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摘要:随着现代工程领域不断发展、对于工程材料的研究也不断深入,各种新技术、新工艺也不断出现,钢管混凝土结构在各个项目的应用得到普遍的认可。下文中作者会通过钢管混凝土结构与钢筋混凝土结构的对比,在项目中的应用进行简要地分析其在港口的使用情况,最后对未来的发展前景做客观地辨析。
关键词:钢管混凝土结构;港口工程;滞回曲线;承载能力
1.引言
伴随国内科技能力的快速进步,当代社会不断推陈出新,钢管混凝土结构在越来越多的项目使用,逐步推广到建筑界各个领域。它不仅具有传统结构的各种优点,其自身的承载力更高、抗震能力更优,并且更加节省钢材的使用,简化施工过程中的各个环节,所以在当今社会的建设项目中不断得到应用和普及,且其发展的势头难以停止,普及速度非常迅速,已经成为了港口工程项目建设最主要的构造手段。港口项目受湿气影响够大,一些湿气会伴随空气迁入混凝土结构中,对建筑物产生破坏性影响。
2.工程实例
华南国际港航中心二期项目位于黄埔区黄埔大道东南侧与鱼珠东路交界处,距离珠江边约200米,是黄埔区新建的一个大型商业综合体,由三栋塔楼组合而成,分别为A塔楼(楼高150米),B塔楼(楼高105米),C塔楼(楼高49米),总建筑面积约为13.3万平方米。通过各方面比较钢筋混凝土柱与钢管混凝土柱分析确定A塔楼的结构形式。
3.方案体系比选
3.1受力特点
钢管混凝土结构即在钢管中填充混凝土,很好地利用混凝土的抗压强度高,型钢的抗弯能力强的物理特性,将两种发挥各自的优点的不同材料组合在一起承受外力作用。钢管混凝土柱中,核心混凝土被钢管包裹着,钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的轴向抗压强度和压缩变形能力;钢管混凝土和钢筋混凝土结构在相近用钢量和承载力的情况下,钢管混凝土结构截面是钢筋混凝土结构的50%,从而节省了结构的空间面积,同时也减少了混凝土用量和构件的自重。钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。图1、2为钢管混凝土在本项目中应用实例。
图3钢筋混凝土结构滞回曲线
图4钢管混凝土结构滞回曲线
3.3节省成本
在实际项目建设的过程中,钢管混凝土的使用能够实现降低生产成本的本地,获得更好的经济效益。
从项目建设的实际数据我们可以得出,对混凝土用料进行对比,钢管混凝土和钢筋混凝土相比较,大约能够节省一半的混凝土;对钢材用料进行对比,钢管混凝土能够使得钢材的使用量降低,但是负载力和稳定性更好;从构成的重量进行对比,钢管混凝土比钢筋混凝土更轻、更便捷。除此之外我们能够得出,因为使用到的是钢管混凝土,钢管混凝土内的空管会进行混凝土的填充,在日后的项目防锈时,会使防锈的费用和成本更低。
3.4具有良好的耐火能力
钢管混凝土能够能对温度进行吸收,降低钢管热量增加的速度,具有非常好的耐火性能,并当钢管吸收的热量最大化时,仍能保持结构的稳定,降低钢管混凝土结构产生不必要的问题。不仅如此,钢管混凝土结构在遇到温度迅速降低的环境下,仍然能够非常稳定,不会出现爆裂的情况。所以我们就能看出,钢管混凝土结构的耐火能力更加的好。
4.结语
在当今社会钢管混凝土结构已经发展成熟了,其自身的功能已经能满足目前各种建筑的要求,能够承受各种天气的破坏,通过受力特点、抗震能力、节省成本和耐火能力几个方面的分析,华南国际港航服务中心二期项目采用钢管混凝土柱框架-核心筒结构为塔楼的结构体系。钢管混凝土已经慢慢应用于当今建筑产业的各个领域,并满足当代建设项目工业化的需要,特别是在港口建设中获得了非常好的口碑及经济效益。因此,相信在不久的将来,伴随钢管混凝土结构的研究和研发更加深入,钢管混凝土结构一定会发展成为更科学和完善的建造形式,也会发展成为结构工程的一种常规化使用的主要建筑材料。
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作者简介:
龚泳联(1986-),男,广州海港地产集团有限公司工程师,主要从事港口建设与管理工作。