浅谈建筑工程中的钢-混凝土组合结构设计

要 点
的使用 阶段 ，要对组 合板 进行全 部荷 载作 用 下 的强度 和挠度验 算 。 对 于 组 合 板 的 变 形 验 算 ，按 弹 性 理 论 进行 ，分为 短期荷 载作 用和 长期荷 载作 用 。按 短期荷 载作用 计算 时 ，可将混凝 土 面积 除 以 ｎ（ 钢 材 与混凝 土 弹性模 量 比 ） 换 算为 钢面积 ；按 长期荷 载作用计 算 时 ， 将 截 面 巾 的混凝 土 的 弹性 模 量除 以 ２ ｎ 换 算成钢截面。 ２ ． ２ 钢 一混凝 土组合 梁 ２ ． ２ ． １ 钢一 混 凝土组 合梁 的特点 钢 一混 凝 土 组 合 梁 与 钢 板 梁 相 比， 最少 可 节 省 约 ２ ０ ％钢 材 ，有 效 的 降低 了 造价 ；钢梁 与混凝 土板共 同工 作 ，可 使钢 材与混 凝土材 料各 自的材料特 性得 到充分 发挥 ；增大 梁的截 面刚度 ，降低 梁 的截面 高度 和建筑 高度；降低 冲击系数 ， 抗 冲击 、 抗 疲 劳性能优 越 ；增加 了梁 的侧 向刚度 ， 防止 了在使 用荷 载下主 梁的扭 曲失稳 ；减 少施 ＿ Ｔ支模 工序 和节省 模板 ，现场施 ＿ Ｔ更 为简捷 方便 。 ２ ． ２ ． ２ 钢 一混凝土 组合梁 的设计 要点 为 了保 障钢 梁 和混 凝 土 共 同工 作 ， 需使用 大量 的抗剪 连接 件时 ，要防 止钢 与 混凝 土接触 面产 生滑移 和竖 向掀起 ；为 了 防止 腹板受 剪局部 屈 曲 ，支座 附近 一般要 加厚 钢梁腹 板或使 用大 量加劲 肋 。 ２ － ３ 型钢 混凝 土结构 ２ ． ３ ． １ 型钢混 凝土结 构 的特点 型钢 混凝 土结构 截面小 ， 承载 力高 ， 刚度 大 ，对于高 层及超 高层 建筑 的适用性 更强 ；延性 好 ，抗震性 能更 加优越 ；相 比 于钢 结构 ，其耐 久性 和耐火 性更好 ，而且 很大 程度 上节约 钢材 ，减少 成本 ；施工 速 度快 ，工期 短 。 ２ ． ３ ． ２型钢混 凝土结 构 的设计要 点
关键 词 ：钢 一混凝 土组合 结构 ；设 计 ；组合 构件
中 图分 类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ８
文献 标识 码 ：Ａ
１ 概 述
钢 结 构 和 混 凝 土 结 构 各 有其 优点 ， 在 建筑工 程合 理 的选 择结构 形式 不仅 能有 效 的节省 成本 ，还能 缩短 工期 ；然而 ，很 多Ｔ 程 中如果单 独 的选择钢 结构 设计或 者 混凝 土结 构设计 不能 满足 该工程 的施 ＿ Ｔ成 本 和工期 等方 面的要 求 ，所 以，越来越 多 的 的工程 中都采 用钢 一 混凝 土组 合结构 。 钢 一混凝 土组 合结构就是结合这两 种 结构 的优点 ，取长 补短 ，但两 种材 料组 合 后 的整 体工 作性 能并不 是二 者性能 的简 单 叠加 ，而 咀 显优 于一般 的简单 叠加 ，使 其综 合性 能得 到 了很 大 的提升 。学者 对组 合结 构进 行 了大量 的研究 ，现在 组合 结构 已运用 于结构 工程 的各个 领域 ，并广 泛应 片 ｊ 于建筑 、桥 梁结构 、地 下结构 、结 构加 固与改造 等领 域 ，其综合 效益 良好 ，应用 前 景广 阔 。 目前 ，一 般 常 用 的 钢 一 混 凝 土组 合 结 构 有 压 型 钢板 混 凝 土组 合 板 、钢 一混 凝 土组 合梁 、型钢 混凝 土结构 和钢管 混凝 土结构 四种类 型 。这几类 组合 结构 的特点 和设计 要求各 不相 同 。 ２ 钢 一混凝 土组合 结构 的特 点和设 计 ２ ． １ 压型 钢板混 凝土 组合 板 ２ ． １ ． １ 压 型钢板 混凝 土组合 板 的特点 南于 不 需 要 模 板 ，免 除 了模 板 拆 卸 安装ｌ Ｔ作 ，也 降低 由易燃 的模 板而 引起 的 建 筑失 火 的危险 ；压 型钢板混 凝土 组合 板
承载力之和的 １ ． ７ — ２ ． ０ 倍 ；延 性 好 ， 由丁 钢 管和混 凝土 之问 的相互作 用 ，钢管 内部 混 凝土 的破坏 形式 由脆性 破坏转 变为 塑性 破 坏 ，构件 的延性性 能大 幅加强 ；抗 震性 能优越； 施 工方 便 ， 简化 了施工 安装 工艺； 由于 钢管 内填 有混凝 土 ，可 以吸收大 量 的 热 量 ，耐火性 能 良好 。 ２ ． ４ ． ２ 钢管 混凝 土结构 的设计 要点 由 于在 建 筑 ｌ Ｔ 程 中 钢管 混 凝 土 结 构 主要应 用于高 层或超 高层 建筑 、大跨 度且 单 柱轴 力大 以及抗震 等级 较高 的建筑 ，故 钢管混 凝土结 构设计 的最 大 的要 点和难 点 是其柱 脚节点 和梁柱 节点 ；目前 此类 ＿ 丁程 设 计 中惯用 的节点 有 四种 加强 环式 节点 ， 双梁 节点 ， 半 穿 心牛腿节 点 和环梁节 点 。 应 依 照 相 关 的设 计 规 范 进行 节 点 设 计计算 ， 尤其 在进行 抗震 设计 时应满 足“ 强 柱弱 梁 、节 点更 强 ，以及 强剪 弱弯 ”的要 求 ，并尽量 减少 现场焊接 工作 量 ，达 到质 量控 制的要 求 。 结语 钢 一混 凝 土 组 合 结 构 在 多年 的丁 程 实践 中得 到 了很好 的检 验 ，学 者 们对 钢 一 混 凝 土 组 合结 构 的理 论 研 究 也 在 不 断 深 人 ，钢 一混 凝 土 组 合 结 构 已 经 在 越来 越 多 的领域 内得 到推广应 用 ，同时组 合结 构 的发展方 向也 由组合 构件转 向组合 结构 体 系 。然而 ， 对 于钢筋 混凝 土构件 、 钢构件 、 钢 管混凝 土构件 、钢 骨混凝 土构件 、预 应 力 筋等不 同材料 元素 进行优 化组合 ，还 要 进行 进一 步的 深入研 究 。在 未来 的建筑 行 为 了焊 接方 便 和满 足局 部 稳定 要求 ， 业叶 ｌ ，钢 一混 凝 土 组 合 结 构 必 将 作 为 建 型钢 混凝 土组合 结构 中 的型钢板厚 不宦 过 筑 结构 中一种新 型 的结构形 式发 挥其特 有 薄 ，厚度 不宜 小 于 ６ ａ ｒ ｍ；框 架 梁 的 截 面 的 、独 一无二 的作用 。 宽度不 宜小 于 ３ ０ ０ ，从 而 保证 框架 梁对 框 参 考文献 架 节点 的约束 作用 ；混凝 土强度 等级不 宜 … 夏 再 海 ． 钢 一混 凝 土 组 合 结 构 的特 点 小于 Ｃ ３ ０ ，以便最 大程 度发 挥型 型钢在 钢 和应 用 【 Ｉ １ ＿ 福建 建材 ，２ ０ ０ ７（ ０ １ ） ． 混凝 土 组合结 构 的作 用 ；规 定 混凝土最 大 ｆ ２ ｌ 王越 ． 浅 谈 钢 与 混 凝 土 组合 结构 设 计 骨 料直 径小 于型钢 外侧混凝 土保 护层厚 度 Ｕ ｌ ＿ 山西建 筑 ，２ ０ ０ ８ ，３ ４（ ３ ４），９ １ － ９ ２ ． 的１ ／ ３ ，且 不 宜 大 于 ２ ５ ｍ ｍ，这 样 便 于 混 １ ３ ｌ 聂 建 国，余 志 武 ． 铜 一混凝 土组 合 梁 凝 土 的浇筑 ；规 定 高宽 比不 宜超 过 ４ ，以 在 我 国的研 究 与应 用 土 木工 程 学报 ， １ ９ ９ ９ 保 证梁抗 扭 和增强侧 向稳 定性 。
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Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ
工 程 技 术
浅谈 建筑工程 中的钢 一混凝 土组合结构设 计
钟 义 平
（ 大地 建筑事务所 （ 国际 ），北京 １ ０ ０ １ ９ ５）
摘 要 ：介 绍 了钢 一混凝 土 组合 结构 的类 型 ，进 而分析 了各 类钢 一混凝 土 组合 结构 的特 点 ，指 出 了钢 一混凝 土组 合 结构 在设 计 方面 的一 些要 点 。指 导 以后的 钢 一混凝 土 组合 结构 的工程 实践 。
２ ． ４钢管 混凝土结 构 ２ ． ４ ． １ 钢管 混凝 土结构 的特点 钢 管 混 凝 土 结 构 承 载 力 高 ，经 过 大 量 的实验 和理论 分析 可 以得到钢 管混凝 土 受 压构件 强度 承载力 是钢 管和混 凝土单 独
组 合板 的计 算 分 为两 个 阶段 ：施 工
阶段 和使用 阶段 。在组 合板 的施 工阶段 ， 作 为 浇注混 凝土 底模 的压 型钢板 ，要进 行 强 度 和挠度 的验 算 ，但 是 只计算顺 助 （ 强 边） 方 向压 型钢 板强度 和挠 度 ；在组合 板
Hale Waihona Puke 一７ ２ 一 中国新技术新产品
仅 需要 在必要 之 处加设 钢筋 ，用 以抵 抗 混
凝 上 收缩及 温度 影响 ；压型 钢板 自身可 以 看 做平 整 的混凝 土楼层 顶棚 表面 ；在安 装 后 ，不 用搭 建钢 管脚手架 ，压型钢 板为 材 料 和施 ＿ Ｔ人 员提供 了安 全 的工作 通信 、 电力 等＿ Ｔ程 的安装 ，可 利用 压型钢 板波 纹 之 间 的预加 工槽 ；缩短 了施 工时 间 ，可 以 进 行两 个楼层 的同时施 ＿ Ｔ ；压型钢 板不 仅 存 储 简单 ，而且运 输方便 ；压型钢 板混凝 土组 合板 的质量 较轻 ，减少 了结构 的恒 荷 载 ，降低 ． ｒ 用 于下部 基础 的成本 。 ２ ． １ ． ２ 型钢 板 混凝 土 组 合板 的设 计