近20年來(lái),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)逐漸被應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)中,隨著建筑物高度的增加,鋼管高強(qiáng)混凝土和鋼管超高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也將會(huì)得到快速的發(fā)展。一般的,我們把混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C50以下的鋼管混凝土稱(chēng)為普通鋼管混凝土;混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C50以上的鋼管混凝土稱(chēng)為鋼管高強(qiáng)混凝土;混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C100以上的鋼管混凝土稱(chēng)為鋼管超高強(qiáng)混凝土。
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土填入鋼管內(nèi)而形成的一種新型組合結(jié)構(gòu)。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服了鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點(diǎn)。近年來(lái),隨著理論研究的深入和新施工工藝的產(chǎn)生,工程應(yīng)用日益廣泛。鋼管混凝土結(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。
1.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
眾所周知,混凝土的抗壓強(qiáng)度高。但抗彎能力很弱,而鋼材,特別是型鋼的抗彎能力強(qiáng),具有良好的彈塑性,但在受壓時(shí)容易失穩(wěn)而喪失軸向抗壓能力。而鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,可使混凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài),其抗壓強(qiáng)度可成倍提高。同時(shí)由于混凝土的存在,提高了鋼管的剛度,兩者共同發(fā)揮作用,從而大大地提高了承載能力。鋼管混凝土作為一種新興的組合結(jié)構(gòu),主要以軸心受壓和作用力偏心較小的受壓構(gòu)件為主,被廣泛使用于框架結(jié)構(gòu)中(如廠房和高層)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展是由于它具有良好的受力性能和施工性能,具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
1.1 承載力高、延性好,抗震性能優(yōu)越
鋼管混凝土柱中,鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài),提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度;鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明,鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐模瑯?gòu)件的延性性能明顯改善,耗能能力大大提高,具有優(yōu)越的抗震性能。
塑性是指在靜載作用下的塑性變形能力。鋼管混凝土短柱軸心受壓試臉表明,試件壓縮到原長(zhǎng)的2/3,縱向應(yīng)變達(dá)30%以上時(shí),試件仍有承載力。剝?nèi)ヤ摴芎?,?nèi)部混凝土雖已有很大的鼓凸褶皺,但仍保持完整,并未松散,且仍有約5%的承載力,用錘敲擊后才粉碎脫落??拐鹦阅苁侵冈趧?dòng)荷載或地震作用下,具有良好的延性和吸能性。在這方面,鋼管混凝土構(gòu)件要比鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)得多。在壓彎反復(fù)荷載作用下,彎矩曲率滯回曲線表明,結(jié)構(gòu)的吸能性能特別好,無(wú)剛度退化,且無(wú)下降段,和不喪失局部穩(wěn)定性的鋼柱相同,但在一些建筑中,鋼柱常常要采用很厚的鋼板以確保局部穩(wěn)定性。但還常發(fā)生塑性彎曲后喪失局部穩(wěn)定。因此,鋼管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。
1.2 施工方便,工期大大縮短
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí),鋼管可以做為勁性骨架承擔(dān)施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu)重量,施工不受混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的影響;由于鋼管混凝土內(nèi)部沒(méi)有鋼筋,便于混凝土的澆注和搗實(shí);鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí),不需要模板,既節(jié)省了支模、拆模的材料和人工費(fèi)用,也節(jié)省了時(shí)間。
1.3 有利于鋼管的抗火和防火
由于鋼管內(nèi)填有混凝土,能吸收大量的熱能,因此遭受火災(zāi)時(shí)管柱截面溫度場(chǎng)的分布很不均勻,增加了柱子的耐火時(shí)間,減慢鋼柱的升溫速度,并且一旦鋼柱屈服,混凝土可以承受大部分的軸向荷載,防止結(jié)構(gòu)倒塌。組合梁的耐火能力也會(huì)提高,因?yàn)殇摿旱臏囟葧?huì)從頂部翼緣把熱量傳遞給混凝土而降低。經(jīng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:達(dá)到一級(jí)耐火3小時(shí)要求和鋼柱相比可節(jié)約防火涂料1/3一2/3甚至更多,隨著鋼管直徑增大,節(jié)約涂料也越多。
1.4 耐腐蝕性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)
鋼管中澆注混凝土使鋼管的外露面積減少,受外界氣體腐蝕面積比鋼結(jié)構(gòu)少得多,抗腐和防腐所需費(fèi)用也比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省。鋼管混凝土構(gòu)件的截面形式對(duì)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能、施工難易程度、施工工期和工程造價(jià)都有很大的影響。圓鋼管混凝土受壓構(gòu)件借助于圓鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土有效的約束作用,使鋼管內(nèi)部的混凝土處于三向受壓狀態(tài),使混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度。但是圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工難度大,施工成本較高。相比之下,方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工較為方便,但鋼管混凝土受到的約束作用較小,結(jié)構(gòu)的承載力較低。
1.5 施工方面
鋼管混凝土柱的零件較少,焊縫少,構(gòu)造簡(jiǎn)單,柱腳常采用在棍凝土基礎(chǔ)上預(yù)留杯口的插人式柱腳,因而工廠制造比較簡(jiǎn)單,同時(shí)構(gòu)件自重較小,運(yùn)輸和吊裝也較易,施工很簡(jiǎn)便,而且鋼管餛凝土柱采用板材卷制,板材厚度都不大,一般在40m以內(nèi),無(wú)論工廠焊接和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)接,都沒(méi)有什么困難。同時(shí),與鑰筋混凝土柱相比,鋼管混凝土柱的外皮鋼管具有鋼筋的功能,兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用,所以管內(nèi)沒(méi)鋼筋,省了鋼筋下料和綁扎鋼筋等一系列工藝,又由于柱外皮鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板,同時(shí)也省了支模和拆模等工序。近年來(lái),泵送磚相當(dāng)普遍,現(xiàn)場(chǎng)澆灌并無(wú)困難,我國(guó)創(chuàng)造并廣泛使用的高位拋落不振搗混凝土的施工方法,更簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)灌混凝土的工序,簡(jiǎn)便了施工。也有在管柱下部開(kāi)臨時(shí)澆灌孔,用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法,既快,又保證澆灌質(zhì)量。而且,在澆筑后,鋼管內(nèi)處于相當(dāng)穩(wěn)定的濕度條件,水分不易蒸發(fā),省去澆水養(yǎng)護(hù)工序,簡(jiǎn)化了混凝土的養(yǎng)護(hù)工藝。
在鋼管構(gòu)件的制作、安裝要求方面:①鋼管混凝土柱用的鋼管,焊接、制作要求較高。一般應(yīng)優(yōu)先采用螺旋焊管,無(wú)螺旋焊接管時(shí),也可以用滾床自行卷制鋼管,但卷管的方向應(yīng)與鋼板壓延方向垂直且對(duì)管的內(nèi)徑有一定的要求。焊接時(shí)除一般鋼結(jié)構(gòu)的制作要求外要嚴(yán)格保證管的平、直,不得有翹曲、表面銹蝕和沖擊痕跡。特別是它對(duì)鋼管內(nèi)壁的除銹要求??赡軙?huì)增加鋼管的制作周期;②在構(gòu)件制作過(guò)程中,鋼管的對(duì)接是一個(gè)難點(diǎn)。結(jié)構(gòu)要求焊后的管肢要平直,這就需要在焊接時(shí)采取相應(yīng)的措施和特別注意焊接的順序以及考慮到焊接變形的影響。管肢對(duì)接焊接前,對(duì)于小直徑鋼管應(yīng)采用點(diǎn)焊定位。對(duì)于大直徑鋼管應(yīng)另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時(shí)固定聯(lián)焊。在鋼管對(duì)接焊過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)焊定位處的焊縫出現(xiàn)微裂縫,則該微裂縫部位必須全部鏟除重焊。為了確保聯(lián)接處的焊縫質(zhì)量,在現(xiàn)場(chǎng)拼接時(shí),在管內(nèi)接縫處必須設(shè)置附加襯管。對(duì)于格構(gòu)式柱要求往的肢管和各種腹桿的組裝連接尺寸和角度必須準(zhǔn)確。特別是腹桿與肢管聯(lián)接處的間隙,應(yīng)采用自動(dòng)切管機(jī)按照相接面管的直徑和角度切割成空間相交曲線的管端。如無(wú)自動(dòng)切割機(jī)時(shí)應(yīng)按板金展開(kāi)圖進(jìn)行放樣切割。在高層建筑中常常采用變徑的鋼管,變徑管的對(duì)接就又是一個(gè)施工難點(diǎn),變徑處節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為復(fù)雜,無(wú)疑會(huì)影響到施工的進(jìn)度。
2.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)60年代之前,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究對(duì)象主要是圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。從60年代后半期以后,開(kāi)始比較系統(tǒng)地研究矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。目前,圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果,很多國(guó)家制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范或規(guī)程,如歐洲標(biāo)準(zhǔn)EC4(1996)、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN18800(1997)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ACI319-89、SSLC(1979)和LRFD(1997)、日本標(biāo)準(zhǔn)AIJ(1980,1997)。在我國(guó),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究主要集中在圓鋼管中填充素混凝土的內(nèi)填型圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu),最早開(kāi)展研究工作的是原中國(guó)科學(xué)院哈爾濱土建研究所。1968年以后,中國(guó)建筑科學(xué)研究院、冶金部冶金建筑科學(xué)研究院等單位也先后對(duì)鋼管混凝土基本構(gòu)件的工作性能、設(shè)計(jì)方法、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和施工技術(shù)等方面展開(kāi)了系統(tǒng)的研究。進(jìn)入80年代后,研究工作進(jìn)一步深入,通過(guò)大量的試驗(yàn)研究和理論
分析,對(duì)構(gòu)件的承載力和變形性能及其影響因素進(jìn)行了全面的研究,得到了實(shí)用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式。與此同時(shí),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)也在迅猛發(fā)展,涌現(xiàn)出很多新的施工工藝和施工方法,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)得到了更加充分的發(fā)揮。近十幾年來(lái),我國(guó)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的科學(xué)研究和工程應(yīng)用都取得了令人矚目的成就。目前已經(jīng)先后有國(guó)家建材局、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)和解放軍總后勤部頒布發(fā)行了有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)程。為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),使鋼管混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種大型建筑工程和交通運(yùn)輸工程中。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在近十年的時(shí)間里得到了飛速的發(fā)展。
我國(guó)對(duì)于矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究工作開(kāi)展得較晚,1985年鄭州工學(xué)院開(kāi)始進(jìn)行方鋼管混凝土軸壓短柱的研究,其后同濟(jì)大學(xué)等單位也進(jìn)行了方鋼管混凝土構(gòu)件的研究,取得了一定的成果,而我國(guó)的矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工規(guī)程尚在制定中。
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土填入鋼管內(nèi)而形成的一種新型組合結(jié)構(gòu)。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服了鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點(diǎn)。近年來(lái),隨著理論研究的深入和新施工工藝的產(chǎn)生,工程應(yīng)用日益廣泛。鋼管混凝土結(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。
1.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
眾所周知,混凝土的抗壓強(qiáng)度高。但抗彎能力很弱,而鋼材,特別是型鋼的抗彎能力強(qiáng),具有良好的彈塑性,但在受壓時(shí)容易失穩(wěn)而喪失軸向抗壓能力。而鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,可使混凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài),其抗壓強(qiáng)度可成倍提高。同時(shí)由于混凝土的存在,提高了鋼管的剛度,兩者共同發(fā)揮作用,從而大大地提高了承載能力。鋼管混凝土作為一種新興的組合結(jié)構(gòu),主要以軸心受壓和作用力偏心較小的受壓構(gòu)件為主,被廣泛使用于框架結(jié)構(gòu)中(如廠房和高層)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展是由于它具有良好的受力性能和施工性能,具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
1.1 承載力高、延性好,抗震性能優(yōu)越
鋼管混凝土柱中,鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài),提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度;鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明,鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐模瑯?gòu)件的延性性能明顯改善,耗能能力大大提高,具有優(yōu)越的抗震性能。
塑性是指在靜載作用下的塑性變形能力。鋼管混凝土短柱軸心受壓試臉表明,試件壓縮到原長(zhǎng)的2/3,縱向應(yīng)變達(dá)30%以上時(shí),試件仍有承載力。剝?nèi)ヤ摴芎?,?nèi)部混凝土雖已有很大的鼓凸褶皺,但仍保持完整,并未松散,且仍有約5%的承載力,用錘敲擊后才粉碎脫落??拐鹦阅苁侵冈趧?dòng)荷載或地震作用下,具有良好的延性和吸能性。在這方面,鋼管混凝土構(gòu)件要比鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)得多。在壓彎反復(fù)荷載作用下,彎矩曲率滯回曲線表明,結(jié)構(gòu)的吸能性能特別好,無(wú)剛度退化,且無(wú)下降段,和不喪失局部穩(wěn)定性的鋼柱相同,但在一些建筑中,鋼柱常常要采用很厚的鋼板以確保局部穩(wěn)定性。但還常發(fā)生塑性彎曲后喪失局部穩(wěn)定。因此,鋼管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。
1.2 施工方便,工期大大縮短
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí),鋼管可以做為勁性骨架承擔(dān)施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu)重量,施工不受混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的影響;由于鋼管混凝土內(nèi)部沒(méi)有鋼筋,便于混凝土的澆注和搗實(shí);鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí),不需要模板,既節(jié)省了支模、拆模的材料和人工費(fèi)用,也節(jié)省了時(shí)間。
1.3 有利于鋼管的抗火和防火
由于鋼管內(nèi)填有混凝土,能吸收大量的熱能,因此遭受火災(zāi)時(shí)管柱截面溫度場(chǎng)的分布很不均勻,增加了柱子的耐火時(shí)間,減慢鋼柱的升溫速度,并且一旦鋼柱屈服,混凝土可以承受大部分的軸向荷載,防止結(jié)構(gòu)倒塌。組合梁的耐火能力也會(huì)提高,因?yàn)殇摿旱臏囟葧?huì)從頂部翼緣把熱量傳遞給混凝土而降低。經(jīng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:達(dá)到一級(jí)耐火3小時(shí)要求和鋼柱相比可節(jié)約防火涂料1/3一2/3甚至更多,隨著鋼管直徑增大,節(jié)約涂料也越多。
1.4 耐腐蝕性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)
鋼管中澆注混凝土使鋼管的外露面積減少,受外界氣體腐蝕面積比鋼結(jié)構(gòu)少得多,抗腐和防腐所需費(fèi)用也比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省。鋼管混凝土構(gòu)件的截面形式對(duì)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能、施工難易程度、施工工期和工程造價(jià)都有很大的影響。圓鋼管混凝土受壓構(gòu)件借助于圓鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土有效的約束作用,使鋼管內(nèi)部的混凝土處于三向受壓狀態(tài),使混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度。但是圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工難度大,施工成本較高。相比之下,方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工較為方便,但鋼管混凝土受到的約束作用較小,結(jié)構(gòu)的承載力較低。
1.5 施工方面
鋼管混凝土柱的零件較少,焊縫少,構(gòu)造簡(jiǎn)單,柱腳常采用在棍凝土基礎(chǔ)上預(yù)留杯口的插人式柱腳,因而工廠制造比較簡(jiǎn)單,同時(shí)構(gòu)件自重較小,運(yùn)輸和吊裝也較易,施工很簡(jiǎn)便,而且鋼管餛凝土柱采用板材卷制,板材厚度都不大,一般在40m以內(nèi),無(wú)論工廠焊接和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)接,都沒(méi)有什么困難。同時(shí),與鑰筋混凝土柱相比,鋼管混凝土柱的外皮鋼管具有鋼筋的功能,兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用,所以管內(nèi)沒(méi)鋼筋,省了鋼筋下料和綁扎鋼筋等一系列工藝,又由于柱外皮鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板,同時(shí)也省了支模和拆模等工序。近年來(lái),泵送磚相當(dāng)普遍,現(xiàn)場(chǎng)澆灌并無(wú)困難,我國(guó)創(chuàng)造并廣泛使用的高位拋落不振搗混凝土的施工方法,更簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)灌混凝土的工序,簡(jiǎn)便了施工。也有在管柱下部開(kāi)臨時(shí)澆灌孔,用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法,既快,又保證澆灌質(zhì)量。而且,在澆筑后,鋼管內(nèi)處于相當(dāng)穩(wěn)定的濕度條件,水分不易蒸發(fā),省去澆水養(yǎng)護(hù)工序,簡(jiǎn)化了混凝土的養(yǎng)護(hù)工藝。
在鋼管構(gòu)件的制作、安裝要求方面:①鋼管混凝土柱用的鋼管,焊接、制作要求較高。一般應(yīng)優(yōu)先采用螺旋焊管,無(wú)螺旋焊接管時(shí),也可以用滾床自行卷制鋼管,但卷管的方向應(yīng)與鋼板壓延方向垂直且對(duì)管的內(nèi)徑有一定的要求。焊接時(shí)除一般鋼結(jié)構(gòu)的制作要求外要嚴(yán)格保證管的平、直,不得有翹曲、表面銹蝕和沖擊痕跡。特別是它對(duì)鋼管內(nèi)壁的除銹要求??赡軙?huì)增加鋼管的制作周期;②在構(gòu)件制作過(guò)程中,鋼管的對(duì)接是一個(gè)難點(diǎn)。結(jié)構(gòu)要求焊后的管肢要平直,這就需要在焊接時(shí)采取相應(yīng)的措施和特別注意焊接的順序以及考慮到焊接變形的影響。管肢對(duì)接焊接前,對(duì)于小直徑鋼管應(yīng)采用點(diǎn)焊定位。對(duì)于大直徑鋼管應(yīng)另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時(shí)固定聯(lián)焊。在鋼管對(duì)接焊過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)焊定位處的焊縫出現(xiàn)微裂縫,則該微裂縫部位必須全部鏟除重焊。為了確保聯(lián)接處的焊縫質(zhì)量,在現(xiàn)場(chǎng)拼接時(shí),在管內(nèi)接縫處必須設(shè)置附加襯管。對(duì)于格構(gòu)式柱要求往的肢管和各種腹桿的組裝連接尺寸和角度必須準(zhǔn)確。特別是腹桿與肢管聯(lián)接處的間隙,應(yīng)采用自動(dòng)切管機(jī)按照相接面管的直徑和角度切割成空間相交曲線的管端。如無(wú)自動(dòng)切割機(jī)時(shí)應(yīng)按板金展開(kāi)圖進(jìn)行放樣切割。在高層建筑中常常采用變徑的鋼管,變徑管的對(duì)接就又是一個(gè)施工難點(diǎn),變徑處節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為復(fù)雜,無(wú)疑會(huì)影響到施工的進(jìn)度。
2.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)60年代之前,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究對(duì)象主要是圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。從60年代后半期以后,開(kāi)始比較系統(tǒng)地研究矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。目前,圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果,很多國(guó)家制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范或規(guī)程,如歐洲標(biāo)準(zhǔn)EC4(1996)、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN18800(1997)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ACI319-89、SSLC(1979)和LRFD(1997)、日本標(biāo)準(zhǔn)AIJ(1980,1997)。在我國(guó),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究主要集中在圓鋼管中填充素混凝土的內(nèi)填型圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu),最早開(kāi)展研究工作的是原中國(guó)科學(xué)院哈爾濱土建研究所。1968年以后,中國(guó)建筑科學(xué)研究院、冶金部冶金建筑科學(xué)研究院等單位也先后對(duì)鋼管混凝土基本構(gòu)件的工作性能、設(shè)計(jì)方法、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和施工技術(shù)等方面展開(kāi)了系統(tǒng)的研究。進(jìn)入80年代后,研究工作進(jìn)一步深入,通過(guò)大量的試驗(yàn)研究和理論
分析,對(duì)構(gòu)件的承載力和變形性能及其影響因素進(jìn)行了全面的研究,得到了實(shí)用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式。與此同時(shí),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)也在迅猛發(fā)展,涌現(xiàn)出很多新的施工工藝和施工方法,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)得到了更加充分的發(fā)揮。近十幾年來(lái),我國(guó)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的科學(xué)研究和工程應(yīng)用都取得了令人矚目的成就。目前已經(jīng)先后有國(guó)家建材局、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)和解放軍總后勤部頒布發(fā)行了有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)程。為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),使鋼管混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種大型建筑工程和交通運(yùn)輸工程中。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在近十年的時(shí)間里得到了飛速的發(fā)展。
我國(guó)對(duì)于矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究工作開(kāi)展得較晚,1985年鄭州工學(xué)院開(kāi)始進(jìn)行方鋼管混凝土軸壓短柱的研究,其后同濟(jì)大學(xué)等單位也進(jìn)行了方鋼管混凝土構(gòu)件的研究,取得了一定的成果,而我國(guó)的矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工規(guī)程尚在制定中。