(廣州大學(xué)土木工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

TheresearchprogressofConcretefilledsteeltube

HEHuihui

【Abstract】This paper briefly introduces the concrete-filled steel tube,briefly introduces the concrete-filled steel tube,describes its advantages,introduces the engineering application of concrete-filled steel tube from different aspects,lists the research status at home and abroad,and discusses the existing problems and the development direction of concrete-filled steel tube in the future.

【Keywords】Concrete filled steel tubes;Engineering applications;Research status quo;Development direction

一、鋼管混凝土的簡介

鋼管混凝土(Concrete filled steel tube),是指在鋼管內(nèi)填充混凝土后進行養(yǎng)護，最終形成的混凝土與鋼管結(jié)合為一體的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具有承載力高、延性好、耐久性強的材料。

與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點：①可以不受鋼模規(guī)格的限制生產(chǎn)任意規(guī)格和長度的構(gòu)件；②不需要支模板，提高生產(chǎn)效益，節(jié)約能源,同時改善勞動環(huán)境，縮短了工期，降低了生產(chǎn)成本；③減少了起吊、運輸和安裝工程中的破損率從而提高了抗震和抗沖擊能力，在生產(chǎn)過程中能有效地避免出現(xiàn)跑漿、麻面等問題，因此基本上不存在廢品率；④構(gòu)件的承載力富裕度大；⑤核心混凝土提高了構(gòu)件的穩(wěn)定性,解決了鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能方面穩(wěn)定問題的缺點。[1-2]

二、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在實際工程中的應(yīng)用

鋼管混凝土由于具有承載力高、抗震性能好、節(jié)約鋼材和施工便捷等較突出的有點，因而近年來在建筑領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，發(fā)展十分迅速。下面將簡要地列舉一些典型實例來說明鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用及其技術(shù)經(jīng)濟效益。[3-5]

1996年建成的廣州好世界廣場大廈是國內(nèi)第一座采用C60級鋼管高強混凝土柱的超高層建筑。結(jié)構(gòu)體系為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻，如采用C40級鋼筋混凝土柱，柱截面將會過大，從而嚴重影響建筑的使用。經(jīng)研究，決定在地上2層以下，采用C60級的鋼管高強混凝土柱，以縮小柱的截面積。

江西高安縣樟樹嶺水庫大橋采用了鋼管混凝土桁架拱橋，凈跨70m，橋?qū)?m，由兩片鋼管混凝土桁架和鋼筋混凝土橋面組成。由于采用了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，整個轉(zhuǎn)動體系重量只有390t，相當(dāng)于轉(zhuǎn)體同類型普通鋼筋混凝土桁架拱重量的50%，不但節(jié)省了平衡重混凝土250m3，也簡化了轉(zhuǎn)體工作，由于采用鋼管混凝土桁架拱，減輕了橋梁上部構(gòu)造的重量，降低了拱的水平推力，減輕了地基負擔(dān)。

三、鋼管混凝土的國內(nèi)外研究

2015年，武漢大學(xué)盧亦焱等對鋼管鋼纖維混凝土柱的受壓性能進行了試驗研究。試驗研究了混凝土強度、鋼管厚度和鋼纖維體積分數(shù)對混凝土極限強度和延性的影響。試驗結(jié)果表明，在混凝土中摻入鋼纖維可顯著提高鋼管混凝土柱的延性和耗能能力，延緩鋼管的局部屈曲，但對破壞模式無明顯影響。[6]

2016年，利物浦大學(xué)工程學(xué)院A.S.Shakir研究了普通鋼管混凝土柱和再生鋼管混凝土柱在側(cè)向彈丸沖擊下的動力響應(yīng)，以及碳纖維布(CFRP)對鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)果表明，RACFST試件和NACFST試件的變形形態(tài)相似，其抗沖擊性能與NACFST試件相當(dāng)。試驗結(jié)果還表明，CFRP的附加約束減小了RACFST和NACFST試件的整體位移。[7-8]

四、存在的問題以及展望

目前，鋼管混凝土的應(yīng)用已經(jīng)取得了滿意的效果，但是隨著研究的深入，許多問題仍有待解決。

(1)目前，對鋼管混凝土動力性能的研究大多集中在試驗研究階段，大多從滯回性能定性分析鋼管混凝土抗震性能得出較好的結(jié)論，缺乏相應(yīng)的理論推導(dǎo)和計算理論，對規(guī)范和設(shè)計尚未形成統(tǒng)一的認識。

(2)剛度是鋼管混凝土柱和節(jié)點力學(xué)性能的重要指標，現(xiàn)有鋼管混凝土變形試驗對其認識不同，對剛度仍存在不同認識，缺乏統(tǒng)一的理論計算公式。

(3)鋼管混凝土構(gòu)件設(shè)計規(guī)范不成熟、不完善。[9]

五、結(jié)語

盡管鋼管混凝土在實際工程中的應(yīng)用還有許多問題尚待解決，但是仍然有許多具有開拓精神的企業(yè)、研究工作者和工程技術(shù)人員在孜孜不倦地推進著鋼管混凝土的發(fā)展。鋼管混凝土具有比強度高、承載能力大、經(jīng)濟效益好和耐久性優(yōu)異的優(yōu)點，可以滿足土木建筑工程部門對輕質(zhì)、高等級、大跨度、重在化和耐久性等諸多方面的要求。所以，應(yīng)積極開展鋼管混凝土的研究工作，加快推進鋼管混凝土的研究進程，爭取使鋼管混凝土能夠早日在實際工程中得到普遍的運用。