第七届全国现代结构工程学术研讨会
钢管混凝土柱＋与钢筋混凝土柱、钢柱
在几个方面的比较
丘利玲“２秦柏源１
（Ｌ华南理工大学建筑学院，广州五山．５１０６４０；２华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州５１０６４０）
摘要：文中比较了铜管混凝土柱和钢筋混凝土柱、钢柱的基本工作原理、力学性能以及施ｔ工艺，充分展示了钢管混凝土柱的优越性及其广泛的应用前景。
关键词：钢管混凝土柱，钢筋混凝土柱，钢柱
一、刖舌
近２０年来，钢管混凝土结构在我国得到了广泛的应用，在高层建筑、桥梁、地下结构及港口等建设中迅速发展并取得了重大的效益。
本文比较了钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱、钢柱的基本工作原理以及它们在力学性能和施工工艺方面的优劣性，以此加深对钢管混凝土结构的认识。
二、几个方面的比较
（一）基本工作原理
钢筋混凝土柱钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同的材料组成的。钢筋混凝土柱配有纵向钢筋和箍筋，配置的纵筋通常抗压强度较高，可协助混凝土承受压力，提高柱的承载能力，减少构件的截面尺寸。此外还可防止因偶然偏心产生的破坏，改善破坏时构件的延性和减少混凝土的徐变变形。箍筋与纵筋形成骨架，可防止纵筋受力后外凸。
钢柱钢材属单一材料，其弹性模量很高，在正常使用情况下具有良好的延性，可简化为理想的弹塑性体。钢结构较好地符合工程力学的基本假定，计算结果比较可靠。在钢结构中，只有极短的压杆，或者局部有较大孔洞削弱的压杆，才会因截面的平均应力达到强度而丧失承载力。一般地说，压杆的承载能力是由稳定条件决定的，钢柱作为受压构件，园其材料的高强性，一般采用较小的壁厚就可满足要求，但由此产生的失稳问题不容忽视。
钢管混凝土柱钢管混凝土就是将混凝土填入薄壁钢管内形成的组合结构材料。它的基本工作原理（见图１）有下面两点：
（１）由于钢管对核心混凝土的套箍约束作用，核心混凝土除承受纵向压力外，还受到钢管的侧向约束，
处于三向受压的应力状态，从而使核心混凝土具有更高的轴向抗压强度和压缩变形能力。
（２）钢管借助内填混凝土的支撑作用，增强了其薄壁的几何稳定性，改变了空钢管的失稳状态，并延
缓铡管过早地发生局部屈曲，从而提高了钢管的承载能力。
钢管混凝土柱中，钢管与核心混凝土互为支承，共同承压，很好地解决了钢筋混凝土柱承载能力不高和钢柱易失稳的问题，与钢筋混凝土柱和钢柱相比，具有更优越的力学性能和在施工工艺方面的独特优点。
・本文中，．钢管混凝土柱限指圆钢管混凝土柱
工业建筑２００７增刊６０１
第七届全国现代结构工程学术研讨会
图Ｔ钢管与混凝土相互作用示意图
钢管与核心混凝土的相互作用也导致了其力学性能的复杂性，它的理论计算比钢筋混凝土柱、钢柱的计算要复杂的多，因此，合理地估计这种相互作用的“效应”仍足钢管混凝土理论研究的热点课题。
（二）力学性能的比较
１）承载力
钢管混凝土构件有较高的承载能力．因此在结构的受压杆件中．采用钢管混凝土代替钢筋混凝土。可以使构件截面大大缩小，从而减轻结构自重，有利于结构抗震。用钢管混凝土柱代替钢柱，无需采取为防止钢柱局部失稳而加焊肋板等的措施，因此可以减少用钢量；长细比较大的钢管混凝土构件，由于混凝土的存在，其极限承载能力和同等长度的空钢管相比具有很大的提高。此外，钢管混凝土中的钢材，全部置于截面晟外围，最大限度地发挥它的作用，加强了结构刚度。
理论分析和工程实践都表明，钢管混凝土与结构钢相比，在保持自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材约５０％。焊接工作量可大幅度减小；与普通钢筋混凝土柱相比，在保持钢材用量相近和承载能力相同的条件下，构件的横截面面积减少约一半，从而建筑的有效面积得以加大，混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少约５０％【Ｉｌ。表ｌ为一些已建成工程的经济效益比较。
表１工程比较表
截面尺寸
工程名称截面面积
／ｍ１
４．４８
约６７％结构形式／ｍ２．２×２２面积减少百分比北京国际贸易中心
塔楼的８根柱
深圳市赛格广场大厦钢筋混凝土柱钢管混凝土柱口１．４×０．０３２，４ｘ２．２●１．５４
的受力最大柱
铜管混凝土柱
（Ｎ＝９００００ｋＮ）钢筋混凝土柱西１．６×００２８５．２８约６３％２．Ｏｌ
工程名称结构形式
钢筋混凝士柱
钢管混凝±双肢柱耗钢量／ｔ／％ｌｏｏ１０７淀凝士用量／Ⅲ３ｌ＿９８０．４４自莺（造价／％１００２２／ｔ５３１．５／％１００２８临汾钢铁厂（１９７３年）０．４２Ｏ．４５
大连造船厂
船体装配车间
（１９８４年）
诵结构钢管混凝土结构２５１１Ｏ０１００４４５０２００２５２２１００８８
工业建筑２００７增刊
（２）延性
普通钢筋混凝土有个严重的弱点——脆性，在高层钢筋混凝土结构中，为了防止框架柱的脆性破坏。只好限制柱的轴压比，并加密加粗箍筋咀加强约束。要降低轴压比，就必须提高混凝土的抗压强度正或加大柱的截面面积Ａｃ，但提高正是有限度的，而且强度等级越高的混凝土也越脆．、这就被迫加大柱的截面积Ａ，因而经常出现“胖柱”；反过来，过于胖短的钢筋混凝土柱，其脆性也越严重，这又要求进一步降低轴压比，因此形成恶性循环。至于加粗加密箍筋，其最有效的方式便是用钢管把柱子套起来。
与钢筋混凝土柱相比较，钢管混凝土承载能力的增益正是发生在钢管屈服后的塑流阶段。在钢管屈服后的塑流过程中，在钢管和核心混凝土之间才产生持续的内力重分布，核心混凝土的套箍强化才得到持续充分的发展。因钢管混凝土中钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土延缓了受压时的纵向开裂，不但提高了使用阶段工作时的弹性性能，扩大了弹性工作阶段，而且破坏时产生很大的塑性变形。由此可见，钢管混凝土的工作性能发生了质的变化（由脆性破坏转变为塑性破坏）．能有效地克服混凝土的脆性，具有良好的塑性和韧性。
试验结果表明，钢管混凝土构件受压破坏时，可以压缩到原来的２／３，呈多折腰鼓形破坏，完全没有脆性破坏的特征“１，如图２所示。大量试验表明，由钢管和混凝土这两种材料组合制成的各种构件的工作性质比较接近于钢构件，而塑性和韧性方面还胜过钢结构。
图２受压短试件的破坏状况
（３）耐火性．
钢管内存在大量的混凝土，混凝土的比热比钢材的比热大的多，而钢材的导热系数却比混凝土大很多。所以发生火灾时，钢管混凝土柱在吸热后，一些热量会传给混凝土，以减慢钢管的升温速度。虽然钢管的升温仍较快，但管内混凝土升温滞后，且温度沿截面分布很不均匀。因而，一旦钢管部分屈服，温度不高的混凝土部分仍具有承载力，可防止结构的倒塌，使钢管混凝土的耐火时间增长，能经受较长的火灾延续时间而不破坏：另一方面，钢管混凝土构件在急骤降温（如消防冲水）时又不像钢筋混凝土那样会发生爆裂，因此其防火性能比钢结构和钢筋混凝土结构更为优越。
试验研究结果表明，设计荷载作用下的钢管混凝土柱遭受火灾时表现出良好的性能，构件变形稳定，达到耐火极限时仍保持较好的整体性。火灾后，随着外界温度的降低，构件已屈服，截面处钢管的强度得到了不同强度的恢复，截面的力学性能比高温下有所改善，结构的整体性比火灾中也有所提高，这不仅为结构的加同补强提供了一个较安全的工作环境，也减少了补强工作量。这和火灾后的钢筋混凝土结构与钢结构有所不同。对于钢筋混凝土结构，其己改性破坏的截面的力学性能和整体性能均不能因温度的降低而有所恢复或改善；对钢结构，其已失稳和扭曲的构件在常温下也不会带来更多的安全性‘”。工业建筑２００７增刊
６０３
（４）抗震性能
与普通钢筋混凝土柱相比较，钢管既是纵向钢筋，又是横向箍筋。其管径与管壁厚度的比值至少都在９０以下，这相当于配筋率至少都在４．６％以上，远超过抗震设计规范对钢筋混凝土柱所要求的最小配筋率限值；另一方面，钢管混凝土柱的核心混凝土全都受到圆形钢管的有效约束，在地震力反复作用下，不会像普通钢筋混凝土柱那样发生保护层混凝土破裂剥落而使柱截面面积严重削弱的现象，因此钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下的承载能力衰弱将远小于普通钢筋混凝土柱。
至于轴压比问题，由于钢管混凝土的抗压强度和变形能力特佳，即使在高轴压条件下，仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”，不存在受压区先破坏的问题，也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此，钢管混凝土构件用于地震区时，采用限制构件长细比的方法时，可以做到不限制轴压比。
图３为钢管混凝土压弯构件在反复荷载作用下的Ｍ．曲滞回曲线Ⅲ。可以看到曲线图形较饱满，没有明显的捏缩现象。构件耗能能力较好；也无明显的下降段。转角位移延性很好．与不发生局部失稳的钢构件性能相同，从这一点上看钢管混凝土柱的抗震性能要好于纯钢柱。因为尽管钢柱由较厚的钢板构成，但在厚板进入塑性变形后，会发生局部屈曲失稳，而钢管混凝土柱由于内部混凝土的支撑作用，防止了钢管发生局部失稳，同时钢管混凝土柱中的
混凝土被包在钢管中，受到管壁的约束，即
使在轴压比较大或构件含钢率较小的情况下
都不会发生混凝土被压碎从而引起整个构件
破碎破坏的情况。
综上所述，钢管混凝土的抗震性能比钢
柱和钢筋混凝土柱都强，且圆形钢管混凝土
柱的强度，在任意方向是相等的，这对于抵
抗方向不确定的地震作用是很有效的。
此外，钢管混凝土结构的阻尼比，介于
钢结构和钢筋混凝土结构之间，在高层建筑
中具有比钢结构优越的动力特性，能减轻风
致摆动，增加居住人员的舒适感。钢管混凝
土的耐腐蚀性能和钢结构相似，没有钢筋混
凝土好。它的耐撞击能力，比钢结构和钢筋混凝土结构都强。
（三）捕工工艺方面的比较
（１）与钢筋混凝土柱相比
钢管本身就是模板，具有很好的整体性和密闭性，不漏浆、耐侧压．因而浇灌混凝土时．可省去支模、拆模的工和料；同时，钢管本身就是钢筋，它兼有纵向钢筋和横向箍筋的功能．制作钢管远比制作钢筋骨架省工省料。
钢管内无钢筋骨架和穿心部件，钢管断面又为圆形，便于浇灌混凝土。因又有钢管分隔，与管外楼盖粱板结构的普通混凝土互不干扰，无交错浇灌的麻烦。同时，’由于梁柱无需连续浇灌，钢管混凝土柱可采用更高强度等级的混凝土，易实现“强柱弱梁”。
与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝上柱的施工虽有许多优势，但其施工有其特殊性，即混凝土被外围钢管所包覆．管内混凝土的浇灌质量，无法像钢筋混凝土那样进行直观检查．其浇灌质量必须依靠严格的施工。曰。ｍｍｔ∞・一ｍ１．勰．啪．●∞－ｎ０３－ｎ∞一００ｌ０ｍｄ０１ｎ咂０吣ｎｍ西，ｌｍ～图３压弯构件弯矩一曲率（Ｍ－矿）滞回曲线
（２）与钢柱相比
钢管本身足劲性承重骨架，在施工阶段它可起劲性钢骨架的作用；由于钢管较薄，其焊接工作量远比一般型钢骨架为少，吊装质量较轻，从而可简化施工安装工艺、减轻现场焊接的工作量和掩焊难度、节省脚手架、缩短工期、减少施工用地。工业建筑２００７增刊
第七届全国现代结构Ｔ程学术研讨会
钢管混凝土柱不论是单管柱或是组合柱，与普通钢柱相比，零部件少，而且柱脚构造简单，可直接插入混凝土基础的预留杯口中，免去了复杂的柱脚构造。
（３）钢管混凝土柱的应用使得建筑的地下部分和基础开挖可实行逆作法施工。这样，高层建筑的地下和地上结构可同时并行施工，从而节省人约半年的基础开挖和地下室施工时间，并可相应地解决在大城市繁华地段因施工场地狭窄所带来的交通、安全、噪音、环境污染等一系列困扰问题。
（４）现代拱桥的施工技术己由以往在笨重的满堂红支架上施Ｔ发展到无支架施工。以泵灌混凝土为特征的现代钢管混凝土结构技术的应用，更进一步大幅度地减轻了拱结构劲性骨架的吊装重量，使无支架施工技术如虎添翼，将我国的大跨度拱桥建设推进到了一个崭新的水平。
三、小结
与钢筋混凝土和钢结构相比，钢管混凝土是一种相对年轻的结构，但它既是一种高强、高性能的结构材料，也是一种高效的施工技术。现代高强、高性能混凝土技术和泵送混凝土技术的发展，使钢管混凝土愈来愈受到工程界的重视和青睐，相信随着人们对钢管混凝土的不断认识和了解，这类结构的科学研究必将更加深入和完善．工程应用必将更趋广泛。
参考文献
（１）蔡绍怀．现代钢管混凝土结构．北京：人民交通出版杜，２００３．３
（２）钟善桐．钢管混凝土结构（第３版）．北京：清华大学出版社，２００３．８
（３）韩林海．钢管混凝土柱耐火性能和抗火设计的特点，安全与环境学报，２００ｌ，１（４）
（４）郭建鹏．钢管混凝士构件的工作原理及其抗震性能浅析．甘肃科技，２００６，２２（６）
（５）容柏生．高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点．广东土木与建筑，２００２，ｌ
∞）蔡绍怀，我国钢管高强混凝土结构技术的虽新进展．建筑科学．２００２，１８（４）
（７）蔡绍怀．我国钢管混凝士鲒构技术的晟新发展．土木工程学报，１９９９，３２（４）
（８）钟善桐．钢管混凝土结构在我国的应用和发展．建筑技术。２００ｌ，３２（２）
（９）刘坚主编．钢与混撮土组合结构设计原理．北京：科学出版社，２００５
（１０）龚昌基．试议高层钢管混凝土柱的推广前景．钢结构，１９９８，１３（３９）工业建筑２００７增刊
第七届全国现代结构工程学术研讨会
钢管混凝土柱＋与钢筋混凝土柱、钢柱
在几个方面的比较
丘利玲“２秦柏源１
（Ｌ华南理工大学建筑学院，广州五山．５１０６４０；２华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州５１０６４０）
摘要：文中比较了铜管混凝土柱和钢筋混凝土柱、钢柱的基本工作原理、力学性能以及施ｔ工艺，充分展示了钢管混凝土柱的优越性及其广泛的应用前景。
关键词：钢管混凝土柱，钢筋混凝土柱，钢柱
一、刖舌
近２０年来，钢管混凝土结构在我国得到了广泛的应用，在高层建筑、桥梁、地下结构及港口等建设中迅速发展并取得了重大的效益。
本文比较了钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱、钢柱的基本工作原理以及它们在力学性能和施工工艺方面的优劣性，以此加深对钢管混凝土结构的认识。
二、几个方面的比较
（一）基本工作原理
钢筋混凝土柱钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同的材料组成的。钢筋混凝土柱配有纵向钢筋和箍筋，配置的纵筋通常抗压强度较高，可协助混凝土承受压力，提高柱的承载能力，减少构件的截面尺寸。此外还可防止因偶然偏心产生的破坏，改善破坏时构件的延性和减少混凝土的徐变变形。箍筋与纵筋形成骨架，可防止纵筋受力后外凸。
钢柱钢材属单一材料，其弹性模量很高，在正常使用情况下具有良好的延性，可简化为理想的弹塑性体。钢结构较好地符合工程力学的基本假定，计算结果比较可靠。在钢结构中，只有极短的压杆，或者局部有较大孔洞削弱的压杆，才会因截面的平均应力达到强度而丧失承载力。一般地说，压杆的承载能力是由稳定条件决定的，钢柱作为受压构件，园其材料的高强性，一般采用较小的壁厚就可满足要求，但由此产生的失稳问题不容忽视。
钢管混凝土柱钢管混凝土就是将混凝土填入薄壁钢管内形成的组合结构材料。它的基本工作原理（见图１）有下面两点：
（１）由于钢管对核心混凝土的套箍约束作用，核心混凝土除承受纵向压力外，还受到钢管的侧向约束，
处于三向受压的应力状态，从而使核心混凝土具有更高的轴向抗压强度和压缩变形能力。
（２）钢管借助内填混凝土的支撑作用，增强了其薄壁的几何稳定性，改变了空钢管的失稳状态，并延
缓铡管过早地发生局部屈曲，从而提高了钢管的承载能力。
钢管混凝土柱中，钢管与核心混凝土互为支承，共同承压，很好地解决了钢筋混凝土柱承载能力不高和钢柱易失稳的问题，与钢筋混凝土柱和钢柱相比，具有更优越的力学性能和在施工工艺方面的独特优点。
・本文中，．钢管混凝土柱限指圆钢管混凝土柱
工业建筑２００７增刊６０１
第七届全国现代结构工程学术研讨会
图Ｔ钢管与混凝土相互作用示意图
钢管与核心混凝土的相互作用也导致了其力学性能的复杂性，它的理论计算比钢筋混凝土柱、钢柱的计算要复杂的多，因此，合理地估计这种相互作用的“效应”仍足钢管混凝土理论研究的热点课题。
（二）力学性能的比较
１）承载力
钢管混凝土构件有较高的承载能力．因此在结构的受压杆件中．采用钢管混凝土代替钢筋混凝土。可以使构件截面大大缩小，从而减轻结构自重，有利于结构抗震。用钢管混凝土柱代替钢柱，无需采取为防止钢柱局部失稳而加焊肋板等的措施，因此可以减少用钢量；长细比较大的钢管混凝土构件，由于混凝土的存在，其极限承载能力和同等长度的空钢管相比具有很大的提高。此外，钢管混凝土中的钢材，全部置于截面晟外围，最大限度地发挥它的作用，加强了结构刚度。
理论分析和工程实践都表明，钢管混凝土与结构钢相比，在保持自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材约５０％。焊接工作量可大幅度减小；与普通钢筋混凝土柱相比，在保持钢材用量相近和承载能力相同的条件下，构件的横截面面积减少约一半，从而建筑的有效面积得以加大，混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少约５０％【Ｉｌ。表ｌ为一些已建成工程的经济效益比较。
表１工程比较表
截面尺寸
工程名称截面面积
／ｍ１
４．４８
约６７％结构形式／ｍ２．２×２２面积减少百分比北京国际贸易中心
塔楼的８根柱
深圳市赛格广场大厦钢筋混凝土柱钢管混凝土柱口１．４×０．０３２，４ｘ２．２●１．５４
的受力最大柱
铜管混凝土柱
（Ｎ＝９００００ｋＮ）钢筋混凝土柱西１．６×００２８５．２８约６３％２．Ｏｌ
工程名称结构形式
钢筋混凝士柱
钢管混凝±双肢柱耗钢量／ｔ／％ｌｏｏ１０７淀凝士用量／Ⅲ３ｌ＿９８０．４４自莺（造价／％１００２２／ｔ５３１．５／％１００２８临汾钢铁厂（１９７３年）０．４２Ｏ．４５
大连造船厂
船体装配车间
（１９８４年）
诵结构钢管混凝土结构２５１１Ｏ０１００４４５０２００２５２２１００８８
工业建筑２００７增刊
（２）延性
普通钢筋混凝土有个严重的弱点——脆性，在高层钢筋混凝土结构中，为了防止框架柱的脆性破坏。只好限制柱的轴压比，并加密加粗箍筋咀加强约束。要降低轴压比，就必须提高混凝土的抗压强度正或加大柱的截面面积Ａｃ，但提高正是有限度的，而且强度等级越高的混凝土也越脆．、这就被迫加大柱的截面积Ａ，因而经常出现“胖柱”；反过来，过于胖短的钢筋混凝土柱，其脆性也越严重，这又要求进一步降低轴压比，因此形成恶性循环。至于加粗加密箍筋，其最有效的方式便是用钢管把柱子套起来。
与钢筋混凝土柱相比较，钢管混凝土承载能力的增益正是发生在钢管屈服后的塑流阶段。在钢管屈服后的塑流过程中，在钢管和核心混凝土之间才产生持续的内力重分布，核心混凝土的套箍强化才得到持续充分的发展。因钢管混凝土中钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土延缓了受压时的纵向开裂，不但提高了使用阶段工作时的弹性性能，扩大了弹性工作阶段，而且破坏时产生很大的塑性变形。由此可见，钢管混凝土的工作性能发生了质的变化（由脆性破坏转变为塑性破坏）．能有效地克服混凝土的脆性，具有良好的塑性和韧性。
试验结果表明，钢管混凝土构件受压破坏时，可以压缩到原来的２／３，呈多折腰鼓形破坏，完全没有脆性破坏的特征“１，如图２所示。大量试验表明，由钢管和混凝土这两种材料组合制成的各种构件的工作性质比较接近于钢构件，而塑性和韧性方面还胜过钢结构。
图２受压短试件的破坏状况
（３）耐火性．
钢管内存在大量的混凝土，混凝土的比热比钢材的比热大的多，而钢材的导热系数却比混凝土大很多。所以发生火灾时，钢管混凝土柱在吸热后，一些热量会传给混凝土，以减慢钢管的升温速度。虽然钢管的升温仍较快，但管内混凝土升温滞后，且温度沿截面分布很不均匀。因而，一旦钢管部分屈服，温度不高的混凝土部分仍具有承载力，可防止结构的倒塌，使钢管混凝土的耐火时间增长，能经受较长的火灾延续时间而不破坏：另一方面，钢管混凝土构件在急骤降温（如消防冲水）时又不像钢筋混凝土那样会发生爆裂，因此其防火性能比钢结构和钢筋混凝土结构更为优越。
试验研究结果表明，设计荷载作用下的钢管混凝土柱遭受火灾时表现出良好的性能，构件变形稳定，达到耐火极限时仍保持较好的整体性。火灾后，随着外界温度的降低，构件已屈服，截面处钢管的强度得到了不同强度的恢复，截面的力学性能比高温下有所改善，结构的整体性比火灾中也有所提高，这不仅为结构的加同补强提供了一个较安全的工作环境，也减少了补强工作量。这和火灾后的钢筋混凝土结构与钢结构有所不同。对于钢筋混凝土结构，其己改性破坏的截面的力学性能和整体性能均不能因温度的降低而有所恢复或改善；对钢结构，其已失稳和扭曲的构件在常温下也不会带来更多的安全性‘”。工业建筑２００７增刊
６０３
（４）抗震性能
与普通钢筋混凝土柱相比较，钢管既是纵向钢筋，又是横向箍筋。其管径与管壁厚度的比值至少都在９０以下，这相当于配筋率至少都在４．６％以上，远超过抗震设计规范对钢筋混凝土柱所要求的最小配筋率限值；另一方面，钢管混凝土柱的核心混凝土全都受到圆形钢管的有效约束，在地震力反复作用下，不会像普通钢筋混凝土柱那样发生保护层混凝土破裂剥落而使柱截面面积严重削弱的现象，因此钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下的承载能力衰弱将远小于普通钢筋混凝土柱。
至于轴压比问题，由于钢管混凝土的抗压强度和变形能力特佳，即使在高轴压条件下，仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”，不存在受压区先破坏的问题，也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此，钢管混凝土构件用于地震区时，采用限制构件长细比的方法时，可以做到不限制轴压比。
图３为钢管混凝土压弯构件在反复荷载作用下的Ｍ．曲滞回曲线Ⅲ。可以看到曲线图形较饱满，没有明显的捏缩现象。构件耗能能力较好；也无明显的下降段。转角位移延性很好．与不发生局部失稳的钢构件性能相同，从这一点上看钢管混凝土柱的抗震性能要好于纯钢柱。因为尽管钢柱由较厚的钢板构成，但在厚板进入塑性变形后，会发生局部屈曲失稳，而钢管混凝土柱由于内部混凝土的支撑作用，防止了钢管发生局部失稳，同时钢管混凝土柱中的
混凝土被包在钢管中，受到管壁的约束，即
使在轴压比较大或构件含钢率较小的情况下
都不会发生混凝土被压碎从而引起整个构件
破碎破坏的情况。
综上所述，钢管混凝土的抗震性能比钢
柱和钢筋混凝土柱都强，且圆形钢管混凝土
柱的强度，在任意方向是相等的，这对于抵
抗方向不确定的地震作用是很有效的。
此外，钢管混凝土结构的阻尼比，介于
钢结构和钢筋混凝土结构之间，在高层建筑
中具有比钢结构优越的动力特性，能减轻风
致摆动，增加居住人员的舒适感。钢管混凝
土的耐腐蚀性能和钢结构相似，没有钢筋混
凝土好。它的耐撞击能力，比钢结构和钢筋混凝土结构都强。
（三）捕工工艺方面的比较
（１）与钢筋混凝土柱相比
钢管本身就是模板，具有很好的整体性和密闭性，不漏浆、耐侧压．因而浇灌混凝土时．可省去支模、拆模的工和料；同时，钢管本身就是钢筋，它兼有纵向钢筋和横向箍筋的功能．制作钢管远比制作钢筋骨架省工省料。
钢管内无钢筋骨架和穿心部件，钢管断面又为圆形，便于浇灌混凝土。因又有钢管分隔，与管外楼盖粱板结构的普通混凝土互不干扰，无交错浇灌的麻烦。同时，’由于梁柱无需连续浇灌，钢管混凝土柱可采用更高强度等级的混凝土，易实现“强柱弱梁”。
与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝上柱的施工虽有许多优势，但其施工有其特殊性，即混凝土被外围钢管所包覆．管内混凝土的浇灌质量，无法像钢筋混凝土那样进行直观检查．其浇灌质量必须依靠严格的施工。曰。ｍｍｔ∞・一ｍ１．勰．啪．●∞－ｎ０３－ｎ∞一００ｌ０ｍｄ０１ｎ咂０吣ｎｍ西，ｌｍ～图３压弯构件弯矩一曲率（Ｍ－矿）滞回曲线
（２）与钢柱相比
钢管本身足劲性承重骨架，在施工阶段它可起劲性钢骨架的作用；由于钢管较薄，其焊接工作量远比一般型钢骨架为少，吊装质量较轻，从而可简化施工安装工艺、减轻现场焊接的工作量和掩焊难度、节省脚手架、缩短工期、减少施工用地。工业建筑２００７增刊
第七届全国现代结构Ｔ程学术研讨会
钢管混凝土柱不论是单管柱或是组合柱，与普通钢柱相比，零部件少，而且柱脚构造简单，可直接插入混凝土基础的预留杯口中，免去了复杂的柱脚构造。
（３）钢管混凝土柱的应用使得建筑的地下部分和基础开挖可实行逆作法施工。这样，高层建筑的地下和地上结构可同时并行施工，从而节省人约半年的基础开挖和地下室施工时间，并可相应地解决在大城市繁华地段因施工场地狭窄所带来的交通、安全、噪音、环境污染等一系列困扰问题。
（４）现代拱桥的施工技术己由以往在笨重的满堂红支架上施Ｔ发展到无支架施工。以泵灌混凝土为特征的现代钢管混凝土结构技术的应用，更进一步大幅度地减轻了拱结构劲性骨架的吊装重量，使无支架施工技术如虎添翼，将我国的大跨度拱桥建设推进到了一个崭新的水平。
三、小结
与钢筋混凝土和钢结构相比，钢管混凝土是一种相对年轻的结构，但它既是一种高强、高性能的结构材料，也是一种高效的施工技术。现代高强、高性能混凝土技术和泵送混凝土技术的发展，使钢管混凝土愈来愈受到工程界的重视和青睐，相信随着人们对钢管混凝土的不断认识和了解，这类结构的科学研究必将更加深入和完善．工程应用必将更趋广泛。
参考文献
（１）蔡绍怀．现代钢管混凝土结构．北京：人民交通出版杜，２００３．３
（２）钟善桐．钢管混凝土结构（第３版）．北京：清华大学出版社，２００３．８
（３）韩林海．钢管混凝土柱耐火性能和抗火设计的特点，安全与环境学报，２００ｌ，１（４）
（４）郭建鹏．钢管混凝士构件的工作原理及其抗震性能浅析．甘肃科技，２００６，２２（６）
（５）容柏生．高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点．广东土木与建筑，２００２，ｌ
∞）蔡绍怀，我国钢管高强混凝土结构技术的虽新进展．建筑科学．２００２，１８（４）
（７）蔡绍怀．我国钢管混凝士鲒构技术的晟新发展．土木工程学报，１９９９，３２（４）
（８）钟善桐．钢管混凝土结构在我国的应用和发展．建筑技术。２００ｌ，３２（２）
（９）刘坚主编．钢与混撮土组合结构设计原理．北京：科学出版社，２００５
（１０）龚昌基．试议高层钢管混凝土柱的推广前景．钢结构，１９９８，１３（３９）工业建筑２００７增刊