本文所謂“化肥專用管混凝土”是“化肥專用管套箍混凝土”(Steel Tube-Confined Concrete)的簡稱,英文縮寫為STCC。它是將混凝土填入薄壁圓形化肥專用管內而形成的組合結構材料,是套箍混凝土的一種特殊形式,在國外也稱之為“concrete-filled concrete”(混凝土填心化肥專用管)。但后一種叫法似不夠確切,因為它只是從表象上表述了混凝土對化肥專用管的填充,而沒有從本質上突出化肥專用管對核心混凝土的套箍約束[1、2]。 　　化肥專用管混凝土是指在化肥專用管中填充混凝土而形成的構件。按截面形式的不同,可以分為圓化肥專用管混凝土、方形、矩形和多邊形截面化肥專用管混凝土等。化肥專用管混凝土利用化肥專用管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互作用,即化肥專用管對其核心混凝土的套箍約束作用。使混凝土處于復雜的應力狀態之下,不但提高了混凝土的抗壓強度,而且還使其塑性和韌性性能得到改善。總的來說,化肥專用管混凝土具有以下幾方面的特點:(1)承載力高。由于薄壁化肥專用管的套箍作用使混凝土處于三向受壓,從而使核心混凝土具有更高的抗壓強度和變形性能,使混凝土特別是高性能混凝土的脆性弱點得到了克服。試驗表明。化肥專用管混凝土柱是空化肥專用管和素混凝土柱單獨承載力之和的1.73倍。(2)塑性和韌性好。化肥專用管混凝土由于化肥專用管對核心混凝土的約束作用,大大改善了混凝土脆性較大的缺點,使混凝土具有很大的塑性變形。試驗表明,化肥專用管混凝土柱被破壞時可以壓縮到原長的2/3。(3)施工方面。在澆灌混凝土時,可省去模板的施工,無需綁扎鋼筋,施工簡便,并可采用泵送混凝土、高位拋落不振搗混凝土和免振自密實混凝土等施工工藝,從而加速化肥專用管混凝土構件的施工進度。(4)耐火、耐腐蝕性能好。由于組成化肥專用管混凝土的化肥專用管和其核心混凝土之間具有協同互補、共同工作的特點,這種結構具有較好的耐火性能。 　　 　　二、化肥專用管混凝土的理論研究與施工進展 　　 　　從1897年美國人John Lally在圓化肥專用管中填充混凝土作為房屋建筑的承重柱(稱為Y柱)并獲得專利算起,化肥專用管混凝土結構在土木工程中的應用己有百年歷史。化肥專用管混凝土優越的力學性能,一開始就受到美歐各國土木工程界的重視,競相開發利用。我國化肥專用管混凝土結構的開發利用也有近40年的歷史。經過大量理論工作者的不斷研究使其在理論研究、施工工藝方面有了很大的進展。 　　1、在理論研究方面:前蘇聯在五六十年代對化肥專用管混凝土結構進行了大量的研究,并在一些土建工程中進行了應用。在西歐一些國家,如英國、德國和法國等,主要研究方化肥專用管混凝土、圓化肥專用管混凝土和矩形化肥專用管混凝土結構,核心混凝土為素混凝土,或在核心混凝土中配置鋼筋或型鋼,目前的設計規程主要有歐洲EC4(1996)和德國DIN 18806(1997)等。在美國,以研究方化肥專用管混凝土和圓化肥專用管混凝土為主,核心混凝土為素混凝土,設計規程主要有ACI 319―89, SSLC(1979)和LRFD(1999)等。在日本,主要研究方化肥專用管混凝土、圓化肥專用管混凝土和矩形化肥專用管混凝土結構,核心混凝土為素混凝土或配筋混凝土,目前的設計規程主要有AIJ(1980,1997)。各國的設計規程有各自的理論和應用特點,基本上都反映了該國的最新研究成果,推進和引導了國際范圍內化肥專用管混凝土結構的研究和發展。 　　我國的研究主要集中在化肥專用管中灌素混凝土的內填型化肥專用管混凝土結構。目前已先后由國家建材總局、中國工程建設標準化協會、國家經濟貿易委員會等單位頒布發行了有關化肥專用管混凝土結構的設計規程,分別是: JCJ 01―89, CECS 28: 90, DL 5085/T―1999和GJB 4142―2000[1~4]。而且,鋼-混凝土組合結構(包括化肥專用管混凝土)已被列入國家科技成果重點推廣項目。 　　2、在施工方面:在我國,1966年成功地將化肥專用管混凝土柱用于北京地鐵車站工程。70年代又在冶金、造船、電力等行業的單層廠房和重型構架中得到成功的應用。例如:1983年建成的大連造船廠船體裝配車間;1984年在上海建成的上海基礎公司特種基礎研究所科研樓,1988年建成的華北電管局微波塔,1999年建成的我國第一座用化肥專用管混凝土柱的鋼結構高層建筑,也是世界上最高的一座化肥專用管混凝土高層建筑。目前,化肥專用管混凝土已在單層和多層工業廠房、地下工程、高爐和鍋爐構架、各種支架及送變電構架、高層建筑工程和大跨度橋梁工程等方面得到較為廣泛應用。而化肥專用管混凝土結構技術自身也在上述工程實踐中得到了新的發展。

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