高层超高层钢结构施工技术

1、高层超高层钢结构施工技术2.4,3.1 概述1、钢的种类高层建筑钢结构用钢有普通碳素钢、 普 通低合金钢和热处理低合金钢三大类。 大量 使用的仍以普通碳素钢为主。 我国目前在建 筑钢结构中应用最普遍的是 Q235钢。高层建筑钢结构设计与施工规程规定：基于高层钢结构的重要性，把冷弯试验、 冲击韧性、屈服点、抗拉强度和伸长率并列 为钢材力学性能的五项基本要求，这五项指 标皆合格的钢材方可采用。对于抗震高层钢结构，钢材的强屈比应不 低于1.2,对8度以上设防的钢结构，应不 低于1.5。有明显的屈服台阶，伸长率应不小于20% 应具有良好的延性和可焊性。对于钢柱，为 防止厚板层状撕裂，对硫、磷含量需作进

2、一 步控制，应不大于 0.04%.2、钢材品种在现代高层钢结构中，广泛采用经济合 理的钢材截面，见下表。应充分利用结构的 截面特征值，发挥最大的承载能力。传统的 工字钢、槽钢、角钢、扁钢有时仍有使用， 但由于其截面力学性能欠佳，已渐被淘汰。钢材的品种及性能品种性能执hH聊蟆国家就购工字坏口栅H刚林与普M工字肺同，怖两轴方向删策峨就 诉,戳舲现魁极附卜M相互平行摊施工方品做陋例做富层钢姑硼怵惠睛 插条 网直跚电他加工即小,利加工时程易干触附利自蒯口雨截力相皿 枭件下，H网描枸可晡鼐懒M球髓材20%林柳工铺百球醐釉中,肝洪板聃而成的工字以确采用忸的艇用丸它械计卜嘏 大的疑，卜收鼬财尺电怏辆性能也氟

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4、合结构和型 钢混凝土结构多采用 H形柱，其他多采用箱 形柱；十字形柱则用于枢架结构底部的型钢 混凝土枢架部分。B.梁和桁架高层钢结构的梁的用钢量约占结构总用钢量的65%其中主梁占35%40%因此 梁的布置力求合理，连接简单，规格少，以 利于简化施工和节省钢材。采用最多的梁是 工字截面，受力小时也可采用槽钢，受力很 大时则采用箱形截面，但其连接非常复杂。截面高度相同时，轧制H型钢要比焊接 工字截面便宜。对于重荷载或传递弯矩，则 采用焊接箱形梁。当净空高度受到限制时， 也可采用双槽钢和钢板组焊而成的截面，钢梁内部必须作防锈处理。把桁架用于高层钢结构楼盖水平构件， 可作到大跨度、小净空，工程管线安装

5、方便。 平行弦桁架是用钢量最小的一种水平构件， 但制造比较费工费时。楼盖钢桁架一般由平 行的上下弦杆和腹杆（斜撑和竖撑或只用斜 撑）组成。弦杆和腹杆可采用角钢、槽钢、 T 型钢、H型钢、矩形和正方形截面钢管等钢 材。4、钢结构的连接节点连接节点是钢结构中极其重要的结构 部位，它把梁、柱等构件连接成整体结构系 统，使其获得空间刚度和稳定性，并通过它 把一切荷载传递给基础。连接节点本身应有 足够的强度、延性和可靠性，应能按照设计 要求工作，制作和安装应当简单。连接节点按其传力情况分为较接、刚接 和介于两者之间的半刚接。 设计中主要采用 前两者，半刚接采用较少。在实际工程中真 正的校接和刚接是不容易

6、做到的，只能是接 近于较接或刚接。按连接的构件分主要有钢 柱柱脚与基础的连接、柱柱连接、柱梁连接、 柱梁支撑连接、梁梁连接（梁与梁对接和主 梁与次梁连接）、梁混凝土筒连接等。5、钢结构的加工制造由于高层建筑钢结构的精度要求高，因 此，构件的加工制造一般由专门的钢结构加 工厂在工厂预制完成。2.4.3.2高层钢结构安装1、高层钢结构安装的特点 由于结构复杂而使施工复杂化。 高空作业受天气的影响较大。 高空作业工作效率低。施工安全问题十分突出。2、高层钢结构安装前的准备工作 安装机械的选择高层钢结构安装都用塔式起重机，这就 要求塔式起重机的臂杆足够长以使其具有 足够的覆盖面；要有足够的起重能力，满

7、足 不同部位构件起吊要求；钢丝绳容量要满足 起吊高度要求；起吊速度要有足够挡位，满 足安装需要；多机作业时，相互要有足够的 iWj差，互不碰撞。安装流水段的划分蟆体性IE安装掾作平耳通道安普向篇卖器机靠拆除整用舞一个立面安装流水段内的安装顺序高层钢结构安装需按照建筑物平面形 状、结构形式、安装机械数量和位置等划分 流水段。总原则是：平面流水段划分应考虑 钢结构安装过程中的整体稳定性和对称性， 安装顺序一般由中央向四周扩展，以减少焊 接误差。立面流水段划分，一般以一节钢柱 高度内所有构件作为一个流水段。一个立面安装流水段内的安装顺序如 上图所示，钢结构标准单元施工顺序如下图 所示。钢结构标准单元

8、施工顺序钢构件的运输和堆放a.运输。b,中转。c.酉己套。d.现场堆放。钢构件预检a.出厂检验。b.计量工具。c.预检。柱基检查a.定位轴线检查。b.柱间距检查。c.单独柱基中心线检查。d.柱基地脚螺栓检查。e.基准标高实测。标高块设置及柱底灌浆a.标高块设置。柱基表面采取设置临时支承标高块的方法来保证钢柱安装控制标高，要根据荷载大小和标高块材料强度确定标高块的支承面积。b.柱底灌浆。一般在第一节钢框架安装完成 后即可开始紧固地脚螺栓并进行灌浆。灌浆前必须对柱基进行清理，立模板，用水冲洗 基础表面，排除积水，螺孔处必须擦干，然 后用自流平砂浆连续浇灌，一次块，到时试 压，作为验收资料完成流出的

9、砂浆应清除干 净，加盖草包养护。砂浆必须做试验。3、钢结构构件的连接(1)焊接连接现场焊接方法一般用手工焊接和半自动焊接两种方法。焊接母材厚度不大于 30mm 时采用手工焊，大于30mm寸采用半自动焊， 此外尚需根据工程焊接量的大小和操作条 件等来确定。手工焊的最大优点是灵活方便， 机动性大；缺点是焊工技术素质要求高，劳 动强度大，影响焊接质量的因素多。半自动 焊接质量可靠，工效高，但操作条件相应比 手工焊要求高，并且需要同手工焊结合使用。高层钢结构构件接头的施焊顺序，比构件的安装顺序更为重要。焊接顺序不合理， 会使结构产生难以挽回的变形，甚至会因内应力而将焊缝拉裂。焊接时应注意： a.柱与柱

10、的对接焊，应由两名焊工在两相对 面等温、等速对称焊接。b.梁、柱接头的焊缝，一般先焊 H型钢的下 翼缘板，再焊上翼缘板。梁的两端先焊端， 待其冷却至常温后再焊另一端。c.柱与柱、梁与柱的焊缝接头，应试验测出 焊缝收缩值，反馈到钢结构制作单位，作为 加工的参考。要注意焊缝收缩值随周围已安 装柱、梁的约束程度的不同而变化。(2)高强度螺栓连接钢结构高强度螺栓连接，一般是指摩擦 连接。它借助螺栓紧固产生的强大轴力夹紧连接板，靠板与板接触面之间产生的抗剪摩 擦力传递同螺栓轴线方向相垂直的应力。因此，螺栓只受拉不受剪。施工简便而迅速， 易于掌握，可拆换，受力好，耐疲劳，较安 全，已成为取代佛接和部分焊接

11、的一种主要 的现场连接手段。高强度螺栓的类型，除厂大六角头普通 型外，广泛采用的是扭剪型高强度螺栓。扭 剪型高强度螺栓是在普通大六角头高强度 螺栓的基础上发展起来的。区别仅是外形和 施工方法不同，其力学性能和紧固后的连接 性能完全相同。高强度螺栓连接的运输、装卸、保管过 程中，号、规格分类保管。在安装使用前严 禁任意开箱。高强度螺栓施工包括摩擦面处理、螺栓穿孔、要防止损坏螺纹。应按包装箱上注明 的批螺栓紧固等工序。4、钢结构构件的安装工艺(1)钢柱安装第一节钢柱是安装在柱基临时标高支 承块上的，钢柱安装前应将登高扶梯和挂篮 等临时固定好。钢柱起吊后对准中心轴线就 位，固定地脚螺栓，校正垂直度。

12、其他各节 钢柱都安装在下节钢柱的柱顶(采用对接焊)，钢柱两侧装有临时固定用的连接板， 上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板作临时固定。钢柱起吊有两种方法， 一种是双机抬吊 法；另一种是单机吊装法。(2)框架钢梁安装钢梁在吊装前，应于柱子牛腿处检查标 高和柱子间距。主梁吊装前，应在梁上装好 扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。钢梁采用两点起吊，一般在钢梁上翼缘 处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的 跨度。为加快吊装速度，对质量较小的次梁 和其他小梁，常利用多头吊索一次吊装数根。水平桁架的安装基本同框架梁，但吊点位置选择应根据桁架的形状而定

13、，需保证起 吊后平直，便于安装连接。安装连接螺栓时 严禁在情况不明的情况下任意扩孔，连接板必须平整。(3)墙板安装装配式剪力墙板安装在钢柱和楼层框 架梁之间，剪力墙板有钢制墙板和钢筋混凝 土墙板两种。剪力支撑安装部位与剪力墙板吻合，安 装时也应采用剪力墙板的安装方法，尽量组 合后再进行安装。(4)钢扶梯安装钢扶梯一般以平台部分为界限分段制作，构件是空间体，与框架同时进行安装， 然后再进行位置和标高调整。在安装施工中 常作为操作人员在楼层之间的工作通道，安装工艺简便，定位固定较复杂。(5)高层钢框架的校正选择标准柱和基准点，按照校正流程进 行校正，校正时的允许偏差在规范范围内。(6)楼面工程及墙

14、面工程高层钢结构中，楼面由钢梁和混凝土楼板 组成。它有传递垂直荷载和水平荷载的结构 功能。楼面应当轻质，并有足够的刚度，易 于施工，为结构安装提供方便，尽可能快地 为后继防火、装修和其他工程创造条件。A.楼板种类高层钢结构中，楼板种类有压型钢板现浇楼板、钢筋混凝土叠合楼板、预制楼板和 现浇楼板。压型钢板现浇楼板。钢筋混凝土叠合楼板。预制楼板。现浇楼板。B,墙面工程高层钢框架体系一般采用在钢框架内 填充与钢框架有效连接的剪力墙板（亦称框 架一剪力墙结构）。这种剪力墙板可以是预 制钢筋混凝土墙板、带钢支撑的预制钢筋混 凝土墙板或钢板墙板，墙板与钢结构的连接 用焊接或高强度螺栓固定，也可以是现浇的

15、钢筋混凝土剪力墙。为减轻自重，对非承重结构的隔墙、围 护墙等，一般广泛采用各种轻质材料，如加 气混凝土、石膏板、矿渣棉、塑料、铝板、玻璃围幕等。(7)安全施工措施钢结构高层和超高层建筑施工，安全问 题十分突出，应该采取有力措施以保证安全 施工。在柱、梁安装后而未设置压型钢板的楼板 时，为便于人员行走和施工方便，需在钢梁 上铺设适当数量的走道板。在钢结构吊装期间，为防止人员、物料和 工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全 网。安全网分平网和竖网。为便于接柱施工，并保证操作工人的安全, 在接柱处要设操作平台，平台固定在下节柱 的顶部。钢结构施工需要许多设备，如电焊机、空 气压缩机、氧气瓶、乙焕瓶等

16、，这些设备需 随着结构安装而逐渐升高。为此，需在刚安装的钢梁上设置存放施工设备用的平台。固定平台钢梁的临时螺栓数要根据施工荷载 计算确定，不能只投人少量的临时螺栓。为便于施工登高，吊装钢柱前要先将登高 钢梯固定在钢柱上。为便于进行柱梁节点紧 固高强度螺栓和焊接，需在柱梁节点下方安 装吊篮脚手架。施工用的电动机械和设备均需接地，绝对不允许使用破损的电线和电缆，严防设备漏电。施工用电器设备和机械的电缆，需集中 在一起，并随楼层的施工而逐节升高。每层 楼面须分别设置配电箱， 供每层楼面施工用 电需要。高空施工，当风速达 10m/s时，有些吊装 工作要停止；当风速达到15m/s时，一般应 停止所有的施

17、工工作。施工期间应该注意防火， 配备必要的灭火设备和消防人员。2.4.3.3钢结构防火与防腐1、防火工程钢结构高层建筑要特别重视火灾的预 防。因为钢材热传导快，比热小，虽是一种 不燃材料，但极不耐火。当钢构件暴露于火 灾高温之下时，其温度很快上升，当其温度 达到600 C时，钢的结构发生变化，其抗拉 强度、屈服点和弹性模量都急剧下降（如屈 服点可下降60%）。另外，钢柱以及承重钢梁 会由于挠度的急剧增大而失去稳定性，导致整个建筑物坍垮。钢结构防火工程的目的， 在于用防火材 料阻断火灾热流传给钢构件的通路，延缓传 热速率（延长钢构件升温达到临界温度的时 间），使钢结构在某一个特定时间内能够继 续

18、承受荷载。(1)耐火极限等级钢结构构件的耐火极限等级，是根据它 在耐火试验中能继续承受荷载作用的最短 时间来分级的。耐火时间大于或等于 30min, 则耐火极限等级为 F30,每一级都比前一级 长30min,所以耐火时间等级分为 F30, F60, F90, F120, F150, F180 等。钢结构构件耐火极限等级的确定，依建 筑物的耐火等级和构件种类而定；而建筑物 的耐火等级又是根据火灾荷载确定的。火灾荷载，是指建筑物内如结构部件、装饰构件、 家具和其他物品等可燃材料燃烧时产生的 热量。与一般钢结构不同，高层建筑钢结构的 耐火极限又与建筑物的高度相关，因为建筑 物越高，重力荷载也越大。高

19、层钢结构的耐 火等级分为I、n两级，其构件的燃烧性能和耐火极限应不低于下表的规定2.防火材料钢结构的防火保护材料， 应选择绝热性 好，具有一定抗冲击振动能力，能牢固地附 着在钢构件上，又不腐蚀钢材的防火涂料或 不燃性板型材。选用的防火材料，应具有国 家检测机构提供的理化、 力学和耐火极限试 验检测报告。防火材料的种类主要有:热绝缘材料； 能量吸收（烧蚀）材料；膨胀涂料。大多数最常用的防火材料实际上是前两类材料的混合物。采用最广的具有优良性能的热绝缘材料有矿物纤维和膨胀骨料（如蛙石和珍珠岩）；最常用的热能吸收材料有 石膏和硅酸盐水泥，它们遇热释放出结晶水。（2）防火工程施工方法7f 法内 密外包

20、层法幅作业解作业乂介济茂法.狄欣法和般时法-：种疗法.（1）浇筑法即在钢椅件1叫周律筑一帘厚度郁1御俳卜，与夫喝淞搭 卜城加气湖舒 卜等.以隔绝 火焰或富潟“为增制所济浦的洱海十的整体件和防止一其遇火物落.叫唧人细网露网或钢统刖”（2快灰法即在钢构件1叫因何以纲然网.外面用快以蟀白水混龊填. 珍珠兜水和灰浆.石 奇现浆等.厚度抑耐火极限等线而印，一般妁为35 mm.（3啧射法即川喷板樽耀石眼黏剂般石棉或蛭石窗保护层喷流在铜构件表面*形或防火儆 外包，层.端涂的&I饼转制描，不需另不处理于作业作业即用曲特的混Stf+一板r加气温翻上板.蟀石混器上板.石棉永那板.陶仔/T把板或再 犷棉毡，阳酱纤维

21、箱等内固惘构件形成防火层*板材川曲学腋耕制拈贴“棉班等兼软材料则川 钢统网冏正在铜构件货面.钢统M外面用也以铝箱.铜仁5.以断在曲1：过和中下雨使棉制受 南,同时也局隔寓制作加.减轻口后棉稻等的吸水解您法即他不做防火外包里的审结构构件加藏在耐火材料应成的端或画糊内.或用耐火材料济钢构 件与火焰、高温隔绝开来*汶常常旱较经济的防火方法.国外育些钢结构育层建荫的外柱即采 用泞种方法a火，即在结构设H上.“外村 在外瞄之外*距离外修一定距商.同时也不靠i斤窗 r-+过样 E.发牛.火灾.火蛤就扶不到井子.竹子也就没必亶团TM火保护.七-种是将助火板 放在甘子二面做酬火辟障，防火桢密由凸山柱外一定的琥

22、度（7-L5ei,那耐火报限.现钢 神类和大小而中,拔祥就距晒山用11喷出的比焰烧热林丁如果外增假存外讣之间,不:仃拷律 近由于的外柱,只在柱子眼面用防火材料做扉蔽即可水冷却法即亦小之心触疝的纲杆内在水训打冷却如发中火灾.钢扑山的水流植热而产牛热水 上升*冷水自设干Di部的水箱瓶下，以水的端环膈火窕产牛的初*W J ,以保奸网结构不度失 嫉找褴力.叶法I1.在相于中应用.祚叮扩大用水平他件-为广出川钢结构牛,铸.可在水中按1 Jki./ I A- 空抵“IL Fim 工1女甘月&下注七次:iif A -rV Hi Fill i 飞石：力 近ilIkI i： i IS bVf rnrei 3a

23、3一钢结构高层建筑的防火是十分重要的， 它关系到居住人员的生命财产安全和结构 的稳定。高层钢结构防火措施的费用一般占 钢结构造价的18%20%占结构造价的 9%10%占整个建筑物造价的 5%6%钢结 构构件的防火措施见上表。2、防腐工程(1)钢结构腐蚀的化学过程与防腐蚀方法钢结构腐蚀的程度和速度，与相对大气 温度以及大气中侵蚀性物质的含量密切有 关。研究表明，当相对大气湿度小于 70%1寸， 钢材的腐蚀并不严重；只有当相对大气湿度超过70%寸，才会产生值得重视的腐蚀。在 潮湿环境中，主要是氧化腐蚀，即氧气与钢 材表面的铁产生化学作用而引起锈蚀。防止氧化腐蚀的主要措施是把钢结构 与大气隔绝。如在

24、钢结构表面现浇一定厚度 的混凝土覆面层或喷涂水泥砂浆层等，不但能防火，也能保护钢材免遭腐蚀。另外，在 钢结构表面增加一层保护性的金属镀层，也是一种有效的防腐方法。(2)钢结构的涂装防护用涂油漆的方法对钢结构进行防腐，是用得最多的一种防腐方法。钢结构的涂装防 护施工，包括钢材表面处理、涂层设计、涂 层施工等。钢材表面处理。进行钢材表面处理，先要 确定钢材表面的原始状态、除锈质量等级、 除锈方法和表面粗糙度等。涂层设计。涂层设计包括涂料品种选择、 确定涂层结构和涂层厚度。涂层施工。(3)金属镀层防腐锌是保护性镀层用得最多的金属。在钢 结构高层建筑中亦有不少构件是采用镀锌 来进行防腐的。镀锌防腐多用

25、于较小的构件。镀锌可用热浸镀法或喷镀法。热浸镀锌在镀槽中进行，可用来浸镀大构件，镀的锌 层厚度约为80100 txm。喷镀法可用于车间或工地上，镀的锌层 厚度约为80150 m在喷镀之前应先将钢 构件表面适当打毛。钢结构防腐的费用，约占建筑总造价的0.1%0.2%。一个较好的防腐系统，在正常 气候条件下的使用寿命可达 1015年。在到 达使用年限的末期，只要重新油漆一遍即可。2.4.4 高层/超高层钢筋混凝土 -钢组合结 构的施工技术钢筋混凝土-钢组合结构(Concrete filled steel tubular (CFST) structures) 是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起 来

26、的新型结构。该组合结构主要有以下几种 结构形式：钢-混凝土组合受弯结构；钢骨混凝土(劲性混凝土)结构；钢管混凝土结构和外包钢结构。钢管混凝土概述1、钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并 捣实以加大钢管的强度和刚度而形成的构件。一般的，我们把混凝土强度等级在 C50 以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为 钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。2、截面形式工程中常见的截面形式有：正方形、矩形和圆形。4、钢管混凝土特点(1)结构特点：众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯 能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力 强，具有良

27、好的弹塑性，但在受压时容易失 稳而丧失轴向抗压能力。 而钢管混凝土在结 构上能够将二者的优点结合在一起，可使混 凝土处于侧向受压状态， 其抗压强度可成倍 提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提 高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的 组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较 小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构 中(如厂房和高层)。(2)钢管混凝土结构的迅速发展是由于 它具有良好的受力性能和施工性能， 具体表 现为以下几个方面：承载力高、延性好，抗震性能优越。钢管混凝土柱中，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，提高了混凝土的抗压强度；钢

28、管内部的混凝土 又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢 管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和 混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土 的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的 延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具 有优越的抗震性能。塑性是指在静载作用下的塑性变形能 力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试 件压缩到原长的 2/3 ,纵向应变达30姒上 时，试件仍有承载力。剥去钢管后，内部混 凝土虽已有很大的鼓凸褶皱， 但仍保持完整, 并未松散，且仍有约5%勺承载力，用锤敲击 后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地 震作用下，具有良好的延性和吸能性。在这 方面

29、，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件 强得多。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率 滞回曲线表明，结构的吸能性能特别好，无 刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定 性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常 要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还 常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢 管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。施工方便，工期大大缩短。钢管混凝土结构施工时， 钢管可以做为 劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构 重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由 于钢管混凝土内部没有钢筋， 便于混凝土的 浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需 要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工 费用，也节省了时间。有利于钢管

30、的抗火和防火。由于钢管内填有混凝土， 能吸收大量的 热能，因此遭受火灾时管柱截面温度场的分 布很不均匀，增加了柱子的耐火时间，减慢 钢柱的升温速度，并且一旦钢柱屈服，混凝 土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高，因为钢梁 的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。经实验统计数据表明：达到一级耐 火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料 1/3 2/3甚至更多，随着钢管直径增大， 节约涂料也越多。耐腐蚀性能优于钢结构。钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积 减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多， 抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构 的

31、受力性能、施工难易程度、施工工期和工 程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压 构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的 约束作用，使钢管内部的混凝土处于三向受 压状态，使混凝土具有更高的抗压强度。但 是圆钢管混凝土结构的施工难度大，施工成 本较高。相比之下，方钢管混凝土结构的施 工较为方便，但钢管混凝土受到的约束作用较小，结构的承载力较低。施工方便。钢管混凝土柱的零件较少，焊缝少，构 造简单，柱脚常采用在混凝土基础上预留杯 口的插入式柱脚，因而工厂制造比较简单， 同时构件自重较小，运输和吊装也较易，施 工很简便，而且钢管混凝土柱采用板材卷制， 板材厚度都不大，一般在 40mm以内，无论 工厂焊接和

32、现场进行对接， 都没有什么困难。 同时，与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱 的外皮钢管具有钢筋的功能，兼有纵向钢筋 和横向箍筋的作用，所以管内没钢筋，省了 钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺，又由于 柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板，同时也省了支模和拆模等工序。近年来，泵送混凝 土相当普遍，现场浇灌并无困难，我国创造 并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法，更简化了现场灌混凝土的工序，简 便了施工。也有在管柱下部开临时浇灌孔， 用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法，既快，又保证浇灌质量。而且，在浇筑后，钢 管内处于相当稳定的湿度条件，水分不易蒸 发，省去浇水养护工序，简化了混凝土的养 护工艺。经济效

33、益好。钢管混凝土的发展钢管混凝土是在劲性混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的。最早采用钢管混凝土的工程之一是1879年英国的severn铁路桥桥墩。前苏联乌拉尔的伊 谢特铁路桥采用钢管混凝土构件做拱形桁 架的上弦和上部建筑的柱子，省钢25%。1961年比利时建造船坞时，采用钢管混凝土 构件做桁架的压杆和立柱，比钢结构节省钢材40%法国巴黎居民区的第一座摩天大楼采用了钢管混凝土框架柱，比钢结构节省钢材40%前苏联在一些吊车栈桥（跨度达48M 中采用钢管混凝土结构，比全钢结构节省钢 材12%28%,降低造价28%比钢筋混凝 土结构省钢9%降低造价56%日本、瑞士 等国在输电跨越塔中采用了

34、钢管混凝土结构，也都取得了显著的经济效益。在 20世 纪60年代以前，由于钢管内浇注混凝土的 施工工艺尚未得到很好的解决，现场的施工 操作显得繁琐，钢管混凝土结构在施工性能 方面的优势没有得到应有的发挥。到80年代后期，由于泵送混凝土工艺的发展，解决 了现场钢管内部浇灌混凝土的工艺问题，加上现代高强混凝土需要用钢管约束来克服 其脆性。因此，钢管混凝土结构在美国和澳 大利亚等国的高层建筑中得到了广泛应用，被认为是高层建造技术的一次重大突破。我国钢管混凝土结构技术的开发和应用已有 近40年的历史。1966年钢管混凝土结构应 用于北京地铁车站工程，70年代又在单层工 业厂房、重型构架中得到了成功的应

35、用。自 1990年在四川省旺苍县建成跨度为115米的我国第一座钢管混凝土拱桥以来，在10来年的时间里，我国已经建成了 100多座钢 管混凝土拱桥，其中跨度在100米以上的就 有30多座，尤其是重庆市万县长江公路大 桥，跨度达到420米，一跨过江。 近10年 来，随着国家经济的迅猛发展，钢管混凝土 结构在我国的高层建筑工程、地铁车站工程 和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效地应 用，推动了建造技术的发展。钢管混凝土施工技术1、施工方法钢管混凝土浇筑方法：可采用泵送顶升浇筑、立式手工浇筑、高位抛落无振捣法。立式手工浇筑法：混凝土自钢管上口灌 入，当管径大于350m油寸，用插入式内部振 捣器振捣密实，每

36、次振捣时间不少于30s,混凝土 一次浇筑高度不超过 2m.当管径小于 350mmm寸，可采用附着在钢管外壁的外部振 捣器进行振捣，外部振捣器的位置应随混凝 土浇灌的进展而加以调整，外部振捣器的工 作范围，以钢管横向振幅不小于 0.3mm为有 效，振幅可用百分表实测，振捣时间不小于 1min,混凝土一次浇灌的高度应不大于振捣 器的有效工作范围和 23m柱长。高位抛落无振捣法：该种方法是以混凝 土下落是产生的动能达到振实混凝土的目 的。它适用于管径大于 350mm高度不小于 4m的情况。对于抛落高度不足 4m的区段， 应用内部振捣器振密，一次抛落量宜在 2 0.7m。2、注意事项所采用的混凝土配合

37、比、坍落度应符合 要求，为满足坍落度要求，应掺加适量减水 剂；为减少混凝土收缩，可掺入适量的混凝 土微膨胀剂。钢管内混凝土的浇筑宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时 间，需要留水平施工缝时，应将柱端管口封 盖，以防止杂物、雨水等落入钢管内。每次浇灌混凝土前，应先浇灌一层 10-20mm厚的与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，作为接触砂浆，以做好水平施工缝的 连接处理。钢管内混凝土的浇灌质量， 可采用敲击 法进行初步检查，如有异常，则应用超声波 进行检测。对于混凝土浇筑不密实的部位， 可采用局部钻孔压浆法进行补强，然后将钻 孔补焊封固。图1加强环式节点3、施工实例E2套筒式节点深圳

38、赛格广场高355米，地上72层,是目前世界上最高的钢管混凝土结构建筑, 也是深圳主体楼层最高的建筑。广州国际金融中心-广州西塔，成了 名幅其实的广州最重要的新地标。432米西塔可抗八级地震。被称作“通透水晶”的西 塔有如站立在广州城市新中轴线的窈窕美 女。亮丽的身段是钢管混凝土巨型斜交网格 外筒，纤纤骨架是钢筋混凝土内筒，连接内 外筒的是钢一混凝土组合楼盖。独特的筒中筒结构体系在目前的世界超高层建筑中是 唯一的。香港“国际金融中心”大厦 420米，88 层国金二期办公室升降机大堂国际金融中心二期（国金二期），楼高415.8米，是香港第一高楼，世界第六高楼，完工于2003年， 一般说有地上88层

39、，但事实上建筑结构（蓝 图）有90层楼，地下6层，楼面面积18万 5, 805平方米，设有22层交易楼层，有多 达62部电梯。其外型设计与国金一期相似， 墙均为玻璃幕墙，在顶层设计皇冠式和象牙 形装饰，晚间由投射灯照射。香港金融管理 局总部设于国金二期，是金管局于2001年4 月以接近37亿港元向发展商购入，包括顶 楼在内共14层办公室面积，曾被部份人士 批评浪费公帑。金管局目前持有34万平方叭楼面，分别位于55至56楼、77至88楼， 部份楼层出租予香港按揭证券公司及国际 结算银行等相关金融机构。金融管理局总裁 任志刚的办公室位于 88楼，并可使用私人 专用电梯出入，以加强保安及隐私。杭州瑞

40、丰国际商务大厦是杭萧钢构制 作安装的国内第一幢采用矩形钢管混凝土 结构的高层建筑，此结构形式系国家经贸委 与建设部2000年技术创新重点专项计划之 一，此工程的建设被列为杭州市建筑新技 术应用示范工程实施项目。本工程地下2层， 地上裙房6层，东塔楼（宾馆）为 15层， 高58.5米，西塔楼（写字楼）为 24层，高 88.2米，柱网尺寸为 7.6 m义7.6 m ,建筑 面积为51095平米，采用矩形钢管混凝土框 架-筒体结构。柱采用矩形钢管混凝土组合 柱，梁采用焊接H型钢-混凝土连续组合梁， 楼盖采用压型钢板组合楼盖，筒体采用钢筋 混凝土结构；本工程除4根钢柱截面为口 600 X 600外其余均为口 500 X 500,材质为Q345R 最大板厚为28mm