20#方管的建筑应用分析

在我国的工民建筑中，多年以来一直采用钢筋混凝土，工程施工周期长、污染大。近几年，随着马钢、莱钢20#方管产品成功的市场推介，钢结构在建筑业中的应用不断扩大，各种钢结构实验楼、样板房、标志建筑相继推出，设计、施工的标准与规范也开始进入逐步完善阶段，中国的钢结构行业近几年大大迈进了一步。但是，目前我国建筑钢结构应用的主要是热轧H型钢和焊接的各种钢结构，我国热轧H型钢的产能已经达到300万吨，焊接轻型H型钢和各种钢结构的产量也有几十万吨，我国焊管产量一年有700多万吨，其中建筑钢结构用冷弯方矩形管和各种20#方管的产量不到20#方管产量总量的5%。20#方管在我国工民建筑钢结构中应用处于起步阶段，冷弯方矩形结构焊管取代热轧H型钢作钢结构的立柱刚刚开始，其它20#方管在建筑业中应用更少。　　我国建设部目前已经在工民建筑中建设一些钢结构试验楼，如2002年在无锡建成的两栋建设部钢结构示范住宅，该工程采用钢管混凝土柱钢梁框架-钢骨混凝土核心筒(SRC)结构体系，工程总面积8000m2，主体十一层，一栋柱采用圆管，另一栋柱采用方钢管350×350mm，厚度随楼层变化而变化，其中1～3层为16mm，4～6层为14mm，7～9层为12mm，10～11层为10mm，钢管内灌注C40砼。梁采用焊接工字钢，规格为350×200×10×18mm，楼板为高强螺旋肋钢筋预应力叠合板。由于当时国内没有厂家生产如此大口径的方管，工程中采用方钢管是四块板焊接的BOX柱。　　无锡两栋建设部钢结构示范住宅工程对20#方管(主要是方矩管)在钢结构住宅中应用得出两个启示：　　一是大规格冷弯方矩管市场空间较大，钢结构住宅的合理层数为10～18层，这样的中高层结构也对冷弯方矩管的规格有一定要求。　　二是方钢管较圆钢管有明显优势，原因有三：　　其一，同样边长和直径的方、圆管，方管的承载力和抗震性能更佳，根据无锡某大学对三层二跨方管和圆管砼柱框架进行的试验，方管柱边长150mm，圆管直径150mm，试验结果前者抗侧力屈服承载力和极限承载力较后者高出80%，抗震性能指标约为后者的两倍。