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钢管混凝土结构的特点

众所周知,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,被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能,具体表现为以下几个方面:

 

 

1.1承载力高塑性和韧性好

 

钢管混凝土构件在受力过程中,钢管可有效地约束核心混凝土,从而延缓其受压时的纵向开裂;核心混凝土的存在可有效地延缓或避免薄壁钢管过早地发生局部屈曲。两种材料相互弥补了彼此的弱点,可充分发挥各自的长处。研究表明,整个钢管混凝土构件的承载力约为钢管和核心混凝土单独承载力之和的1.7 ~2.0 倍。

 

混凝土的脆性相对较大。试验表明,钢管混凝土柱被破坏时可以压缩到原长的2/3,完全没有脆性破坏的特征,混凝土的塑性性能得到改善,耗能能力得到提高,抗震性能良好。据有关资料分析,高层建筑中采用钢管混凝土柱结构体系比采用钢筋混凝土结构自重可以减少1/3~1/2,地震作用可减小一半。

 

 

 

1.2制作和施工方便,工期大大缩短

 

与钢结构构件相比,钢管混凝土的构造简单,焊缝少,易制作。采用钢管混凝土时没有绑扎钢筋、支模和拆模等工序;钢管可作为劲性骨架承担施工荷载和结构重量,施工不受混凝土养护时间的影响,可以大大缩短工期。

 

 

 

1.3有利于钢管的抗火和防火

 

主要体现在两个方面:一是优越的抗火性能,火灾作用时核心混凝土可吸收外围钢管传来的热量,构件截面温度场的分布很不均匀,可延长构件的耐火时间,钢管可以保护混凝土不发生崩裂现象,钢管屈服后,混凝土还可承受大部分的轴向荷载,防止结构倒塌;二是良好的可修复性,火灾作用后,随着外界温度的降低,构件已屈服截面处钢管的强度可得到不同程度的恢复,结构的整体性比火灾中有所提高,为结构加固补强提供了一个较安全的工作环境,可减少补强工作量,降低维修费用。

 

 

 

1.4 经济效果好

 

大量工程实践表明,承压构件采用钢管混凝土比普通钢筋混凝土可节约混凝土50%,构件的横截面积可减少一半,建筑可用空间得到加大,减轻结构自重50%,钢材用量略高或约相等;和钢结构相比,可节约钢材50%

发布时间:2012/8/7 8:36:13
 
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