福建农林大学金山学院本科毕业论文
3.3.3 钢筋混凝土环梁连接节点
钢筋混凝土环梁节点在钢管混凝土结构中应用较多, 因钢管混凝土叠合柱在管外仍有钢筋混凝土,因此叠合柱结构采用钢筋混凝土环梁节点更有利。本工程环梁外围直径为2.1 m,梁高1.5 m,环筋、箍筋布置先进行AutoCAD放样,确定各种尺寸关系,并做1∶1足尺模型,确认无误后再大面积下料。在现场首层设环梁加工区,环梁预先绑扎完成,其中环筋采用焊接封闭方式,当环梁底模完成后吊装钢筋笼定位,再施工四周其 他框架梁。当环梁、框架梁钢筋绑扎验收完成后封闭环梁侧模（图10）。
图10 钢筋混凝土环梁施工
[22]
3.4 混凝土施工
3.4.1 叠合柱管内混凝土
管内混凝土采用高位抛落法施工, 利用浇筑过程中高处下抛时产生的动能来实现自流平并使混凝土充满钢管柱内。柱底先灌入约100 mm厚同强度等级的去石混凝土,以使新旧混凝土连接良好,避免浇筑时发生粗骨料弹跳现象。在抛落混凝土的同时采用粗钢筋棒进行适当插捣,上部2 m范围内用振捣棒密插短振,逐层振捣,每层振捣至混凝土表面平齐不再明显下降,不再出现气泡,表面泛出砂浆为止,浇筑结束后清除浮浆,初凝后灌水养护,用塑料布将管口封住,防止异物掉入。安装上一节钢柱前将管内积水、杂物清除干净。对管内混凝土浇筑质量可采用敲击钢管的方法进行检查, 如有异常可再用超声波检测,对不密实的部位应采用钻孔压浆法补强,然后将钻孔补焊封固。
3.4.2 钢管外钢筋混凝土
管外钢筋施工完毕经隐蔽验收后进行柱模安装,采用两根一组的10槽钢配合直径18对拉螺栓按竖向间距400 mm（首步距柱脚200 mm）作为柱箍进行加固[25]。柱模与梁板承重架一并搭设, 设置双向剪刀撑以形成空间稳定体系。因钢柱将柱截面相对分隔成几
18
福建农林大学金山学院本科毕业论文
个区域,在每个区域内均匀下料采用加长振捣棒对称振捣, 保证振捣密实,避免胀模偏位。管外混凝土采用养护液无水养护方式,养护时间不少于14 d。
3.5 钢管混凝土叠合柱研究现状文献综述
文献[14]深圳卓越·皇岗世纪中心项目二号塔楼建筑物主体高度238 m,核心筒部分及屋顶钢架高度升至268 m,核心筒高宽比为17.3,属超B级高层建筑。介绍了该结构整体分析、弹性时程分析、中震不屈服分析和动力弹塑性分析的结果及相应结论。
文献[15] 结合安徽国际经贸中心A、B塔楼的施工,简要介绍了钢管混凝土中高抛自密实混凝土的施工。主要包括施工前的准备工作,混凝土的浇筑,施工过程中的质量控制、材料控制、计量和运输控制、混凝土的现场验收,质量检验等。并介绍了钢管混凝土的常见检测方法。
文献[16] 绿景纪元大厦地下3层,地上56层,建筑总高度273m。结合工程实践,主要介绍绿景纪元大厦15层以下钢管混凝土叠合柱结构综合施工技术,围绕钢管柱的分段、深化设计、钢板工厂卷制、拼装焊接、现场安装、钢筋安装、模板加固、混凝土浇筑等一系列细节问题进行阐述。解决了工厂制作钢管时开斜向孔、管壁焊接螺母的模板加固方法等难点问题,保证了结构的施工质量,取得了较好的效果。
文献[17] 钢管混凝土叠合柱由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土叠合而成,适用于非抗震和抗震地区的建筑结构,尤其是抗震设防地区的高层结构。本文以华发世纪城三期商住楼工程项目为例,介绍钢管混凝土叠合柱的应用和施工中相关问题的 处理方法。
文献[18]综述了 欲控制好超高层钢管混凝土叠合柱的质量,应当严格按照相关的依据、一定的制度和程序,通过相应的质量控制方式与控制措施,对其进行全过程和全方 位的质量控制。
文献[19] 钢管混凝土叠合柱具有延性好、承压能力强、防火性和耐久性强的特点,目前已在许多高层建筑中得到使用。文章分析了叠合柱的受力特点,对典型的节点构造进行了设计介绍。
4 结束语
综上所述,钢管混凝土叠合柱是在钢筋混凝土柱中部设置钢管混凝土的一种叠合构件,其施工技术也日趋成熟。从经济性和使用性两方面分析,钢管内浇筑高强混凝土,钢管的约束作用克服了高强混凝土的脆性,同时,使管内混凝土的轴心抗压强度大幅度提高,充分发挥了高强混凝土受压能力高的优势,从而减小了柱子的截面尺寸,增大使用空间。对于组合柱,作用在截面上的轴力设计值按轴向刚度分配给钢管内混凝土和钢管外的钢筋混凝土。对于叠合柱,轴力设计值减去浇筑管外混凝土时钢管混凝土已经承受的
19
福建农林大学金山学院本科毕业论文
轴力后,按轴向刚度分配给钢管混凝土和钢管外混凝土；分配轴压力时,钢管混凝土的轴向刚度随其轴心受压承载力的提高而提高；结果,钢管外的钢筋混凝土分担的轴压力比按管内管外混凝土面积比分担的轴压力小得多。由于管外的钢筋混凝土承担的轴压力小、轴压比低,通过配置适量的纵筋和箍筋,就容易实现具有延性大的偏心受压破坏形态。为更好地推广钢管混凝土叠合柱在工程实际中的应用,认为以下几个方面的研究工作有待开展。
4.1 钢管混凝土（叠合）柱与钢筋混凝土节点设计
目前对钢管混凝土（叠合）柱构件的力学性能和设计方法进行了较为充分的理论分析和实验研究,但对目前较常采用的钢管混凝土（叠合）柱与钢筋混凝土梁的连接节点的研究还不多见,提出传力可靠、构造简单的组合柱与钢筋混凝土梁的节点设计方法十分必要。
4.2 巨型钢管混凝土（叠合）柱设计方法
随着超高层建筑结构的高度不断增大,实际工程中采用的组合柱截面也不断增大,
以往相关的实验均集中在截面相对较小的组合柱,而对于截面较大带来的“尺寸效应”的相关研究尚较为少见,尽快开展大尺寸组合柱的试验研究和理论研究对确保巨型钢管混凝土（叠合）柱的结构安全有着重要意义。
4.3 采用自密实混凝土的钢管混凝土（叠合）柱的相关设计方法
目前还没有专门针对钢管自密实混凝土的设计规程, 福建省标准DBJ 13-51-2010
指出了在钢管混凝土中可采用自密实混凝土,但未对自密实混凝土的配合比、拌合物性能、配合比设计和施工操作时具体注意事项作进一步说明,因此有必要在大量研究成果和工程实践的基础上,制定钢管自密实混凝土相关设计规程或条文。
参考文献
.
[1] 林立岩.高层建筑深基坑的自支护体系[J].地基基础工程, 1997 9(3):41-58.
[2] 钢管混凝土叠合柱结构技术规程((CECS188:2005)[S].北京:中国计划出版社，2005,5（06）：
41-55.
[3] 林立岩, 李庆钢. 混凝土与钢的组合促进高层建筑结构的发展[J]. 东南大学学报(自然科学
版), 2002,8(05):11-17.
[4] 钢管混凝土结构设计与施工规程(CECS28 :90)[S].北京:中国计划出版社,1992,8(06)21-33. [5] 王旭峰, 杨程. 钢管混凝土叠合柱结构施工技术[J]. 建筑技术, 2011,31(08):21-32. [6] 蔡绍怀. 我国钢管混凝土结构技术的最新进展[J]. 土木工程学报, 1999,31(04):25-29.
20
福建农林大学金山学院本科毕业论文
[7] 徐爱民,范伟霞,蒲兴斌。 钢管混凝土结构特性及关键技术分析[J]. 工程建设,
2008,33(04):34-56.
[8] 王焕林. 钢管混凝土的受力特性及其应用中的优缺点[J]. 江西化工, 2008,23(04):56-62. [9] 李俊峰.浅谈钢管混凝土结构的应用与优缺点[J]. 包钢科技, 2001,34(03):34-56. [10] 江兴敏,栾经正。 钢管混凝土结构的发展和展望[J]. 工业建筑, 2007,12(S1):12-21.
[11] 李 惠,王震宇,吴 波．钢管高强混凝土叠合柱的轴力分配及名义轴压比限值分析[J]．世界地震
工程,1999．15（2）：1-8．
[12] 黄智辉,程丽荣,钱稼茹．林立岩,钢管高强混凝土叠合柱核芯抗剪试验研究与有限元分析[J]．工
业建筑,2001,31(7)： 50-53．
[13] 李 惠,王震宇,吴 波．钢管高强混凝土叠合柱抗震性能与受力机理的实验研究[J]．地震工程与
工程振动,1999．19（3）：27-33．
[14] 李 惠,王震宇,吴 波．钢管高强混凝土叠合柱弯矩—曲率关系的合成模型[J]．计算机学
报,2000．17（2）：184-191．
[15] 黄用军,尧国皇,宋宝东．厚 童,彭肇才,钢管混凝土叠合柱的计算与设计[J]．工程设
计,2008． 23（7）：12-15．
[16] 林立岩,岳丽中,宋绍宏．钢管混凝土叠合柱理论及设计方法[J]．工程力学,2000．增刊：574-578． [17] 黄用军,尧国皇,宋宝东,彭肇才. 钢管混凝土叠合柱在深圳卓越·皇岗世纪中心项目中的应用
[J]. 广东土木与建筑, 2008,34(07):13-31 .
[18] 杜琨.钢管混凝土的施工质量控制[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2010,32(03):15-23. [19] 王爱军,戴苏敏.某超高层建筑钢管混凝土叠合柱施工技术[J]. 施工技术, 2009,23(12):141-153. [20] 林秋光.钢管混凝土叠合柱的应用和施工技术[J]. 建筑监督检测与造价, 2011,24(03):15-23. [21] 刘尧强.浅谈超高层中钢管混凝土叠合柱的质量控制[J]. 重庆建筑, 2010,34(07):56-78. [22] 李澄.钢管混凝土叠合柱在某超限高层办公楼中的应用[J]. 安徽建筑, 2011,21(04):45-61. [23] 林立岩,国建龙,耿晰．钢管混凝土叠合柱——一种抗震性能良好的新型柱[J]．工程力
学,2000．增刊：7-10．
[24] 胡志弘,初正恒,钢管混凝土外包钢筋混凝土叠合柱的等效代换[J]．结构设计与分析,2006．1
（34）：17-25．
[25] 卢羽平,张燎军,冉懋鸽,洪家渡水电站厂房矩形钢管混凝土叠合柱抗震分析[J]．华北水利水电
学院学报,2005．26（1）：35-38．
[26] Lin-Hai Han, Fei-Yu Liao, Zhong Tao, Zhe Hong。 Performance of concrete filled steel tube
reinforced concrete columns subjected to cyclic bending[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2009, 65(8-9): 1607-1616.
[27] 尧国皇。 钢管混凝土构件在复杂受力状态下的工作机理研究. 福州大学博士学位论文,2006. [28] 洪哲．劲性钢管混凝土压弯构件滞回性能研究：[硕士学位论文]．福州：福州大学,2007 [29] 王焕林。 钢管混凝土的受力特性及其应用中的优缺点[J]. 江西化工, 2008,21(04):21-34.
21
福建农林大学金山学院本科毕业论文
致 谢
本论文是在廖飞宇老师的悉心指导下,于2012年5月完成的,廖飞宇老师对我的关心和支持对于我毕业论文的完成尤为重要。当然我的毕业论文的完成也离不开三年多来金山学院老师的细心教导与专业熏陶。在此谨向四年来悉心教导我的金山学院的老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时,本篇毕业论文的写作也得到了龙杰、更加等同学的热情帮助。在此,我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢！
作者：李东海 2012年5月
22