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摘要：对钢管混凝土当前的基本原理、工作性能以及当前实际工程中的应用情况进行了论述，此外展望了钢管混凝土研究工作未来的开展方向。
关键词：钢管混凝土；研究进展；未来发展
1 概述
钢管混凝土（Concrete-Filled Steel Tube，简称CFT）最早出现在十九世纪七、八十年代，它是指在钢管中灌入混凝土的一种组合材料，众所周知，钢材具有较强的抗弯能力，但受压易失稳，混凝土则相反，具有很大的抗压能力，抗弯能力却不足，CFT就将这二者结合起来，以发挥各自的特点。
2 当前钢管混凝土的研究进展
2.1钢管混凝土的基本原理
以圆钢管混凝土为例，CFT的基本原理[1]就是依靠在钢管中的内填混凝土的支撑作用，来克服钢管的稳定性问题，同时由于钢管壁的套箍作用，使内部混凝土处于三向受力应力状态，大大减少了混凝土的纵向裂缝，提高了混凝土的抗压强度及抵抗变形能力，经实验证明CFT的承载力是钢管及混凝土单独承载力之和的1.5倍以上。
2.2 钢管混凝土柱的工作性能
近几年，对钢管混凝土柱的研究已经有了较大的进展，通过一系列的实验及工程实践，发现影响钢管混凝土柱性能的参数[2]主要有：含钢率，约束效应系数（套箍系数），径厚比及长细比等。含钢率越大，钢管混凝土的塑性及韧性越好，但含钢率过大造价也会随之升高。约束效应系数为钢管抗压承载力与混凝土抗压承载力之比，通过对钢管混凝土短柱（长细比为3）进行轴压试验后得到的轴力-应变曲线可以看出，钢管混凝土的工作曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段及强化阶段三部分，不同的约束效应系数会产生不同的强化效果，当约束效应大于1.0时，内部混凝土承载力的提高超过钢管承载力的减小，此时才会出现有利的强化效果。对于长细比较大的钢管混凝土柱，其破坏形态仍然体现于弹性失稳，但与纯粹的钢构件相比，由于有混凝土的有利作用，构件的延性也有较大的改善。
2.3 钢管混凝土的耐火性能及抗震性能
国外的研究者们对钢管混凝土进行了火灾下的力学性能研究，研究表明，钢管混凝土在遭受火灾时，混凝土会吸收大量的热能，因混凝土的导热系数较低而使得钢管混凝土柱耐火时间大幅度延长，因而可节省大量防火材料。在抗震性能方面，我国在20世纪末对钢管混凝土进行了一系列的动力性能实验，发现其滞回环饱满，是较理想的耗能构件，综合一系列的结果可以看出，钢管混凝土结构在抗震性能上要优于钢结构及钢筋混凝土结构。
2.4 钢管混凝土的不足之处
任何一种材料都不可能是十全十美的，钢管混凝土也是如此，在制作钢管混凝土过程中对使用的原材料及焊接要求均较高，而对于使用钢管混凝土梁的极少数工程，受力较为复杂且经济效益不佳，故目前为止钢管混凝土仅被用于柱、墩及拱架等，此外，钢管混凝土与其它构件连接的节点处理也较为复杂，且外形美观不足。
3 当前钢管混凝土的应用
钢管混凝土最早被用于桥墩结构[3]，但随着科技的不断发展，其应用范围也不断的扩展，例如在支架及输变电构架中被用作多肢格构式柱，其在高层建筑、地下工程及工业厂房等建筑也有较多的应用：
3.1 应用于高层及超高层建筑
深圳赛格广场，地上七十五层，建筑物高度为291.6米，该建筑物的柱结构及抗侧力体系内筒均采用是钢管混凝土形式，是目前世界最高的钢管混凝土结构大厦；惠州嘉骏大厦，全楼28层，柱子均采用钢管混凝土结构；1984年建成的特种基础研究所科研楼，地上部分均采用双跨钢管混凝土框架结构。
3.2 应用于地下工程
地下工程对空间的利用要求较高，钢管混凝土无疑具有这一优点，北京地铁的复八线工程中，多个车站均采用盖挖逆作法施工，而这一方法的实现，归功于钢管混凝土柱的功劳，即减少地下空间的使用，又能较好的将施工阶段临时柱与永久柱相结合，避免材料浪费。
4 钢管混凝土研究未来的发展
针对钢管混凝土的优点及不足，笔者认为钢管混凝土未来的研究工作可以从以下两个方面进行：
4.1 薄壁钢管混凝土结构
截止到目前，国内大部分钢管混凝土的研究均是针对钢管管壁较厚的情况，相普及的设计方法也主要适用于这种情况，对于薄壁钢管混凝土的研究则处于较滞后的阶段，薄壁钢管混凝土不仅可以节省钢材，同时也可以提高构件的耐火极限，但薄壁钢管混凝土在实际应用中的承载力要远远低于其理论承载力，同时薄壁钢管混凝土对于局部残余应力较为敏感，这些都可以作为未来钢管混凝土的研究方向之一。
4.2 钢管混凝土结构节點
钢管混凝土结构与其它结构形式的节点连接一直是制约钢管混凝土应用发展的一个关键点，同时也是施工的一个难点，众所周知，节点是整个结构的关键点，因此如何使连接节点能够安全、美观同时也行之有效的使结构更好的传力必然是未来重点研究的一个方向。
5 结语
在钢管混凝土的应用范围内，与钢筋混凝土及钢结构相比，CFT具有较为突出的优点，既节省钢材降低造价，同时又具备较好的受力性能，目前CFT已经受到越来越多的重视，在实践的考验下也取得了较好的成绩，但随着工程实际的应用和理论研究的不断深入，CFT更多的不足之处也会不断暴露，但相信随着科技的不断提高，CFT会不断的发挥长处弥补不足，最终成为一种完善的结构形式。
参考文献：
[1]钟善桐.钢管混凝土结构[M]，哈尔滨：黑龙江省科学技术出版社.1994.
[2]郭建鹏.钢管砼构件的工作原理及其抗震性能浅析[J].甘肃科技.2006，8（22）.
[3]李继读.钢管混凝土轴压承载力的研究[J].工业建筑.1985（2）.
关键词：钢管混凝土；研究进展；未来发展
1 概述
钢管混凝土（Concrete-Filled Steel Tube，简称CFT）最早出现在十九世纪七、八十年代，它是指在钢管中灌入混凝土的一种组合材料，众所周知，钢材具有较强的抗弯能力，但受压易失稳，混凝土则相反，具有很大的抗压能力，抗弯能力却不足，CFT就将这二者结合起来，以发挥各自的特点。
2 当前钢管混凝土的研究进展
2.1钢管混凝土的基本原理
以圆钢管混凝土为例，CFT的基本原理[1]就是依靠在钢管中的内填混凝土的支撑作用，来克服钢管的稳定性问题，同时由于钢管壁的套箍作用，使内部混凝土处于三向受力应力状态，大大减少了混凝土的纵向裂缝，提高了混凝土的抗压强度及抵抗变形能力，经实验证明CFT的承载力是钢管及混凝土单独承载力之和的1.5倍以上。
2.2 钢管混凝土柱的工作性能
近几年，对钢管混凝土柱的研究已经有了较大的进展，通过一系列的实验及工程实践，发现影响钢管混凝土柱性能的参数[2]主要有：含钢率，约束效应系数（套箍系数），径厚比及长细比等。含钢率越大，钢管混凝土的塑性及韧性越好，但含钢率过大造价也会随之升高。约束效应系数为钢管抗压承载力与混凝土抗压承载力之比，通过对钢管混凝土短柱（长细比为3）进行轴压试验后得到的轴力-应变曲线可以看出，钢管混凝土的工作曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段及强化阶段三部分，不同的约束效应系数会产生不同的强化效果，当约束效应大于1.0时，内部混凝土承载力的提高超过钢管承载力的减小，此时才会出现有利的强化效果。对于长细比较大的钢管混凝土柱，其破坏形态仍然体现于弹性失稳，但与纯粹的钢构件相比，由于有混凝土的有利作用，构件的延性也有较大的改善。
2.3 钢管混凝土的耐火性能及抗震性能
国外的研究者们对钢管混凝土进行了火灾下的力学性能研究，研究表明，钢管混凝土在遭受火灾时，混凝土会吸收大量的热能，因混凝土的导热系数较低而使得钢管混凝土柱耐火时间大幅度延长，因而可节省大量防火材料。在抗震性能方面，我国在20世纪末对钢管混凝土进行了一系列的动力性能实验，发现其滞回环饱满，是较理想的耗能构件，综合一系列的结果可以看出，钢管混凝土结构在抗震性能上要优于钢结构及钢筋混凝土结构。
2.4 钢管混凝土的不足之处
任何一种材料都不可能是十全十美的，钢管混凝土也是如此，在制作钢管混凝土过程中对使用的原材料及焊接要求均较高，而对于使用钢管混凝土梁的极少数工程，受力较为复杂且经济效益不佳，故目前为止钢管混凝土仅被用于柱、墩及拱架等，此外，钢管混凝土与其它构件连接的节点处理也较为复杂，且外形美观不足。
3 当前钢管混凝土的应用
钢管混凝土最早被用于桥墩结构[3]，但随着科技的不断发展，其应用范围也不断的扩展，例如在支架及输变电构架中被用作多肢格构式柱，其在高层建筑、地下工程及工业厂房等建筑也有较多的应用：
3.1 应用于高层及超高层建筑
深圳赛格广场，地上七十五层，建筑物高度为291.6米，该建筑物的柱结构及抗侧力体系内筒均采用是钢管混凝土形式，是目前世界最高的钢管混凝土结构大厦；惠州嘉骏大厦，全楼28层，柱子均采用钢管混凝土结构；1984年建成的特种基础研究所科研楼，地上部分均采用双跨钢管混凝土框架结构。
3.2 应用于地下工程
地下工程对空间的利用要求较高，钢管混凝土无疑具有这一优点，北京地铁的复八线工程中，多个车站均采用盖挖逆作法施工，而这一方法的实现，归功于钢管混凝土柱的功劳，即减少地下空间的使用，又能较好的将施工阶段临时柱与永久柱相结合，避免材料浪费。
4 钢管混凝土研究未来的发展
针对钢管混凝土的优点及不足，笔者认为钢管混凝土未来的研究工作可以从以下两个方面进行：
4.1 薄壁钢管混凝土结构
截止到目前，国内大部分钢管混凝土的研究均是针对钢管管壁较厚的情况，相普及的设计方法也主要适用于这种情况，对于薄壁钢管混凝土的研究则处于较滞后的阶段，薄壁钢管混凝土不仅可以节省钢材，同时也可以提高构件的耐火极限，但薄壁钢管混凝土在实际应用中的承载力要远远低于其理论承载力，同时薄壁钢管混凝土对于局部残余应力较为敏感，这些都可以作为未来钢管混凝土的研究方向之一。
4.2 钢管混凝土结构节點
钢管混凝土结构与其它结构形式的节点连接一直是制约钢管混凝土应用发展的一个关键点，同时也是施工的一个难点，众所周知，节点是整个结构的关键点，因此如何使连接节点能够安全、美观同时也行之有效的使结构更好的传力必然是未来重点研究的一个方向。
5 结语
在钢管混凝土的应用范围内，与钢筋混凝土及钢结构相比，CFT具有较为突出的优点，既节省钢材降低造价，同时又具备较好的受力性能，目前CFT已经受到越来越多的重视，在实践的考验下也取得了较好的成绩，但随着工程实际的应用和理论研究的不断深入，CFT更多的不足之处也会不断暴露，但相信随着科技的不断提高，CFT会不断的发挥长处弥补不足，最终成为一种完善的结构形式。
参考文献：
[1]钟善桐.钢管混凝土结构[M]，哈尔滨：黑龙江省科学技术出版社.1994.
[2]郭建鹏.钢管砼构件的工作原理及其抗震性能浅析[J].甘肃科技.2006，8（22）.
[3]李继读.钢管混凝土轴压承载力的研究[J].工业建筑.1985（2）.