在我國的工民建筑中,多年以來一直采用鋼筋混凝土,工程施工周期長、污染大。近幾年,隨著馬鋼、萊鋼20#方管產品成功的市場推介,鋼結構在建筑業(yè)中的應用不斷擴大,各種鋼結構實驗樓、樣板房、標志建筑相繼推出,設計、施工的標準與規(guī)范也開始進入逐步完善階段,中國的鋼結構行業(yè)近幾年大大邁進了一步。但是,目前我國建筑鋼結構應用的主要是熱軋H型鋼和焊接的各種鋼結構,我國熱軋H型鋼的產能已經達到300萬噸,焊接輕型H型鋼和各種鋼結構的產量也有幾十萬噸,我國焊管產量一年有700多萬噸,其中建筑鋼結構用冷彎方矩形管和各種20#方管的產量不到20#方管產量總量的5%。20#方管在我國工民建筑鋼結構中應用處于起步階段,冷彎方矩形結構焊管取代熱軋H型鋼作鋼結構的立柱剛剛開始,其它20#方管在建筑業(yè)中應用更少。
我國建設部目前已經在工民建筑中建設一些鋼結構試驗樓,如2002年在無錫建成的兩棟建設部鋼結構示范住宅,該工程采用鋼管混凝土柱鋼梁框架-鋼骨混凝土核心筒(SRC)結構體系,工程總面積8000m2,主體十一層,一棟柱采用圓管,另一棟柱采用方鋼管350×350mm,厚度隨樓層變化而變化,其中1~3層為16mm,4~6層為14mm,7~9層為12mm,10~11層為10mm,鋼管內灌注C40砼。梁采用焊接工字鋼,規(guī)格為350×200×10×18mm,樓板為高強螺旋肋鋼筋預應力疊合板。由于當時國內沒有廠家生產如此大口徑的方管,工程中采用方鋼管是四塊板焊接的BOX柱。
無錫兩棟建設部鋼結構示范住宅工程對20#方管(主要是方矩管)在鋼結構住宅中應用得出兩個啟示:
一是大規(guī)格冷彎方矩管市場空間較大,鋼結構住宅的合理層數為10~18層,這樣的中高層結構也對冷彎方矩管的規(guī)格有一定要求。
二是方鋼管較圓鋼管有明顯優(yōu)勢,原因有三:
其一,同樣邊長和直徑的方、圓管,方管的承載力和抗震性能更佳,根據無錫某大學對三層二跨方管和圓管砼柱框架進行的試驗,方管柱邊長150mm,圓管直徑150mm,試驗結果前者抗側力屈服承載力和極限承載力較后者高出80%,抗震性能指標約為后者的兩倍。
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