浅谈钢管混凝土的应用 刘溢 中冶东方工程技术有限公司内蒙古包头市014010) 摘要：介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨了钢管混凝土结构使用中需要注意的问题
4006-054-001 立即咨询发布时间：2022-10-05 10:13 热度：
浅谈钢管混凝土的应用
刘溢
中冶东方工程技术有限公司内蒙古包头市014010)
摘要：介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨了钢管混凝土结构使用中需要注意的问题。吸收近年来有关单位在钢管混凝土研究领域取得的最新研究成果，总结了钢管混凝土的工程实践及设计经验。
关键词：钢管混凝土结构特点设计理论工程应用
一.绪论
钢管混凝土结构系指在钢管内填入混凝土而形成的一种新型组合材料。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。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，钢管混凝土结构逐渐被应用于各种建筑结构。尤其是在高层建筑结构中，随着建筑物高度的增加，钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构的应用也在得到快速的发展。
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。一般的，我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。混凝土可采用普通混凝土和高性能混凝土，水灰比应控制在0.45及以下。用于钢管中的混凝土强度等级不宜低于C30级，其强度等级、力学性能和质量标准应分别符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土强度检验评定标准》GBJ107的规定。材料选择时Q235钢宜配C30或C40级混凝土；Q345钢宜配C40、C50或C60级混凝土；Q390和Q420钢宜配C60以上等级的混凝土。
二.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。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框、排架结构中。对于大偏心受压构件宜采用格构式构件。厂房柱和构架柱可根据厂房规模、结构形式、荷载情况和使用要求采用单肢、双肢、三肢和四肢等四种。钢管混凝土结构良好的受力性能和施工性能具体表现为以下几个方面：
2.1承载力高、延性好，抗震性能优越
钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；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。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，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。剥去钢管后，内部混凝土虽已有很大的褶皱，但仍保持完整，并未松散，且仍有约5%的承载力，用锤敲击后才粉碎脱落。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，和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。
