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鋼管混凝土結構范文1
關鍵詞：鋼管 混凝土 現狀 發展
近年來，鋼管混凝土結構逐漸被應用于跨度長、荷載重、高度大的建筑結構中。鋼管混凝土結構是由混凝土填入鋼管內而形成的一種新型組合結構，它能夠更有效地發揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優點，同時克服了鋼管結構容易發生局部屈服的缺點。鋼管混凝土結構按照截面形式的不同可以分為矩形鋼管混凝土結構、圓鋼管混凝土結構和多邊形鋼管混凝土結構等，其中矩形鋼管混凝土結構和圓鋼管混凝土結構應用較廣。
1．鋼管混凝土結構的研究現狀
20世紀60年代之前，鋼管混凝土結構的研究對象主要是圓鋼管混凝土結構。從60年代后半期以后，開始比較系統地研究矩形鋼管混凝土結構。目前，圓鋼管混凝土結構的研究已經取得了豐碩的成果，很多國家制定了相應的設計和施工規范或規程，如歐洲標準EC4（1996）、德國標準DIN18800（1997）、美國標準ACI319－89、SSLC（1979）和LRFD（1997）、日本標準AIJ（1980，1997）。在我國，鋼管混凝土結構的研究主要集中在圓鋼管中填充素混凝土的內填型圓鋼管混凝土結構，最早開展研究工作的是原中國科學院哈爾濱土建研究所。1968年以后，中國建筑科學研究院、冶金部冶金建筑科學研究院等單位也先后對鋼管混凝土基本構件的工作性能、設計方法、節點構造和施工技術等方面展開了系統的研究。進入80年代后，研究工作進一步深入，通過大量的試驗研究和理論分析，對構件的承載力和變形性能及其影響因素進行了全面的研究，得到了實用的設計計算公式。與此同時，鋼管混凝土結構的施工技術也在迅猛發展，涌現出很多新的施工工藝和施工方法，鋼管混凝土結構的優勢得到了更加充分的發揮。近十幾年來，我國鋼管混凝土結構的科學研究和工程應用都取得了令人矚目的成就。目前已經先后有國家建材局、中國工程建設標準化委員會、國家經濟貿易委員會和總后勤部頒布發行了有關鋼管混凝土結構的設計規程。為鋼管混凝土結構在我國的推廣奠定了堅實的基礎，使鋼管混凝土結構廣泛應用于各種大型建筑工程和交通運輸工程中。
2．鋼管混凝土結構發展方向
2.1 高強度材料的應用
采用高強混凝土可以減輕結構自重、降低工程造價。隨著混凝土強度的提高，其延性下降，這阻礙了它在實際工程中的應用。將高強混凝土灌入鋼管中形成高強鋼管混凝土，由于受到鋼管的約束作用，混凝土處于三向受壓狀態，其延性將大為提高，而其構件的承載力也得到了相應的提高。因此，高強鋼管混凝土具有很大的發展潛力。
2.2 節點動力性能的研究
節點是結構設計中的關鍵部位，也是施工的難點。對于鋼管混凝土節點，其合理與否直接關系到結構的安全性和整個工程的造價。鋼管混凝土節點可以分為兩種；鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁的連接節點和鋼管混凝土柱與鋼梁的連接節點。目前，國內對于鋼管混凝土節點靜力性能的研究較多，而對于節點動力性能的研究報導還較少。
2.3 耐火性能的研究
我國還沒有制定針對鋼管混凝土結構的防火規定。對于已經建成的鋼管混凝土結構，有的采用鋼管混凝土結構外包混凝土，有的按照鋼結構的要求涂防火材料，都沒有統一規定和科學的依據。近年來，國內學者就鋼管混凝土的耐火性能問題進行了研究，已經取得了可喜的成績，但形成規范還需時日。
2.4 鋼管混凝土結構體系抗震性能的研究
在對采用鋼管混凝土柱及鋼筋混凝土柱的框架結構進行了抗震性能的對比試驗研究后發現，鋼管混凝土框架結構的抗震性能明顯優于鋼筋混凝土框架結構。但目前對鋼管混凝土結構抗震性能的研究，主要還是集中在基本構件方面，而對于鋼管混凝土整體結構的抗震性能的研究還不多。應開展這方面充分的研究，以提供合理的抗震設計參數，便于工程應用。
3．結束語
與鋼筋混凝土結構和鋼結構相比,鋼管混凝土結構是一種相對新的結構形式。但鋼管混凝土能夠適應現代工程結構向大跨、高聳、重載發展的需要,符合現代施工技術的工業化要求,因而正被越來越廣泛地應用于各種結構工程中,并已取得良好的經濟效益和建筑效果。隨著理論研究的深入和完善,施工工藝的提高和高性能材料的應用,鋼管混凝土結構應用范圍將不斷擴大,將是結構工程科學的一個重要發展方向。
參考文獻：
鋼管混凝土結構范文2
一、鋼管混凝土結構具有以下的優點:
(1)受力合理,能充分發揮混凝土與鋼材的特長,從而使構件的承載能力大大提高。從另一方面而言,對于同樣的負荷,鋼管混凝土構件的斷面將比鋼筋混凝土構件顯著減小。對混凝土來說,由于鋼管約束,改變了受力性能,變單向受壓為三向受壓,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。
(6)具有美好的造型與最小的受風面積。圓形柱不僅以其美好的造型而且因其無棱角,所以特別適用于公共建筑的門廳、大廳、車站\車庫、城市立交橋以及露天塔架等高聳結構。
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。其后又陸續用于高層建筑的全部與部分主體結構中。例如1992年泉州市郵電局大廈,高87.5m,采用框架剪力墻結構,底部三層的框架柱采用的鋼管混凝土柱。廈門信源大廈高96m,地下2層\地上28層。地下至20層的全部框架柱及20～23層的四角柱采用了鋼管混凝土。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。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。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,遼陽化纖總廠熱電廠八號鍋爐構架,周口、許昌等電廠鍋爐構件等。用于做平臺支柱的如黑龍江新華電廠加熱器平臺柱,荊門熱電廠加熱器平臺柱等。
華北電管局的微波塔于1988年建成,塔頂標高117m,塔身由20根令273mmX8mm無縫鋼管內注C15混凝土的鋼管輥凝土柱構成空心圓柱形結構。華東電力設計院1979年設計的500kV門式變電構架采用
鋼管混凝土A形柱,構架高27.5m,采用令420mmX6mm的鋼管,取得較好的經濟效果。其他如吉林松膠終端塔,葛洲壩輸電線路的變電構架也都采用了鋼管混凝土柱。
鋼管混凝土結構范文3
【關鍵詞】橋梁工程；鋼管混凝土結構；應用
前言
科技的不斷進步和新技術以及新材料的層出不窮，給我國的橋梁事業的發展帶來了新的機遇以及新的發展思路。鋼筋混凝土這種結構具有其他很多種結構所不具有的特點和優點，是當前國際和國內的橋梁設計和施工的主要方向，是一種開始被廣泛采用和普遍認可的新的結構方式。經過很長一段時間的經驗積累和施工實踐，鋼管混凝土的橋梁建設已經技術已經比較的完備。多年的實踐,我國在鋼管混凝土拱橋建設上已經積累了豐富的經驗,形成了一套較為完整的鋼管混凝土拱橋建造技術。但是，鋼管混凝土技術作為對傳統的橋梁施工技術和材料的突破，也還有很多值得我們關注的方面。隨著經濟和社會的迅速發展，我國的交通也進入迅速發展的嶄新時期，為了改善交通狀況，采用新的材料和技術建造越來越多的橋梁也是大勢所趨。為了順應這種發展趨勢，我們不但要積極的改進橋梁的設計原理和計算方式，更需要改進工藝流程，需要引進新的技術和材料。鋼管混凝土技術是應運而生的新的技術材料，就有很多的優點和適于新時代的橋梁建設要求的特點。
2.橋梁工程中鋼管混凝土結構的應用現狀
鋼管混凝土技術在橋梁施工中被逐步認可，但是綜合分析鋼管混凝土技術的使用還是存在一些需要注意和改進的地方。鋼管混凝土技術的發展全民的改進和突破了傳統的橋梁的建造技術。作為一種技術，必然有很多優點，當然不可否認的也會有很多自身存在的缺點和不足之處，會存在一定的風險。所以在應用這種技術時要注意在施工的過程中如何規避風險，通過長期的施工探索和實踐以及研究。使得這項施工技術在應用上更加的先進和有效，安全性和實用性都會大大提高，努力發現橋梁施工中鋼管混凝土技術存在的不足之處，使這項技術在使用中更加的安全和可靠。
目前,我國的橋梁施工中采用鋼管混凝土技術是一般會涉及到以下幾種技術，體外支架法、纜索吊裝法、懸臂拼裝法、轉體法和勁性骨架法。這種技術是在螺旋箍筋鋼筋混凝土及鋼管結構基礎上演變發展起來的，具有承載力高、塑性與韌性好等很多優點。這種橋梁的使用方式最早是在蘇聯出現的，但是最為廣泛的應卻出現在我們國家。這項技術的理論基礎開始逐步完善，但是，仍然有許多需要改進的地方。
3.鋼管混凝土結構在橋梁的建造中應用的基本情況
3.1鋼管混凝土結構在拱橋上的應用
鋼管混凝土結構在拱橋設計施工上的應用是比較廣泛的。從調查來看，目前的鋼管混凝土結構的拱橋主要有兩種形式。一種是，鋼管混凝土被直接用作拱橋的主要的受受力部分，屬于橋梁結構的直接組成部分。鋼管混凝土的主要功能是作為受力部分，同時也作為勁性骨架被使用。第二種是先使用鋼管，主要是作為施工時的勁性骨架來使用，然后再使用混凝土。主要是通過內灌混凝土并與外包混凝土形成層面。在一段時期以來的拱橋建造實踐中，已經發現，鋼管混凝土結構對于建造拱橋具有很多優點，比如說抗壓和承載的能力變得很高，并且具有極佳的抗震性。
3.2鋼管混凝土在立式橋墩中的應用
鋼管混凝土結構的另一個應用便是在立式橋墩的設計施工上。鋼管混凝土結構是一種典型的鋼―混凝土組合結構，具有鋼-混結構的基本特點，已經愈來愈被國內外土木建筑屆的認識認可和肯定,一致認為這是一種既有極其優異的性能，可以被應用于工程實際的結構特點。1鋼管混凝土在橋梁施工中的基本原理主要是在鋼管內部填充混凝土以增強鋼管的穩定性，同時，鋼管對核心混凝土也會有一定的約束作用，從而使核心混凝土處于三項受壓狀態，以達到核心混凝土的抗壓力和應對變形的能力。
4.鋼管混凝土結構在橋梁施工中存在的問題分析
鋼管混凝土結構在實踐中具有很多可取之處，也有很多亟待解決的問題和需要改善的地方，這些地方對于橋梁的鋼管混凝土結構能否進一步的推廣和被廣泛采用具有很強大的現實意義，也是關系到采用這種技術建造的橋梁的質量問題和安全性能等一系列的問題。這些問題主要表現在以下幾個方面，第一，在設計理論方面，缺乏比較統一的設計理論依據和設計的規范，在全國范圍內還沒有可供參考的明確的標準和依據，缺乏強大的數據和理論支撐，這些方面的完備還需要很長時間的時間和努力。第二，鋼管拱的穩定性能也一直是一個需要解決的重點問題和難點問題。由于鋼管拱的結構特點，使得鋼管拱的彈性問題和非彈性問題都需要解決在穩定性能方面的缺陷。這個問題也是一個有待于進一步研究和解決的問題。第三，鋼管為薄壁構件,因此鋼管拱的局部穩定問題,鋼管拱連接節點的可靠度問題,這些都是關系到橋梁的質量好壞的關鍵控制點，尚需進一步完善。第四，鋼管拱焊接應力問題,一直以來也處于不令人滿意的狀態，亦有待解決。鋼管拱是由鋼板卷制成的,焊接成,所以比較容易出現焊接變形以及焊接局部應力等方面的問題，如何消除焊接變形和焊接局部應力,需要進一步的改進制造工藝和工藝流程。
5.鋼管混凝土在橋梁建造實踐中的使用情況
鋼管混凝土拱橋因其具有受力性能突出、自架設性能好以及優美的橋梁造型等特點，在橋梁的建造和使用上具有廣闊的前景和很強的競爭力。對于鋼管混凝土結構使用和研究主要集中在基本的理論研究、抗震性能的研究、抗火性能研究以及動力性能研究等各個方面。鋼管和混凝土在受力過程中的相互作用是形成鋼管混凝土具有一系列優越力學性能的關鍵。國內外的很多學者已經對這個方面提出了很多學說和理論，并且取得了相應的理論成果。我國也已經出現了很多設計規程，對于鋼管混凝土結構的推廣應用起到一定作用。
鋼管混凝土為基礎的框架結構的抗震性能明顯優于其他的結構設計。當前的抗震性能的研究主要集中在基本的構件上對于整體的抗震性能和指標研究甚少，沒有提供全面的抗震設計指標和相應的參數作為參考。另外，此種結構的抗火性能研究也是一個方面，比起傳統的橋梁結構鋼管混凝土的結構還是很值得使用的。
6.結語
作為一種出現在19世紀80年代的結構形式，鋼管混凝土技術的發展已經經歷了很長的過程。它是在勁性鋼筋混凝土結構,螺旋配筋混凝土結構以及鋼管結構的基礎上演變和發展起來的。鋼管混凝土結構的主要原理是利用鋼管和混凝土這兩種材料在受力過程中相互作用,從而更好的提高承重能力，這種組合彌補了這兩種常見材料的缺點和不足之處，使得他們的優點相互結合，具備很強的組合優勢。這種新型的組合結構，可以用于橋梁的設計施工與使用上，具有廣闊的應用前景，給橋梁設計施工人員帶來了新的思路。
【參考文獻】
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［2］張里奇，金輝. 鋼管混凝土結構及其在我國橋梁中的應用［J］.山西建筑,2008,(19).
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鋼管混凝土結構范文4
【關鍵詞】高層建筑；矩形鋼管混凝土結構；結構設計；計算要求
1.引言
近十幾年來，隨著我國經濟和建設事業的迅猛發展，鋼管混凝土在樁、大跨度和空間結構、商業廣場、多層辦公樓和住宅、高層和超高層建筑以及橋梁結構中的應用日益增多，其發展速度快得驚人。高層建筑采用矩形鋼管混凝土構件組成框架剪力墻結構是目前較先進的一種結構體系。由矩形鋼管混凝土結構具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便、經濟效果和耐火性能好等特點而受到廣大設計和施工技術人員的青睞。
2.矩形鋼管混凝土應用優勢
矩形鋼管混凝土是在高層建筑中應用高強混凝土的一種最有效和最經濟的結構形式。這是因為：（1）矩形鋼管對核心混凝土的套箍作用，能有效地克服高強混凝土的脆性；（2）矩形鋼管內無鋼筋骨架，便于澆灌高強混凝土，而且因有鋼管分隔，與管外樓蓋梁板結構的普通混凝土互不干擾，無交錯澆灌的麻煩；（3）矩形鋼管外面無混凝土保護層，能充分發揮高強混凝土的承載能力。
3.矩形鋼管混凝土結構的特點和工作性能
矩形鋼管本身就是耐側壓的模板，因而澆灌混凝土時，可省去支模、拆模的工和料，并可適應先進的泵灌混凝土工藝；矩形鋼管本身就是鋼筋，它兼有縱向鋼筋（受拉和受壓）和橫向箍筋的功能。制作鋼管遠比制作鋼筋骨架省工省料，而且便于澆灌混凝上；矩形鋼管本身又是勁性承重骨架，在施工階段它可起勁性鋼骨架的作用，其焊接工作量遠比一般型鋼骨架為少，吊裝質量較輕，從而可簡化施工安裝工藝、節省腳手架、縮短工期、減少施工用地。在寒冷地區，冬季也可以安裝空鋼管骨架，開春后再澆灌混凝土，施工不受季節的限制。在結構的受壓桿件中，采用矩形鋼管混凝土代替鋼筋混凝土和結構鋼，可大幅度地節省鋼、木、水泥和減輕結構自重，縮小桿件截面尺寸，使傳統桿系結構的性能大為改善，尤其是在高層、大跨，重載和抗震抗爆的建筑結構中，以及在大、中城市的施工場地狹窄的建筑工程中，矩形截面的鋼管混凝土具有較大的彎曲剛度和較強的抗彎能力，整體穩定性較好，與梁之間節點連接構造比較簡單，能更好地滿足設計和施工的一系列要求。
4.工程實例
某高層位于某城市南京路與南開三馬路交匯處東北側，占地面積1.2萬m2，總建筑面積7.3萬m2。地下兩層，地上31層，總高度103m。集辦公、寫字樓和公寓于一體，其中地下室為停車場和設備用房，裙房為娛樂中心和商場，標準層共23層，10層以下為辦公用房，11層至20層為出租寫字間，21層以上為公寓。采用C60級矩形鋼管高強混凝土柱，按7度地震設計。主樓結構體系為內筒稀柱現澆鋼筋混凝土結構。樓蓋為井式雙向密肋板，其結構厚度為430mm。柱網為8.4mx8.4m。柱最大軸力35000kN，若采用C60級鋼筋高強混凝土柱，截面尺寸需要1.4m*1.4m.這樣一來，8.4m柱網的柱間凈距只有7m，每柱間停三輛車已不可能。而采用C60級矩形鋼管高強混凝土柱，800*800mm，可停三輛車，顯著提高了地下停車場的使用效能。根據結構體系的特點，柱子從底至頂全部采用矩形鋼管混凝土柱。柱子從底到頂分5段逐漸減小，管徑從800mm減至400mm，每段縮小100mm，管壁厚度從14mm逐段減至8mm，混凝土從C60逐段降至C35。
4.1彎矩-曲率滯回模型的確定
經對計算結構的不斷分析，發現在如下參數范圍內，即n=0-0.8，a=0.03-0.2，Fy=200-500N/mm2，Fcu=30-90N/mm2，B=1-2，矩形鋼管混凝土構件的彎矩-曲率滯回模型，可采用三線性模型。
4.2加強環節點的計算方法
實際上，本工程在進行鋼管混凝土結構節點的設計時，可分為如下幾個過程：節點設計原則的確定、節點形式的選用、節點計算和節點構造措施的選取等。其中，節點的計算較為重要的事加強環板的設計計算，計算時應滿足兩個條件：梁端等強過渡并符合構造要求和環板懂的設計承載力安全。經驗總結，連接混凝土梁的上環板寬度宜比梁寬小20-40mm，下環板寬宜比梁寬大20-40mm連接鋼梁的環板寬度宜與梁翼緣等寬
4.3構造要求
為了方便向鋼管內澆筑混凝土，矩形鋼管混凝土構件的截面最小邊尺寸最好不要小于100mm且壁厚不要小于4mm，這是為了避免鋼管在澆筑混凝土時出現局部外鼓現象，如果澆筑混凝土工藝能確定保管內混凝土施工質量和不發生鋼管管壁外鼓現象，上列限值尚可適當放寬，此外，矩形鋼管混凝土構件的截面最小邊尺寸最好不要超過800mm，如果超過了，必須確保鋼管和混凝同作用，建議可以在柱內避上采取焊接檢栓釘、縱向加勁板等構造措施，加勁板的厚度可以同管壁一樣大。
矩形鋼管混凝土鋼管板件的寬厚比b/t和h/t不要過大，因為板件的局部屈曲承載力是與極件寬厚比平方成反比，若板件寬厚比過大，則板件將在遠低于鋼材強度設計值之前就發生局部屈曲。由于矩形鋼管板組互相制約和板件的薄膜效應，板件出現局部屈曲并不意味板件承載能力耗盡，還可利用板件的屈曲后強度，但要利用板件的屈曲后強度，通常板件只能取其部分有效截面作為計算截面。
5.矩形鋼管混凝土結構在設計和施工中應注意的主要問題
（1）設計穿筋式連接，驗算往邊的抗彎強度時應計入矩形環梁的抗彎作用，并要求強震下框架梁端先于往邊抗彎失效。環梁受到有效的周向約束是結合面剪力能有效傳遞的必要條件。肋鋼筋上局部承壓混凝土受到三軸約束，其垂直承壓強度獲得較大的提高。當結合面剪力較大，肋鋼筋處混凝土的局部承壓不能滿足抗剪要求時，可將底助鋼筋改成角鋼。但鋼的挑出長度不宜大于50mm。
（2）內隔板的澆筑孔直徑應足夠大，以方便施工。四角設透氣孔以保證節點處混凝土的澆筑質量。透氣孔的位置取決于兩方面：一方面距離角點不宜太遠，以起到足夠的透氣效果；另一方面使內隔板在屈服狀態下能滿足簡單傳力機制。
（3）矩形鋼管結構的制作單位在必要時應對構造復雜的構件進行工藝試驗。復雜構件的加工工藝參數，如加工、裝配、焊接的變形控制、尺寸的精度控制等，應從工藝試驗中取得，用于指導構件的批量生產，以保證構件的制作質量。
（4）矩形鋼管內的混凝土澆筑宜在鋼構件安裝完畢并驗收合格后進行，這是考慮到如先行澆筑混凝土會使結構調整發生困難，甚至無法調整。
6.總結
在高層建筑中，通過采用鋼管混凝土結構作為整個建筑物承重和抗震結構體系是重要的發展方向，文章通過分析鋼管混凝土結構受力體系，結合工程實例來深入探討其鋼管混凝土結構的設計以及相關的構造要求。從鋼管混凝土結構的特點和技術經濟效益分析表明，鋼管混凝土結構效益顯著，值得在高層建筑中推廣應用。
參考文獻
[1]盧海濤，李俊.鋼管混凝土結構在體育場館中的應用[J].哈爾濱工業大學學報，2013（03）：30-31.
鋼管混凝土結構范文5
關鍵詞：高層建筑結構；鋼管混凝土；特點；應用現狀；發展方向
中圖分類號：TU392 3
文獻標識碼：B
文章編號：1008-0422(2007)07-0067-02
1前言
鋼管混凝土結構是由混凝土填充薄壁圓形鋼管而形成的組合結構。鋼管混凝土結構中的鋼管和混凝土兩者在受力過程中的相互作用，即鋼管對其核心混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態，從而使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能得以提高；反過來，由于混凝土的存在，可以延緩或避免鋼管過早發生局部屈曲或整體失穩，從而保證了兩種材料性能的充分發揮，彌補了兩種材料各自的缺點，正是由于鋼管和混凝土的完美結合，使鋼管混凝土成為性能優良的結構材料。鋼管混凝土結構具有承載力、高塑性和韌性好、施工方便、耐火性能好及經濟效益顯著等顯著的優點。
2鋼管混凝土在高層建筑中的應用現狀
自1897年美國人John Lally在圓鋼管中填充混凝土作為房屋建筑的承重柱(稱為Lally柱)并獲得專利算起，鋼管混凝土結構在土木工程中的應用已有百年歷史。鋼管混凝土優越的力學性能和施工性能，一開始就受到美歐各國土木工程界的重視，竟相開發利用。尤其是在80年代后期，由于現代高強、高性能混凝土技術和泵灌混凝土技術的迅速發展，給鋼管混凝土結構技術的發展增添了新的活力，在歐美的一些橋梁工程和高層建筑工程中鋼管混凝土技術悄然興起。
鋼管混凝土結構技術在我國研發利用已有近40年的歷史。1966年將之用于北京地鐵車站工程，上世紀70年代在一批重工業單層工業廠房和重型構架中成功應用。80年代以來，隨著高度超過100m的超高層建筑的大量興建，人們開始應用鋼管混凝土柱以解決“胖柱”問題的探索，它既解決了高強混凝土柱的脆性問題，又進一步減少了柱的截面尺寸。近10年來國內已建成的100m以上的超高層建筑已有20多棟。
深圳賽格廣場是由我國自行設計、投資、制造和施工的以高科技電子配套市場為主，集辦公、會展、商貿、金融、證券和娛樂為一體的現代化超高層建筑，于1999年建成。該工程占地面積9653m，地下4層，地上72層，總建筑面積166700m，地上建筑高度291.6m。
為賽格廣場結構平面圖，采用框筒結構體系，其框架柱及抗側力體系內筒的28根密排柱均采用了鋼管混凝土，框架柱柱1共16根，內筒由四角4根柱2和密排24根柱3組成21m的方形筒，密排柱的柱距3m，兩柱間澆筑兩片200mm厚的鋼筋混凝土墻，內筒內加設縱橫成井字形的整澆鋼筋混凝土剪力墻，厚140mm。樓蓋采用了鋼梁(梁1、梁2截面相同，均為700×260×12×10)和壓型鋼板組成的組合樓蓋體系。為加強外框架與核心筒的協同工作，共設置了5道剛伸臂。
為賽格廣場大廈照片，該建筑是目前世界上已建成的最高的鋼管混凝土結構超高層建筑，它的建成標志著我國鋼管混凝土結構技術處于世界領先地位。
3 高層鋼管混凝土結構的發展方向
3．1向高強、高-性能、高效施工技術的鋼管混凝土結構發展。高強度混凝土(一般認為強度等級為C60及以上的混凝土)是目前國內外研究的熱門話題，其特點是強度高、節省材料、減少構件截面，減輕自重，鋼管對高強度混凝土的約束可克服高強混凝土脆性大、延性差的弱點。研究表明，鋼管高強度混凝土的基本力學性能與鋼管普通強度混凝土有所不同，在進行鋼管高強混凝土設計時不能簡單地套用鋼管普通強度混凝土的設計方法。現代高強、高性能混凝土技術和泵送混凝土技術結合，將會對未來高層建筑的技術進步產生深遠的影響。
3．2向薄壁鋼管混凝土結構發展。以往的研究工作都是針對鋼管管壁較厚的情況(含鋼率一般在0.04-0.2之間)，薄壁鋼管混凝土結構是近幾年的事。眾所都知，薄壁鋼管的承載力極不穩定，它對局部缺陷很敏感，因而實際軸壓力只有理論值的20％30％，有殘余應力存在時影響更大，薄壁鋼管混凝土結構的鋼管保護了混凝土，延緩了混凝土受壓時的縱向開裂，同時，混凝土也大大延緩了薄壁鋼管的局部失穩，大大提高構件的承載力。相對于厚壁鋼管而言，采用薄壁鋼管混凝土節約鋼材，降低造價，且可以提高構件的耐火極限。
3．3向大管徑方向發展。隨著建筑高度的增加，對抗側力體系的要求越來越高，以往多采用筒中筒結構，但由于外筒的密柱深粱影響了建筑的功能和美觀，另外，由于建筑功能要求大柱網、大開間，鑒于此因，現代高層建筑趨于采用內筒外稀柱的框筒結構體系，且柱網尺寸較大，大直徑鋼管混凝土柱(直徑1.5m以上)在這類建筑中的應用優勢明顯。在國外有用到3.2m直徑，國內目前最大直徑為1.6m。目前的研究和規范均為普通直徑柱，大直徑柱需要解決約束效應程度、混凝土的水化熱、核心混凝土質量等問題。
鋼管混凝土結構范文6
關鍵詞：鋼管混凝土；小高層住宅；工程應用
鋼管混凝土結構在建設工程中的應用已有百年歷史，由于受各種條件的限制，尤其是鋼管內澆筑混凝土的施工工藝不夠完善，現場的施工操作顯得較為繁瑣。鋼管混凝土結構的優勢長期未得到應有的發揮，直到20世紀80年代開始，隨著我國高強混凝土材料的出現和泵送混凝土工藝的發展，現場鋼管內混凝土的澆灌施工難度得以簡化，現代鋼管混凝土結構才得以快速發展。我國近10多年來，先后頒布了幾本有關鋼管混凝土設計和施工方面的規程，如：中國工程建設標準化協會標準《鋼管混凝土結構設計與施工規程》（CECS28:90）、中華人民共和國電力行業標準DL/T5085-1999、國家建筑材料工業局標準JCJ01-89，還有GJB4142-2000、DBJ13-51-2003、DB29-57-2003等，這些標準規程的制定勢必為我國鋼管混凝土的發展起到理論指導作用，使鋼管混凝土在我國得以推廣應用提供技術保證。
1、鋼管混凝土的特點
鋼管混凝土即將普通混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的組合結構。鋼管混凝土可借助圓形鋼管對核心混凝土的套箍約束作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強度和抗壓縮變形能力，同時鋼管借助內填混凝土的支撐作用，增強管壁的穩定性，改變空鋼管的受力，盡而提高其承載能力。
1.1承載力高、塑性好、抗震性能優越
鋼管混凝土對其中混凝土的套箍約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態，混凝土縱向開裂得到延緩，而混凝土可以延緩或避免薄壁鋼管的局部屈曲，兩種材料相互作用，取長補短，研究試驗表明，鋼管混凝土的承載力高于鋼管和核心混凝土的單獨承載力之和。
由于鋼管混凝土中鋼管和核心混凝土同時工作，相互約束，在破壞時，發生較大塑性變形，還有這種結構各個方向抵抗力相當，在地震荷載和沖擊力荷載作用下，具有良好的延性和韌性，故抗震性能好。
1.2 經濟效果好
與鋼筋混凝土結構相比，鋼管混凝土結構鋼管本身就是優良的模板，耐側壓，表面圓滑，可省去鋼筋綁扎，支模，拆模的工和料，并可采用先進的泵送工藝施工，鋼管可充當縱向鋼筋和橫向箍筋，鋼管構件通常構造簡單，焊縫少，易于制作，遠比制作鋼筋骨架和普通鋼構件省工省料。
在吊裝運輸過程中，由于構件自重小，可以大幅降低運輸和吊裝成本，鋼管本身又是勁性承重骨架，在施工階段它可起到勁性骨架的作用，焊接，安裝量大大減少，簡化安裝難度，可以先安裝后澆注混凝土，施工不受季節限制。
大量工程實際和試驗證明，采用鋼管混凝土結構，比自重相近和承載力相同的普通鋼結構，可節約用鋼50%；和普通鋼筋混凝土結構相比，在用鋼量相近和承載力相同的條件下，斷面可減少1/2，自重相應減少1/2，基礎造價降低，使用面積得以增大。
1.3防火性和耐腐蝕性好
在火災中，由于核心混凝土可吸收鋼管傳來的熱量，從而使鋼管的溫度場變得不均勻，升溫滯后，鋼管屈服后，核心混凝土可以承擔軸向壓力，同時鋼管也可保護核心混凝土不發生崩裂現象，這樣鋼管和核心混凝土之間相互協作，互相幫助，耐火性能大幅提高。
由于鋼管內充滿混凝土，使鋼管的外露面積減少，使得防腐費用相對降低，耐腐蝕性能優于鋼結構。
2、鋼管混凝土結構在小高層結構住宅中的應用
2001年，山東萊鋼建設有限公司建成了山東省鋼結構節能住宅示范試點工程萊鋼櫻花園1號樓，該住宅樓共13層，總面積12000，地下一層設車庫，部分為商場，層高3.9m，地上12層住宅，建筑面積10369，層高均為2.9m，建筑總高度34.8m。采用鋼管混凝土框架-現澆混凝土剪力墻結構，鋼管外直徑為300,Q345鋼，內灌C45混凝土，梁采用Q345H型鋼。
隨后在2002年-至今，山東萊鋼建設有限公司又先后建成結構形式類似的濟南艾菲爾花園、青島華陽慧谷、即墨德馨園、濟南黃金時代，濟南偉東新都、淄博萊鋼鋼結構有限公司職工住宅樓工程等系列工程。
下面就淄博萊鋼鋼結構有限公司職工住宅樓工程作一下詳細介紹：
本工程結構形式為鋼框架混凝土-剪力墻結構，現澆混凝土樓板，鋼柱為Q345φ300×8鋼管混凝土，梁為Q345熱軋H型鋼梁，建筑分類為二級，地下為一級，地下室防水等級為一級。使用年限為50年，建筑面積7357.14，其中地上面積6687.05，地下部分為670.99，地下為儲藏室，地上為住宅共三個單元，層數為10層，層高為2.9m，建筑總高度34.2m。
2.1鋼柱對接
鋼柱對接應制定嚴格的施工方案，對接后保持管肢的平直。本工程鋼柱采用空中對接，上下柱分別有3對成120度的對接耳板，上下耳板通過3條絲鋼連接，吊裝就位后利用絲杠鋼節鋼柱的標高、垂直度。接著進行焊接，焊接時采用分段反向順序，分段施焊應保持對稱。肢管對接間隙放大2.0，以抵消焊接收縮變形。為確保連接處的焊接質量，在管內接縫處設置附加襯管，其寬度為20，厚度為3，與管內壁保持0.5的膨脹間隙，以確保焊縫根部的質量。
2.2混凝土澆注
