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高層建筑鋼－砼組合結構的開(kāi)發(fā)與應用

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]

    1、所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域
    鋼結構建筑的新技術(shù)。
    2、主要內容
    高層建筑鋼?砼組合結構是利用鋼材抗拉強度高而混凝土抗壓強度高的特點(diǎn)，在一個(gè)構件中將兩種材料有機地組合起來(lái)，發(fā)揮各自?xún)?yōu)點(diǎn)，形成的一種新結構。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澆灌混凝土而形成的組合結構。在鋼管砼的施工過(guò)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，采用鋼管砼可節省模板費用，加快施工速度。通過(guò)鋼管和混凝土組合而成的鋼管砼結構，可以彌補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)，比純鋼結構和鋼筋砼結構更具優(yōu)勢。
    組合梁是在梁的受壓區采用適宜于受壓的混凝土，在受拉區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構。
    浙江杭蕭鋼構股份有限公司聯(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(zhuān)家進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)鋼－砼組合結構在多、高層建筑工程中的應用。研究成果報告主要包括《矩形鋼管混凝土結構成套技術(shù)》??若干關(guān)鍵問(wèn)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點(diǎn)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計及防火保護層厚度的試驗研究等內容，涵蓋了矩形鋼管混凝土柱在實(shí)際工程中應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《矩形鋼管混凝土結構技術(shù)規程》（CECS159:2004）。為推動(dòng)矩形鋼管結構在我國的廣泛應用提供了有力支持。

    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??鋼管混凝土結構的延性高、耗能容量大，耐震性能好。
    4）鋼板薄??混凝土承擔相當可觀(guān)的作用。
    5）混凝土級差不限??框架梁與柱的混凝土不必連續澆灌，柱可以采用更高強度等級的混凝土，而不必相應提高梁的混凝土強度等級。
    6）耐火性好??管內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(cháng)，從而節省防火涂料。
    7）管內混凝土后期強度高??鋼管相當于管內混凝土的永久性模板，并減小混凝土的收縮和徐變。
    8）減小豎構件壓縮差??可以顯著(zhù)減小“混凝土芯筒??鋼框架”混合結構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，管內無(wú)需設置鋼筋骨架，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?砼組合結構技術(shù)規程，最長(cháng)的已有三十年的工程實(shí)踐。
    從20世紀80年代以來(lái)至2000年，我國已建的高層鋼結構建筑項目，多數由外商設計，主要采用純鋼結構或混合結構，沒(méi)有一幢全部采用鋼?砼組合結構的高層鋼結構建筑，沒(méi)有完善的鋼?砼組合結構技術(shù)規程，也無(wú)驗收標準，更無(wú)設計軟件。
    杭蕭鋼構協(xié)同同濟大學(xué)、天津大學(xué)及中國建筑標準設計研究所等科研單位主編、參編了《矩形鋼管混凝土結構技術(shù)規程》、《矩形鋼管混凝土節點(diǎn)技術(shù)規程》及《多高層建筑鋼-混凝土混合結構設計規程》等技術(shù)規程。填補了國內“高層建筑結構中采用矩形鋼管砼柱技術(shù)”空白，達到了國際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
    4、經(jīng)濟效益及社會(huì )效益
    1)與鋼筋砼結構、鋼結構比較，鋼?砼組合結構的造價(jià)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，基礎受荷小，基礎的工程量下降，相應成本降低，工期縮短
    6)抗震性好
    5、應用推廣情況
    “高層建筑鋼－砼組合結構技術(shù)”獲得了建設部“全國綠色建筑創(chuàng )新獎（技術(shù)與產(chǎn)品類(lèi)），并在杭州瑞豐國際商務(wù)大廈、杭州節能大廈、昆明俊發(fā)大廈、安哥拉國家安居家園、湖南文化廣場(chǎng)、武漢民生銀行大廈、成都成達大廈、武漢世紀家園住宅小區二期等數十個(gè)工程中成功應用，深受業(yè)內人士好評，取得了良好的社會(huì )經(jīng)濟效益，為企業(yè)贏(yíng)得了聲譽(yù)。
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