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关键词：钢管混凝土、承载力、塑性和韧性
中图分类号： TU375 文献标识码： A
1 前言
钢管混凝土（Concrete-Filled Steel Tube，简称CFST）构件是指在钢管中填充混凝土而形成的组合构件。按截面形式的不同可以分为矩形截面、圆形截面和多边形截面钢管混凝土结构，其中圆形截面和矩形截面钢管混凝土结构应用较为广泛[1]。
2 钢管混凝土构件的特点
（1）轴压承载力高
钢管混凝土构件受压时，由于产生紧箍效应，核心混凝土三向受压，强度大大提高，钢管延缓和避免了过早发生局部屈曲。两种材料互相弥补了彼此的缺点，充分发挥了彼此的长处，从而使钢管混凝土具有较高的承载力。一般都高于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土单独承载力之和。试验证明：对于圆钢管混凝土，整个构件的抗压承载力约为钢管和混凝土单独承载力之和的117~210倍；对于方形钢管混凝土，则为111~115倍[2]。
（2）塑性和韧性好
混凝土的脆性较大，但核心混凝土在钢管的约束下，不但在使用阶段改善了它的弹性性质，而且在破坏时具有很大的塑性变形。试验结果表明，钢管混凝土轴心受压短柱破坏时，往往可以被压到原长的2/3，但仍没有呈现脆性破坏的特征。这种结构在承受冲击荷载和振动荷载时，也具有很好的韧性。由于钢管具有良好的塑性和韧性，因而抗震性能好。
（3）施工方便，加快施工速度
与钢筋混凝土柱相比，采用钢管混凝土柱没有绑扎钢筋、支模和拆模等工序，施工简便，钢管内无钢筋，浇灌容易，振捣密实。近年来使用顶部抛落无振混凝土及泵送混凝土后，不但可以解决振捣时容易在管内积存空气的问题，也大大简化了施工现场，缩短工期。
（4）耐火性能较好
由于组成钢管混凝土的钢管和其核心混凝土之间具有相互贡献、协同互补、共同工作的特点，这种结构具有较好的耐火性能。钢管内灌有混凝土，能吸收大量的热能，在遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀，因而增加了柱子的耐火时间。经实验统计数据表明：达到一级耐火三小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/2～2/3。
（5）经济效果好
采用钢管混凝土可以很好地发挥钢材和混凝土两种材料的特性和潜力，使材料得到更为充分和合理的应用，因此钢管混凝土具有良好的经济效果。由于上述的优点，钢管混凝土被广泛应用于工业与民用建筑、桥梁建筑和高层建筑中。钢管混凝土结构同样具有缺点：①钢管需采取防火措施，在进行构件承载力设计时适当考虑火灾情况下的荷载系数。②钢管接头处需要现场施焊，若采用螺栓连接，需在钢管接头处设置可用螺栓连接的法兰盘。与焊接的连接方式相比，采用这种方法时，节点的传力效果相对较差。
3钢管混凝土的现状与发展
钢管混凝土结构是在钢结构的基础上演变和发展起来的，钢管混凝土做为一种结构构件形式早在19世纪80年代就已经被人类设计应用。起初仅仅是用做桥墩，然后随着科学技术水平的提高使它的应用范围得到了很大的扩展。国外学者多年来对钢管混凝土结构的力学性能和设计方法所开展的深入细致的研究工作，已取得丰硕成果，很多国家制定了有关钢管混凝土设计规程或规范；在国内，20世纪60年代开始了这种结构的研究并首先用于首都地铁工程中。20世纪70年代以后，在许多工业厂房，高炉和锅炉构架以及输、变电塔架中均得到了广泛应用；在一些厂房跨度很大，柱子很高，吊车起重量较大的结构中，钢管混凝土的优越性就表现的更为明显。
随着时代的发展，科技的进步，钢管混凝土结构在桥梁结构上的应用也越来越广。钢管混凝土结构在桥梁结构上主要应用在拱桥结构中。钢管混凝土用作拱桥的承压构件，在施工时空钢管不仅具有模板和钢筋的功能，还有骨架刚度大、承载能力高、重量轻等优点。钢管混凝土结构在高层建筑中都得到了广泛应用。随着高度超过100m的超高层建筑的大量兴建，在高强混凝土还不普及的20世纪80年代后期，人们开始应用钢管混凝土柱以解决“胖柱”问题的探索[3]。
4钢管混凝土结构的应用
（1）钢管混凝土在高层建筑中的应用
在高层建筑中，钢管混凝土柱具有很强的相容性，它既可以在混凝土体系中代替部分钢筋混凝土柱，也可以在钢结构体系中代替钢柱。实践证明在高层建筑中采用钢管混凝土柱，不但承载力得以提高，柱的截面尺寸也大大减小，节约材料、减轻自重、缩短工期，而且可以采用大柱网、大空间的框架结构体系，增加了房屋的使用面积。同时钢管混凝土柱采用了高强度混凝土，一般C60以上，使柱的截面减小，这不仅对结构抗震有利，还可以降低地基基础的造价。施工时除梁柱节点构造复杂外，其他施工程序上与原结构体系无多少差异。
（2）钢管混凝土在大跨度桥梁工程中的应用
随着经济的迅速发展，需要建造能够跨越江河、海湾和山谷的安全、经济且轻盈美观的大跨度桥梁。钢管混凝土具有高强度、轻质量及施工方便的特点，能够满足桥梁结构所需的用料省、施工简便、承载力大等要求。早期钢管混凝土结构多用于桥梁工程的基础工程中，随着对钢管混凝土构件工作性能的研究以及计算机技术的不断发展，从八十年代开始钢管混凝土开始应用于拱桥结构。
（3）钢管混凝土结构在公共建筑中的应用
在首钢陶楼展览馆，全部柱子采用了钢管混凝土柱。北京地铁车站站台中广泛采用了钢管混凝土柱，不仅充分发挥了其优良的受力性能，也获得美好的景观，缩短了工期。江西省体育馆的屋盖由跨度为88m 的拱悬挂，拱采用箱形截面，分别用四根钢管置于箱形截面的四角，用角钢做腹杆组成了箱形截面拱。四角钢管中浇筑混凝土，以此箱形拱为依托，挂上模板，浇灌混凝土以形成钢筋混凝土箱形截面拱。这样充分体现了前述钢管可作为施工时承重骨架的优越性，解决了如此高大拱体现场浇筑混凝土的困难。这一结构，实际上是钢管混凝土与空腹桁架的型钢混凝土结构的巧妙结合与发展[4]。
5 结语
综上所述，与钢筋混凝土结构和钢结构相比，钢管混凝土结构是一种相对年轻的结构形式。但它突出的优点更适合我国的国情，钢管混凝土能够适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被越来越广泛地应用于工业厂房、高层和超高层建筑、拱桥和地下结构中，并已取得良好的经济效益和建筑效果，是结构工程科学的一个重要发展方向。随着其理论研究的深入和完善、施工工艺的提高和高性能材料的应用，钢管混凝土也将继续广泛地用于各种建筑结构中 [5]。
参考文献：
[1] 陈卓 段小雨《钢管混凝土的特点与发展》重庆建筑[J] 2005.1 62-65
[2]李俊峰《浅谈钢管混凝土结构的应用与优缺点》包钢科技 2001,27(3):92-95
[3]郑敏 《浅谈钢管混凝土结构的应用及发展》《国外建材科技》2005年第26卷第5期 40-41
关键词：民用建筑；钢管混凝土；节点
1 钢管混凝土结构的特点
1.1 构件承载力高。当钢管混凝土构件的轴心受到外来压力时，则导致了钢管与核心混凝土受到三向应力的影响，仅仅导致其性能发生质变。然而，在钢管的紧箍作用力下，其抗压性能大为提升进而使得核心混凝土不至于在短时间内发生开裂现象，而且将原本的脆性材料转化为塑性材料。此外，钢管薄壁的稳定性受到其承载力的影响，致使屈服强度在实际中得到了利用，但是在钢管混凝土中，钢管内部浇筑了混凝土则大为提升钢管薄壁的稳定性，进而使屈服强度得以广泛利用。根据相关研究得知，钢管混凝土轴压柱所能受到的荷载力较大，是同等面积混凝土所能承受荷载力的1.7倍。因此，在民用建筑中可以将刚才与混凝土进行优化组合，以提升两种材料的综合性能。
1.2 施工简便，可大大缩短工期。钢管混凝土柱可分为组合柱与单管柱，两者与传统的钢柱相比具有部件少、结构简易、焊接缝隙少等特征，而且在施工过程中可直接插入预留的杯口中而无需进行复杂的柱脚构造设计。同时，因钢管的厚度比传统钢柱要薄，大为降低了焊接的难度与成本。对于多层民用钢管混凝土建筑来说，其构件无需如钢筋混凝土一般在施工现场进行浇筑，可直接在企业进行定制进而运到施工现场进行组装即可，而且钢管的重量较轻便于运输和吊装，无需过多的施工流程，整体工作量相比钢筋混凝土更少，成本也相应较低。
1.3 耐火性能好。一旦建筑发生火灾，随着火灾时间的延续必然会导致建筑失火现场的温度急剧升高，进而导致外部钢管的性能下降，承载力不断下降而核心混凝土的导热性能较低，致使其承载力抵抗温度的时间较长。此外，核心混凝土在外部钢管的套箍作用下，即使在火灾中依旧能够承担一定的荷载。根据对已有火灾事故的考察，立柱承担的荷载达到了70%，避免了在火灾发生后建筑物较快倒塌，为救灾工作赢取了时间。
1.4 具有良好的塑性和韧性。对于单纯受压的钢筋混凝土而言，属于脆性破坏但核心混凝土因受到钢管的保护在使用过程中不仅能够提升其弹性而且在受到外力侵害导致破坏的情况下能够形成塑性变化。根据相关研究可知，核心混凝土柱在外力破坏的情况下能够缩减到原来的三分之二的长度，而无脆性破坏的特征。该性能表明了采用钢筋混凝土结构的建筑抗震性能较强，提升了建筑的稳固性，可避免因部分钢管受到破坏而导致整体结构的失衡。
1.5 建筑布局灵活。在建筑工程中使用钢筋混凝土结构已经是常见的建筑结构形式，该结构不仅符合建筑施工中的灵活布局的需求而且提升建筑自身的抗震能力以及力学性能。此外，采用该结构亦能够提升建筑自身的档次。
2 民用建筑钢管混凝土结构的节点分析
2.1 钢管混凝土柱与基础的连接节点。钢管混凝土柱与基础之间的连接方式分为端承式柱脚与埋入式柱脚，后者指的是将钢管混凝土直接插入到基础的预制杯口中，随后加以混凝土的浇筑。但是，由于钢管外壁与混凝土杯口之间的摩擦力较小，需要在插入杯口内的钢管外壁焊一些抗剪栓钉。笔者认为，仅设置栓钉不足以抵抗柱子对基础的冲切力，至少应设置抗剪钢板 。
2.2 钢管混凝土柱与框架梁的连接节点。框架梁不论是采用哪种形式，通常情况下都会通过上下加强环板的方式与钢管混凝土进行连接，通过使加强环板与混凝土梁的上下纵筋进行连接或者与钢梁的上下翼缘之间进行连接，以保障稳定性避免柱皮发生撕裂现象。对于地震多发的确，应重点加强环板的使用以提升抗震性能。然而，如果使用上下加强环板的话，即使是遵循了施工要求但却会导致一定的使用不便。例如，对于楼梯间而言，会有四分之一的圆环不能被包裹住而暴露在外，不仅影响到美观更影响到使用。根据施工经验，对于们应建筑的钢管混凝土的节点设计不能一味的遵循相关标准而要综合利用各类方式。对于一般的节点设计，仍然可以采用上下加强环板节点，而在建筑物的边角或开洞之处应做特殊设计。以钢筋混凝土梁为例：在梁上皮，可以将负弯矩筋穿过钢管混凝土柱，并在开孔处焊补强竖板；在梁下皮，可于钢管混凝土柱侧焊一圈加厚钢板，并加焊倒牛腿以确保梁侧与加劲肋之间保持平整，以进一步提升其稳定性而且又不会影响到正题的美观性。同时，根据施工经验对于该类节点的设计可以采用宽扁梁的形式，以避免对钢管造成过多的破坏。此外，还可以在混凝土柱的上下侧翼加设厚环板并将其与钢梁之间进行焊接。
2.3 钢管混凝土柱与夹层梁的连接。夹层梁大都属于单跨性质的，在具体施工不适宜采用加强环板的方法，但可以通过安装简支梁的方式进行解决：也即在钢管混凝上柱侧而设置倒牛腿，梁纵筋焊在牛腿上此处注意梁的支承长度及钢筋的焊接长度均应满足规范要求，梁高≤500mm时，支承长度为150mm；梁高≥500mm是，支承长度为200mm。
2.4 钢管混凝土柱与悬臂梁的连接。采用悬臂梁在整个钢管混凝土施工中不仅难度大而且对于技术的要求更高，根据规程中所列的几大方法，根据笔者自身的施工经验采用加长段的环板进行施工更为适宜。同时，为便于施工以及保障施工质量，可将加强环板的厚度适当增加一点并延长环板的外延长度，使之与挑梁的高度保持一致，即可解决掉环板与钢筋的连接难题。
2.5 钢管混凝土柱柱顶封头板节点。钢管混凝上柱受力特点是靠钢管壁约束混凝上，使承载力大大提高，在钢管混凝上柱的顶部也不可草率处理。混凝上浇筑完毕后，上表面一般应该略低于钢管顶部待混凝土凝固收缩完成后再其上补填高一级标号的水泥砂浆，要注意砂浆的高度应高于钢管并采用封顶板将砂浆压实，然后根据预定的设计方案进行补焊。
2.6 关于钢管混凝土柱径厚比的问题。一般而言，钢管的外径与钢管的壁厚之间的比值d/t应控制在20～85之间，而套箍指标则控制在0.1～3之间。设定此比值的目的在于避免空钢管在外力的作用导致局部乃至整理发生失衡现象。如果在具体施工环节，采用的是多层钢管的话，则应先预先计算好钢管的承载力以推测其稳定性进而在进行浇筑混凝土，以保障施工的安全。同时，并控制径厚比以满足规程的要求：如果采用吊装一一层钢管就浇灌混凝上的施工工艺则可不必考虑径厚比的全套箍指标是为了防止钢管混凝上柱脆性破坏和塑性变形过大而控制的，应该予以遵守。此外，由于施工过程中需要再钢管焊接厚度较厚的零件，因此钢管壁不能过薄，否则影响焊接，致使焊接后的材料达不到施工的要求。
参考文献
关键词：钢管混凝土 研究进展 应用 发展期望
中图分类号：TU39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00
1引言
钢管混凝土结构是一种新型组合结构，按照钢管的形状类型可以分为圆钢管混凝土、方钢管混凝土和矩形钢管混凝土等。钢管混凝土结构是将混凝土填充在薄壁钢管内部而形成，是通过螺旋配筋的混凝土结构的基础上演变而来。混凝土材料和钢材的充分组合可以有效地发挥钢材的抗拉性能和混凝土抗压性能各自优点，弥补两种材料各自的缺点。钢管混凝土结构的承载能力比钢筋混凝土结构有较大的提高，而且钢管混凝土结构中填充在钢管内部的混凝土处于三向的受压状态，可以使钢管混凝土结构具有较好的延性和抗震性能。除此之外，钢管混凝土结构还具有施工简便工期短以及美好的造型和显著的经济效果[1，2]。
2钢管混凝土结构国内外研究进展
钢管混凝土结构在建筑施工方面的应用研究已经有近百年的历史，1879年英国在铁路桥的施工中采用钢管混凝土桥墩技术是在世界范围内较早使用钢管混凝土结构的工程之一，为了防止钢管内部的锈蚀，施工过程中采用了在钢管内部灌入混凝土的措施。随后，众多国家的学者对钢管混凝土构件进行了理论分析和试验来研究其力学性能和工作机理，并且取得一系列重要成果[3]，国外一些国家对钢管混凝土结构的研究主要内容为方形钢管混凝土结构、圆柱形钢管混凝土结构和矩形钢管混凝土结构，填充在钢管内部的混凝土一般为素混凝土，或者在填充在钢管内部的混凝土中配置一些钢筋或型钢。钢管混凝土结构国外的设计规程主要有EC4（1996）、DIN 18800（1997）、SSLC（1979）和LRFD（1999）和AIJ（1980，1997）。除此之外，加拿大和澳大利亚等国学者又深入研究了薄壁钢管混凝土结构，并正在编制设计规程。最近几年中，美国、日本和澳大利亚等国的研究人员开始用高强的混凝土填充在钢管内部形成的钢管高强混凝土构件，对其各项工作性能进行深入的研究，并加以推广应用。
中国科学院哈尔滨土木建筑研究所是我国最早着手进行钢管混凝土结构基本理论研究的单位之一。我国的研究人员近几十年对钢管混凝土结构也开展了一系列的理论和试验研究，研究了钢管混凝土构件的设计方法和计算公式，并在圆钢管混凝土柱的研究中取得显著地成果，逐步建立了三个理论体系，《三向应力混凝土》、《钢管混凝土结构的计算与应用》和《钢管混凝土结构》这三本著作当中。钢管混凝土结构设计规程JCJ 01―89，CECS 28：90，DL 5085/T―1999和GJB 4142―2000[3-5]已经先后颁布，并且已经广泛的应用在电力规范以及国家军用标准之中。
国内外各个国家的设计规程虽然各自不同，但都有着丰富的理论基础，各个国家关于钢管混凝土的最新研究技术成果也在规程上展现出来，引导着钢管混凝土结构在国际范围内的研究和发展。
3 钢管混凝土结构的应用
随着科学技术的不断提高，试验研究和理论分析的不断加强深入，各种钢管混凝土结构在桥梁、地铁车站和工业厂房以等建筑物中的应用越来越广泛。近些年来在高层民用建筑中也不断的出现了钢管混凝土的结构，并取得了显著的经济效益。
JOHN LALLY于1897年在美国申请了专利，提出在房屋建筑的承重柱中开始应用钢管混凝土结构。法国巴黎的某个郊区于1930年建造了一座跨度为9米桥，采用了上承式钢管混凝土结构。1961年比利时人在建造船坞时采用的桁架和压杆也应用了钢管混凝土构件。法国巴黎采用了钢管混凝土柱建成的第一座摩天框架大楼。前苏联发现钢管混凝土结构的众多优点，将钢管混凝土结构使用在一些吊车栈桥中。1998年，在日本建成的94823平方米赛车场，地上的一到八层均采用了钢管混凝土柱的结构与钢梁相结合，使钢管混凝土的优点得到充分发挥，不仅外形美观而且取得显著的经济效果。
我国对于钢管混凝土结构技术的研究利用已经有50多年的历史，对钢管混凝土结构的研究我国从1959年开始，于1963年将钢管混凝土结构柱成功地应用在北京地铁车站工程中。北京许多地铁站的站台柱均采用了钢管混凝土结构作为支撑结构。而且在1986年将钢管混凝土结构应用到了葛洲坝水电站的繁昌变电所当中。从1990年到1998年期间，已建和在建的桥梁已经达到60多座，其中的30座跨度达到了100米，发展及其迅速。 许多著名的大桥的桥梁均采用了钢管混凝土结构，如四川的旺苍东河大桥、山东济南东站钢管混凝土拱桥、福建闽清石潭溪大桥、南海三山西桥、年万县长江大桥等。
近年来在多、高层和超高层民用住宅建筑中也开始采用了钢管混凝土柱结构体系，而且采用钢管混凝土结构建筑物的造价相比钢筋混凝土结构体系明显降低。90年建成的高度为63米福建省泉州邮电中心局大厦，采用了圆钢管混凝土结构作为在地下一层到地上二层的八根柱子。钢管混凝土结构技术现在已经广泛的应用在了福建的南安邮电局大楼、天津今晚报大厦、广东深圳赛格广场大厦、香港中心大厦等建筑物中。
4 存在的问题
钢管混凝土结构在国内外的研究与应用取得了巨大的成果，然而怎样更好的对这个领域的研究更加深化，推广钢管混凝土结构在实际土木工程中的应用，还存在一些问题，
1）对钢管混凝土节点连接问题的研究相对较少，节点的形式不统一，钢管混凝土节点连接问题直接关系到建筑结构的安全性以及工程的造价等方面，对钢管混凝土结构的应用发展在一定程度上有所限制。
2）钢管混凝土防火设计理论方面的实验和理论研究相对缺少，现在对钢管混凝土结构采用的防火措施采用外包混凝土或者涂防火材料，没有统一的科学依据。
3）目前对钢管混凝土结构的抗震方面研究不足，主要是对单一钢管混凝土构件进行了一些抗震的研究，而缺乏对钢管混凝土结构的整体抗震研究。
4）对钢管混凝土结构进行的研究没有对钢管普通混凝土结构、钢管高强混凝土以和钢管超高强混凝土三种类型分类的区别对待，没有充分区别各自的耐疲劳性能和抗震性能需等特点，不利于工程的应用。
5结论
对于钢筋混凝土结构而言，钢管混凝土结构是一种新型的组合结构，对其的科学研究不断的迅速发展，因钢管混凝土具有的各种优点被广泛应用在土木工程结构当中，是今后在建筑结构工程科学的一个重要发展方向。钢管混凝土结构受力性能合理，施工工艺简便，为土木工程建筑中增添了许多精品工程。由于还存在一些问题，因此还有必要对钢管混凝土的性能进行更深入更系统的研究，为人类生活做出了积极的贡献。
参考文献：
[1] 张颖.钢管混凝土在土木工程中的应用[J].建材技术与应用，2012，6：35-38.
[2] 刘力方.钢管混凝土结构研究现状及发展趋势[J].科技创新与应用，2012，37（5）：100-108.
关键词：钢管混凝土柱；设计规范；实例探讨
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
1钢管混凝土柱的特点
钢管混凝土柱是钢管和混凝土的组合结构,其特点如下。
1.1既发挥了钢材的弹塑性能好、抗拉压强度高,又发挥了混凝土抗压性能好的特性。钢管在承压时由于管壁薄容易失稳,当钢管内灌满混凝土后,可以有效地防止钢管失稳,从而可以提高钢管的承载力。同时在轴力作用下由于钢管的套箍作用,又大大提高了混凝土的抗压强度,提高了混凝土延性,改善了结构的抗震性能,同时也降低了造价。
1.2钢管混凝土柱和钢柱相比,可节约钢材50%左右,降低造价是显而易见的。
1.3钢管混凝土结构施工简单,它与钢柱相比,零件少、焊接工作量少;与混凝土结构相比,不用对柱子支模板,从而降低了支模板的费用,减少工作量,大大加快了施工速度。
1.4钢管混凝土柱耐火性能比钢柱好,但比钢筋混凝土柱差。用钢管混凝土柱可节约价格昂贵的防火涂料,同时内部混凝土的填充减少了钢柱的防腐处理面积,节约了防腐涂料,降低了厂房造价。
2钢管混凝土的相关设计规范
目前国际上主要采用的设计规范有美国的AISC-LRFD(1999年)、英国BS5400(1979年)、欧洲规范EC4(1994年)、日本AJJ(1997年)等。我国到目前为止颁布的有关设计规程主要有:
2.1国家建筑材料工业局标准JCJ 01-89钢管混凝土结构设计与施工规程;
2.2中国工程建设标准化协会标准CECS 28∶90钢管混凝土结构设计与施工规程;
2.3国家电力行业标准DL/T 5080-1999钢—混凝土组合结构设计规程;
2.4中国工程建设标准化协会标准CECS159∶2004矩形钢管混凝土结构技术规程。其中CECS 28∶90,CECS 159∶2004是推荐性行业标准。另外,福建、上海、天津等地也相继颁布了针对或包含钢管混凝土结构设计的地方标准。
3以具体工程为例介绍钢管混凝土柱的作用
在工业厂房结构设计中，钢管混凝土柱主要应用于下柱，下面以一个具体工程为例对此进行介绍。邯钢设备制造有限公司新建铸铁车间为单层工业厂房，建筑面积 8448m2，共三跨，每跨有 2台 Q=32/5t 桥式吊车，工作级别为 A5 级，轨顶标高 10.020m。北京中冶设备研究设计总院有限公司建筑院设计，厂房采用钢结构，上柱为实腹 H 形，下柱为双肢钢管混凝土柱，腹杆为 Φ140X5 钢管（不灌注混凝土），屋面采用梯形钢屋架，H 型钢檩条，压型钢板屋面板；吊车梁为实腹工字型断面钢吊车梁；墙面板为压型钢板，卷边 C 型钢墙梁，墙皮柱间距6m。该工程在柱子系统和屋面系统节约大量钢材，本文着重介绍柱子系统，除去上柱及肩梁与一般钢结构柱子计算方法一样不做比较外，下柱采用钢管混凝土结构比普通钢结构节约钢材 50%左右。
计算荷载取值：
①屋面荷载：活荷载 0.5 考虑积灰荷载 0.3
②风荷载： 0.45
③地震烈度：7·（0.15g）
计算软件采用中国建筑科学研究院的 PKPM-STS 软件，用框排架模块计算。基本模型为排架平面内柱脚与基础刚接，上柱与屋架铰接；排架平面外柱脚与基础按铰接计算，靠柱间支撑保证平面外稳定。下柱支撑为双片交叉支撑，采用H250X125X6X9轧制H型钢分别与两个柱肢相连。下面仅对边列柱计算结果进行比较。
经计算当采用钢管混凝土结构时柱子断面见 图1。
图1
下柱为Φ355X6 钢管，腹杆为Φ140X5。钢管中采用泵送顶升浇灌法浇注C40混凝土；上柱采用H600X350X12X16焊接H型钢；上下柱均为Q235B 钢。钢柱的稳定应力比为 0.8，平面外计算长细比为 75，钢管外径与壁厚比值 d/t=59，均满足《钢管混凝土结构设计与施工规程》3.1.5 条的要求。整个下柱用钢量 （不含肩梁）为1363kg。
在相同条件下下柱采用 H 型钢格构式双肢柱断面，经计算，断面为双H 型钢 H500X250X8X12，腹杆为双角钢 L100X8。上柱同样为 H600X350X12X16 焊接 H 型钢；上下柱均为 Q235B 钢。应力比为 0.85，长细比为 120。整个下柱用钢量（不含肩梁）为 1998kg。经比较每根柱子钢管混凝土结构比纯钢结构柱子可以节省钢材635kg，效果非常显著。同时腹杆采用钢管结构比采用双角钢结构减少了大量的焊接工作量。
4满足适合采用钢管混凝土结构的条件
4.1 轨顶标高不宜太高，因为钢管混凝土结构格构式柱子对于柱子的长细比要求较高，《钢管混凝土结构设计与施工规程》表3.1.5 规定格构式柱子长细比限值为 80，所以如下柱过高，则由于长细比的限制而导致钢管直径过大，使钢管混凝土的强度不能充分利用。
4.2 钢管混凝土柱子受压强度很高，但是受拉和受弯强度相对较差所以格构式柱子在除节点之外的部位不宜连接使柱子承受水平力的构件。
5采用钢管混凝土柱子时的注意事项
5.1 因为钢管混凝土结构一般管径较小，推荐采用泵送顶升浇灌法浇注混凝土以保证混凝土浇灌质量。应注意尽量采用骨料较小的混凝土，当采用泵送顶升浇灌法时一般为0.5~3cm，水灰比不大于 0.45，塌落度不应小于 15cm，当有穿心部件时，粗骨料粒径宜减小为 0.5~2cm。为满足塌落度的要求，应掺适量减水剂。为减少收缩量，也可掺入适量的混凝土微膨胀剂。
5.2柱肢和腹杆焊接时应避免使焊缝重合或交叉。
6需要完善的问题
6.1我国尚未制定有关钢管混凝土结构防火设计方面的规定,在某种程度上制约了该类结构的推广应用。对于已经建成的钢管混凝土结构,有的采用钢筋混凝土结构的要求外包混凝土,有的按照钢结构的要求涂防火材料(可能偏于保守造成浪费),缺乏科学性和统一性。因此,在理论研究和工程实践的基础上,应尽快编制适合我国国情的钢管混凝土结构防火规范。
6.2具有优越的抗震性能是钢管混凝土的重要特点,为合理而安全地在地震区推广这类结构,必须深入进行动力性能研究。但目前国内外对钢管混凝土的动力性能研究基本上只限于试验研究,尚没有提供可供规范使用的计算理论和设计公式;而且对钢管混凝土徐变和疲劳性能的研究大多还处在以试验研究为主,尚缺乏合理的设计方法上。
6.3实际使用的钢管往往由钢板焊接而成,焊接残余应力对钢管混凝土构件性能的影响较大,当管壁较薄时更为突出,且在施工中,内填混凝土浇筑前钢管也有相当的初应力。因此关于残余应力和初应力对结构性能的影响,仍需要深入和系统的研究。
结束语：
工程实践表明，钢管混凝土与钢结构相比，在保持自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材50%，同时焊接工作量可大幅减小。因为钢管混凝土结构采用圆形钢管，外观新颖，造型美观大方。随着钢管混凝土设计与施工水平的不断提高，必将得到更大的推广。
参考文献：
[1]《钢结构设计规范》GB50017-2003.
[2]《钢管混凝土结构设计与施工规程》.
关键词：钢管混凝土结构；结构工程；应用
1 钢管混凝土结构的特点
1)良好的承载力。在钢管中填充混凝土，随着受压荷载的增大，钢管由弹性工作状态进入塑性工作状态。由于受压钢管混凝土构件中的核心混凝土处于三向受压应力状态，混凝土的抗压强度和变形能力显著增强，因而受压构件的承载力得到大大提高。
2)良好的塑性和韧性。混凝土破坏通常表现为脆性特征。当受压钢管混凝土构件中的核心混凝土处于三向受压状态时，材料呈现塑性性状。钢管混凝土破坏时形成显著的鼓曲状态，具有良好的耗能能力和延性，表现出较好的韧性。
3)良好的耐火性能。钢管内混凝土相对钢材具有较大的热容量，能吸收大量的热量。在遭受火灾时，外部钢管虽然升温较快，但内部混凝土升温滞后，仍具有一定的承载力，因而增加了钢管的耐火时间，相对传统钢结构可以大量节约防火涂料。试验研究表明：达到一级耐火3h要求的钢管混凝土柱和钢柱相比可节约防火涂料1／2~2／3甚至更多，随着钢管直径的增大，节约涂料也增多。
4)良好的抗震性能。钢管和混凝土之间的相互作用使内填混凝土的破坏由脆性变为塑性，构件的延性明显改善，耗能能力显著提高。在压弯反复荷载作用下，钢管混凝土结构的吸能性能好，基本无刚度退化和强度衰减现象，与不发生局部失稳的钢构件基本相同。且无局部屈曲发生。与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的自重大幅度减小，地震作用引起的地震反应也将减小。
5)施工简便。钢管本身为耐侧压的模板，因而浇灌混凝土时可省去支模、拆模等工序和模板，并可适应先进的泵灌混凝土工艺。同时钢管在施工阶段可起劲性钢骨架作用，其焊接工作量远比一般型钢骨架少，从而可以简化施工安装工艺、节省脚手架、缩短工期、减少施工用地。
6)经济效果显著。钢管混凝土结构可充分发挥两种材料各自的优势，不仅承载力高，而且与钢结构相比，采用钢管混凝土柱可节约钢材50％左右，造价也可以降低。与钢筋混凝土柱相比可节约混凝土50％以上，减轻结构自重50％以上，其耗钢量和造价略为偏高或基本持平。如前苏联的Hccrb河铁路桥与钢拱桥相比节约钢材52％，降低造价20％。
2 钢管混凝土结构的研究情况
钢管混凝土结构虽然早在100多年前就出现了，但对其力学性能较为系统的研究及大范围推广应用则开始于20世纪60年代。20世纪60年代~70年代，前苏联罗斯诺夫斯基等对钢管混凝土短柱的极限承载力进行了深入的研究工作。1969年英国的聂基等研究了钢管内的混凝土三向受压时强度提高的计算方法。60年代～70年代，美国学者针对钢管混凝土组合柱进行了系统试验，取得了很多成果并在工程中应用。目前国内外针对钢管混凝土结构的研究主要集中于以下几个方面：
1)钢管混凝土的基本理论研究。组成钢管混凝土的钢管和混凝土在受力过程中的相互作用是形成钢管混凝土具有一系列优越力学性能的关键。这方面国内外学者开展了相应的研究并取得了相应的成果，如钟善桐教授提出的“钢管混凝土统一理论”等。
2)钢管混凝土的静力性能研究。近几十年来。国内外对钢管混凝土构件在静力作用下的力学性能进行了大量的试验研究和理论分析，建立了基于统一理论的钢管混凝土轴压构件、弯曲构件、偏压构件等的设计方法和计算公式，并且在圆钢管、方钢管和矩形钢管混凝土构件等方面都取得了相应的成果。
3)钢管混凝土的抗火研究。钢管混凝土结构的抗火性能研究趋势：考虑结构整体空间作用，以整体结构在火灾下的承载力极限状态取代目前的以单根构件的承载力极限状态进行更为合理的抗火设计；考虑实际火灾燃烧模式，并把结构在火灾下的反应和火灾后降温过程作为连续的过程加以研究，对不同的火灾模式、不同的荷载路径和不同的温度史及温度―应力史加以研究，综合考虑结构对荷载和温度共同作用下的反应，对结构的内力和变形性能进行全过程分析。建立更为合理、经济的抗火设计方法。
4)钢管混凝土柱的抗震性能研究。国内外学者对钢管混凝土的抗震性能进行了大量的试验研究。但目前对钢管混凝土结构抗震性能的研究主要还是集中在基本构件方面，而对于钢管混凝土整体结构的抗震性能的研究还比较少。这方面的研究还亟待开展，以提供合理的抗震设计参数，便于工程应用。
3 钢管混凝土结构的工程应用
从20世纪60年代中期钢管混凝土结构引入我国，这种结构形式已在我国得到了迅速发展和大量应用。1966年钢管混凝土结构被应用于北京地铁车站工程；70年代又在单层工业厂房、重型构架等工程中得到了成功的应用。80年代中期以来，随着泵送混凝土工艺和高性能混凝土技术的发展，钢管混凝土结构在高层建筑、桥梁及地下工程等领域得到了广泛应用。
地铁车站是我国最早采用钢管混凝土结构的工程项目。采用钢管混凝土主要是利用其承载力高的特点，以减小柱子的截面尺寸。有效地利用空间。在拱桥结构中，钢管混凝土构件主要用来承受轴向压力。此外钢管可以作为桥梁安装架设阶段的劲性骨架和灌注混凝土的模板。
关键词：型钢混凝土；结构构件；型钢制作；节点构造
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
引言：
目前随着建筑数量不断增多，建筑造型日益趋向多样化，人们建筑结构设计的要求越来越高。型钢混凝土框架+剪力墙结构由于其承载能力高、刚度大、增加结构空间净空高度及抗震性能好等优点。所以广泛应用于高层建筑以及超高层建筑。型钢混凝土组合结构能充分发挥钢和混凝土结构的各自优势，是一种经济、有效的结构体系，值得大家去推广与应用。本文以某工程结构设计为例，主要就型钢混凝土结构设计要点及注意问题进行了探讨与研究。
一、型钢混凝土结构构件的特点
1.1 型钢混凝土构件
（1)型钢混凝土梁。型钢混凝土梁截面见图1a，其中型钢骨架一般采用实腹轧制工字钢或由钢板拼焊成工字形截面。对于大跨度梁，其型钢骨架多采用华伦式钢桁架(如图1b)。
图1 型钢混凝土梁
（2) 型钢混凝土柱。目前工程中常用的型钢混凝土柱，柱内埋设的型钢芯柱有以下几种类型：a.轧制H 型钢或由钢板拼焊成的H 形截面；b.由一个H 型钢和两个剖分T型钢拼焊成的带翼缘十字形截面；c.方钢管；d.圆钢管；e.由一个工字型钢或窄翼缘H型钢及一个剖分T 型钢拼焊成的带翼缘T形截面。
（3) 型钢混凝土剪力墙和筒体。型钢混凝土剪力墙通常是在墙的两端、纵横墙交接处、 洞口两侧以及沿实体墙长度方向每隔不大于6m处设置型钢暗柱或在端柱内设置型钢芯柱。
1.2 结构性能
（1)与钢筋混凝土构件相比较，具有以下特点：整体工作。型钢骨架与外包钢筋混凝土形成整体，共同受力；承载力相同情况下，较钢筋混凝土柱构件截面面积可以减小1/2；构件延性好。
（2) 与钢结构相比较，具有以下特点：节约钢材；防火及防锈性能好；可以兼做模板支架。
二、型钢混凝土结构设计实例分析
2.1项目概况
某综合楼项目，一共有2幢写字楼和2幢公寓楼，高度分别为130m和140m，占地面积18580㎡，总建筑面积约9万m2。其中，办公楼地下3层，地上26层，采用筒中筒结构体系，地下及地上3层外框筒柱采用钢骨混凝土。公寓楼地下3层，地上28层，采用剪力墙结构体系。
2.2 结构选型及计算分析
2.2.1 结构选型
由于建筑物地上三部分刚度差异较大，难以作为整体结构设计，因此把地上作为4 栋不同的建筑物分别设计。大底盘地下室按多塔结构计算，以考虑上部建筑物对其影响。
写字楼系乙类建筑，设计耐久年限100年，故抗震措施按 9度设防，设计地震作用放大系数取1.2。层高3.8m，标准层层高3.2m。该楼使用荷载较大，使用荷载若采用普通钢筋混凝土结构将导致非常大的梁柱断面，严重影响建筑使用空间，以致不能满足后期使用要求。
本项目原先采用纯钢筋混凝土结构，采用宽扁梁来解决外柱至核心筒的距离较大的问题，梁高控制在800，经过 STAWE 计算，梁宽需要800 以上，梁配筋：支座不小于14Ф25，跨中要大于或等于 10Ф25 。同时，为满足《高层建筑混凝土结构技术规程》有关轴压比的要求，框架柱截面首层以下轴Ζ柱需要1200×1600，轴C柱需要1000×1600；层4以上，外框柱需要800×1000。因此，如果采取纯钢筋混凝土结构，又给建筑带来了新的问题：1）由于框架梁过宽，使得层 5～9 公寓楼内卫生间很难布置，直接影响了建筑的使用功能；2）由于柱截面过大，使地下车库的停车位减少，实际使用面积也相应减少。同时，在一般情况下，为使宽扁梁端部在柱外的纵向钢筋有足够的锚固，均要求其能双向布置，显然有些不妥。如果采用钢结构，必定在耐火性能及刚度上都稍差，经多次方案比较，最终采用了型钢混凝土框架+剪力墙结构体系，即在梁、柱、剪力墙边缘构件及连梁内均设型钢的混凝土结构体系。经过计算，所有的梁截面高均控制在800内，其挠度和裂缝均满足规范要求。
2.2.2 计算分析
本工程分别采用ETABS 和SATWE软件对该工程进行了整体计算，计算参数设置如下所示：抗地震烈度确定为7度，Ⅱ类场地土，水平地震影响系数最大值多遇地震为0.08，罕遇地震为0.50。周期折减系数为0.19；结构阻尼比为 4.0%；框架及筒体抗震等级均为二级。
依据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010，对该工程设计还进行了弹性时程分析计算。所采用的地震波为该场地土的人工合成波、兰州波Lan2-2 和 Taft-2 波。时程分析所用地震加速度时程曲线最大值为 350cm/s，结构阻尼比取5%。计算结果对比如表1。
通过上述计算发现：1）结构以扭转为主的第一自振周期 T 与以平动为主的 x 向和 y 向第一自振周期 Tx，Ty，之比分别为 0.69 和 0.73 ，均小于 0.90 ，满足《高规》有关要求；2）振型曲线光滑连续，符合规律；3）底部总剪力合理，地震剪力系数满足抗震规范要求；4）最大的层间位移和顶点位移与层高之比均小于1/800，也满足规范要求，说明结构布置合理，没有总刚度突变；5）时程分析结果表明，每条波计算所得结构底部剪力均大于振型分解反应谱计算结果的65 %，三波计算所得结构底部剪力的平均值均大于振型分解反应谱计算结果的80%，满足规范有关要求。
2.3 特殊构件及局部节点构造要点
为满足建筑功能和造型的要求，确保结构的安全，设计过程中，对一些特殊构件及局部节点进行了特殊的处理，现介绍其中几个有代表性的构件或节点。
2.3.1轴柱的错位处理
根据地下室车道入口宽度的要求，在层2以下错至轴A交轴B，上下柱中心的偏差为950mm。柱的错位使该柱在层2楼板标高处产生较大的附加弯矩和剪力。为此，一方面采取了类似牛腿的做法，将上部柱的轴力通过牛腿传至下层柱，而不使其变为剪力，另一方面加强轴B方向的框架梁的刚度和配筋，使框架梁分担一部分柱的附加弯矩。
2.3.2 转换桁架的设计
本工程层3、4 高度范围内布置了转换桁架，其目的是在8m 柱距间支承上部所需增加的外柱，使其结构布置均匀对称。同时，也满足了建筑在上述两部位设置通道的要求。为使新增柱上的竖向荷载能够通过桁架有效地传至两边柱上，该转换桁架也采用了型钢混凝土结构转换桁架设计的难点在于桁架节点的设计。在桁架节点上，不仅有来自桁架上、下弦及腹杆的型钢及钢筋，还有垂直于桁架方向的梁及上层新增加柱的型钢及钢筋，为使这些相互交错的型钢及钢筋能够有条理地布置，设计时一方面在节点处加宽了桁架上弦的翼缘板宽度，以便上层新增柱的连接和安装，另一方面，平面上将节点设计成菱形，同时加大节点高度，以方便钢筋的穿越。
2.3.3 建筑外柱内收处理
由于建筑立面要求，轴C柱在层9、层22、层24处均内收1.5m，轴C也在上述楼层向筒体内收1.35m，使得外框架柱也随之变位，为减少因柱内收而产生的附加弯矩及整体刚度变化对建筑的影响，采取了特殊的构造措施。通过斜柱将上部荷载传至下柱，这样传力途径清晰简洁；同时，相关层的框架梁分担了一部分外向水平力，平衡了部分附加弯矩，使受力更合理。另外，对斜柱的周边环梁进行加强，增强了对外框柱的约束。
根据施工及验收情况表明，上述各节点的处理不仅使结构受力合理，施工方便，同时，还确保了梁、柱内各型钢及钢筋相互交错处混凝土的浇筑质量。
三、结语
型钢混凝土结构是一种新的结构模式，在非地震区和抗震设防区高层建筑中得到广泛应用。在满足建筑使用功能的前提下，合理选择型钢混凝土结构形式，可以达到经济合理的效果，如型钢混凝土构件的承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力一倍以上，从而可以减小构件的截面积，避免钢筋混凝土结构中的肥梁胖柱现象，增加建筑结构的使用面积和空间，减少建筑的造价，具有很好的应用推广价值。
参考文献
关键词：建筑 现浇钢筋混凝土 结构施工
1、模板工程
1.1基本要求
模板工程采用胶合板、钢模板、钢板等材料。安装应满足下列要求：模板的接缝不应漏浆；模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂，但不得采用影响结构性能或妨碍装修工程施工的隔离剂；浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净并浇水湿润，但模板内不应有积水；对清水混凝土工程应使用能达到设计效果的模板。固定在模板上的预埋件、预留孔洞和预埋钢管等不得遗漏，安装必须牢固、位置准确，其偏差应符合规定。应对照建筑、给排水、电气、暖通等专业的图纸进行留设，如结构图与其它专业图纸矛盾，应通知相关专业协调解决。拆模时间：侧模板以不损坏混凝土表面及棱角方可拆模，底模拆除时间按相应规定进行。
1.2模板及其支护系统安装质量要求
模板的安装必须准确掌握构件的几何尺寸，保证轴线位置的准确。模板应具有足够的强度、刚度及稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的重量、侧压力以及施工荷载，应进行强度、刚度、稳定性等计算。浇筑前应检查承重架及加固支撑扣件是否拧紧。模板的安装误差应严格控制在允许范围内，超过允许值必须校正。
1.3模板及其支护系统安装质量控制措施
所有结构支模前均应由专人进行配板设计和画出配板放样图并编号，余留量由缝模调整；模板就位时应严格按照配模图纸进行安装；模板及其支撑均应落在实处，不得有“虚”脚出现，安拆均设专人负责；墙、柱脚模板应加垫木和导模，防止混凝土漏浆造成烂根；当梁、板跨度4m时，其底模应按跨度的1～3‰起拱；安装墙、柱模板时需有保护措施。
2、钢筋工程
2.1基本要求
钢筋进场时，应按规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。如钢筋在施工现场加工制作，则钢筋加工的允许偏差应符合相关的规定；如由钢筋加工场制作，则应重点控制好配料单的编写及半成品到现场后的检验环节。钢筋安装时，钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
2.2钢筋接头位置及要求
梁底部钢筋接头应设在支座处，上部钢筋接头应设在跨中1/3范围内，且同一断面钢筋接头根数不得超过总根数的50%（焊接）或25%（绑扎搭接），接头位置应错开45d（d为钢筋直径）；墙、柱竖向钢筋接头应设在每层楼板面处，接头位置应错开50d；板底筋接头应设在支座处，负钢筋接头应设在跨中1/3范围内，其它短钢筋则按设计长度配料制作不设接头。
2.3施工缝处钢筋处理
现浇钢筋混凝土楼面一般不留施工缝，如遇天气、施工组织、水电供应或其他特殊情况不得不留施工缝时，断面处应增设施工插筋以增加施工缝处的抗剪能力，插筋数量和伸入缝两侧的长度由施工单位会同监理单位确定。
3、混凝土工程
3.1基本要求
混凝土采用商品混凝土泵送施工方法。混凝土原材料、配合比、外加剂应符合相应规范规定； 混凝土的强度等级必须符合设计要求；用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点按照要求随机抽取制作，并做好养护；混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间；同一施工段的混凝土应连续浇筑；分层浇筑时，上一层混凝土应在底层混凝土初凝之前浇筑完毕；施工缝、后浇带的位置及处理应按设计要求和施工技术方案处理；现浇结构混凝土浇筑完毕后应根据季节、时段及时采取覆盖保湿养护或其他有效的养护措施；混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或进行模板安装等作业。
3.2施工工艺流程
配合比计算原材料计算、外加剂配制坍落度测定混凝土运输试块制作泵送布料混凝土浇筑、振捣泵和输送管的清洗、拆除养护
3.3输送管道的敷设及混凝土的布料
泵送混凝土的垂直输送管道采用在楼层钢筋混凝土边梁上预埋铁件，然后用角铁焊接固定输送管；在楼面，输送管需搭支架及马道布置，不能直接放在楼面钢筋网上。混凝土浇筑方向与泵送方向相反。采用独立式混凝土布料杆，方法是：先将它安放在支撑稳固的待浇筑楼板的模板平面上，一端与泵送混凝土输送管道接通，另一端接软管，由人力推动作水平布料。
3.4混凝土的浇筑
每层结构混凝土分二次浇筑，第一次浇筑柱，第二次浇筑梁、板。混凝土自由倾落高度不应超2米，否则应用串筒、溜槽，以保证混凝土不致发生离析现象。柱浇筑高度大于3.0m的，在1.8～2.0m高处一侧或两侧模板开设门子板，混凝土从门子板处的斜槽或平台灌入柱模内，采用高频振捣棒从顶部插入振捣，按300-500mm厚分层浇筑。高度较大的梁也要分层浇筑。浇筑时应重点控制浇筑高度和振捣棒插入间距、深度、顺序。振动棒快插慢拔，插点布置均匀排列，逐点移动，顺序进行，不应遗漏，移动间距一般不30-40。浇筑混凝土时，应经常检查观察模板、钢筋、预留孔和埋件，发现问题及时纠正。泵送混凝土应根据浇筑速度配备足够的振捣机械和人员，应使料斗内持续保持一定量的混凝土（20cm厚以上），以免吸入空气造成混凝土逆流形成堵塞。泵送时应随时观察泵送效果，每2h换一次水洗槽，并检查泵缸的行程，发现有变化及时调整。
3.5大体积混凝土的施工
建筑地下室基础底板一般厚度达1～4m，面积也很大，采用强度等级较高的混凝土浇筑，属大体积混凝土的施工。因混凝土设计强度较高，单方水泥用量多，加上底板厚度大，水泥水化热在混凝土内部积聚不易散发，混凝土内部温度较一般构件的混凝土要高得多，存在较大的内外温差，因温度应力和温度变形产生裂缝的可能性十分大。同时内外约束条件的影响、外界气温的变化、混凝土的收缩变形均可能导致混凝土产生裂缝。为保证结构整体性，防止出现裂缝导致渗漏水，将凝土混凝土的内外温差控制在的25?C内、混凝土表面与环境温差控制在15?C内就是施工的要点。在大体积混凝土施工中可采取以下措施：
1）在保证混凝土满足设计强度的前提下，精心设计混凝土的配合比，严格合理选用砂、石级配，严格控制砂石的含泥量。
2）选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土。
3）在夏季施工时用降温法，用低温水或冰水拌制混凝土，对泵管或泵车进行必要的覆盖或降温，降低混凝土的入模温度，抵消部分水泥水化热和减缓混凝土内部的升温速度。
4）混凝土内可掺用适量的活性材料（粉煤灰等）以减少水泥用量，同时可加适量缓凝型外加剂，以延缓水化热释放时间，减少内外温差。
4、施工后的质量验收
4.1混凝土外观质量及尺寸偏差的检验
现浇混凝土结构拆模后，应根据设计文件《建筑工程施工质量验收统一标准》和《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求，对混凝土外观质量及尺寸偏差进行检查、记录。必须做好：外观检查项目：露筋、蜂窝、孔洞、夹渣、疏松、裂缝、连接部位、外形、外表等 。
4.2 混凝土结构实体检验
混凝土结构实体检验是在混凝土分项工程验收合格后，项目技术负责人要组织对涉及安全的柱、墙、梁、板等重要混凝土构件进行重新验证性检查。包括：
1）结构实体检验所用的同条件养护试压件的制作过程、制作地点、留置方式、留置数量是否符合规范要求。
2）结构实体钢筋保护厚度是否符合设计及规范要求。
3）检查并复核混凝土强度统计结果是否符合设计及规范要求。检验合格后，及时做好《混凝土子分部工程结构实体钢筋保护层厚度验收记录表》和《混凝土子分部工程结构试题混凝土强度验收记录 表 》。
综上所述，在对现浇钢筋混凝土的施工质量控制过程中要严格操作，严格把关，严格施工。只有这样，才能确保工程建设的质量。
参考文献：
[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》
1.结构质量出现问题的原因
造成结构质量问题主要有以下几方面即：材料原因，如选用的水、水泥、砂、石、外加剂、钢筋、焊条等不当，或质量不符合要求等；设计原因，如设计安全度不足，荷载选用不当，结构布局与构造不合理，计算有误等：施工中的原因，如配料不准，搅拌不匀，运送时间过久，浇筑不符合规范，振捣不实，模板变形，跑浆，过早拆模等；环境的原因，如冻害、高温、高热、腐蚀介质作用，自然风化等。
2.框架结构施工注意的问题
2.1钢筋绑扎施工中常规注意问题
进入现场的钢筋材质与实验单不符；施工时钢筋绑扎不牢固，出现松动和位移，绑扎间距及保护层不符合要求；还有钢筋接头的形式不符合规定，搭接长度小于规定值等。焊接的质量差，使用的焊条品种、规格和质量不符合设计要求和规范规定；施工管理不善，粗心大意。有的操作人员不懂结构，盲目施工。
2.2混凝土施工规范问题
根据《混凝土结构设计规范》《建筑抗震设计规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》等规定，在柱配筋表中，可以根据不同的抗震等级和配筋量及加密区的配箍率要求，选定所需的、比较合理的截面形式，并编制有钢筋直径3～50mm在lmm宽度内各种间距的钢筋面积表，梁附加横向钢筋承载力表等。在施工中关于钢筋的锚固与连接、粱的箍筋及附加横向钢筋配置、柱的构造要求合理设计施工。这对工程结构构件的定量构造要求问题，对保证设计质量和保障施工质量具有显著效果。
2.3钢筋混凝土结构问题
钢筋混凝土结构是指承重的主要构件是钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升扳等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。钢筋承受拉力，混凝土承受压力。具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。分两种：整体式钢筋混凝土结构，在施工现场架设模板，配置钢筋．浇捣混凝土而筑成；装配式钢笳混凝土结沟，用在工厂或施工现场预先制成的钢筋混凝土构件，在现场拼装而成。
在构思框架结构方案时应作的考虑。从力学观点看，在民用建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距布置，这样可以相应减少边跨柱距，也可以充分利用连续粱的受力特点以减少结构中的弯距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高结构的整体刚度。结构的传力路线应简捷明了。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，所耗费的建材也就越少。结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。
3.钢筋混凝土框架施工措施
框架结构方面，应注意加强构造措施。预防外框架柱可能成为短柱，设置连续的窗过梁，这是在对框架结构外立面为带形窗时要注意的施工问题。框架结构对于大跨度柱网的，应对柱箍筋全长加密。这在设计中容易被忽视，应引起重视。在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台粱与其相连，使得楼梯间处的柱可能成为短柱。
钢筋混凝土施工合理应用。模板工程方面，模板工程的发展不断向快速、节省方向迈进。在实际建筑施工中，由于构造复杂，梁柱节点区的钢筋密集，在框架结构施工中。施工单位普遍采取先安装粱板模板，再绑扎安装梁钢筋。特别是处于结构中间部位的柱子，梁柱钢筋纵横交错，这样柱子的箍筋绑扎就很不方便，粱的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部，呈井子形交叉。模板构件的计算需计算弯矩、剪力和挠度，并用容许抗弯强度设计值、抗剪强度设计值和挠度值来验算确定支承（座）的最大安全距离（跨距），往往需要耗费较多时间，也较为繁琐，这三个条件必然有一项起控制作用，可用计算支座之间的临界长度（跨距）这一方法来判断弯矩与剪力、弯矩与挠度、剪力与挠度由哪一项起控制作用。
钢筋的质量控制。在进料之前，应根据设计要求的钢筋规格和厂家提供的出厂质量证明书或试验单，在准备购进的钢筋中，按不同级别、规格的钢筋分别抽样的作试验。在同一批钢筋中任意抽样，分别在每根截取拉伸、冷弯、化学分析试件各一根，每组拉伸、冷弯、化学分析试件各两根，送至国家认可的实验室去检验，钢筋抽样检验合格后，方可购进钢筋，以免不合格的材料入场。
在混凝土施工中应该尽量使用钢模板，成功的工程总结出，钢模可比木模提高工效2～4倍（工效包括安装、拆模、电焊、凿毛、搭设平台等的综合用工），而且木模的成本费（达到标准周转率）是钢模的两倍。因此，在建筑工程施工中合理的以钢模代替木模是降低建筑成本和提高经济效益的一种有效途径。
4.结语
总之，钢筋混凝土建筑施工中要注意的问题很多，大量工程实践说明，只有在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致，严格遵守设计和施工规范，特别注意在钢筋混凝土施工中防范常见问题对工程质量的影响，加强规范管理，才能做出更好的。质量更高的工程。
参考文献
[1] 杨迎安. 浅谈框架结构中的构造柱[J].《中小企业管理与科技》，2011（04）.
[2] 许本东. 砌体结构的鉴定及加固的初探[J]. 四川建筑科学研究，2003（01）.
[3] 刘广均，张钢. 砌体结构设计中应注意的几个问题[J]. 四川建筑科学研究，2003（02）.
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关键词：钢筋混凝土；框架结构设计；探讨
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
钢筋混凝土作为结构材料在工业文明的潮流下广泛得到应用，因为其本身的材料特性优于其他结构材料而在房屋建筑和土木工程中也得到空前的应用和发展，而后相继在材料、设计方法、制作工艺、施工技术等方面也大显身手。目前，随着我国经济的飞速发展,城市面貌日新月异,一栋栋高楼大厦拔地而起。混凝土也已经成为我国工程建设中最主要的结构材料之一。随着我国建筑业的迅猛发展，随着建筑功能的不断丰富,新颖的造型,致使工程设计越来越复杂,但目前的设计周期普遍偏短,也使设计文件中多少存在一些质量问题,因而在混凝土结构设计过程中，一些容易影响混凝土质量的问题必须引起工程设计人员的重视。在钢筋混凝土结构中，钢筋承受拉力，混凝土承受压力，坚固，耐久，防火性能好，节省钢材，成本较低。近年来，随着我国钢材量的不断提高，钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。结构设计者要在遵循各种规范的前提下，大胆灵活的优化结构设计方案。
1 基础部分
1.1 对于柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。
1.2 如果一项建筑所处的地理位置较好，而且基础的埋深由于持力层较深的原因在三米以上，那么这个时候可以建议甲方在基础的位置修建地下室。当地基的承载能力可以满足设计要求的时候，那么地下室的可以不必再向外部延伸。建议每间隔三十到四十米设置一处后浇带，在对基础其他部位施工28d后进行混凝土浇筑，且应该注明使用强度等级高一级的混凝土（宜用补偿收缩混凝土），若为沉降后浇带还应待沉降稳定后再浇筑。地下室的设置可以对上部结构的计算高度有所降低，尤其是在这项建筑的周围回填土土质好的时候，地下室周边土可以对建筑提供较大的侧压力，如果有地震发生，可以对上部的结构减轻影响。
1.3 地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。
1.4 抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
1.5 对于新旧建筑物贴建的情况在基础上也是有一定的要求的，新建的建筑物在基础上不能比周围已经有的基础深。如果有不能抗拒的原因，要比原有的基础深的话，那么二者的基础水平净距应该大于基础高差的二倍，若满足不了此要求，则应该做抗滑移的桩，以防对原有的建筑有所损坏。当建筑的层数之间有较大的差距时，应该在较低层数的建筑基础的方格中心采取一定的措施，用加垫焦碴来进行调整，以此来加大基础底的附加应力，防止产生有不利影响的差异沉降。
2 柱部分
2.1 对于圆柱在纵筋上的数量是有规定的，一般情况下要求不宜少于八根，不应少于六根，对其进行箍筋的时候，宜采用螺旋箍，并且应该有所标注，在顶端部分留有一圈半的水平段。对于方柱在进行箍筋的时候，宜采用井字箍，并且按照一定的规范要求进行加密处理。对于在角柱和楼梯间与平台梁相连的柱应该增大纵筋，并且应该对其进行全面的加密箍筋处理，当然值得注意的是在幼儿园是不适合使用方柱的。
2.2 原则上柱的纵筋宜采用大直径大间距，但需注意间距不宜大于200，且按最新新地基规范，柱纵筋锚入基础的直锚段长度不应小于20d，当柱纵筋为28基础保护层厚度为50时，基础高度最小需650，故柱纵筋直径间接影响了基础的高度。
2.3 同一楼层中柱截面不宜相差过大，如建筑物局部突出时，不宜将突出部分两边柱设计成两头担梁的扁大柱，否则会造成平面内柱的抗侧刚度不均匀，容易产生扭转效应。
2.4 当柱截面尺寸由轴压比控制时，可采用以下措施来减小截面尺寸：①提高混凝土强度等级，但最好不要超过C60，因为超过柱混凝土等级超过C60后，规范要求的柱轴压比限制会有所降低，最小配筋率会有所增加，且高强度混凝土的脆性性质，不利于保证柱在地震力作用下必要的承载力和延性；②沿柱全高采用直径不小于12，间距不大于100，肢距不大于200的井字复合箍；③中部设置纵向钢筋配筋率不小于0.8%的芯柱；④采用型钢混凝土柱。
2.5 短柱多数发生剪切破坏，极短柱发生剪切斜拉的脆性破坏，应避免同一楼层出现少数短柱，如果同一楼层均为短柱，各层间的抗侧刚度不很悬殊，按规定进行内力分析和设计构造，结构安全是可以保证的。
2.6 考虑到施工难度的问题，柱箍筋应避免多级重叠，一般不超过两级，尽量在柱的中心留出较大的空间，方便浇筑混凝土。
2.7 柱半层处有挑梁时，PKPM计算会自动将柱半层高处的荷载附加到上下楼层处，不能正确计算柱配筋，故应限制挑梁的长度，加强柱的配筋。
3 梁部分
3.1 梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋，按集中荷载情况确定是否附加吊筋。规范说的很清楚，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的水箱下垫梁等不必加附加横向钢筋。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，宜同时附加箍筋和吊筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可只附加箍筋。当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可只附加箍筋。当梁下部作用有均布荷载是，可参照深梁布置附加竖向吊筋；当梁下部有伸长长度较长的悬臂板时，悬臂板与梁之间可按加腋钢筋的形式附加吊筋。
3.2 当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁，当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶，但应注意有吊顶的房子，最好不要将梁做至窗顶，因吊顶需做在窗户以上，吊顶包不住梁时会影响室内的观感。当建筑物层数较少时可将外部框架梁边偏心至与柱外边平齐，层数较多时最好让梁中线与柱中线对齐，因梁柱中线之间有较大偏心距时，在地震作用下可能导致核芯区受剪面积不足，对柱带来不利的扭转效应。9度时梁与柱的偏心不应大于1/4柱宽，8度及以下时梁与柱的偏心不宜大于1/4柱宽，如大于1/4，可采取增设梁水平加腋等措施，但设计水平加腋后，任需考虑梁柱偏心的不利影响。
3.3 梁上有次梁时，应尽量避免次梁搭接在主梁的支座附近，因为这样次梁传来的集中荷载大部分会由这边支座承担，且剪跨比很小，容易发生脆性的斜压破坏。
3.4 当梁配筋由裂缝控制时，纵筋比较适宜采用直径和间距都比较小的，因为这样的选择在抗裂性方面比较有利，但是应该注意的是钢筋的间距应满足规范的要求，以方便施工时插入振捣棒。
3.5 端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑。
3.6 上翻梁的板支撑在梁底时，板荷载宜由箍筋承受，应适当增大箍筋。梁上有支承偏心布置的墙时宜做上、下挑沿。
3.7 梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应按有无抗震设防区别的采取构造措施。要求梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。
3.8 挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。
4 现浇板部分
4.1 板的钢筋宜采用大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。
4.2 相连几个房间的同型号同间距板底钢筋宜连通。
4.3 配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.8～0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1～1.2的放大系数。
4.4 当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。
5 结束语
因为钢筋混凝土本身的特性决定，在很多的建筑物都有所应用，所以在建材市场上钢筋混凝土也占据很大的份额。钢筋混凝土的应用是需要设计师进行规范设计的，但是现在建筑行业的设计师水平参差不齐，在专业知识上和业务水准上都存在着很大的差异性，他们受到的教育背景不同，学到的专业知识不同，接触到的实际案例也不同，在理念认知上也存在不同的，所以在对钢筋混凝土进行设计的时候，也会出现不同的设计风格，那么在对一些容易出现问题的环节上，所处理的方式也是不同的。
参考文献：
[1] 李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中的疑难问题的处理及算例.中国建筑工业出版社，2011.
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