钢管混凝土工程应用

浅谈钢管混凝土的工程应用,土木工程学院 08级30班18号 陈冬瑞,目 录,（一）、概述 （二）、钢管混凝土结构的特点 （三）、工程实例中的应用 （四）、钢管混凝土的脱空现象 （五）、主要存在的问题 （六）、结束语,首先的问题是个人对钢管混凝土的认识，只有深入地了解它，才能更好地应用它,（一）概述,混凝土的抗压强度高，抗弯能力差；而钢材尤其是型钢，抗弯能力强，有良好的弹塑性，但容易失稳。而钢管混凝土在结构上能够将两者的优点结合在一起，可使混凝土处于受压状态，且抗压强度显著提高，同时可以提高钢管的刚度。两者结合，从而可大大的提高承载能力。,（二）、钢管混凝土结构的特点,1.承载力高、延性好，抗震性能优越 2.施工方便，工期短 3.有利于钢管的抗火和防火 4.耐腐蚀性能优于钢结构,钢筋混凝土结构承载能力比常规结构显著提高，各方面的抗弯，抗剪能力强,圆钢管钢骨砼柱 示意图,钢管混凝土核心柱 示意图,（三）钢管混凝土在工程实例中的应用,深圳赛格广场 香港金融中心大厦 东莞台商大厦,下面就是对上述实例的具体分析,深 圳 赛 格 广 场,赛格广场高355米，地上72层，是目前世界上最高的钢管混凝土结构建筑，也是深圳主体楼层最高的建筑。,香港金融中心大厦,香港“国际金融中心”大厦高420米，地上88层，地下6层，完工于2003年，是香港第一高楼，世界第六高楼。,东莞台商大厦,东莞台商大厦占地约45亩，共68层，高289米，是一所由台商自发集资兴建的东莞地标性建筑，目前是东莞第一高楼。,（四）、钢管混凝土的脱空现象,钢管混凝土脱空产生的原因：1.在混凝土浇筑过程中产生脱空；2.在混凝土凝结硬化后产生脱空。解决钢管混凝土脱空的措施：1.预防：在混凝土施工阶段避免发生脱空或减少，消除脱空的影响；2.补救：在钢管混凝土服役阶段对已发生的脱空进行补救。,（五）、主要存在的问题,（1）尽管钢管混凝土发展很快,但是其设计理论,计算方法,规范制定等方面却比较落后,具体体现在以下几个方面: 钢管混凝土的本构关系。由于钢管混凝土力学行为的复杂性,迄今尚未建立起比较完善的本构关系,特别是混凝土的本构关系,现有的本构关系虽然包括混凝土的弹性、弹塑性和屈服阶段,但大都以回归公式为主。钢管与混凝土各自的本构关系如何选取,才能使二者的结合最优,缺乏研究。,(2) 由于核心混凝土的收缩,钢管混凝土拱肋中出现钢管与混凝土不密贴的现象。尤其是在拱顶。工程中常采用压浆或微膨胀混凝土来解决混凝土的收缩。但微膨胀混凝土的效果也缺乏细致的研究。此外,有人认为在日照下钢管与混凝土会受到温差的影响而出现空隙,以致使套箍力的发挥在工程界存在质疑。对于这个问题目前还缺乏深入的研究。,(3) 钢管混凝土的有限元计算理论缺乏统一性。基于现有的资料,未呈见过各种计算理论的比较。 现有的计算模型有熊峰的钢管混凝土结构的矩阵位移法7 严志刚的3 节点钢管混凝土梁单元8 Hajjar 建立的三维钢管混凝土单元9 王小岗提出的三维退化层合曲梁单元10 这些模型各有优缺点,(4) 钢管混凝土桁架节点与柔性吊杆的疲劳问题,研究不够深入。(5) 设计规范。随着钢管混凝土拱桥的不断发展,对其专门规范的制定要求更加迫切。当前存在于设计、制作、施工之间的并影响到业主、监理判断和裁定的一些不协调问题,既需要理论上的支持,实践中的检验,更需要规范的量定。,（六）、结束语,钢管混凝土结构是继钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砖石结构之后发展起来的第五大结构体系，是将混凝土灌入钢管内形成的一种新型组合结构。随着经济的发展，混凝土正朝着高强度、高性能和多功能的方向发展，钢管混凝土结构由于具有一系列优越性能，目前在高层和超高层建筑中越来越多地被应用。,参考文献,1 哈尔滨工业大学学报,2003 , (3) 2 陈宝春. 钢管混凝土拱桥发展综述J . 桥梁建设,1997 3 钟善桐. 钢管混凝土结构(第3 版) M . 北京:清华大学出版社 4 蔡绍怀. 现代钢管混凝土结构M . 北京:人民交通出版社 5蔡绍怀 我国钢管混凝土结构技术的最新进展， 土木工程学报，1999 6肖建庄,孙振平,李佳彬,等.废弃混凝土破碎及再生工艺研究.建筑技术,2005,7 熊 峰,等.钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法J . 西南交通大学学报,2002 8 严志刚,王德军,盛洪飞. 钢管混凝土三维非线性梁单元的研究与应用9 罗世勋,谢邦珠. 当代四川公路桥梁(续集19871995)M . 成都:四川科学技术出版社,