范文静

摘要：结构工程是土木工程的六个二级学科之一。研究土木工程中具有共性的结构选型、力学分析、设计理论和建造技术和管理的学科。本文阐述了钢管混凝土的特点及其在结构工程中施工的技术要求，旨在为其相关应用奠定可参考的基础。

关键词：钢管混凝土;结构工程;抗展性能

前  言

钢管混凝土是在钢管中填入混凝土后形成的建筑构件，按截面形状可分为方钢管混凝、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土。它利钢管和混凝土两种材料在受力过程相互之间的組合作用，充分地发挥了这两种材料的优，使混凝土的塑性和韧性大为改善。且可以免或延缓钢管发生局部屈曲，使钢管混凝土整体具有承载力高、塑性和韧性好、经济效益良和施工方便等优点。从 1897 年美国人 John Lal1y 在钢管中填充混凝土作为房屋建筑的承重柱并获得专利算起，钢管混凝土结构在土木工程中的应用已有一百多年的历史。早在 1959 年原中国科学院土木建筑研究所就最先开展了钢管混凝土基本性能的试验研究。

一、钢管混凝土的发展应用

钢管混凝土20世纪60年代中期引入我国.迄今为止已将近 环境污染，产生可观的经济效益和深远的社会效益。半个世纪。1963年成功地将钢管混凝土柱用于北京地铁车站工程。随后，又在冶金、造船、电力等行业的单层厂房和重型构架中得到成功的应用。20世纪80年代，根据建设部科技发展计划，在我国开展了较系统的科学试验研究，使钢管混凝土结构的计算理论和设计方法取得了长足的进展，形成了一套能满足设计需要的计算理论和设计方法。在总结我国钢管混凝土科研、设计和施工所取得的成就的基础上，编制了《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90） 2003年颁布实施的福建省工程建设标准《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ13—51—2003）可适用于圆形和方、矩形钢管混凝土结构的设计计算。2003年颁布的天津市工程建设标准《天津市钢结构住宅设计规程））（DB29—57—2003）中也给出了钢管混凝土结构设计计算方面的规定。近年来，由于钢管混凝土结构在结构性能和施工工艺上的众多优点以及设计规程的指导，钢管混凝土结构在我国土木工程建筑中悄然兴起，成为建筑结构体系中的重要形式。同时在理论研究方面也取得了突破性的进展，逐步形成了完整的理论体系和独立的学科。

对于钢管混凝土节点的研究主要是静力研究与抗震性能研究两方面。静力性能研究主要是探讨节点的承载力、刚度、破坏类型等是否满足规范要求，以及节点的传力机理，从而为节点在实际工程中的应用、设计和施工提供参考，目前的报道主要集中在静力研究方面。目前对于钢管混凝土节点的抗震性能研究多采用的是拟静力试验，对于钢管混凝土节点的拟静力试验，节点形式一般分为平面节点形式和空间节点两种。大多数文献采用的是平面的十字形节点形式，柱上下端部采用铰接形式模拟实际柱子的反弯点.梁的两端也采用铰接形式连接。加载形式主要有梁端加载和柱端加载两种梁端加载的方式一般是先在柱顶施加一定的轴压力.并保持不变然后在梁端施加对称或反对称的反复荷载;柱端加载一般是先在柱顶施加一定的轴压力并保持不变.然后在柱顶施加水平的反复荷载。

二、钢管混凝土施工技术

1.钢管柱制作

（1）钢管材料说明：柱直径为 800mm，900 mm，1000mm，钢管柱采用 Q235 钢材，内衬管及柱底环板采用 Q235 钢材，钢材有出厂合格证，焊条采用 E50 焊条，钢管表面不得锈蚀。（2）卷管方向应与钢板压延方向一致，卷制钢管前，根据要求将板端开好坡口，为适应钢管拼接的轴线要求，钢管坡口端应与管轴线严格垂直，在卷管过程中，应注意保证管端平面与管轴线垂直。（3）应保证钢管内壁与核心混凝土紧密粘结，钢管内不得有油渍等污物。（4）出厂时，拼接坡口由厂家加工，焊接坡口应符合相关规范的要求。（5）钢管柱出厂时，钢管表面除锈等级为 Saz 级，钢管外表面涂富锌防锈漆厚 1o0um，钢管内壁刷纯水泥浆 2 道。（6）外表面防火防锈层做法符合设计要求。

2.钢管柱拼接组装

钢管的选用本工程所用钢管由厂家制作，钢管长度为：地下 2 层钢管长度为层高加 600mm，其余长度为楼层高度。地下 2 层钢管柱安装（1）在基础梁内预埋 M1 环形钢板，环形钢板上焊接 n 形 25 钢筋，共 12 根，环向均匀布置。（2）钢管柱底钢板定位：用 3 个 32 定位调节螺栓套在 M1 环形钢板上，中部及下部用 25（分两排）钢筋焊接成三角形进行螺杆定位。（3）在 M1 环形钢板上钢管内侧焊 3 块限位钢板，分别在调节螺栓中间用于钢管就位。（4）吊装焊接钢管柱前调节 32定位螺栓，使其 MI 环形钢板位置符合要求后，套上 18mm 厚 80mm 钢垫板，用螺帽紧固。（5）吊装钢管柱就位，在钢管外侧与 M1 环形钢板接触处焊接。钢管柱的拼接钢管出厂时，由厂家将环形内衬板同钢管柱焊接好，施工现场直接将上层钢管柱吊装就位后全熔透焊接。

3.钢管柱吊装

（1）吊装钢管柱时，制作封口盖，用竹胶扳做成 1000mm ×l000mm的方形木板盖盖住钢管柱端口，防止异物落入管内。（2）用钢丝绳套住钢管柱上的环箍，缓缓起升吊装就位。（3）就位后，应立即进行校正，达到质量要求后方可进行施焊，施焊过程中，保证钢管柱垂直度及稳定性。

4.钢管柱内混凝土

浇灌混凝土浇筑采用立式高位抛落无振捣法。一次抛落的混凝土量为 0 7m 3，用专用料斗装填，料斗的下口尺寸应比钢管内径小 150mm， 以使混凝土下落时管内空气排出。（1）为满足坍落度要求，配合比设计时 18 www.spyzlzz.com 商品与质量·学术观察应要求混凝土厂家掺适量减水剂和混凝土微膨胀剂。（2）钢管内的混凝土浇灌土浇灌工作，要连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土终凝时间，需留施工缝时，应将管封闭，防止水、油和异物落入。（3）每次浇灌混凝土前（包括施工缝）应先浇灌一层厚度为 10cm 的与混凝土等级相同的水泥砂浆，以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象。（4）浇灌至环形封顶板上口时，用木搓子搓平。

5.质量要求

（1）管内混凝土浇灌质量用敲击钢管的方法初步检查，如有异常，则应用超声波检查，对不密实的部位应采用钻孔压浆补强，然后将钻孔补焊封固。（2）钢管焊接，必须在其部位上焊工的记号。

6.安全注意事项

（1）钢管柱吊装时，钢丝绳与环箍一定要紧固，以防滑脱。（2）吊装就位时，一定要缓慢，小心碰撞附加衬管。（3）临时固定钢管柱的支架一定要稳定可靠。3.1 高强度材料的应用 采用高强混凝土可以减轻结构自重、降低工程造价。随着混凝土强度的提高，其延性下降，这阻碍了它在实际工程中的应用。将高强混凝土灌人钢管中形成高强钢管混凝土，由于受到钢管的约束作用，混凝土处于三向受压状态，其延性将大为提高，而其构件的承载力也得到了相应的提高。因此，高强钢管混凝土具有很大的发展潜力。

三、结束语

结构工程学是用力学的方法来分析建筑物（如：房屋、桥梁、水坝等）和构筑物（如：挡土墙、烟囱、构架等）在各种荷载作用下的内力和变形，通过控制结构的内力和变形，达到结构在施工和使用过程中保证一定安全可靠度的目的。近年来，科学建筑事业不断地发展，钢管混凝土在结构工程中的使用越来越广泛，其铸造方式也有了很大的发展。

参考文献：

[1]DBJ 13-51-2003 钢管混凝土结构技术规程.

[2]DUT5085-199.钢管混凝土组合结构设计规程.

[3]CE CS 28：钢管混凝土结构设计与施工规程.

[4]GB5010-2002.混凝土结构设计规范.