超高强钢管混凝土研究综述

超高强钢管混凝土研究综述

张坤 ,于亚楠

山东平安建设集团有限公司     山东济南   250306

摘要：为充分运用超高强钢管的优势，建议在超高强钢管中添加混凝土做成超高强钢管混凝土，从发展趋势、归类、原理等层面介绍了世界各国超高强钢管混凝土的研究成果，从优点和缺点、研究现状、研究趋势等层面分析了超高强钢管混凝土探讨中存在问题，强调了进一步探讨的方向，为超高强钢管混凝土等土木工程材料的探讨和工程应用提供参照。

关键词：超高强钢管混凝土；发展趋势；优点和缺点；研究现状

超高强钢管混凝土是一种在超高强钢管中填充混凝土而产生的组成构件，是一种融合混凝土结构和超高强钢管优势而发展下去的新式组合结构。超高强钢管混凝土构造是继砖石结构、木结构建筑、钢架结构、钢筋混凝土构造以后慢慢发展下去的又一大结构体系。与传统的混凝土结构对比，超高强钢管混凝土在许多领域都会有许多优势。

1超高强钢管混凝土的分类及原理

1.1超高强钢管混凝土分类

超高强钢管混凝土预制构件是通过在超高强钢管中补充一定量的混凝土而产生的。横截面方式分成方形超高强钢管混凝土、圆形超高强钢管混凝土、矩形超高强钢管混凝土和不规则图形超高强钢管混凝土。

1.2超高强钢管混凝土的原理

超高强钢管混凝土的基本概念：一是在内部混凝土的支撑点下，出现了超高强度钢板壁厚的稳定度，改变了空气超高强钢管的不稳定状态，因此提升了其承载力。二是在横向超高强钢管的作用下，混凝土遭受横向约束，混凝土处在三向压力状态，缓解纵向裂缝的速率，因此提升其形变能力和抗拉强度。超高强钢管混凝土抗压强度、延展性和塑性变形的提升是通过超高强钢管与混凝土在地应力情况下的相互作用力来实现的。

2超高强钢管混凝土优点和缺点

本文从下述不同层面讨论了超高强钢管混凝土的优缺点。

在普通构造中，承载力拥有较大的提升，超高强钢管混凝土的承载力乃至能够做到超高强钢管和混凝土单独承载力之和的二倍。其次，其抗震性能和塑性变形都很好，比混凝土结构构造强很多。经济收益好，与钢梁对比一半左右的费用预算，比钢筋混凝土柱节约更多的混凝土。在工程施工领域，使用方便，省时省力。与钢架结构对比，它并没有钢架结构那么繁杂，焊接短，非常容易混凝土浇筑。

在多层建筑中，超高强钢管混凝土柱具备较高的抗弯和承受能力。它塑性变形也很好，以至于能够在多层建筑中不限定轴压比。其次，超高强钢管混凝土柱截面小，承载力高，扩大了其在工程项目里的应用空间。

它还可以用以大容量和大柱距的框架剪力墙管理体系。柱截面减小，自身重量缓解，地震反应减少。从基础费用预算来看，柱截面减少，基本规格减少，工程预算降低。在工程施工领域，超高强钢管混凝土柱非常薄，简单化了施工程序。在耐火性层面，内部结构混凝土在发生火灾时吸收绝大多数发热量，有利于缓解房屋的毁坏。

在拱桥的使用中，抗震性能好，抗压强度承载能力高，重量较轻，拱肋能够提高较大的跨距，工程施工比较简单，工程成本还可以降低，如混凝土开裂难题不容易发生。虽说有许多优势，但相应有许多缺陷。好用范畴非常有限，超高强钢管混凝土梁很少取得成功，复杂，经济收益差。在卡扣结构上，也是有许多缺陷，例如应用牛腿会产生不好的影响。生产制造组装有相应的锁和难度，不益于施工进度。从产品质量检验的视角来看，没办法直观地查验混凝土的混凝土浇筑质量。在混凝土施工中，需要开展砂浆配合比试验。

3超高强钢管混凝土研究现状

尽管超高强钢管混凝土构造早已出现了100多年，但其功能的探讨和推广发展比较晚。所以，它的很多物理性能都还没获得彻底的探讨。以下是探讨过的机械性能。

一是超高强钢管混凝土基础知识探讨：世界各国很多探讨都进行了研究，也取得了钟山通教授提出的很多成果“超高强钢管混凝土统一理论”等。

二是超高强钢管混凝土静态数据性能探讨：根据对超高强钢管混凝土预制构件的静态数据试验和理论分析，设立了统一的理论等设计方法和计算方法。在很多领域也取得了很多相对应的成果。

三是超高强钢管混凝土的防火安全研究：依据火灾发生时的具体燃烧状况，考虑到超高强钢管混凝土承载能力极限值的消防设计规范，及其构造在整体空间里的作用。对不同的火灾事故模式、不同的超高强钢管混凝土以及在燃烧和燃烧后制冷情况下开展探讨和研究。仅有综合分析，才可以详细分析超高强钢管混凝土的功力和形变性能，创建更合适的消防设计规范方式。

四是超高强钢管混凝土柱抗震性能探讨：世界各国进行了很多实验研究，主要集中化在基础预制构件上，超高强钢管混凝土基础预制构件抗震性能探讨很少。

4超高强钢管混凝土研究趋势

总的来说，在我国超高强钢管混凝土的探讨和运用取得了极大成效。当超高强钢管混凝土构造广泛运用于实际工程项目里时，仍有很多工作需要探讨和处理。下列是我们未来必须分析的一些方向。

一是驱动力特性探讨：现阶段对超高强钢管混凝土的探讨仍处在试验环节，基本没有实际应用，缺少相对应的理论推论，未产生标准的计算理论和设计公式。

二是厚壁超高强钢管混凝土构造探讨：以往探讨超高强钢管混凝土壁厚，厚壁超高强钢管混凝土探讨刚开始，仍处在探究环节。

三是高强度钢管混凝土物理性能探讨：与圆超高强钢管混凝土对比，方超高强度钢管混凝土存有众多缺陷。与国外对比，我们得探讨过少，国外早已形成了相对性完善的设计方法，在工程应用层面也取得了较大的提高。我们应该继续加强探讨，仅有这样才能尽早运用到具体工程项目中。

结束语

在接下来的工程建筑中，对建筑构造和建材的需求不断提升。因为其各种各样优势，超高强钢管混凝土能够融入各种各样当代结构体系。因为超高强钢管混凝土构造可以考虑当代施工工艺的工业生产规定，这类构造在高层建筑、高层住宅和厂房、石拱桥和地下结构中得到了愈来愈普遍的使用。因为超高强钢管混凝土的运用提供优良的社会经济效益和建筑效果，是结构工程项目科学合理的关键发展前景。但是，在我国超高强钢管混凝土构造的探讨和使用并不久，很多领域仍存有各种各样缺陷和难题，必须进一步探讨、试验和探究。

参考文献

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