① 钢管混凝土概述
简单的说,就是在钢管中注入混凝土做工程结构构件。
房屋建筑中常用的为钢管混凝土柱专、筒体结构,属路桥中钢管混凝土拱、柱、桩等。
其之所以能在工程中广泛应用主要是因为良好的受力性能和施工方便吧。
受力性能主要是钢管为混凝土提供横向约束在三向应力的作用下使其承载能力得以很大的提高,混凝土填充后使钢管不易屈曲,物尽其用。加之其良好的抗震性能,在日本被广泛应用于抗震结构,并积累了大量的工程经验。其施工中无需支模,机械化程度高,很少受施工环境影响,可水下作业,很有发展前景。
② 为什么钢管混凝土有良好的力学性能
混凝土的抗压复强度高。但抗弯能力很制弱,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。
③ 钢管混凝土
钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度.
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。
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。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,工程应用日益广泛。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。
1.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、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鼓凸褶皱,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。
1.2 施工方便,工期大大缩短
钢管混凝土结构施工时,钢管可以做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;由于钢管混凝土内部没有钢筋,便于混凝土的浇注和捣实;钢管混凝土结构施工时,不需要模板,既节省了支模、拆模的材料和人工费用,也节省了时间。
1.3 有利于钢管的抗火和防火
由于钢管内填有混凝土,能吸收大量的热能,因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀,增加了柱子的耐火时间,减慢钢柱的升温速度,并且一旦钢柱屈服,混凝土可以承受大部分的轴向荷载,防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高,因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。经实验统计数据表明:达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多,随着钢管直径增大,节约涂料也越多。
1.4 耐腐蚀性能优于钢结构
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也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用,使钢管内部的混凝土处于三向受压状态,使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构的施工难度大,施工成本较高。相比之下,方钢管混凝土结构的施工较为方便,但钢管混凝土受到的约束作用较小,结构的承载力较低。
1.5 施工方面
钢管混凝土柱的零件较少,焊缝少,构造简单,柱脚常采用在棍凝土基础上预留杯口的插人式柱脚,因而工厂制造比较简单,同时构件自重较小,运输和吊装也较易,施工很简便,而且钢管馄凝土柱采用板材卷制,板材厚度都不大,一般在40m以内,无论工厂焊接和现场进行对接,都没有什么困难。同时,与钥筋混凝土柱相比,钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能,兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用,所以管内没钢筋,省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺,又由于柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板,同时也省了支模和拆模等工序。近年来,泵送砖相当普遍,现场浇灌并无困难,我国创造并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法,更简化了现场灌混凝土的工序,简便了施工。也有在管柱下部开临时浇灌孔,用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法,既快,又保证浇灌质量。而且,在浇筑后,钢管内处于相当稳定的湿度条件,水分不易蒸发,省去浇水养护工序,简化了混凝土的养护工艺。
④ 钢管混凝土 有必要用高强混凝土吗
钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度。
一般的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。
——摘自网络。
至于混凝土的强度等级,《混凝土结构设计规范》
GB50010-2010中将混凝土强度等级从C15~C80,而一般C60以上属于高强混凝土。
此外,在CECS
28-2012《钢管混凝土结构设计与施工规范》中对混凝土材料的要求是:3.2.1
钢管内的混凝土可采用普通混凝土和自密实混凝土,其度等级不应低于C30。
综上,钢管混凝土并不一定都要用高强混凝土。
⑤ 建筑结构设计:钢管混凝土结构有哪些优点
⑴承载力高,自重轻,塑性好,耐疲劳,耐冲击。
⑵可以使用高强混凝土。三向压力避免了核心高强混凝土的脆性破坏。在各方向上的惯性矩、承载能力均相同,因而很适合用于承受地震、风载等作用方向不确定的结构。
⑸钢管内核心部分混凝土不用配钢筋,便于浇灌混凝土。
⑹钢管在施工阶段可起支撑作用,从而可以简化施工安装工艺,节省部分支架,有利于减少工序、缩短工期。
⑺替代钢结构的受压杆件可大量节省钢材。
⑥ 钢管混凝土,与钢箱混凝土有什么区别
主要是外形方面的区别,钢管混凝土截面是圆形,而钢箱混凝土截面应该是矩形的。
⑦ 钢管混凝土的简介
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件,按截面形式不同,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。
⑧ 钢筋混凝土与钢管混凝土的作用机理有什么区别
含义不同:
混凝土是将一定比例的水、碎石、黄沙和水泥混合起来,搅拌均匀后的一种混合物,为了使混凝土的抗弯性和抗压性变得更好,在施工过程中就需要将钢筋加入到混凝土之中,加入钢筋的混凝土就被称为钢筋混凝土。
抗压性能不同:
混凝土的抗压性能很不错,但不具有抗拉性,为了弥补混凝土的这一个弱点,并有效控制感钢筋的造价,建筑在施工的时候都会在混凝土中加入钢筋,增强建筑的抗拉性,同时还能对建筑的水平力进行控制,因此这种材料大量运用于高层房屋的建造中。
钢筋混凝土优势:
(1)可模性好:新拌和的混凝土是可塑的,可根据需要设计制成各种形状和尺寸的结构或构件。
(2整体性好:现浇钢筋混凝土结构的整体性较好,设计合理时具有良好的抗震、抗爆和抗振动的性能。
(3)耐久性好:钢筋混凝土结构具有很好的耐久性。正常使用条件下不需要经常性的保养和维修。
(4)耐火性好:钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。
(5)易于就地取材︰钢筋混凝土结构所用比重较大的砂、石材料易于就地取材,且可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废渣有利于保护环境。
⑨ 钢管混凝土的介绍
钢管混凝土就来是把混凝土灌入钢管源中并捣实以加大钢管的强度和刚度。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。
⑩ 钢管混凝土 有必要用高强混凝土吗
钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度。
一般的把版混凝土强度等级在权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。
——摘自网络。
至于混凝土的强度等级,《混凝土结构设计规范》
GB50010-2010中将混凝土强度等级从C15~C80,而一般C60以上属于高强混凝土。
此外,在CECS
28-2012《钢管混凝土结构设计与施工规范》中对混凝土材料的要求是:3.2.1
钢管内的混凝土可采用普通混凝土和自密实混凝土,其度等级不应低于C30。
综上,钢管混凝土并不一定都要用高强混凝土。