钢管砼结构的性能及应用

　　钢管砼是在钢管中填入砼后形成的建筑构件，按截面形状可分为方钢管砼、圆钢管砼和多边形钢管砼。它利用钢管和砼两种材料在受力过程相互之间的组合作用，充分地发挥了这两种材料的优点，使砼的塑性和韧性大为改善，且可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，使钢管砼整体具有承载力高、塑性和韧性好、经济效益优良和施工方便等优点。
　　钢管砼虽由两种材料组合而成，但对构件业而言，它被视为一种新材料，即所谓的“组合材料”（不再区分钢管和砼）。而且钢管砼构件在不同荷载组合作用下的性能变化是连续的和统一的；钢管砼构件的性能随几何参数，如含钢率、长细比和空心率等的改变是连续的和统一的；钢管砼构件的性能随着物理参数，如钢材和砼的强度等的变化是连续的和统一的；钢管砼构件的性能随其截面形状，如圆形、多边形、八边形、六边形和正方形等的改变也是连续的和统一的等。
　　在“钢管砼统一理论”指导下，业界对钢管高强度砼的力学性能和设计方法以及钢管砼耐火性能及防火设计方法进行了研究。
　　钢管高强度砼性能的研究高强度砼（世界各国对高强度砼的定义有所不同，在我国，一般认为强度等级为C60及以上的砼为高强砼）是近年来国内外学者研究的热门课题。这类高强度砼优点是强度高，可以节约水泥，减小构件截面尺寸，减轻结构自重，因而常用于荷载很大的结构，如高层建筑，地下工程和大跨结构的支柱等。然而，高强砼的弱点是脆性大，延性差大，这就阻碍它在实际工程中的应用，尤其在复杂受力状态下，结构受脆性破坏控制，其工作的可靠性大大降低。如果将高强度砼灌入钢管高强度砼，高强度砼受到钢管的有效约束，其延性将大为增强。此外，在复杂受力状态下，钢管具有很大的抗剪和抗扭能力。这样，通过二者的组合，可以有效地克服高强砼脆性大、延性大的弱点，使高强砼的工程应用得以实现，经济效益得以充分发挥。大量实例证明，与普通强度砼的钢管砼和钢柱相比，钢管高强度砼可节约钢材50%左右，降低造价；和钢筋砼柱相比，不需要模板，且可节约砼50%以上，减轻结构自重50%以上，而耗钢量和造价略多或约相等。
　　采用在钢管内填充高强度砼而形成的钢管砼，除了具备钢管普通强度砼的其它优点外，至少可节约砼60%以上，减轻结构自重60%以上。
　　由于钢管砼是一种新型结构，目前国内尚未制定该类结构防火方面的标准，这不但制约了该结构的推广，而且对于已建成结构的耐火考核缺乏必要的科学依据。因此，深入研究钢管砼的耐火性能，确定其防火设计方法及标准十分重要。