鋼管混凝土在住宅建筑中的應用_1

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1、鋼管混凝土在住宅建筑中的應用　　摘要：簡要介紹了鋼管混凝土的發(fā)展史和研究進展及其在實際工程中的應用,闡述了鋼管混凝土在鋼結構住宅建筑中應用的特點及工程應用,并對今后需要進一步研究的問題進行了展望。　　關鍵詞：鋼管混凝土住宅建筑多高層建筑工程應用鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土后形成的構件，它是在型鋼混凝土及螺旋配筋混凝土的基礎上發(fā)展起來的。鋼管混凝土利用鋼管和混凝土在受力過程中的相互作用使混凝土處于復雜應力狀態(tài)下，從而使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能大為改善;同時由于混凝土的存在可以避免或延緩鋼管發(fā)生局部屈曲，從而保證材料性能的充分發(fā)揮。可見，二者相互貢獻

2、，協同互補，共同工作，提高了鋼管混凝土構件的整體性，使其具有承載力高、塑性和韌性好、抗震性能好、施工方便、較好的耐火性能和良好的災后可修復性以及經濟指標先進等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應用[1-2]。1鋼管混凝土的研究進展按照截面的形式，鋼管混凝土可分為圓鋼管混凝土、方鋼管混凝土、矩形鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。最早采用鋼管混凝土結構的工程之一是1879年英國的Severn鐵路橋的橋墩，當時在鋼管內填充混凝土在承受壓力的同時也用來防止鋼管銹蝕。早期的研究不考慮鋼管及其核心混凝土之間的相互作用對構件承載力的提高，只是對兩者進行簡單地迭加。隨著研究的深入，人們發(fā)現在

3、受力過程中，由于鋼管對混凝土的約束作用使混凝土處于復雜應力狀態(tài)下，從而使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能大為改善;同時由于混凝土的存在可以避免或延緩鋼管發(fā)生局部屈曲，二者相互作用協同互補，提高了鋼管混凝土的整體性，使其具有一系列優(yōu)越的力學性能和先進的經濟指標?！　︿摴芑炷亮W性能的研究存在各種不同的研究方法，如實驗研究、實驗系數回歸、極限狀態(tài)分析法、以及纖維模型法和有限元法等的數值解法[3-4]，它們的區(qū)別在于如何估算鋼管與核心混凝土之間的相互約束作用，這種約束作用的存在導致了其力學性能的復雜性。由于研究者們從不同角度對上述問題進行研究，對鋼管和混凝土之

4、間的緊箍效應理解不同，因此所獲計算方法和計算結果就會有所出入。各國研究者分別對鋼管混凝土構件在靜力、動力、火災作用下以及鋼管混凝土與鋼梁或鋼筋混凝土梁組成的框架結構的力學性能進行了系統研究[1-4]。世界各國在有關研究成果的基礎上分別制訂了鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程，如歐洲的EC4、DIN18800，美國的ACI-319-89、SSLC、LRFD，日本的AIJ。我國是在上世紀60年代開始研究鋼管混凝土的，主要集中在鋼管中灌素混凝土，雖然起步較晚，特別是近十幾年取得了令人矚目的成就，已頒布了幾個設計規(guī)程，如JCJ01-89、CECS28:90、DL/T5085-

5、1999和GJB1029-XX。這些規(guī)程的制定，拉開了鋼管混凝土在我國建筑業(yè)中廣泛應用的序幕。2鋼管混凝土在住宅中的應用20世紀60-80年代鋼管混凝土開始應用于工業(yè)與民用建筑。隨著理論研究的深入、設計規(guī)程的頒布和其自身具有的優(yōu)點，鋼管混凝土被越來越廣泛地應用于單層和多層工業(yè)廠房柱、設備構架柱、各種構架、支架、棧橋柱、地鐵站臺柱、送變電桿塔、桁架壓桿、樁、空間結構，近10年又被應用于橋梁結構、高層和超高層建筑中，特別是近2-3年，它被越來越多地應用于住宅建筑中，并取得了良好的經濟效益和建筑效果。鋼管混凝土在非住宅建筑中的應用及特點20世紀60年代，鋼管混凝土開始

6、應用于工業(yè)廠房。據統計，到1994年我國就有上百個單層、多層廠房或構架柱工程采用鋼管混凝土柱，每根構件的造價與鋼筋混凝土柱的相當或有所降低，但截面明顯減少，施工周期縮短。鋼管混凝土廠房遍布全國各地，如上海三十一棉紡廠，大連造船廠船體裝配車間，武昌造船廠和中華造船廠船體結構車間，太原鋼鐵公司三煉鋼連鑄車間等[2]。鋼管混凝土在廠房中的應用邁出了其在實際工程中應用的第一步。　　近十幾年，鋼管混凝土被廣泛地應用于拱橋和空間桁架梁式橋梁結構中。據不完全統計,截止1999年，我國共建造鋼管混凝土拱橋一百多座，鋼管混凝土勁性骨架拱橋10余座。與此同時，鋼管混凝土在我國高層和

7、超高層建筑中的應用發(fā)展很快，經歷了由局部柱子采用，到大部分柱子采用，最后發(fā)展到全部柱子采用的過程。其中局部采用鋼管混凝土柱子的高層建筑有：福建泉州市郵電局大樓、福建南安郵局大廈、福州環(huán)球廣場、廣州好世界廣場()、北京四川大廈、福建省政府屏山綜合樓二區(qū)；大部分柱子采用的有：廈門阜康大廈()、北京世界金融中心大廈(120m)、廣州新中國大廈()、深圳市郵電信息中心大廈、天津工商銀行辦公大樓；全部柱子采用的有：廈門金源大廈、天津今晚報大廈、深圳賽格廣場大廈、上海陸海工程等。其中深圳賽格廣場大廈獲得XX年國家科技進步二等獎，這是我國自行設計、自己加工制造自己施工并全部采

8、用國產鋼材、自行投資的第