钢管混凝土综述
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钢管再生混凝土的现状研究摘要:再生混凝土是指利用废弃混凝土破碎加工而成的再生集料,部分或全部代替天然骨料配制而成的新混凝土,再生混凝土技术的研究与应用为建筑垃圾资源化提供了一条有效的途径。
钢管混凝土结构将钢管和混凝土有机结合起来,因承载力高、抗震性能好等优点而被广泛应用与单层和多层工业厂房等承重结构中。
而将再生混凝土浇筑在钢管内形成的钢管再生混凝土,既能提高钢管的承载能力,又能弥补再生混凝土的不足。
近年来,许多专家和学着对这种新型的组合结构展开了研究。
关键词:钢管再生混凝土;力学性能;抗震性能;黏结滑移;研究展望0引言随着我国经济的不断发展和城市化的进程不断加快,大量的建筑垃圾不断排出,其中废弃混凝土占了很大一部分,而废弃混凝土的处理需要大量的费用而且还严重污染环境,再生混凝土技术的应用为这些废弃混凝土的处理提供了有效的途径,减少了环境污染,并能带来经济效益[1]。
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件,将钢管和混凝土有机的结合起来,充分发挥钢管和混凝土各自的优越性。
钢管混凝土结构凭借其承载力高、抗震性能好等优势,在高层和超高层建筑中得到迅速发展和广泛应用,并且较好地解决了施工速度与混凝土硬化时间较长的矛盾。
伴随着钢管混凝土技术的发展,科研工作者提出了将再生混凝土灌入钢管中从而形成钢管再生混凝土这一种新型的组合结构,对再生混凝土的利用提供了一种新的方式[2]。
这种组合结构日益引起许多专家和学者的关注与研究,并取得了一定成果。
1钢管再生混凝土的力学性能分析国内外的研究者和学者对钢管再生混凝土的力学性能进行了大量的研究工作。
许多学者集中在钢管再生混凝土柱的受压性能方面的研究[3-5]。
王玉银[6]等采用分级单调加载,对12个钢管再生混凝土和12个配置螺旋箍筋的钢筋再生混凝土进行了轴压短柱试验,保证用钢量相同的情况下,对比分析了钢管再生混凝土短柱与钢筋再生混凝土短柱二者轴压力学性能的差异,研究了再生混凝土强度及再生粗骨料取代率等主要试验参数对钢管再生混凝土与钢筋再生混凝土轴压短柱力学性能的影响。
异形钢管混凝土柱研究综述异形柱框架结构和传统框架结构相比能有效地改善建筑内部的使用空间,但其抗震性能的严格要求限制了在高设防烈度地区的推广和应用。
近年来异形钢管混凝土柱由于改善了抗震性能,逐渐得到重视。
文章总结了异形钢管混凝土结构的研究和应用现状,分析了异形钢管混凝土柱构件、节点、体系的静力性能和抗震性能的优势,揭示了异形钢管混凝土柱力学性能主要因素的影响规律,对其力学性能进行了评价。
最后对异形钢管混凝土柱在今后的研究方向和进展趋势进行了总结。
1、引言随着国内高层建筑如雨后春笋般拔地而起,异形柱由于其在建筑功能方面的优越性而被广泛采纳。
异形柱结构体系提高了房屋的有用性和美观性,室内分隔灵活多样,幸免了一般矩形框架结构存在柱角外露的缺陷,便于家具布置,改善室内观瞻。
随着经济的进展,人们生活水平的改善,具有广阔的进展前景。
然而,钢筋混凝土异形柱在研究、推广以及实际工程应用中暴露出一些问题:对水平荷载的方向性非常敏感,荷载作用方向不同,构件及体系的承载力存在较大差异,设计时需取最不利的荷载作用方向;为保证柱子延性要求,需较多的配置箍筋并严格限制轴压比;异形柱现场浇筑复杂,梁柱节点配筋较多,混凝土浇筑质量难以保证;节点截面较小,抗剪承载力有时难以满足要求,在高层建筑及高烈度地震区的应用受限,存在很大的局限性。
(《混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-20XX》对异形柱结构房屋使用最大高度给出了严格的限制,(见表1)明显小于方、矩形柱的适用高度(见表2),比如7度(0.15g)情况下,异形柱框架结构适用的房屋高度为18m,框架剪力墙结构为35m,而方、矩形柱框架结构的适用高度为50m,框架剪力墙结构为120m,远远大于异形柱结构的房屋适用高度)因此要使异形柱结构得到更为广泛的应用,在层数更多的建筑以及抗震烈度更高的地区得到推广,必须研究如何在不显著增大柱截面的情况下提高柱子承载力、刚度及抗震性能。
由于钢管混凝土柱抗震性能优越,于是异形钢管混凝土柱便应运而生。
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。
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。
钢管混凝土综述引言钢管混凝土是一种结构材料,由钢管和混凝土组成。
该材料具有高强度、高刚度和耐久性,广泛应用于桥梁、大型建筑物和高层结构等领域。
本文将从钢管混凝土的原理、分类、应用和优缺点等方面进行综述。
原理钢管混凝土的原理是将钢管作为混凝土的模板,然后在模板中灌入混凝土,并使其固化硬化。
通过这种方式,钢管与混凝土相互配合,形成一个整体化的结构。
分类根据钢管与混凝土之间的关系,钢管混凝土可分为两种类型:1.钢管内配混凝土型:钢管作为混凝土的模板,填满混凝土后,形成一个整体的结构。
2.钢管外包混凝土型:钢管作为外部的包围,混凝土灌入其中,使其形成一个整体的结构。
应用桥梁钢管混凝土在桥梁中的应用非常广泛。
其具有高强度、高稳定性和耐腐败性等特点,可以用于建造各种桥梁,如悬索桥、钢拱桥和斜拉桥等。
建筑物钢管混凝土在建筑物中的应用也非常广泛。
其具有高强度、高稳定性和隔音防火的优点,可以用于建造各种建筑物,如高层建筑、工业厂房、仓库和停车场等。
其它领域此外,钢管混凝土也可以用于水利工程、地下工程和海洋工程等领域。
其具有耐腐败性、高强度和耐久性等特点,可以在恶劣的环境中长期使用。
优缺点优点1.高强度和高刚度:钢管混凝土具有很好的抗震和抗风性能。
2.耐久性:钢管混凝土具有耐腐败性和耐久性,可以长期使用。
3.环保节能:钢管混凝土使用的材料都可以循环利用,对环境污染较少。
4.施工方便:钢管混凝土的施工过程简单,不需要大量的工人和设备。
缺点1.成本较高:钢管混凝土的成本较高,需要大量的钢材和混凝土。
2.维护困难:钢管混凝土在使用过程中出现问题,维护不易,需要专业人士进行修复。
3.受限于结构大小:钢管混凝土受限于其结构大小,无法应用于一些大型结构。
钢管混凝土作为一种结构材料,具有高强度、高刚度、耐久性和环保节能等特点,广泛应用于桥梁、大型建筑物和高层结构等领域。
尽管其成本较高,但其优点仍然受到了广泛的认可和应用。
浅析钢管混凝土原理与发展状况钢管混凝土是一种由钢管和混凝土组成的复合材料,具有优异的力学性能和耐久性,被广泛应用于建筑、桥梁和其他土木工程领域。
本文将从钢管混凝土的原理和发展状况两个方面进行分析,旨在为读者提供对这一材料的深入了解。
一、钢管混凝土的原理1.1 概念钢管混凝土是一种由钢管和混凝土组成的复合材料,钢管起着外部约束和局部增强混凝土的作用,使混凝土构件具有更好的抗弯、抗剪和抗压性能。
1.2 原理钢管混凝土的原理是利用钢管的高强度和刚度来约束混凝土,在外部加载作用下,钢管承担一部分受力,从而提高了混凝土的承载能力。
由于钢管的阻碍作用,混凝土在受力时呈现出良好的变形性能,能够延缓构件的开裂和破坏,提高了整体的耐久性。
1.3 特点钢管混凝土具有受力性能良好、耐久性高、施工简便等特点。
其受力形式为受约束混凝土和钢管协同工作,受力性能比普通混凝土更优越;在不同环境下具有较高的耐腐蚀性和耐久性,能够适应不同工程的使用要求;施工过程中,无需复杂的模板和支撑,能够提高工程的施工效率。
2.1 发展历程钢管混凝土最早起源于美国,20世纪50年代开始被广泛研究和应用。
随着国际土木工程技术的不断发展,钢管混凝土逐渐成为一种备受青睐的工程材料。
目前,在世界上许多国家和地区,钢管混凝土已经成为一种常见的建筑结构形式。
2.2 应用领域钢管混凝土广泛应用于建筑、桥梁、隧道、地下工程等领域。
在建筑结构中,钢管混凝土常用于柱、梁、框架等构件的增强和加固;在桥梁工程中,钢管混凝土常用于桥梁墩、桥台和桥面板的构造;在隧道和地下工程中,钢管混凝土则常用于隧道衬砌、管廊和地下室的结构设计。
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。
编辑。
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。