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钢管混凝土在住宅建筑中的应用
　　李永清
　　中国重型汽车集团房地产开发公司250031
　　
　　【摘要】：本文简要介绍了钢管混凝土的发展史和研究现状及其在实际工程中的应用,阐述了钢管混凝土在钢结构住宅建筑中的应用,并对今后需要进一步研究的问题进行了展望。
　　【关键词】：钢管混凝土住宅建筑多高层建筑工程应用
　　1.引言
　　钢管混凝土利用钢管和混凝土在受力过程中的相互作用使混凝土处于复杂应力状态下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善；同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，从而保证材料性能的充分发挥。可见，二者相互贡献，协同互补，共同工作，提高了钢管混凝土构件的整体性，使其具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能好、施工方便、较好的耐火性能和良好的灾后可修复性以及经济指标先进等优点，因而得到了广泛的应用。
　　2.钢管混凝土特点
　　1.钢管混凝土静力性能
　　对于薄壁钢管来说，其抗弯能力强，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；对于混凝土来说，其抗压强度高，但抗弯能力很弱。在管中灌入混凝土形成轴心受压钢管混凝土构件后，钢管保护了混凝土，使它三向受压，延缓了受压时的纵向开裂；而混凝土的存在可以避免或延缓薄壁钢管过早地发生局部屈服。两种材料相互弥补彼此的弱点，也充分发挥了彼此的长处，从而使钢管混凝土柱具有很高的承载力。
　　2.钢管混凝土抗震性能
　　国内外学者对钢管混凝土的抗震性能进行了大量的实验研究。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，钢管混凝土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，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。与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的自重大幅度减小，地震作用引起的地震反应也将减小。
　　3.钢管混凝土耐火性能
　　国内外学者主要研究了钢管配筋混凝土结构的耐火极限且柱结构不采取防火保护措施的情况。结果表明，钢管混凝土具有比钢结构更好的耐火性能，并形成一套实用的抗火设计方法。由于钢管内填灌混凝土，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。经实验统计数据表明：达到一级耐火要求和钢柱相比可节约防火涂料1／2~2／3甚至更多，随着钢管直径增大，节约涂料也增多。
　　3.钢管混凝土的研究现状
　　最早采用钢管混凝土结构的工程之一是1879年英国的Severn铁路桥的桥墩，当时在钢管内填充混凝土在承受压力的同时也用来防止钢管锈蚀。早期的研究不考虑钢管及其核心混凝土之间的相互作用对构件承载力的提高，只是对两者进行简单地迭加。随着研究的深入，人们发现在受力过程中，由于钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善;同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，二者相互作用协同互补，提高了钢管混凝土的整体性，使其具有一系列优越的力学性能和先进的经济指标。
　　对钢管混凝土力学性能的研究存在各种不同的研究方法，如实验研究、实验系数回归、极限状态分析法、以及纤维模型法和有限元法等的数值解法，它们的区别在于如何估算钢管与核心混凝土之间的相互约束作用，这种约束作用的存在导致了其力学性能的复杂性。由于研究者们从不同角度对上述问题进行研究，对钢管和混凝土之间的紧箍效应理解不同，因此所获计算方法和计算结果就会有所出入。各国研究者分别对钢管混凝土构件在静力、动力、火灾作用下以及钢管混凝土与钢梁或钢筋混凝土梁组成的框架结构的力学性能进行了系统研究。

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