钢管砼结构的性能及应用

钢管混凝土是在钢管内填充混凝土形成的建筑构件，按其截面形状可分为方形钢管混凝土、圆形钢管混凝土和多边形钢管混凝土。它充分利用了钢管和混凝土在受力过程中的共同作用，充分发挥了这两种材料的优势，大大提高了混凝土的塑性和韧性，并能避免或延缓钢管的局部屈曲，使整个钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、经济效益好、施工方便等优点。
钢管混凝土虽然是由两种材料组成，但在构件行业却被视为一种新材料，即所谓的“复合材料”(不再区分钢管和混凝土)。而且，钢管混凝土构件在不同荷载组合下的性能变化是连续的、均匀的；钢管混凝土构件的性能随着几何参数如含钢率、长细比和空心率的变化是连续均匀的。钢管混凝土构件的性能随着钢材和混凝土强度等物理参数的变化是连续的、均匀的。钢管混凝土构件的性能随着其截面形状的变化是连续和均匀的，如圆形、多边形、八边形、六边形和正方形。
在“钢管混凝土统一理论”的指导下，业界研究了钢管高强混凝土的力学性能和设计方法，以及钢管混凝土的抗火和防火设计方法。
钢管高强混凝土性能研究。高强混凝土(世界各地对高强混凝土的定义不同。在我国，一般认为强度等级为C60及以上的混凝土为高强混凝土)是近年来国内外学者研究的热点。这种高强混凝土具有强度高、节约水泥、减小构件截面尺寸、减轻结构自重等优点。因此常用于荷载较大的结构中，如高层建筑、地下工程、大跨度结构的柱子等。然而，高强混凝土的缺点是脆性大，延性差，这阻碍了它在实际工程中的应用。特别是在复杂应力状态下，结构受脆性破坏控制，其工作可靠性大大降低。如果将高强混凝土浇筑到钢管高强混凝土中，将会受到钢管的有效约束，延性将会大大增强。此外，在复杂的应力条件下，钢管具有很大的抗剪和抗扭能力。这样，通过两者的结合，可以有效克服高强混凝土脆性大、延性大的弱点，从而实现高强混凝土的工程应用，充分发挥经济效益。大量实例证明，与普通强度钢管混凝土和钢柱相比，钢管高强混凝土可节约钢材50%左右，降低造价。与钢筋混凝土柱相比，不需要模板，混凝土可节省50%以上，结构自重可减轻50%以上，而用钢量和成本略多或大致相当。考试中的注册结构工程师
采用钢管混凝土填充高强混凝土。除了具有普通钢管混凝土的其他优点外，还可节约混凝土60%以上，减轻结构自重60%以上。
由于钢管混凝土是一种新型结构，目前我国还没有针对这种结构的防火标准，这不仅制约了这种结构的推广，而且对已建成结构的耐火评估也缺乏必要的科学依据。因此，深入研究钢管混凝土的抗火性能，确定其防火设计方法和标准非常重要。
钢管混凝土工程应用的新进展。钢管混凝土结构适用于轴压比或偏心率较小的受压柱。