钢管高强混凝土

发表于2004-04-20    1401人浏览    2人跟帖    总热度:41  

钢管高强混凝土---新世纪的高性能结构材料和高效施工技术
蔡绍怀
中国建筑科学研究院结构所 北京 100013
摘要:对我国钢管高强混凝土结构技术的发展现状作了简要介绍。着重评述了在高层建筑、大跨度桥梁工程中应用钢管高强混凝土结构的成就。工程实践表明,钢管高强混凝土既是一种高强、高性能结构材料,也是一种高效施工技术。它将对新世纪土建工程的技术进步产生深远的影响
关键词:钢管混凝土 高强混凝土 高屋建筑 大跨度桥梁 组合结构
1.引言
  钢管混凝土就是由混凝土填入薄壁圆形钢管而形成的组合结构材料.其基本原理是借助圆形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压缩变形能力。钢管混凝土除具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、耐冲击等优越的力学性能外,还具有省工省料、架设轻便、施工快速等优越的施工性能[1-4]。
  从1897年美国人John Lally 在圆钢管中填充混凝土作为房屋建筑的承重柱(称为Lally柱)并获得专利算起,钢管混凝土结构在土木工程中的应用已有百年历史。钢管混凝土优越的力学性能和施工性能,一开始就受到美欧各国土木工程界的重视,竞相开发利用。其间,开展了大量的试验研究工作, 曾在一些厂房建筑、个别的多层建筑和立交桥以及特种结构工程中加以应用。但终因管内混凝土的浇灌工艺未得到很好解决,现场的施工操作显得繁琐,而使用权钢管混凝土在施工性能方面的潜在优势未能得到应有的发挥。 相比之下,人们仍宁愿采用操作简单、质检直观的普通钢筋混凝土结构或工厂化程度高、现场劳动量少、吊装轻便、施工快速的钢结构。
  80年代后期,由于现代高强、高性能混凝土技术和泵灌混凝土技术的迅速发展,给钢管混凝土结构技术的发展增添了新的活力,在欧、美、澳的一些桥梁工程和高屋建筑工程中,钢管高强混凝土技术悄然兴起。这是因为:(1)圆形钢管的套箍约束作用能最有效地克服核心高强混凝土的脆性; (2)泵灌混凝土工怕发展,解决了现场钢管混凝土的浇灌工艺问题,而圆形钢管本身就是耐侧压的模板,能最有效地适应先进的泵灌混凝土工艺; (3)钢管兼有纵筋和箍筋的功能,其用钢量较变通钢筋骨架为省,而且因有钢管分隔,管内高强混凝土浇灌与管外梁板结构的普通混凝土浇灌互不干扰,无交错浇灌的麻烦; (4)钢管外无混凝土保护层,能充分发挥高强混凝土的承载能力。 采有钢管高强混凝土技术是解决钢筋混凝土高层建筑“胖柱”问题和增大桥梁结构跨越能力的经济而有效的措施,是高层建筑和桥梁建筑技术和桥梁建筑技术进步的重大突破。
  钢管混凝土结构技术在我国开发利用已有近40年的历史。1966年成功地将钢管混凝土柱用于北京地铁车站工程。70年代又在冶金、造船、电力、等待业的单层厂房和重型构架中得到成功的应用。80 年代,根据建设部科技发展计划,在我国开展了较系统的科学试验研究,使钢管混凝土结构的计算理论和设计方法取得了长足的进展,已形成一套能满足设计需要的计算理论和设计方法 [1] 。影响钢管混凝土极限承载力的主要因素,诸如(a)钢管对核心混凝土的套箍强化作用,(b)柱的长细比, (c)作用力的偏心率,(d)柱端约束条件(转动和侧移),(e)沿柱身的弯矩分布梯度等, 在计算公式中都得到恰当的考虑。在格构柱的承载力计算公式中,考虑了钢管混凝土柱肢的抗压强度和抗拉强度不相等这一重要特性。
   我国在钢管高强混凝土的研究和应用上起步并不算晚。早在1984 年另建筑科学研究院结构海军工程设计研究局协作, 即开始了对C75-C85 级钢管高强混凝土柱基本性能的试验研究。接着在国家自然科学基金会和建设部、铁道部、 国家建材局等联合资助的“七五”重点科技项目《高强混凝土结构性能、设计方法及施工工艺的研究》和“八五”重点科技项目 《高强与高性能混凝土材料的结构与力学性态研究》中,都有关于钢管高强混凝土的研究子项,先后由中国建筑科学研究院、 清华大学和重庆建筑大学等承担,混凝土强度等级已达到C116 。这些研究成果[5 ~10] 以条文的形式被列入1990 年由中国工程建设标准化协会批准颁布的 《钢管混凝土结构设计施工规程》(CECS28 :90)[11] (涵盖至C60 ),1994 年10 月由中国建筑工业出版社出版的《高强混凝土结构设计与施工掼》 [12] 第一版和2001 年第二版[13] 以及1999 年由中国工程建设标准化协会批准颁布的《高强混凝土结构技术规程》(CECS104 :99 ) [14] ,更将其涵盖的混凝土强度等级从C60 扩展到C80 ,为钢管高强混凝土的推广应用提供了技术上的后盾。 建设部于1995 年将钢管混凝土结构技术列入科技成果重点推广项目。
  最近10 年,时逢盛世,国家经济迅猛发展,钢管高强混凝土结构技术在我国的高层建筑工程和大跨度桥梁工程中得到卓 有成效的应用,有国行推动了上述领域营造技术的发展,取得了令人瞩目的成就,而钢管高强混凝土结构技术自身也在上述工程实践中得到了新的发展。
2.高层建筑工程
  在高层次建筑结构中,钢管混凝土柱具有很强的相容性,它既可在混凝土结构体系中因
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 发表于2004-04-20   |  只看该作者      

谢谢!我看了!

 发表于2009-03-16   |  只看该作者      

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谢谢发帖,你辛苦了

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  •    genglikai  奖励于 2009-03-17 04:41:54

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