程就像给这些“铅笔”穿上紧身衣,得稳稳当当的。
就该浇混凝土了,混凝土可是我们的“秘密调料”,浇的时候可得小心,不能让它们太干燥,也不能让它们太湿。
慢慢来,保持均匀,像是涂抹奶油蛋糕,心急吃不了热豆腐。
浇好混凝土之后,就得等待它的“发酵”时间。
你知道,混凝土可得时间来固化,就像面团发酵一样,得等它变得坚固、结实。
这个过程得耐心点,心急可就坏事了。
一般来说,三天左右就能达到一定的强度,但完整固化可得等个28天。
期间还得注意保湿,就像给小花浇水,保持适当的湿度,才能让它们茁壮成长。
等混凝土固化好了,咱们的钢管混凝土柱就算正式“出炉”了。
你看,这根柱子就像是刚出锅的热腾腾的包子,散发着诱人的香气,给整个建筑提供了强有力的支持。
之后的工作还没完,得进行检验,看看这个柱子到底结实不结实。
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,除了在一些特殊结构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结构,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结构的研究,并首先用于首都地铁工程中。
北京站至苹果园的地铁线路上,在北京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、鞍钢、首钢及近几年宝钢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,厂房跨度大的L=54m,柱高达60—70m,,桥式吊车大的为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。
钢管混凝土具有下列基本特点: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达到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,表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。
钢管混凝土柱脚做法钢管混凝土柱脚是一种常用于建筑结构中的柱子连接方式,它能够提供强大的承载能力和稳定性,广泛应用于高层建筑、桥梁、水利工程等领域。
本文将介绍钢管混凝土柱脚的做法及其特点。
钢管混凝土柱脚的做法主要包括以下几个步骤:1. 钢管准备:选择合适的钢管作为柱脚的主体结构。
钢管的选材应符合设计要求,具有足够的强度和刚度,以承受柱子的荷载。
2. 钢管加固:为了提高钢管的承载能力和稳定性,可以在钢管内部填充混凝土或钢筋混凝土。
填充混凝土可以增加钢管的截面面积,提高其抗压能力;填充钢筋混凝土可以增加钢管的弯曲承载能力。
3. 柱脚连接:将钢管的底部连接到基础上,通常采用焊接或螺栓连接的方式。
焊接是将钢管与基础直接熔接在一起,形成坚固的连接;螺栓连接则是通过螺栓将钢管与基础固定在一起,便于拆解和更换。
4. 预埋件设置:在柱脚连接时,还可以设置预埋件以增加柱脚的稳定性。
预埋件通常是由钢筋制成的,可以通过焊接或螺栓连接固定在钢管内部或基础上,提供额外的支撑和连接。
钢管混凝土柱脚的特点如下:1. 承载能力强:钢管作为柱脚的主体结构,具有较高的强度和刚度,能够承受较大的荷载。
通过填充混凝土或钢筋混凝土,可以进一步增强钢管的承载能力。
2. 稳定性好:钢管混凝土柱脚具有良好的稳定性,能够抵抗侧向力和弯曲力的作用,保证整个结构的稳定性和安全性。
3. 施工简便:钢管混凝土柱脚的施工相对简便,不需要复杂的模板和支撑结构。
通过焊接或螺栓连接,可以快速完成柱脚的安装和固定。
4. 维护方便:钢管混凝土柱脚具有良好的可维护性,可以随时进行检查和维修。
如果需要更换柱脚,只需拆解螺栓或切割焊接点即可完成。
5. 节约成本:相比传统的柱脚连接方式,钢管混凝土柱脚可以节约材料和人工成本。
钢管具有较长的使用寿命,不易腐蚀和损坏,能够降低维修和更换的成本。
钢管混凝土柱脚是一种具有强大承载能力和稳定性的连接方式,适用于各种建筑结构。
它的施工简便、维护方便,能够节约成本并提高结构的安全性。
钢管混凝土柱长细比钢管混凝土柱长细比是指钢管混凝土柱的高度与截面尺寸之比。
在结构设计中,长细比是一个重要的参数,它直接影响到柱的承载能力和抗震性能。
合理的长细比设计可以提高柱的稳定性和承载能力,从而保证结构的安全性。
钢管混凝土柱长细比的选择要根据具体的工程要求和结构设计规范来确定。
一般来说,长细比小于规范要求的上限值时,柱的承载能力和抗震性能较好;而长细比大于规范要求的上限值时,柱的承载能力和抗震性能会显著下降。
因此,在进行结构设计时,需要根据具体的工程要求和规范要求,合理选择长细比。
在进行钢管混凝土柱长细比的设计时,需要考虑以下几个方面的因素:1. 强度要求:根据工程要求和规范要求,确定柱的设计强度等级和相应的抗震性能要求。
2. 截面形状:柱的截面形状直接影响到柱的承载能力和抗震性能。
常见的柱截面形状有矩形、圆形、多边形等。
不同的截面形状对长细比的选择有一定的影响。
3. 材料性能:钢管混凝土柱的长细比设计要考虑到混凝土和钢管的材料性能。
混凝土的抗压强度、钢管的强度和刚度等参数都会对长细比的选择产生影响。
4. 抗震性能:钢管混凝土柱的抗震性能是结构设计的重要考虑因素之一。
抗震性能要求较高的结构,一般要求长细比较小,以提高柱的抗震能力。
5. 构造形式:钢管混凝土柱的构造形式也会对长细比的选择产生影响。
常见的构造形式有钢管内填充混凝土柱、钢管外包混凝土柱等。
不同的构造形式对长细比的选择有一定的影响。
钢管混凝土柱长细比的选择是一个复杂而重要的问题。
在进行结构设计时,需要根据具体的工程要求和规范要求,综合考虑强度要求、截面形状、材料性能、抗震性能和构造形式等因素,合理选择长细比。
通过合理的长细比设计,可以提高钢管混凝土柱的稳定性和承载能力,保证结构的安全性和抗震性能。
摘要: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。
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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。
在钢管构件的制作、安装要求方面:①钢管混凝土柱用的钢管,焊接、制作要求较高。
一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制钢管,但卷管的方向应与钢板压延方向垂直且对管的内径有一定的要求。
焊接时除一般钢结构的制作要求外要严格保证管的平、直,不得有翘曲、表面锈蚀和冲击痕迹。
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;②在构件制作过程中,钢管的对接是一个难点。
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。
管肢对接焊接前,对于小直径钢管应采用点焊定位.对于大直径钢管应另用附加钢筋焊于钢管外壁作临时固定联焊。
在钢管对接焊过程中,如发现点焊定位处的焊缝出现微裂缝,则该微裂缝部位必须全部铲除重焊。
为了确保联接处的焊缝质量,在现场拼接时,在管内接缝处必须设置附加衬管。
对于格构式柱要求往的肢管和各种腹杆的组装连接尺寸和角度必须准确。
特别是腹杆与肢管联接处的间隙,应采用自动切管机按照相接面管的直径和角度切割成空间相交曲线的管端。
如无自动切割机时应按板金展开图进行放样切割。
在高层建筑中常常采用变径的钢管,变径管的对接就又是一个施工难点,变径处节点构造较为复杂,无疑会影响到施工的进度。
2.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。
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。
3.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。
在20世纪60年代以前,由于钢管内浇注混凝土的施工工艺尚未得到很好的解决,现场的施工操作显得繁琐,钢管混凝土结构在施工性能方面的优势没有得到应有的发挥。
到80年代后期,由于泵送混凝土工艺的发展,解决了现场钢管内部浇灌混凝土的工艺问题,加上现代高强混凝土需要用钢管约束来克服其脆性。
因此,钢管混凝土结构在美国和澳大利亚等国的高层建筑中得到了广泛应用,被认为是高层建造技术的一次重大突破。
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车站工程,70年代又在单层工业厂房、重型构架中得到了成功的应用。
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。
3.1 高层建筑工程在高层建筑结构中,钢管混凝土柱具有很大的优势:具有承载力高,抗震性能好的特点,既可以取代钢筋混凝土柱,解决高层建筑结构中普通钢筋混凝土结构底部的“胖柱”问题和高强钢筋混凝土结构中柱的脆性破坏问题;也可以取代钢结构体系中的钢柱,以减少钢材用量,提高结构的抗侧移刚度。
钢管混凝土构件的自重较轻,可以减小基础的负担,降低基础的造价。
全部采用钢管混凝土柱的工程可以采用“全逆作法”或“半逆作法”进行施工,从而加快施工进度;钢管混凝土柱的钢材厚度较小,取材容易、价格低。