6第六章 钢管混凝土柱
钢管混凝土柱讲解课件
大跨度结构
大跨度结构是指跨度较大的桥梁、大跨度厂房等建筑结构。 由于大跨度结构的跨度较大，传统的梁、拱等结构形式难 以满足其承载力和稳定性的要求。
弯曲稳定性
分析钢管混凝土柱在弯曲作用下的稳定性，评估其在承受弯矩作 用时的安全性能。
稳定性调整
根据稳定性分析结果，对设计进行调整，以提高钢管混凝土柱的 整体稳定性和安全性。
01
钢管混凝土柱的施 工工艺
施工准 备
技术准备
熟悉施工图纸，掌握施工规范， 编制施工组织设计等技术文件。
材料准备
采购钢管、混凝土等原材料， 确保质量合格。
管混凝土柱的轴向承载力。
弯曲承载力
02
通过分析柱的弯矩分布和截面应力状态，计算钢管混凝土柱的
弯曲承载力。
承载力调整
03
根据实际工程需求和相关规范，对承载力计算结果进行调整，
以确保结构安全可靠。
稳定性分析
轴压稳定性
对钢管混凝土柱进行轴向压力作用下的稳定性分析，以确定其在 轴压作用下的极限承载力和安全储备。
钢管混凝土柱讲解课 件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
• 钢管混凝土柱的设计与计算 • 钢管混凝土柱的施工工艺 • 钢管混凝土柱的工程实例
01
钢管混凝土柱简介
定义与特点
定义
钢管混凝土柱是一种将混凝土填入钢 管内形成的一种组合结构，利用钢管 和混凝土的协同作用，达到提高结构 承载力和延性的效果。
便于维修加固
钢管混凝土柱承载力计算
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。
钢管混凝土柱的混凝土浇筑施工技术
钢管混凝土柱的混凝土浇筑施工技术发布时间：2022-06-14T07:34:18.770Z 来源：《工程管理前沿》2022年2月第4期作者：王勇[导读] 】钢管混凝土结构即在钢管内填充混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构王勇天元建设集团有限公司山东临沂 276000【摘要】钢管混凝土结构即在钢管内填充混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构，具有强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点。
在建筑工程中具有广泛的应用，文章主要探讨了钢管混凝土柱的浇筑施工技术。
【关键词】钢管;混凝土;浇筑施工1.钢管混凝土柱的特点随着世界经济水平的进一步快速发展增长需求和对社会需求影响的规模不断得到扩大,近年来在我国机械加工装备制造业规模也获得飞速增长发展,重型成套设备及对超重型工业设备安装的技术需求亦逐年迅速增加,与此之时相应开发的新型超大型设备与加工安装机械技术也因此应运而生,为了更好满足各类超大型工程设备场地的规划布置需求以及配合各种行业先进装备生产与工艺快速发展升级的生产需要,促使重型工业厂房设备不断发展朝着发展大跨度、大柱距、大吨位吊车为主的专业化方向发展。
而钢管混凝土框架作为当前一种较新兴产品的一个主要组合结构,以承受轴心方向受压变形和可作径向偏心的较小变形的径向受压变形构件等为主要的构件组合与结构,在当今大型的工业厂房构件的施工设计以及应用开发中也会越来越能显示的出其较突出的优点。
1.1承载力高钢管混凝土在承受钢管轴心压力荷载的直接剪切作用情况下,产生出了纵向静压收缩应变,由此它还又将会同时的引起了钢管截面外和钢管截面外其截面内核心混凝土材料之间产生的环向剪切收缩的变形过程;但实际上随着钢管压力膨胀变形范围的范围在持续缓慢地逐步增大,钢管内核心混凝土横向的直径向外的扩张收缩过程引起的扩张压缩的变形已经明显远远大于超越了核心钢管的自身的混凝土纵向直径引起的扩张的压缩膨胀变形,这实际上无疑是就已经进一步的使核心钢管紧紧地箍裹住内核心的了混凝土,阻碍住了钢管内核心混凝土纵向的直径扩张。
钢管混凝土柱讲解课件
过程质量控制
对生产过程进行质量监控，及时发现并处理 质量问题。
不合格品处理
对不合格品进行标识、隔离和处理，防止不 合格品流入下一道工序。
05
钢管混凝土柱的安装与维护
安装方法
准备工具与材料
在安装前，需要准备 钢管、混凝土、连接 件、固定件等材料， 以及滑轮、起重机等 工具。
基础制作
根据设计图纸，制作 符合要求的混凝土基 础，确保基础平整、 坚固。
形状设计
考虑美观和功能性，设计柱子 的形状，如圆形、方形或异形
。
节点设计
优化节点连接方式，如焊接、 螺栓连接或法兰连接，确保结
构安全。
防腐与防火设计
根据使用环境，对钢管表面进 行防腐处理，并考虑防火措施
。
04
钢管混凝土柱的生产与制造
生产流程
钢管加工
对钢管进行矫直、切割、打孔 等加工，以满足设计要求。
定期检查
在使用过程中，应定期对 钢管混凝土柱进行检查， 确保其安全可靠。
06
钢管混凝土柱的发展趋势与 未来展望
技术创新与改进
新型材料的应用
随着新材料技术的不断发展，钢管混 凝土柱在材料选择上将更加多样化， 例如高强度钢材、耐腐蚀材料等，以 提高其承载能力和耐久性。
施工工艺的优化
针对钢管混凝土柱的施工工艺，未来 将进一步优化，例如采用更先进的焊 接技术、无损检测技术等，以提高施 工效率和质量。
组装与浇筑
将钢管按照设计要求进行组装 ，并在钢管内浇筑混凝土。
原材料准备
根据设计要求，准备钢管、混 凝土等原材料，并进行质量检 验。
混凝土制备
按照设计配合比，制备混凝土 ，并进行质量检验。
养护与检测
钢管混凝土柱施工方法
钢管混凝土柱施工方法1高抛免振捣自密实混凝土的技术要求1.1高抛免振捣自密实混凝土材料要求1）胶凝材料可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。
水泥应具有较低的需水性，同时还应考虑其与高效减水剂的相容性。
掺用的矿物细掺料也应具有低需水性、高活性。
综合考虑后宜采用强度等级为42.5的硅酸盐水泥。
2）骨料骨料的粒径、尺寸和级配对高抛免振捣混凝土拌合物的施工性，尤其拌合物通过的间隙影响很大。
高抛免振捣混凝土的骨料采用粒径5mm~25mm的石子、粒径5mm~10mm的小石子，细度模数为3.0～2.6的中砂。
粗骨料的最大粒径，当使用卵石时为25mm，使用碎石时为20mm。
施工过程中严格控制砂中粉细颗粒的含量和石子的含泥量，砂子的含泥量不宜大于1.5%，石子的含泥量不宜大于1%。
砂中粉细颗粒含量通过0.16mm 筛孔量不小于5%。
3)外加剂对高抛免振捣混凝土外加剂性能的要求为：有优质的流化性能，保持拌合物的流动性、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性。
4)掺合料掺合料采用Ⅱ级粉煤灰。
1.2高抛免振捣自密实混凝土性能指标塌落度宜为200-240mm，坍落扩展度650±50mm；V型漏斗流过时间7~25s。
1.3混凝土耐久性要求根据天津市《天津市预防混凝土碱集料反应技术管理规定》（DB29-176-2008）要求，混凝土含碱量过大，会引起碱集料反应，导致混凝土被破坏，因此必须严格控制水泥中含碱量。
1.4对商品混凝土站的要求施工前2个月对商品混凝土搅拌站进行考察，并要求其试配，根据试配结果确定拟选供应商，施工前1个月与商品混凝土搅拌站签订供应合同，要求工程施工期间，生产混凝土所用的原材料（水、水泥、粗细骨料等）、外加剂必须是同一产地、同一品牌、同一产品，并应符合本工程设计及招标文件技术要求；同时对混凝土坍落度、初凝时间、混凝土罐车在路上运输等作出严格要求。
1.5对混凝土初、终凝时间的要求为了保证混凝土浇筑不出现冷缝，砼初凝时间保证在8～10小时，终凝时间控制在14～16小时。
第六章 钢管混凝土结构
混凝土各阶段的应力状态
6.2.3 钢管混凝土构件承载力验算 1.短柱
共5个未知数 1 , 2 , p , c , N u 需建立5个方程
极限状态下钢管与混凝土受力简图
6.2.3 钢管混凝土构件承载力验算 1.短柱
①
fc* fc Kp , K 3～ 6
* c
p p 1 1 . 5 2 ② f fc f f c c
6.1.3 钢管混凝土的发展与应用
1879年英国赛文铁路桥采用钢管混凝土桥墩，目的是 防止钢管内部锈蚀，其后发现除了防锈外还能增强钢管稳定 性。1897年美国人John Lally用钢管混凝土作房屋结构的承 重柱（称为Lally柱），并申请获得专利。 由于钢管混凝土优越的力学性能，一经出现便受到美欧 苏各国土木工程界的重视，并竞相开发利用。 20世纪20年代前后，美国的波士顿、纽约和芝加哥等地 曾将其用于单层和多层厂房的承重柱；1930年法国巴黎郊区 的Ibis地方用钢管混凝土建造了一座9m跨的上承式拱桥； 1937年苏联列宁格勒用集束的小直径钢管混凝土作拱肋，建 造了横跨涅瓦河101m跨度的下沉式拱桥，1939年又在西伯利 亚建成了跨度140m的上承式钢管混凝土铁路拱桥。 苏联格沃兹杰夫（Gvozdev）教授深刻地阐明了钢管套 箍混凝土的工作机理，并成功地用极限平衡法求解了钢管混 凝土轴压短柱的极限承载力。
泵送高抛无振捣混凝土
6.1 概述
c 0 .7 B
B
钢梁-钢管混凝土柱节点设计
6.1 概述
钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱节点施工
6.1 概述
钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱节点施工
6.1.1 钢管混凝土的基本原理
◆受压时的应力与应变
论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式
论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式摘要：随着建筑物朝着高层、超高层的方向不断发展，钢管混凝土凭借其良好的力学性能和耐久性得到工程施工人员的关注。
但具体工程施工中，钢管混凝土柱节点施工质量一直难以得到有效控制，成为严重制约这一混凝土施工技术推广及普及主要因素。
本文就钢管混凝土柱的集中常见节点施工形式进行分析。
关键词：钢管混凝土；建筑结构；施工技术；节点形式近年来，建筑高层化、多层化和超高层化趋势越来越明显，给各种施工新技术、新材料的应用提供了市场基础。
钢管混凝土在这种时代背景下以优良的力学性能、较好的耐久性等优势被人们重视，但在具体施工中梁柱节点施工问题一直是制约其发展与推广的主要问题。
节点作为建筑结构连接最薄弱的环节之一，确定结构设计合理与否是施工质量控制的重点，因此在这里我们有必要对此类施工技术分析。
一、钢管混凝土柱施工优越性钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料，这种材料由于钢管柱与混凝土两种材料性能的优势互补，充分发挥两种材料各自的优越性能来改变传统混凝土结构塑性、韧性不佳问题，同时有效避免了局部屈曲的问题，使得整个混凝土结构承载力、塑性和韧性得到有效的保证。
在当今建筑工程项目中，钢管混凝土柱施工技术广泛的应用在地震频率较高的地区，有效解决了因为地震荷载而引起的建筑物脆性破坏，大幅度提升了建筑结构的整体强度、降低了工程造价。
二、钢管混凝土柱常见的节点形式与施工要点由于钢管混凝土柱与普通梁板结构连接、预应力梁板连接结构复杂，施工难度大、质量问题多，因此一直以来这一施工内容都深受业界重视，由此也促使了很多节点施工新方法、新内容形成。
在当今节点施工中常见的方法包含了加强环式节点、连接双梁式节点、梁端局部加宽式节点、环梁式节点、半穿心式节点等。
1、加强环式节点（1）加强环式节点是钢管混凝土柱在施工中利用上下钢板加强环传递结构弯矩应力的一种施工方法，同时在一些特殊环境的工程施工中还会在加强环之间设置放射状的加劲肋板，并且将加劲肋板同上下加强环结构焊接成一个整体，从而达到应力科学、合理传递的目的。
浅谈钢管混凝土柱的特点及施工方法
浅谈钢管混凝土柱的特点及施工方法【摘要】文章介绍钢管混凝土结构的特点、钢管桩的拼接组装、钢管桩的吊装,提出了钢管混凝土结构施工注意事项，从而提高钢管混凝土的施工质量。
【关键词】:钢管混凝土,环梁,钢管桩Abstract ：The article introduces the characteristics of steel pipe concrete structure, steel pipe pile, steel pipe pile assembled hoisting, puts forward the matters need attention in construction of steel pipe concrete structure, thereby improving the constructing quality of steel tube concrete.Key word ：Concrete filled steel tube、Ring beam、Steel pipe pile1、前言钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度。
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。
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。
2、钢管混凝土结构的特点2.1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。
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。
第六章钢管混凝土结构
第六章钢管混凝土结构钢管混凝土结构是一种结构形式，将钢管作为混凝土结构的一部分，利用钢管的高强度特性来增强混凝土结构的承载能力和抗震性能。
钢管混凝土结构广泛应用于大跨度桥梁、高层建筑和核电站等工程中，是一种理想的结构形式。
一、钢管混凝土结构的构造形式钢管混凝土结构的构造形式主要有两种，即钢管混凝土柱和钢管混凝土梁。
1.钢管混凝土柱：钢管混凝土柱是由钢管外套混凝土构成的结构形式。
钢管外套的混凝土填充在钢管内部，形成钢管和混凝土的复合构造。
钢管混凝土柱能够充分发挥钢管和混凝土的优势，具有良好的承载能力和抗震性能。
2.钢管混凝土梁：钢管混凝土梁是由钢管和混凝土构成的梁结构。
钢管作为梁的主要受力构件，能够承受大量的弯曲和剪切力。
钢管混凝土梁的优势在于钢管能够有效抵抗梁的挠度和变形，提高梁的承载能力。
二、钢管混凝土结构的优势钢管混凝土结构相比传统混凝土结构有许多优势，主要包括以下几个方面：1.高强度：钢管具有很高的强度和刚度，能够有效承受大量的荷载。
钢管混凝土结构通过钢管和混凝土的复合作用，能够形成更加稳定和坚固的结构体系。
2.抗震性能好：钢管混凝土结构能够有效抵抗地震力，减小结构的变形和破坏。
钢管具有很好的韧性和延性，能够在地震作用下发生塑性变形，吸收地震能量。
3.维修方便：钢管混凝土结构在发生损坏时，可以通过更换钢管或修补混凝土来进行维修。
相比传统混凝土结构，钢管混凝土结构的维修成本更低，更加方便快捷。
4.施工周期短：钢管混凝土结构的施工周期相对较短。
由于钢管的定型加工和混凝土的浇筑工艺比较简单，施工速度较快。
这对于大型工程来说，能够节省很多时间和成本。
三、钢管混凝土结构的应用钢管混凝土结构广泛应用于大跨度桥梁、高层建筑和核电站等工程中。
1.大跨度桥梁：钢管混凝土结构能够有效克服大跨度桥梁的自重和风荷载，具有较好的抗震性能。
同时，钢管混凝土结构施工周期短，对于大型桥梁工程来说，能够显著缩短施工周期，提高施工效率。
钢管混凝土柱
浅谈钢管混凝土柱摘要: 由于钢管混凝土具有承载力高,耐腐蚀,便于施工等一系列优点,它在实际工程中的应用越来越多。
从钢管混凝土柱工作原理、力学性能等方面,来显示钢管混凝土的优势。
关键词: 钢管混凝土柱; 钢筋混凝土柱;中国图书分类号tu74文献标识码： a文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02钢管混凝土即在薄壁圆形钢管内填充混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的结构。
它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程相互之间的组合作用，充分发挥这两种材料的优点，弥补彼此的缺点，因而具有良好地力学性能和经济性。
在桥梁，工业厂房，高层建筑中的应用越来越广泛。
1、钢管混凝土的工作机理钢管混凝土的基本原理：在钢管中填充混凝土，在力的作用下，混凝土对钢管有力的作用，但同时钢管约束了混凝土，使管内混凝土处于三向受压的应力状态，延缓其纵向微裂缝的发生和发展，从而提高其抗压强度和压缩变形能力。
借助内填混凝土的支撑作用，增强钢管壁的几何稳定性，避免发生稳定性破坏，从而提高其承载能力。
由于钢管和核心混凝土的相互作用，受力处于复杂状态，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。
2、钢管混凝土的特点2.1、承载力高混凝土的抗压强度高，抗弯能力很弱；钢材具有很好的抗弯性能和弹塑性变形能力。
钢管中填充混凝土，钢管对混凝土的约束，使得核心混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度。
钢管混凝土柱的承载力大于同等条件下的钢管柱的承载力和混凝土柱的承载力。
钢管混凝土柱相对于钢筋混凝土柱的承载力提高了很多。
某钢管混凝土结构中，有一钢管混凝土轴心受压短柱，柱长l=1200mm，钢管 600*8,q345钢，f s = 310。
混凝土强度等级为c40， fc = 19.1钢管面积as =(-) = 14871.04混凝土面积ac =*= 267728.96套箍指标 = as f s /(ac fc ) = 14871.04* 310 /(267728.96*19.1) =0.902则该短柱的极限承载力= ac fc (1++ )=267728.96*19.1(1++0.902 =14582.7 kn若为钢筋混凝土柱：=7540*2=15080=550*550-15080=287420= 0.9（fc a+ f y as）= 0.9*(19.1*287420+ 310*15080) = 9148.07kn钢管混凝土柱的承载力为普通混凝土柱的1.6倍，即钢管混凝土柱的承载力提高61%。
钢管混凝土柱
浅谈钢管混凝土柱摘要: 由于钢管混凝土具有承载力高,耐腐蚀,便于施工等一系列优点,它在实际工程中的应用越来越多。
从钢管混凝土柱工作原理、力学性能等方面,来显示钢管混凝土的优势。
关键词: 钢管混凝土柱; 钢筋混凝土柱;中国图书分类号tu74文献标识码： a文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02钢管混凝土即在薄壁圆形钢管内填充混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的结构。
它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程相互之间的组合作用，充分发挥这两种材料的优点，弥补彼此的缺点，因而具有良好地力学性能和经济性。
在桥梁，工业厂房，高层建筑中的应用越来越广泛。
1、钢管混凝土的工作机理钢管混凝土的基本原理：在钢管中填充混凝土，在力的作用下，混凝土对钢管有力的作用，但同时钢管约束了混凝土，使管内混凝土处于三向受压的应力状态，延缓其纵向微裂缝的发生和发展，从而提高其抗压强度和压缩变形能力。
借助内填混凝土的支撑作用，增强钢管壁的几何稳定性，避免发生稳定性破坏，从而提高其承载能力。
由于钢管和核心混凝土的相互作用，受力处于复杂状态，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。
2、钢管混凝土的特点2.1、承载力高混凝土的抗压强度高，抗弯能力很弱；钢材具有很好的抗弯性能和弹塑性变形能力。
钢管中填充混凝土，钢管对混凝土的约束，使得核心混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度。
钢管混凝土柱的承载力大于同等条件下的钢管柱的承载力和混凝土柱的承载力。
钢管混凝土柱相对于钢筋混凝土柱的承载力提高了很多。
某钢管混凝土结构中，有一钢管混凝土轴心受压短柱，柱长l=1200mm，钢管 600*8,q345钢，f s = 310。
混凝土强度等级为c40，fc = 19.1钢管面积as =(-) = 14871.04混凝土面积ac =*= 267728.96套箍指标 = as f s /(ac fc ) = 14871.04* 310 /(267728.96*19.1) =0.902则该短柱的极限承载力= ac fc (1++ )=267728.96*19.1(1++0.902 =14582.7 kn若为钢筋混凝土柱：=7540*2=15080=550*550-15080=287420= 0.9（fc a+ f y as）= 0.9*(19.1*287420+ 310*15080) = 9148.07kn 钢管混凝土柱的承载力为普通混凝土柱的1.6倍，即钢管混凝土柱的承载力提高61%。
钢管混凝土柱
钢管混凝土柱在现代建筑领域中，钢管混凝土柱作为一种新型的组合结构构件，正逐渐展现出其独特的优势和广泛的应用前景。
它不仅在高层建筑、大跨度桥梁等大型工程中发挥着重要作用，也在一些工业厂房和特殊结构中得到了越来越多的青睐。
钢管混凝土柱，顾名思义，是由钢管和混凝土共同组成的一种柱体结构。
其基本构造是将混凝土填充在钢管内部，使钢管和混凝土协同工作，共同承受外部荷载。
这种组合方式充分发挥了钢管和混凝土两种材料的优点，实现了“1 ＋ 1 ＞2”的效果。
先来说说钢管的作用。
钢管为内部的混凝土提供了有效的约束，限制了混凝土在受压时的横向变形，从而大大提高了混凝土的抗压强度。
而且，钢管本身具有较高的抗拉强度和抗弯强度，能够有效地抵抗弯曲和拉伸荷载。
同时，钢管还能作为施工时的模板，方便混凝土的浇筑和振捣，提高施工效率。
再看混凝土。
混凝土填充在钢管内部，避免了混凝土受压时容易出现的局部压碎和纵向开裂等问题。
由于受到钢管的约束，混凝土处于三向受压状态，其抗压强度和变形能力都得到了显著提高。
此外，混凝土的良好耐久性和耐火性能也为钢管混凝土柱的长期使用提供了保障。
在力学性能方面，钢管混凝土柱具有很高的承载能力。
相比传统的钢筋混凝土柱，它能够承受更大的轴向压力和弯矩。
同时，由于钢管和混凝土的协同工作，使得柱子在受力过程中的变形性能得到改善，具有较好的延性，能够有效地吸收地震能量，提高结构的抗震性能。
在一些地震多发地区，采用钢管混凝土柱的建筑往往能够更好地抵御地震的破坏，保障人民生命财产安全。
从施工角度来看，钢管混凝土柱也具有诸多优点。
首先，钢管可以在工厂预制，然后运输到施工现场进行安装，大大缩短了施工周期。
其次，混凝土的浇筑可以在钢管安装完成后进行，施工过程相对简单，质量容易控制。
而且，由于钢管的存在，混凝土在浇筑过程中无需额外的模板支撑，降低了施工成本。
在实际工程应用中，钢管混凝土柱的形式多种多样。
根据钢管的形状，可以分为圆形钢管混凝土柱、方形钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱等。
钢管混凝土柱的混凝土浇筑施工技术
钢管混凝土柱的混凝土浇筑施工技术
摘要：随着科学技术在工程活动中发挥的作用越来越重要，技术设施的介入和推广在施工技术领域内逐渐具备了非比寻常的实用价值。
钢管混凝土柱在混凝土浇筑施工技术的应用便可称为别具一格的技术亮点。
混凝土以其自身的物件优势在工程项目中称为了通用的资料，加之金属器材在其应用体系中的结合与凝聚，使得钢管混凝土柱的使用范围越来越广泛，甚至产生了科学垄断般的影响与溯及。
在今天的一些建筑工程中，特别是一些高层建筑的工程之内，复杂钢管混凝土柱的混凝土高抛法施工浇筑技术在技术运用中占据压倒优势。
关键词：钢管混凝土柱；混凝土；混凝土浇筑；施工技术；实用价值
——文章来源网络，仅供个人学习参考。
钢管混凝土柱的几种常用节点形式
科 绷
富
钢 管 混凝 土 柱 的几 种 常用 节 点形 式
梁 建 国
摘 要： 近年来， 随着社会 经济发展和人 民生活水平的提 高， 人们对住房建筑物的功能和耐久也提 出了新的要求 ， 同时房屋抗震要求 日益提升 。在这 种社会背景下 ， 以新型墙体材料和工程施工技术体系的 日益成熟 ， 使得传统的砖混结构逐渐被框架结构所替代 ， 竖 向承重柱 的重要性也逐渐显现 了出来 。 钢管混凝土柱作为建筑物竖向承重柱 的主要组成部分， 如何做好其节 点施工技术深受着业 内人士的重视 本文主要针对几种常见的节点形 式进行 了分
在连接 工作中， 加强环 式节点的刚度大 、 承 载能力高且没有任 何零部 件 穿过钢管， 因此特别适用 于那些直径 小、 钢 管混凝土柱结构复 杂的工程 项 目中， 尤其是在那些顶级 的泵送浇筑法施 工中， 其更为关键， 这对于混凝 土施工质量有着严格的保障基础。当混凝土柱 的直径较大 的时候， 加强环
与框架梁的轴线垂直， 且在框架梁与环梁的连接处 ， 存在应力集 中现象 ： 钢
筋 混 凝土 粱 材 料 为 各 向 异 性 ， 若无加 强措施， 某 些 截 面 可 能 会 过 早 破 坏 或 出现 较 大 的 裂 缝 。 由于 梁端 剪 力亦 为 间 接 传 递 ， 即通 过 抗 剪 环 筋 及 其 贴 焊
状 得 到 了极 大 的改 善 ， 且 避 免 了 因 为 钢 管 发 生 弯 曲 而造 成 的 混 凝 土 承 载 力
的钢牛腿与普通钢 筋混凝土梁的搭接过渡 区能可靠传 递梁端 内 ， 钢牛腿 既参与抗弯又参与抗剪 。本节点形式在 厦门阜康大厦工程被采用 。本节点 传力途径明确、 可靠 ， 现场焊接量少， 施工较为方便 。这种 节点均通过牛腿 传递剪力， 应力较集中。
钢管混凝土柱计算
1.232
系数C=-5.188×10-3fck+0.0309
受压组合强度标准值fysc=(1.212+Bξ+Cξ2)fck (N/mm2)
受压组合强度设计值fsc=(1.212+Bξ0+Cξ2)fc (N/mm2)
受压组合弹性模量Esc=(12.2×10-4+0.7284/fy)fyscEs (N/mm2)
4000.00 510.00 9000
1.0 2.06E+05
14.3 7.5E+05 3.6E+04
0.051 1.12 -0.073 44.8 36.3 3.08E+04 1.000
80 满足
7.25
满足
1.7E+05 7.25
满足
10 20 30 40 50 60 70 80 Q235 ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### 16Mn ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### 15Mn ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### #####
数据输入
钢管外径d (mm)
980
管壁厚度t (mm)
12.0
钢材抗压强度设计值f (N/mm2)
315
钢材屈服强度值fy (N/mm2)
345
混凝土强度等级
C30
当构件处于温度变化的环境中时，请输入右值
构件偏心率 2M/Nd1 （此值仅供参考） 0.267
轴心压力N (KN) 最大弯矩M (KN·m)
温度折减系数kt
1.000
钢管混凝土柱施工工法
5.1.7钢管制成后，用钢钻定位四个方向，角度为0°、90°、180°、270°。
5.1.8在每节的接头上端焊接找正调整衬板圈，并在每节接头的上下距接头300mm处，按0°、90°、180°、270°方向焊接调整找正钢板。
5.1.9在特制的胎架上进行和梁、板连接的零部件的拼装组合。
2.3钢管本身又是劲性承重骨架；与普通钢筋砼柱及劲性砼柱相比，减少了支撑体系工序。
3、适用范围
3.1工业与民用建筑中钢管砼柱的制作、安装及浇注砼；
3.2钢管壁厚为6mm～30mm，钢管柱直径350mm～2000mm；
3.3施工场地较小，塔式起重机吊装作业的工程；
3.4现场安装制作时，雨、雪天气不宜进行，如工期要求必要时，应采取有效地遮盖保护措施，在0℃以下施工，应对焊接接头采取保温缓冷措施。
5.8.3.3短管与管柱的夹角宜为45～60°，伸入管内20～30mm。
5.8.3.4为了防止砼回流，采用“栅形阀”。在短管上方紧靠柱壁外开四个直径Φ18的孔，浇注砼时用薄胶皮捆盖住，砼泵送至设计位置时，暂不降低泵压，摘除胶皮盖，将直径Φ16mm、长200mm的钢筋垂直打入，犹如栅栏起到防止砼回流的作用，然后，停泵并卸去输送管。
5.4.2预埋件连接基础与钢管柱，要求位置准确、牢固。
5.5基础节吊装就位
一般钢管柱较长，应采用分段制作、安装，最下节为基础节，以下为标准节。（见附图2）5.5.1吊装时，应将其上口包封，防止异物落入管内。
5.5.2吊装时，应注意减少吊装荷载作用下的变形，吊点的位置应根据钢管柱本身的承载力和稳定性验算后确定。必要时，应采取临时加固措施。
8、安全措施
全体施工人员遵照《建筑安装工程安全技术规程》和其他现行的安全规定严格执行。
钢筋混凝土结构中钢管混凝土柱的应用
钢筋混凝土结构中钢管混凝土柱的应用一、简介钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其优良的力学性能和施工便利性使其得到广泛应用。
而钢管混凝土柱作为一种新型结构材料，具有较强的抗震性能和耐久性能，使得其在钢筋混凝土结构中的应用越来越广泛。
本文将探讨钢管混凝土柱在钢筋混凝土结构中的应用。
二、钢管混凝土柱的概述1. 钢管混凝土柱的定义钢管混凝土柱是指在钢管内灌注混凝土成型的柱子，其主要由钢管、混凝土和钢筋组成。
钢管混凝土柱的优点在于钢管的抗弯承载能力和混凝土的压缩承载能力相结合，使得其具有较高的抗震性能和耐久性能。
2. 钢管混凝土柱的种类根据钢管的形状和混凝土灌注方式的不同，钢管混凝土柱可以分为多种类型，如方钢管混凝土柱、圆钢管混凝土柱、矩形钢管混凝土柱等。
3. 钢管混凝土柱的优点(1) 抗震性能好：钢管混凝土柱由于钢管的抗弯承载能力和混凝土的压缩承载能力相结合，使得其具有较高的抗震性能。
(2) 耐久性能好：钢管混凝土柱中的钢管具有较强的耐腐蚀性能，能够有效地延长柱子的使用寿命。
(3) 施工便利性好：钢管混凝土柱的施工过程相对简单，且不需要使用复杂的模板，因此施工便利性好。
三、钢管混凝土柱在钢筋混凝土结构中的应用1. 钢管混凝土柱的应用范围钢管混凝土柱主要应用于高层建筑、桥梁和大型工业建筑等领域，尤其在抗震性能要求较高的地区得到广泛应用。
2. 钢管混凝土柱与传统混凝土柱的比较(1) 抗震性能：钢管混凝土柱的抗震性能要比传统混凝土柱好。
(2) 耐久性能：钢管混凝土柱中的钢管具有较强的耐腐蚀性能，能够有效地延长柱子的使用寿命。
(3) 施工便利性：钢管混凝土柱的施工过程相对简单，且不需要使用复杂的模板，因此施工便利性好。
(4) 成本：钢管混凝土柱的造价相对传统混凝土柱要高一些，但其长期的维护成本要低于传统混凝土柱。
3. 钢管混凝土柱在高层建筑中的应用(1) 抗震性能：钢管混凝土柱的抗震性能要比传统混凝土柱好，因此在高层建筑中得到广泛应用。
钢管混凝土柱
• 为了系统地研究更大参数范围内钢管混凝土框架的抗震性能, 以 • 柱截面形状、柱截面含钢率、柱轴压比、梁柱线刚度比等为主要参数, 本文进行了 4 组共计 12 个单层单跨圆形和方形截面钢管混凝土柱-钢
梁平面框架的低周反复荷载试验研究 。
试件设计及制作
• 框架试件的跨度和高度基本上是实际工程框架的1/3 尺寸，在梁的刚度选取中已考虑了组合梁及楼板的刚度贡献,这样即使本文试件中只有钢 梁 ,但其刚度已考虑了楼盖的贡献,使得本文试验中选用的梁柱线刚度比数值更具工程代表意义 。
y 、7. 0 Δ y 、8. 0 Δ y 进 行加载。每级循环的圈数也不一样, 对于 Δ y 前的三级, 每级循环 2 圈,对于 Δ y 后各级,前面 3 级( 1 Δ y 、1. 5 Δ y 、2. 0 Δ y)循环 3 圈 ,其余的循环 2 圈
主要测试仪器及测试指标 • 为了跟踪梁柱构件在试验过程中的应力分布及塑性铰位置,在框架柱底部和上部截面处均设置了应变片 ,底部截面在荷载作用平面内和平面外
• 柱采用冷弯薄壁钢管 ,钢梁由钢板焊接而成, 加强环板及钢梁腹板均及钢管焊接 , 并保证焊缝质量。
• 钢管混凝土中采用了自密实混凝土 • 采用及试件中混凝土同条件养护的标准立方体混凝土试块达到 28 天养护期后 , 依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》( 50081 —2002)测
得平均立方体抗压强度为 42. 72 , 弹性模量为 338002。进行试验时的立方体抗压强度为 52. 62 。
• 由于各试件柱截面形状、含钢率、轴压比等参数不同,发生上述破坏过程时所对应的加载位移及荷载数值不同。随着轴压比的增加框架延性 降低的规律 。随着梁柱线刚度比的减小 ,不仅框架承载力下降, 结构的塑性发展区域范围也有所扩大。
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8.框架柱和排架柱的计算长度
9.各种因素对构架承载力的影响 （1）混凝土的徐变 （2）混凝土的收缩 （3）环境因素的影响 （4）焊接因素 （5）施工过程中钢管初应力的影响
（二）《钢管混凝土结构设计好人施工规程》 （CECS28:90）承载力设计方法 1.单肢柱承载力计算
N Nu
N u le N 0
N / A
sc sc
f
m M / 1.071 mWsc 1 0.4 N / N E f sc 2 V / A f v sc scv 1
2
1.4
当 N / Asc 0.2 1 V / v Asc fscv fsc
2
时
1.4 2
N / 1.4 Asc f sc M / mWsc f sc V / v Asc f sc 1
②构件的稳定承载力按下列公式验算 当 N / A 0.2 1 时 V / A f f
2 sc v sc scv sc
在任何情况下都应满足下列条件： φ 1*φ e* ≤φ 0* φ
* 0
－ 按轴心受压柱考虑的φ
*值 1
3.变形计算 （1）压缩和拉伸刚度
（2）弯曲刚度
EA Ea Aa Ec Ac
EI Ea I a Ec I c
Aa Ia －钢管横截面的面积和对其重心轴的惯性 矩 Ac Ic －钢管内混凝土横截面的面积和对其重心 轴的惯性矩 Ec Ec －钢管和混凝土的弹性模量
影响钢管混凝土偏心受压构件承载力的两个 重要参数：长细比，偏心率。
6.4钢管混凝土柱的计算和设计 6.4.1圆钢管混凝土柱的计算和设计 圆钢管混凝土柱中的核心混凝土的紧箍效应， 受力性能比矩形钢管混凝土柱好，相比而言 承载力提高最大，也最经济。
（一）《钢－混凝土组合结构设计规程》 （DL/T5085-1999）的承载力设计方法。 1.单肢轴心受压钢管混凝土构件承载力计算
p sc
6.钢管混凝土单肢柱组合抗弯弹性模量的计算
Escm K2 Esc
K2－换算系数
7.格构式组合柱的抗侧移刚度B的计算 格构式混凝土组合柱在计算挠度变形时， 必须考虑抗弯刚度的折减
B 0.66 0.94s Escm Isc
γ－实腹柱刚度和格构柱刚度之比，称为刚度折 减系数。
M2－柱两端弯矩设计值的较大者
N－轴向压力设计值
对格构柱： 对称截面的双肢柱和四肢柱： （1）当偏心率e0/h≤εb
1 1 2e0 / h
* e
（2）当偏心率e0/h >εb
* e
1
t t 2e0 / h 1
t
三肢柱和不对称截面的多肢柱 （1）当偏心率e0/h≤εb
V
A
i 1
sc,i
f sc,i 85
ASC，i －第i肢的组合构件截面面积； FSC, i －第i肢的组合构件承载力设计值； n－构件的柱肢数。
3.钢管混凝土压弯或偏心受力构件承载力计 算 （1）单肢钢管混凝土构件承受压，弯，剪及 共同作用时，构件承载力应按下列共识计算。 ①构件的迁都承载力按下列公式计算： 时
时
1.4
2
N / 1.4 A
sc sc
f
m M / mWsc 1 0.4 N / N E f sc
V / v Asc f scv 1
NE －欧拉临界力； WSC －构件截面抗弯矩； βm －等效弯矩系数； γm －构件截面抗弯塑性发展系数； γv －构件截面抗剪塑性发展系数； fscv －钢管混凝土组合抗剪强度设计值。
4.钢管混凝土轴心受拉构件承载力得计算 Nt≤1.1fAs 5.钢管混凝土单肢柱组合抗压弹性模量的计 算 组合弹性模量 Esc=fscp/εscp
组合比例极限fscp
f (0.192
p sc
fy 235
y 0.488) f sc
组合比例极限应变εscp
0.67 f y / Es
格构柱的界限偏心率应按下列公式计算： （1）对于对称截面的双肢柱和四肢柱：
b 0.5
t
1 t
（2）对于三肢柱和不称截面的多肢柱
2 N 0t t b * 0.5 N0 1 t
5.钢管混凝土柱考虑长细比影响的承载力折 减系数φ 1 对单肢柱： 当le/d>4时
第六章 钢管混凝土柱
6.1钢管混凝土的特点： 1.承载力高 2.具有良好的塑性和抗震性能 3.施工简单，可以大大缩短工期 4.钢管混凝土柱的耐火性能好于钢柱 5.可安全可靠的采用高强度混凝土
6.2钢管混凝土柱的工作性能
钢管混凝土作为受压构件，其受压时的工 作性能与紧箍力有很大的关系。
p 1 As 2 f ck 2 Ac f ck
Ф －轴心受钢管压混凝土构件稳定系数。 稳定系数和混凝土的强度等级基本无关， 主要取决于钢材的强度。 ASC －钢管混凝土构件截面面积； fSC －组合结构强度设计值。
f sc 1.212 B 0 C
2 0
N fsc Asc
f
c
ξ 0－钢管混凝土构件截面的套箍系数设计值
0 s f / fc
f , fc －分别是钢材和混凝土的抗压强度设计 值； B,C－计算系数。 2.格构式钢管混凝土轴心受压构件承载力的计 算 钢管混凝土格构式轴心受压构件承载力验算包 括整体稳定承载力和单肢稳定承载力。当符 合下列条件时，可不再验算单肢稳定承载力。
平腹杆格构式构件：λ 1≤40,且λ 1≤0.5λ MAX 斜腹杆格构式构件: λ 1≤0.7λ MAX 其中λ MAX是构件在X-X和Y-Y方向长细比的较大 值。 格构式钢管混凝土轴心受压的腹杆受剪力按下 式计算： n
N / Asc 0.2 1 V / v Asc fscv f sc
2
N / Asc fsc M / 1.071 mWsc fsc V / v Asc fsc 1
1.4 2
N / Asc 0.2 1 V / v Asc fscv fsc
λ ＝1.0时，核心混凝土因紧箍效应纵向承载 力的提高恰好弥补钢管因异号应力场使纵向 承载力的减小，所以出现了塑性的水平段bc。 λ >1.0时，核心混凝土 承载力的提高超过了 钢管纵向承载力的减小， 出现了曲线上升的 强化阶段bc’。 λ <1.0时，核心混凝土承载力的提高不足以 弥补钢管纵向承载力的减小，曲线出现下降 段。 λ ＝0.4，曲线无塑性段，呈脆性破坏。
2. 轴心受钢管压混凝土长柱 轴心受压混凝土长柱受力性能复杂，与 钢结构相似。存在强度破坏和稳定破坏。 （1）对于长细比小的短柱，破坏是由于钢管 的屈服和混凝土三向受压下的强度破坏所致。 （2）对于长细比大的长柱，其破坏是由于弹性 失稳。 （3）对于中等长度的中柱，其破坏是由于弹塑 性失稳。
3. 偏心受压混凝土长柱
N0 fc Ac (1 )
fa Aa / fc Ac
N－轴向压力设计值； Nu－钢管混凝土单肢柱的承载力设计值； N0－钢管混凝土轴心受压短柱的承载力设计 值；
θ－钢管混凝土的套箍指标；
Fc － 混凝土的抗压强度设计值； Ac Aa－钢管内混凝土，钢管的横截面面积； fa －钢管的抗拉，抗压强度设计值； Φ1φe－考虑长细比影响，偏心率影响的承载力 折减系数。
（1）斜腹杆组合柱
1 Esc Asc 1 m Es Af
Af －一根腹杆的截面面积 Asc －一根受压柱肢的截面面积 Es －钢材弹性模量 m －系数
（2）平腹杆式组合柱
k5 I上 / I下；k4 H1 / H
L－柱肢中心距 l1－柱肢净间距 If－一根平腹杆的截面惯性矩 Isc－一根柱肢的截面惯性矩 Asc－一根柱肢的截面面积
4.钢管混凝土柱考虑偏心影响的承载力折减系 数φ e
对单肢柱 当e0/rc≤1.55时 e 1/(1 1.85e0 / rc )
e0 M 2 / N
当e0/rc > 1.55时
e 0.4 /(e0 / rc )
e0 － 柱较大弯矩端的轴向压力对构件截面重心 的偏心矩
rc － 钢管的内半径
f scv 0.385 0.25 1.5 00.125 fsc
（2）.钢管混凝土拉弯构件的承载力应按下 式计算：
N / 1.1As Mf / mWsc fsc f
（3）格构式钢管混凝土构件承受压，弯，剪 及共同作用时，应按下式验算平面内的整体 稳定承载力：
曲线①是钢管混凝土长柱 偏心受压强度破坏时截面偏 心力N与杆中挠度的关系。工 作分两个阶段。弹性阶段OA； 弹塑性阶段AB。 曲线②③是当钢管混凝土 长柱长细比λ >12，偏心受压 构件承载力由稳定决定时的 压力N与杆中挠度的关系曲线。 曲线的最高点是偏压构件稳 定承载力的极限。
曲线①是钢管混凝土长柱偏心受压强度破坏 时截面偏心力N与杆中挠度的关系。工作分 两个阶段。弹性阶段OA；弹塑性阶段AB。
1 1 e0 / at
* e
（2）当偏心率e0/h >εb
t 1 t t e0 / ac 1
* e
εb －界限偏心率，见公式（6.4.40）和
（6.4.41） e0 －柱较大弯矩端的轴向压力对格构柱截面 重心轴的偏心矩， e0＝M2/N，其中e0为柱两 端弯矩中的较大者 h－在弯矩作用平面内的柱肢重心之间的距离 at,ac －弯矩单独作用下的受拉区柱肢的重心， 受压区柱肢的重心至格构柱压强重心轴的距 离 θt －受拉区柱肢的套箍指标，按公式 （6.4.25）计算