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1、淺談鋼管混凝土柱特點(diǎn)及其澆筑施工技術(shù)【摘要】鋼管混凝土結(jié)構(gòu)即在鋼管內(nèi)填充混凝土，將兩種不同性質(zhì)的材料組合而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度高、重量輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。在建筑工程中具有廣泛的應(yīng)用，文章主要探討了鋼管混凝土柱的澆筑施工技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】鋼管;混凝土;澆筑施工0.引言近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國的高層建筑工程、地鐵車站工程和大跨度橋梁工程中得到了較多的應(yīng)用。此外，近年來在多層、高層民用住宅建筑中也已開始采用鋼管混凝土柱和鋼梁組成的框筒結(jié)構(gòu)體系，并且經(jīng)濟(jì)效益顯著。鋼管混凝土
2、結(jié)構(gòu)按照截面形式的不同可以分為矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和多邊形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等，其中矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣泛。1.鋼管混凝土柱的特點(diǎn)6隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長和社會需求的不斷擴(kuò)大，近年來我國加工制造業(yè)也飛速發(fā)展，重型及超重型設(shè)備的需求逐年增加，與之相應(yīng)的超大設(shè)備加工機(jī)械也應(yīng)運(yùn)而生，為了滿足超大型設(shè)備的布置以及各種先進(jìn)生產(chǎn)工藝發(fā)展的需要，促使工業(yè)廠房不斷朝著大跨度、大柱距、大噸位吊車的方向發(fā)展。而鋼管混凝土作為一種新興的主要結(jié)構(gòu)，以軸心受壓和作偏心較小的受壓構(gòu)件為主的組合結(jié)構(gòu)，在大型
3、工業(yè)廠房的設(shè)計應(yīng)用中也越來越顯示出其突出的優(yōu)點(diǎn)。1.1承載力高鋼管混凝土在軸心壓力的作用下，產(chǎn)生縱向壓應(yīng)變，由此將引起鋼管和其內(nèi)核心混凝土的環(huán)向變形;隨著壓力的持續(xù)增大，鋼管內(nèi)核心混凝土向外擴(kuò)張的變形大于鋼管的直徑擴(kuò)張變形，這就使鋼管箍住了混凝土，阻礙了核心混凝土的直徑擴(kuò)張。由此而產(chǎn)生了鋼管與核心混凝土之間的相互作用力，此力稱為緊箍力。這樣就使鋼管和核心混凝土都處于三向應(yīng)力狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度大大提高。1.2塑性和韌性好6這點(diǎn)可以使材料性能得到充分發(fā)揮，鋼管混凝土利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的
4、相互作用，即鋼管對其核心混凝土的約束作用，使混凝土處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，從而使混凝土的強(qiáng)度提高，塑性和韌性性能改善。根據(jù)對鋼材和混凝土在三向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的分析研究，可以得出用作受壓構(gòu)件的鋼管混凝土，由于鋼管對混凝土的緊箍作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度大大提高，而且還由脆性材料轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄圆牧?，基本性能起了質(zhì)的變化。同時，薄壁鋼管的承載力由于薄壁的局部穩(wěn)定，屈服強(qiáng)度常得不到充分利用。用作鋼管混凝土?xí)r，內(nèi)部存在混凝土，提高了薄壁鋼管的局部穩(wěn)定性，其屈服強(qiáng)度可以得到充分利用。在鋼管
5、混凝土構(gòu)件中，兩種材料能相互彌補(bǔ)對方的弱點(diǎn)，發(fā)揮各自的長處，因而是鋼材與混凝土最佳的組合使用。1.3安全性能好由于組成鋼管混凝土的鋼管和混凝土之間有相互貢獻(xiàn)、協(xié)同作用和共同工作的優(yōu)勢，使其具有較好的耐火性。鋼管混凝土的耐火極限高于鋼結(jié)構(gòu)，為防火而增加的保護(hù)材料比鋼柱少，截面越大越優(yōu)越。腐蝕面積比鋼結(jié)構(gòu)小，耐腐蝕性能好，防腐處理比鋼結(jié)構(gòu)更方便。鋼管混凝土耐撞擊的能力也比鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都強(qiáng)。有防腐要求的廠房可優(yōu)先選用鋼管混凝土柱作為其下柱。1.4施工方便在施工過程中，鋼管可以作為其核心混凝土的模板，鋼管本
6、身就是鋼筋，它兼有縱向鋼筋(受拉和受壓)和橫向箍筋的作用，制作鋼管遠(yuǎn)比制作鋼筋骨架省工省料，而且便于澆灌混凝土。與傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比，沒有綁扎鋼筋及支模和拆模等工序，施工簡便。鋼管本身又是勁性承重骨架。在施工階段可起勁性鋼骨架的作用，其焊接工作量遠(yuǎn)比一般型鋼骨架為少，從而可簡化施工安裝工藝、節(jié)省腳手架、縮短工期，減少施工用地。2.鋼管混6凝土柱的施工技術(shù)及其注意事項我國尚未制定有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的規(guī)定，在某種程度上制約了該類結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。對于已經(jīng)建成的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，有的采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求外包
7、混凝土，有的按照鋼結(jié)構(gòu)的要求涂防火材料，缺乏科學(xué)性和統(tǒng)一性。因此，在理論研究和工程實踐的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡快編制適合我國國情的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范。鋼管混凝土內(nèi)的核心混凝土被外圍鋼管所包裹，所以其澆筑質(zhì)量很難控制。如果鋼管混凝土內(nèi)核心混凝土澆筑得不密實，可能導(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度和剛度的降低，這種影響對軸壓短構(gòu)件相對較小，對軸壓長構(gòu)件相對較大，而對偏壓構(gòu)件影響最為顯著。所以在混凝土的施工過程中，不僅要保證混凝土的強(qiáng)度，還要保證混凝土的密實度，確保其力學(xué)性能不受影響，以達(dá)到設(shè)計要求。常見的施工方法有:泵送頂升澆灌法、立式手工澆搗
8、法或高位拋落無振搗法。鋼管混凝土柱從減小變形和經(jīng)濟(jì)角度考慮，核心混凝土宜采用強(qiáng)度等級不低于C30的普通混凝土。外包鋼管宜采用無縫鋼管或螺旋焊接鋼管，鋼管外徑不應(yīng)小于100mm，壁厚不小于4。鋼管混凝土柱的核心混凝土澆筑后，盡量避免在其外包鋼管上二次施焊，對核心混凝土性能產(chǎn)生影響。6鋼管柱用插入式振搗棒密插短振，逐層振搗。振搗棒垂直插入混凝土內(nèi)，要快插慢拔，振搗棒應(yīng)插入下一層混凝土中5～10cm。振搗
