東莞建盛鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司
集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售和安裝為一體鋼結(jié)構(gòu)建筑工程公司
鋼管混凝土系指在鋼管之內(nèi)填充混凝土而形成的組合材料。圓鋼管能有效地約束核心混凝土，其混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力顯著提高。采用鋼管混凝柱代替鋼筋混凝土柱，可大幅度地節(jié)省水泥，減輕結(jié)構(gòu)自重，減少柱截面尺寸。依據(jù)鋼管柱特點(diǎn)及建筑要求，應(yīng)用于廣業(yè)大廈框架柱設(shè)計(jì)中。
（一），四層頂為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，五層為設(shè)備層，上部為住宅。整個(gè)結(jié)構(gòu)采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，圍繞樓、電梯井筒核心，部分框支柱在一層至四層采用了鋼管砼柱，管徑分別為ф＝1000，ф＝1200。鋼管圓柱采用16MNn鋼制做，壁厚20，管內(nèi)澆筑砼C40，圓鋼管柱共6根，ф＝1000，2根。ф＝1200，4根，鋼管頂部為鋼筋砼板式轉(zhuǎn)換層。
二、鋼管柱設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用過程
1、鋼管砼柱具有承載力高、塑性和韌性好，方便施工等特點(diǎn)。
鋼管砼單肢柱的承載力：
Nu＝фlфeNo，No－鋼管砼軸心受壓短柱的承載力設(shè)計(jì)值
No＝fcAc（1+θ＋θ）фl－考慮長細(xì)比影響的承載力折減系數(shù)
θ＝faAa/fcAc，фe－考慮偏心率影響與承載力折減系數(shù)
依據(jù)計(jì)算公式
管徑ф＝1000，fa＝300N/mm2，Aa＝0.0615㎡，fc＝19.1N/mm，Ac＝0.723㎡，θ＝1.30，No＝47500kN，Nu＝0.8×0.8×47500＝30400kN。
管徑ф＝1200，fa＝300N/mm2，Aa＝0.074㎡，fc＝19.1N/mm2，Ac＝1.056㎡，θ＝1.10，No＝63500kN，Nu＝0.8×0.8×63500＝40600kN。
由此可見，鋼管柱較同截面砼柱承載力提高3倍以上，采用較小鋼管柱截面，既可滿足承載力要求。
2、施工細(xì)化及節(jié)點(diǎn)處理
鋼管柱由預(yù)制廠依據(jù)設(shè)計(jì)要求工廠內(nèi)制做。結(jié)合運(yùn)輸?shù)跹b及焊接工藝等要求需進(jìn)行施工細(xì)化設(shè)計(jì)，由專業(yè)公司設(shè)計(jì)后設(shè)計(jì)院審核出圖。
鋼管柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求較高，需做到構(gòu)造簡單、整體性好，傳力明確、安全可靠、節(jié)約材料和施工方便。在現(xiàn)場接長時(shí)，尚應(yīng)加焊必要的定位零件，確保幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要求。框架柱和梁的連接節(jié)點(diǎn)，不宜有零部件穿過鋼管，以免影響管內(nèi)砼的澆灌。梁柱連接處的梁端剪力可用焊接于鋼管上的鋼牛腿來實(shí)現(xiàn)，梁柱連接處的梁內(nèi)彎矩可設(shè)環(huán)梁或變寬梁度等措施實(shí)現(xiàn)傳遞，本工程在梁、柱節(jié)點(diǎn)處采用設(shè)置環(huán)梁措施，將梁縱筋錨入環(huán)梁或焊于剪切鋼板的辦法處理，為方便施工，鋼管分段運(yùn)輸，現(xiàn)場焊接，鋼管內(nèi)以高位拋落混凝土不振搗澆灌，并對焊接與砼的質(zhì)量提出了較為嚴(yán)格的要求及耐火、耐腐蝕的措施。
三、結(jié)論
鋼管砼具有較高的抗壓承載力，同時(shí)又有良好的塑性和韌性。因?yàn)殇摴芑炷猎谳S心壓力作用下，鋼管和核心混凝土皆為三向應(yīng)力狀態(tài)，鋼管約束了管內(nèi)混凝土，使混凝土的抗壓承載力大大提高，同時(shí)大大改善了它的塑性性能；而核心混凝土則防止了薄壁鋼管喪失穩(wěn)定。這樣使兩種材料的弱點(diǎn)被克服，而優(yōu)點(diǎn)能得到充分發(fā)揮，從而取得經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)通過合理的施工放樣及節(jié)點(diǎn)的合理化處理，可發(fā)揮施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然由于鋼管混凝土也只能用作柱子，其用途受到局限，應(yīng)用范圍不大。如何才能擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，正是目前許多專家、學(xué)者研究的重點(diǎn)。深圳賽格廣場70層的鋼結(jié)構(gòu)，采用了鋼管砼柱，使全鋼結(jié)構(gòu)與砼充分結(jié)合在一起，發(fā)揮作用。隨著預(yù)應(yīng)力砼的發(fā)展，其應(yīng)用范圍正在發(fā)揚(yáng)光大，走向世界的前列。
