钢管混凝土结构.doc
钢管混凝土结构施工规范
钢管混凝土结构施工规范钢管混凝土结构施工规范是指在钢管混凝土结构的建设过程中，需要遵循的一系列规定和标准。
这些规范旨在确保施工过程的安全性、质量和可靠性，以及钢管混凝土结构的长期使用性能。
本文将从深度和广度两方面来探讨钢管混凝土结构施工规范的相关内容。
一、钢管混凝土结构的定义和特点1. 钢管混凝土结构的定义钢管混凝土结构是由钢管与混凝土组合而成的一种复合结构体系。
它利用了钢管的高强度和抗拉性能，以及混凝土的耐久性和抗压能力，综合了二者的优点，具有较高的承载力和抗震性能。
2. 钢管混凝土结构的特点（1）高强度：钢管混凝土结构采用钢管作为骨架，具有较高的强度和刚度。
（2）抗震性能好：钢管和混凝土具有不同的抗震性能，二者的组合可以提高整体的抗震性能。
（3）施工便利：与传统混凝土结构相比，钢管混凝土结构的施工速度更快、操作更简便。
二、钢管混凝土结构施工规范的内容与要求1. 钢管选择与布置（1）钢管选择：根据设计要求和承载力计算确定钢管的尺寸、材质和强度等指标。
（2）钢管布置：合理布置钢管的位置和数量，确保结构的均匀受力和整体稳定。
2. 钢筋的加工和焊接（1）钢筋加工：钢筋加工包括剪切、弯曲、连接等工艺，要求符合相关标准和规范。
（2）焊接工艺：焊接是钢管混凝土结构中必不可少的连接方式，要求焊接工艺合理、焊缝质量良好。
3. 混凝土的配合比和浇筑（1）配合比设计：根据结构要求和使用环境，确定合适的混凝土配合比，确保混凝土的强度和耐久性。
（2）浇筑工艺：混凝土浇筑要遵循规范要求，注意施工技术细节，确保混凝土的均匀性和致密性。
4. 稳定性与抗震设计（1）结构稳定性：考虑到钢管混凝土结构的特点，相应的施工规范中对结构的稳定性有专门的要求和设计方法。
（2）抗震设计：根据相应的地震设计要求，进行抗震设计和计算，确保钢管混凝土结构在地震作用下的安全性。
5. 混凝土养护和结构防水（1）混凝土养护：混凝土养护是确保混凝土强度和耐久性的重要环节，要求根据养护规范进行养护措施。
钢管混凝土结构的设计与施工技术
钢管混凝土结构的设计与施工技术钢管混凝土结构是一种在工程领域中广泛应用的结构形式。
它的设计与施工技术对于保障工程的安全、耐久和美观至关重要。
本文将从设计和施工两方面探讨钢管混凝土结构的相关技术，以期读者能够对这一领域的知识有更全面的了解。
一、设计技术钢管混凝土结构的设计过程包括结构整体布局、构件的设计和连接的设计等。
在结构整体布局方面，设计师需要根据工程要求和材料特性合理选择钢管的数量和尺寸。
在一些高层建筑中，设计师通常会采用机器人辅助设计，通过计算机模拟结构的受力情况，从而优化结构的布局。
在构件的设计方面，设计师需要根据结构的受力情况和要求选择适当的钢管和混凝土材料，并计算出构件的尺寸和厚度。
此外，设计师还需要合理设置构件的加强筋以增强结构的承载能力。
在现代建筑中，设计师通常会采用三维建模技术，通过计算机软件对构件进行模拟和分析，从而得出更准确的设计结果。
除了构件的设计，连接的设计也是钢管混凝土结构设计中的关键环节。
设计师需要选择适当的连接方式，确保钢管和混凝土之间的紧密连接，并保证结构的整体稳定。
一种常见的连接方式是采用机械连接件，如螺栓和焊接等。
这种连接方式不仅简单可靠，而且能够提高结构的整体刚性。
二、施工技术钢管混凝土结构的施工过程包括制作构件、搭建脚手架和浇筑混凝土等环节。
在制作构件方面，施工人员需要按照设计要求进行钢管的切割和焊接，并根据需要设置加强筋。
在这个过程中，需要注意保证构件的尺寸和几何形状的精度，以确保施工后的结构达到设计标准。
在搭建脚手架方面，施工人员需要根据施工图纸进行脚手架的搭建，并确保脚手架的稳定和安全。
脚手架的搭建一般采用钢管和连接件进行组装，需要注意连接件的牢固性和脚手架的整体稳定性。
搭建脚手架的过程需要严格按照相关规范进行操作，以确保施工人员的安全。
在浇筑混凝土方面，施工人员需要根据设计要求进行混凝土的搅拌和运输，并确保混凝土的均匀性和流动性。
在浇筑过程中，需要注意控制混凝土的温度和湿度，以避免出现裂缝和强度不足等问题。
钢管混凝土结构
钢管混凝土结构概述钢管混凝土结构是一种结合了钢筋和钢管的复合结构体系。
该结构体系采用了钢管作为混凝土的模板，并在钢管中加入纵向和横向的钢筋，以增强结构的强度和刚度。
钢管混凝土结构具有较好的抗震性能、耐久性和施工效率，因此在建筑工程中得到了广泛应用。
结构形式钢管混凝土结构可分为两种形式：钢管混凝土柱和钢管混凝土梁。
钢管混凝土柱钢管混凝土柱是由钢管和混凝土组成的柱形结构。
钢管混凝土柱的钢管通常采用圆形或方形截面，内部填充混凝土，并加入适量的纵向和横向钢筋。
由于钢管的外部形状规整，使得钢管混凝土柱具有较好的抗弯强度和承载能力。
钢管混凝土梁钢管混凝土梁是由钢管和混凝土组成的梁形结构。
钢管混凝土梁的钢管通常采用矩形或圆形截面，混凝土填充在钢管内部，并加入纵向和横向钢筋。
钢管混凝土梁具有较好的刚度和承载能力，常用于大跨度结构或需要支撑大荷载的场所。
施工工艺钢管混凝土结构的施工主要包括钢管安装、混凝土浇筑和钢筋布置等环节。
钢管安装钢管安装是钢管混凝土结构的第一步。
在安装过程中，需要保证钢管的准确位置和垂直度。
常用的钢管安装方法有直立安装和倒立安装两种，具体选择方法应根据项目实际情况进行调整。
混凝土浇筑混凝土浇筑是钢管混凝土结构的关键环节。
在浇筑过程中，需要控制混凝土的配比、浇注速度和振捣方式等参数，以确保混凝土的质量和性能。
此外，还需要注意混凝土的温度和湿度等因素，以避免出现开裂和变形等问题。
钢筋布置钢筋布置是钢管混凝土结构的最后一道工序。
在布置过程中，需要按照设计要求将纵向和横向钢筋放置到指定位置，并采用合适的连接方式进行连接。
钢筋的布置应严格符合相关标准和规范，以确保结构的安全性和性能。
优点钢管混凝土结构具有以下优点：1.抗震性能好：钢管混凝土结构能够有效吸收和分散地震能量，从而提高结构的抗震性能。
2.施工效率高：钢管混凝土结构采用模块化施工，可以大幅缩短工期，并降低施工成本。
3.耐久性好：由于混凝土的保护作用和钢管的防腐性能，钢管混凝土结构具有较好的耐久性。
工程技术知识：钢管混凝土结构特点及其在建筑中的应用
工程技术知识：钢管混凝土结构特点及其在建筑中的应用一般在混凝土中再不配纵向钢筋与钢箍。
所用钢管一般为薄壁圆钢管或方钢管。
方钢管混凝土结构的研究与应用历史较短，尽管其与圆钢管混凝土相比有一定的优点，钢管的制作，节点的构造较为简单，对某些受力构件，大偏心受压构件比圆钢管受力性能要好，不必一定做成双肢或多肢柱。
一、钢管混凝土结构具有以下的优点：（1）受力合理，能充分发挥混凝土与钢材的特长，从而使构件的承载能力大大提高。
从另一方面而言，对于同样的负荷，钢管混凝土构件的断面将比钢筋混凝土构件显著减小。
对混凝土来说，由于钢管约束，改变了受力性能，变单向受压为三向受压，使混凝土抗压强度提高了几倍。
对钢管来说，薄壁钢构件对于局部缺陷特别敏感。
薄壁钢管也不例外，局部缺陷特别是不对称缺陷的存在，将使实际的稳定承载力比理论值小得多。
由于混凝土充填了钢管，保证了薄壁钢管的局部稳定，使其弱点得到了弥补。
（2）具有良好的塑性性能。
混凝土是脆性材料，混凝土的破坏具有明显的脆性性质，即使是钢筋混凝土受压构件，尤其是轴心受压及小偏心受压构件的破坏，也是脆性破坏。
而且在实际工程中轴心受压、小偏心受压的情况往往实际上是不可避免的，甚至是大量的。
而钢管混凝土结构中，由于核心混凝土是处于三向约束状态，约束混凝土与普通混凝土不同，不仅改善了使用阶段的弹性性质，而且在破坏时产生很大的塑性变形，钢管混凝土柱的破坏，完全没有脆性特征，属于塑性破坏。
此外，这种结构具有良好的抗疲劳、耐冲击的性能。
（3）施工简单，缩短工期。
钢管本身就是模板，因此比钢筋混凝土构件省去了模板。
钢管本身既是纵筋又是箍筋，这样便省去了模板的制作安装工作。
钢管的制作比钢筋骨架的制作安装也简单，并且钢管本身在施工阶段即可作为承重骨架，可以节省脚手架。
这些方面对施工都大为有利，不仅节省了大量施工中的材料，减少了施工工作量，而且大大减少了现场露天工作，改善了工作条件，同时也加快了施工、缩短工期。
钢管混凝土结构
钢管混凝土结构在现代建筑和桥梁工程中，钢管混凝土结构凭借其独特的优势，正逐渐成为一种备受青睐的结构形式。
那么，什么是钢管混凝土结构？它又有哪些特点和应用呢？钢管混凝土结构，简单来说，就是在钢管中填充混凝土而形成的一种组合结构。
钢管通常采用圆形或方形截面，混凝土则在钢管内部被紧密包裹。
这种结构形式的优点众多。
首先，钢管对混凝土起到了很好的约束作用。
想象一下，混凝土被钢管紧紧“抱住”，使其处于三向受压状态，抗压强度大幅提高。
这就好比一个人在困境中得到了有力的支持，从而能够发挥出更大的潜力。
这种约束作用不仅提高了混凝土的承载能力，还改善了混凝土的塑性和韧性，使其在承受较大荷载时不易发生脆性破坏。
其次，混凝土的存在也增加了钢管的稳定性。
钢管在受压时容易发生局部屈曲，而内部填充的混凝土有效地阻止了这种屈曲的发生，使得钢管能够更好地承受压力。
二者相互配合，相辅相成，大大提高了整个结构的承载能力。
在力学性能方面，钢管混凝土结构具有良好的抗震性能。
地震作用下，结构需要具备一定的变形能力来吸收能量，而钢管混凝土结构恰恰能够满足这一要求。
由于混凝土和钢管之间的协同工作，结构在地震时能够有效地耗散能量，减少破坏程度。
再者，从施工角度来看，钢管混凝土结构也具有显著的优势。
钢管可以作为施工时的模板，减少了支模的工作量和难度。
同时，混凝土在钢管内浇筑，能够保证浇筑质量，提高施工效率。
在实际应用中，钢管混凝土结构广泛应用于高层建筑和大跨度桥梁。
在高层建筑中，柱子往往需要承受巨大的竖向荷载，钢管混凝土柱能够提供足够的承载能力，同时减小柱子的截面尺寸，增加建筑的使用空间。
比如，一些超高层建筑就采用了钢管混凝土柱作为主要的竖向受力构件。
在桥梁工程中，钢管混凝土拱桥以其优美的造型和良好的力学性能而备受关注。
钢管混凝土拱肋具有较高的强度和刚度，能够跨越较大的跨度。
而且，由于钢管的保护，混凝土不易受到外界环境的侵蚀，提高了桥梁的耐久性。
钢管混凝土结构的设计与优化
钢管混凝土结构的设计与优化一、引言钢管混凝土结构是一种相对较新的结构形式，钢管与混凝土紧密结合，在工程实践中逐渐得到了广泛的应用。
本文将从概述钢管混凝土结构的特点入手，探讨其设计的技术要点，并围绕着优化设计，提出相应的设计方法及实例。
二、钢管混凝土结构的特点1. 高强度钢管混凝土结构中，钢管的强度远高于混凝土，能够承受大的外荷载。
使用钢管作为骨架可以有效地增加结构的承载能力和稳定性。
2. 耐久性好混凝土与钢管的结合是经过精心设计的，使其能够相互协调，提高了整体结构的耐久性。
此外，钢管混凝土结构的防火性能较好，不易受火灾影响，可有效避免火源蔓延。
3. 施工方便钢管混凝土结构的施工比较轻便，成本相对较低。
其优点在于当钢管与混凝土充填后，不需要拆除模板，且不容易出现施工质量受到影响的情况。
三、钢管混凝土结构的设计技术要点1. 钢管的选取选取恰当的钢管是实现钢管混凝土结构优化设计的前提。
常用的钢管有无缝钢管和焊接钢管，选用焊接钢管时需要注意钢管的内部焊接质量情况，以避免结构在使用中因钢管焊接连接部位的松动而产生变形。
2. 混凝土的选材混凝土的强度、塑性和耐久性直接影响着整个结构的性能，因此，在设计中必须选择适宜的混凝土强度等级，并控制混凝土的质量以保证其性能。
3. 钢管与混凝土的结合形式钢消混结构的性能受结合方式的影响较大，结合强度一般应高于混凝土抗拉强度。
常见的结合方式有钢筋与钢管的粘贴结合、筋盖板式和筋顶式结合等。
其中，筋盖板式结合方式易于施工，但存在结合强度与钢板松动的风险；钢筋与钢管粘贴结合方式相对而言更合理，但需要注意混凝土的浇筑过程和粘接体的抗拉性能。
四、优化设计的方法1. 减小结构的重量在结构设计中，突出考虑结构的重量可以提高结构整体的稳定性和耐久性，同时也能减轻整个结构的荷载，降低钢材的使用量。
2. 提高结构的刚度与抗震性能合理地增强结构的刚度和抗震性能，可以在地震等自然灾害的情况下保证结构不受到严重损坏。
Cecs28(钢管混凝土结构设计与施工规程)
中国工程建设标准化协会标准钢管混凝土结构设计与施工规程CECS28∶90主编单位:哈尔滨建筑工程学院中国建筑科学研究院批准单位:中国工程建设标准化协会批准日期:1990年11月6日1991北京前言钢管混凝土是一种具有承载力高、塑性和韧性好、节省材料、方便施工等特点的新型组合结构材料,已在工业和民用建筑等工程中应用多年,取得了较好的技术经济效益。
为了在钢管混凝土结构设计及施工中,更好地贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,原城乡建设环境保护部于1986年以城科字第263号文委托哈尔滨建筑工程学院和中国建筑科学研究院会同有关单位进行本规程的编制工作。
经过向全国有关设计、科研、施工和高等院校等80个单位广泛征求意见,反复讨论、修改及试设计,最后由建筑工程标准研究中心组织审查定稿。
现批准《钢管混凝土结构设计与施工规程》,编号为CECS28∶90,并推荐给工程建设有关单位在设计和施工时使用。
在使用过程中,如发现需要修改补充之处,请将意见和资料寄北京安外小黄庄中国建筑科学研究院(邮政编码:100013)。
中国工程建设标准化协会1990年11月6日目录主要符号第一章总则第二章材料第一节钢管第二节混凝土第三章基本设计规定第一节一般规定第二节承载能力极限状态计算规定第三节正常使用极限状态的变形验算规定第四章承载力计算第一节单肢柱承载力计算第二节格构柱承载力计算第三节局部受压计算第五章变形计算第六章节点构造第一节一般规定第二节框架节点第三节格构柱节点第四节桁架节点第五节柱脚第七章施工及质量要求第一节钢管制作第二节钢管拼接组装第三节钢管柱吊装第四节管内混凝土浇灌附录一柱的计算长度系数附录二本规程用词说明附加说明第一章总则第1.0.1条为了在钢管混凝土结构设计及施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制订本规程。
第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑及构筑物的钢管混凝土结构设计及施工。
钢管混凝土结构施工技术
钢管混凝土结构施工技术钢管混凝土是将普通混凝土填人薄壁圆形钢管内形成的一种钢一混凝土组合结构。
其工作原理是：借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性；借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力。
钢管混凝土适合于高层、大跨、重载和抗震抗爆结构的受压杆件。
钢管混凝土在本质上属于套箍混凝土。
它除具有一般套箍混凝土的强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点外，在施工工艺方面还具有以下一些独特优点：1)钢管本身即为耐侧压的模板，浇筑混凝土时可省去支模和拆模工作。
2)钢管兼有纵向钢筋(受拉和受压)和箍筋的作用，制作钢管比制作钢筋骨架省工，且便于浇筑混凝土。
3)钢管本身又是劲性承载骨架，其焊接工作量比一般型钢骨架少，可以简化施工安装工艺、节省脚手架、缩短工期、减少施工场地。
在寒冷地区，可以冬季安装钢管骨架，春季浇筑混凝土，施工不受季节限制。
钢管混凝土与钢结构相比，在自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材约50％，且焊接工作量大幅度减少；与普通混凝土结构相比，在保持钢材用量相近和承载能力相同的条件下，构件的截面面积可减少约一半，混凝土用量和构件自重相应减少约50％。
20世纪90年代以来，我国高层建筑开始采用钢管混凝土柱。
如23层的厦门金源大厦，地下1层至地上19层的全部28根柱以及20～23层的4根角柱，均采用钢管混凝土；北京四川大厦(地上32层，高100m)，地下3层柱全部采用直径为70cm钢管混凝土。
1999年建成的深圳赛格广场大厦(地上72层，高291.6m)，是我国自行投资、设计、全部采用国产钢材、自行加工和施工的最高的钢管混凝土结构高层建筑。
赛格广场大厦塔楼部分采用框筒结构体系，框架采用钢管混凝土柱、钢梁和压型钢板组合楼盖，内筒由28根钢管混凝土密排柱组成，受力最大的钢管混凝土柱，截面为φ1600mm×28mm，Q345钢材，内填C60混凝土。
钢管混凝土结构施工技术规程
钢管混凝土结构施工技术规程1. 引言钢管混凝土结构是一种具有优越性能和广泛应用的新型建筑结构形式。
本文档旨在规范钢管混凝土结构的施工技术，确保施工过程能够安全、快速、高效地完成。
2. 施工准备2.1 施工材料在进行钢管混凝土结构施工之前，应确保以下材料的质量符合相关标准：•钢管：选择合适的规格和质量达到设计要求。
•混凝土：按照设计要求进行搅拌和浇注。
•钢筋：符合设计要求的质量和规格。
•施工用水：清洁、无杂质的水源。
2.2 施工机具和设备钢管混凝土结构施工需要使用以下机具和设备：•起重设备：用于搬运和安装钢管、混凝土等重物。
•打桩机：用于安装钢管桩。
•混凝土搅拌机：用于搅拌混凝土。
•钢筋切割机：用于切割和加工钢筋。
•手持工具：例如螺丝刀、扳手等。
进行钢管混凝土结构施工的人员应具备以下条件：•具备相关建筑施工经验和资质。
•熟悉钢管混凝土结构的施工流程和相关规范。
•掌握相关施工技术和安全操作知识。
3.1 钢管安装3.1.1 钢管预处理在进行钢管安装之前，应进行以下预处理工作：•清洁钢管表面，确保无杂物和锈蚀。
•根据设计要求，对钢管进行切割、弯曲等加工。
3.1.2 钢管定位和固定•根据设计要求，确定钢管的位置和布置方式。
•使用起重设备将钢管吊装到预定位置。
•使用螺栓或焊接等方式将钢管固定在基础上。
3.2 混凝土浇注3.2.1 混凝土配制•根据设计要求，按比例搅拌混凝土。
•配制过程中，应注意控制水灰比和搅拌时间。
3.2.2 混凝土浇注•在混凝土搅拌完成后，迅速将混凝土倒入钢管内。
•通过振捣等方式，确保混凝土充实和排除空隙。
3.3 钢筋安装3.3.1 钢筋加工和预处理•根据设计要求，对钢筋进行切割、弯曲等加工。
•清洁钢筋表面，去除锈蚀和杂物。
3.3.2 钢筋布置和固定•根据施工图纸和设计要求，将钢筋布置在混凝土内。
•使用扎钢丝和支撑器等方式，将钢筋固定在预定位置。
4. 施工质量控制4.1 施工过程监测在钢管混凝土结构施工过程中，应进行以下监测工作：•混凝土浇注过程中的坍落度、充实度等参数的监测。
钢管混凝土结构的设计及其应用技术规程
钢管混凝土结构的设计及其应用技术规程一、引言钢管混凝土结构作为一种新型的结构体系，在建筑领域具有广泛的应用前景。
它具有高强度、高稳定性、高耐久性、易于施工等优点，可以满足不同建筑在结构上的要求。
本文将详细介绍钢管混凝土结构的设计及其应用技术规程。
二、钢管混凝土结构的概述1. 钢管混凝土结构的定义钢管混凝土结构是由钢管和混凝土组成的一种新型结构体系。
其主要特点是钢管为骨架，混凝土为填充材料，二者相互协作，共同承担结构荷载。
2. 钢管混凝土结构的优点（1）钢管和混凝土的优点相互补充，结构体系具有高强度、高刚度、高稳定性等优点。
（2）钢管混凝土结构具有较好的耐久性，可适应不同环境下的使用要求。
（3）由于钢管混凝土结构采用工厂化生产和现场拼装，因此可以大大缩短施工周期，提高施工效率。
3. 钢管混凝土结构的应用领域钢管混凝土结构可应用于各种建筑形式，如高层建筑、桥梁、地下车库、工业厂房等。
三、钢管混凝土结构的设计1. 钢管混凝土结构的设计原则（1）结构的安全性和可靠性是设计的首要原则。
（2）应根据建筑使用要求和功能要求确定结构的荷载。
（3）应根据结构的荷载和受力特性确定结构的材料、型号和规格。
（4）应根据结构的受力特点确定结构的形式和构造。
2. 钢管混凝土结构的设计步骤（1）确定结构的荷载根据建筑使用要求和功能要求，确定结构的荷载。
（2）确定结构的材料根据结构的荷载和受力特性，确定结构的材料、型号和规格。
（3）确定结构的形式和构造根据结构的受力特点，确定结构的形式和构造。
（4）进行结构的计算根据结构的形式、构造和材料，进行结构的计算，确定结构的尺寸和数量。
（5）绘制结构图纸根据结构的计算结果，绘制结构图纸，明确结构的构造和尺寸。
四、钢管混凝土结构的应用技术规程1. 钢管混凝土结构的施工（1）钢管混凝土结构的施工应按照设计图纸和施工方案进行。
（2）钢管混凝土结构的钢管应采用规格统一、质量可靠的产品。
（3）钢管混凝土结构的混凝土应采用符合国家标准的材料，并按照规定的配合比进行调配。
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。
钢管混凝土结构的设计原理与应用
钢管混凝土结构的设计原理与应用一、引言钢管混凝土结构作为一种新型的结构系统，具有较高的抗震性、抗风性，广泛应用于高层建筑、桥梁、堤坝等领域。
本文将从设计原理、应用及注意事项等方面详细介绍钢管混凝土结构的设计。
二、设计原理1. 结构形式钢管混凝土结构是由钢管和混凝土构成的双重材料结构体系。
其基本形式有四种：钢管混凝土柱、钢管混凝土梁、钢管混凝土框架和钢管混凝土墙。
2. 材料选用（1）钢管：一般选用圆形钢管，其直径一般在200mm以上。
（2）混凝土：混凝土的等级应根据结构设计要求而定，一般选用砼标号为C30以上的混凝土。
3. 设计方法（1）结构计算应按照《建筑结构设计规范》（GB 50010-2010）中的规定进行。
（2）按照构件的受力特点，采用双向作用的设计原则。
（3）在设计中应充分考虑钢管与混凝土之间的协同作用，保证整个结构的强度和稳定性。
（4）在设计中应注意斜向荷载的作用，采用适当的斜向加强措施，保证结构的抗震性能。
三、应用1. 高层建筑钢管混凝土结构适用于高层建筑的框架结构和核心筒结构，其优点是抗震性能好、刚度大、施工简便、周期短。
目前，已有不少高层建筑采用钢管混凝土结构，如上海环球金融中心、深圳平安金融中心等。
2. 桥梁钢管混凝土结构适用于大跨度桥梁的主梁、斜拉索和桥塔等部位。
其优点是重量轻、强度高、施工方便、耐久性好。
目前，已有不少大跨度桥梁采用钢管混凝土结构，如南京长江大桥、厦门海沧大桥等。
3. 堤坝钢管混凝土结构适用于水利工程的大坝、闸门、水箱等部位。
其优点是抗震性能好、耐久性好、施工方便、维护成本低。
目前，已有不少水利工程采用钢管混凝土结构，如三峡大坝、黄河大坝等。
四、注意事项1. 计算准确在进行钢管混凝土结构设计时，应根据具体的结构要求和受力特点进行计算，保证计算结果的准确性。
2. 施工管理在施工过程中，应严格按照设计要求进行施工，保证结构的质量和安全性。
3. 维护保养在使用过程中，应定期进行维护保养，及时修缮，保证结构的长期稳定性和安全性。
钢管混凝土结构理论与实践
钢管混凝土结构理论与实践随着建筑行业的不断发展，各种新型建筑材料和结构形式不断涌现。
钢管混凝土结构作为一种具有较高承载力和优良变形性能的结构形式，在国内外得到了广泛的应用。
本文将介绍钢管混凝土结构的理论和实践方面的相关知识。
钢管混凝土结构是由钢管和混凝土两种材料组合而成的复合结构。
其中，钢管起着约束混凝土的作用，使其在承受压力时能够提高承载力并减小变形；而混凝土则填充钢管，形成共同承受力的整体。
以下是对钢管混凝土结构的基本原理的分析：（1）强度原则：根据结构的重要性、使用要求和具体的施工条件，选择合适的强度等级和壁厚，以保证结构的安全性和稳定性。
（2）刚度原则：在满足强度要求的前提下，尽量提高结构的刚度，以减小变形和裂缝的产生。
（3）稳定性原则：保证结构的整体稳定性和局部稳定性，防止失稳和屈曲现象的发生。
钢管混凝土结构的承载力主要由钢管和混凝土两种材料的共同作用来决定。
在计算过程中，需要考虑以下因素：（3）钢管与混凝土之间的粘结强度和摩擦力。
通过合理的计算分析和实验验证，可以得出钢管混凝土结构的承载力计算公式，用于指导结构设计。
在钢管混凝土结构中，由于材料特性和施工工艺等因素的影响，容易产生变形和裂缝问题。
为避免或减少这些问题的出现，需要采取以下措施：（1）合理选择材料：选用高强度等级的钢材和混凝土，以提高整个结构的承载能力和抗变形能力。
（2）优化结构设计：通过调整结构形式和构件尺寸，改善结构的受力性能，降低变形和裂缝的风险。
（3）控制施工过程：采用合理的施工方法和工艺，保证混凝土的浇注质量，避免出现施工缺陷和裂缝。
钢管混凝土结构在实践中得到了广泛的应用，以下介绍几个典型的应用领域：钢管混凝土结构在桥梁工程中具有广泛的应用前景，尤其是对于大跨度、重载桥梁的设计与施工。
例如，上海卢浦大桥主桥采用了钢管混凝土拱桥结构，具有自重轻、施工方便、景观效果好等优点。
同时，钢管混凝土结构在桥梁支座、桥墩等部位也有着广泛的应用。
钢管混凝土结构技术规范
GB50936-2014钢管混凝土结构技术规范形隔板，变径钢管的壁厚不应小于所连接的钢管壁厚，变径段的斜度不宜大于1：6，变径段宜设置在楼盖结构高度范围内。
7.2.3钢管分段接头在现场连接时，宜加焊内套圈和必要的焊缝定位件。
7.2.4钢管混凝土柱的直径较小时，钢梁与钢管混凝土柱之间可采用外加强环连接（图7.2.4-1）,外加强环应为环绕钢管混凝土柱的封闭的满环（图7.2.4-2）。
外加强环与钢管外壁应采用全熔透焊缝连接，外加强环与钢梁应采用栓焊连接。
外加强环的厚度不宜小于钢梁翼缘的厚度、宽度c不宜小于钢梁翼缘宽度的0.7倍。
外加强环也可按本规范附录C中的方法进行设计。
图7.2.4-1钢梁与钢管混凝土柱采用外加强环连接构造示意图1-外加强环图7.2.4-2外加强环构造示意图7.2.5钢管混凝土柱的直径较大时，钢梁与钢管混凝土柱之间可采用内加强环连接。
内加强环与钢管内壁应采用全熔透坡口焊缝连接。
梁与柱可采用现场直接连接，也可与带有悬臂梁段的柱在现场进行梁的拼接。
悬臂梁段可采用等截面悬臂梁段（图7.2.5-1），也可采用不等截面悬臂梁段（图7.2.5-2、图7.2.5-3），当悬臂梁段的截面高度变化时，其坡度不宜大于1:6。
图7.2.5-1等截面悬臂钢梁与钢管混凝土柱采用内加强环连接构造示意图1-内加强环(a)立面图(b)甲面囲图7.2.6钢梁-钢管混凝土柱穿心式连接图7.2.5-2翼缘加宽的悬臂钢梁与钢管混凝土柱连接构造示意图1-内加强环；2-翼缘加宽图7.2.5-3翼缘加宽、腹板加腋的悬臂钢梁与钢管混凝土柱连接构造示意图1-内加强环;2-翼缘加宽;3-梁腹板加腋7.2.6当钢管柱直径较大且钢梁翼缘较窄的时候可采用钢梁穿过钢管混凝土柱的连接方式，钢管壁与钢梁翼缘应采用全融透剖口焊，钢管壁与钢梁腹板可采用角焊缝(图7.2.6)。
1-钢管混凝土柱；2-钢梁A,7.2.8钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接时，钢管外剪力传递可采用环形牛腿或承重销；钢筋混凝土无梁楼板或井式密肋楼板与钢管混凝土柱连接时，钢管外剪力传递可采用台锥式环形深牛腿。
钢管混凝土结构
钢管混凝土结构简介钢管混凝土结构是一种使用钢管和混凝土相结合的建筑结构形式。
它将钢管的高强度和刚度与混凝土的耐久性和阻燃性相结合，具有优异的力学性能和抗震性能。
钢管混凝土结构广泛应用于高层建筑、桥梁、水利工程等场所。
结构形式钢管混凝土结构可以分为钢管混凝土柱、钢管混凝土梁和钢管混凝土框架。
其中，钢管混凝土柱通常由钢管和混凝土填充物组成，钢管作为外壳起到保护混凝土的作用，同时提高了柱的承载能力和刚度。
钢管混凝土梁通常由钢管和混凝土组成，钢管起到承载梁自重和荷载的作用，混凝土起到提高梁的刚度和强度的作用。
钢管混凝土框架由钢管柱和钢管梁组成，通过钢管的连接形成刚性框架，具有良好的抗震性能。
施工工艺钢管制作钢管混凝土结构所用的钢管通常经过以下工艺制作：首先，选择合适的钢材作为原材料；然后，将钢材进行锯割、焊接和表面处理等工艺，形成所需的钢管。
混凝土浇筑板式模板安装首先，钢管混凝土结构的模板是由钢板焊接而成的。
施工前，需要先将模板进行验证，确保模板的准确性和稳定性。
然后，将模板固定在施工位置上，并进行调整，使其完全符合设计要求。
钢筋安装钢筋是钢管混凝土结构中起增强混凝土强度的作用，钢筋的安装需要严格按照设计图纸上的要求进行。
首先，根据设计要求，进行钢筋的裁剪和焊接。
然后，使用安装工具将钢筋精确地安装在模板中，保证钢筋的正确位置和间距。
混凝土浇注在钢筋安装完成后，进行混凝土的浇注工作。
首先，将混凝土材料运输到施工现场，并使用搅拌设备搅拌均匀。
然后，使用泵车或人工的方式进行混凝土的浇筑，确保混凝土充实到每个角落，并使用振动器进行压实。
后期处理混凝土浇筑完成后，需要进行后期处理工作。
首先，使用抹光工具对混凝土表面进行抹光，使其光滑均匀。
然后，根据需要进行涂料、防水层等处理，增加混凝土的耐久性和美观性。
优缺点优点•高强度和刚度：钢管混凝土结构可以获得较高的承载能力和刚度，适用于高层建筑等需要大跨度和高承载能力的场所。
钢管混凝土结构技术
术语2.1.1 钢管混凝土构件：在钢管内填充混凝土的构件，包括实心和空心钢管混凝土构件，截面可为圆形、矩形、及多边形，简称CFST 构件2.1.2 钢管混凝土结构：采用钢管混凝土构件作为主要受力构件的结构，简称CFST结构2.1.3 实心钢管混凝土构件：钢管中填满混凝土构件，简称S-CFST结构2.1.4 空心钢管混凝土构件：在空钢管中灌入一定量混凝土，采用离心法制成的中空心的钢管混凝土构件，简称H-CFST结构2.1.5 含钢率：构件界面中钢管面积与混凝土面积之比2.1.6 空心率：空心钢管混凝土构件截面中空心部分的面积与混凝土加空心部分总面积之比2.1.7 套箍系数：构件截面中钢管面积、钢材强度设计值乘积与混凝土面积、混凝土强度设计乘积之比2.1.8 钢管海砂混凝土构件采用海砂混凝土制作的钢管混凝土构件2.1.9 钢管再生混凝土构件：采用再生骨料混凝土制作的钢管混凝土构件3 材料3.1.1 钢材的选定应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定3.1.2 承重结构的圆钢管可采用焊接圆钢管、热轧无缝钢管，不宜选用输送流体用的螺旋焊管。
矩形钢管可采用焊接钢管，也可采用冷成形矩形钢管，当采用冷成形矩形钢管时，应符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T 178中I级产品的规定。
直接承受动荷载或低温环境下的外露结构，不宜采用冷弯矩形钢管。
多边形钢管可采用焊接钢管，也可采用冷成型多边形钢管3.1.3 钢材的强度设计值f，弹性模量E 和剪变模量G 应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017 执行1 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.852 钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%3 钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性3.2.1 钢管内的混凝土强度等级不应低于C30。
混凝土的抗压强度和弹性模量应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010执行；当采用C80 以上高强度混凝土时，应有可靠的依据3.2.2 实心钢管混凝土构件中可采用海砂混凝土。
钢管混凝土结构
钢管混凝土结构1、 前言钢管混凝土即在薄壁钢管内填充普通混凝土,将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构,它就是将钢管结构与钢筋混凝土结构的优点结合在一起而发展起来的新型结构。
由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材与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。
钢管混凝土作为一种结构构件形式最早在十九世纪八十年代被设计应用做桥墩,然后随着科学技术的提高使它的应用范围得到了很大的扩展。
从八十年代末开始,钢管混凝土在我国的土建工程中的应用发展很快。
近年来,随着理论研究的深入与新施工工艺的产生,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、圆钢管混凝土结构与多边形钢管混凝土结构等,其中矩形钢管混凝土结构与圆钢管混凝土结构应用较广泛。
2、 钢管混凝土结构的特点, 混凝土的抗压强度高,但抗弯能力很弱,而钢材,特别就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。
钢管混凝土柱在荷载作用下的应力状态与应力路径就是十分复杂的,仅以常用的一种加载方式为例,对其受力、变形特点进行简单剖析。
据有关大量实验表明,如图l 的一根钢管混凝土短试件在轴向力N 作用下钢管与核心混凝土随着纵向压力的增加两者均产生较大的纵向应力与纵向应变,同时将产生横向变形。
横向应变与纵向应变的关系为S S IS 3εμε=,C C C 31εμε=(式中的13,εε分别为纵向、环向应变,μ为材料的泊松比,下标s,c 分别代表钢管与核心混凝土)。
在轴向力N 作用下钢管与核心砼的变形就是协调的,即C S 33εε=。
钢材的泊松S μ在弹性阶段为一常数(O 、283),进入塑性阶段(应力达屈服点y f 时)增大至0、5而保持不变。
钢管混凝土结构施工
钢管混凝土结构施工钢管混凝土是将普通混凝土填人薄壁圆形钢管内形成的一种钢一混凝土组合结构(图5-32)。
其工作原理是：借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性；借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力。
钢管混凝土适合于高层、大跨、重载和抗震抗爆结构的受压杆件。
钢管混凝土在本质上属于套箍混凝土。
它除具有一般套箍混凝土的强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点外，在施工工艺方面还具有以下一些独特优点：1)钢管本身即为耐侧压的模板，浇筑混凝土时可省去支模和拆模工作。
2)钢管兼有纵向钢筋(受拉和受压)和箍筋的作用，制作钢管比制作钢筋骨架省工，且便于浇筑混凝土。
3)钢管本身又是劲性承载骨架，其焊接工作量比一般型钢骨架少，可以简化施工安装工艺、节省脚手架、缩短工期、减少施工场地。
在寒冷地区，可以冬季安装钢管骨架，春季浇筑混凝土，施工不受季节限制。
钢管混凝土与钢结构相比，在自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材约50％，且焊接工作量大幅度减少；与普通混凝土结构相比，在保持钢材用量相近和承载能力相同的条件下，构件的截面面积可减少约一半，混凝土用量和构件自重相应减少约50％。
20世纪90年代以来，我国高层建筑开始采用钢管混凝土柱。
如23层的厦门金源大厦，地下1层至地上19层的全部28根柱以及20～23层的4根角柱，均采用钢管混凝土；北京四川大厦(地上32层，高100m)，地下3层柱全部采用直径为70cm钢管混凝土。
1999年建成的深圳赛格广场大厦(地上72层，高291.6m)，是我国自行投资、设计、全部采用国产钢材、自行加工和施工的最高的钢管混凝土结构高层建筑。
赛格广场大厦塔楼部分采用框筒结构体系，框架采用钢管混凝土柱、钢梁和压型钢板组合楼盖，内筒由28根钢管混凝土密排柱组成，受力最大的钢管混凝土柱，截面为φ1600mm×28mm，Q345钢材，内填C60混凝土。
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钢管混凝土结构1、 前言钢管混凝土即在薄壁钢管内填充普通混凝土 ,将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构 ,它是将钢管结构和钢筋混凝土结构的优点结合在一起而发展起来的新型结构。
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。
钢管混凝土作为一种结构构件形式最早在十九世纪八十年代被设计应用做桥墩 ,然后随着科学技术的提高使它的应用范围得到了很大的扩展。
从八十年代末开始 ,钢管混凝土在我国的土建工程中的应用发展很快。
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泛。
2、 钢管混凝土结构的特点, 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。
钢管混凝土柱在荷载作用下的应力状态和应力路径是十分复杂的 ,仅以常用的一种加载方式为例 ,对其受力、变形特点进行简单剖析。
据有关大量实验表明 ,如图l 的一根钢管混凝土短试件在轴向力N 作用下钢管和核心混凝土随着纵向压力的增加两者均产生较大的纵向应力和纵向应变 ,同时将产生横向变形。
横向应变与纵向应变的关系为S S IS 3εμε= ,C C C 31εμε=（式中的13,εε分别为纵向、环向应变 ,μ为材料的泊松比 ,下标s ,c 分别代表钢管和核心混凝土)。
在轴向力N 作用下钢管和核心砼的变形是协调的 ,即C S 33εε=。
钢材的泊松S μ在弹性阶段为一常数(O.283) ,进入塑性阶段(应力达屈服点y f 时)增大至0.5而保持不变。
而混凝土的横向变形系数C μ则为变数 ,可以从低应力时的0．17增加到0．5至1．0甚至大于1.0。
由上式可见 ,钢管混凝土在轴心压力N 作用下 ,开始时C S μμ> ,N钢管 2σ1σ3σ P混凝土 2σ1σ N图1 试件轴压时的内力状态故C S 11εε>,但C μ在很快赶上S μ,则S μ=C μ,而C S 11εε=,随后C μ>S μ ,S C 11εε>。
这说明钢管混凝土在压力N 作用下混凝土向外的横向变形大于钢管向外的横向变形。
钢管约束了砼 ,在钢管与混凝土之间产生了相互作用力P ,称为紧箍力。
从而使钢管纵向和径向受压而环向受拉 ,混凝土则处于三向受压状态。
这样一来就大大提高了混凝土的抗压强度 ,同时塑性性能得到了很大的改善。
在工作性质上起了质的变化。
由原来的脆性材料转变为塑性材料 ,这一转变决定了钢管混凝土这种结构形式的基本性质和特点。
2、1优点2.1.1 承载力高钢管混凝土强度提高的原因 ,主要是构件受压时 ,由于钢管和混凝土的泊松系数不同 ,随着荷载的增加 ,钢管由弹性工作状态进入塑性工作状态 ,其泊松系数由0.283增大到0.5后就保持不变；而混凝土的泊松系数大约由0.2增大到0.5以后仍继续增大。
这时钢管始终对填入的混凝土产生紧箍力 ,这样钢管和混凝土都处在三向应力状态下工作 ,因而抗压强度和变形能力都得到极大的提高。
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。
经有关专家实验和理论分析证明钢管混凝土受压构件强度承载力可以达到钢管和混凝土单独承载力之和1.7～2.0倍。
2.1.2 延性好据有关实验数据表明：钢管混凝土轴向压缩到原长的2／3 ,构件表面已褶曲 ,但仍有一定的承载能力 ,可见塑性之好。
在压弯剪循环荷载作用下 ,水平力与位移之间的滞回曲线十分饱满 ,吸能能力很好 ,基本无刚度退化。
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。
2.1.3 抗震性能优越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 ,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。
此外 ,高层建筑中和钢筋混凝土柱相比 ,钢管混凝土柱的自重大幅度减小 ,地震作用引起的地震反应也将减小。
据有关资料分析 ,高层建筑中采用钢管混凝土柱和钢梁等结构体系比采用钢筋混凝土结构自重可以减少1／3～1／2。
地震作用可以减小一半 ,相当于设防烈度下降一度。
这将意味着结构构件截面尺寸的进一步减小。
同时基础的负荷也相应减少 ,由此降低了基础造价。
2.1.4 施工方便钢管混凝土结构施工时 ,钢管可以作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。
该种结构形式和钢结构相比零件少 ,焊缝短 ,可以采用构造简单的插入式柱脚 ,免去了复杂的柱脚构造。
和钢筋混凝土柱相比 ,由于钢管本身就是耐侧压的模板 ,因此在浇灌混凝土时可以免去支模、拆模等工和料。
钢管还是“钢筋” ,它兼有混凝土柱中纵向受拉、受压钢筋和横向箍筋之作用。
从施工过程看制作钢管远比制作钢筋骨架省工得多 ,而且便于浇灌。
钢管本身就是劲性结构构件 ,在施工阶段可以起劲性钢骨架的作用 ,节省了许多支撑构件和脚手架 ,简化了施工安装工艺。
2.1.5 防火耐火性能好钢管混凝土的耐火性比钢结构好 ,由于钢管内填有混凝土 ,能吸收大量的热能 ,混凝土的导热系数低而比热大 ,因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀 ,越到中心 ,温度越滞后 ,增加了柱子的耐火时间。
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1／3～2／3甚至更多 ,随着钢管直径增大 ,节约涂料也越多。
2.1.6 耐腐蚀性强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比钢结构节省。
2、2缺点尽管钢管混凝土结构的优点很多 ,但是由于它自身的特性决定了它尚存在的一些弊端。
2.2.1 使用范围有限从现已建成的众多建筑来看 ,钢管混凝土的使用范围还仅限于柱、桥墩、拱架等。
目前还很少有使用钢管混凝土梁的先例。
这是因为梁一般都做成矩形。
而矩形的钢管混凝土受力比较复杂而且构造要求繁琐 ,经济效益不佳。
2.2.2钢管混凝土构件连接构造的缺点(1)当钢管混凝土柱与混凝土梁连接时 ,就必须借助于柱上的牛腿和加强板。
如果与柱连接的梁较多且不在同一标高时 ,就会有许多的牛腿和加强板。
如果采用明牛腿可能在美观上会受到影响。
如果用暗牛腿 ,又会给浇灌混凝土带来不便 ,影响施工进度。
(2)当钢管混凝土柱与无梁盖连接时 ,尤其是采用升板法施工时 ,板与柱的连接构造是相当复杂的 ,会直接影响到施工的进度。
(3)为了能够充分发挥钢管混凝土的承载力 ,钢管混凝土的连接应尽可能地将连接力可靠地传递到核心混凝土上。
常采用柱顶盖板、柱脚底板和层间隔板、穿心板等来实现。
当然前提条件必须是应保证管内混凝土的密实 ,做到这一点也是不易的。
横隔板和上、下柱的连接是比较繁琐的 ,尤其是对于小直径管 ,特别不便于施工。
穿心板的制作也很麻烦 ,而且还会妨碍管内混凝土的浇注和振捣,一般仅在大直径钢管混凝土中使用。
2.2.3钢管构件的制作、安装具有一定难度和繁锁性(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。
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。
显然在制作难度上也较普通钢结构高。
(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。
在钢管对接焊接过程中 ,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 ,在现场拼按时 ,在管内接缝处必须设置附加衬管。
对于格构式柱要求柱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。
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。
2.2.4 从质量检查及施工方法上看 ,这种结构构件形式也是存在弊端的(1)钢管混凝土柱管内混凝土的浇注属于隐蔽工程 ,混凝土的浇灌质量是无法直观检查的。
当采用人工浇灌并振捣时 ,只能依靠操作人员的责任心和严密的施工组织管理来保证施工质量。
如果超声脉冲检测发现有不密实部位 ,就得将钢管钻孔压浆补强 ,然后再将钻孔补焊封固。
所以无论从质量检测还是完善施工质量都是较为费工的。
(2)从混凝土浇灌方面看 ,如果采用泵送顶升法 ,施工就必须有与之配套的泵及输送设备 ,而且对粗骨料的粒径、水灰比、坍落度要求比较严格。
采用高位抛落法施工 ,混凝土的配合比要求亦很严格。
必须先进行配合比实验来确定水灰比 ,然后才可以正式浇注。
因此 ,无论采用哪种方式施工 ,都必须有严密的施工组织管理。
3、钢管混凝土结构的技术经济评价钢管混凝土结构由于自身的特点 ,使其在技术经济上优于其他结构。
深圳赛格广场大厦 ,柱子最大轴压达90000kN ,截面为Φ1600×28 ,采用Q345钢材和C60混凝土。
若要设计成钢筋混凝土柱时 ,则为2200×2400 ,C60混凝土。
由此可见 ,用钢管混凝土柱代替钢筋混凝土柱时 ,柱子截面减少一半以上。
事实上 ,该工程由于采用了钢管混凝土柱 ,和采用钢筋混凝土柱时相比 ,节约了3000m2的使用面积。
此外 ,在此工程中 ,与钢筋混凝土柱相比 ,省去了大量混凝土并减轻自重60％以上 ,这除了增加有效使用面积 ,还对减轻基础负担十分有利。
和钢柱相比 ,虽然增加了一些自重 ,但柱子所占空间一般相差不大 ,而且耗钢量却可节约50％以上。
又如上海市人民广场大型地下停车场(二层)的400根柱子 ,用钢管混凝土柱比用钢筋混凝土柱每层节省有效面积160m2 ,两层共节省320m2。