1、談鋼管混凝土結構的特點及其在建筑中的應用【摘 要】在鋼管中充填混凝土的結構稱之為鋼管混凝土結構，是當前社會發展中混凝土應用的主要方式。鋼管混凝土結構是從型鋼混凝土結構及螺旋箍柱發展而來的。在當前各種建筑工程模式不斷的增加，鋼管混凝土結構是用來進行保護鋼結構，增加其建筑的防火防腐性能。本文就當前鋼管混凝土結構的應用及其特點進行分析與探討?！娟P鍵詞】鋼管混凝土結構；建筑；性能隨著當前人們對建筑質量要求的不斷提高，在當前社會發展的過程中各種施工措施和施工手段成為影響建筑施工的主要措施和關鍵，一般在混凝土中再不配縱向鋼筋與鋼箍。在鋼管混凝土施工的過程中所用鋼管一般為薄壁圓鋼管或方鋼管。這種結構應用的優
2、勢在于其構造簡單，受力偏心合理有效，避免其在施工的過程中形成的各種手段和措施。鋼管混凝土在當前施工的應用中應用在各個方面，成為混凝土施工的主要措施和施工控制手段。一、鋼管混凝土的優點（1）受力合理,在鋼管混凝土施工和使用的過程中，由于其隨著鋼管管材的影響而在使用的過程中受力均勻合理，使得其大大的提高了混凝土的受力過程，增加了建筑物的質量保證，從而使構件的承載能力大大提高。在另外一方面，由于在混凝土施工的過程中各種施工手段和裂縫形式是影響當前建筑物的主要缺陷，鋼管混凝土由于其受力均勻，避免了其由于承壓不足而出現的裂縫，在一定程度上降低了混凝土裂縫。對混凝土來說,由于鋼管約束,改變了受力性能,變單
3、向受壓為三向受壓,這樣提高了混凝土的抗壓能力，更是加強了其承壓過程，被各種道路和橋梁施工中廣泛的使用。使混凝土抗壓強度提高了幾倍。對鋼管來說,薄壁鋼構件對于局部缺陷特別敏感。薄壁鋼管也不例外,局部缺陷特別是不對稱缺陷的存在,將使實際的穩定承載力比理論值小得多。由于混凝土充填了鋼管,保證了薄壁鋼管的局部穩定,使其弱點得到了彌補。（2）具有良好的塑性性能?；炷潦谴嘈圆牧?混凝土的破壞具有明顯的脆性性質,即使是鋼筋混凝土受壓構件,尤其是軸心受壓及小偏心受壓構件的破壞,也是脆性破壞。而且在實際工程中軸心受壓、小偏心受壓的情況往往實際上是不可避免的,甚至是大量的。而鋼管混凝土結構中,由于核心混凝土是處
4、于三向約束狀態,約束混凝土與普通混凝土不同,不僅改善了使用階段的彈性性質,而且在破壞時產生很大的塑性變形,鋼管混凝土柱的破壞,完全沒有脆性特征,屬于塑性破壞。此外,這種結構具有良好的抗疲勞、耐沖擊的性能。（3）施工簡單,縮短工期。鋼管本身就是模板,因此比鋼筋混凝土構件省去了模板。鋼管本身既是縱筋又是箍筋,這樣便省去了模板的制作安裝工作。鋼管的制作比鋼筋骨架的制作安裝也簡單,并且鋼管本身在施工階段即可作為承重骨架,可以節省腳手架。這些方面對施工都大為有利,不僅節省了大量施工中的材料,減少了施工工作量,而且大大減少了現場露天工作,改善了工作條件,同時也加快了施工、縮短工期。（4）獲得了很好的經濟效
5、果。與鋼結構相比,節約了大量鋼材。根據多項工程統計,鋼管混凝土大約能節省鋼材50%,因而相應地也降低了造價。與鋼筋混凝土結構相比,大約可減少混凝土量的一半,而用鋼量大致相當。這樣隨之帶來的優越性是構件自身大大減輕、構件斷面大大減小,減少了結構占地面積。由于省去了大量的模板,節省了大量木材,降低了費用,因此其取得了顯著的經濟效果。（5）具有良好的抗震性能。由于結構自重大大減輕,這對減小地震作用大為有利。結構具有良好的延性,這在抗震設計中是極為重要的。而對于一般鋼筋混凝土柱,尤其是軸壓和小偏心受壓柱是難以克服的缺點。由于鋼管混凝土結構具有一系列的優點,因此被廣泛采用于多高層建筑、橋梁結構、地鐵車站
6、及各種重型、大跨的工業廠房以及高聳塔架等建筑物。鋼管混凝土結構在國外應用已有近百年歷史,20世紀初,美國就在一些單層和多層房屋中采用鋼管混凝土柱。二、鋼管混凝土結構在多層建筑中的應用1984年在上海建成的基礎公司特種基礎研究所科研樓,地下2層,地上5層均為雙跨鋼管混凝土框架結構。邊柱與中柱分別為令299與個35l的鋼管混凝土柱,可見柱斷面及結構占地面積均比鋼筋混凝土框架柱為小。廈門埠康大廈,高86.5m,地上25層,其中12層采用了鋼管混凝土柱?；葜菁悟E大廈28層,全部柱子采用鋼管混凝土柱?；葜莞患澤套?8層,地下2層、地上3層全部柱子采用了鋼管混凝土柱。這些高層建筑中采用鋼管混凝土柱不僅節
7、約材料、減輕自重、縮短工期,并且如果采用鋼筋混凝土,柱斷面尤其是底下數層柱的斷面將會很大,結構占據了很大的使用面積,也給使用帶來諸多不便。三、鋼管混凝土結構在公共建筑中的應用北京地鐵車站站臺柱。在北京地鐵車站站臺中廣泛采用了鋼管混凝土柱,不僅充分發揮了其優良的受力性能,也獲得美好的景觀,縮短了工期。首鋼陶樓展覽館,全部柱子也采用了鋼管混凝土柱。江西省體育館的屋蓋由跨度為88m的拱懸掛。拱采用箱形截面,分別用四根鋼管置于箱形截面的四角,用角鋼做腹桿組成了箱形截面拱。四角鋼管中澆筑混凝土,以此箱形拱為依托,掛上模板,澆灌混凝土以形成鋼筋混凝土箱形截面拱。這樣解決了如此高大拱體現場澆筑混凝土的困難。
8、充分體現了前述鋼管可作為施工時承重骨架的優越性。這一結構,實際上是鋼管混凝土與空腹桁架配鋼的型鋼混凝土結構的巧妙結合與新的發展。四、鋼管混凝土結構除廣泛應用于多高層民用建筑、公共建筑及工業廠房以及橋梁中外,也經常用于各種設備支架、塔架、通廊與倉庫支柱等各種構筑物中。因為這些平臺或構筑物支架柱常為軸心受壓或接近軸心受壓,塔架等構架的桿件常常以軸力為主,因此用鋼管混凝土柱受力合理,尤其對于室外的高度較高的塔架或倉庫等,用圓形柱減小了受風面積,對承受風力是理想的斷面形式。這些構筑物中比較典型的有江西德興銅礦礦石貯倉柱。圓筒貯倉高達42m,包括礦石在內總重達16000t,采用了16根鋼管混凝土柱支承。
9、荊門熱電廠鍋爐構架1982年建成,鍋爐及附屬結構總重為4220t,構架高50m,由六根鋼管混凝土平腹桿雙肢柱支承。構架跨度22.4m,柱距12m,柱頂標高47.93m。柱肢采用令800mmXl2mm的鋼管,顯得非常輕巧。另外用于高爐和鍋爐的構架還有首鋼二號高爐/四號高爐構架,太鋼1.053m3高爐構架。五、結論:在鋼管混凝土發展和施工的過程中，由于其受力合理均勻，成為當前建筑工程施工的主要措施和手段。是采用各種相應手段進行分析和控制的過程。由于鋼管混凝土的合理受力性能,施工簡便,可加速工期并取得一定經濟效果,在當前各種道路和橋梁建設中被廣泛的使用，為提高其抗壓能力和減少裂縫的出現起到重要的作用。
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