| 单词 | 高层建筑钢管砼结构 |
| 释义 | 【高层建筑钢管砼结构】 在高层建筑结构设计中，一般都要因时因地制宜对下列问题加以权衡和解决：减小柱子截面尺寸，扩大有效建筑面积；增加构件延性，提高结构抗震能力；增大阻尼，改善建筑物在风载下的动力性能；减少现场劳动量，缩短施工周期；节省材料，尤其是钢材，降低造价。钢结构、钢筋砼结构和型钢砼结构都因能各有侧重地在不同程度上满足上述要求而在高层建筑中得到发展。近年来，一种新的结构体系——钢管砼结构正在兴起，它在结构性能上和施工工艺上具有下述优点：(1)与钢筋砼柱相比，其承载力较高，延性较好，柱的断面积可缩小约一半，相应地柱的柔度加大，有利于抗震，可大幅度地扩大建筑的有效面积。(2)与钢柱和型钢砼柱相比，勿需大尺度的型钢，钢材用量可减少约一半。钢管砼的阻尼较纯钢结构大，因而结构在风载下的动力性能可得到改善。(3)钢管兼有模板、钢筋和承重骨架的功能，工厂预制程度高，重量轻，吊装方便，可简化施工安装工艺，减少现场劳动量，加快建设速度。此外，钢管对核心砼的套箍作用，能有效地克服高强砼的脆性；钢管内无钢筋骨架，浇灌砼方便；钢管外无砼保护层，能充分发挥高强砼的承载能力。因此，钢管砼是在未来的超高层建筑中应用高强砼的一种有效的结构形式。以下是国外的几个工程实例。 西雅图Two Union广场大厦。1989年在建，58层，总高219．5m，建筑平面布置呈卵形。核心筒为用4根3m直径的钢管砼柱组成的构架，承担40%的重力荷载。周边柱为14根较细的钢管砼柱，砼圆柱强度为133N／mm2。比传统的钢结构节省一半的钢材，钢材用量从122kg／m2降为57．6kg／m2，造价降低30%。节点构造视荷载大小而有所区别，较小荷载的节点是将连接板直接焊在钢管上，当荷载较大和有梁相连接时，则将连接板插入钢管中。为减小侧向摆动，在第35层的周边柱上安装有大的粘弹性阻尼器。在第35层到第38层之间，用X形斜撑将周边柱和核心筒相连，成为刚性腰箍。钢管每两层楼为一段，长7．31m，管内的焊钉和管外的连接件，均在工厂焊好。大直径钢管内还焊有环形抗剪连接件。柱内的砼用泵车由底向上顶升浇灌，勿需振捣，夜班10h完成。混凝土水灰比为0．22，掺加硅粉和塑化剂，骨料粒径10mm，塌落度25cm。梁和楼板均为钢与砼组合结构，建造速度为3．5d建两层楼。西雅图太平洋第一中心大厦。1989年在建，44层。核心筒由8根2．3m直径的粗钢管组成，内填圆柱体强度为124N／mm2的高强砼(加硅粉)。周边柱为24根Φ762mm的较细钢管，内填抗压强度为124N／mm2的高强砼。砼用泵车顶灌。砼水灰比为0．22，加外加剂，现场塌落度为15cm。钢管砼柱每4层楼分为一段。梁和楼板均为钢与砼组合结构。建造速度为每周建4层楼。西雅图Gateway Tower大厦。1989年在建，62层。建筑平面呈长八角形。核心筒由4根2．7m直径的钢管砼组成，用X形大斜撑联系，每10层楼为一个X斜撑单元，构成抗侧移弯曲的延性构架。砼圆柱体抗压强度为77N／mm2(未加硅粉)。梁和楼板均为钢与砼组合结构。墨尔本公共卫生中心新办公大楼。1990年在建，46层，是澳洲首次采用的钢管砼高层建筑结构。水平风荷载由电梯井和楼梯间的钢筋砼心筒承担。沿建筑物周边布置的柱子为钢管砼柱。钢管外径950mm，每段长8m(两个楼层)，用花蓝螺丝与焊于下段钢管柱的耳座相连接，保持平稳，直至上下段钢管间对接焊完为止。钢筋砼心筒用滑模施工，在各层主梁支承处预埋钢板，然后焊上角钢支座支承主梁。主梁的另一端的腹板借螺栓与焊在钢管柱上的支座连牢，成为简支。楼层为压型钢板铺垫的钢与砼组合楼板。钢管内的砼每4层楼浇灌一次，采用泵送顶灌法，勿需振捣。于每段钢管两端各300mm范围内的内表面上加焊平头栓钉作为抗剪连接件，保证钢管与核心砼共同工作。在建筑的底部各层，钢管壁厚为16mm，然后逐步减薄，直至顶部楼层减为8mm厚。类似地，砼强度(特征值)从底部的70N／mm2逐渐降低至顶部的30N／mm2。设计时考虑了钢管对核心砼的套箍作用。防火借喷涂防火涂层来实现。据称，这样的组合结构比其它形式的结构都便宜。中国从20世纪60年代开始对钢管砼结构进行研究和应用，1992年颁布了国家推荐性标准《钢管砼结构设计与施工规程》CECS28∶90，可适用于高层建筑钢管砼结构的设计和施工。(中国建筑科学研究院结构所蔡绍怀撰) |
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