探索钢管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中应用

论文导读：的钢材才有可能达到，而钢材混凝土组合柱使用的数量钢管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用相关论文由www.7ctime.com收集,如需论文.上要少很多就可以满足，从整体上来看，使用钢管混凝土组合柱的综合造价要比普通钢材的低，更具经济性。表1是同一工程中计算钢结构和钢管混凝土组合柱使用结果。
摘 要：钢管混凝土结构的承载力很高，用于重钢结构的工业厂房中能够发挥很好的作用。重钢结构的工业厂房的跨度和高度都很大，因此，要建设这样的工程就需要承载力很大的柱子来支撑。钢管混凝土组合柱以其独特的优点广泛用于高层建筑和大型工厂中。本文就钢管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用进行分析，了解钢管混凝土组合柱在工程设计中的作用。
关键词：钢管混凝土组合柱；重钢结构工业厂房；应用
1671-3362（2013）11-0002-02
引言
加工制造业的发展对大型设备的要求越来越多，为了能够安置这些大型设备，大量的工业厂房在大跨度的建设。钢管混凝土是一种新的建筑结构，这种结构在大型工业厂房建设得到了广泛的运用。钢管混凝土结构和传统的钢结构不同，这种结构能够节省钢和水泥的数量而且其荷载力很大。在我国工业建设不断地发展的背景下，钢管混凝土结构不断地得到发展，由此发展而来的钢筋混凝土组合柱更加受到高层建筑和大型工厂工程的青睐，其特点也更加的突出。在工程设计中使用这种组合柱能够实现工程建设向大跨度的方向发展。本文首先介绍钢管混凝土组合柱的应用特点，然后以实际案例分析其应用，最后得出结论。
1 钢管混凝土组合柱应用特点

1.1 抗震性

在地震或者荷载的作用下，钢管混凝土组合柱有很好的延伸性以及吸能性，在荷载的作用下不容易发生弯曲和退化[1]。很多大型建筑中使用的钢柱需要用厚的钢板进行固定来保持建筑的稳定，但是由于荷载过大还会发生弯曲现象最后导致局部或者大部分不稳定。而钢管混凝土组合柱的抗压能力和承载能力要比传统使用的钢柱承载大很多。

1.2 耐火性

除了具有较大的抗震性外，钢管混凝土因为其内部核心的混凝土有较高的热容量，一旦发生火灾，这部分核心混凝土就可以吸收部分的热来降低钢的温度。有实验表明钢管混凝土组合柱的温度达到1000℃以上时，还能够承受68%的荷载。在没有防护情况下的钢材结构如果温度要到达到550℃以上，需要进行15min的加热，这个时候钢结构的抗压以及承载能力都会迅速降低，而工业建筑建设中使用的钢如果加热温度达到了400℃，那么钢结构的抗压力基本上降到了0。相比下，刚劲混凝土组合柱更适合于工业厂房及大型建筑中，因为其耐火性要比钢柱高的多。

1.3 经济性

钢管混凝土组合柱耗材较少，经济性价比高。尽管在制作钢管混凝土组合柱时花费的资金要比制作普通钢材的资金多，但是为了满足工程稳定抗压等的需要，需要使用大量的钢材才有可能达到，而钢材混凝土组合柱使用的数量钢管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用相关论文由www.7ctime.com收集,如需论文.上要少很多就可以满足，从整体上来看，使用钢管混凝土组合柱的综合造价要比普通钢材的低，更具经济性。表1是同一工程中计算钢结构和钢管混凝土组合柱使用结果。

1.4 施工难度

钢材混凝土组合柱建设工程施工难度小，工期短。
2 钢管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用

2.1 工程概况

深圳造船厂车间建设，车间的跨度为80m，柱间距离为19m和24m的，吊车尾3层吊车，第3层有3台170t小车桥吊，轨高26m，跨度67m，第2层2台50t桥吊，轨高20m，跨度65m，最下层为7台3tT型吊车，轨高10m，跨度有20m和30m两种。车间总共的长度有270m，高跨度为15m，低跨度为130m，两个相距360m长的屋面和墙面是轻质的维护结构[2]。

2.2 荷载

该厂房的车间屋顶盖使用的钢网架结构，屋脊有用于通风的天窗。子厂房的高度比厂房的高度要高，其分荷载系数取用荷载风压的

1.0，基本的风压为0.62kN/m2。荷载计算：

屋顶盖部分：静载有彩钢和网架，是

1.40kN/m2，活载为0.9kN/m2。

吊车：最上层的吊车荷载主要对作用于柱上，其荷载为Rmax=4289kN，Rmin=2699kN，水平刹车力在97.9kN。第二层吊车的荷载为Rmax=1360kN，Rmin=965kN，水平刹车力在29.5kN。最低下层吊车荷载为Rmax=989.5kN，Rmin=356.7kN，水平刹车力在1

2.9kN。

风荷载：基本的风压主要作用于柱的顶部，对其柱顶的荷载力为375kN，基本风压在0.62kN/m2，风荷载在两边的柱底压力为17.2kN/m和9.98kN/m。

2.3 抗震能力

该厂房建设抗震作用为七级近震。

2.4 截面形式及计算

钢管混凝土组合柱结构的截面形式有3种，一种是圆钢管混凝土结构，一种是矩形钢管混凝土姐欧股，还有一种是多边形钢管混凝土结构[3]。在厂房建设中使用最广泛的就是矩形和圆形钢管混凝土组合柱。圆形钢管混凝土组合柱的强度和抗压性是最符合厂房建设的，所以深圳该造船厂的车间建设中使用的就是圆形钢管混凝土组合柱。在对厂房的排架进行计算时，采用的设计福软件是中国建筑学院编制的钢结构STS软件，这种软件在计算钢管混凝土组合柱的截面时是根据CECS28B90计算的[4]。图1是排架计算图。图2是该船厂房截面图。

2.5 柱脚

柱脚的钢管应该使用封板进行封闭，这样能够减少柱和接面的压力。从本案例中来看，封板和柱脚相连接的地方有劲肋，这是为了更好地提高柱脚的受力。而且，厂房中钢材混凝土组合柱的柱脚有两个杯口插入，在杯口处灌入混凝土，这样有利于提高整个柱的受力荷载。
3 结语
钢管混凝土组合柱所具有的特点将代替传统的钢筋混凝土柱，在建设大跨度、大柱距以及大吊车的厂房工程中，使用钢管混凝土组合柱将会发挥巨大的作用[5]。在今后的大型厂房和高层建筑中都可以使用这种结构建筑，值得在建筑行业中推广使用。
参考文献
[1] 何夕平，张大伟，郑磊，等.钢管混凝土双肢柱边柱单腹板肩梁受力性能分析[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2013（01）：14-19，23.
[2] 刘香，胡长威，王亚杰.钢管混凝土柱和型钢柱在工业厂房中应用对比[J].山西建筑，2012（05）：39-40.
论文导读：洲，关萍.轴心受压钢骨—钢管混凝土组合短柱力学性能研究.中国公路学报，2009（03）：39-43.阎善章，杨卫红，刘冰，等.《火力发电厂主厂房钢-混凝土组合结构设计暂行规定》（DLGJ99-91）第三章——钢管混凝土结构设计内容介绍.钢结构，2009（02）：9-37.作者简介：郑友柴（1965-），男，湖北蕲春县人，1996年12月毕业武汉工业大学工业
[3] 王庆利，关崇伟，路建方，等.CFRP-钢管混凝土组合短柱的轴压试验[J].沈阳建筑工程学院学报（自然科学版），2008（03）：178-182.
[4] 王清湘，赵大洲，关萍.轴心受压钢骨—钢管混凝土组合短柱力学性能研究[J].中国公路学报，2009（03）：39-43.
[5] 阎善章，杨卫红，刘冰，等.《火力发电厂主厂房钢-混凝土组合结构设计暂行规定》（DLGJ 99-91） 第三章——钢管混凝土结构设计内容介绍[J].钢结构，2009（02）：9-37.
作者简介：郑友柴（1965-），男，湖北蕲春县人，1996年12月毕业武汉工业大学工业民用建筑专业，大专，工程师，国家二级注册结构工程师。