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摘要：钢管混凝土柱具有承载能力高、抗震能力强等特点，其不仅可以取代钢筋混凝土柱，也可以解决钢筋混凝土柱常有的“胖柱”等问题，大大减少了刚才用量，而且又提高了结构的抗侧移能力。因此，钢管混凝土柱在高层建筑建设中应用得越来越普遍。
关键词：钢管混凝土柱技术；高层建筑；应用要点
前言
在日益繁荣的经济发展影响下，高层建筑钢管混凝土柱施工技术也得到了蓬勃发展。我们国家高层建筑钢管混凝土柱施工技术在施工工艺方面也逐渐走向成熟。而且，在高层建筑项目施工的过程中起到了很大的作用。因此，使用恰当的施工工艺技术，可以在高层建筑钢管工程中起到事半功倍的效果。本文讲解了几种高层建筑钢管混凝土柱施工方法及其在高层建筑中的应用。
1钢管混凝土柱的结构特点
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。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：
1.1承载力高、延性好，抗震性能强
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；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。而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%以上时，试件仍有承载力。所以它的延长性是可以用科学试验证明的[2]。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。工程实例证明，要保证同样的稳定性，钢柱要比钢管混凝土柱使用更厚的钢板，且经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。
1.2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[3]。
1.3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。
2钢管混凝土柱在高层建筑的施工中的应用要点
2.1钢管的施工工艺
钢管柱的施工工艺分为以下几个步骤：钢管柱的吊装→钢管柱的焊接→钢管柱的焊接检查→钢管柱内混凝土浇筑成型→钢管柱的外侧钢筋捆扎→钢管柱的外侧模板支设→钢管柱的外包混凝土的浇筑→钢管柱的的下一层钢管吊装。
2.2钢管柱吊装施工
钢管柱吊装施工标准层每层很高达3.5m，而裙楼层高5m。采用的方式是每层吊装施工一次，吊装焊接点需要预留到每层1.5m地方，钢管柱对塔吊的标准吊重为2.75t，裙楼吊重为3.93t、每次在吊装的每层混凝土浇筑完成后插入进行。每次对钢管柱的吊装分两批进行。
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2.3钢管柱吊装定位
钢管柱吊装定位采用内部垂线与外部垂线控制网相结合控制的方法进行，外部垂线每层的垂线控制点在其下一层的钢管柱上，其次，还需每五层进行一次对外侧垂线的复查，用经纬仪进行测量考证。只要测量出现外侧与内侧垂线网出现哪怕1mm的差错也要想尽办法，找出偏差原因，进行纠正。若内部垂线控制网测绘采用垂准仪投点方式，内部轴线的网点在首层，同时在15层、30层处进行原始轴线的网点转换。
2.4钢管柱的焊接
钢管柱的焊接采用气弧焊，焊接完成后先进行超声波检测自检，自检合格后邀请第三方检测单位进行检测。
2.5钢管柱高强度混凝土的浇筑
钢管混凝土柱内浇筑标号为C60混凝土施工，钢管柱标准及吊装方式在钢管焊接点检测合格后方可使用，与施工结构相互配合交叉施工。同时在柱内预埋超声波管，检验混凝土的密实度。采用高强度的混凝土的质量进行原始材料控制、混凝土配合比的合理设计、正确的混凝土浇筑振捣等方式，进行钢管混凝土柱的配置合成。直至混凝土表面平齐不再出现气泡和明显下降。表面泛出灰浆为止。
2.5.1高强度混凝土的质量原材料控制
水泥：选用强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥。
掺合料：选择1级粉煤灰，1级粉煤灰的活性较硅灰小，但对混凝土的后期强度提高有特殊的作用。
减水剂：在减水剂选择时，适合高强混凝土的生产。
碎石：选用5～31.5mm碎石，该种碎石立方体抗压强度高，满足高强混凝土的使用要求。
河砂：选用江中粗砂，砂细度模数在2.8～3.2之间，颗粒级配好，砂源干净，砂的含泥量及泥块含量少，不含氯离子，符合混凝土组份的标准。
2.5.2混凝土配合比设计
C60混凝土配合比设计28d平均抗压强度应达到72MPa，保证混凝土有足够的富余强度，弥补生产及施工过程中一些不确定因素对混凝土强度的影响。
2.5.3混凝土的浇筑振捣
钢管柱用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣。振捣棒垂直插入混凝土内，要快插慢拔，振捣棒应插入下一层混凝土中5～10cm。捣棒插点按梅花形均匀布置，逐点移动，按顺序进行，不得漏振，每点振捣时间不少于60s。管外配合人工木褪敲击，根据声音判断混凝土是否密实，每层振捣至混凝土表面平齐不再明显下降，不再出现气泡，表面泛出灰桨为止。
钢管柱混凝土超声波检测，每4层进行一次，在混凝土强度达到100%后进行。
2.6钢管柱外包混凝土施工
钢筋绑扎和钢管柱模板施工，钢管柱外包混凝土采用和梁板混凝土一起浇筑的方式进行。
2.7标准层钢管柱与结构梁板模板的交叉配合施工
第1d：钢管柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行，一天之内完成钢管柱的吊装。
第2～3d：钢管柱焊接与梁板模板支撑体系交叉同时进行，钢管柱的焊接及检测完成，同时结构梁板模板完成。焊接过程中在钢管柱外围采用彩条布封闭围护。
第4～5d：完成钢管柱内混凝土的浇筑，同时进行梁板钢筋的绑扎，钢管外包柱的钢筋绑扎和模板支设，三道工序交叉进行。
第6d：进行结构梁板柱和钢管柱外包混凝土的浇筑。
结束语
高层建筑钢管混凝土柱施工工艺在对高层建筑工程施工中有很大的影响。合理、科学的高层建筑施工技术可以提高施工工程的质量，并且还能够降低施工成本，促进工程行业的发展。所以，作为工程项目的技术管理人员，应该积极重视高层建筑钢管混凝土柱施工技术，并进行积极的研究心得施工技术，从而使我国工程建设事业得到更长远的发展。使用高层建筑钢管混凝土柱施工技术，虽然提高了施工过程中的管理及安装难度，但是节约成本且施工效率大大提高。而且需要在施工过程中恰当运用高层建筑施工技术，安全高效地进行施工。从而努力朝着促进我国高层建筑施工技术蓬勃发展的方向前进。
参考文献：
[1]高鹏，谭泽龙；关于中高层建筑工程钢管混凝土的施工技术分析[J]；建设科技；2016（07）
[2]李文欢；超高层劲性混凝土钢柱安装技术[J]；钢结构；2016（05）
[3]应鲜艳；浅谈钢管混凝土在住宅建筑中的应用[J]；建筑知识；2016（05）
论文作者:张广超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：钢管论文; 混凝土论文; 高层建筑论文; 垂线论文; 抗压强度论文; 施工技术论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第2期论文;