本文摘要：高层结构设计钢管砼随着建筑科学技术的发展，近20年来又发售了第五种结构类型，即全新的钢－混凝土人组结构。该种新型建筑结构，充分发挥了钢材和混凝土的材料特性及优点，按其人组方式又可分成：钢管混凝土结构、钢－混凝土人组梁、外包钢人组结构和劲性钢筋混凝土结构等四种。它们的联合特点是：施工简单、工期短、结构性能好且大大节约建筑材料。 钢－混凝土人组结构之一的钢管混凝土（即钢管砼－CFST），就是在钢管中填充素混凝土做成的建筑构件。

高层结构设计钢管砼随着建筑科学技术的发展，近20年来又发售了第五种结构类型，即全新的钢－混凝土人组结构。该种新型建筑结构，充分发挥了钢材和混凝土的材料特性及优点，按其人组方式又可分成：钢管混凝土结构、钢－混凝土人组梁、外包钢人组结构和劲性钢筋混凝土结构等四种。它们的联合特点是：施工简单、工期短、结构性能好且大大节约建筑材料。

钢－混凝土人组结构之一的钢管混凝土（即钢管砼－CFST），就是在钢管中填充素混凝土做成的建筑构件。它具备承载力低、抗震性能好、节约钢材和施工简捷等引人注目优点，因而在高层和超高层建筑中获得了日益普遍的应用于。其推展与发展的速度十分快速增长，并将沦为二十一世纪高层和超高层建筑群尤为简单和主要的结构形式。

一、钢管砼的结构特点钢管砼在高层建筑工程中，主要是作为挤压管柱的建筑构件用于，与钢梁和梁柱节点等联合包含建筑物的框架结构体系。钢管砼柱因其结构特征，同时不具备了钢管和混凝土两种材料的性质。

即管柱外部包覆钢管材料，管柱内部填充混凝土材料，因钢管壁对管内混凝土构成的刚性约束起到，避免了管内混凝土的脆性毁坏。实验和理论分析证明，钢管混凝土在轴向压力起到下，钢管的轴向和径向挤压而环向不受纳，混凝土则三向均挤压，钢管和混凝土均正处于三向形变状态。三向挤压的混凝土抗压强度大大提高，同时塑性减小，其物理性能上再次发生了质的变化，由原本的脆性材料改变为塑性材料。

正是这种结构力学性质的根本变化，要求了钢管砼的基本性能和特点，并作为新型的第五种建筑人组结构表明出有极大的生命力和发展前景。在高层建筑中，钢管砼的特征与优势如下：1、钢管砼柱的抗压和抗剪承载力低，相等于钢管和混凝土二者之和的2倍以上；2、钢管砼柱横截面比钢筋混凝土柱可增加60%以上，轮廓尺寸也比钢柱小，不断扩大了建筑物的用于空间和面积；3、柱子横截面增大，可调增大，不利于结构抗震，相等于布防烈度上升一级；4、钢管砼柱可调增加，减低了地基忍受的荷载，适当减少了地基基础耗资；5、钢管壁厚便于选材、生产与现场焊，是施工尤为快捷的建筑结构；6、钢管砼柱内的混凝土可大量吸取热能，其耐火性高于钢柱，从而比钢柱可节省耐火涂料50%以上；7、钢管砼具备的核心混凝土三向挤压特性，有利于刚问世的C60～80高强度混凝土安全可靠地推广应用。由于上述各项优点，使用钢管砼柱时可节省大量的建筑材料，且素混凝土须振捣，施工便利，工期短。

根据计算出来，与钢筋混凝土柱比起，可节约混凝土60~70%，同时减少耗资。若与全钢结构的钢柱比起，则可节约钢材50%，其工程造价也可减少45%。

在高层建筑设计中，钢管砼柱可以仅有掌控长细比而不用容许轴压比。此外因其整体性能好，还解决了普通钢结构钢柱不存在的局部失稳的缺点。

因此，与钢筋混凝土柱比起，横截面设计可以增加60%以上。例如，北京国际贸易中心塔楼的原结构设计由美国获取，使用的是钢筋混凝土结构，钢筋混凝土柱的横截面设计尺寸为2200#215;2200mm，十分庞重。

后转用了国内的钢管混凝土设计方案后，钢管砼柱的横截面仅有为1400#215;30mm，横截面面积增加了2／3。全国著称的深圳赛格广场大厦，使用了钢管砼结构设计，其钢管砼柱仅次于横截面仅有为1600#215;28mm，若用钢筋混凝土柱，横截面则有误2400#215;2200mm，柱横截面面积增加了63%，粗略估计使整个大厦减少了用于面积八千多平方米。似乎，使用钢管砼结构的高层建筑，其经济效益十分明显。

二、钢管混凝土的发展前景与工程应用于我国在钢－混凝土人组结构的学术研究与工程应用于方面，仍然正处于国际领先地位。1988年创办的quot;国际钢－混凝土人组结构合作研究协?quot;，其首届与第二届主席，即由我国的中国钢结构协会常务理事、中国钢协钢－混凝土人组结构协会理事长、博士及博士后导师、知名的建筑钢结构专家和学者、哈尔滨建筑大学钟善桐教授兼任。

现82岁高龄的钟善桐教授，至今仍兼任着该国际学术的组织的名誉主席。与此同时，钟善桐教授居于世界领先创办了quot;统一理论quot;，并将其应用于钢管混凝土的理论研究与工程设计方面，使钢管混凝土结构演变一个原始和独立国家的建筑新的学科。在此基础上，明确提出了一整套设计公式，并就钢管混凝土柱及节点的优化设计别具一格了CFST软件，现被普遍应用于工程实践中当中。

钢管混凝土的实际工程应用于，最先载于19世纪80年代，曾用于桥墩，以后慢慢用作建筑物支柱的修建，并且其用途日益拓宽。20世纪50年代复，前苏联、美国、日本和欧州部分先进设备国家对其展开了大量的试验研究，并在一些房屋建筑和桥梁工程中获得应用于。

我国钢管混凝土的研究研发始自60年代中期，首例应用于为北京的地铁工程，并顺利地用作quot;北京站quot;和quot;前门站quot;站台柱的修建，之后环线地铁工程的站台柱全部使用了钢管混凝土结构。70年代以后，我国的钢管混凝土渐渐应用于单层和多层工业厂房、高炉和锅炉构架、送变电构架及各种支架结构中，竣工的建设工程多达百项。80年代初，日本首度采行了先进设备的泵送混凝土施工方法，顺利地解决问题了展开钢管柱的混凝土青草简单工艺问题，既保证了工程质量，又减少了工程造价，从而促成钢管混凝土结构转入了一个新的发展阶段。

日本、澳大利亚和美国等国陆续竣工了一些钢管混凝土的高层建筑和拱桥。80年代末至90年代，我国的钢管混凝土工程应用于也转入成熟阶段，并居世界前茅将其扩展为公路与城市拱桥和高层与超高层建筑的两大工程应用领域。近10年来，我国约百米和多达百米的钢管砼结构的高层建筑有数20多座。

其中最低的是深圳72层的赛格广场大厦，结构高度291.6米，可谓世界之最。至20世纪末，钢管混凝土无论是理论研究还是工程应用于，我国皆已正处于世界前茅。三、钢管砼在高层建筑中应用于的典型实例澳大利亚墨尔本的联邦中心大厦这是澳大利亚第一次使用钢管砼结构的高层建筑物,钢管砼管柱50#215;8~16mm，为一座46层的办公大楼，于1991年竣工。

美国西雅图的牵头广场大厦这是一座58层、低220米的的建筑物，在核心筒中使用四根3050mm钢管砼管柱，建筑物的用钢量仅有为58公斤/平方米，于80年代末竣工。美国西雅图的太平第一中心大厦这是一座44层高的建筑物，在核心筒中使用八根2300mm钢管砼管柱，周边使用760mm钢管砼管柱，于90年代初竣工。与全钢结构比起，该建筑物大体节约一半钢材左右。日本琦玉县雄师广场高层住宅楼这是日本第一座最低的使用钢管砼结构的高层建筑，设计55层、低185.8米，于1998年竣工。

中国福建泉州市邮局大楼等15座高层建筑中国福建泉州市的邮局大楼，是我国第一座使用钢管砼结构的高层建筑，16层，低87.5米，于1992年竣工。随后的短短的数年里，国内使用钢管砼结构先后竣工了二十几幢高层建筑.。

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