鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)及其在房建工程中的應(yīng)用探析

1、鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)及其在房建工程中的應(yīng)用探析 鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)及其在房建工程中的應(yīng)用探析 【摘要】把混凝土填充在鋼管中形成的構(gòu)件就是所謂的鋼管混凝土，它充分利用鋼管和混凝土這兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，借助受力過(guò)程中這兩種材料的受力組合作用，因此具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如較高的承載力、方便施工、良好的塑性和韌性以及顯著的經(jīng)濟(jì)效果。在鋼管混凝土的力學(xué)性能研究方面，我國(guó)在過(guò)去的幾十年里取得了比擬大的成果，相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程也已公布出來(lái)，而且廣泛的應(yīng)用到工程上。本文介紹了鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)，以及在研究與應(yīng)用上近年來(lái)取得的一些成果，同時(shí)也介紹了其在房建工程上的應(yīng)用，并進(jìn)行了探討和分析。 【關(guān)鍵詞】鋼管混凝土；房建工程；應(yīng)用 中

2、圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 0.引言 把混凝土填充在鋼管中形成的構(gòu)件就是所謂的鋼管混凝土，按照不同的截面形式，可以分為三種：一是圓鋼管混凝土；二是多邊形鋼管混凝土；三是方鋼管混凝土。它借助受力過(guò)程中這兩種材料的受力組合作用，不僅可以大大改善混凝土的塑性和韌性，還可以使鋼管發(fā)生局部屈曲的現(xiàn)象得以延緩甚至得以防止，因此，因此鋼管混凝土具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如較高的承載力、方便施工、良好的塑性和韌性以及顯著的經(jīng)濟(jì)效果。研究者在過(guò)去的十幾年里，大量的分析和研究了對(duì)鋼管混凝土的各種力學(xué)性能以及構(gòu)件動(dòng)力性能，取得了很多的成果。隨著我國(guó)建筑事業(yè)的開展，鋼管混凝土在房建工程中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，也取得了很大

3、的進(jìn)展。 1.鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn) 在工程中采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)有著非常大的優(yōu)勢(shì)，可以使工程造價(jià)降低，使抗震性能提高，還符合厲行節(jié)約、反對(duì)浪費(fèi)的國(guó)家政策，因此具有廣闊的市場(chǎng)范圍以及廣闊的開展前景。 1.1鋼管混凝土節(jié)約鋼材、降低造價(jià)的特點(diǎn) 相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來(lái)講 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)不僅可以節(jié)約鋼材，還可以降低造價(jià)。在房建工程中整澆鋼筋混凝土樓蓋的機(jī)構(gòu)，采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁作為主梁雖然具有造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，但施工過(guò)程比擬復(fù)雜。在低層和小高層住宅建造過(guò)程中，如果采用鋼結(jié)構(gòu)，不但柱子可以減少，根底造價(jià)也會(huì)相應(yīng)地降低，同時(shí)房屋空間利用的靈活性會(huì)擴(kuò)大，室內(nèi)的有效使用空間也會(huì)加大。更為關(guān)鍵的是，施工周期會(huì)縮短，綜合經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)

4、隨之提高。但是相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，工程造價(jià)就會(huì)高上許多。如果用鋼管混凝土替代鋼柱，不僅鋼材可以節(jié)省，造價(jià)也可以降低【1】。 和鋼柱相比，鋼管混凝土柱占用的空間不會(huì)加大，由于混凝土澆灌在柱中，鋼材的用量就降低了很少，混凝土的密度小于鋼材的密度，和鋼柱相比在重量上也不會(huì)多多少。由此可見(jiàn)鋼管混凝土的經(jīng)濟(jì)合理性，其本錢肯定會(huì)大大大的降低。 1.2薄壁鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn) 薄壁鋼管的承載力不是很穩(wěn)定，如果在薄壁鋼管里灌注混凝土變成鋼管混凝土，混凝土可以受到鋼管的保護(hù)，受壓的混凝土在鋼管的保護(hù)下縱向開裂減輕，同時(shí)，在混凝土的作用下，薄壁鋼管的局部失穩(wěn)大大延緩。鋼管混凝土不僅彌補(bǔ)了薄壁鋼管和混凝土兩者彼此的弱

5、點(diǎn)，并且同時(shí)發(fā)揮出兩者的長(zhǎng)處，因此薄壁鋼管混凝土比二者具有更大的優(yōu)勢(shì)。 1.3火災(zāi)中鋼管混凝土的優(yōu)勢(shì) 對(duì)火災(zāi)后結(jié)構(gòu)損傷的研究，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外很少把目光放在對(duì)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究上。通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，由于鋼管和混凝土協(xié)調(diào)互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)，使得鋼管混凝土的耐火性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼結(jié)構(gòu)。在火災(zāi)發(fā)生后，鋼管混凝土將結(jié)構(gòu)在外界溫度降低的情況下，強(qiáng)度恢復(fù)到了一定程度，并改善了在高溫條件下的截面的力學(xué)性能，而且還提高了在火災(zāi)中的結(jié)構(gòu)的整體性。這樣提供了一個(gè)較為平安的工作環(huán)境，使得補(bǔ)強(qiáng)工作量大大減少。相比之下，鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)很難做到這一點(diǎn)，即使處在常溫條件下，構(gòu)件已經(jīng)失穩(wěn)和扭曲的鋼結(jié)構(gòu)也提供不了更大的平安性，而鋼筋混凝土結(jié)

6、構(gòu)在溫度降低的情況下也不能恢復(fù)或改善其力學(xué)性能和整體性。由此可見(jiàn)，鋼管混凝土在火災(zāi)后具有一定的優(yōu)勢(shì)。 1.4在抗震性能上對(duì)鋼管混凝土的研究 研究鋼管混凝土的抗震性能，主要是針對(duì)其根本構(gòu)件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在地震過(guò)程中，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的最大位移相對(duì)于鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)都要小很多，其結(jié)構(gòu)延性較好能滿足一定的抗震要求，而且其耗能性能也要優(yōu)于鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。在抗扭、抗剪上鋼管混凝土具有良好的功能，不僅延性大，而且強(qiáng)度高，在發(fā)生地震的情況下，通過(guò)地震的作用，一些建筑物的邊柱和角柱不僅要承受軸心壓力，還要承受剪力、彎矩和扭矩，在這種復(fù)雜應(yīng)力作用下，鋼管混凝土柱的承載力很高，還具有良好的塑性和延

7、性，因此具有平安可靠的特點(diǎn)。 2.鋼管混凝土在房屋建設(shè)中的應(yīng)用 鋼管混凝土因?yàn)槠湟幌盗袃?yōu)點(diǎn)，所以開展非常迅速，大量運(yùn)用到建筑工程中，包括一些單層和多層的工業(yè)廠房、橋梁建構(gòu)以及高層和超高層建筑當(dāng)中。一方面是因?yàn)槠淇萍己扛?，?duì)環(huán)境保護(hù)有利，具有再生利用的特點(diǎn)。另一方面是因?yàn)槲覈?guó)大幅度增加的鋼產(chǎn)量，再加上全球的鋼產(chǎn)量將近飽和，最終導(dǎo)致了鋼材的價(jià)格下降。因此，我國(guó)近年來(lái)鼓勵(lì)采用鋼管混凝土等行為，大力推廣鋼管混凝土架構(gòu)等鋼結(jié)構(gòu)的使用。鋼管混凝土的施工工藝如下：作業(yè)前進(jìn)行準(zhǔn)備；制作鋼管構(gòu)架；拼接組裝鋼管；吊裝鋼管柱；進(jìn)行鋼管混凝土柱的環(huán)梁施工；澆注鋼管混凝土【2】。 2.1制作鋼管 制作鋼管是必須準(zhǔn)確把

8、握焊接尺寸、位置以及標(biāo)高。一般在進(jìn)行滾床操作和手工焊接時(shí)，都是采用直流電焊機(jī)進(jìn)行操作。 2.2拼接組裝鋼管 在這個(gè)操作過(guò)程中需要注意保持焊后肢管的平整。焊接操作時(shí)除了對(duì)幾何尺寸的控制，還應(yīng)該了解焊接變形的影響。焊接的順序應(yīng)該是分段反向，保持好分段施焊的對(duì)稱。 2.3吊裝鋼管柱 在操作時(shí)要盡可能使吊裝作用下的變形減少，測(cè)算要根據(jù)其承受力及穩(wěn)定性做出結(jié)果，然后在確定吊點(diǎn)位置。預(yù)制鋼管混凝土構(gòu)件的采用，需要等到混凝土到達(dá)一定強(qiáng)度，再進(jìn)行吊裝。 2.4制作與安裝環(huán)梁鋼筋 既可以在施工現(xiàn)場(chǎng)完成環(huán)梁骨架鋼筋，也可以在工廠完成。施工的具體過(guò)程是：環(huán)梁鋼筋的成型、支好底模然后再進(jìn)行骨架安裝。 2.5澆筑混凝土

9、 進(jìn)行這項(xiàng)操作有多種方法，包括立式手工澆搗的方法、泵送頂升的方法以及高位拋落無(wú)振搗的方法等等。在這個(gè)過(guò)程中操作需要連續(xù)進(jìn)行，需要根據(jù)多種情況控制澆筑混凝土的速度。在完成作業(yè)后，需要立即清洗工具，方便以后的使用。因?yàn)殇摴艿恼w性和密閉性較好，有時(shí)候會(huì)因?yàn)槭┕し绞降牟坏轿?，造成施工質(zhì)量缺陷，在混凝土中形成氣泡和空洞。所以在施工的時(shí)候，需要注意依靠自重或輕微振搗促使混凝土的自密實(shí)成型【3】。 3.鋼管混凝土工程中的考前須知 在施工過(guò)程中需要注意這幾個(gè)方面：首先是控制好鋼管制作的質(zhì)量，把握好拼接組裝時(shí)的準(zhǔn)確度；其次是混凝土灌注時(shí)的操作一定要做到連續(xù)進(jìn)行，否那么很容易出現(xiàn)空腔現(xiàn)象。再次在進(jìn)行泵送的時(shí)候，要注意勻速對(duì)稱以及滿送低壓，使混凝土的密實(shí)度得到保證。最后，針對(duì)裂縫的預(yù)防，需要控制好混凝土的配合比。 4.結(jié)語(yǔ) 因?yàn)殇摴芑炷辆哂幸幌盗械膬?yōu)點(diǎn)，所以廣泛的應(yīng)用到一些工業(yè)建筑和民用建筑中，其應(yīng)用前景是巨大的，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了材料上的節(jié)約，而且其還具有抗震性能好防火性較強(qiáng)等其他結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢(shì)。我們認(rèn)為，隨著我國(guó)建筑工程