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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(shí)間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]

    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(qiáng)度高而混凝土抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在一個(gè)構(gòu)件中將兩種材料有機(jī)地組合起來(lái)，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，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(fèi)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(bǔ)兩種材料各自的缺點(diǎn)，而且能夠充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)，比純鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋砼結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢(shì)。
    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(qiáng)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(jì)大學(xué)和西安建筑科技大學(xué)等高校的專家進(jìn)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(bào)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(yàn)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(diǎn)在低周循環(huán)荷載作用下的試驗(yàn)研究，矩形鋼管砼柱耐火設(shè)計(jì)及防火保護(hù)層厚度的試驗(yàn)研究等內(nèi)容，涵蓋了矩形鋼管混凝土柱在實(shí)際工程中應(yīng)用所需解決的全部相關(guān)課題。并和同濟(jì)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(dòng)矩形鋼管結(jié)構(gòu)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用提供了有力支持。

    其綜合優(yōu)勢(shì)如下：
    1）可以安全地使用高強(qiáng)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(dān)相當(dāng)可觀的作用。
    5）混凝土級(jí)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(qiáng)度等級(jí)的混凝土，而不必相應(yīng)提高梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。
    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(shí)間延長(zhǎng)，從而節(jié)省防火涂料。
    7）管內(nèi)混凝土后期強(qiáng)度高??鋼管相當(dāng)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(wú)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(guó)內(nèi)外同比情況
    在國(guó)際上，日本、美國(guó)、英國(guó)、挪威、新加坡等國(guó)已先后制定有鋼?砼組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，最長(zhǎng)的已有三十年的工程實(shí)踐。
    從20世紀(jì)80年代以來(lái)至2000年，我國(guó)已建的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目，多數(shù)由外商設(shè)計(jì)，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(wú)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，更無(wú)設(shè)計(jì)軟件。
    杭蕭鋼構(gòu)協(xié)同同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)及中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jì)規(guī)程》等技術(shù)規(guī)程。填補(bǔ)了國(guó)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(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
    4、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)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(jià)較低，經(jīng)濟(jì)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(guó)綠色建筑創(chuàng)新獎(jiǎng)（技術(shù)與產(chǎn)品類），并在杭州瑞豐國(guó)際商務(wù)大廈、杭州節(jié)能大廈、昆明俊發(fā)大廈、安哥拉國(guó)家安居家園、湖南文化廣場(chǎng)、武漢民生銀行大廈、成都成達(dá)大廈、武漢世紀(jì)家園住宅小區(qū)二期等數(shù)十個(gè)工程中成功應(yīng)用，深受業(yè)內(nèi)人士好評(píng)，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)贏得了聲譽(yù)。
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