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高層建筑鋼－砼組合結構的開發與應用

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:35:06 [收藏]
1、所屬科學技術領域
    1、所屬科學技術領域
    鋼結構建筑的新技術。
    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，在一個構件中將兩種材料有機地組合起來，發揮各自優點，形成的一種新結構。其關鍵技術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，而且能夠充分發揮二者的優點，比純鋼結構和鋼筋砼結構更具優勢。
    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合浙江大學、福州大學、同濟大學和西安建筑科技大學等高校的專家進行研究、開發鋼－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》——若干關鍵問題的試驗研究；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點在低周循環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際工程中應用所需解決的全部相關課題。并和同濟大學聯合主編《矩形鋼管混凝土結構技術規程》（CECS159:2004）。為推動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，耐火時間延長，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，管內無需設置鋼筋骨架，便于混凝土的澆灌。
    10）有利于逆作業法施工。
    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—砼組合結構技術規程，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，沒有一幢全部采用鋼—砼組合結構的高層鋼結構建筑，沒有完善的鋼—砼組合結構技術規程，也無驗收標準，更無設計軟件。
    杭蕭鋼構協同同濟大學、天津大學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規程》、《矩形鋼管混凝土節點技術規程》及《多高層建筑鋼-混凝土混合結構設計規程》等技術規程。填補了國內“高層建筑結構中采用矩形鋼管砼柱技術”空白，達到了國際同類產品的先進水平。
    4、經濟效益及社會效益
    1)與鋼筋砼結構、鋼結構比較，鋼—砼組合結構的造價較低，經濟性較好
    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”獲得了建設部“全國綠色建筑創新獎（技術與產品類），并在杭州瑞豐國際商務大廈、杭州節能大廈、昆明俊發大廈、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二期等數十個工程中成功應用，深受業內人士好評，取得了良好的社會經濟效益，為企業贏得了聲譽。
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