型钢混凝土组合结构 钢与混凝土组合结构
型钢混凝土组合结构的工艺原理施工工艺流程
型钢混凝土组合结构的工艺原理施工工艺流程型钢混凝土组合结构是将钢筋混凝土与型钢结构相结合的建筑结构形式。它可以充分利用钢材的高抗拉强度和混凝土的高抗压强度，同时发挥
各自优势，使结构具有良好的整体性、刚度和抗震性能。其工艺原理和施
工工艺流程如下：
一、工艺原理：
1.力学连接：型钢与混凝土之间采用了多种力学连接方式，主要有焊接、螺栓连接和粘结连接。其中，钢筋焊接和混凝土粘结连接是常用的连
接形式。通过这些连接方式，实现了型钢与混凝土的力学衔接，使二者形
成合理的受力传递路径。
2.协同工作：在型钢混凝土组合结构中，型钢与混凝土共同承担荷载。型钢提供了高强度和刚度，能够承受较大的拉、剪和弯矩荷载；混凝土则
能够提供较高的抗压强度和良好的抗震性能。二者相互协同工作，形成了
双重受力机制，使结构具有更好的整体性能。
二、施工工艺流程：
1.型钢加工：首先，对型钢进行裁切加工，根据设计要求和构件形状，将型钢按照要求的尺寸进行切割。
2.型钢准备：对加工好的型钢构件进行打磨、除锈和涂防锈漆等处理，以提高其表面质量和防腐蚀能力。
3.钢筋预埋：将预先制作好的钢筋粘结焊接到型钢构件上，并将其预
埋到混凝土模板内，以便混凝土浇筑后形成钢筋混凝土组合结构。
4.模板安装：在预埋好的钢筋上安装混凝土模板，按照设计要求进行模板定位和固定。确保模板的稳固和符合设计要求。
5.混凝土浇筑：在模板安装完成后，进行混凝土浇筑。根据设计要求选用适宜的混凝土配合比，将混凝土均匀地倒入模板内，利用振动棒进行振捣和排气。
6.养护和拆模：混凝土浇筑完成后，对其进行适当的养护措施。保养期间，要注意浇水养护，保持混凝土的湿润。待混凝土强度达到设计要求后，进行拆模。
型钢混凝土组合结构特点
型钢混凝土组合结构特点
型钢混凝土组合结构是一种将型钢和混凝土组合在一起形成的结
构体系。与传统的混凝土结构相比，它具有许多独特的特点，以下是
其主要特点：
1. 高强度和刚性：型钢混凝土组合结构采用钢材和混凝土进行组合，充分利用了两种材料的优点，使结构具有更高的强度和刚性。同时，它也能够有效地抵抗天气和地震等外力的影响。
2. 轻量化：与纯钢结构相比，型钢混凝土组合结构可以减轻重量，降低成本。这不仅减轻了建筑物的荷载，还可以减少施工所需的人力
和材料成本。
3. 节能环保：使用型钢和混凝土结合的方式，可以降低建筑物的
建造能耗和使用成本。同时，该结构具有良好的隔热性能和耐久性，
可以大大减少室内空调的使用频率和建筑物的维修成本。
4. 建造速度快：型钢混凝土组合结构的施工速度较快，建筑物也
更加耐用。这些优点使得它成为了现代建筑工程中的常见选择。
在使用型钢混凝土组合结构时，需要注意以下几点：
1. 设计结构时应根据结构负荷条件和建筑物用途等因素，考虑型
钢和混凝土的组合方式和比例，并合理调整。
2. 施工时需要注意型钢和混凝土之间的粘结性能，以及钢材和混
凝土在施工过程中的膨胀及收缩性能。
3. 建筑结构的维护和维修需要严格遵守有关标准和规定，正确使用和保护钢材和混凝土。
总之，型钢混凝土组合结构具有许多优点和特点，是建筑领域中不可或缺的现代建筑工程技术之一。在未来的建筑设施建设中，它将继续得到广泛应用，并为我们的城市发展做出贡献。
型钢混凝土组合结构技术规程
型钢混凝土组合结构技术规程
1. 引言
型钢混凝土组合结构是一种结合了钢结构的高强度和钢筋混凝土结构的耐久性和抗震性能的新型建筑结构形式。该技术能够充分发挥型钢的抗拉和抗剪性能，同时利用钢筋混凝土的抗压性能，为建筑结构提供更好的整体性能。本文将介绍型钢混凝土组合结构的技术规程，包括设计要求、施工工艺、质量控制等方面。
2. 设计要求
2.1 型钢选择
在型钢混凝土组合结构中，应选择具有较高强度和良好可焊性的型钢。常见的型钢有工字钢、槽钢、角钢等。设计时应根据结构承载力和抗震性能要求，合理选择型钢的规格和型号。
2.2 混凝土选择
混凝土的强度等级应根据结构的受力特点和使用要求确定。同时，还需要考虑混凝土的耐久性和抗裂性能。混凝土配合比应按照相关标准确定，确保混凝土的强度和工作性能符合设计要求。
2.3 接头设计
型钢与钢筋混凝土的连接采用螺栓连接、焊接或粘接等方式。接头设计应满足强度和刚度要求，并确保与结构其他部分的协调性。在设计接头时，还需要考虑金属界面的防腐蚀和防锈措施。
3. 施工工艺
3.1 型钢加工和制造
型钢应按照设计要求进行加工和制造。加工过程中应注意控制尺寸公差和表面质量，确保型钢的精度和质量。在焊接过程中，应采取有效的预热和热处理措施，保证焊接接头的强度和可靠性。
3.2 钢筋混凝土施工
钢筋混凝土施工应按照相关规程进行，包括模板安装、钢筋布置、
混凝土浇筑和养护等工艺。在施工过程中，应注意保证混凝土的均
匀性和密实性，控制混凝土的温度和湿度，避免龟裂和脱层等问题。
3.3 型钢与混凝土连接
型钢与混凝土的连接应按照设计要求进行，包括焊接、螺栓连接或
钢混凝土组合楼盖结构设计与施工规程
钢混凝土组合楼盖结构设计与施工规程
钢混凝土组合楼盖结构是一种常见的高层建筑结构形式，它采用钢筋混凝土板和钢结构框架相结合的方式，具有优异的抗震性能、高度的经济性和施工便捷性。该结构形式在现代建筑领域得到了广泛应用。本文将介绍该结构的设计和施工规程。
一、概述
1.1 结构类型
钢混凝土组合楼盖结构，是一种由钢筋混凝土楼板和钢结构框架组合而成的结构形式。
1.2 适用范围
该结构适用于高层建筑、厂房、商业建筑等场所的楼盖结构设计和施工。
1.3 优点
1.3.1 抗震能力强
该结构采用了钢结构框架，可以有效提高整个结构的抗震性能，提高建筑的安全性。
1.3.2 经济效益好
该结构的使用寿命长，结构稳定性好，可以降低建筑的维护成本，降低使用成本。
1.3.3 施工方便
该结构采用了预制楼板和钢结构框架的组合结构方式，可以提高施工效率，降低施工难度。
二、设计规范
2.1 承载力设计
该结构的承载力设计应符合GB50017-2017《钢结构设计规范》和GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的规定。
2.2 抗震设计
该结构的抗震设计应符合GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的规定。
2.3 模型分析
在进行该结构的设计时，应先进行模型分析，采用弹性抗震反应谱分析、非线性时间历程分析等模拟方法，对结构的受力性能进行分析。
2.4 结构设计
对于该结构的设计应在考虑其强度、刚度、稳定性等因素的保证结构的安全性。
2.5 楼板设计
楼板应选择合适的预制楼板，设计时应考虑楼板的受力构造、板厚、尺寸和钢筋布置等因素。
2.6 框架设计
型钢混凝土组合柱施工技术
型钢混凝土组合柱施工技术
摘要：型钢混凝土组合结构作为一种极具魅力的组合结构形式，具有其他结构所不具有的独特优点，并且日益广泛地应用于各类建筑与桥梁结构中。本文结合具体工程，从型钢的翻样、型钢柱的制作与运输等2个方面进行了介绍。
引言
混凝土内配置型钢(轧制或焊接成型)和钢筋的结构称为型钢混凝土组合结构。它的特征是在型钢结构的外面有一层混凝土的外壳。型钢混凝土中的型钢除采用轧制型钢外，还广泛使用焊接型钢。此外还配合使用钢筋和钢箍。由于型钢混凝土结构具有良好的力学性能，特别适用于地震区，越来越得到学术界和工程界的关注，虽然型钢混凝土结构相比较传统结构有许多优势，但型钢混凝土结构相对来说是一种新结构，仍不可避免地存在一些缺陷和急需解决的问题。本文主要研究如何采用合理的施工方法和保证型钢混凝土结构施工质量的措施。
工程实例
徐州移动通信大楼建筑面积34700m2，该工程基础至地上六层采用型钢混凝土结构。所用型钢柱主要为十形字柱，外形尺寸为550×550，型钢梁为工字形，外形尺寸为200×500。主要型钢混凝土柱截面尺寸为800×800，主要型钢混凝土梁的截面尺寸为550×800。工程结构设计使用年限为100年，室外地面至主要屋面楼板顶为80米，建筑结构的安全等级为一级，建筑抗振等级为一级。型钢柱在底层(负三层)和第七层过渡层应加抗剪栓钉；框架柱的一侧为型钢混凝土梁，另一侧为钢筋混凝土梁时，型钢混凝土梁中的型钢，延伸至钢筋混凝土梁内的长度为主梁1/4跨度。在延伸段型钢上下翼缘设置栓钉。
型钢的翻样
设计图纸中只标识了型钢的位置、外形尺寸、钢板厚度，而具体细部做法要有专业队伍来完成，对型钢翻样人员的素质要求较高。
钢—混凝土组合结构概况
一钢—混凝土组合结构概况
（一）钢—混凝土组合结构的一般概念
组合结构定义：组合结构的种类繁多，从广义上讲，组合结构是指两种或多种不同材料组成一个结构或构件而共同工作的结构（Composite Structure）。钢—混凝土组合结构是继木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构之后发展兴起的第五大类结构。从广义概念上看，钢筋混凝土结构就是具有代表性的组合结构的一种。
组合结构分类：组合结构通常是指钢—混凝土组合结构，其中钢又分为钢筋和型钢，混凝土可以是素混凝土也可以是钢筋混凝土。国内外常用的钢—混凝土组合结构主要包括以下五大类：（1）压型钢板混凝土组合板；（2）钢—混凝土组合梁；（3）钢骨混凝土结构（也称为型钢混凝土结构或劲性混凝土结构）；（4）钢管混凝土结构；（5）外包钢混凝土结构。
（二）钢—混凝土组合结构的发展概况
钢—混凝土组合结构这门学科起源于本世纪初期。于本世纪二十年代进行了一些基础性的研究。到了五十年代已基本形成独立的学科体系。至今组合结构在基础理论，应用技术等方面都有很大的发展。目前钢—混凝土组合结构在高层建筑、桥梁工程等许多土木工程中得到广泛的应用，并取得了较好的经济效益。
在国外，钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构，加快了重建的速度，完成了
大量的道路桥梁和房屋的重建工程。1968年日本十胜冲地震以后，发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。60年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES）、欧洲钢结构协会（ECCS）、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE）组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981年正式颁布了《组合结构》规范。
钢与混凝土组合结构
钢与混凝土组合结构
专业：结构工程
绪 论
由两种不同性质的材料组合成整体共同工作的构件成为组合构件。由组合构件可组成组合结构。由于两种不同性质的材料扬长避短，各自发挥其特长，因此具有一系列的优点。
目前研究比较成熟与应用较多的主要是下列的钢与混凝土组合结构：压型钢板与混凝土组合板，.组合梁，型钢混凝土结构，钢管混凝土结构，外包钢混凝土组合结构及钢纤维混凝土等等。
第1章 剪切连接
1.1 概述
钢与混凝土组合结构，只有将两种不同材料组合成一体才能显示其优越性。这种组合作用，主要是依靠两种不同材料之间的可靠连接。连接必须能有效传递混凝土与钢材之间的剪力，同时能有效抵抗两者分离的“掀起力”，才能使混凝土与钢材组合整体，共同工作。
（1）无剪切连接的情况：两根材料、截面、刚度完全相同的矩形截面的梁，叠置在一起，中间不设任何连接，而且忽略两梁之间截面上的摩擦力。此时，最大弯应力的值为：
22
m a x m a x 83bh
ql I My ==σ，发生在每个梁的上下边缘纤维处。 梁在支座处剪力最大：4ql V =
。 最大剪应力：bh
ql bh V 8323max ==τ 跨中最大挠度：34
46453842/5Ebh
ql EI ql f == （2）完全剪切连接的情况：上下梁完全组合成一整体，则可按截面宽度为b ，高为2h ，跨度为l 承受均布荷载q 的简支梁计算。跨中最大弯矩处的最大正应力为：22max max
163bh ql I My ==σ。 梁在支座处剪力最大：2ql V =
。 最大剪应力：bh
ql bh V 8323max ==τ 跨中最大挠度：34
钢-混凝土组合结构的设计与应用
钢-混凝土组合结构的设计与应用
钢-混凝土组合结构因其结合了钢材和混凝土两种材料的优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。钢材具有高强度、轻质和良好的抗拉性能，而混凝土具有良好的抗压性能和耐久性。钢-混凝土组合结构通过将钢材和混凝土合理结合，提高结构的整体性能和经济性。本文将探讨钢-混凝土组合结构的设计原则、应用方法及其在实际工程中的应用。
首先，钢-混凝土组合结构的设计需要综合考虑钢材和混凝土的材料特性和受力特点。常见的组合结构形式包括组合梁、组合柱和组合楼板等。组合梁通过在钢梁上浇筑混凝土板，形成整体受力构件，提高结构的抗弯和抗剪能力；组合柱通过在钢管或型钢内浇筑混凝土，增强柱的承载能力和稳定性；组合楼板通过在钢梁和混凝土板之间设置剪力连接件，实现钢材和混凝土的共同受力，提高楼板的整体刚度和承载能力。
在组合结构的设计中，剪力连接件是确保钢材和混凝土共同受力的关键。剪力连接件通过提供剪力传递路径，保证钢材和混凝土之间的协调变形和受力。例如，常用的剪力连接件包括剪力钉、剪力键和栓钉等，这些连接件通过焊接或螺栓连接在钢梁和混凝土之间，提供可靠的剪力传递和受力性能。
在施工过程中，钢-混凝土组合结构的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。钢材和混凝土的施工质量直接关系到组合结构的整体性能和耐久性。例如，钢材的制造和安装需要严格控制，以确保钢构件的尺寸精度和连接质量。钢梁和钢柱的焊接和螺栓连接必须符合设计要求，确保接头的强度和稳定性。混凝土的浇筑和养护质量对组合结构的性能也有重要影响。通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保组合结构的长期稳定和安全。
钢-混凝土组合结构综述
钢-混凝土组合结构综述
摘要：本文介绍了钢-混凝土组合结构的一般概念和发展概况，对钢-混凝土组合结构的研究和工程应用进行了叙述，总结了组合梁、压型钢板与混凝土组合板、钢管混凝土结构、型钢混凝土组合结构的特点，对钢-混凝土的前景进行展望。
关键词: 钢-混凝土组合结构；应用；发展；未来展望
引言
钢一混凝土组合结构是由钢材和混凝土两种不同性质的材料经组合而成的一种新型结构。它是钢和混凝土两种材料的组合,充分发挥了钢材抗拉强度高、塑性好和混凝土抗压性能好的优点,弥补彼此各自的缺点,已被广泛的应用在高层超高层建筑、重工业建筑、桥梁结构、大跨度和高耸结构中,并逐渐形成了与传统四大结构(钢结构、混凝土结构、木结构、砌体结构)并列的第五大结构。我国自80年代以来开始系统研究钢一混凝土组合结构,对梁、柱、连接节点等进行了深人的试验研究和理论分析,并在实际工程中得到了较好的应用,取得了良好的经济效益和社会效益。
1 概述
钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配钢方式不同又有多种种类,并且一些新的结构形式仍在不断出现。目前研究较为成熟与应用较多的主要有下列几种：(1) 组合梁
将钢梁与混凝土板组合在一起形成组合梁。混凝土板可以是现浇混凝土板,也可以是预制混凝土板、压型钢板混凝土组合板或预应力混凝土板。钢梁可以用轧制或焊接钢梁。其特点同样是混凝土受压,钢梁主要受拉与受剪,受力合理,强度与刚度显著提高,充分利用混凝土的有利作用。并且由于侧向刚度大的混凝土板与钢梁组合连接在一起,很大程度上钢结构容易发生整体失稳和局部失稳。
钢-混凝土组合概述
• 3.1目前一些对混合结构的静力、动力和弹塑性分析方法 都是建立在楼板绝对刚性和结构规则布置无扭转的假设前 提下用简化平面法进行分析。随着住宅建筑个性化发展， 经常遇到考虑楼板变形和扭转问题，要求我们建立一种新 的分析模型和计算格式。 3.2组合体系中剪力在钢框架和剪力墙之间的分配比例和 要求，关系到该体系的安全和经济问题，现行国家有关规 范只有一个笼统的不区分抗震等级对钢框架剪力值的要求。 应研究不同抗震等级和抗风要求的钢框架和混凝土核心筒 的剪力合理分配比例。 3.3对于工程设计特别关心的层间位移限值，与结构布置、 使用材料性能以及建筑高度等有关，尤其是强震作用下的 弹塑性位移，还没有规范提出相应的限值规定。钢框架和 混凝土墙体的连接方式，对结构体系的分析、设计和施工 等有重要的影响，值得研究并通过一定的试验和理论确定。
体系的基本特点
• （1）符合发展住宅产业化的方向 钢—钢筋混凝土组合结构住宅体系从根本上改变了传统建筑业以手工 作业为主的小生产方式，基本实现了构配件生产的工厂化，施工的机 械化。能够进行标准化的设计、系列化的开发、集约化的生产、社会 化的供应，为住宅产业现代化探索出一条途径。
（2）经济效益显著 经测算该体系住宅建筑的造价仅为1100~1200元/ 平方米。其结构含钢量一般为40~45kg/m2。结构 自重轻，一般为650kg/m2。施工周期短，一般可 缩短30%~50%。 3 钢—钢筋混凝土组合结构在住宅应用中有待研 究的问题
型钢混凝土组合结构施工技术创新
行业标准与规范的完善
制定和完善相关标准与规 范
根据技术的发展和工程实践经验的积累，制 定和完善型钢混凝土组合结构施工相关的标 准与规范，为行业的发展提供指导和依据。
标准化施工流程的推广
推广标准化的施工流程和管理模式，提高行 业的整体水平，促进型钢混凝土组合结构施
工技术的普及和应用。
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型钢混凝土组合结构施工技术创新
目 录
• 型钢混凝土组合结构概述 • 型钢混凝土组合结构的优势 • 型钢混凝土组合结构的施工技术 • 型钢混凝土组合结构的创新技术 • 型钢混凝土组合结构的应用案例 • 型钢混凝土组合结构的未来展望
01 型钢混凝土组合结构概述
定义与特点
定义
型钢混凝土组合结构是一种将型钢与 混凝土结合使用的建筑结构形式，通 过将型钢嵌入混凝土中，实现两者共 同承载负荷。
施工效率优势
施工速度快
施工安全
型钢混凝土组合结构采用预制构件， 减少了现场浇筑和养护的时间，加快 了施工进度。
型钢混凝土组合结构的构件在工厂内 预制，减少了现场高空作业和重型机 械的使用，降低了施工安全风险。
质量稳定
由于型钢混凝土组合结构在工厂内进 行预制，因此质量可以得到更好的控 制，减少了现场施工的质量问题。
总结
• 总结词：型钢混凝土组合结构施工技术创新具有广泛的应用前 景，尤其在大型公共建筑、高层住宅建筑、桥梁和隧道工程等 领域。通过采用这种结构，可以提高建筑物的承载能力、稳定 性、耐久性和安全性，满足不同领域对建筑结构的需求。
钢与混凝土组合结构综述
科技综述
钢与混凝土组合结构综述Ξ
潘继文 马山积
摘要:本文介绍了钢与混凝土组合结构的连接,并分别介绍了压型钢板与混凝土组合板、钢与混凝土组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构各自的特性和构造要求,可供设计和研究人员参考。
关键词:压型钢板 钢与混凝土板组合梁 型钢混凝土结构 钢管混凝土结构
1 概 述
组合结构(C om posite structures)有时称作混合结构(Mixed structures),两者又统称为复合结构(Hybrid structures)。组合结构的定义有不同的描述,在土木工程范围内组合结构应该是由两种或两种以上结构材料组成,并且材料之间能以某种方式有效传递内力,以整体的形式产生抗力的结构。这里不包括虽由两种或两种以上结构材料组成,但却是各自单独发挥作用、简单叠加、单独承受荷载的结构。《钢与混凝土组合结构》主要叙述钢与混凝土组合而成的组合结构,不包括一般钢筋混凝土结构。
50多年来组合结构的研究与应用得到迅速发展,至今已成为一种公认的新的结构体系。其与传统的四大结构,既钢结构、木结构、砌体结构和钢筋混凝土结构并列,并扩展成为五大结构。
在土木工程中采用的组合结构主要有:压型钢板与混凝土组合板、钢与混凝土板组合在一起的组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和外包钢混凝土结构等五大类。
组合结构充分发挥了钢材与混凝土各自的自身特点和优势,取长补短,组合结构在强度、刚度和延性等方面都比一般的钢筋混凝土结构要好,同时还方便施工,因此组合结构具有广阔的发展前景。
2 剪切连接
组合结构是由两种材料共同工作,两种不同性能的材料组合成一体,发挥各自的长处,其关键在于“组合”。只有将两种不同性能的材料组合成一体才能显示其优越性。这种组合作用,主要是依靠两种不同材料之间的可靠连接。连接必须能有效的传递混凝土与钢材之间的剪力,同时能有效抵抗使两者分离的“掀起力”,
钢- 混凝土组合结构中梁柱节点型钢与钢筋连接工程施工总结
钢-混凝土组合结构中梁柱节点型钢与钢筋连接工程施工总结◎
冯建飞
绪论
随着我建筑业的蓬勃发展钢-混凝土组合结构的应用也越
来越广泛，钢-混凝土组合结构构件是由型钢和混凝土两种不同性质的材料组合而成，这种组合结构能够有限的发挥两种材梁的各自优势，并规避了各自的不足，在建筑、桥梁的施工领域取得了良好的应用效果。具有缩短工程的施工周期提供建筑抗震性能等良好效益。在钢-混凝土组合结构施工中两种材质主要是通过钢筋与型钢的连接使其形成一个整体，所以型钢与钢筋连接工程的施工质量事关重要，尤其是型钢混凝土梁柱节点部位，在此结合北京市昌平区某办公楼项目应用实例，对梁柱节点各种类型的型钢与钢筋连接的施工技术、施工组织管理和质量控制重难点进行研究分析，进而到达提高施工效率、保证施工质量的目的。为今后同类工程的施工提供借鉴。
一、情况介绍
北京市昌平区某办公楼项目，工程总建筑面积127670㎡，其中地下建筑面积71556㎡，地下结构形式为（型钢）混凝土-框架剪力墙结构，地下部分总用钢量约1500吨，共有各类型钢柱223根、型钢梁构件495根，施工中涉及大量钢筋与型钢连接节点，现场主要使用到的节点有5类，分别为钢筋绕开型钢、型钢开孔钢筋贯穿、钢筋通过连接板与型钢连接、钢筋通过型钢牛腿进行连接、钢筋通过连接器与型钢连接。在图纸会审钢结构构件加工图纸深化阶段前多次与设计单位沟通协商，优化结构配筋，确定每个节点部位适用的连接形式，工厂加工完成后现场按图进行安装，项目施工过程中严把每道施工工序质量，实现型钢与钢筋连接分项工程顺利完成且施工质量优良。
型钢混凝土结构
型钢混凝土结构
摘要：简要介绍型钢混凝土结构的类型及优越性，并对其在国内外的发展过程及应用现状做出评述，应用具有理论意义和实用价值。
一、型钢混凝土结构概况
（一）型钢混凝土结构的一般概念
近年来，随着我国建筑业的快速发展，型钢混凝土组合结构在各种工程结构中得到了更为广泛的应用。在大跨度建筑、高层以及超高层建筑工程中，型钢混凝土组合结构体现出了比钢结构和钢筋混凝土结构更加优越的特性。
一、概述
型钢混凝土组合结构的特性是在型钢结构的外面有一层混凝土的外壳，过去也采用劲性钢筋混凝土结构这个名称。型钢混凝土组合结构构件中除
配谿型钢外，一般还应配谿普通纵向钢筋和箍筋。在型钢混凝土组合结构
构件中型钢可以分为实腹式和空腹式两大类。空腹式型钢比较节省材料，
但制作费用较多，实腹式型钢制作简便，承载能力大。
1.型钢混凝土组合结构承载力高，刚度大，截面小，更能满足高层及超高层建筑的要求。
2.型钢混凝土组合结构施工速度快，工期短。
3.型钢混凝土组合结构的延性好，抗震性能更加优越。
4.型钢混凝土组合结构的耐久性和耐火性均好于钢结构。
5.型钢混凝土组合结构与钢结构相比，可大大的节约钢材。型钢混凝土框架比钢框架可节省钢材达50%或者更多一些。
二、型钢混凝土的材料性能和一般构造要求：
1.型钢：型钢混凝土构件的型钢材料宜采用牌号Q235的碳素结构钢
以及Q345的低合金高强度结构钢，其质量标准应符合现行国家标准，钢材性能要求应满足抗拉强度、伸长率、屈服点、硫磷含量、冷弯实验、冲击韧性合格的要求。若用于地震区，应具有良好的延性，钢材的极限抗拉强度和屈服强度不能太接近，其强屈比不小于1.2。
型钢混凝土梁组合结构
型钢混凝土梁组合结构
1.截面参数
混凝土：C40
H 型钢：Q345级热轧H 型钢HZ600（截面为600mm ×220mm ×12mm ×19mm ） 柱截面：700mm 700mm h b ⨯=⨯
主梁尺寸：450mm ×850mm
2.荷载工况
型钢混凝土简支梁，计算跨度为9m ，承受均布荷载，其中永久荷载的设计值为20kN/m （包括梁自重），可变荷载的设计值为50kN/m 。 楼面荷载为：恒载，6kN/m ；活载2kN/m 。 屋面荷载为：恒载，8kN/m ；活载，0.5kN/m 。
3.采用迈达斯建模分析，可得结构的6阶振型，结构位移图，结构内力图。
结构模型：
主梁细部：
结构振型：
Y方向弯矩
轴向压力
Y方向剪力
结构位移：
钢-混凝土组合结构
钢管混凝土结构
在土木建筑工程中应用钢管混凝土结构已 有90多年的历史了。它和螺旋箍筋混凝土结 构几乎同时出现的。在20 世纪初, 美国就在 一些单层和多层房屋建筑中采用了称为 “Lally Column”的圆形钢管混凝土柱(Laxly Column Companies , 1926 )。30 年代末期, 前苏联曾用钢管混凝土建造了跨度101m 的公 路拱桥( 1945年) 和跨度140m 的铁路拱桥 ( 1955 年, 1963 年)。60年代前后, 钢管混 凝土结构的应用在前苏联、日本以及西欧和 北美的一些工业发达国家都受到了重视, 曾 在厂房建筑、多层和高层建筑、立交桥以及 特种工程结构中加以应用, 收到良好的效果。 近年来由于先进的泵灌混凝土工艺的出现, 解决了现场浇灌混凝土的繁琐劳动问题, 而 且劳动效率也得到了很大的提高, 加之高强 混凝土的广泛应用需要钢管套箍去克服其脆 性, 因此, 在美国、日本和澳大利亚等国的 高层建筑中掀起了采用钢管混凝土的高潮。
3.组合桁架
在钢桁架上弦焊接钢筋或带头栓钉的柔性连接件，然后 灌筑钢筋混凝土板而形成组合桁架。桁架上弦用钢板或 T形钢，上浇钢筋混凝土板，下弦用槽钢或T形钢,腹杆用 圆钢。采用组合桁架可使管道穿越结构层比较方便。 50年代以来在屋盖结构中，采用另一种结构体系的组合 桁架，上弦杆用钢筋混凝土构件，受拉腹杆及下弦杆用 钢构件，受压腹杆用钢筋混凝土或钢构件。在节点处将 钢构件和钢筋混凝土构件组装成组合桁架。此种组合桁 架跨度为12～24米。 钢和混凝土组合结构
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第一节 一般要求和结构的整体作用
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• 优点：
3）显著加快施工速度
可平行流水施工
4）结构延性与耗能能力较好
以实腹柱为最好
5）与钢结构相比，其耐久性和抗火性能较 好。
• 可以单独使用，也可以与钢筋混凝土 或钢结构组合使用
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• 关键技术：
第一节 一般要求和结构的整体作用
1）与不同结构材料的连接节点 2）避免沿高度因结构类型改变引起的承载 力和刚度突变 应重视过渡层的设计
第二节 型钢混凝土框架梁
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基于平截面假定的计算方法计算较为繁复，但能较好 反映钢材和混凝土的共同作用。简单叠加法计算简单， 但偏于保守
第二节 型钢混凝土框架梁
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3、斜截面受剪承载力 3.1 斜截面受剪性能和破坏形态 • 破坏形态主要有三种类型：
第二节 型钢混凝土框架梁
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3、斜截面受剪承载力 3.1 斜截面受剪性能和破坏形态 • 破坏形态主要有三种类型： （1）斜压破坏 • 剪跨比λ<1.0，以及1.0~1.5 且含钢率较大的情况
第二节 型钢混凝土框架梁
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3、斜截面受剪承载力 3.1 斜截面受剪性能和破坏形态 • 型钢混凝土与钢筋混凝土梁的受剪性能： （1）斜裂缝出现时。实腹式型钢具有较大的抗剪刚 度，而且在梁中腹板是连续分布的，对斜裂缝的 开展起着较好的抑制作用。 （2）斜裂缝出现后，型钢腹板的贡献使梁的受剪 承载力大为提高。 （3）具有较好的延性破坏特征。
技术规程
• 欧美试验曲线模式（M-N经验曲线）
▫ 欧洲规范4 ▫ 建设部蔡益燕教授
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• 粘结滑移
▫ 清华聂建国教授，郭彦林教授 ▫ 西安建大赵鸿铁教授，郝际平教授，薛建阳、杨勇 等
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
一般要求和结构的整体作用 型钢混凝土框架梁 型钢混凝土框架柱 框架梁柱节点 型钢混凝土剪力墙 连接构造
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日本
• 起源于1910年代。当时，从欧洲传入日本的护 墙结构将型钢作为骨架埋入石护墙，这就是日 本型钢混凝土结构的起源。
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日本
• 1918年，内田祥三
▫ 旧东京海上大楼中(地上7层) ▫ 柱和内部大梁用钢筋混凝土外包型钢代替型钢 周围的砖石，现代意义上的型钢混凝土结构就 这样在日本诞生了。
• 1921年，内藤多仲
第二节 型钢混凝土框架梁
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2、正截面受弯承载力 2.1 梁的受弯性能： • 在最大承载力之前，梁中型钢截面的应变分 布与外包混凝土截面的应变分布基本协调一 致，中和轴重合，且接近于直线分布，表明 型钢与外包混凝土的粘结作用在最大荷载之 前一般不会被破坏。 • 仍可以假定梁截面中型钢与混凝土的应变符 合平截面假定。
欧美
• SRC结构在欧美的研究应用远不如日本广泛， 但是最早的型钢混凝土结构却是出现在欧洲。 • 1904年，在英国，为了提高建筑物内钢柱的耐 火性能而将其埋置于混凝土内，从而产生了世 界上最早的型钢混凝土柱。随后，欧美各国开 始了对这种新型结构的研究与应用。
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欧美
• • • • • 美国达拉斯第一国际大厦，72层，726m 休斯顿第一城市大楼，共49层，高207m 休斯顿得克斯商业中心大厦，79层，305m 休斯顿海湾大楼，52层，221m 澳大利亚悉尼堪特斯中心198m，采用钢筋混凝 土内筒，型钢混凝土外柱。 • 新加坡财政大楼，55层，242m，采用型钢混凝 土核心筒。 • 雅加达中心大厦，23层，84m，采用型钢混凝土 柱，钢筋混凝土梁及钢梁。
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第二节 型钢混凝土框架梁
1、截面形式和构造 2、正截面受弯承载力 3、斜截面受剪承载力 4、变形和裂缝宽度验算
第二节 型钢混凝土框架梁
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1、截面形式和构造 1.2 构造要求： 1）截面尺寸，相应的配筋要求； 2）保证刚度的措施； 3）转换层设计要求； 4）保证“强剪弱弯”； 5）其他特殊要求；
第二节 型钢混凝土框架梁
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2、正截面受弯承载力 2.1 梁的受弯性能： • 型钢偏置: ▫ 交界面处可能发生相对滑移 ▫ 接近破坏时交界面附近将产生较大的纵向裂缝 ▫ 混凝土压碎高度较大，延性较差 ▫ 应设置足够数量的抗剪连接件。 • 设置足够的抗剪连接件后，受力过程中基本上符 合平截面假定，破坏时型钢上翼缘与混凝土的交 界面并无明显纵向裂缝。
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2、正截面受弯承载力 2.2 受弯承载力计算的简化叠加法： 1）一般叠加方法： • 型钢混凝土梁的受弯承载力由型钢截面承担的受 弯承载力Ma和钢筋混凝土部分承担的受弯承载力 MRC叠加，取Ma ＋MRC最大值 • 该叠加法是根据塑性理论下限定理建立的，没有 考虑型钢和混凝土的共同工作，而且直接应用较 为困难。 • 对于对称截面，可采用简化叠加方法。
6
日本
• 1981 年至1985 年
▫ 多高层建筑中，六层以上占总数的45.2%，建筑 面积占总面积的62.8% , ▫ 10～15 层的高层建筑中，90% ▫ 16层以上的超高层建筑中，达到50 % ▫ 即使以钢结构为主体的高层建筑，其底部几层 也多采用型钢混凝土结构。
• 1995年1月，日本关西大地震倒塌和严重破坏 的建筑物中，钢筋混凝土结构占55%，钢结构 占38%，而SRC结构及其混合结构仅占7%，进 一步验证了SRC结构良好的抗震性能
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技术规程
• YB 9082－97（钢骨混凝土结构设计规程）
▫ 叶列平教授参考了日本和美国的规范 ▫ 日本建筑学会《铁骨铁筋コンクリート计算规准. 同解说》 若林实
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• JGJ138－2001（型钢混凝土组合结构技术规程）
▫ 西安建筑科技大学（姜维山、赵鸿铁、白国良）、 西南交大赵世春等 ▫ 根据实验研究结果，在苏联模式上进行了修正
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第三章 型钢混凝土组合结构
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简介
• 型钢混凝土结构是以型钢为钢骨并在型钢周围配 置钢筋和浇筑混凝土的埋人式组合结构体系。 • 日本：钢骨混凝土结构(Steel Reinforced Concrete)。 • 英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构(Steel Encased Concrete) • 前苏联称之为劲性钢筋混凝土结构。
第二节 型钢混凝土框架梁
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2、正截面受弯承载力 2.3 以平截面假定为基础的计算方法： （1）基本假定： 1）截面应变分布符合平截面假定，型钢与混凝土之 间无相对滑移； 2）不考虑混凝土抗拉强度； 3）取受压边缘混凝土极限压应变0.003，相应的最 大压应力取混凝土轴心受压强度设计值 4）型钢腹板的应力图取为拉、压梯形应力图形。 设计计算时，简化为等效矩形应力。
▫ 日本兴业银行，是一座总面积约14000m2、高 约30m的型钢混凝土建筑，经受了1923 年的关 东大地震而几乎没有破坏。
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日本
• 1978年，宫城县冲绳地震
▫ 在调查的95栋型钢混凝土建筑中，仅有17栋发 生主体轻微破坏。
• 20 世纪30 年代至60 年代日本的型钢混凝土以 空腹式配钢为主，70 年代以来以实腹式配钢 为主要形式。
第二节 型钢混凝土框架梁
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2、正截面受弯承载力 2.2 受弯承载力计算的简化叠加法： 2）以平截面假定为基础的计算方法： • 型钢混凝土梁从开始承受荷载直到破坏其正截面 应变符合平截面假定，承载力可采用混凝土结构 的计算方法；
第二节 型钢混凝土框架梁
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2、正截面受弯承载力 2.2 受弯承载力计算的简化叠加法： 3）采用钢筋混凝土的矩形应力图方法： • 取受压区混凝土的应力分布为等效矩形应力图， 型钢的应力图按全塑性假定简化为双矩形应力图， 同时又考虑到其误差，计算中型钢的设计强度乘 以折减系数（0.9）。
第一节 一般要求和结构的整体作用
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1、型钢配置形式： 1）实腹式：良好的延性和耗能能力 2）空腹式：
第一节 一般要求和结构的整体作用
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3、型钢与混凝土共同作用 • 型钢混凝土组合结构中，型钢表面积 与截面面积之比较小，且表面平整， 粘结强度小，二者之间容易产生滑移， 仅靠粘结强度是无法实现共同工作的。 • 共同工作的标志：忽略的相对滑移 • 措施：
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3、型钢与混凝土共同作用 • 抗剪连接件
▫ 当钢梁全截面受拉且未在钢梁上翼缘配置 抗剪连接件，则当截面拉应力较大时，型 钢上翼缘与混凝土交界面处的较大剪力将 使交界面发生粘结破坏，出现纵向裂缝。
第一节 一般要求和结构的整体作用
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3、型钢与混凝土共同作用 • 配置必要的纵筋和箍筋
▫ 箍筋除了增强截面抗剪承载力外，约束核 心混凝土的作用尤为突出，能够增强构件 塑性铰区的变形能力和耗能能力，是保证 混凝土和型钢、纵向钢筋共同工作的重要 因素（防止保护层在破坏阶段时严重剥落）
▫ 配置充满型实腹型钢 ▫ 抗剪连接件，配置必要的纵筋和箍筋 ▫ 限制型钢板材的宽厚比
第一节 一般要求和结构的整体作用
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3、型钢与混凝土共同作用 • 配置充满型实腹型钢
▫ 当梁上翼缘处于截面受压区，且配置一定 的构造钢筋时，型钢与混凝土能保持较好 的共同工作，截面应变分布基本上符合平 截面假定
第一节 一般要求和结构的整体作用
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第一节 一般要求和结构的整体作用
• 钢与混凝土两种材料的组合体
▫ 型钢 ▫ 纵向钢筋和箍筋 ▫ 混凝土
• 从受力性能而言，其基本属于钢筋混 凝土结构的范畴
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• 优点：
第一节 一般要求和结构的整体作用
1）含钢率不受限制，承载力高，刚度大 可以减小构件截面，增加建筑物使用面 积和楼层高度； 与钢结构框架相比，节省钢材50％ 2）结构可以二次受力 施工阶段的第一阶段荷载 与硬化混凝土共同承担使用荷载 可以有效减小梁的变形和裂缝宽度。
第二节 型钢混凝土框架梁
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3、斜截面受剪承载力 3.1 斜截面受剪性能和破坏形态 • 型钢混凝土与钢筋混凝土梁的受剪性能： （4）可能会发生剪切粘结破坏。型钢与混凝土交 界面粘结强度较低，型钢混凝土梁破坏时受压侧 保护层混凝土剥离范围大，设计中应通过配置必 要的构造箍筋、增加型钢外围混凝土厚度等措施 来提高剪切粘结承载力。
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2、正截面受弯承载力 2.3 以平截面假定为基础的计算方法： （1）基本假定： 5）钢筋应力等于其应变与弹性模量的乘积，但不大 于其强度设计值
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2、正截面受弯承载力 2.3 以平截面假定为基础的计算方法： （2）正截面受弯承载力： • 把型钢翼缘作为纵向受力钢筋考虑，破坏时上、 下翼缘达到屈服强度fa和fa’
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3、斜截面受剪承载力 3.1 斜截面受剪性能和破坏形态 • 破坏形态主要有三种类型： （2）剪压破坏 • 剪跨比λ>1.5且含钢率较小的情况 • 斜裂缝端部剪压区混凝土在正应力和剪应力的共 同作用下被压碎
第二节 型钢混凝土框架梁
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3、斜截面受剪承载力 3.1 斜截面受剪性能和破坏形态 • 破坏形态主要有三种类型： （3）剪切粘结破坏 • 不配箍筋或箍筋很少、且剪跨比较大的情况 • 型钢与混凝土的粘结力极易丧失，传递剪力的能 力降低，于是在型钢翼缘外侧的混凝土中产生应 力集中 • 在型钢翼缘附加产生劈裂裂缝，沿型钢翼缘水平 方向发展，导致保护层脱落
技术规程
• YB 9082－97（钢骨混凝土结构设计规程）
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▫ 正截面承载力计算某些情况计算结果小得离谱（相 比试验值）。而且，正截面计算偏小，相对来说容 易造成事实上的强梁弱柱，抗震不利。所以不是结 果偏小就好
• JGJ138－2001（型钢混凝土组合结构技术规程）
▫ 正截面承载力基本上可以说不能用，漏洞百出，结 果离谱（相比试验值） ▫ 节点连接；柱脚计算不合理；抗弯计算
第二节 型钢混凝土框架梁
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2、正截面受弯承载力 2.1 梁的受弯性能： • 完全粘结梁： ▫ 充满型型钢混凝土梁以及型钢虽然偏置在 截面受拉区、但设置了足够数量抗剪连接 件的梁 • 非完全粘结梁： ▫ 型钢偏置在截面受拉区而未设置抗剪连接 件的梁 • 设计中应避免采用非完全粘结梁
第二节 型钢混凝土框架梁
技术规程
• YB 9082－97（钢骨混凝土结构设计规程）
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▫ 忽略型钢与混凝土之间的粘结作用，认为二者独立 工作，并考虑混凝土主要承受轴压力，型钢主要抗 弯，承载力叠加计算 ▫ 计算结果偏小,不适合我国国情
• JGJ138－2001（型钢混凝土组合结构技术规程）
▫ 假定是沿用钢筋混凝土构件计算中的钢筋与混凝土 变形协调假定 ▫ 刚度可以简单叠加法 ▫ 承载力计算复杂