如果一个结构系统可以做到这一切——吸收地震冲击、削减碳排放、加快建筑进度,并降低未来的维护成本,那会怎么样?钢管混凝土(CFST)是一种复合材料创新,有望将性能与可持续性相结合。随着最近ISO 16521:2024的发布,CFST现在拥有了统一的全球标准,释放了改变我们在全球范围内设计和建设基础设施方式的潜力。
随着城市不断扩张,可持续性已成为不容回避的要求,建筑业面临着建造更智能、且能同时实现高性能与环境责任的解决方案的压力。钢管混凝土组合结构及混合结构因其融合了两种材料的力学优势并弥补了各自的劣势,成为最具前景的选择。它们出色的抗损性和延展性使其适用于各类基础设施项目,尤其是像高层建筑和大型桥梁这类宏大工程。
这项新标准 ISO 16521由国际标准化组织第71技术委员会(ISO/TC 71)下属的第9分委员会(SC 9)制定,并于2024年9月发布。它标志着钢管混凝土技术迎来重要里程碑,给予了该技术正式认可,并为其设计、施工、检验和维护提供了全球框架。
在钢管混凝土系统中,钢材和混凝土的协同作用可以提高性能,增强对复杂载荷的抵抗力,使其特别适用于地震多发地区。钢管充当壳体,通过三轴压缩约束混凝土并提高其强度和延展性,而混凝土则提高了钢管的整体稳定性。这种组合作用具有优异的能量吸收能力,减少了对模板的需求,从而实现了更快、更清洁的施工,并减少排放。
然而,钢管混凝土结构的广泛应用,尤其是在欠发达、预算紧张的地区,一直面临着诸多障碍。材料和制造的高昂初始成本往往阻碍投资,而在腐蚀性强的环境中,锈蚀仍是主要问题。此外,缺乏连贯的研究和标准化设计指南也造成了不确定性,限制了人们对该技术及其应用的信心。
为了应对这些挑战,ISO 16521制定了清晰的技术规程,确保从构思到执行全过程的一致性和可靠性。它引入了创新的钢管混凝土混合形式,能显著减少材料使用,并通过系统的防护设计规范解决钢管锈蚀问题。
作为全球公认的参考标准,ISO 16521将加速钢管混凝土在城市发展和基础设施项目中的应用。随着标准化的实施,各利益相关方能够更好地发挥这项技术在现代建筑中的全部潜力,为更可持续和更有弹性的建筑环境铺平道路。
2025年6月,ISO 16521引起全球关注——新成立的 ISO/TC 71/SC 9主席、清华大学韩林海教授荣获 ISO 卓越奖,成为首位因在混凝土材料与结构领域的工作而获此殊荣的学者。