钢管混凝土的特点及工程应用
关键词:钢管混凝土特征工程应用
钢管混凝土是在刚性钢筋混凝土、螺旋钢筋和混凝土的基础上演变和发展起来的，是在钢管内填充混凝土而形成的一种新型组合结构。钢管混凝土是利用钢管与混凝土在受力过程中的相互作用，即钢管对混凝土的约束使混凝土处于复杂的受力状态，提高混凝土的强度。同时，混凝土的存在可以避免或延缓钢管的局部屈曲，保证其材料性能的充分发挥。钢管混凝土结构按截面形式不同可分为矩形钢管混凝土结构、圆形钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构，其中矩形钢管混凝土结构和圆形钢管混凝土结构应用较为广泛。
1钢管混凝土结构的特点
1.1承载能力高，塑性和韧性好。
在钢管混凝土柱中，钢管对内部混凝土的约束使混凝土处于三维受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内的混凝土能有效防止钢管的局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于钢管柱和混凝土柱相应承载力之和。钢管与混凝土的相互作用使钢管内混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性明显提高，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
1.2方便施工，缩短工期。
钢管混凝土结构施工时，钢管可以作为刚性骨架来承受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；由于钢管混凝土中没有钢筋，便于混凝土浇筑和捣固；在钢管混凝土结构施工中，不需要模板，不仅节省了支模和拆模的材料费和人工费，还节省了时间。
1.3的耐火性更好。
由于钢管内填充混凝土，可以吸收大量热能，所以遭受火灾时管柱截面内温度场分布不均匀，增加了柱的耐火时间，减缓了钢柱的温升。一旦钢柱屈服，混凝土可以承受大部分轴向荷载，防止结构倒塌。组合梁的耐火性能也将得到提高，因为钢梁的温度将通过从顶部翼缘向混凝土传递热量而降低。据实验统计，与钢柱相比，在满足3小时一级耐火要求的情况下，可以节约1/3-2/3甚至更多的防火涂料，并且随着钢管直径的增大，可以节约更多的涂料。
1.4经济效果好。
钢管混凝土作为一种合理的结构形式，可以充分发挥钢材和混凝土的特点和潜力，使材料得到更加独立和合理的利用。因此，钢管混凝土具有良好的经济效益。大量工程实践表明，钢管混凝土受压构件比普通钢筋混凝土受压构件可节约混凝土50%左右，减轻结构重量50%左右，用钢量略高或略相等；与钢结构相比，可节约钢材5 0%左右。早在65438+80年代，钢管混凝土结构就出现了。如1879年，英国塞文铁路桥的建设中采用钢管墩，钢管内灌注混凝土，防止内部腐蚀，承受压力。前苏联乌拉尔的伊谢特铁路桥采用钢管混凝土构件作为拱桁架的上弦和上部结构的支柱，节约钢材25%。1961年，比利时建造码头时，采用钢管混凝土构件作为桁架的撑杆和立柱，比钢结构节省钢材40%。钢管混凝土结构技术在中国的发展和应用已有近40年的历史。1966钢管混凝土结构应用于北京地铁车站工程，70年代成功应用于单层工业厂房和重型框架。近10年来，随着国民经济的快速发展，钢管混凝土结构在我国的高层建筑、地铁站和大跨度桥梁中得到了有效的应用，促进了建筑技术的发展。