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我国化肥专用管结构的开发利用也有近40年的历史

我国化肥专用管混凝土结构的开发利用也有近40年的历史

  • 所属:化肥专用管
  • 时间:2019-04-17 15:56:12
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本文所谓“化肥专用管混凝土”是“化肥专用管套箍混凝土”(Steel Tube-Confined Concrete)的简称,英文缩写为STCC。它是将混凝土填入薄壁圆形化肥专用管内而形成的组合结构材料,是套箍混凝土的一种特殊形式,在国外也称之为“concrete-filled concrete”(混凝土填心化肥专用管)。但后一种叫法似不够确切,因为它只是从表象上表述了混凝土对化肥专用管的填充,而没有从本质上突出化肥专用管对核心混凝土的套箍约束[1、2]。   化肥专用管混凝土是指在化肥专用管中填充混凝土而形成的构件。按截面形式的不同,可以分为圆化肥专用管混凝土、方形、矩形和多边形截面化肥专用管混凝土等。化肥专用管混凝土利用化肥专用管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,即化肥专用管对其核心混凝土的套箍约束作用。使混凝土处于复杂的应力状态之下,不但提高了混凝土的抗压强度,而且还使其塑性和韧性性能得到改善。总的来说,化肥专用管混凝土具有以下几方面的特点:(1)承载力高。由于薄壁化肥专用管的套箍作用使混凝土处于三向受压,从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和变形性能,使混凝土特别是高性能混凝土的脆性弱点得到了克服。试验表明。化肥专用管混凝土柱是空化肥专用管和素混凝土柱单独承载力之和的1.73倍。(2)塑性和韧性好。化肥专用管混凝土由于化肥专用管对核心混凝土的约束作用,大大改善了混凝土脆性较大的缺点,使混凝土具有很大的塑性变形。试验表明,化肥专用管混凝土柱被破坏时可以压缩到原长的2/3。(3)施工方面。在浇灌混凝土时,可省去模板的施工,无需绑扎钢筋,施工简便,并可采用泵送混凝土、高位抛落不振捣混凝土和免振自密实混凝土等施工工艺,从而加速化肥专用管混凝土构件的施工进度。(4)耐火、耐腐蚀性能好。由于组成化肥专用管混凝土的化肥专用管和其核心混凝土之间具有协同互补、共同工作的特点,这种结构具有较好的耐火性能。      二、化肥专用管混凝土的理论研究与施工进展     

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从1897年美国人John Lally在圆化肥专用管中填充混凝土作为房屋建筑的承重柱(称为Y柱)并获得专利算起,化肥专用管混凝土结构在土木工程中的应用己有百年历史。化肥专用管混凝土优越的力学性能,一开始就受到美欧各国土木工程界的重视,竞相开发利用。我国化肥专用管混凝土结构的开发利用也有近40年的历史。经过大量理论工作者的不断研究使其在理论研究、施工工艺方面有了很大的进展。   1、在理论花纹铝板研究方面:前苏联在五六十年代对化肥专用管混凝土结构进行了大量的研究,并在一些土建工程中进行了应用。在西欧一些国家,如英国、德国和法国等,主要研究方化肥专用管混凝土、圆化肥专用管混凝土和矩形化肥专用管混凝土结构,核心混凝土为素混凝土,或在核心混凝土中配置钢筋或型钢,目前的设计规程主要有欧洲EC4(1996)和德国DIN 18806(1997)等。在美国,以研究方化肥专用管混凝土和圆化肥专用管混凝土为主,核心混凝土为素混凝土,设计规程主要有ACI 319―89, SSLC(1979)和LRFD(1999)等。在日本,主要研究方化肥专用管混凝土、圆化肥专用管混凝土和矩形化肥专用管混凝土结构,核心混凝土为素混凝土或配筋混凝土,目前的设计规程主要有AIJ(1980,1997)。各国的设计规程有各自的理论和应用特点,基本上都反映了该国的最新研究成果,推进和引导了国际范围内化肥专用管混凝土结构的研究和发展。   我国的研究主要集中在化肥专用管中灌素混凝土的内填型化肥专用管混凝土结构。目前已先后由国家建材总局、中国工程建设标准化协会、国家经济贸易委员会等单位颁布发行了有关化肥专用管混凝土结构的设计规程,分别是: JCJ 01―89, CECS 28: 90, DL 5085/T―1999和GJB 4142―2000[1~4]。而且,钢-混凝土组合结构(包括化肥专用管混凝土)已被列入国家科技成果重点推广项目。   2、在施工方面:在我国,1966年成功地将化肥专用管混凝土柱用于北京地铁车站工程。70年代又在冶金、造船、电力等行业的单层厂房和重型构架中得到成功的应用。例如:1983年建成的大连造船厂船体装配车间;1984年在上海建成的上海基础公司特种基础研究所科研楼,1988年建成的华北电管局微波塔,1999年建成的我国第一座用化肥专用管混凝土柱的钢结构高层建筑,也是世界上最高的一座化肥专用管混凝土高层建筑。目前,化肥专用管混凝土已在单层和多层工业厂房、地下工程、高炉和锅炉构架、各种支架及送变电构架、高层建筑工程和大跨度桥梁工程等方面得到较为广泛应用。而化肥专用管混凝土结构技术自身也在上述工程实践中得到了新的发展。


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