¿Cuál es el estado actual de la aplicación de estructuras de tubos de acero rellenas de hormigón en edificios de gran altura?
1 Introducción
La estructura de tubos de acero rellenos de hormigón es una estructura compuesta formada mediante el relleno de hormigón en tubos circulares de acero de paredes delgadas. La interacción entre los tubos de acero y el hormigón en una estructura de hormigón con tubos de acero, es decir, el tubo de acero restringe su núcleo de hormigón, pone el hormigón en un estado comprimido tridimensional, mejorando así la resistencia, plasticidad y tenacidad del hormigón; Por otro lado, la existencia de hormigón puede retrasar o evitar el pandeo local prematuro o la inestabilidad general de la tubería de acero, asegurando así el pleno rendimiento de los dos materiales y supliendo sus respectivas deficiencias. Es precisamente por la perfecta combinación de tubos de acero y hormigón que los tubos de acero rellenos de hormigón se convierten en un material estructural con excelente rendimiento. La estructura de hormigón con tubos de acero tiene importantes ventajas, como alta capacidad de carga, alta plasticidad y tenacidad, construcción conveniente, buena resistencia al fuego y importantes beneficios económicos.
2. Estado actual de la aplicación de tubos de acero rellenos de hormigón en edificios de gran altura
En 1897, el estadounidense John Lally llenó con hormigón tubos de acero redondos como columnas de carga (llamados Lally). columnas) y obtuvo una patente Inicialmente, los tubos de acero rellenos de hormigón se utilizan en la ingeniería civil desde hace cientos de años. Las propiedades mecánicas superiores y el rendimiento constructivo de los tubos de acero rellenos de hormigón han sido valorados por los círculos de ingeniería civil de Estados Unidos y Europa desde el principio, y han sido desarrollados y utilizados. Especialmente a finales de la década de 1980, debido al rápido desarrollo de la tecnología moderna de hormigón de alta resistencia y alto rendimiento y la tecnología de hormigón bombeado, se añadió nueva vitalidad al desarrollo de la tecnología de estructura de hormigón con tubos de acero que se ha utilizado en algunos. Los proyectos de puentes y los proyectos de construcción de rascacielos en Europa y Estados Unidos aumentan silenciosamente.
La tecnología de estructuras de tubos de acero rellenos de hormigón se ha desarrollado y aplicado en China durante casi 40 años. En 1966, se utilizó en el proyecto de la estación de metro de Beijing. En la década de 1970, se utilizó con éxito en múltiples plantas industriales de un solo piso y estructuras de alta resistencia en la industria pesada. Desde la década de 1980, con la construcción de una gran cantidad de edificios de gran altura con una altura de más de 100 metros, la gente ha comenzado a explorar la aplicación de columnas de hormigón con tubos de acero para resolver el problema de las "columnas gordas", que no solo Resuelve el problema de fragilidad de las columnas de hormigón de alta resistencia, pero también reduce aún más las dimensiones de la sección transversal de la columna. En los últimos 10 años, nuestro país ha construido más de 20 edificios de gran altura con una altura de 100 metros.
Shenzhen SEG Plaza es un moderno edificio de gran altura diseñado, invertido, fabricado y construido por China. Se centra en el mercado de soporte electrónico de alta tecnología e integra oficinas, exposiciones, comercio, finanzas, valores y. entretenimiento. . Construido en 1999. El proyecto cubre un área de 9653 m, con 4 pisos subterráneos y 72 pisos sobre rasante. El área total de construcción es de 166700 m y la altura del edificio es de 291,6 m sobre el suelo.
El plano estructural de SEG Plaza adopta un sistema estructural de tubo de núcleo de marco. Las 28 columnas compactas de la columna del marco y el tubo interior del sistema de resistencia a fuerzas laterales están hechas de hormigón de tubo de acero, y la columna del marco tiene 1 * * 16. El tubo interior es un tubo cuadrado de 21 m, que consta de 4 montantes en las cuatro esquinas y 24 montantes muy próximos entre sí. El espacio entre columnas de las columnas densamente empaquetadas es de 3 my se vierten dos piezas de 20 entre las dos columnas. El suelo adopta un sistema de forjado compuesto por vigas de acero (la viga 1 y la viga 2 tienen la misma sección transversal, 700×260×12×10) y placas de acero perfiladas. Para fortalecer la cooperación entre el marco exterior y el tubo central, se instalan cinco patas rígidas.
Esta es una foto del edificio SEG Plaza. Es el edificio de gran altura con estructura de hormigón y tubos de acero más alto construido actualmente en el mundo. Su finalización marca que la tecnología de estructuras de hormigón y tubos de acero de China está en pleno apogeo. la posición de liderazgo mundial. 3. Dirección de desarrollo de estructuras de tubos de acero rellenas de hormigón de gran altura
3.1 Desarrollar tecnología de construcción eficiente, de alto rendimiento y de alta resistencia para estructuras de tubos de acero rellenas de hormigón. El hormigón de alta resistencia (generalmente considerado hormigón con un grado de resistencia de C60 o superior) es actualmente un tema de investigación candente en el país y en el extranjero. Se caracteriza por su alta resistencia, ahorro de material, sección transversal reducida de los componentes y auto-autonomía reducida. peso. La restricción del hormigón de alta resistencia mediante tubos de acero puede superar las deficiencias de la alta fragilidad y la escasa ductilidad del hormigón de alta resistencia. Las investigaciones muestran que las propiedades mecánicas básicas del hormigón con tubos de acero de alta resistencia son diferentes del hormigón con tubos de acero ordinarios, y los métodos de diseño del hormigón con tubos de acero ordinarios no se pueden aplicar simplemente al diseño del hormigón con tubos de acero de alta resistencia. La combinación de tecnología moderna de hormigón de alta resistencia y alto rendimiento y tecnología de hormigón bombeado tendrá un profundo impacto en el progreso tecnológico de los futuros edificios de gran altura.
3.2 Pasar a estructura de hormigón con tubos de acero de paredes delgadas. Los trabajos de investigación anteriores se centraron en tubos de acero de paredes gruesas (el contenido de acero generalmente está entre 0,04 y 0,2), y las estructuras de hormigón con tubos de acero de paredes delgadas están de moda en los últimos años.
Como todos sabemos, la capacidad de carga de los tubos de acero de paredes delgadas es extremadamente inestable y muy sensible a defectos locales, por lo que la presión axial real es solo del 20% al 30% del valor teórico, y el impacto es mayor cuando hay es tensión residual. La estructura de tubo de acero de paredes delgadas rellena de hormigón protege el hormigón y retrasa el agrietamiento longitudinal del hormigón bajo presión. Al mismo tiempo, el hormigón retrasa considerablemente la inestabilidad local de los tubos de acero de paredes delgadas y mejora considerablemente la capacidad de carga de los componentes. En comparación con los tubos de acero de paredes gruesas, los tubos de acero de paredes delgadas de hormigón pueden ahorrar acero, reducir costos y mejorar la resistencia al fuego de los componentes.
3.3 Desarrollar hacia gran diámetro. A medida que aumenta la altura del edificio, los requisitos para que el sistema resista fuerzas laterales se vuelven cada vez mayores. En el pasado, se utilizaba principalmente la estructura de tubo dentro de tubo. Sin embargo, las densas columnas y las profundas vigas del tubo exterior afectan la función y la belleza del edificio. Además, la función del edificio requería una gran red de columnas y un gran vano. Por esta razón, los edificios modernos de gran altura tienden a adoptar un sistema estructural de marco-tubo con columnas delgadas fuera del tubo interior. El tamaño de la red de columnas es mayor y se utilizan columnas de hormigón con tubos de acero de gran diámetro (más de 1,5 m). El diámetro de 3,2 m se utiliza en el extranjero y el diámetro máximo actual en China es de 1,6 m. En la actualidad, las columnas de diámetro ordinario se estudian y estandarizan. Las columnas de gran diámetro necesitan resolver problemas como el grado de efecto de restricción, el calor de hidratación del hormigón y la calidad del núcleo del hormigón.
4Conclusión
Las estructuras de tubos de acero rellenas de hormigón tienen las ventajas de una alta capacidad de carga, buena resistencia sísmica, buena ductilidad del hormigón, buena resistencia al fuego, construcción simple y costo razonable. Ampliamente utilizado en edificios de gran altura y de gran altura. En comparación con otros materiales estructurales, la investigación sobre estructuras de hormigón con tubos de acero aún es insuficiente, especialmente el sistema estructural, y todavía existen algunos problemas que necesitan más investigación y solución. Al mismo tiempo, las perspectivas para los edificios de gran altura con tubos de acero y hormigón son muy amplias. Las estructuras de hormigón de tubos de acero de alta resistencia, alto rendimiento y tecnología de construcción eficiente, las estructuras de hormigón de tubos de acero de paredes delgadas y las estructuras de hormigón de tubos de acero de gran diámetro son la dirección de desarrollo de las estructuras de hormigón de tubos de acero de gran altura en el futuro.
Para obtener más información sobre licitaciones de ingeniería/servicios/adquisiciones y para mejorar la tasa de adjudicación de ofertas, puede hacer clic en la parte inferior del sitio web oficial de servicio al cliente para realizar una consulta gratuita: /#/? fuente=bdzd