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高層建筑鋼－砼組合結(jié)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:35:06 [收藏]
1、所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域
    1、所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域
    鋼結(jié)構(gòu)建筑的新技術(shù)。
    2、主要內(nèi)容
    高層建筑鋼—砼組合結(jié)構(gòu)是利用鋼材抗拉強度高而混凝土抗壓強度高的特點，在一個構(gòu)件中將兩種材料有機地組合起來，發(fā)揮各自優(yōu)點，形成的一種新結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵技術(shù)主要有矩形鋼管砼柱；H型梁與砼樓板形成組合梁等
    矩形鋼管砼柱是在箱形鋼管柱內(nèi)澆灌混凝土而形成的組合結(jié)構(gòu)。在鋼管砼的施工過程中，鋼管可以作為澆筑其核心混凝土的模板。與鋼筋混凝土相比，采用鋼管砼可節(jié)省模板費用，加快施工速度。通過鋼管和混凝土組合而成的鋼管砼結(jié)構(gòu)，可以彌補兩種材料各自的缺點，而且能夠充分發(fā)揮二者的優(yōu)點，比純鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋砼結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢。
    組合梁是在梁的受壓區(qū)采用適宜于受壓的混凝土，在受拉區(qū)采用抗拉強度高的鋼材，H型鋼梁與砼之間采用栓釘連接件而形成的一種組合結(jié)構(gòu)。
    浙江杭蕭鋼構(gòu)股份有限公司聯(lián)合浙江大學(xué)、福州大學(xué)、同濟大學(xué)和西安建筑科技大學(xué)等高校的專家進行研究、開發(fā)鋼－砼組合結(jié)構(gòu)在多、高層建筑工程中的應(yīng)用。研究成果報告主要包括《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)成套技術(shù)》——若干關(guān)鍵問題的試驗研究；矩形鋼管混凝土柱高位拋落法施工工藝研究；方鋼管混凝土柱與工字型鋼管梁框架節(jié)點在低周循環(huán)荷載作用下的試驗研究，矩形鋼管砼柱耐火設(shè)計及防火保護層厚度的試驗研究等內(nèi)容，涵蓋了矩形鋼管混凝土柱在實際工程中應(yīng)用所需解決的全部相關(guān)課題。并和同濟大學(xué)聯(lián)合主編《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS159:2004）。為推動矩形鋼管結(jié)構(gòu)在我國的廣泛應(yīng)用提供了有力支持。

    其綜合優(yōu)勢如下：
    1）可以安全地使用高強混凝土。
    2）截面小——受壓、受剪承載力高。
    3）耗能多——鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的延性高、耗能容量大，耐震性能好。
    4）鋼板薄——混凝土承擔相當可觀的作用。
    5）混凝土級差不限——框架梁與柱的混凝土不必連續(xù)澆灌，柱可以采用更高強度等級的混凝土，而不必相應(yīng)提高梁的混凝土強度等級。
    6）耐火性好——管內(nèi)混凝土能夠吸收較多的熱量，使鋼管表面溫度降低，耐火時間延長，從而節(jié)省防火涂料。
    7）管內(nèi)混凝土后期強度高——鋼管相當于管內(nèi)混凝土的永久性模板，并減小混凝土的收縮和徐變。
    8）減小豎構(gòu)件壓縮差——可以顯著減小“混凝土芯筒——鋼框架”混合結(jié)構(gòu)體系芯筒與框架柱的豎向變形差。
    9）施工方便——鋼管兼有縱向鋼筋和箍筋的功能，管內(nèi)無需設(shè)置鋼筋骨架，便于混凝土的澆灌。
    10）有利于逆作業(yè)法施工。
    3、與國內(nèi)外同比情況
    在國際上，日本、美國、英國、挪威、新加坡等國已先后制定有鋼—砼組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，最長的已有三十年的工程實踐。
    從20世紀80年代以來至2000年，我國已建的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑項目，多數(shù)由外商設(shè)計，主要采用純鋼結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)，沒有一幢全部采用鋼—砼組合結(jié)構(gòu)的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，沒有完善的鋼—砼組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，也無驗收標準，更無設(shè)計軟件。
    杭蕭鋼構(gòu)協(xié)同同濟大學(xué)、天津大學(xué)及中國建筑標準設(shè)計研究所等科研單位主編、參編了《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《矩形鋼管混凝土節(jié)點技術(shù)規(guī)程》及《多高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》等技術(shù)規(guī)程。填補了國內(nèi)“高層建筑結(jié)構(gòu)中采用矩形鋼管砼柱技術(shù)”空白，達到了國際同類產(chǎn)品的先進水平。
    4、經(jīng)濟效益及社會效益
    1)與鋼筋砼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)比較，鋼—砼組合結(jié)構(gòu)的造價較低，經(jīng)濟性較好
    2)建筑物的使用面積增大，房屋使用面積可增加3%～5%
    3)樓層層高降低，空間使用率提高
    4)環(huán)境污染小，可再次利用
    5)施工周期短，基礎(chǔ)受荷小，基礎(chǔ)的工程量下降，相應(yīng)成本降低，工期縮短
    6)抗震性好
    5、應(yīng)用推廣情況
    “高層建筑鋼－砼組合結(jié)構(gòu)技術(shù)”獲得了建設(shè)部“全國綠色建筑創(chuàng)新獎（技術(shù)與產(chǎn)品類），并在杭州瑞豐國際商務(wù)大廈、杭州節(jié)能大廈、昆明俊發(fā)大廈、安哥拉國家安居家園、湖南文化廣場、武漢民生銀行大廈、成都成達大廈、武漢世紀家園住宅小區(qū)二期等數(shù)十個工程中成功應(yīng)用，深受業(yè)內(nèi)人士好評，取得了良好的社會經(jīng)濟效益，為企業(yè)贏得了聲譽。
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