不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
雖然不銹鋼具有優(yōu)越的性能,但制約其在結(jié)構(gòu)工程中廣泛使用的主要因素是其造價(jià)昂貴。如若在不銹鋼管中填充混凝土形成不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)則可大大減少不銹鋼用量,從而達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。目前,普通鋼管混凝土已經(jīng)在結(jié)構(gòu)工程中得到了廣泛應(yīng)用,其綜合了鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)點(diǎn),不僅具有較高的承載力且具有施工方便、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。
新型不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可望兼有普通鋼管混凝土良好的力學(xué)性能和不銹鋼優(yōu)越的耐久性能,綜合具有外表美觀、耐久性好、維護(hù)費(fèi)用低、承載力高、抗震性能好、耐火性能好以及相對(duì)經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。因此,這種新型組合結(jié)構(gòu)在海洋平臺(tái)、海邊建筑和橋梁以及一些對(duì)耐久性要求較高的重要建筑中具有較好的應(yīng)用前景。
目前,不銹鋼管混凝土已于近期在兩個(gè)重要工程中被采用,即2006年建成的紐約赫斯特大廈的三角形框架和即2009年竣工的香港昂船洲大橋的橋塔。 紐約赫斯特大廈共46層,為紐約市標(biāo)志性建筑之一,目前已經(jīng)通過(guò)了LEED(美國(guó)能源及環(huán)境先導(dǎo)計(jì)劃)的環(huán)保認(rèn)證。赫斯特大廈的結(jié)構(gòu)體系采用由不銹鋼管混凝土構(gòu)件組成的斜肋型三角框架體系,使整座建筑具有優(yōu)美的藝術(shù)造型和優(yōu)越的耐久性能。同時(shí),由于不銹鋼材料良好的可回收性能,因此,赫斯特大廈的建筑原材料具有百分之百的可回收性。
香港昂船洲大橋橋塔總高290 m,在175~290 m采用了不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu),主要出于以下考慮:
1)耐久性的要求。該橋處于海洋環(huán)境,設(shè)計(jì)使用壽命為120年,對(duì)于耐久性的要求較高。
2)節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。采用不銹鋼管使橋梁在使用過(guò)程中無(wú)需定期為橋塔涂漆維護(hù),節(jié)省了大量的維護(hù)費(fèi)用。
3)安全性的要求。風(fēng)洞測(cè)試顯示,較輕的橋塔容易受到渦激振動(dòng)的影響,此現(xiàn)象亦會(huì)導(dǎo)致大振幅拉索振動(dòng),因此為了改善橋塔的氣動(dòng)性能,橋塔采用了在不銹鋼管中填充混凝土而形成不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。
4)外表美觀。
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