土木创新思维.pptx

钢管混凝土组合结构

孟永和田十二法我国学者许立言、张福奎在奥斯本稽核问题表基础上，借用其基本原理，加以创造而提出的一种思维技法。对奥斯本稽核问题表法的一种继承又是一种大胆的创新。

加一加混凝土钢管壁

普通钢筋混凝土柱子的问题普通的钢筋混凝土柱子抗压性能高，但是受弯性能差。还可能出现“软顶”现象，柱顶部砂浆多，石子少，表面疏松、裂缝，还可能出现漏筋。混凝土浇筑振捣时，钢筋的垫块移位，或垫块太少，甚至漏放，钢筋紧贴模板致使拆模后露筋；钢筋混凝土结构截面较小，钢筋偏拉过密，大石子卡在钢筋上，水泥浆不能充满钢筋周围，产生露筋；因混凝土配合比不准确，浇筑方法不当，混凝土产生离析；本模板湿润不够，混凝土表面失水过多，或拆模时混凝土缺棱掉角，造成露筋。

钢管混凝土结合的优势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。

钢管混凝土结合的优势承载力高、延性好，抗震性能优越施工方便，工期大大缩短有利于钢管的抗火和防火耐腐蚀性能优于钢结构

管柱承载力混凝土柱承载力组合结构混凝土承载力承载力高、延性好，抗震性能优越

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。

施工方便，工期大大缩短钢管混凝土柱的零件较少，焊缝少，构造简单，柱脚常采用在混凝土基础上预留杯口的插入式柱脚，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，而且钢管混凝土柱采用板材卷制，板材厚度都不大，一般在40mm以内，无论工厂焊接和现场进行对接，都没有什么困难。

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。

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。

工程应用20世纪50年代前苏联、美国、日本和欧洲部分先进国家对其进行了大量的试验研究，并在一些房屋建筑和桥梁工程中得到应用60年代中期我国钢管混凝土的研究首例应用为北京的地铁工程80年代初解决了进行钢管柱的混凝土浇灌复杂工艺问题，既保证了工程质量，又降低了工程造价80年代末至90年代我国的钢管混凝土工程应用也进入成熟阶段，并居世界前列将其拓展为公路与城市拱桥和高层与超高层建筑的两大工程应用领域20世纪末钢管混凝土无论是理论研究还是工程应用，我国均已处于世界前列。

工程应用-典型实例美国西雅图的联合广场大厦 这是一座58层、高220米的的建筑物，在核心筒中采用四根φ3050mm钢管砼管柱，建筑物的用钢量仅为58公斤/平方米，于80年代末建成。●美国西雅图的太平第一中心大厦 这是一座44层高的建筑物，在核心筒中采用八根φ2300mm钢管砼管柱，周边采用φ760mm钢管砼管柱，于90年代初建成。与全钢结构相比，该建筑物大致节约一半钢材左右。●日本琦玉县雄师广场高层住宅楼 这是日本第一座最高的采用钢管砼结构的高层建筑，设计55层、高185.8米，于1998年建成。●中国福建泉州市邮局大楼等15座高层建筑 中国福建泉州市的邮局大楼，是我国第一座采用钢管砼结构的高层建筑，16层，高87.5米，于1992年建成。

厦门阜康大厦，25层，高86.5米，1994年建成;厦门金源大厦，地下水层，30层，高96米，1995建成;广州好世界广场，地下3层，地上22层，高116.3米，1995年建成;天津工商银行办公大楼，地下2层，地上36层，高125.5米，1996年建成;福州环球广场，地下3.5层，地上38层，1997年建成;福州侨益大厦，地下2层，地上32层，高115.7米，1997年建成;天津今晚报大厦，地下2层，地上38层，高137米，1997年建成;北京世界金融中心大厦，地下3层，地上33层，高156米，1998年建成;深圳邮电信息枢纽中心大厦，地下3层，地上48层，高180米，1998年建成;