购物车(0)
钢管混凝土结构篇1
为解决混凝土由于振捣不足而使耐久性降低及振捣密实困难的问题，20世纪80年代后期日本东京大学教授村甫开发了“不振捣的高耐久性混凝土”，即自密实混凝土(Self-Compacting Concrete)。它是一种有高流动性，且不离析和不泌水，不需要振捣即可充满模型和包裹钢筋的高性能混凝土。随后，日本及美国等多数欧洲国家都开始投入对自密实混凝土的研究。自密实混凝土所占密度已经成为衡量一个国家混凝土行业技术水平高低的重要标准。
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件，根据截面形式的不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。至今，国内外对钢管混凝土的研究工作主要以圆形和方形钢管混凝土居多。在钢管中用自密实混凝土，不仅可以更好地保证混凝土的密实度，而且可以简化混凝土的振捣工序，降低混凝土的施工强度和工程费用，还可减轻城市噪音污染等。1999年建成的76层的深圳赛格广场顶层部分钢管混凝土柱就采用了自密实混凝土，并且取得了较好的效果。钢管自密实混凝土的力学性能与钢管普通混凝土类似，钢管普通混凝土结构的设计方法基本适用于钢管自密实混凝土结构。
2.自密实混凝土的配合比
原材料对自密实混凝土的配置非常重要。因此在配制过程中考虑以下几个方面以优化自密实混凝土的性能从而降低成本。胶凝材料的组成可能会影响混凝土应力腐蚀和开裂的性能。以粉煤灰取代一部分的硅酸盐水泥其性能将使混凝土的性能有较大的改善。此外，骨料级配是最重要的环节之一，骨料粒径必须严格的控制。自密实混凝土运用于钢管混凝土结构中要求：易于浇筑入钢管内且浇筑初期较稳定，高弹性模量，硬化后低收缩性和徐变。因此自密实混凝土应该低坍落扩展度，高粘度和高级配。本文给出了试配C40普通及自密实混凝土，表1为普通混凝土与自密实混凝土的配合比。各类混凝土的工作性能及抗压强度如表2所示。配合比中所用水泥为42.5普通硅酸盐水泥，细骨料为细度模数为2.8的河砂，粗骨料最大粒径分别为25mm和10mm。自密实-1减水剂为聚丙烯型，自密实-2及普通型混凝土的减水剂是萘型。
表1: 普通凝土和自密实混凝土的配合比
注：所有混凝土设计强度均为C40
表2: 自密实和普通混凝土的工作性能及抗压强度
注：加 ‘*’ 表示混凝土自然养护
3. 工程应用
实例工程: 某商务大厦,是一座集办公、会展、商贸、金融和娱乐为一体的现代化高层建筑，该建筑地下三层，地上60层，总高度213m。采用圆形，方形钢管混凝土柱，部分柱子为三角型构造。钢管使用钢材的屈服极限为360MPa，钢管内浇筑C40自密实高性能混凝土，其中自密实混凝土配合比列于表1，坍落度及L型仪流平度等工作指标如表2所示。混凝土密度为2370 Kg/m3。采用自下而上泵送顶升浇筑法施工，不仅可大大降低施工噪声，加快施工速度，保证和提高施工质量，对于实际施工而言可减少高空作业，施工操作更为方便安全而且综合效益显著。
随后本文对采用普通混凝土和自密实混凝土的工程造价进行了对比，可以发现，自密实混凝土不仅其工作性能优于普通混凝土，每立方米的造价也低于普通混凝土，对于工程实际使用大有益处。表3给出了实际的对比情况。
表3: 自密实与普通混凝土实际造价对比
4.结语
(1) 通过优选原材料，特别是骨料的粒形、级配和针片状含量，优化配合比，配制出具有优良的工作性，坍落度损失小，可泵性良好，同时具有良好力学性能和耐久性能的自密实混凝土。满足了钢管混凝土结构施工中采用泵送法浇筑混凝土的技术要求。
(2) 将自密实钢管混凝土应用工程实践中，其不仅具有良好的力学性能，而且可满足灌注施工中泵送顶升的施工要求，大大加快了施工进度。从材料成本、施工进度及工程质量等方面综合比较来看，自密实混凝土用于钢管混凝土拱桥中具有较好的技术与经济效益。
5. 参考文献
[1] 李停驰.自密实混凝土综述. 河北软件职业技术学院学报, 2006, 8 (3): 72-74.
钢管混凝土结构篇2
1．钢管混凝土结构的研究现状
20世纪60年代之前，钢管混凝土结构的研究对象主要是圆钢管混凝土结构。从60年代后半期以后，开始比较系统地研究矩形钢管混凝土结构。目前，圆钢管混凝土结构的研究已经取得了丰硕的成果，很多国家制定了相应的设计和施工规范或规程，如欧洲标准EC4（1996）、德国标准DIN18800（1997）、美国标准ACI319－89、SSLC（1979）和LRFD（1997）、日本标准AIJ（1980，1997）。在我国，钢管混凝土结构的研究主要集中在圆钢管中填充素混凝土的内填型圆钢管混凝土结构，最早开展研究工作的是原中国科学院哈尔滨土建研究所。1968年以后，中国建筑科学研究院、冶金部冶金建筑科学研究院等单位也先后对钢管混凝土基本构件的工作性能、设计方法、节点构造和施工技术等方面展开了系统的研究。进入80年代后，研究工作进一步深入，通过大量的试验研究和理论分析，对构件的承载力和变形性能及其影响因素进行了全面的研究，得到了实用的设计计算公式。与此同时，钢管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展，涌现出很多新的施工工艺和施工方法，钢管混凝土结构的优势得到了更加充分的发挥。近十几年来，我国钢管混凝土结构的科学研究和工程应用都取得了令人瞩目的成就。目前已经先后有国家建材局、中国工程建设标准化委员会、国家经济贸易委员会和总后勤部颁布发行了有关钢管混凝土结构的设计规程。为钢管混凝土结构在我国的推广奠定了坚实的基础，使钢管混凝土结构广泛应用于各种大型建筑工程和交通运输工程中。
2．钢管混凝土结构发展方向
2.1 高强度材料的应用
采用高强混凝土可以减轻结构自重、降低工程造价。随着混凝土强度的提高，其延性下降，这阻碍了它在实际工程中的应用。将高强混凝土灌入钢管中形成高强钢管混凝土，由于受到钢管的约束作用，混凝土处于三向受压状态，其延性将大为提高，而其构件的承载力也得到了相应的提高。因此，高强钢管混凝土具有很大的发展潜力。
2.2 节点动力性能的研究
节点是结构设计中的关键部位，也是施工的难点。对于钢管混凝土节点，其合理与否直接关系到结构的安全性和整个工程的造价。钢管混凝土节点可以分为两种；钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点和钢管混凝土柱与钢梁的连接节点。目前，国内对于钢管混凝土节点静力性能的研究较多，而对于节点动力性能的研究报导还较少。
2.3 耐火性能的研究
我国还没有制定针对钢管混凝土结构的防火规定。对于已经建成的钢管混凝土结构，有的采用钢管混凝土结构外包混凝土，有的按照钢结构的要求涂防火材料，都没有统一规定和科学的依据。近年来，国内学者就钢管混凝土的耐火性能问题进行了研究，已经取得了可喜的成绩，但形成规范还需时日。
2.4 钢管混凝土结构体系抗震性能的研究
在对采用钢管混凝土柱及钢筋混凝土柱的框架结构进行了抗震性能的对比试验研究后发现，钢管混凝土框架结构的抗震性能明显优于钢筋混凝土框架结构。但目前对钢管混凝土结构抗震性能的研究，主要还是集中在基本构件方面，而对于钢管混凝土整体结构的抗震性能的研究还不多。应开展这方面充分的研究，以提供合理的抗震设计参数，便于工程应用。
3．结束语
与钢筋混凝土结构和钢结构相比,钢管混凝土结构是一种相对新的结构形式。但钢管混凝土能够适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展的需要,符合现代施工技术的工业化要求,因而正被越来越广泛地应用于各种结构工程中,并已取得良好的经济效益和建筑效果。随着理论研究的深入和完善,施工工艺的提高和高性能材料的应用,钢管混凝土结构应用范围将不断扩大,将是结构工程科学的一个重要发展方向。
钢管混凝土结构篇3
随着社会经济的迅速发展和城市化进程的加快, 高层建筑尤其是一些超高层建筑日趋增多。钢与混凝土组合结构之一的钢管混凝土，因其承载力高、刚度大且抗震性能好、节约钢材和施工简捷等突出优点，在高层和超高层、公共及大型桥梁等建筑得到了日益广泛的应用。
钢管混凝土结构特点及优势
钢管混凝土在高层建筑工程中，主要是作为受压管柱的建筑构件使用，与钢梁和梁柱节点等共同构成建筑物的框架结构体系。 钢管砼柱因其结构特征，同时具备了钢管和混凝土两种材料的性质。实验和理论分析证明，钢管混凝土在轴向压力作用下，钢管的轴向和径向受压而环向受拉，混凝土则三向皆受压，钢管和混凝土皆处于三向应力状态。三向受压的混凝土抗压强度大大提高，同时塑性增大，其物理性能上发生了质的变化，由原来的脆性材料转变为塑性材料。正是这种结构力学性质的根本变化，决定了钢管砼的基本性能和特点，并作为新型的第五种建筑组合结构显示出巨大的生命力和发展前景。钢管砼的特征与优势如下：
1、钢管砼柱的抗压和抗剪承载力高，相当于钢管和混凝土二者之和的2倍以上，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、柱子截面减小，自重减小，相当于设防烈度下降一级，具有良好的抗震性能。由于结构自重大大减轻,这对减小地震作用大为有利。结构具有良好的延性,这在抗震设计中是极为重要的。而对于一般钢筋混凝土柱,尤其是轴压和小偏心受压柱是难以克服的缺点。
3、钢管壁薄便于选材、制造与现场焊接，是施工最为快捷的建筑结构，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。 4、钢管砼柱内的混凝土可大量吸收热能，其耐火性优于钢柱，从而比钢柱可节省耐火涂料50%以上。此外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。
5、钢管混凝土获得了很好的经济效果。钢管混凝土柱截面比钢筋混凝土柱可减少60%以上，轮廓尺寸也比钢柱小，扩大了建筑物的使用空间和面积。与钢结构相比,节约了大量钢材，因而相应地也降低了造价。与钢筋混凝土结构相比,大约可减少混凝土量的一半,而用钢量大致相当。这样随之带来的优越性是构件自身大大减轻、构件断面大大减小,减少了结构占地面积。由于省去了大量的模板,节省了大量木材,降低了费用, 钢管砼柱自重减少，减轻了地基承受的荷载，相应降低了地基基础造价，因此其取得了显著的经济效果。
二、钢管混凝土在工程中应用及效益
近年来，钢管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展，涌现出很多新的施工工艺和施工方法，使钢管混凝土结构广泛应用于各种大型建筑工程和交通运输工程中，取得了较好的经济和社会效益。 1、高层建筑工程。据有关资料，达百米和超过百米的钢管砼结构的高层建筑已有20多座。其中最高的是深圳72层的赛格广场大厦，结构高度291.6米，堪称世界之最。这些高层建筑中采用钢管混凝土柱不仅节约材料、减轻自重、缩短工期，经济效益显著。 2、 公共建筑、工业厂房及大跨度桥梁工程 。例如南宁青秀山高尔夫俱乐部打习馆改扩建工程，项目位于青秀山风景区，拟在改造原有主体框架的同时扩建二层的办公用房。由于打习馆已投入使用，在改、扩建施工的过程中应尽量减少对原有建筑已使用部分的影响，缩短工期，同时配合整个建筑物的立面造型及风格，经多方分析比较，决定在扩建工程中采用钢-混凝土组合结构，并采取一定的施工措施，充分利用组合结构的优越性，取得了良好的技术经济效益。钢管混凝土已经被广泛地应用于拱桥结构中，也开始应用于斜拉桥结构中。 在拱桥结构中，钢管混凝土构件主要用来承受轴向压力。拱桥的跨度很大时，拱肋将承受很大的轴向压力，采用钢管混凝土构件是非常合理的。另外，钢管可以做为桥梁安装架设阶段的劲性骨架和灌注混凝土的模板。因此，钢管混凝土被认为是建造大跨度拱桥的一种比较理想的复合结构材料。
近年来，在斜拉桥和梁式桥中也开始采用钢管混凝土结构，同样取得了良好的经济效益。例如，广东南海市紫洞大桥、湖北秭归县向家坝大桥和四川万县万洲大桥都采用了钢管混凝土空间桁架组合梁式结构，减轻了结构恒载，提了结构承载力利用系数，同时采用与之相适应的、合理的施工工艺，简化了施工程序，减少了施工设备，加快了施工进度，降低了工程造价。钢管混凝土空间桁架组合梁式结构适用于多种桥型，如系杆拱桥结构、特大跨径斜拉桥结构、特大跨径悬索桥结构等，推广其应用必将带来显著的经济效益和社会效益。
钢管混凝土结构篇4
(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。
(4)获得了很好的经济效果。与钢结构相比,节约了大量钢材。根据多项工程统计,钢管混凝土大约能节省钢材50%,因而相应地也降低了造价。与钢筋混凝土结构相比,大约可减少混凝土量的一半,而用钢量大致相当。这样随之带来的优越性是构件自身大大减轻、构件断面大大减小,减少了结构占地面积。由于省去了大量的模板,节省了大量木材,降低了费用,因此其取得了显著的经济效果。
(5)具有良好的抗震性能。由于结构自重大大减轻,这对减小地震作用大为有利。结构具有良好的延性,这在抗震设计中是极为重要的。而对于一般钢筋混凝土柱,尤其是轴压和小偏心受压柱是难以克服的缺点。
(6)具有美好的造型与最小的受风面积。圆形柱不仅以其美好的造型而且因其无棱角,所以特别适用于公共建筑的门厅、大厅、车站\车库、城市立交桥以及露天塔架等高耸结构。
由于钢管混凝土结构具有一系列的优点,因此被广泛采用于多高层建筑、桥梁结构、地铁车站及各种重型、大跨的工业厂房以及高耸塔架等建筑物。钢管混凝土结构在国外应用已有近百年历史,20世纪初,美国就在一些单层和多层房屋中采用钢管混凝土柱。
二、钢管混凝土结构在多层建筑中的应用
1984年在上海建成的基础公司特种基础研究所科研楼,地下2层,地上5层均为双跨钢管混凝土框架结构。边柱与中柱分别为令299与个35l的钢管混凝土柱,可见柱断面及结构占地面积均比钢筋混凝土框架柱为小。其后又陆续用于高层建筑的全部与部分主体结构中。例如1992年泉州市邮电局大厦,高87.5m,采用框架剪力墙结构,底部三层的框架柱采用的钢管混凝土柱。厦门信源大厦高96m,地下2层\地上28层。地下至20层的全部框架柱及20～23层的四角柱采用了钢管混凝土。厦门埠康大厦,高86.5m,地上25层,其中12层采用了钢管混凝土柱。惠州嘉骏大厦28层,全部柱子采用钢管混凝土柱。惠州富绅商住楼28层,地下2层、地上3层全部柱子采用了钢管混凝土柱。这些高层建筑中采用钢管混凝土柱不仅节约材料、减轻自重、缩短工期,并且如果采用钢筋混凝土,柱断面尤其是底下数层柱的断面将会很大,结构占据了很大的使用面积,也给使用带来诸多不便。
三、钢管混凝土结构在公共建筑中的应用
北京地铁车站站台柱。在北京地铁车站站台中广泛采用了钢管混凝土柱,不仅充分发挥了其优良的受力性能,也获得美好的景观,缩短了工期。首钢陶楼展览馆,全部柱子也采用了钢管混凝土柱。江西省体育馆的屋盖由跨度为88m的拱悬挂。拱采用箱形截面,分别用四根钢管置于箱形截面的四角,用角钢做腹杆组成了箱形截面拱。四角钢管中浇筑混凝土,以此箱形拱为依托,挂上模板,浇灌混凝土以形成钢筋混凝土箱形截面拱。这样解决了如此高大拱体现场浇筑混凝土的困难。充分体现了前述钢管可作为施工时承重骨架的优越性。这一结构,实际上是钢管混凝土与空腹桁架配钢的型钢混凝土结构的巧妙结合与新的发展。
四、钢管混凝土结构除广泛应用于多高层民用建筑、公共建筑及工业厂房以及桥梁中外,也经常用于各种设备支架、塔架、通廊与仓库支柱等各种构筑物中。
因为这些平台或构筑物支架柱常为轴心受压或接近轴心受压,塔架等构架的杆件常常以轴力为主,因此用钢管混凝土柱受力合理,尤其对于室外的高度较高的塔架或仓库等,用圆形柱减小了受风面积,对承受风力是理想的断面形式。这些构筑物中比较典型的有江西德兴铜矿矿石贮仓柱。圆筒贮仓高达42m,包括矿石在内总重达16000t,采用了16根钢管混凝土柱支承。荆门热电厂锅炉构架1982年建成,锅炉及附属结构总重为4220t,构架高50m,由六根钢管混凝土平腹杆双肢柱支承。构架跨度22.4m,柱距12m,柱顶标高47.93m。柱肢采用令800mmXl2mm的钢管,显得非常轻巧。另外用于高炉和锅炉的构架还有首钢二号高炉\四号高炉构架,太钢1.053m3高炉构架,辽阳化纤总厂热电厂八号锅炉构架,周口、许昌等电厂锅炉构件等。用于做平台支柱的如黑龙江新华电厂加热器平台柱,荆门热电厂加热器平台柱等。
华北电管局的微波塔于1988年建成,塔顶标高117m,塔身由20根令273mmX8mm无缝钢管内注C15混凝土的钢管辊凝土柱构成空心圆柱形结构。华东电力设计院1979年设计的500kV门式变电构架采用
钢管混凝土结构篇5
Keyword: steel tube concrete; Application; development
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
钢管混凝土结构自60年代引入我国以来，迄今已有三十多年。它在我国的应用和发展历经了两个阶段：60年代至80年代中期为推广应用阶段，80年代后期至今为发展提高阶段。
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的构件，它是在型钢混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上发展起来的．钢管混凝土利用钢管和混凝土在受力过程中的相互作用使混凝土处于复杂应力状态下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善；同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，从而保证材料性能的充分发挥．可见，二者相互贡献，协同互补，共同工作，提高了钢管混凝土构件的整体性，使其具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能好、施工方便、较好的耐火性能和良好的灾后可修复性以及经济指标先进等优点，因而得到了广泛的应用。
钢管混凝土结构的特点
钢管混凝土结构利用钢管和混凝土2种材料在受力过程中相互间的组合作用 充分发挥2种材料的优点与其他结构形式相比，有其很大的优越性。
1.承载力提高
一方面，钢管混凝土构件轴心受压时，混凝土的横向变形受到钢管的约束而处于三向受压状态，从而提高了核心混凝土抗压强度，大大改善了混凝土的力学性能，改善了混凝土的脆性的弱点。而填于钢管之内的混凝土，又增强了钢管管壁的稳定性，以致其不易屈曲另一方面，承载力高，可使构件截面减小，增加使用空间，且构件自重减轻，从而减小基础负担，降低基础造价。
2.变形能力好
钢管混凝土结构中，核心混凝土在钢管的约束下，既使其在使用阶段的变形能力改善了，同时在其破坏时产生很大的塑性变形。试验表明，钢管混凝土柱被破坏时可以压缩到原长的2/B钢管中的混凝土已经由脆性破坏转变为塑性破坏，使整个构件呈现出弹性工作塑性破坏的特征。
3.防火能力好
钢管混凝土柱在吸热后一些热量会传给混凝土，减慢钢管的升温速度，并且一旦钢管部分屈服混凝土可以继续承受轴向荷载，防止结构倒塌。而且钢管混凝土构件在急骤降温(如消防冲水)时又不像钢筋混凝土那样爆裂，说明其防火性能比钢结构和钢筋混凝土结构更加优越。
4.施工方便
a.钢管本身就是模板，在浇灌混凝土时，可省去模板的施工，并可适应先进的泵灌混凝土工艺。
b.钢管本身又兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，制作钢管远比制作钢筋骨架省工，而且便于浇灌混凝土。
c.钢管本身又是劲性承重骨架，在施工阶段可起劲性钢骨架的作用，其焊接工作量远比一般型钢骨架少。
5.经济效果显著
实践表明，钢管混凝土与钢结构相比，在保持自重相近和承载力相同的条件下，可节省钢材50%并节省大量的焊接工作，与普通钢筋混凝土相比，在保持钢材用量相近和承载力相同的条件下，构件的横截面积可减少一半，从而使建筑空间得到加大。混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少50%，另外，钢管混凝土本身的施工特点符合现代施工技术工业化的要求，可大量节约人工费用，降低工程造价钢管混凝土结构在高层建筑中都得到了广泛应用，随着高度超过100 m 的超高层建筑的大量兴建，在高强混凝土还不普及的20世纪80年代后期，人们开始应用钢管混凝土柱以解决“胖柱”问题的探索，广州好世界广场大厦(33层)，率先于1993年采用了C60级的钢管高强混凝土柱并获得成功。
我国自上个世纪90年代初开始将钢管混凝土应用于高层建筑，到目前为止，全部或部分采用钢管混凝土的高层和超高层建筑已有近100座。在采用钢管混凝土的超高层建筑中，规模最大的是1999年建成的深圳赛格广场大厦，地上72层，高291.6米，总建筑面积为16.67万平方米，是迄今为止全部采用钢管混凝土柱世界最高建筑。该建筑的框架柱结构及抗侧立体系内筒全部采用了钢管混凝土，该工程是完全由我国自行设计、制造和施工，为高层和超高层建筑采用钢管混凝土结构积累了宝贵的经验。
二．钢管混凝土结构在高层和超高层建筑中的应用
20世纪60—80年代钢管混凝土开始应用于工业与民用建筑．随着理论研究的深入、设计规程的颁布和其自身具有的优点，钢管混凝土被越来越广泛地应用于高层和超高层建筑中。
一方面是因为钢结构自身具有科技含量较高，利于环境保护，且可再生利用等优点，另一方面是由于我国钢产量大幅度增加，世界钢产量日趋饱和，钢材价格随之下降，所以近年来我国开始大力推广钢结构，鼓励采用钢结构．建设部等部门也为此制定了加速推广建筑钢结构发展和应用的目标，确定“十五”期间以推广住宅钢结构为重点，力争在“十五”期间使我国建筑钢结构用钢量达到全国钢材总产量的3％，到2015年达到6％。住宅建筑历来居建筑业首位，所以在住宅建筑中推广钢结构势在必行。由于目前我国人口众多，土地资源相对不足，在人口密度大的城市，仍然是以高层为主．住宅钢结构，具有柱子用量少，室内有效使用空间大，房屋空间布置灵活，结构性能好等优点。它所选择的结构体系一般是：5—6层以下，框架体系或框架一支撑体系；6层以上，框架一支撑体系或框架一混凝土剪力墙(核心筒)体系；多层，大多采用双重体系。钢结构住宅采用的框架柱有H型钢柱，钢管砼柱和钢骨砼柱，后两种为组合柱．在小高层建筑中，组合柱比H型钢柱省钢，进而也就可以降低工程造价，但是，钢骨砼柱的施工较钢管混凝土柱施工复杂，因此，在住宅钢结构中推广钢管混凝土势在必行。
三．钢管混凝土结构的发展方向
1.钢管混凝土结构体系抗震性能的研究。目前，对钢管混凝土抗震性能的研究主要集中在基本构件方面，而对由钢管混凝土柱和钢或钢筋混凝土等形式的梁组成的框架结构的抗震性能则很少涉及。今后应开展这方面的研究工作，并在充分考虑结构空间作用的基础上，提供合理的钢管混凝土框架柱和节点的抗震技术参数，便于工程应用。
2.在防火设计方面，要简化钢管混凝土防火极限的设计方法，制定钢结构(钢管混凝土结构)住宅建筑的防火设计规范。只有这样，才能有助于推广钢管混凝土在住宅建筑中的应用。
3.钢管混凝土结构在火灾后的性能研究。火灾后钢管混凝土结构的性能有其特点，应当合理地评估其强度，为该类结构的维修加固提供科学的依据。
4.节点动力性能的研究。节点是结构设计中的关键部位，也是施工的难点。对于钢管混凝土节点，其合理与否直接关系到结构的安全性和整个工程的造价。
5.结合实际工程，进一步完善钢管混凝土住宅建筑的设计理论、不同类型结构设计规范和施工规程，尽快编制各类构件的配套图集。
此外，钢结构住宅对施工队伍的施工技术要求比较高，而国内大部分地区主要进行混凝土结构的施工建设，因此应该加强对钢结构专业施工队伍的培训，进一步促进钢管混凝土在高层建筑中的发展与应用。与钢筋混凝土和钢结构相比 钢管混凝土是一种相对年轻的结构 但它却以其特殊的优点，正愈来愈受到工程界的重视和青睐，相信随着人们对钢管混凝土这类结构的不断认识和了解，这类结构的科学研究必将更趋深入和完善，工程应用必将更趋广泛。
参考文献：
[1]钟善桐．钢管混凝土结构[M]．北京：清华大学出版社，2003．
[2]钟善桐．钢管混凝土结构在我国的应用和发展[J]．建筑技术，2001(7)：39—40． ，
[3]韩林海．我国钢管混凝土结构研究与应用的部分新进展[J]．工业建筑，1995(5)：9．
[4]韩林海．钢管混凝土耐火性能的特点探讨[J]．哈尔滨建筑大学学报。1997(5)：22—23．
钢管混凝土结构篇6
1.预应力钢筋混凝土结构的优点
由于预应力钢筋混凝土结构是将预应力技术与钢筋混凝土结构相结合而形成的一种新的结构体系，因此它具有预应力技术的优点以及钢筋混凝土结构的优点，除此之外，它还具有以下几点优点：（1）在建筑工程施工过程中，通过预应力技术可以将建筑物的荷载进行一定的传递，避免建筑物的变形；（2）可以在一些内力较大的杆件上施加一定的预应力，以此来分担建筑工程中某一部分的内力；（3）施工人员可以对桁架或者钢网架施加一定的预应力，这样可以调整建筑结构的内力，使其受力更加均匀；（4）通过预应力钢管混凝土结构可以有效的提高结构的刚度与振动频率，提高建筑结构的承载力，防止建筑结构变形。
我们将预应力网架与普通网架进行初步对比发现，预应力网架具有明显的优越性，通过它能够有效的节约钢材与成本；我们再将预应力钢管混凝土空闻桁架与普通钢屋架相对比，结果发现，前者比后者节约的钢材为60～70%，成本费用节约了40～55%。
2.预应力钢管混凝土结构的形式以及种类
2.1预应力钢管混凝土的分类
首先，根据预应力钢管混凝土的截面形式分类可以将其分为圆铜管混凝土、方钢管混凝土、空心钢管混凝土以及多边形钢管混凝土三种类型。其中圆钢管混凝土是建筑工程中最为常见的一种。在其施工过程中，我们只需要在管内浇筑一定的素混凝土，而不需要在其中配置相应的钢筋，正因为施工简便，因此受到相关研究者的广泛关注。
其次，根据预应力钢筋混凝土的结构形式可以将其分为单截面构件式、复合结构式以及预应力组合式等。
最后，根据预应力钢筋混凝土的内填混凝土的种类可以将其分为以下几种类型，主要包括普通钢管混凝土、轻骨料钢管混凝土、高强钢管混凝土等。
2.2预应力钢管混凝土的形式
（1）首先，我们需要将预应力筋直接放置到钢管内，并且在其中加入适量的内隔板或者混凝土，使之成为一个预应力钢管混凝土的上构件。通过该构件不仅能够有效的提高其抗压能力，还能够提高其抗拉能力。施工人员一般将其构件应用在轴压构件当中。其次，我们需要将这一构件当做预应力钢管混凝土的芯柱，然后将其配置在量的受压区域，这样可以有效的提高抗弯能力，并且可以改善其延伸性。如果我们将这一构件应用在高层建筑当做作为柱，可以有效的提高整个建筑物的刚度以及稳定性。
为方便施工，常将预应力筋放于管外，形成撑扦式预应力钢管混凝上柱。施加预应力束后，撑杆对构件产生扭转约束和线位移约束，从而提高其临界压力和稳定性。常用于桅杆结构中，如电视塔、玻璃幕墙承重骨架的竖向压杆等。
（2）当构件承受弯矩时，可根据弯矩分布图形，配置曲线（偏心直线）预应力束，就像普通预应力混凝土结构一样。若弯矩较大或为方便施工，可将预应力束配置在体外。配束的原则是获得最大的反向弯矩及最小的轴向压力。理论上虽可使钢管混凝土受弯构件变成轴心受压构件.但一般很难完全抵消外弯矩，故只能使构件由受弯改变为压弯构件.充分利用钢管混凝土的受压特性和预应力束的高强抗拉特性，获得良好的经济效益。
（3）拱架结构。拱架结构的拱主要承受轴向压力，当跨度较大和荷载较重时采用钢管混凝土是十分合理的。若结合平面转体施工法或钢束吊挂施工法，可充分发挥钢管混凝土的优点，将结构用钢与施工用钢统一起来.解决了施工时的结构强度和刚度之间的矛盾：在拱架的下弦配置高强预应力束.与压拱组成无推力（或小推）拱架结掏体系，做成内超静定外静定的结构。
（4）平面桁架中的上下弦。大跨度或重载的桁架结构中.上弦为压杆，下弦为拉杆.是主要的控制截面、一般桁架的高度为跨度的1/4～1/6，用很大的高度满足变形刚度的控制要求。
根据预应力钢结构的概念，可在局部或F弦部位设置高强预应力束并张拉，同时上弦杆内浇筑高性能混凝土，形成预应力钢管混凝土桁架，可提高其竖向承载力，减少变形并降低桁架的矢高.达到节约造价、降低层高、增强耐久性和防止压杆失稳等目的。
节点连接以采用相贯节点为佳，但存在的问题是相贯线加工和焊接技术难度大，会增加造价；节点上受力复杂，节点的受力不单纯靠钢管壁传力，而是钢按钢结构传力，混凝土按混凝土传力，使节点强度增强。
（5）空间体系中的压杆。将平面问题推广至空间体系中，自然形成了预应力钢管混凝土空间结构体系。在大跨度和体形复杂的结构体系中，钢管结构占有绝对的优势。纵观国内外大型大跨度建筑，基本均采用空间钢管桁架结构外盖轻屋面材料。这种体系中顶应力束有着十分良好的效果和作用。
（6）预应力钢管轻混凝土结构。为降低结构自重，可在管内灌筑轻质高强混凝土，形成预应力钢管轻混凝土结构。一般灌筑煤矸石混凝土或陶粒混凝土或浮石混凝土，其自重约为普通混凝土的一半。
3.结束语
预应力钢管混凝士结构是现代结构今后发展的重要方向。通过对它的深入研究，可搞清预应力钢管混凝土结构的受力变形特性和破坏机理.建立计算理论和设计分析方法，从而开拓这一新型复合材料组合结构的应用领域，并为预应力结构、复合材料和组合结构等计算理论增掭新的内容，可揍推动建筑结构、空间结构、桥粱结构等向大跨、大空间、重载、动载方向发展，并大幅度地简化施工和降低造价。
钢管混凝土结构篇7
Keywords: steel tube concrete; Seismic performance
中图分类号：TU399文献标识码：A
自上世纪八十年代后期开始，钢管混凝土逐渐用于高层建筑中，从局部采用到整体采用，发展十分迅速，是因为它具有一系列的优点：承载力高，抗压和抗剪性能好，可以减小柱的截面尺寸，节约建筑材料，增加建筑空间；塑性和韧性好，抗震性能优越，延性好，耐火性能好；钢管取材容易，制作工厂化，施工安装方便，符合现代化施工技术的要求。
在发生地震时，由于钢管的约束作用，混凝土不发生剥落或崩裂，使混凝土优越的抗压性能得以充分发挥，同时钢管本身又具有良好的抗拉性能，因此钢管混凝土具有很好的抗震性能。为了使钢管混凝土能够安全可靠的用于高层建筑，必须对其抗震性能进行全面深入的研究。
1 钢管混凝土构件在反复荷载作用下的和滞回性能和延性[1]
当钢管混凝土构件用于地震区的建筑物时，为了防止建筑物受到地震作用的破坏，需进行抗震设计规范中规定的结构弹塑性地震反应分析。因此，研究钢管混凝土构件的滞回性能，确定滞回曲线模型，作为结构弹性地震反应分析的基础。
研究构件在反复荷载作用下的滞回性能，一般在框架体系中取出一根柱子，两端固定，在上端受定值N轴心力和反复水平力P的作用，然后取出下半根柱子，在N和P的作用下，进行试验，以获得和滞回曲线。
钢材的本构关系采用双线型模型，近似的模拟了钢材的弹塑性阶段，把塑性阶段和强化阶段简化为一条斜直线。混凝土的本构关系采用边界面模型，根据此模型，对混凝土在各种荷载作用下的荷载-应变关系做了计算比较，和试验结果吻合良好。
根据有限元方法，单元采用八节点等参单元，采用位移加载法，对构件进行试验和分析得到的典型骨架曲线和滞回曲线，无下降段，曲率延性极好，从这一点看，钢管混凝土构件的抗震性能胜过钢结构。滞回曲线很饱满，位移延性和耗能性能都很好。
2 钢管混凝土框架梁柱节点的抗震性能
钢管混凝土结构的梁柱连接节点形式主要有外加强环式、内隔板式、全焊接连接、栓焊混合连接和锚定式连接等。
哈尔滨工业大学张大旭[2]等对加强环式节点进行了试验研究，其设计了两组梁柱节点，一组考察了梁端发生破坏时节点的动力性能，另一组考察在削弱核心区情况下节点核心区发生破坏时节点的动力性能，试验结果表明钢管混凝土梁柱节点具有较高的抗剪承载力和良好的抗震性能。
山东建筑工程学院周学军和曲慧[3]对栓焊混合连接和全焊接连接在低周往复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究，通过三维实体建模，利用非线性有限元方法研究了两种节点的滞回性能，并对两种节点形式的抗震性能进行了比较，结果表明全焊接和栓焊混合连接的方钢管混凝土框架梁柱节点在低周往复荷载作用下的滞回环相当饱满，节点的耗能比和延性系数都较大；全焊接连接节点的抗震性能优于栓焊混合连接节点的抗震性能。
内隔板式节点是钢管混凝土体系中研究和应用最广泛的节点形式之一。西安建筑科技大学王先铁[4]等通过低周反复加载试验对3个内隔板一面贯通式节点进行了试验研究，研究了不同轴压比情况下节点的滞回性能、强度及刚度退化、延性、耗能性能及破坏特征。试验结果表明试件的层间位移延性系数为2.11~2.32，峰值荷载时的能量耗散系数为1.141~1.502。在保证节点加工质量的前提下，内隔板一边贯通方钢管混凝土柱与H形钢梁连接节点可以替代传统的内隔板式节点。
3 钢管混凝土空间桁架的动力性能
到目前为止，很多钢结构高层建筑都采用整浇的钢筋混凝土内筒来抵抗地震作用和风荷载。这种混合结构体系虽具有节约钢材，造价较低的优点，但也存在一些问题：1）钢筋混凝土内筒和钢框架的抗弯刚度相差悬殊，在风荷载与地震作用下抗弯时，不能满足平截面假设：为此，必须沿高度设置一定数量的刚伸臂，既浪费钢材，又增加了结构的复杂性。2）在强大的侧向荷载作用下，内筒难免开裂，刚度将迅速下降的这一问题尚无足够的研究。3）内筒必须从基础开始，自下而上现场浇灌混凝土，致使地下室部分工程不能采用全逆作法施工，常成为高层建筑施工进度的滞后部分，影响建造速度；4）内筒自重很大，增加了基础的负担，提高了工程造价。
钟善桐，张文福，屠永清[1]等结合工程进行了一个模型试验，中心为8根钢管混凝土柱组成的空间桁架体系内筒，每两根钢管混凝土柱加横杆组成的平腹杆多层框架，共4片；再用人字形斜腹杆缀材将4片多层框架相连，组成8边形空间体系，实际上是混合结构体系，由框架及桁架体系组成。对该体系进行的伪动力试验，结论如下：钢管混凝土空间析架，虽然因灌注混凝土增大了质量，但阻尼增大更多，因而地震反应反而比空钢管体系低；滞回曲线饱满，反映具有良好的延性和吸能能力；滞回曲线稳定性好，无明显的刚度退化现象；即使体系中的桁架腹杆，大批的压屈和屈服而退出工作，剩下的框架体系仍能继续承受几乎增加一倍的水平荷载。由此可见，采用钢管混凝配合空间桁架作抗侧力内筒，具有良好的抗震性能。
4 钢管混凝土框架结构的抗震性能
广州大学工程结构抗震中心黄襄云[5]等分别将试验模型的钢管混凝土框架结构的钢管柱按等强度（EA相等）换算为钢筋混凝土结构，换算后的钢筋混凝土柱的直径为（164mm）；按等刚度（El相等）换算为钢筋混凝土结构，换算后的钢筋混凝土柱的直径为144mm；等直径换算后的直径仍为102mm。通过SAP2000程序，对钢管混凝土结构和上述3种换算的钢筋混凝土结构的抗震性能进行了比较研究，以综合评定钢管混凝土结构的抗震性能。
从理论上分析比较了两种结构的动力特性、多种地震波输入下的结构加速度反应和位移反应，得到如下的结论：当钢筋混凝上结构的抗弯刚度与钢管混凝土的相等时，此时钢管混凝上结构柱承担的轴向压力比钢筋混凝上结构的大，两种结构的地震反应剪力和位移基本相同，但钢管混凝土结构体系的反应加速度较小，层间位移也较小，钢管混凝上结构体系的抗震性能优于钢筋混凝土结构体系。
当钢筋混凝土结构的强度与钢管混凝上的相等时，钢筋混凝土结构承担的轴向压力与钢管混凝土结构的相同、直径却是后者1.61倍，钢管混凝土结构体系地震反应加速度和剪力均比钢筋混凝土结构减小许多，但钢管混凝上结构体系的位移和层间位移却有所增大、但小于等刚度换算时的层间位移值。
当钢筋混凝土结构柱的直径等于钢管混凝土结构的直径时，两者的地震反应加速度接近相等，钢管混凝上柱结构的剪力、位移和层间位移均比钢筋混凝土结构的小，钢管混凝土结构的抗震性能明显优于钢筋棍凝土结构。此时，钢筋混凝上结构的层间位移和结构顶点位移均达到或超过了限值。
5 结论
综上所述，钢管和混凝土之间的相互作用使内填混凝土的破坏由脆性变为塑性，构件的延性明显改善，耗能能力显著提高。在压弯反复荷载作用下，钢管混凝土结构的吸能性能好，基本无刚度退化和强度衰减现象，与不发生局部失稳的钢构件基本相同，且无局部屈曲发生。与钢筋混凝土柱相比，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。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。
有待解决的问题：
1）钢管混凝土柱节点力学性能的研究问题。至今仍没有一套完整的计算理论和设计方法，现有大多数是依靠经验和试验结果进行截面设计的，这不利于结构的可靠度控制。
2）环境温度对钢管混凝土性能的影响问题。如何确定钢管混凝土构件在火灾、均匀或非均匀升温下的力学性能的影响，并将这种影响引入其强度和温度挠度的量化公式中。
3）核心混凝土的徐变对钢管混凝土承载力的影响问题，各国学者对该问题的看法很不一致，至今仍处于试验阶段。为确保钢管混凝土结构的安全使用，有必要进行深入的研究。
参考文献：
[1] 钟善桐，张文福，屠永清，等．钢管混凝土抗震性能的研究[J]．建筑钢结构进展，2002，4（2）：3-15．
[2] Beute J，Thambriatnam D，Perera N．Cyclic behaviore of concrete filled steel tubular column to steel beam connection[J]．Engineering Structure，2002，24：29-38．
钢管混凝土结构篇8
1钢管混凝土结构的施工特点
根据构造和施工工艺条件可将钢管混凝上结构的施工分为钢管结构的制造和组装以及管内混凝土的浇灌两部分，整个工艺兼有钢结构和混凝土结构的特点。从钢管混凝土结构的具体施工条件来看，其施工特点主要为。
1.1管内混凝土是在狭小的管道中浇灌的，由于结构条件所限，混凝土的浇灌质量难以检查，当采用人工浇灌并振捣时，只能依靠操作人员的责任心，加强振捣，仔细操作，确保管内混凝土的密实。当采用高位抛落无振捣施工法以及泵送顶升法时，都应严格遵守相关的施工技术要求。
1.2由于钢管混凝土结构中的管肢均较长，而且管肢中间通常不设浇灌孔，致使管内混凝土一次施工高度较大，一般都在10。以上，国外最高已达100 m,
1.3钢管混凝土结构管肢的内径一般均不大于混凝土振捣器的有效作用半径，约为振捣棒直径的10倍左右。而且钢管不漏浆，当采用人工浇灌并振捣时，只要在施工中采用具有足够振捣能力的内部或外部振捣器，加强操作，并保证不间断连续施工，馄凝土的质量是能够得到保证的。
1.4为避免钢管外部焊接对混凝土烧伤的可能，对管外焊缝较为密集的部位应先焊接，然后再进行混凝土的浇灌施工。竣工后，允许加焊必要的零部件，并应采取相应的措施减少局部高温作用的影响口
1.5钢管构件的加工与一般金属结构制作稍有不同，如各附属焊件与管肢多为曲面连接.结构拼装问隙不易保证，必须采用钢管自动切割机或胎架m装.才能保证制造质量。
1.6由于钢管混凝土优越的力学性能，近些年被用于高层和超高层建筑中，为了加快现场、施工进度.采用地上和地下层同时进行施工的逆作法施工，大大缩短了工期。钢管构件的制作优先采用螺旋焊接管，也可使用滚床卷制符合要求的钢管。为适应钢管拼装后的轴线要求.钢管坡口端应与管轴严格垂直。在卷板过程中，应注意保证管端与管轴线形成垂直的平面。当采用滚床卷管时，应特别注意直缝的焊接质量，尽可能采用自动焊缝。当采用手工焊缝时.宜采用直流焊机，这样可以得到较为稳定的焊弧，且焊缝的含氢量较低，这对具有双向受力的钢管是必要的。
2钢管混凝土结构的优点
2.1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z/3，构件表面己褶曲，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。
2.2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穗定性，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。
2.3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。
2.4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。
2.5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。
3钢管内混凝土的施工
根据国内外钢管混凝土结构的施工经验，浇灌混凝土有下种方法，即立式手工浇捣法、高位抛落无振捣法和泵送顶升浇灌法。
3.1.立式手工浇捣法
一般混凝土施工都是在构件安装就位，固定完毕并经检查无误后，开始向管内浇灌混凝土的，浇灌工作应连续进行。在浇灌混凝上之前，应先浇灌一层水泥砂浆.厚度不小于100mm，用以封闭管底并使自由下落的混凝土不致产生弹跳现象。混凝土由钢管上口灌人，井用振捣器捣实。钢管管径大于350mm时、采用内部振捣器〔振捣棒或锅底形振捣器等)振捣，每次振捣时间不少子30s，一次浇灌的混凝土高度不宜大于2m。当管径小于350mm时，可采用附着在钢管外部的外部振捣器进行振捣，振捣时间不小于1 min。外部振捣器的位置应随混凝土浇灌的进展加以调整。外部振捣器的工作效果.以钢管横向振幅不小于0.3mm为有效，振幅可用百分表实测。一次浇灌的混凝土高度不应大于振捣器的有效工作范围，，一般为2-3 m。
立式手工浇捣法施工速度较慢，且施工人员必须严格遵守操作纪律，才能保证混凝土的施工质量。
3.2.高位抛落无振捣法
该法利用混凝土从高位顺钢管下落时产生的动能达到振实混凝土的目的，免去了繁重的振捣工作，是混凝土施工工程中的一个创举。它适合于管径大于350 mm，高度不小于4m的场合。对于抛落高度不足4m的区段，仍须用内部振捣器振实。
混凝土高位抛落无振捣法的关键是混凝土抛落后不产生离析现象，需要对混凝土的配合比提出特殊的要求.采用此法施工时，必须先进行配比试验，确定合理的配合比和水灰比。要控制水灰比，适当加大水泥用量，并掺适量的外加剂，以改变混凝土的内聚性，增加附着力和流动性。
3.3.混凝土泵送顶升浇灌法
该法是在钢管接近地面的适当位置安装一个带闸门的进料支管，直接与泵的输送管相连，由泵车将混凝土连续不断地自下而上灌人钢管。根据泵的压力大小，一次压人高度可达s0---100 m。钢管直径宜不小于泵径的两倍。
[结束语]
工程实践表明，现代钢管混凝土结构既是一种使用高强、高性能材料的结构，也是一种具有高效施工技术的结构.钢管混凝土内混凝土的施工较钢筋混凝土构件和钢构件的施工有许多优势。与钢筋混凝土柱相比.由于钢管混凝土柱没有绑扎钢筋，因而浇灌混凝土比现浇钢筋混凝土柱简便;因管内无钢筋和钢箍，浇灌容易且质量容易保证。它必将为新世纪的国家建设和土建工程的技术进步发挥积极作用。
[参考文献]
钢管混凝土结构篇9
0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。由于钢管混凝土结构具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、耐冲击等优越力学性能，在土木工程的高层建筑、大跨径桥梁结构中广泛运用。由于计算步骤复杂，设计中常采用试算法和经验法来确定截面尺寸，往往使得设计人员设计工作量大和和结构不经济，提高了工程造价，造成浪费。因此，编制出优化设计程序进行优化设计是非常必要的。
为此，本文结合钢管混凝土结构受力特点，建立钢管混凝土结构的优化数学模型，运用优化算法和数值迭代计算原理，编制了平面杆系结构内力计算优化程序，对钢管混凝土结构进行了初步优化设计研究。
1钢管混凝土结构优化的数学模型
1.1目标函数
主要从经济实用角度考虑，以钢管混凝土结构的造价最低为目标来构造目标函数，因此提出了如下目标函数表达式：
(1－1)
式中：P(x) 为工程造价；为钢管的单位造价；为混凝土的单位造价；为钢管的密度；为钢管混凝土杆件长度。
1.2设计变量
设计变量为钢管混凝土型号中的混凝土标号、钢材种类、横截面面积、惯性矩、含钢率以及杆件长度尺寸等。在混凝土标号、钢材种类和结构中杆件布局已经确定的情况下，影响结构造价主要因素是杆件中各材料的截面面积，因此，设计变量如下：
（1）杆件中钢管的截面面积：
（2）杆件中混凝土的截面面积：
1.3约束条件
约束条件均取自于钢管混凝土设计相关规范及实际设计工程要求。
（1）应力约束
杆件为拉弯杆件：
(1－2)
杆件为压弯杆件：
时，(1－3)
时，(1－4)
式中：、分别为第个杆件的轴力和弯矩；为杆件中钢管的截面面积；为杆件截面面积；为杆件截面抵抗矩；为杆件组合强度设计值；―钢材抗拉强度设计值。
（2）稳定约束
时，(1－5)
时， (1－6)
式中：为欧拉临界力，；为截面的组合弹性模量；为杆件长细比；为等效弯矩系数；为稳定设计安全系数。
（3）挠度约束
(1－7)
式中：为杆件顶点的设计挠度；为规范容许挠度。
2优化程序编制
2.1编程思路
（1）首先运用杆系结构内力计算程序计算出各工况下内力值，提取出内力值（轴力、弯矩）数据；然后按照序列两级算法思路对约束进行分类优化：即先用满应力法对应力约束条件进行优化，在满足应力约束条件后，再用射线步法进行位移约束条件优化，在满足位移约束条件后，输出数值结果；最后判断数值结果是否满足造价收敛条件，如果满足收敛条件，结束运算，输出结果文件，如果不满足收敛条件，把当前的数值结果代入杆件结构内力计算程序计算各工况下内力值，开始新的循环计算。
（2）用满应力法对杆件截面进行优化的过程中，在某工况下，如杆件为压杆，先对杆件的混凝土截面积用满应力法优化，得出优化的截面面积后，再根据钢管混凝土杆件规定的最小含钢率计算钢管的截面面积；如杆件为拉杆，先对杆件的钢管的截面面积进行满应力优化，得出优化的钢管截面面积后，根据钢管混凝土杆件规定的最大含钢率计算混凝土截面面积。通过这样的方式处理，可以保证在规定的含钢率条件下，单根钢管混凝土杆件的截面造价最低。
（3）钢管混凝土杆件中混凝土面积和钢管面积的变化，会使得其含钢率发生变化，这样就会导致钢管混凝土弹性模量发生较大变化，如果再按满应力法中内力不变的假设进行优化，就会使得结构内力偏差太大，优化无从进行。因此，本程序中对满应力优化的结果都重新进行了结构内力的计算，以保证优化的结果偏差尽量减小。
（4）当对位移约束条件进行优化时，是在假设钢管混凝土杆件的含钢率不变的前提下进行杆件截面的优化，这样降低了优化的复杂性，还可以利用先前计算的内力值数据，通过单位荷载法求解位移，使得位移约束由隐性约束变成显性约束，尽可能的减少结构内力计算次数。
2.2优化设计程序步骤
1.输入初始设计数据，及基本参数；
2.进行各种工况下的结构分析；
3.判断第号杆件在第工况下受拉还是受压；如果受拉，用满应力计算公式，得到钢管的截面值；如果受压，用满应力计算公式，得到混凝土的截面值；
4.在所有工况中，选取钢管截面面积和混凝土截面面积；
5.如果且，转到第6步；如果两个条件中有一个不满足，转到第2步；
6.在材料离散集合中，用一维搜索法查找和值最小的截面组合，可得新的截面值，即：和；
7.进行单位虚位移和各种工况下的结构重分析；
8.在所有的工况中，选取跨中节点挠度最大值；
9.计算位移比，如果，转到第10步；如果，转到第13步；
10.通过射线步调整截面，即：和；
11.计算，转到第9步；
12.在材料离散集合中，用一维搜索法查找和值最小的截面组合，可得新的截面值，即：和；
13.收敛判断：（为优化后混凝土和钢管总造价），得出最终截面，结束计算；否则，转到第2步。
3设计实例及计算结果分析
图1 人行桥立面图
本文以一钢管混凝土全焊空间桁架人行桥作为研究对象，结构立面见图1所示。桥梁跨径是20.58米，整根主梁为两个平面桁架拱组成，横桥方向桁架间距均为5m，主梁杆件均采用钢管混凝土杆件，人行道板为槽钢与钢筋混凝土板组成的钢―混凝土组合板，其设计人群荷载4，混凝土采用C50，钢管采用16Mn，混凝土价格拟用300元/立方米，钢管价格拟用4500元/吨。
优化设计后的工程造价与原设计工程造价比较见表1，优化后混凝土用量降低了6.49%，钢管用量降低了11.86%，总造价降低了11.53%，优化后的设计能取得良好的经济效益。
表1原设计与优化设计比较
类别 原设计 优化设计 优化比例
混凝土体积（m3） 20.533 19.2 6.49%
钢管体积（m3） 2.667 2.351 11.86%
造价（元） 99900.63 88386 11.53%
4结语
通过钢管混凝土结构的优化设计，可以减少设计人员的工作量，提高设计人员的工作效率，改变设计中通常采用的试算法进行钢管混凝土结构的传统设计方法；同时可以使钢管和混凝土两种材料配比合理，减少材料浪费，降低工程造价，取得很好的经济效益。优化设计也是今后钢管混凝土结构设计的必然发展趋势。
参考文献
孙焕纯，柴山，王跃方，离散变量结构优化设计［M］.大连理工大学出版社，1995年
钢管混凝土结构篇10
钢管混凝土是在钢管中填入混凝土后形成的建筑构件，按截面形状可分为方钢管混凝、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土。它利钢管和混凝土两种材料在受力过程相互之间的组合作用，充分地发挥了这两种材料的优，使混凝土的塑性和韧性大为改善.且可以免或延缓钢管发生局部屈曲，使钢管混凝土整体具有承载力高、塑性和韧性好、经济效益良和施工方便等优点。从1897年美国人John Lal1y在钢管中填充混凝土作为房屋建筑的承重柱并获得专利算起，钢管混凝土结构在土木工程中的应用已有一百多年的历史。早在1959年原中国科学院土木建筑研究所就最先开展了钢管混凝土基本性能的试验研究。
1 钢管混凝土的发展应用
钢管混凝土20世纪60年代中期引入我国．迄今为止已将近 环境污染，产生可观的经济效益和深远的社会效益。半个世纪。1963年成功地将钢管混凝土柱用于北京地铁车站工程。随后，又在冶金、造船、电力等行业的单层厂房和重型构架中得到成功的应用。20世纪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，形成了一套能满足设计需要的计算理论和设计方法。在总结我国钢管混凝土科研、设计和施工所取得的成就的基础上，编制了《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28：90) 2003年颁布实施的福建省工程建设标准《钢管混凝土结构技术规程》(DBJ13—51—2003)可适用于圆形和方、矩形钢管混凝土结构的设计计算。2003年颁布的天津市工程建设标准《天津市钢结构住宅设计规程))(DB29—57—2003)中也给出了钢管混凝土结构设计计算方面的规定。近年来，由于钢管混凝土结构在结构性能和施工工艺上的众多优点以及设计规程的指导，钢管混凝土结构在我国土木工程建筑中悄然兴起，成为建筑结构体系中的重要形式。同时在理论研究方面也取得了突破性的进展，逐步形成了完整的理论体系和独立的学科。
对于钢管混凝土节点的研究主要是静力研究与抗震性能研究两方面。静力性能研究主要是探讨节点的承载力、刚度、破坏类型等是否满足规范要求，以及节点的传力机理，从而为节点在实际工程中的应用、设计和施工提供参考，目前的报道主要集中在静力研究方面。
目前对于钢管混凝土节点的抗震性能研究多采用的是拟静力试验，对于钢管混凝土节点的拟静力试验，节点形式一般分为平面节点形式和空间节点两种。大多数文献采用的是平面的十字形节点形式，柱上下端部采用铰接形式模拟实际柱子的反弯点．梁的两端也采用铰接形式连接。加载形式主要有梁端加载和柱端加载两种梁端加载的方式一般是先在柱顶施加一定的轴压力．并保持不变然后在梁端施加对称或反对称的反复荷载；柱端加载一般是先在柱顶施加一定的轴压力并保持不变．然后在柱顶施加水平的反复荷载。
2钢管混凝土施工技术
2.1钢管柱制作
(1)钢管材料说明：柱直径为800mm，900 mm，1000mm，钢管柱采用Q235钢材，内衬管及柱底环板采用Q235钢材，钢材有出厂合格证，焊条采用E50焊条，钢管表面不得锈蚀。(2)卷管方向应与钢板压延方向一致，卷制钢管前，根据要求将板端开好坡口，为适应钢管拼接的轴线要求，钢管坡口端应与管轴线严格垂直，在卷管过程中，应注意保证管端平面与管轴线垂直。(3)应保证钢管内壁与核心混凝土紧密粘结，钢管内不得有油渍等污物。(4)出厂时，拼接坡口由厂家加工，焊接坡口应符合相关规范的要求。(5)钢管柱出厂时，钢管表面除锈等级为Saz级，钢管外表面涂富锌防锈漆厚1o0um，钢管内壁刷纯水泥浆2道。(6)外表面防火防锈层做法符合设计要求。
2.2钢管柱拼接组装
钢管的选用本工程所用钢管由厂家制作，钢管长度为：地下2层钢管长度为层高加600mm，其余长度为楼层高度。地下2层钢管柱安装(1)在基础梁内预埋M1环形钢板，环形钢板上焊接n形 25钢筋，共12根，环向均匀布置。(2)钢管柱底钢板定位：用3个 32定位调节螺栓套在M1环形钢板上，中部及下部用 25(分两排)钢筋焊接成三角形进行螺杆定位。(3)在M1环形钢板上钢管内侧焊3块限位钢板，分别在调节螺栓中间用于钢管就位。(4)吊装焊接钢管柱前调节 32定位螺栓，使其MI环形钢板位置符合要求后，套上18mm厚80mm钢垫板，用螺帽紧固。(5)吊装钢管柱就位，在钢管外侧与M1环形钢板接触处焊接。钢管柱的拼接钢管出厂时，由厂家将环形内衬板同钢管柱焊接好，施工现场直接将上层钢管柱吊装就位后全熔透焊接。
2.3 钢管柱吊装
(1)吊装钢管柱时，制作封口盖，用竹胶扳做成1000mm ×l000mm的方形木板盖盖住钢管柱端口，防止异物落入管内。(2)用钢丝绳套住钢管柱上的环箍，缓缓起升吊装就位。(3)就位后，应立即进行校正，达到质量要求后方可进行施焊，施焊过程中，保证钢管柱垂直度及稳定性。
2.4钢管柱内混凝土浇灌混凝土浇筑采用立式高位抛落无振捣法。
一次抛落的混凝土量为0 7m 3，用专用料斗装填，料斗的下口尺寸应比钢管内径小150mm， 以使混凝土下落时管内空气排出。(1)为满足坍落度要求，配合比设计时18 www．spyzlzz．com 商品与质量·学术观察应要求混凝土厂家掺适量减水剂和混凝土微膨胀剂。(2)钢管内的混凝土浇灌土浇灌工作，要连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土终凝时间，需留施工缝时，应将管封闭，防止水、油和异物落入。(3)每次浇灌混凝土前(包括施工缝)应先浇灌一层厚度为10cm的与混凝土等级相同的水泥砂浆， 以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象。(4)浇灌至环形封顶板上口时，用木搓子搓平。
2.5质量要求
(1)管内混凝土浇灌质量用敲击钢管的方法初步检查，如有异常，则应用超声波检查，对不密实的部位应采用钻孔压浆补强，然后将钻孔补焊封固。(2)钢管焊接，必须在其部位上焊工的记号。
2.6 安全注意事项
(1)钢管柱吊装时，钢丝绳与环箍一定要紧固，以防滑脱。(2)吊装就位时，一定要缓慢，小心碰撞附加衬管。(3)临时固定钢管柱的支架一定要稳定可靠。3.1高强度材料的应用 采用高强混凝土可以减轻结构自重、降低工程造价。随着混凝土强度的提高，其延性下降，这阻碍了它在实际工程中的应用。将高强混凝土灌人钢管中形成高强钢管混凝土，由于受到钢管的约束作用，混凝土处于三向受压状态，其延性将大为提高，而其构件的承载力也得到了相应的提高。因此，高强钢管混凝土具有很大的发展潜力。
3 小结
结构工程是土木工程的六个二级学科之一。研究土木工程中具有共性的结构选型、力学分析、设计理论和建造技术和管理的学科。 结构工程学是用力学的方法来分析建筑物（如：房屋、桥梁、水坝等）和构筑物（如：挡土墙、烟囱、构架等）在各种荷载作用下的内力和变形，通过控制结构的内力和变形，达到结构在施工和使用过程中保证一定安全可靠度的目的。近年来，科学建筑事业不断地发展，钢管混凝土在结构工程中的使用越来越广泛，其铸造方式也有了很大的发展。
参考文献
[1]DBJ 13-51-2003钢管混凝土结构技术规程.
[2]DUT5085-199.钢管混凝土组合结构设计规程.
[3]CE CS 28:钢管混凝土结构设计与施工规程.
[4]GB5010-2002.混凝土结构设计规范.
钢管混凝土结构篇11
从1990年我国第一座钢管混凝土拱桥建成通车到现在，钢管混凝土拱桥已经走过了二十多年的发展历史。现在，这种设计的优良特性已经越来越显著的显现出来，同时，在多次桥梁建设过程中也积累了许多经验。
1 钢管混凝土拱桥的优良特性
钢管和混凝土，两者各有利弊。钢管的刚性很好，但是弹塑性不足，只有钢管难以满足多种复杂桥梁结构的需要；混凝土则相反，弹塑性很强，但是刚性不足，缺少钢管作为支撑的混凝土拱桥的抗压能力将大打折扣。钢管混凝土正好在结构上将两者的优点结合了起来。钢管的加入可以使混凝土处于侧向受压状态，使其抗压强度成倍提高。同时由于混凝土的存在，钢管的刚度提高了，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土拱桥就是向钢管内填充混凝土，这时混凝土正好处于三向受压状态，从而使得混凝土的抗压强度显著提高。
钢管还可以作为施工模板，方便混凝土的浇筑。通常在施工过程中，钢管可以直接用作承重骨架，因为钢管的重量相对较小，方便拆卸，易于安装，可在任何环境下组合搭建。桥梁建设中有了钢管的加入，将大大提高工程效率，缩短工程周期。
根据理论分析和实验论证，以钢管混凝土作为材料的拱桥，承载力和抗震性能大大提高。按混凝土规范的相关计算公式可以知道，两者的结合，较钢管和混凝土分别的承受力总和要提高110到220倍的范围之间。这种巧妙的结合在力学构造上也具有非常大的优点，由于钢管混凝土拱桥具有处于三向受压状态的特点，因此抗压能力相应提高。根据相关实验数据，钢管混凝土轴向压缩到原长的3/4，轴向表面已经被破坏，但是仍然具有一定的载重能力，显而易见可以抵御一定程度的自然灾害。在桥身被压弯的情况之下，水平力与位移之间的滞回曲线处于十分饱和的状态，吸能能力相当好，硬度退化削减的现象几乎没有出现，抗破坏的能力相当强大。
2 钢管混凝土拱桥的结构设计
钢管混凝土拱桥简称CFST拱桥，在设计初期，首要考虑的是桥梁的功能性作用。通过调研使用率、车流量等等，进而决定桥梁的建筑规模和承重结构。规模根据其主跨径和矢跨比的不同可分为大中小跨径桥梁。一般来说常用跨径在80～280m的范围内，常用矢跨比为1/5～1/4。钢管混凝土拱桥主要由拱肋、立柱或吊杆、横撑、行车道系、下部构造等部分组成。拱肋的截面形式主要有六种，根据不同规格的桥梁，采用不同的截面形式。像对于大跨径的拱桥来说，用格构式的截面形式较好，这样一来，可以充分利用钢管混凝土材料，同时还保证了整座桥梁受力的充分性以及完整性。在拱肋施工时，首先分段加工钢管，然后现场拼装钢管拱，接着向管内灌注混凝土，一道道工序按部就班完成下来，最后形成钢管混凝土拱桥。
通过对拱桥横向联系构造的分析，来决定采用哪一种方式的横撑。在桥面以下，K式和X式两者皆可，一方面，K式和X式的横撑具有足够的支撑力，保证桥梁上方行驶的安全性，并且保证河道的安全畅通，另一方面，这种设计简洁大方。也有在桥面以下不设横撑的情况，在稳定性能够满足要求的前提下，若桥梁自身构造可以满足一定的支撑力，那么横撑将没有存在的必要，而且还可以节省原材料。横撑的设置也有讲究，通过分析，桥梁中央即拱顶处的受力是最大的，因此此处通常采用稳定性最优的材料作为横撑，然后以此横撑为对称中心线，两边依次设置等数量的横撑来均衡受力，达到受力平衡。这样的横撑布置能显著地提高拱肋的稳定系数。
在节点构造上，当钢管的构件受到挤压时，必须保证基本构件不受破坏而对桥梁产生影响，多年施工经验下编写的规范中有几种具体的钢管对接方式，选择要视具体情况而定。在填充时，要注意混凝土的配合比，防止因过稀导致管内空隙太大，或者过浓对钢管产生挤压性破坏。
3 钢管混凝土拱桥设计过程中的注意事项
在设计初期就要考虑到后期使用的长久性。在现如今的桥梁建筑中，有一个全寿命周期过程的概念。全寿命周期过程是指，在设计阶段就考虑到产品寿命历程的所有环节，将所有相关因素在产品设计时分阶段得到综合规划和优化的一种设计理论。全寿命周期设计意味着，不仅仅要完成好整个工程的设计，而且要考虑到后续的使用与后期的维护，这涉及到损坏、检查、修护、再循环利用的过程。因此，桥梁的全寿命设计方法可以定义为综合统筹考虑桥梁寿命周期的主要阶段，均衡考虑各方面问题，通过成本分析寻求安全性、耐久性、美观性，是一个基于全寿命周期过程的概念。施工的前中后期都要面面俱到，安全性要达到规范要求，成本控制在合理范围内，对周边生态环境无不良影响。比如，钢管混凝土拱桥必须考虑钢管拱肋、系杆、吊杆和其它金属结构的防腐措施，应配合设计充分考虑吊杆和系杆的维修、更换等措施，以保证桥梁结构在运营期间的安全性和耐久性。
4 结语
本文通过对钢管混凝土拱桥的优良特性、结构设计以及注意事项三方面的简要分析，可以看出钢管混凝土拱桥是实际建设过程中可操作性非常强的一种桥梁，多年的经验和理论成果也可以证明优秀的钢管混凝土拱桥设计能够简化施工工艺，缩短施工工期，提高桥梁的使用寿命。在实际的设计过程中，严格按照钢管混凝土拱桥设计的相关章程及标准，灵活根据现场实际情况进行修正变通，合理地按实施步骤进行施工，将理论与实际相结合，及时整理相关操作经验，为我国钢管混凝土拱桥的进一步发展做出贡献。
参考文献：
[1]翟晓春.自预应力钢管混凝土拱桥设计技术研究[D].重庆交通大学，2010.
[2]陈宝春，杨亚林.钢管混凝土拱桥调查与分析[J].世界桥梁，2006（02）.
钢管混凝土结构篇12
1引言
由几种不同受力性质的建筑材料组成的构件或结构，在荷载作用下能够共同受力、变形协调的结构称为组合结构。钢—混凝土组合结构是指用型钢或钢板焊成钢截面，在其上、四周或内部浇灌混凝土使钢与混凝土形成整体共同受力的结构。这种组合结构具有有效地节约钢材和模板，充分发挥材料性能，抗震性能好，施工方便，降低造价等优点。重点介绍钢管混凝土结构、型钢混凝土结构、压型钢板—混凝土组合梁与钢、混凝土组合板结构的施工。为了使施工不受季节的影响，冬天的时候可以先安装空钢管骨架，等到春天的时候再进行浇灌混凝土。钢管在施工中起到很大的作用，它的吊装质量较轻，焊接工程量远比一般型钢骨架少，还可以承受很大的重力。使用钢管不但可以节省脚手架，还可以简化施工的安装工艺，缩短工期。现在常见的横截面形式主要有多边形矩形和圆形。制作钢管远比制作钢筋骨架便于浇筑混凝土、省料而且省工。钢管混凝土除具有经济效果好、塑性和韧性好、耐火性好及承载力高等优越的力学性能，钢管它兼有横向箍筋和纵筋的功能，而且还是耐侧压的模板，所以在浇灌混凝土时，可省去拆、支模板的料和工。
2钢管的混凝土设计及施工工艺分析
钢管中混凝土采用普通混凝土，其强度等级不宜低于C30，为了达到与原材料等强的要求，焊接时一定要采用对接焊缝，也可以采用螺旋形缝焊接管、无缝钢管和直缝焊接管。
2.1建筑工程钢管柱吊装
在采用预制钢管混凝土构件时，要先等到钢管里的混凝土的强度达到50%，这样才可以进行吊装，吊装时还要密封。防止异物落入钢管内。在吊装时一定要应注意吊装在荷载作用下是否变形，根据钢管的稳定性和它的强度计算可以确定吊点的位置。在钢管吊装一切都结束后，必须要马上进行检验和校正，一定要保证构件的稳定性。
2.2建筑工程钢管的制作工艺技术
钢结构采用手工焊接及滚床卷管时，应采用直流电焊机进行反接焊接施工。焊缝的质量一定要满足二级质量标准的要求。钢板的压延方向要与卷管的方向保持一致。必须保证钢管内不得有油渍等污物，核心混凝土与钢管内壁紧密黏结。在卷板过程中，应注意管轴线与保证管端平面垂直。在卷制钢管的时候，应根据钢管拼接的轴线要求，让钢管坡口端应与管轴线严格保持垂直。根据不同的板厚，焊接的坡口应符合相关规定。工厂里提供的钢管一定要有出厂合格证。施工单位在自行卷制钢管的时候，一定不要使用有损坏或生锈的钢板，钢板必须平直，而且还要有试验报告单或出厂证明书。
2.3建筑工程钢管拼接组装
焊接时，可以对大直径钢管可另用附加钢筋焊于钢管外壁作临时固定连焊，对小直径钢管采用点焊定位，固定点的间距可取300mm左右，且不得少于3点。在肢管的对接的时候，它的间隙要放大0.5～2.0mm，这样可以抵消收缩的变形，试焊的结果可以确定它的具体数据。如果在焊接和对接的时候发现很小的裂缝，这个很小的裂缝我们也不能忽略，一定要把裂缝的地方铲除重焊。钢管在对接时最好采用分段的顺序而且还要保持对称，以免对肢管产生影响，钢管对接时焊后的管肢一定要保持平直。格构柱腹杆和肢管的组装顺序必须严格按照原来的工艺设计的要求进行。腹杆与肢管角度的连接尺寸必须准确。钢管格和钢管构柱的长度可在现场临时加长，最好不长于12m是最合适的，也可以根据它的吊装条件和运输条件确定。为了确保连接处焊缝的质量，所有缀件的组装和格构柱的肢管一定要按照工艺设计的要求去做。在管内连接处设置附加衬管，这样可以更好的保证质量。所有的钢管构件必须在焊缝检查后才可以进行防腐处理。肢管与腹杆连接处的间隙应按板全展开图进行放样。另外，还要考虑焊接变形的影响。
3钢管混凝土浇筑技术的方法
管内混凝土可采用高位抛落无振捣法、立式手工浇捣法或泵送顶升浇筑法。
3.1高位抛落无振捣法
用此法浇筑时，混凝士的水灰比不大于0.45，粗骨料粒径采用5～30mm，坍落度不小于150mm。在浇筑时要连续进行不能停，如果在必须要间歇的时候，时间一定不要超过混凝土的终凝时间。高位抛落无振捣法用于高度不小于4m、管径大于350mm的情况，它的目的是利用下落时产生的动能达到振实混凝土。如果在抛落的高度不足4m区段内，一定要采用内部振捣器来振实，振捣的时间最好为30～45s。当混凝土浇灌到钢管顶端时，要等到混凝土的强度达到设计值的50%后，在将混凝土浇灌到稍低于钢管口的位置，这样才能将封顶板或层间横隔板一次封焊到位。也可将层间横隔板或封顶板按设计的要求进行补焊，这样就能使混凝土稍微溢出后再将留有排气孔的封顶板或层间横隔板紧压在管端。混凝土要由顶端管口连续注入管内，可以采用料斗装填也可用泵车从地面泵至柱顶。为了方便混凝土在下落时空气能够顺利排出，每一次抛落的混凝土最好在0.7m3左右，而且料斗的下口尺寸要比钢管直径小100～200mm。在需留施工缝时，应将管口封闭，防止油、水和异物等落人。为了避免自由下落时混凝土骨料产生弹跳现象，要先浇灌一层厚度为10～20cm的水泥浆和混凝土强度等级相同的。如果发现有不密实的地方，可以采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。浇灌质量可以先用敲击钢管的方法来进行初步检查，如果发现有异常，在用超声脉冲技术来检测。
3.2立式手工浇灌法
立式手工浇筑法，粗骨料粒径可以采用10.40mm，它的水灰比要不大于0.4且混凝土的坍落度要在2～4cm内；如果有穿心部件时，它的粗骨料粒径宜减小为5～20mm，坍落度宜不小于l5cm。管内混凝土自钢管上口浇入，用振捣器振捣。在管径小于350min时，我们可以采用外部振捣器进行振捣。它的工作范围是以钢管的横向振幅不小于0.3mm为有效。外部的振捣器位置应该随着混凝土浇筑的进展加以调整。它的振捣的时间一定要不小于1min。每一次浇灌的高度不能大于2.3m柱长并且一定要在振捣器的有效工作范围内。在管径大于350mm时，要采用内部振捣器，它的振捣时间不少于30s且一次的浇筑高度不宜大于2m。
3.3泵送顶升浇筑法
用此法浇筑混凝土的粗骨料粒径采用5—30mm，水灰比不大于0.45，坍落度不小于150mm，而且需要有较好的流动性，但管壁要有良好的黏结且缩亦要小。钢管的直径宜不小于泵径的两倍。为了避免在拆除进料支管时混凝土回流，我们可以在进料支管上设一个止流闸门。当混凝土浇筑结束时，为了控制泵压，一定要等2～3min，然后打开止流闸门，这些都结束后才可以拆除混凝土输送管。而且还要等到管内混凝土的设计强度达到70%后，然后在切除进料的支管且补焊洞口管壁，在修补焊洞口的时候，要采用原来开洞时切下的钢板。此方法不可进行外部振捣，以免泵送急剧上升甚至导致中断浇筑。此方法就是在钢管接近地面的适当位置上安装一个带闸门的进料支管，让它与泵车的输送管相连，并且利用泵车的压力来不断地灌入钢管，这个方法不需要振捣。
4结束语
随着理论研究的深入和新的施工工艺的产生，钢材和混凝土两种材料各自的优点有效地发挥出来，在工程中起到了有效的作用。钢管混凝的产生是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型的组合结构，同时也克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点，在工程中得到广泛的应用。
钢管混凝土结构篇13
引言
当前，我国建筑行业的施工水平随着我国经济实力的增强而不断提升。钢筋混凝土结构在我国建筑行业的应用范围越来越广泛。但是由于施工温度、施工材料等不同的因素导致我国钢筋混凝土结构施工质量得不到有效的保障。钢筋混凝土结构施工质量是制约我国施工建筑结构的重要成因。因此，通过钢筋混凝土结构施工在建筑行业中的实际应用情况，寻找制约钢筋混凝土结构施工质量的原因是一个重要的突破口，通过原因分析才能找到问题的关键，从而从源头上加强对钢筋混凝土结构施工质量的管理，提升钢筋混凝土结构施工质量的水平，为建筑工程质量的最终完成提供充分的保障。
1造成钢筋混凝土结构施工质量问题的原因
1.1混凝土温度因素
温度是影响钢筋混凝土结构质量问题产生的一个重要原因，混凝土在凝固的过程中，混凝土中的水泥等施工材料会散发出很多热量。混凝土材料释放出来的这些热量会导致钢筋混凝土内部的温度不断升高，除此之外，在混凝土的表面会出现相应程度的拉应力。当混凝土的温度不断降低的同时，不同程度的拉应力也会互相牵制。由于混凝土温度的上升或降低的变化造成的钢筋混凝土的不同拉应力之间的相互作用超过了钢筋混凝土结构可以承受的程度，导致钢筋混凝土结构产生裂缝，特别是钢筋上保护层的混凝土更容易被拉裂。对于建筑施工的施工安全造成一定的威胁，也制约建筑施工成果质量水平的提升。
1.2施工材料因素
钢筋混凝土施工的原材料也是导致钢筋混凝土质量问题的一个制约因素。水泥、砂石等施工原材料是混凝土的主要原料，这些施工原材料在施工运用的过程中都有着严格的配置比例标准。如果在施工操作的过程中没有对施工原材料进行严格的检查和配比，或者是钢筋混凝土的存放位置不合理，对施工原材料的使用方法出现偏差等不同的问题，都会导致钢筋混凝土的裂缝出现，威胁建筑施工水平的提升。甚至对粗砂以及细沙等区分使用不当这些小细节都会导致问题的出现。砂石与水泥的配比超出规定的标准，混凝土的粘合力就会受到影响，水泥和水掺杂不当，导致泥浆状况，不利于钢筋混凝土质量的施工保障。
1.3施工前搅拌及温控因素
钢筋混凝土的施工搅拌对于混凝土后期施工的浇筑有着重要的影响。混凝土搅拌过程中如果没有进行有效的监督，无法严格控制搅拌的时间就会导致混凝土的质量问题，搅拌时间过长或者过短都会影响混凝土材料的使用性能，特别是在温度比较高的条件下，施工搅拌之前的入料温度超出相应的限值就会对混凝土施工结构产生影响。温度控制对于混凝土的浇筑速度也会产生间接的威胁。施工前后的温度差距数值大的时候，钢筋混凝土内部就会超过相应的承载力，加上提前摘除支撑模板等问题，甚至安装的错误等都是造成钢筋混凝土结构问题的重要威胁。
2加强钢筋混凝土结构施工质量的管理措施
2.1严格执行施工原材料的选用以及配比标准
钢筋混凝土原材料的选用以及配比是保障钢筋混凝土结构施工质量的重要保障。水泥是混凝土的主要构成元素之一，混凝土水泥一般应该选用温度相对低一些，水泥使用的数量也应该进行相应的控制。粗细骨料是造成混凝土结构变形的一个重要元凶，因此在粗细骨料的选择应用上应当严格测量，严格使用数量，避免质量问题的出现。石子与沙子的掺合比率也要严格控制，除此之外，还要合理使用减水剂以及膨胀剂、剂等，加强混凝土的抗压能力。
2.2合理进行施工温度控制
温度对于钢筋混凝土结构的质量水平可以说是起着最直接的影响作用。尤其是在针对钢筋混凝土结构的裂缝问题上，对温度的合理把控可以有效缓解这一问题。比如，施工过程中模块的温度如果掌握在40℃上下，那么混凝土内部的温度应该进行相应的提升，需要达到50℃上下浮动。混凝土浇筑过程中，应该充分考虑混凝土结构表面的散热能力，不仅要引起足够的重视，还应该对这一性能充分利用。假如钢筋混凝土的厚度降低，那么对于夜间温度降低的这一条件进行保湿工作开展有着重要的意义，在施工过程中，冷水冷却的施工方法也是比较常用的。
2.3提升接缝止水技术的应用水平
接缝止水技术是我国钢筋混凝土结构施工过程中一项重要的应用技术类型，影响建筑工程接缝止水技术水平提升主要有两个因素，一个方面是材料的选择，另一个方面是施工操作。我们只有从这两个影响接缝止水技术水平提升的因素入手，才能够有效提升接缝止水技术的应用。在材料的选择上应该选择止水性能相对较好的材料，还要注重与钢筋混凝土的粘合以及材料适应性能和稳定性能良好，避免出现开裂、变形等问题出现。在施工操作过程中，要规范操作，严格遵守操作规程，不能有侥幸心理存在，保证施工的水平，从而达到良好的施工效果。
2.4注重钢筋混凝土碾压环节
钢筋混凝土的碾压直接影响到钢筋混凝土后期的整个施工质量成果。在施工过程中，施工方通常会选择使用功率相对较大的施工机器进行混凝土的分层浇筑工作，目的是可以巩固水分，保证稳定性。在混凝土碾压的过程中，大都采用黏稠状的材料，要根据不同的情况进行不同的施工操作，对于碾压有着更高的要求，尤其要重视碾压段这一个问题。为钢筋混凝土结构的稳定性做出良好的保障。
3结语
时代的不断变迁，社会的不断发展，我国的科学技术水平的进步为我国建筑行业的发展提供了更大的空间和更多的可能性。加上，我国经济发展水平的提升不仅为我国建筑行业的发展提供了物质保障，而且也提出了更高的要求。钢筋混凝土技术是一项重要的技术应用类型，钢筋混凝土裂缝问题也成为了最大的阻碍制约因素。因此，相关部门和人员，应该在施工实践过程中不断发现问题，不断进行总结，勇于应用，勇于实践，更好地提升我国钢筋混凝土技术的水平，不断增强对钢筋混凝土结构施工质量的管理，为我国的经济发展贡献应有的力量。
参考文献:
［1］赵霞，邓俊英，李伟华，等．日照港煤码头钢筋混凝土结构检测及涂层修复方案［C］//经济发展方式转变与自主创新———第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)，2010．
［2］李岩，葛燕，朱熹旭，等．用于钢筋混凝土阴极保护的胶结材料研究概况［C］//第十四届海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下册)，2010．
［3］李宏，贺彩旭．水工弧门支座钢筋混凝土结构试验研究［C］//混凝土结构基本理论及应用第二届学术讨论会论文集(第三卷)，2010．
