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鋼管混凝土結(jié)構(gòu)范文第1篇

近30年來，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，鋼管高強混凝土和鋼管超高強混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也將會得到快速的發(fā)展?；炷恋目箟簭姸雀?，但抗彎能力很弱，而鋼材，特別是型鋼的抗彎能力強，具有良好的彈塑性，但在受壓時容易失穩(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)，其抗壓強度可成倍提高.同時由于混凝土的存在，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)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行經(jīng)濟對比分析，在造價、耗材、施工等各方面的綜合經(jīng)濟效益顯著。特別是鋼管高強和超高強混凝土結(jié)構(gòu)在高層或超高層建筑中有廣闊的應(yīng)用前景。

1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點及與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的對比分析

1. 1 結(jié)構(gòu)面積減小，有效使用面積增加

在建筑工程中鋼管混凝土通常用做柱子，由于鋼管混凝土是延性材料，在地震區(qū)可以做到不受軸壓比的限制，只控制其長細比，因此，柱截面面積可減少很多，有效使用面積增大，結(jié)構(gòu)自重減輕在50%以上，因此，地震作用和地基荷載均可減小，從而經(jīng)濟有效地解決了我國建筑工程領(lǐng)域長期存在而未能解決的“胖柱”問題。

1. 2 施工簡便，可大大縮短工期

鋼管混凝土柱和普通混凝土柱相比，免除了支模、拆模、綁扎鋼筋或焊接鋼筋骨架等工序，省工省時；和普通鋼柱相比，不用節(jié)點板，焊縫少，構(gòu)造簡單?？s短工期，提前投產(chǎn)，其綜合經(jīng)濟效益較好。

1. 3 同等承載力條件下有更大的經(jīng)濟效益

鋼管超高強混凝土柱的造價比普通混凝土柱的造價降低30%左右；鋼管高強混凝土柱的造價比普通混凝土柱的造價偏高或大略相等。可見，采用鋼管超高強混凝土柱有更大的經(jīng)濟效益。

1. 4 耐火性能好

鋼管混凝土柱（空心鋼柱用混凝土填實）有較高的耐火能力，因為鋼柱吸熱后有若干熱量會傳遞到混凝土部分，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提高，因為鋼梁的溫度會從頂部翼緣把熱量傳遞給混凝土而降低。

2 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)目前存在和需要進一步解決的問題

從現(xiàn)有的文獻資料來看，國內(nèi)外對鋼管混凝土的研究主要集中在結(jié)構(gòu)設(shè)計、靜力學(xué)性能、動力學(xué)性能等方面，而真正對材料的研究相對較少。材料與結(jié)構(gòu)是一體不可分的，有了良好的材料設(shè)計，才會有良好的結(jié)構(gòu)性能，而目前鋼管混凝土所出現(xiàn)的一系列問題如施工不穩(wěn)定、脫空、膨脹性能低、混凝土力學(xué)性能達不到要求等都可以先從材料方面著手找到解決問題的方法。以下幾個方面是有待解決的問題。

2. 1 材料的要求高，成本提高

混凝土特別是高強度混凝土的配制較困難，目前，強度等級在C100以上的混凝土仍處于試驗室階段，高強度鋼材的應(yīng)用在一定程度上提高了成本。

2. 2 材料的自身性質(zhì)

鋼管混凝土在收縮、徐變、溫度等影響下的材料自身性質(zhì)還需做系統(tǒng)全面的研究。

2. 3 復(fù)雜受力狀態(tài)

復(fù)雜受力狀態(tài)如彎、剪、壓、扭共同作用時構(gòu)件的計算方法還沒有完全確定，造成設(shè)計時只能簡單地忽略構(gòu)件的受扭和受剪，并加大構(gòu)件承載力的富裕度來處理。

2. 4 節(jié)點性能的研究

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程采用的節(jié)點形式有很多樣。按材料分，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁與鋼管混凝土柱節(jié)點，鋼梁與鋼管混凝土柱節(jié)點；按梁柱間的彎矩傳遞情況來分，有剛接節(jié)點、鉸接節(jié)點和彈性連接節(jié)點。目前，關(guān)于節(jié)點的試驗和理論研究嚴重滯后于實際工程的應(yīng)用。

2. 5 動力性能的研究

鋼管混凝土尤其鋼管高強混凝土和鋼管超高強混凝土的耐疲勞性能和抗震性能需做進一步研究。

2. 6 鋼結(jié)構(gòu)防護技術(shù)的要求

鋼結(jié)構(gòu)防護包括防火、防腐、防銹。鋼結(jié)構(gòu)體系房屋造價高的主要原因是鋼結(jié)構(gòu)的防護技術(shù)要求較高，費用較高。

3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用前景

我國于上世紀50 年代末開始進行鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究，主要集中在鋼管中澆灌混凝土的內(nèi)填充型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。目前，在鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和設(shè)計方法、施工技術(shù)、耐火性能等方面展開了比較系統(tǒng)的研究工作，取得了巨大成就，其構(gòu)件性能、理論研究和實際應(yīng)用在國際上處于領(lǐng)先。

1963 年在北京地鐵車站首次應(yīng)用了鋼管混凝土柱，隨后，在一些廠房的柱子中逐步得到推廣應(yīng)用。上世紀80年代以來這種結(jié)構(gòu)材料在多層和高層建筑中得到進一步應(yīng)用。自1990年在我國四川省建成了跨度110m 的下承式系桿鋼管混凝土拱橋―――旺港天橋以來，混凝土拱橋在我國得到了迅猛發(fā)展。廣州丫髻沙大橋為主跨360m的鋼管混凝土帶懸臂中承式剛架系桿，拱的跨徑突破了300m大關(guān)；四川省巫山長江大橋為跨徑400m的鋼管混凝土拱橋，這兩座橋梁的修建，標志著我國鋼管混凝土拱橋的研究與應(yīng)用整體水平已經(jīng)提升至一個新的高度。鋼管混凝土拱橋在我國迅速發(fā)展，并先后頒布了有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)程。

國內(nèi)一些大專院校、科研院所也對鋼管混凝土進行了系統(tǒng)的研究，取得了一些成果。韓林海和鐘善桐等對工程中常用的幾種形狀的鋼管混凝土力學(xué)性能進行了探索和研究，提出了極限平衡法理論和鋼管混凝土統(tǒng)一理論，為鋼管混凝土的研究奠定了基礎(chǔ)；哈爾濱建筑大學(xué)王湛等通過試驗研究了核心混凝土為C30～C50強度等級的鋼管膨脹混凝土；魏美娟等給出了鋼管混凝土構(gòu)件的計算條件，對構(gòu)件在臨時荷載作用下受彎的力學(xué)性能進行了分析和計算；武漢理工大學(xué)的胡曙光和丁慶軍等針對鋼管高強膨脹混凝土的特性，圍繞鋼管混凝土工程應(yīng)用中所普遍存在的混凝土與鋼管脫粘問題和大跨度結(jié)構(gòu)工程的施工難題，進行了長期深入、系統(tǒng)的研究；韓冰等在對鋼管混凝土受彎構(gòu)件徐變分析的基礎(chǔ)上，建立了長期荷載作用下鋼管混凝土受彎構(gòu)件的承載力計算方法，認為徐變將降低鋼管混凝土受彎構(gòu)件的承載力。

目前，鋼管混凝土和鋼管高強混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用很廣泛，但鋼管超高強混凝土還處于試驗室研究階段，隨著科研成果的積累和完善，本世紀鋼管高強混凝土和鋼管超高強混凝土結(jié)構(gòu)在高層和超高層建筑中一定會有廣闊的應(yīng)用前景。

參 考 文 獻

[1]鐘善桐.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用和發(fā)展[J ].建筑技術(shù)， 2001 （2）

[2]蔡健.鋼管混凝土柱節(jié)點的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題[J ].建筑結(jié)構(gòu). 2001 （7）

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】鋼管混凝土結(jié)構(gòu);建筑;性能

0.前言

國外最早應(yīng)用型鋼混凝土結(jié)構(gòu),主要是用混凝土來保護鋼結(jié)構(gòu),使之防火性能及防腐蝕性能得到大大改善,不必要進行經(jīng)常性的、工作量很大的日常維護。后來在結(jié)構(gòu)中才主要利用混凝土來提高結(jié)構(gòu)剛度,以減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移。將型鋼混凝土用于高層、超高層及高聳鋼結(jié)構(gòu)中,以及用于地震區(qū)的建筑中,將使建(構(gòu))筑物的側(cè)移大大減小。一般在混凝土中再不配縱向鋼筋與鋼箍。所用鋼管一般為薄壁圓鋼管或方鋼管。方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用歷史較短,盡管其與圓鋼管混凝土相比有一定的優(yōu)點,鋼管的制作,節(jié)點的構(gòu)造較為簡單,對某些受力構(gòu)件,大偏心受壓構(gòu)件比圓鋼管受力性能要好,不必一定做成雙肢或多肢柱。

1.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)計算模型假設(shè)

對于實心鋼管混凝土的研究，國內(nèi)有學(xué)者提出鋼管混凝土統(tǒng)一理論，即將鋼和混凝土視為一種組合材料來研究其綜合力學(xué)性能。

鋼管混凝土統(tǒng)一理論有如下基本假設(shè)：

(1)鋼管混凝土可視為一種組合材料?？梢杂蓸?gòu)件的工作曲線來研究其組合力學(xué)性能指標，由整個構(gòu)件的形常數(shù)來計算其承載力。

(2)鋼管混凝土構(gòu)件在不同荷載組合作用下的性能變化是連續(xù)、統(tǒng)一的。

(3)鋼管混凝土構(gòu)件的性能隨幾何參數(shù)如長細比、含鋼率等的變化是連續(xù)、統(tǒng)一的。

(4)鋼管混凝土構(gòu)件的性能變化隨其截面形狀如圓形、多邊形、方形的改變是連續(xù)、統(tǒng)一的。

根據(jù)這些假設(shè)，統(tǒng)一理論研究的基本思路是：首先分別確定鋼材和核心混凝土的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系模型，再將應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型編入數(shù)值計算的程序當(dāng)中，利用數(shù)值分析方法計算出構(gòu)件受軸壓（拉）、純彎、純扭或純剪的荷載－變形關(guān)系曲線，進而由荷載－變形關(guān)系曲線導(dǎo)出鋼管混凝土各項綜合力學(xué)性能指標（如軸壓模量及強度指標，抗彎剛度及抗彎模量等）。由于計算時采用的核心混凝土的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系模型中考慮了鋼材對混凝土的約束作用，所以在綜合荷載－變形關(guān)系中也就包含了這種作用效應(yīng)，因而在各項綜合力學(xué)性能指標中也包含了這種效應(yīng)，比較符合實際應(yīng)用。

2.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

2.1受力合理

能充分發(fā)揮混凝土與鋼材的特長,從而使構(gòu)件的承載能力大大提高。從另一方面而言,對于同樣的負荷,鋼管混凝土構(gòu)件的斷面將比鋼筋混凝土構(gòu)件顯著減小。對混凝土來說,由于鋼管約束,改變了受力性能,變單向受壓為三向受壓,使混凝土抗壓強度提高了幾倍。對鋼管來說,薄壁鋼構(gòu)件對于局部缺陷特別敏感。薄壁鋼管也不例外,局部缺陷特別是不對稱缺陷的存在,將使實際的穩(wěn)定承載力比理論值小得多。由于混凝土充填了鋼管,保證了薄壁鋼管的局部穩(wěn)定,使其弱點得到了彌補。

2.2具有良好的塑性性能

混凝土是脆性材料,混凝土的破壞具有明顯的脆性性質(zhì),即使是鋼筋混凝土受壓構(gòu)件,尤其是軸心受壓及小偏心受壓構(gòu)件的破壞,也是脆性破壞。而且在實際工程中軸心受壓、小偏心受壓的情況往往實際上是不可避免的,甚至是大量的。而鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中,由于核心混凝土是處于三向約束狀態(tài),約束混凝土與普通混凝土不同,不僅改善了使用階段的彈性性質(zhì),而且在破壞時產(chǎn)生很大的塑性變形,鋼管混凝土柱的破壞,完全沒有脆性特征,屬于塑性破壞。此外,這種結(jié)構(gòu)具有良好的抗疲勞、耐沖擊的性能。

2.3施工簡單,縮短工期

鋼管本身就是模板,因此比鋼筋混凝土構(gòu)件省去了模板。鋼管本身既是縱筋又是箍筋,這樣便省去了模板的制作安裝工作。鋼管的制作比鋼筋骨架的制作安裝也簡單,并且鋼管本身在施工階段即可作為承重骨架,可以節(jié)省腳手架。這些方面對施工都大為有利,不僅節(jié)省了大量施工中的材料,減少了施工工作量,而且大大減少了現(xiàn)場露天工作,改善了工作條件,同時也加快了施工、縮短工期。

2.4顯著的經(jīng)濟效果

與鋼結(jié)構(gòu)相比,節(jié)約了大量鋼材。根據(jù)多項工程統(tǒng)計,鋼管混凝土大約能節(jié)省鋼材50%,因而相應(yīng)地也降低了造價。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,大約可減少混凝土量的一半,而用鋼量大致相當(dāng)。這樣隨之帶來的優(yōu)越性是構(gòu)件自身大大減輕、構(gòu)件斷面大大減小,減少了結(jié)構(gòu)占地面積。由于省去了大量的模板,節(jié)省了大量木材,降低了費用,因此其取得了顯著的經(jīng)濟效果。

2.5良好的抗震性能

由于結(jié)構(gòu)自重大大減輕,這對減小地震作用大為有利。結(jié)構(gòu)具有良好的延性,這在抗震設(shè)計中是極為重要的。而對于一般鋼筋混凝土柱,尤其是軸壓和小偏心受壓柱是難以克服的缺點。

2.6具有美好的造型與最小的受風(fēng)面積

圓形柱不僅以其美好的造型而且因其無棱角,所以特別適用于公共建筑的門廳、大廳、車站\車庫、城市立交橋以及露天塔架等高聳結(jié)構(gòu)。

由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有一系列的優(yōu)點,因此被廣泛采用于多高層建筑、橋梁結(jié)構(gòu)、地鐵車站及各種重型、大跨的工業(yè)廠房以及高聳塔架等建筑物。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在國外應(yīng)用已有近百年歷史,20世紀初,美國就在一些單層和多層房屋中采用鋼管混凝土柱。

3.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在多層建筑中的應(yīng)用

例如1984年在上海建成的基礎(chǔ)公司特種基礎(chǔ)研究所科研樓,地下2層,地上5層均為雙跨鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)。邊柱與中柱分別為299與35l根鋼管混凝土柱,可見柱斷面及結(jié)構(gòu)占地面積均比鋼筋混凝土框架柱為小。1992年泉州市郵電局大廈,高87.5m,采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),底部三層的框架柱采用的鋼管混凝土柱。廈門信源大廈高96m,地下2層\地上28層。地下至20層的全部框架柱及20～23層的四角柱采用了鋼管混凝土。廈門埠康大廈,高86.5m,地上25層,其中12層采用了鋼管混凝土柱?；葜菁悟E大廈28層,全部柱子采用鋼管混凝土柱。惠州富紳商住樓28層,地下2層、地上3層全部柱子采用了鋼管混凝土柱。這些高層建筑中采用鋼管混凝土柱不僅節(jié)約材料、減輕自重、縮短工期,并且如果采用鋼筋混凝土,柱斷面尤其是底下數(shù)層柱的斷面將會很大,結(jié)構(gòu)占據(jù)了很大的使用面積,也給使用帶來諸多不便。

4.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在公共建筑中的應(yīng)用

在北京地鐵車站站臺中廣泛采用了鋼管混凝土柱,不僅充分發(fā)揮了其優(yōu)良的受力性能,也獲得美好的景觀,縮短了工期。首鋼陶樓展覽館,全部柱子也采用了鋼管混凝土柱。江西省體育館的屋蓋由跨度為88m的拱懸掛。拱采用箱形截面,分別用四根鋼管置于箱形截面的四角,用角鋼做腹桿組成了箱形截面拱。四角鋼管中澆筑混凝土,以此箱形拱為依托,掛上模板,澆灌混凝土以形成鋼筋混凝土箱形截面拱。這樣解決了如此高大拱體現(xiàn)場澆筑混凝土的困難。充分體現(xiàn)了前述鋼管可作為施工時承重骨架的優(yōu)越性。這一結(jié)構(gòu),實際上是鋼管混凝土與空腹桁架配鋼的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的巧妙結(jié)合與新的發(fā)展。

5.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在工業(yè)構(gòu)筑物中的應(yīng)用

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常用于各種設(shè)備支架、塔架、通廊與倉庫支柱等各種工業(yè)構(gòu)筑物中。

工業(yè)構(gòu)筑物支架柱常為軸心受壓或接近軸心受壓,塔架等構(gòu)架的桿件常常以軸力為主,因此用鋼管混凝土柱受力合理,尤其對于室外的高度較高的塔架或倉庫等,用圓形柱減小了受風(fēng)面積,對承受風(fēng)力是理想的斷面形式。這些構(gòu)筑物中比較典型的有江西德興銅礦礦石貯倉柱。圓筒貯倉高達42m,包括礦石在內(nèi)總重達16000t,采用了16根鋼管混凝土柱支承。荊門熱電廠鍋爐構(gòu)架1982年建成,鍋爐及附屬結(jié)構(gòu)總重為4220t,構(gòu)架高50m,由六根鋼管混凝土平腹桿雙肢柱支承。構(gòu)架跨度22.4m,柱距12m,柱頂標高47.93m。柱肢采用令800mmXl2mm的鋼管,顯得非常輕巧。另外筆者在萊鋼2x60萬噸水渣微粉項目中，立磨機框架高度52m，框架頂部工藝安置一臺50噸行車，框架柱采用了鋼管混凝土框架柱結(jié)構(gòu)，較好解決整體框架結(jié)構(gòu)頂部受力過大的問題。

華北電管局的微波塔于1988年建成,塔頂標高117m,塔身由20根令273mmX8mm無縫鋼管內(nèi)注C15混凝土的鋼管輥凝土柱構(gòu)成空心圓柱形結(jié)構(gòu)。華東電力設(shè)計院1979年設(shè)計的500kV門式變電構(gòu)架采用鋼管混凝土A形柱,構(gòu)架高27.5m,采用420mmX6mm的鋼管,取得較好的經(jīng)濟效果。

6.結(jié)論

由于鋼管混凝土的合理受力性能,施工簡便,可加速工期并取得一定經(jīng)濟效果,因此已廣泛用于各種建構(gòu)筑物及橋梁工程。當(dāng)然,根據(jù)其受力特點,主要用于以軸力為主尤其是以軸壓為主的構(gòu)件更顯其優(yōu)越性。由于工程中各種類型構(gòu)件均有,受力復(fù)雜,因此使用時應(yīng)根據(jù)構(gòu)件受力特點,可與鋼結(jié)構(gòu)/鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其他組合結(jié)構(gòu)結(jié)合使用,使各自發(fā)揮本身的特長而構(gòu)成合理受力結(jié)構(gòu),而不可勉強地一定采用某種單一的結(jié)構(gòu)體系。

【參考文獻】

［1］李俊峰.淺談鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與優(yōu)缺點.寶鋼科技,2001,9(27).

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)范文第3篇

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土 優(yōu)點 應(yīng)用

Abstract: the concrete filled steel tube and the traditional reinforced concrete structure, compared for concrete filled steel tube has many aspects of advantages and a wide range of applications in the engineering construction. This paper in construction of concrete filled steel tube engineering application is discussed.

Keywords: steel tube concrete application advantages

中圖分類號：TV331文獻標識碼：A 文章編號：

引言

鋼管混凝土，是將混凝土填入薄壁鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料。因其承載力高、塑性和韌性好、制作和施工方便、耐火性能好、經(jīng)濟效果好等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于各種建筑物中，取得了良好的經(jīng)濟效益，成為目前結(jié)構(gòu)工程科學(xué)的一個重要發(fā)展方向，有著廣闊的應(yīng)用前景。

1 鋼管混凝土的發(fā)展概況

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)和應(yīng)用已有上百年的歷史 最早的鋼管混凝土出現(xiàn)在上個世紀八十年代，在英國，鋼管混凝土首次被用于橋墩的設(shè)計，它是在鋼管內(nèi)灌筑混凝土以防止銹蝕并承受壓力。隨后又被用作多層、高層建筑物的結(jié)構(gòu)柱。對鋼管混凝土力學(xué)性能進行較為深入的研究始于20世紀六七十年代，美國等國家開展了大量的鋼管混凝土試驗研究和理論分析工作，取得了很大進展。并在一些工程中加以應(yīng)用近些年來．對長期荷載作用下的鋼管混凝土力學(xué)性能的研究取得新進展。對鋼管混凝土動力性能研究的也進一步深入，此外，對采用高強鋼材和高強混凝土的鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能以及對鋼管局部屈曲等問題也進行了不少研究工作。我國最早主要集中研究在鋼管澆灌素混凝土的內(nèi)填型鋼管混凝結(jié)構(gòu)，60年代中期，鋼管混凝土開始在一些廠房柱和地鐵工程中采用。進入70年代后，這類結(jié)構(gòu)在冶金、造船、電力等行業(yè)的工業(yè)廠房得到廣泛的推廣應(yīng)用。1978年，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)被列入國家科學(xué)發(fā)展規(guī)劃，使這一結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展進入一個新階段，無論是科學(xué)研究還是設(shè)計施工都取得較大進展，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 鋼管混凝土的特點

2．1 承載力高

鋼管和混凝土之間的相互作用使該組合結(jié)構(gòu)的承載力顯著提高。經(jīng)實驗和理論分析證明鋼管混凝土受壓構(gòu)件強度承載力可以達到鋼管和混凝土單獨承載力之和的I．7～2．0 倍。

2.2 塑性和韌性好

鋼管的套箍作用，使核心混凝土的物理性能發(fā)生了質(zhì)的變化，不但在使用階段提高了彈性性質(zhì)， 而且破壞時產(chǎn)生很大的塑性變形，由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐模?構(gòu)件的延性明顯改善。試驗結(jié)果表明，鋼管混凝土軸心受壓短柱破壞時可以壓縮到原長的三分之二，完全沒有脆性破壞的特征 這種新結(jié)構(gòu)在承受沖擊和振動荷載時，也具有很大的韌性，因而抗震性能良好。

2．3 制作和施工方便

與現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱相比，采用鋼管混凝土柱時沒有綁扎鋼筋、支模和拆模等工序，施工簡便。此外混凝土的澆灌更為方便，加快施工速度：與預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件相比，鋼管混凝土不需要構(gòu)件預(yù)制作場地：與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼管混凝土的構(gòu)造通常更為簡單，因而焊縫少，更易于制作。

2．4 耐火性能較好

鋼管混凝土的核心混凝土能吸收部分熱量，減慢鋼管的升溫速度，并且在鋼管部分屈服后還可以繼續(xù)承受軸向荷載， 防止結(jié)構(gòu)倒塌。另外鋼管混凝土構(gòu)件在急驟降溫(如消防沖水) 時不會發(fā)生鋼筋混凝土那樣爆裂， 說明其防火性能比鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更加優(yōu)越。

2．5 經(jīng)濟效果好

采用鋼管混凝土具有很好的經(jīng)濟效果，大量工程實際經(jīng)驗表明：采用鋼管混凝土的承壓構(gòu)件比普通鋼筋混凝土約可節(jié)約混凝土50％，減輕結(jié)構(gòu)自重50％左右 鋼材用量略高或約相等；和鋼結(jié)構(gòu)相比，呵節(jié)約鋼材50％左右。此外，由于在鋼管內(nèi)填充了混凝土，鋼管混凝土柱的防銹費用會較空鋼管柱有所降低。

3 鋼管混凝土在建筑施工中的應(yīng)用

正是由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的力學(xué)性能和省工省料、施工快捷等特點，所以在國內(nèi)外的高層建筑和大跨度拱橋等結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。例如1997年10月建成的四川萬縣長江大橋跨度達到420米。據(jù)橋梁工程師們預(yù)測，采用鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)，單孔蹁有望達到500至600米高384米，采用鋼管混凝土柱建成的高層建筑也起來越多。其中江西華龍國際大廈位于江西南昌市繁華的老福山商貿(mào)區(qū)，總建筑面積為42000平方米，建筑總高度為120米，為江西省第一座高層鋼管混凝土柱鋼框架、混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)建筑。

3.1 施工過程受力分析

由于在進行鋼管混凝土構(gòu)件施工時，一般郁是先發(fā)裝好兒層的。鋼管結(jié)構(gòu)，待幾層樓面結(jié)構(gòu)施工完后一次澆筑其中的混凝土，同時，在許多高層建筑的地下室施工中常采用逆作法或半逆作法，這樣鋼管往往又作為施工階段的支撐從而可能引起鋼管局部應(yīng)力集中或局部屈曲現(xiàn)象，嚴重時可導(dǎo)致鋼管脹裂。國內(nèi)某拱橋在進行鋼管混凝土拱肋的施工時由于上述原因?qū)е铝吮苁鹿省ｄ摴芑炷两Y(jié)構(gòu)施工階段的力學(xué)分析問題和安全性已經(jīng)受到工程界的高度重視。目前國內(nèi)外對組合結(jié)構(gòu)的施工力學(xué)問題開展了一些初步研究：如對方鋼管混凝土柱的施工力學(xué)分析：對異型帶肋組合墻結(jié)構(gòu)的施工力學(xué)分析；空鋼管在豎向施工荷載作用下管壁初應(yīng)力對鋼管混凝土后期承載力的影響等。

3.1施工質(zhì)量要求

3．1．1 鋼管的制作、連接等要求

有關(guān)鋼管的一些要求，均屬于構(gòu)造的基本要求，可以參考《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》(GBJ205-83)的有關(guān)內(nèi)容以及國內(nèi)已建鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)驗。

3．1．2 混凝土澆灌及養(yǎng)護

由于鋼管混凝土具有很好的整體性和密閉性，所以對鋼管內(nèi)混凝土的澆灌質(zhì)量無法作直觀檢查，所以必須依靠嚴密的施工組織來保證其澆灌質(zhì)量。另外，由于鋼管混凝土構(gòu)件周身都為密閉，造成在養(yǎng)護過程中，構(gòu)件中間大部分地方均難以獲得充足的水分，混凝土硬化難以繼續(xù)，后期強度得不到保證。

4鋼管混凝土應(yīng)用存在問題

盡管鋼管混凝土結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點，但是由于其特性以及發(fā)展還不完善，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中還存在一些問題。

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點連接問題

目前，鋼管混凝土節(jié)點的試驗研究主要是針對具體工程而進行的，試驗研究缺乏系統(tǒng)性，節(jié)點的計算模型不明確，還沒有形成一套完整的計算理論和設(shè)計方法，往往只能依靠經(jīng)驗進行截面和配筋設(shè)計， 這不利于整個結(jié)構(gòu)的可靠度控制， 可能造成材料上的浪費和安全隱患。另外節(jié)點的設(shè)計選型也較困難。由于穿心構(gòu)件對鋼管的削弱很嚴重，影響鋼管的強度，并且不利于核心混凝土的澆筑，不方便施焊， 所以在設(shè)計上要避免。

(2)鋼管混凝土核心混凝土質(zhì)量控制問題

鋼管混凝土內(nèi)的核心混凝土被鋼管所包裹，其澆注屬于隱蔽工程澆筑質(zhì)量很難控制。研究結(jié)果表明，混凝土密實度對鋼管混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能影響很顯著。這種影響對軸壓短構(gòu)件相對較小， 對軸壓長構(gòu)件相對較大，而對偏壓構(gòu)件影響最為顯著。所以在混凝土的施工過程中，既要保證混凝土的強度，還要保證混凝土的密實度，確保其力學(xué)性能不受影響。從減小變形和經(jīng)濟角度考慮，核心混凝土宜采用強度等級不低于C30的混凝土。

4 結(jié)語：

鋼管混凝土能夠適應(yīng)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)想大跨、高聳、重載發(fā)展和承受惡劣條件的要求，符合現(xiàn)代施工技術(shù)的工業(yè)化要求，因而正被越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)廠房，高層與超高層建筑、拱橋和地下結(jié)構(gòu)中，并已取得良好的經(jīng)濟效益和建筑效果，是結(jié)構(gòu)工程科學(xué)中一個重要的發(fā)展方向。相信隨著對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)近一步的研究與探索，其優(yōu)點會充分體現(xiàn)出來，成為一種更加完善的結(jié)構(gòu)形式。

參考：

[1] 鐘善桐．高層鋼一混凝土組合[M]．華南理工大學(xué)出版社，2003．

[2] CECS 28：90鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程[s]．

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)范文第4篇

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；民用建筑工程；特點；實踐

鋼管混凝土指的是在將普通混凝土填充在薄壁鋼管內(nèi)，把不同性質(zhì)的兩種材料組合在一起而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，利用兩種材料在受力時的相互作用，使鋼管結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點相結(jié)合，以改善混凝土的韌性和塑形，增強其整體承載力。與普通的鋼筋混凝土相比，不僅使截面減少，而且造價也比較低，目前已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用在民用建筑，尤其是高層建中。

1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點

1.1 承載力高、延性好、抗震性強

鋼管對于其內(nèi)部的混凝土來說可起到約束作用，可使混泥土處于三向受壓的狀態(tài)，這種狀態(tài)下的混凝土要更加耐壓。同時，鋼管由于內(nèi)部混凝土的填充又會使其減少局部屈曲的發(fā)生。通過鋼管和混凝土之間的相互作用，還可以使鋼管內(nèi)混凝土的脆性破壞變成塑形破壞，使構(gòu)建的延性性能和耗能能力都得到改善，有較強的抗震性。

1.2 施工方便，使工期大大縮短

在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程中，鋼管可以扮演勁性骨架的角色，承擔(dān)施工階段的結(jié)構(gòu)重量和施工荷載，減少混凝土養(yǎng)護的時間，使施工不受其影響。因為鋼管混凝土內(nèi)部沒有鋼筋，因此也更方便對混凝土進行搗實和澆筑。另外，因為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在施工時不需要模板，所以可以節(jié)省大量的時間，也能夠大量的材料和人工費用。

1.3 有利于鋼管的防火與抗火

因為鋼管內(nèi)填有混凝土，可以吸收熱能，所以在遇到火災(zāi)時，管面截面的溫度場分布就會不均勻，這樣一來就可以使柱子的耐火時間增加，放慢鋼柱的升溫速度，就算鋼柱發(fā)生屈服，其中的混凝土也能承受大部分的軸向荷載，可以有效地防止結(jié)構(gòu)的倒塌。同時，由于鋼梁的溫度也會隨著熱量由頂部翼緣向混凝土的傳遞而逐漸降低，是組合梁的耐火能力得到提高。

1.4 耐腐蝕性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)

由于在鋼管內(nèi)澆筑混凝土使得鋼管外露的面積與鋼結(jié)構(gòu)相比相對較少，因此受外界氣體腐蝕的面積少，所以用于防腐和抗腐的費用也會較少。而且鋼管混凝土構(gòu)件的截面形式對于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能、施工工期和難易程度以及工程造價等方面都有影響。例如，圓鋼管混凝土的圓鋼管可以很好的約束其內(nèi)部的混凝土，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，以增強其抗壓強度，但是實際施工的難度較大，成本也比較高。而方鋼管混凝土的施工難度小，成本低，但是其自身的承載力不高。

2 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在民用建筑工程中的實踐

2.1 采用鋼管混凝土柱、輕鋼組合梁板結(jié)構(gòu)，用鋼量低

除了深圳賽格廣場大廈之外，我國其他大多數(shù)地方的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程都普遍采用了鋼管混凝注，而梁板仍然采用普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在民用高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，會將消防梯和電梯井道組成混凝土核心，并利用其作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，并且包括樓板在內(nèi)的以承重垂直為主的鋼框架就全部采用鋼混組合結(jié)構(gòu)。

2.2 采用鋼管混凝土柱、輕鋼組合梁板結(jié)構(gòu)，建筑物自重大幅下降

若采用鋼管混凝土柱、鋼一混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)房屋的話，建筑物的自重會處于1.0t/m2-1.11t/m2之間，如果不計算筒體的多層框架結(jié)構(gòu)的話，建筑物的自重會更輕，例如庫爾勒住宅樓，它的自重是0.76t/m2。這樣一來，建筑物的自重就會比傳統(tǒng)的采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重輕上30%以上。因此會使樁的用量減少，地基負荷減少，也會減小筏板基礎(chǔ)的厚度，從而使工程造價降低。

2.3 采用鋼管混凝土柱.可增加有效使用面積

與鋼筋混凝土相比，鋼管混凝土的承載能力更強，可以達到單獨的鋼管或者單獨的混凝土的承載力之和的1.7-2.0倍，可以鋼管混凝土不受軸壓比的限制，所以將鋼管混凝土應(yīng)用到高層建筑中，可以將截面減少到50%以上。例如，有專家曾經(jīng)對深圳賽格廣場大廈進行計算，它的最大柱受力N=9×104kN，柱斷面Ф1600×28，若果采用的是鋼筋混凝土的話，其斷面是2.4m×2.2m，要是采用的是鋼管混凝土柱的話，其截面會減少62%，從而會大大增加建筑物的可用面積達到8000O。

2.4 采用鋼管混凝土柱、輕鋼組合梁板結(jié)構(gòu)施工方便、速度快

在設(shè)計鋼管混凝土柱，輕鋼組合梁板結(jié)構(gòu)時，需要做到節(jié)點統(tǒng)一和構(gòu)件統(tǒng)一，只有做到這兩點才會使工廠制作的難度降低，使施工更方便，并能夠使室外作業(yè)工廠化，高空作業(yè)地面化。例如陸海城工程的6幢樓統(tǒng)一采用300鋼管混凝土立柱，只是對鋼管混凝土立柱的厚度進行改變而不改變其直徑。梁則全部采用H一320×150×5×8這一種規(guī)格。而鋼質(zhì)樓承板也是通過供貨商統(tǒng)一定尺切割成型的，只需要在施工現(xiàn)場用栓釘將其固定住就可以了，因此在整個安裝施工的過程中，所有工序都比較方便。而且鋼管本身的剛度高，質(zhì)量輕也不容易變形，因此對其的運輸?shù)跹b也比較方便，一般控制在3層樓一節(jié)用耳板定位，所以現(xiàn)場的焊接工作也會比較輕松。除此之外，鋼管混凝土柱也不用進行鋼筋和綁扎和支模拆模等復(fù)雜的工序，相比混凝土土柱來說，施工方便，可以根據(jù)工程的實際情況對管內(nèi)的混凝土可以采用泵送頂升法、高空拋落不振和手工逐段澆搗等方法進行澆灌。舉目前正在施工的精工商務(wù)大廈為例，Ф500的鋼管混凝土采用了泵送混凝土逐段澆搗法，其施工過程十分的方便快捷。和梁連接的柱上下之間加強環(huán)板，因其接點統(tǒng)一，所以可以在工廠中沖壓成型，進行批量化的生存。而且依據(jù)實際需要，事先焊在鋼管柱上，用高強螺栓將框架梁腹板進行聯(lián)結(jié)，上下異緣剖口對接，這樣施工起來也相當(dāng)?shù)姆奖恪ｄ撡|(zhì)樓承板的鋪設(shè)不僅不需要進行支模、拆模等復(fù)雜的工序，而且還會節(jié)省掉樓板底部受拉鋼筋，使施工更加方便，將大大提升現(xiàn)場的施工速度。

3 結(jié)語

從我國實行改革開放政策以來，民用建筑工程行業(yè)就迎來了新的發(fā)展機遇，以北京、上海、深圳等地的民用建筑發(fā)展最為突出。它們相繼建成了數(shù)百幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑，層數(shù)累計起來已經(jīng)超過90余層，總建筑面積將近200×104O，但是這些建筑的造價之高有嚴重影響了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展的廣泛性，尤其是在低層的民用建筑中，建造商一般都不愿意采用鋼結(jié)構(gòu)。近幾年，鋼一混凝土結(jié)構(gòu)體系憑借其獨特的優(yōu)勢逐漸被建筑商所重視，被廣泛應(yīng)用于民用建筑工程之中。有些專業(yè)對已經(jīng)竣工的森茂大廈、世界廣場、商辦大樓進行造價統(tǒng)計時發(fā)現(xiàn)，鋼一混凝土結(jié)構(gòu)體系在工程造價方面的優(yōu)勢十分明顯的，在加上其其他的綜合優(yōu)勢勢必會對我國民用建筑行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動作用，勢必會帶來豐厚的經(jīng)濟效益。

參考文獻

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)范文第5篇

[關(guān)鍵詞]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)吊裝塔式起重機吊架

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)融合了鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,是高層建筑的主要結(jié)構(gòu)類型之一。當(dāng)前鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛,施工實踐豐富,但吊裝部分論述較少。本文以某超高層辦公樓為背景,對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工中的吊裝做了總結(jié)與探討。

1工程概況

1.1 項目概況

廈門港國際旅游客運碼頭配套地產(chǎn)A1項目辦公樓為超高層高級寫字樓,屋面高度127.1 m。地上31層,與相鄰公寓樓共用2層地下室,-2層層高3.9 m,-1層與首層層高6.0 m,2層層高5.1 m其他標準層層高4.0 m。西面局部二層板挑空形成入口大堂。

建筑與施工道路,鋼構(gòu)件堆場平面(地下室施工階段)關(guān)系見圖1。

圖1辦公樓總平面位置示意圖

1.2 結(jié)構(gòu)概況

辦公樓結(jié)構(gòu)由核心筒與周邊16根圓鋼管混凝土柱兩部分構(gòu)成。南、北兩端柱間設(shè)工字鋼勁性梁,以加強側(cè)向剛度(圖2)。包括地下室,02#~06#、10#~14#柱高92.95m(至21/F),其余柱高137.00m。首層10#~14#共5根鋼管柱位于入口大堂內(nèi)。鋼管壁厚由下至上分為24、22、20mm三種。

01~16-圓鋼管混凝土柱(16根)A1~A4-工字鋼混凝土勁性梁(4根) M-入口大堂范圍

圖2辦公樓平面示意

1.3 鋼管混凝土的構(gòu)件分析

鋼構(gòu)件分解示意圖見圖3、4。圖3、4為按單個樓層進行鋼管柱分段的情況。鋼管柱也可按多個樓層分段,對結(jié)構(gòu)構(gòu)造和運輸有利,但成倍增加了吊裝難度。此外,原設(shè)計從結(jié)構(gòu)構(gòu)造考慮,勁性梁部位的鋼管柱段與勁性梁牛腿、斜支撐牛腿(即圖4中3與5、7、8)三部分為工廠焊接。經(jīng)研究,改為現(xiàn)場焊接,如此勁性梁部位鋼管柱段的起吊重量減少了40%左右,且便于拼車運輸。

圖3圖4勁性梁部位鋼管柱構(gòu)件分解示意

1-鋼管柱段 2-環(huán)形牛腿 3-帶勁性梁的鋼管柱段 4-水平勁性梁工字鋼

5-勁性梁牛腿 6-斜支撐工字鋼 7-斜支撐牛腿 8-水平懸挑梁工字鋼

按單層鋼管柱段且不帶牛腿,主要鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件情況見表1?？梢钥闯?層高11.1m的大堂鋼管柱段,層高6.0m的地下一層、首層鋼管柱段,以及A2、A3勁性梁工字鋼等構(gòu)件重量、尺寸較大。

表1主要鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件

樓層部位 構(gòu)件 質(zhì)量(Kg) 長度(m)

-2/F、-1/F、1/F 水平勁性梁工字鋼,共4根 A1 2490; A2 3680;A3 3800; A4 2970; A1 4.8; A2 8.6;A3 8.6; A4 6.2;

2/F及以上 水平勁性梁工字鋼,共4根 A1 2420; A2 3570;A3 3690; A4 2880; A1 4.8; A2 8.6;A3 8.6; A4 6.2;

-1/F、1/F(入口大堂另計) 勁性梁部位鋼管柱01#、07#~09#、15#、16#共6根 4790 3.9、6.0

其他部位02#~06#、10#~14#鋼管柱共10根 4930 3.9、6.0

2/F 勁性梁部位鋼管柱01#、07#~09#、15#、16#共6根 4290 5.1

其他部位02#~06#鋼管柱共5根 4250 5.1

入口大堂 鋼管柱10#~14#共5根 8780 11.1

-2/F、3/F及以上 勁性梁部位鋼管柱01#、07#~09#、15#、16#共6根 ≤3420 3.9、4.0

其他部位02#~06#、10#~14#鋼管柱共10根 ≤3460 3.9、4.0

2吊裝方法初步比選

2.1 鋼結(jié)構(gòu)吊裝原則

本工程垂直運輸規(guī)劃,應(yīng)首先考慮鋼結(jié)構(gòu)吊裝,其次滿足土建材料、機電設(shè)備的運輸需要。鋼管柱無法在樓板轉(zhuǎn)運,吊裝應(yīng)滿足以下要求:①吊裝無盲區(qū),覆蓋所有鋼管柱位置;②減少吊裝量以加快工程進度;③適應(yīng)地下室與上部施工階段的不同特點,便于將構(gòu)件從堆場轉(zhuǎn)運到辦公樓;④滿足其他材料(如混凝土)與設(shè)備運輸需要;⑤經(jīng)濟合理,設(shè)備容易供應(yīng)。塔式起重機是最主要的垂直運輸與吊裝設(shè)備。

2.2 塔式起重機與混凝土運輸關(guān)系

本工程采用泵送混凝土,布料機施工。布料機全機重約2t,布料半徑15m。鋼管柱內(nèi)混凝土采用混凝土吊斗吊送,采用高位拋落法或手工逐段澆搗法澆筑。每斗混凝土0.5m3能滿足澆筑要求,混凝土與吊斗重約1.6t?；炷吝\輸對塔機基本沒有特殊要求。

2.3 塔式起重機布置與選擇

塔式起重機選擇包括,單塔還是群塔,塔機類型、定位,以及塔機參數(shù)等內(nèi)容,如工作幅度、起升高度、起重量與起重力矩等。常規(guī)做法,由塔機生產(chǎn)率,及平面分區(qū)可確定塔機數(shù)量;由場地條件、建筑平面尺寸,建筑高度,混凝土吊斗重量可估算臂長,起升高度,臂端最大吊重等參數(shù)。但鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布在平面上不連續(xù),其塔機選擇與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,較為復(fù)雜。

本工程南北長65m,東西寬35m,南接公寓樓,周邊場地開闊,無高壓電網(wǎng)等障礙物。鋼結(jié)構(gòu)工期接近14個月。辦公樓為框筒結(jié)構(gòu),鋼管柱形心、建筑平面形心,鋼管柱外接圓(半徑32.8m)與建筑平面外接圓(半徑33.8m),鋼管柱平面最長線與建筑平面最長線PQ(長67.4m)三者基本重合(圖5)。RS為PQ的垂直平分線,R點位于建筑東邊線上。

1-鋼管柱形心 2-建筑平面形心 3-鋼管柱外接圓 4-建筑平面外接圓

5-建筑平面最長線PQ6-PQ的中垂線RS

圖5辦公樓平面幾何特征

按單層鋼管柱吊裝,利用圖解法,從有效利用起重能力出發(fā),塔機的初步布置如下。如設(shè)兩臺附墻式QTZ120塔機,可布置在最長線PQ兩端的附近(圖6a);如設(shè)單臺QTZ200附墻式塔機,兼顧RS方向的吊裝,可布置在R點偏北處(圖6b);如設(shè)單臺內(nèi)爬式QTZ120塔機,考慮東面堆場,可布置在建筑平面形心偏東處(圖6c)。

(a)(b)(c)

1-QTZ120塔機 2-QTZ120塔機 3-QTZ200塔機 4-QTZ120塔機

5-塔機工作范圍6-鋼結(jié)構(gòu)吊裝范圍 7-鋼構(gòu)堆場

圖6辦公樓平面幾何特征

幾種布置方式各有利弊。雙塔吊裝可滿足要求,但成本較高,且不利于單元式幕墻中間介入安裝;單塔有利于堆場及土建材料吊裝,但對塔機要求高,吊裝任務(wù)繁重;內(nèi)爬升塔機可充分利用臂長,但堆場材料吊裝較難,塔機爬升后要澆筑樓板,封頂后塔機拆除困難,且對土建材料幫助較小。

2.4 吊架(四腳扒桿)吊裝

經(jīng)多個工程成功實踐,可利用吊架(四腳扒桿)輔助吊裝。具體為用方鋼制作吊架,汽車吊、塔機與吊架三者接力吊裝。圖7從左至右為汽車吊與塔機、塔機與吊架、吊架之間接力吊裝以及鋼管柱段安裝的示意圖。

1-起重機 2-塔式起重機 3-鋼管柱段 4-吊架(四腳扒桿)

5-吊架纜風(fēng)(其余纜風(fēng)略) 6-卷揚機

圖7吊架吊裝示意

吊架吊裝機動靈活,對于吊裝死角、場地障礙等優(yōu)勢明顯,是有效的輔助吊裝方法。但應(yīng)考慮吊架底座,抗側(cè)向力構(gòu)造措施等,以免造成重大安全隱患。

3吊裝方案

3.1 方案編制與專家論證要求

采用非常規(guī)起重設(shè)備、方法,且單件起吊重量在10KN及以上的起重吊裝工程,屬于危險性較大工程,應(yīng)在施工前編制專項方案。如采用非常規(guī)起重設(shè)備、方法,且單件起吊重量在100kN及以上的起重吊裝工程,屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程,還需要組織召開專家論證會。

3.2 QTZ160塔機為主,吊架輔助吊裝

綜合考慮設(shè)備供應(yīng)、經(jīng)濟因素等情況,吊裝采用單臺附墻式塔機,吊架輔助吊裝。塔機選用江麓QTZ160F(JL6516),臂長65m。見圖8。

1-QTZ160塔機 2-鋼構(gòu)堆場 3-塔機起重范圍 4-塔機3.45t起重范圍

01~16-鋼管柱 A1~A4-勁性梁

圖8塔機現(xiàn)場布置圖

塔機噸位較小,但能滿足勁性梁吊裝需要,對鋼管柱段則采取以下輔助吊裝措施:①牛腿與鋼管柱段采用現(xiàn)場焊接,降低柱段重量;②地下二層與地下一層、首層與二層(包括入口大堂)兩層一吊,所有16根柱由吊架進行吊裝;③三層及以上樓層,柱08#~10#、13#~15#(以下稱為遠端柱)每層柱分為兩段吊裝;④三層及以上樓層,除遠端柱外,采用每層一吊。

地下室施工階段構(gòu)件堆場距離較遠,采用50t汽車吊與塔吊接力?；油练交靥詈?采取加固措施,將堆場移到地下室頂板。

3.3 吊架吊裝

吊架尺寸為2.4 m×2.4 m或2.4 m×1.9 m,高14.0 m,采用150×150×8方管制作,自重約2.0t,吊裝能力約為20t。卷揚機安裝在焊接平臺上,平臺與吊架固定,在吊耳上掛橫吊梁,鋼絲繩起吊鋼管。相鄰吊架接力時,拆除臨時水平支撐,以便柱段通過。除基礎(chǔ)地板外,吊架必須用普通螺栓與連接板固定在下層鋼管柱上。如纜風(fēng)繩設(shè)置困難,應(yīng)增加有效的抗水平力鋼支撐等節(jié)點。見圖9、圖10。

1-吊架(均用150×150×8方管制作) 2-可拆卸的臨時支撐,與吊架螺栓連接3-吊架底座(用于基礎(chǔ)底板) 4-吊耳,掛橫吊梁

圖9吊架示意

1- I 250×160×12×12吊架底座,用螺栓、連接板與鋼管連接 2-吊架

3-鋼管柱

圖10基礎(chǔ)底板外的吊架底座示意

地下二層與地下一層鋼管柱段重約8.4T,長約11m;首層與二層鋼管柱段重約9.2T,長約11.1m;入口大堂部位重約8.8T,長約11.1m。吊架吊裝如圖11所示。

圖11鋼管柱段吊架接力吊裝路線

塔機臂長2m~15m范圍內(nèi),起重量10t。在鋼管柱部位設(shè)置吊架,按箭頭所示路線將鋼管柱段接力到指定位置。12#柱首先就位,然后與接力路線相反,其他柱段依次就位。03#~06#柱由塔機直接吊裝。

柱段吊到位后,將上下柱段吊耳用螺栓臨時固定。如需調(diào)整,可在上、下鋼管柱段上焊接臨時牛腿,用千斤頂將上段鋼管調(diào)整到位。校核無誤后,分段點焊定位。

3.4 塔機吊裝

三層開始,吊架臨邊纜風(fēng)設(shè)置困難,鋼結(jié)構(gòu)全部由塔機吊裝,每層一吊。經(jīng)設(shè)計認可,遠端柱(08#~10#、13#~15#)每層分為兩段,每段長約2m,進行吊裝。至此,塔機覆蓋所有鋼管柱范圍(圖12)。

圖12塔機吊裝

塔機附墻件錨固部位砼強度必須滿足附墻要求。應(yīng)對吊裝起升高度進行驗算,以滿足構(gòu)件(包括吊架)高度要求,見公式(1)。如不滿足,可在低樓層預(yù)先增加附墻預(yù)埋件,利用臨時附墻增大起升凈高度。根據(jù)塔機說明,自由高度時起升高度53m;在七、十三、十九、二十五、三十一層進行附墻;塔機工作允許自由懸高=35.5m。

H塔-H架>H構(gòu)…………………………………………(1)

H塔――塔機起升高度(m)。塔機首次附墻,即樓層施工至七層以前,H塔取53 m;塔機附墻后,即八層及以上樓層,H塔=自基礎(chǔ)面起的附墻高度+塔機工作允許自由懸高35.5 m,以樓層施工至九層為例,H塔=37.0+35.5=72.5 m;

H架――施工樓層外架高度(m)。H架=自基礎(chǔ)面起的施工樓層高度+1.8m;

H構(gòu)――塔機首次附墻前,H構(gòu)取吊架高度14.0 m;附墻后,H構(gòu)取單層吊裝的鋼管柱段高度4.0m。

計算可知,塔機相對于施工面的最小起升高度,自由高度時為14.2m,附墻后為9.7m,可滿足吊裝要求。施工中,為避免塔機在三十一層附墻,塔機于五層梁處第一次附墻。

3.5 主要質(zhì)量、安全保證措施

鋼結(jié)構(gòu)吊裝應(yīng)嚴格執(zhí)行各項質(zhì)量安全措施。

3.5.1吊架卷揚機等吊裝設(shè)備由總配電箱專線供電。每次吊裝前應(yīng)檢查限位開關(guān),超載、超速等保護裝置,保證其靈敏可靠。

3.5.2柱吊耳必須在工廠制作完成,以保證吊裝準確定位。

3.5.3吊架組裝完畢后,拉力試驗合格方可投入使用。

3.5.4汽車吊、塔機與吊架之間奪吊時,應(yīng)保證汽車吊中心與吊臂,塔機回轉(zhuǎn)中心、吊臂與小車,吊架頂?shù)亩ɑ唭蓛稍谕粋€垂直平面上,避免側(cè)向力的產(chǎn)生。汽車吊決不能抗側(cè)向力。

3.5.5柱四周對稱點焊臨時固定,確定安全后,吊鉤方可摘除。為防止施焊時柱口變形引起偏差,鋼管柱段接縫必須對稱反向施焊,吊耳臨時固定必須在焊縫冷卻后方可拆除。

4實施效果與總結(jié)

現(xiàn)本工程辦公樓已施工至主體結(jié)構(gòu)九層,以上措施經(jīng)現(xiàn)場實施,效果良好。精心組織后,每層鋼管柱段吊裝需塔機半個臺班左右,加上勁性梁吊裝在1個臺班以內(nèi),標準層每層結(jié)構(gòu)工期能控制在八天。對本工程鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的吊裝施工總結(jié)如下:

4.1 鋼管柱段的分段情況為吊裝的前提。本工程基本按樓層分段下料制作,牛腿現(xiàn)場焊接。但應(yīng)綜合考慮構(gòu)造與運輸要求。

4.2 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工中,內(nèi)爬式塔機能充分利用其吊裝能力。不考慮堆場因素,本工程QTZ120內(nèi)爬式塔機的起重能力,接近QTZ200附墻式塔機。如采用QTZ200內(nèi)爬式塔機,可以考慮鋼管柱三層一吊的方案,對工期相當(dāng)有利,且減少大量的焊接。

4.3 吊架(扒桿)吊裝是有效的輔助吊裝方式,對局部超重、超長、超大構(gòu)件以及吊裝死角等優(yōu)勢明顯,但應(yīng)注意其構(gòu)造措施。如本工程采用吊架輔助QTZ120內(nèi)爬式塔機,可進一步降低成本。

本工程QTZ160附墻式塔機起重能力稍有不足,遠端柱采用一層兩吊。但該塔機的選擇成本優(yōu)勢明顯,且設(shè)備容易供應(yīng)。

參考文獻: