鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)——組組合結(jié)結(jié)構(gòu)課課程鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用與與發(fā)展展Disscussionontheapplicationanddevelopmentofsteeltubeconcrete鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的認(rèn)認(rèn)識鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的發(fā)發(fā)展鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展展中存存在的的問題題2...鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用鋼管混混凝結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)用中中存在在的問問題12鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的工工程事事故3鋼管混混凝土土簡介鋼管混混凝土土也稱稱作為為鋼管管套箍箍混凝凝土（（Concrete-FilledSteelTube簡稱CFST）,它它是在在鋼管管內(nèi)灌灌入混混凝土土而形形成的的一種種組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)。鋼鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)按截截面形形式的的不同同可以以分為為矩形形截面面、圓圓形截截面和和多邊邊形截截面，，其中中圓形形截面面和矩矩形截截面鋼鋼管混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)用用最為為廣泛泛：實(shí)心和和空心心鋼管管混凝凝土。。CFST簡簡介鋼管混混凝土土的基基本原原理是是依靠靠內(nèi)填填混凝凝土的的支撐撐作用用，使使得鋼鋼管的的穩(wěn)定定性增增強(qiáng)，，同時時核心心混凝凝土受受到鋼鋼管的的“約約束””作用用或稱稱之為為“套套箍””作用用，使使核心心混凝凝土處處于三三向受受壓應(yīng)應(yīng)力狀狀態(tài),延緩緩混凝凝土內(nèi)內(nèi)部縱縱向微微裂縫縫產(chǎn)生生和發(fā)發(fā)展的的時間間，從從而使使得核核心混混凝土土具有有更強(qiáng)強(qiáng)的抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度和和抵抗抗變形形能力力。工作原原理advantages經(jīng)濟(jì)效效果顯顯著良好的的塑性性和抗抗震性性能承載力力提高高高層建建筑中中的優(yōu)優(yōu)越性性突出出施工方方便縮縮短工工期disadvantages使用范范圍有有限施工方方法和和施工工質(zhì)量量檢查查存在在弊端端結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件連連接構(gòu)構(gòu)造上上施工工難度度大構(gòu)件制制作安安裝要要求繁繁瑣中國：研究對象集中在圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)且是鋼管中灌素混凝土的內(nèi)填型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)美國、澳大利亞、日本等學(xué)者對鋼管高強(qiáng)混凝土構(gòu)件進(jìn)行研究并在工程中應(yīng)用前蘇聯(lián)：CFST軸壓和偏壓進(jìn)行過較為深入的研究鋼管混混凝土土的發(fā)發(fā)展最早：1879年英國Severn鐵路橋的橋墩我國CFST結(jié)結(jié)構(gòu)研研究的的科研研單位位+研研究成成果最早：原中國科學(xué)院哈爾濱土建研究所蘇州混凝土與水泥制品研究院北京地下鐵道工程局哈爾濱建筑大學(xué)原冶金部冶金建筑研究院、電力工業(yè)部電力研究所中國建筑科學(xué)院結(jié)構(gòu)所、哈爾濱建筑工程學(xué)院鋼管混混凝土土基本本構(gòu)件件的工工作性性能、、設(shè)計計方法法、節(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造和和施工工技術(shù)術(shù)等方方面展展開系系統(tǒng)的的研究究蔡紹懷懷等根根據(jù)螺螺旋箍箍筋的的計算算原理理和方方法,研究究三向受壓壓混凝土土強(qiáng)度的的提高,利用極極限平衡衡原理推推導(dǎo)出極極限承載載力計算算公式湯關(guān)祚等等提出鋼鋼管混凝凝土塑性性承載力力公式,它假定定構(gòu)件的的強(qiáng)度極極限為鋼鋼管發(fā)展展塑性、、混凝土土達(dá)到受受壓極限限強(qiáng)度哈爾濱建建筑大學(xué)學(xué)鐘善桐桐等提出出鋼管混混凝土統(tǒng)統(tǒng)一理論論計算公公式,它它視鋼管管混凝土土為復(fù)合合材料,通過試試驗(yàn)確定定復(fù)合材材料的強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo),利用用組合強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)計算構(gòu)構(gòu)件的各各項(xiàng)承載載力CFST發(fā)展的的若干問問題鋼管高強(qiáng)強(qiáng)高性能能混凝土土的研究究預(yù)應(yīng)力鋼鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)施工力學(xué)學(xué)問題的的研究徐變、疲疲勞性能能的研究究徐變、疲疲勞性能能的研究究鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例世界最長長鋼管混混凝土拱拱橋巫山長江江大橋5.1組合梁的的基本概概念莆田市闊闊口大橋橋啞鈴型鋼鋼管混凝凝土拱梁梁，跨度度99米，矢高高19.8米共8根φ800×14鋼管采用自密密實(shí)混凝凝土鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例結(jié)構(gòu)體系代表工程鋼管混凝土柱+混凝土核心筒深圳賽格廣場；主體高度292m，72層，2001年建成全部鋼混凝土框架廣州合景國際金融廣場；主體高度178m，41層，2006年建成鋼管混凝土外框柱+鋼板剪力墻核心筒天津津塔，主體高度330m，75層，2011年建成鋼管混凝土斜交網(wǎng)絡(luò)外框筒+鋼筋混凝土核心筒廣州珠江新城西塔；主體高度432m，103層，2009年建成深圳賽格格廣場鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例廣州合景景國際金金融廣場場鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例天津津塔塔鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例廣州珠江江新城西西塔鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例其他工程程廠房柱地鐵站臺柱送變電桿塔空間結(jié)構(gòu)鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)工程實(shí)例例鋼管混凝土拱橋構(gòu)件脫空的問題Q1Text鋼管混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)（ConcreteFilledSteelTube)應(yīng)用中存存在的問問題Q2鋼管混凝土澆灌質(zhì)量的問題Q3鋼管與混凝土的粘結(jié)問題鋼管混凝凝土的優(yōu)優(yōu)越性要要靠鋼管管和管內(nèi)內(nèi)混凝土土的牢固固結(jié)合形形成整體體共同受受力才能能體現(xiàn)，，這就需需要保證證管內(nèi)的的混凝土土與鋼管管內(nèi)壁之之間能緊緊密接觸觸，但在在目前對對已建鋼鋼管混凝凝土的檢檢測過程程中均不不同程度度發(fā)現(xiàn)鋼鋼管與混混凝土之之間出現(xiàn)現(xiàn)了脫空空現(xiàn)象。。A1鋼管混凝凝土拱橋橋構(gòu)件脫脫空的問問題脫空產(chǎn)生生的原因因1.施工工過程中中產(chǎn)生的的脫空問問題泵送混凝凝土的質(zhì)質(zhì)量鋼管混凝凝土的壓壓注時間間澆筑方向向控制不不當(dāng)2.鋼鋼管混凝凝土養(yǎng)護(hù)護(hù)或者運(yùn)運(yùn)營階段段產(chǎn)生脫脫空核心混凝凝土的收收縮與膨膨脹軸向壓力力、溫度度鋼管混凝凝土拱橋橋脫空的的防治措措施1．從設(shè)設(shè)計指導(dǎo)導(dǎo)思想上上預(yù)防在設(shè)計時時不考慮慮鋼管對對混凝土土的套箍箍作用，，也不考考慮鋼與與核心混混凝土的的粘結(jié)，，而是將將鋼管與與混凝土土看成兩兩個平行行的桿件件進(jìn)行設(shè)設(shè)計和計計算。這這種方式式顯然沒沒有充分分發(fā)揮鋼鋼管混凝凝土拱橋橋的優(yōu)勢勢，從設(shè)設(shè)計上來來講過于于保守。。鋼管混凝凝土拱橋橋脫空的的防治措措施2．從施施工上來來預(yù)防為了防止止核心混混凝土在在泵送或或人工澆澆筑過程程中產(chǎn)生生空洞或或不密實(shí)實(shí)的現(xiàn)象象，目前前常用的的措施有有：(1)沿沿拱管管開排氣氣孔，預(yù)預(yù)濕潤鋼鋼管壁，，預(yù)泵送送高標(biāo)號號水泥凈凈漿潤滑滑，采用用附著式式振搗器器振搗混混凝土；；(2)分分?jǐn)?shù)個個艙段人人工喂料料澆筑并并預(yù)留插插孔，用用振搗棒棒振搗混混凝土；；(3)在在混凝凝土泵送送完成后后至混凝凝土初凝凝時間內(nèi)內(nèi)，在排排氣管出出口用抽抽氣設(shè)備備抽負(fù)壓壓，提高高混凝土土對鋼管管內(nèi)壁的的壓力，，以利于于混凝土土泌水和和氣體的的排出，，保證混混凝土在在對鋼管管有一定定壓力的的狀態(tài)下下凝結(jié)。。(4)為為了防止止混凝土土因收縮縮而產(chǎn)生生脫空，，通常在在混凝土土中加入入膨脹劑劑。鋼管混凝凝土拱橋橋脫空的的防治措措施3．已建建成鋼管管混凝土土拱橋脫脫空的處處理(1)二二次灌灌漿法。。(2)外外加套套環(huán)法。。(3)橫穿螺栓栓，阻止止混凝土土徑向收收縮。(4)構(gòu)構(gòu)造措措施。如：在鋼管內(nèi)內(nèi)壁設(shè)置置縱向加加勁肋和和橫向法法蘭圈加加強(qiáng)鋼管管與核心心混凝土土之間的的粘結(jié)。。鋼管混凝凝土澆灌灌序號澆筑方法原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1立式手工澆搗法混凝土自鋼管上口灌入，一次澆灌高度不宜大于2m。傳統(tǒng)作業(yè)施工效率較低，質(zhì)量受振搗操作人員影響，無保證；占用塔吊2高位拋+輔助性振搗法利用混凝土從高位順鋼管下落時產(chǎn)生的動能達(dá)到振實(shí)混凝土施工效率較高無振動無噪音占用塔吊，與鋼結(jié)構(gòu)吊裝作業(yè)沖突3泵送頂升筑法在鋼管接近地面或某樓層板處安裝一個帶閘門的進(jìn)料管，直接與泵的輸送管連接，由泵車將混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管。質(zhì)量有保障，占用塔吊如結(jié)構(gòu)高，則需要較高的泵送壓力。需要在鋼管壁上開洞，影響結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量，但可在裝飾施工階段進(jìn)行彌補(bǔ)。A2泵送頂升升筑法①做好澆澆注前的的準(zhǔn)備工工作，包包括混凝凝土壓入入量的計計算、混混凝土輸輸送管的的布置及及輸送管管與鋼管管柱入口口的連接接裝置,見下圖：法蘭連接盤與鋼管柱預(yù)留孔焊接鋼管壁上開預(yù)留孔止回閘筏埋入鋼管內(nèi)，開口位于鋼管柱中心與輸送管卡接②在柱上上部通過過檢查孔孔將鋼管管柱內(nèi)表表面澆水水潤濕。。③用0.5———1.0m3同配合比比的砂，，先行壓壓入泵管管濕潤，，在柱入入口處拆拆管流入入預(yù)埋的的砂漿盆盆內(nèi)，流流完后立立即恢復(fù)復(fù)連接，，即作泵泵壓。④控制泵泵壓入速速度和壓壓力，防防止壓力力過大，，對鋼柱柱產(chǎn)生破破壞，壓壓入要連連續(xù)進(jìn)行行，安排排好攪拌拌車，采采用一臺臺車卸料料，另一一臺等待待。⑤柱上端端安排專專人觀察察壓入混混凝土的的升高，，并與泵泵車操作作人員及及時聯(lián)絡(luò)絡(luò)，防止止混凝土土壓入超超量。⑥當(dāng)混凝凝土砂漿漿從鋼柱柱上部檢檢察孔溢溢出時，，立即停停止泵送送，并迅迅速將壓壓入裝置置的閥門門關(guān)閉。。此裝置置在混凝凝土壓送送完畢1小時后后方可拆拆除。⑦混凝土土壓送完完畢后，，及時回回收泵送送管道內(nèi)內(nèi)的混凝凝土。。。⑧當(dāng)鋼管管混凝土土終凝后后，關(guān)閉閉閘板閥閥，拆除除其外側(cè)側(cè)的泵管管。質(zhì)量控制制鋼管混凝凝土柱是是由鋼管管和混凝凝土共同同作用的的受力構(gòu)構(gòu)件，要要求混凝凝土具有有很好的的填充性性能，確確保充滿滿鋼管內(nèi)內(nèi)的每個個部位，，混凝土土要有良良好的流流動性、、體積穩(wěn)穩(wěn)定性，，加上鋼鋼管不象象木模板板一樣有有一定的的吸水性性，所以以混凝土土還要有有良好的的保水性性能，不不得有離離析、泌泌水現(xiàn)象象。1.原理理：超聲波在在傳播過過程中遇遇到由各各種介質(zhì)質(zhì)缺陷形形成的界界面時會會改變傳傳播方向向和路徑徑,其能能量會在在缺陷處處引發(fā)衰衰減,造造成聲時時、振幅幅、頻率率變化。。對這些些變化進(jìn)進(jìn)行分析析,可實(shí)實(shí)現(xiàn)對鋼鋼管混凝凝土質(zhì)量量的檢測測。2.方法法：采用超聲聲波檢測測鋼管混混凝土質(zhì)質(zhì)量的主主要方法法有首波波聲時法法、波形形識別法法和首波