超高層建築中的鋼管砼
　　人類建築史上傳統的結構形式主要有：木結構、磚石（砌體）結構
、鋼筋混凝土結構和鋼結構等四類。 


　　隨著建築科學技術的發展，近20年來又推出了第五種結構類型
，即全新的鋼－混凝土組合結構。該種新型建築結構
，充分發揮了鋼材和混凝土的材料特性及優點

，按其組合方式又可分為：鋼管混凝土結構、鋼－混凝土組合梁、外包鋼組合結構和勁性鋼筋混凝土結構等四種。它們的共同特點是：施工簡便
、工期短
、結構性能好且大大節約建築材料。 

　　鋼－混凝土組合結構之一的鋼管混凝土（即鋼管砼－CFST），就是在鋼管中充填素混凝土製成的建築構件。它具有承載力高、抗震性能好、節約鋼材和(he)施(shi)工(gong)簡(jian)捷(jie)等(deng)突(tu)出(chu)優(you)點(dian)
，因(yin)而(er)在(zai)高(gao)層(ceng)和(he)超(chao)高(gao)層(ceng)建(jian)築(zhu)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)日(ri)益(yi)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。其(qi)推(tui)廣(guang)與(yu)發(fa)展(zhan)的(de)速(su)度(du)十(shi)分(fen)迅(xun)猛(meng)，並(bing)將(jiang)成(cheng)為(wei)二(er)十(shi)一(yi)世(shi)紀(ji)高(gao)層(ceng)和(he)超(chao)高(gao)層(ceng)建(jian)築(zhu)群(qun)最(zui)為(wei)實(shi)用(yong)和(he)主(zhu)要(yao)的(de)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)。 

一、鋼管砼的結構特點 

　　鋼管砼在高層建築工程中，主要是作為受壓管柱的建築構件使用，與鋼梁和梁柱節點等共同構成建築物的框架結構體係。 

gangguantongzhuyinqijiegoutezheng，tongshijubeilegangguanhehunningtuliangzhongcailiaodexingzhi。jiguanzhuwaibubaoguogangguancailiao
，guanzhuneibuchongtianhunningtucailiao，yingangguanbiduiguanneihunningtuxingchengdegangxingjushuzuoyong，fangzhileguanneihunningtudecuixingpohuai。shiyanhelilunfenxizhengming，gangguanhunningtuzaizhouxiangyalizuoyongxia
，gangguandezhouxianghejingxiangshouyaerhuanxiangshoula

，hunningtuzesanxiangjieshouya
，gangguanhehunningtujiechuyusanxiangyinglizhuangtai。sanxiangshouyadehunningtukangyaqiangdudadatigao，tongshisuxingzengda，qiwulixingnengshangfashenglezhidebianhua，youyuanlaidecuixingcailiaozhuanbianweisuxingcailiao。zhengshizhezhongjiegoulixuexingzhidegenbenbianhua，juedinglegangguantongdejibenxingnenghetedian，bingzuoweixinxingdediwuzhongjianzhuzuhejiegouxianshichujudadeshengminglihefazhanqianjing。 

　　在高層建築中
，鋼管砼的特征與優勢如下： 
　　1、鋼管砼柱的抗壓和抗剪承載力高
，相當於鋼管和混凝土二者之和的2倍以上； 
　　2、鋼管砼柱截麵比鋼筋混凝土柱可減少60%以上，輪廓尺寸也比鋼柱小，擴大了建築物的使用空間和麵積； 
　　3、柱子截麵減小，自重減小，有利於結構抗震
，相當於設防烈度下降一級； 
　　4
、鋼管砼柱自重減少，減輕了地基承受的荷載
，相應降低了地基基礎造價
； 
　　5
、鋼管壁薄便於選材、製造與現場焊接
，是施工最為快捷的建築結構； 
　　6、鋼管砼柱內的混凝土可大量吸收熱能
，其耐火性優於鋼柱，從而比鋼柱可節省耐火塗料50%以上； 
　　7、鋼管砼具有的核心混凝土三向受壓特性，利於剛剛問世的C60～80高強度混凝土安全可靠地推廣應用。 


　　由於上述各項優點，采用鋼管砼柱時可節省大量的建築材料，且素混凝土無須振搗
，施工方便，工期短。根據計算
，與鋼筋混凝土柱相比，可節約混凝土60~70%
，同時降低造價。若與全鋼結構的鋼柱相比，則可節約鋼材50%
，其工程造價也可降低45%。 

　　在高層建築設計中，鋼管砼柱可以僅控製長細比而不必限製軸壓比。此外因其整體性能好
，還克服了普通鋼結構鋼柱存在的局部失穩的缺點。因此
，與鋼筋混凝土柱相比，截麵設計可以減少60%以上。 

　　例如，北京國際貿易中心塔樓的原結構設計由美國提供，采用的是鋼筋混凝土結構，鋼筋混凝土柱的截麵設計尺寸為2200×2200mm，十分龐重。後改用了國內的鋼管混凝土設計方案後

，鋼管砼柱的截麵僅為φ1400×30mm

，截麵麵積減少了2／3。 

　　全國聞名的深圳賽格廣場大廈

，采用了鋼管砼結構設計，其鋼管砼柱最大截麵僅為φ1600×28mm，若用鋼筋混凝土柱，截麵則應為2400×2200mm
，柱截麵麵積減少了63%，粗略估算使整個大廈增加了使用麵積八千多平方米。 

　　顯然，采用鋼管砼結構的高層建築，其經濟效益非常顯著。 

二

、鋼管混凝土的發展前景與工程應用 

　　我國在鋼－混凝土組合結構的學術研究與工程應用方麵，一直處於國際領先地位。1988年創立的"國際鋼－混凝土組合結構合作研究協?quot;，其首屆與第二屆主席
，即由我國的中國鋼結構協會常務理事
、中國鋼協鋼－混凝土組合結構協會理事長、博士及博士後導師、著名的建築鋼結構專家和學者
、哈爾濱建築大學鍾善桐教授擔任。現已82歲高齡的鍾善桐教授
，至今仍擔任著該國際學術組織的名譽主席。 

　　與此同時
，鍾善桐教授居世界領先創立了"統一理論"，並將其應用於鋼管混凝土的理論研究與工程設計方麵，使鋼管混凝土結構演變成一個完整和獨立的建築新學科。在此基礎上，提出了一整套設計公式
，並就鋼管炷