异形钢管混凝土柱试验、理论和方法[任庆新，刘艳华著]2014年

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

1.1 钢管混凝土的特点
钢管混凝土是一种在钢管内灌注混凝土而形成的组合结构,充分利用了钢管和混凝土
两种材料在接触受力过程中的相互作用,具有如下特点:
(1)承载力高
钢管内填充混凝土后,在轴心受压荷载作用下,钢管约束了混凝土,使混凝土三向受
压,延缓了混凝土受压时表现出的纵向开裂;而钢管内混凝土的存在也可以有效避免或延
缓薄壁钢管过早的局部屈曲,正因为如此,钢管和混凝土才可以在相互弥补各自劣势的情
况下同时充分发挥两者各自的优势,从而使两者合一形成的钢管混凝土具有较高的承载
力,数据上显著高于钢管混凝土结构中钢管和核心混凝土的单独承载力之和。
(2)塑性和韧性好
混凝土是种脆性材料,高强度混凝土的脆性表现更为明显,其工作性能的可靠度也因
此大大降低。但是钢管混凝土中的混凝土在钢管的约束下,不但改善了混凝土使用阶段的
弹性性质,而且使混凝土在破坏时仍然具有很好的塑性变形能力。鉴于钢管混凝土较高的
塑性和韧性,其抗震性能也同样优越。
(3)施工方便
与传统的钢筋混凝土柱相比,采用钢管混凝土柱的情况下,不需要绑扎钢筋、支模和
拆模等繁琐工序,使得工期大大缩短。而且在钢管内一般也无需再配置受力钢筋,这样灌
注混凝土时的难度大大降低,同时也更容易保证混凝土的密实度。尤其在采用免振自密实
混凝土、泵送混凝土和高位抛落不振捣混凝土等建筑施工工艺时,施工优越性更加明显。
此外,与钢筋混凝土预制构件相比,可以节省构件预制场地;与钢结构构件相比,通常情
况下,钢管混凝土的构造更简单。
(4)抗火性能较好
主要表现在抗火能力突出以及火灾作用后较高的可修复性。火灾发生时,在高温作用
下,核心混凝土升温较慢且承载力较高,而外包钢管的承载力会逐渐下降,并在钢管应力
重分配后,将卸下的荷载传递给混凝土。正是这种混凝土与钢管之间协同互补、相互贡献
和共同工作的优势,使钢管混凝土的抗火性能及灾后可修复性较为优越。
(5)经济效果好
钢管混凝土可较好地同时发挥钢材与混凝土两种材料的优点和潜力,能够使它们的力
学性能得到更为合理和充分的利用,因此,一般情况下,采用钢管混凝土结构都能取得良
好的经济效果。