第9章 钢骨混凝土结构
钢骨混凝土组合结构连接的设计研究
钢骨混凝土组合结构连接的设计研究发布时间：2022-04-25T09:27:06.597Z 来源：《城镇建设》2022年1月第1期作者：王文灏[导读] 钢骨混凝土结构的强度及刚度较大，其分别保留着钢与钢筋混凝土两种构件的优点。
王文灏中恩工程技术有限公司摘要：钢骨混凝土结构的强度及刚度较大，其分别保留着钢与钢筋混凝土两种构件的优点。
通过钢与外部混凝土的结合，具有优秀的防腐、防锈及防火性能，且构件截面更小，节约空间满足建筑功能。
但钢骨混凝土连接节点在连接、配筋等方面较为复杂，所以设计人员应分认识并做好深化设计，保证节点受力合理以及可实施性。
在本文中，对钢骨混凝土组合结构，主要是型钢混凝土梁柱节点进行设计研究。
关键词：钢骨混凝土；梁柱节点；设计研究一、钢骨混凝土组合结构及其节点简介随着经济的发展，在建筑工程中出现了越来越多的大跨度结构和构件，普通钢筋混凝土构件由于截面过大无法满足建筑功能，而预应力钢筋混凝土构件工艺较复杂且需要一定的专门设备，对于大跨构件数量少的工程成本较高，且所需的施工工期比较长，在多跨连续梁的民建项目中较难实施。
钢骨混凝土组合结构构件保留了钢与钢筋混凝土两种结构构件的优点，相比钢结构，其防腐、防锈及防火性能优越，且局部及整体稳定性好，能够减小构件及结构整体的形变幅度；而相较于普通的钢筋混凝土结构构件，其构件截面更小、刚度更大、强度更高、抗震的延性和耗能能力也更强。
在浇灌混凝土前，拼装的钢骨构件已经形成了结构，具有相当大的承载力，能够承受构件的自重和施工荷载，极大的便利了施工，大大缩短了现场的施工工期。
钢骨混凝土组合结构构件可用于框架结构、框架-剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构等各种结构体系。
节点是结构体系中的重要部分，若是梁与柱和梁与墙节点受到破坏，那么整个结构的整体性就不能得到保障，更有甚者还会导致整个建筑体的崩塌。
在钢骨混凝土组合结构构件中，由于钢骨的存在，在节点区域，梁柱连接节点的核心区域受力较复杂，钢骨连接复杂、钢筋绑扎困难，且核心区钢材密集，混凝土浇筑质量也难以保证。
高层钢结构第九章规范-钢框架混凝土核心筒结构
钢框架—钢筋混凝土核心筒结构9.1总则9.1.1钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的设计，应祖训现行国家标准《建设抗震设计规范》GB50011的有关规定。
9.1.2钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有双重体系和单重体系之分，取决于框架部分的剪力分担率。
二者有不同的设计要求，适用范围，最大适用高度和抗震设计等级，设计时应分别符合有关规定。
9.1.3钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有不同的形式，其框架部分采用钢框架外，必要时也可采用钢管混凝土柱（或钢骨混凝土柱）和钢梁的组合框架；钢框架必要时可下部楼层用钢骨混凝土柱和尚不六层用钢柱，混凝土核心筒必要时可作为钢骨混凝土结构。
此外，周边钢框架必要时可设置钢支撑加强，使钢框架成为具有较高侧向承载力的支撑框架。
9.1.4钢框架-钢筋混凝土核心筒结构为双重体系时，其最大适用高度不宜超过现行国家规范《建筑结构抗震设计规范BG50011 对钢筋混凝土框架-核心筒（抗震墙）结构最大适用高度和钢框架-支撑结构最大适用高度二者的平均值。
单重体系时，不宜超过GB50011对抗震墙结构规定的最大适用高度。
9.1.5钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计等级，钢框架部分和混凝土核心筒部分应分别符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的表6.1.2和表8.1.3的规定。
9.1.6框架下部采用钢骨混凝土柱上部采用钢柱时，应设置过渡层防止刚度突变。
过渡层的柱刚度宜为上下楼层柱刚度之和的一半。
9.2双重体系和单重体系9.2.1 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构宜作为双重体系。
钢框架部分按刚度分配的最大楼层地震剪力，不应小于结构总剪力的10%；框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以的的增大系数，达到不小于结构底部地震剪力的20%和最大楼层剪力1.5倍二者较小值，且不小于结构底部地震剪力的15%。
【说明】在地震作用下，由于钢筋混凝土核心筒侧向刚度较钢框架大很多，因而承担了绝大部分地震力。
但钢筋混凝土剪力墙的弹性极限变形很小，约为1/3000，在达到极限变形时，钢筋混凝土剪力墙已开裂，而此时钢框架尚处于弹性阶段，地震作用在剪力墙和钢框架之间会实行再分配，钢框架承受的地震力会增加，而且钢钢架是重要构件，它的破坏和竖向承载力的降低，将危及房屋的安全，因而有必要对钢框架承受的地震力作更严格的要求，使其能适应强震时的大变形且保有一定的安全度。
钢骨混凝土结构
一、钢骨混凝土结构（一）钢骨砼梁与钢筋砼柱节点连接在钢筋砼柱内预埋钢骨段的办法来解决钢骨砼梁与钢筋砼柱的连接，为了避免因预埋钢骨段而引起钢性产生突变，应将预埋钢骨设计成变截面钢骨。
（二）钢骨热处理1、热处理焊前热处理和焊后消氢处理焊前热处理即加热阻碍焊接区自由膨胀、收缩的部位。
可用多把气焊炬同时进行预热。
焊后消氢处理也是低温时效，应在构件接头焊完后尚未冷却时进行。
即把加热温度控制在200℃左右，保温2h，加速接头处氢的扩散逸出，消除氢脆倾向，稳定组织和尺寸，并消除部分残余应力。
2、高温时效消除残余应力。
用加热器把构件接头处加热至600℃±20℃，然后保温冷却。
由于加热的最高温度为600℃低于700℃温度。
因此，在整个过程中不发生组织变化。
焊接应力主要通过保温和冷却过程中消除，为了使焊接应力消除得更彻底，加热过程要控制，加热至300℃后升温速度为100℃/h。
按照钢板厚度20〜40mm保温时间定为0.5h〜1h。
保温时温差控制在50℃，达到保温时间后开始冷却。
当温度大于300℃时冷却速度按150℃/h下降，当温度降到300℃以下时才允许增大冷却速度至常温。
3、防风雨措施为了防止热处理过程中遇风雨，使该范围内的钢材由于温度急速变化而发生性能改变，在热处理过程中外覆盖防风雨罩。
（三）钢骨焊接焊接质量受材料的性能、设备、工艺参数、气候和焊工技术等因素的影响，但同条件下C02气体保护焊较其他焊接方式的质量容易控制。
1、确定工艺参数选择具有代表性的接头形式进行焊接方法的工艺试验，焊后经外观检查及超声波检测符合要求，据此确定的焊接工艺参数为C02焊。
焊机KR500型，焊丝JM-56，焊丝直径1.2mm，电流250〜300A，电压29〜34V，焊速350〜450mm/min，层间温度50〜80℃，焊丝伸出长度20mm，气体流量40〜60L/min。
2、焊接程序焊前检查→预热→将焊垫板及引弧板→测温再预热→焊接→保温或后热→检验→填定作业记录表。
型钢混凝土结构的应用与监理控制要点
型钢混凝土结构的应用与监理控制要点随着城市建设的发展与建筑技术的进步，大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一。
而在型钢结构的外面包裹一层混凝土外壳形成的钢——混凝土组合结构，被称为型钢混凝土结构、劲性钢筋混凝土结构或包钢混凝土结构（简称SRC）能充分发挥钢与混凝土两种材料的特点，比钢结构可节省大量钢材，增大截面刚度，克服钢结构耐火性、耐久性差及易屈曲失稳等缺点，使钢材的性能得以充分发挥；与钢筋混凝土结构相比，具有刚度大、延性好、节省钢材的优点，已越来越多的应用于大跨度结构和地震地区的高层建筑及超高层建筑。
因此，型钢混凝土结构在我国有着广阔的应用前景，监理人员亦应了解并掌握该结构类型的施工工艺要求及监理控制要点。
一、型钢混凝土的应用型钢混凝土构件是采用型钢配以纵向钢筋和箍筋浇筑混凝土而成，其基本构件有型钢混凝土梁和柱。
型钢混凝土构件中的型钢分为实腹式和空腹式两类，实腹式SRC构件具有较好的抗震性能，而空腹式SRC构件的抗震性能与普通混凝土（Reinforced Concrete，以下简称RC）构件基本相同。
实腹式型钢由轧制的型钢或钢板焊成，空腹式型钢由缀板或缀条连接角钢或槽钢组成。
实腹式型钢制作简便，承载能力大，空腹式型钢节省材料，但制作费用高。
因此，目前在抗震结构中多采用实腹式SRC构件。
型钢混凝土结构与其他结构形式相比，具有以下特点：（1）型钢混凝土构件比同样外形钢筋混凝土构件的承载能力高出一倍以上，因而可以减小构件截面尺寸，避免钢筋混凝土结构中的肥梁胖柱现象，增加使用面积和降低层高。
对于高层建筑而言其经济效益显著。
（2）型钢在浇筑混凝土之前已形成钢结构，且具有较大的承载能力，能承受构件自重和施工荷载，因而无需设置支撑，可将模板直接悬挂在型钢上，这样可以降低模板费用，加快施工速度。
由于无需临时立柱，也为进行设备安装提供了可能。
同时，浇筑的型钢混凝土不必等待混凝土达到一定强度就可继续进行上层施工，可以缩短工期。
钢骨混凝土
钢骨混凝土钢骨混凝土由混凝上包裹型钢做成的结构被称为型钢混凝土结构。
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。
我国过去也采用劲性钢筋混凝土这个名称。
型钢混凝土梁和柱是最基本的构件。
型钢可以分为实腹式和空腹式两大类。
实腹式型钢可由型钢或钢板焊成，常用的截面型式有I、H、工、T、槽形等和矩形及圆形钢管。
空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而组成。
由型钢混凝土柱和梁可以组成型钢混凝土框架。
框架梁可以采用钢梁、组合梁或钢筋混凝土梁。
在高层建筑中，型钢混凝土框架中可以设置钢筋混凝土剪力墙，在剪力墙中也可以设置型钢支撑或者型钢桁架，或在剪力墙中设置薄钢板，这样就组成了各种型式的型钢混凝土剪力墙。
型钢混凝土剪力墙的抗剪能力和延性比钢筋混凝土剪力墙好，可以在超高层建筑中发挥作用。
型钢混凝土与钢筋混凝土框架相比较具有一系列的优点：1．型钢混凝土的型钢可不受含钢率的限制，其承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力一倍以上；可以减小构件的截面，对于高层建筑，可以增加使用面积和楼层静高。
2．型钢混凝土结构的施工工期比钢筋混凝土结构的工期大为缩短。
型钢混凝土中的型钢在混凝土浇灌前已形成钢结构，具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工时的活荷载，并可将模板悬挂在型钢上，而不必为模板设置支柱，因而减少了支模板的劳动力和材料。
型钢混凝土多层和高层建筑不必等待混凝土达到一定强度就可继续施工上层。
施工中不需架立临时支柱，可留出设备安装的工作面，让土建和安装设备的工序实行平行流水作业。
3．型钢混凝土结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，尤其是实腹式的构件。
因此在大地震中此种结构呈现出优良的抗震性能。
日本抗震规范规定高度超过45m的建筑物不得使用钢筋混凝土结构。
而型钢混凝土结构则不受此限制。
4．型钢混凝土框架较钢框架在耐久性、耐火度等方面均胜一筹。
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。
组合梁较非组合梁不仅节约钢材，降低造价，还降低了梁的高度。
这在建筑或工艺限制梁高的情况下，采用组合梁结构特别有利。
在一般的民用建筑中，钢梁截面往往由刚度控制，而组合梁由于钢梁与混凝土板共同工作，大大地增强了梁的刚度。
增加了梁的承载力，降低冲击系数。
抗震性能好，抗疲劳强度高，局部受压稳定性能良好，使用寿命长。
（2）压型钢板与混凝土组合板这是在压成各种形式的凹凸肋与各种形式槽纹的钢板上浇筑混凝土而制成的组合板,依靠凹凸肋及不同槽纹使钢板和混凝土组合在一起。
钢骨混凝土
型钢混凝土构件粘结性能
混凝土结构和构件在受力后,由于粘结内裂缝以及混凝土劈裂裂缝的存在,在 型钢混凝土的连接面区域内,应力应变状态非常复杂。为便于分析,一般都将型钢 周围的这一具有特殊力学性质的混凝土层(滑移层)的变形归为型钢混凝土连接面 上的相对滑移,并根据粘结应力τ和粘结滑移S的对应关系,建立型钢混凝土的粘结 滑移本构关系,一般简称为粘结滑移的τ—S关系,粘结应力是指型钢表面剪应力, 滑移为型钢与连接面上对应位置混凝土的相对错位。
型钢混凝土柱的抗震性能
影响型钢混凝土柱抗震性能的主要因素：
2轴压比的影响 轴压比是影响压弯构件延性的最主要因素,轴压比越大,滞回环面积越小,耗能能 力越差,型钢混凝土柱的延性越差。因此,对型钢混凝土柱应限制轴压比。
已有的试验结果表明,在水平荷载下,柱的变形能力随轴压比的增大而减小,在高 轴压比的情况下,延性和耗能能力降低明显。因此,为保证型钢高强混凝土柱具有 较好的延性和耗能性能,需对其轴压比大小进行限制。但是究竟应该将轴压比限 制在何种水平,这需要进行理论和试验研究后才能确定。
型钢混凝土柱的抗震性能
影响型钢混凝土柱抗震性能的主要因素：
4含钢率和型钢截面形式。
型钢的含钢量是指内埋型钢面积与构件全截面面积之比。已有的试验结果表明, 用钢量越大的型钢混凝土柱,其抗震性能越好。但是,型钢混凝土柱的含钢量也要 有一定的限制,因为含钢量若过小,型钢对核心混凝土的约束作用不大,体现不出 型钢混凝土延性好的特点。同时受力性能接近普通混凝土柱,体现不出型钢混凝 土构件承载能力高的特点。但是,含钢量也不能太大,含钢量过大时,不但会造成 混凝土浇注困难,而且由于型钢截面尺寸过大造成混凝土保护层过小,影响型钢与 混凝土之间的粘结作用,使型钢与混凝土难以共同工作,易产生粘结失效破坏。因 此,各国对型钢混凝土构件中的用钢量均有所规定。 实腹式型钢混凝土柱的抗震性能优于空腹式型钢混凝土柱,因十字形型钢对混凝 土的约束能力好于工字形型钢,故抗震性能优于后者。
混凝土结构设计原理简答题
第一章：绪论1.什么是钢筋混凝土结构?配筋的主要作用和要求是什么?答∶(1)钢筋混凝土结构是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
(2）配筋的作用是∶在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载能力和变形能力的作用。
(3）配筋的要求是∶在钢筋混凝土结构和构件中，受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。
2.钢筋混凝土结构有哪些主要优点和主要缺点?答∶钢筋混凝土结构的主要优点是∶①取材容易。
③耐久性较好。
④耐火性好。
⑤可模性好。
⑥整体性好。
钢筋混凝土结构的主要缺点是∶①自重较大。
②钢筋混凝土结构抗裂性较差③钢筋混凝土结构的施工复杂、工序多、隔热隔声性能较差。
3.结构有哪些功能要求?简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念。
答:(1)建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面。
(2)承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或者变形达到不适于继续承载的状态。
正常使用极限状态是指结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态。
4.本课程主要包括哪些内容?学习本课程要注意哪些问题?答:(1）混凝土结构课程通常按内容的性质可分为“混凝土结构设计原理和"混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面计算和构造等基本理论，属于专业基础课内容。
后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。
(2）学习本课程要注意的问题︰①加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;②突出重点，并注意难点的学习;③深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背。
5.在素混凝土梁内配置受力钢筋的主要目的是提高构件的承载能力和变形能力。
【解析】素混凝土梁中，混凝土的抗压性能较强而抗拉性能很弱，钢筋的抗拉性能则很强。
因此，在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝与主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载能力和变形能力的作用。
混凝土结构设计简答题及答案
钢骨柱混凝土结构施工
浅谈钢骨柱混凝土结构施工摘要：型钢混凝土构件（也叫钢骨混凝土构件）steel reinforced comcrete members(简称：src)。
型钢混凝土构件的承载能力可以高于同等外形的钢筋混凝土构件。
型钢具有较大的承载力。
型钢混凝土组合构件的延性比钢筋混凝土明显提高。
型钢混凝土组合结构较钢结构明显提高。
关键词：钢骨混凝土结构；施工中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：1工程概况北固山庄搬迁扩建工程位于连云港连云新城商务核心区，基地红线内用地面积20 公顷，a区总建筑面积为18880m2,独立天然基础，建筑基地面积为5040m2,包括1#楼5层、2#楼4层、3#楼餐饮及综合门厅。
贵宾楼特殊部位有，一层设有游泳池，大厅内18米大跨度等，设计师在即立柱断面尺寸上，为增加承载力，在1#楼局部采用钢骨混凝土组合构件，kz17、kz23从基础至5.45米，和kz24、kz25从基础至11.45米。
在建筑工程中合理应用和发展型钢混凝土组合结构，做到技术先进，安全可靠，经济合理、确保经济。
2型钢混凝土在我国发展钢骨混凝土组合结构的使用，我国在20世纪50年代从前苏联引进了劲性钢筋混凝土结构，主要在包头电厂，郑州铝厂等采用了型钢混凝土组合结构，80年代以后，由于改革开放，型钢混凝土组合结构在我国再一次。
北京、上海、江苏等均采用型钢混凝土结构。
目前在我国还是一种新结构，施工经验不足，在学习外国经验的基础上初步积累了一定的经验。
3型钢混凝土组合结构具有以下优点型钢混凝土中型钢不受含钢率限制，型钢混凝土构件的承载能力可以高于同等外形的钢筋混凝土构件承载能力一倍以上，因而可以减少构件截面，对于高层建筑，构件截面减小可以增加使用面积和层高，经济效益很大。
（2）型钢在浇筑混凝土之前已形成钢结构，具有较大的承载能力，能承受自重和施工荷载，可将模板悬挂在型钢上模板不需设置支撑，简化支撑加快施工进度，在高层建筑中型钢混凝土不必等待混凝土达到一定强度就可继续施工上层，可缩短工期，由于无临时立柱，未进行设备安装提供了可能。
混凝土结构设计原理第五版思考题参考答案
问答题参考答案绪 论1． 什么是混凝土结构？根据混凝土中添加材料的不同通常分哪些类型？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
3.混凝土结构有哪些优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
4.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段：（1）在20世纪初以前，钢筋混凝土本身计算理论尚未形成，设计沿用材料力学的容许应力方法。
（2）1938年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力，50年代，出现了按极限状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论。
（3）二战以后，设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计方法。
（4）20世纪90年代以后，开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。
第2章 钢筋和混凝土的力学性能1．软钢和硬钢的区别是什么？设计时分别采用什么值作为依据？答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。
钢骨混凝土
钢骨混凝土简介钢骨混凝土是一种结构材料，由钢筋和混凝土组成。
它结合了钢材和混凝土的优点，具有较高的强度、韧性和耐久性，广泛应用于建筑工程中。
本文将介绍钢骨混凝土的特点、应用领域和相关设计要点。
特点1.强度高：钢筋的高强度和混凝土的压缩强度相结合，使钢骨混凝土具有极高的抗弯能力和承载能力。
2.韧性好：钢筋的塑性变形和混凝土的延性变形共同作用，使钢骨混凝土具备较好的抗震性能。
3.耐久性强：钢筋的防腐蚀性能和混凝土的耐久性保证了钢骨混凝土结构的使用寿命。
4.施工便利：钢筋骨架可以提前制作并在施工现场进行组装，提高施工效率。
应用领域钢骨混凝土广泛应用于以下领域：1.建筑结构：用于梁、柱、楼板、墙体等载荷承受结构的构件。
2.桥梁工程：用于桥梁主梁、板梁等部位，具有较高的承载能力和抗震性能。
3.水利工程：用于水坝、水渠等水利设施，具有良好的耐久性和抗冲击性能。
4.工业厂房：用于大跨度的厂房结构，可提供宽敞的空间和灵活的布局。
设计要点1.强度设计：根据设计荷载和工程要求确定钢筋和混凝土的强度等级，确保结构的安全性。
2.钢筋布置：合理布置钢筋，在不同部位设置适当数量和直径的钢筋，提高结构的抗弯和承载能力。
3.混凝土配合比：根据混凝土的强度等级和施工要求，选用合适的配合比，确保混凝土的质量。
4.构件连接：采用合理的连接方式，如焊接、螺栓连接等，确保构件之间的协调性和稳定性。
5.防腐蚀措施：对于长期暴露在潮湿环境或有腐蚀介质的结构，采取适当的防腐蚀措施，延长结构的使用寿命。
结论钢骨混凝土是一种具有高强度、韧性好和耐久性强的结构材料，广泛应用于建筑工程中。
合理的设计和施工工艺可以保证钢骨混凝土结构的安全性和使用寿命。
随着建筑工程的不断发展和技术的进步，钢骨混凝土将在更多领域得到应用，并为建筑工程带来更大的发展空间。
参考资料：1.赵玉, 刘晓红. 钢筋混凝土结构设计与施工[M]. 河北科学技术出版社,2018.2.江中建筑网. 钢骨混凝土工程设计要点.[引用日期：2022年4月15日] [在线] 。
钢-混凝土组合结构
钢骨混凝土结构
在钢骨周围配置钢筋浇筑混凝土, 使钢 骨、钢筋及混凝土组合成一体的构件称 为钢骨混凝土构件。钢骨混凝土构件又 称为SRC(Steel Reinforced concrete ) 构件。它包括实腹钢骨与空腹钢骨两种 类型。 在20 世纪60～70 年代, 空腹钢骨应用 较为普遍, 其中包括缀板式与桁架式两 种形式。试验研究表明, 缀板式钢骨混 凝土构件的承载力与延性较差, 一般多 采用桁架式钢骨。由于桁架式钢骨加工 制作比较麻烦, 所以随着H 型钢生产的 发展以及焊接技术的日趋成熟, 近年来 钢骨混凝土构件较多采用的是实腹式型 钢。
1.组合梁 由钢梁、连接件和钢筋混凝土板组成，常用形式 见图1。组合梁的上翼缘有截面面积较大的钢筋混 凝土板承受压力，致使钢梁上翼缘截面减小,从而节 约钢材,钢梁下翼缘则承受拉力，这是组合梁的受力 特点。
2.组合板 在压型钢板上先焊接连接件，后灌筑钢筋混凝土板而形成组 合板结构。连接件采用带头栓钉或钢筋。 在混凝土未达到设计强度之前，施工活荷载、钢筋混凝土板 及压型钢板自重，由压型钢板单独承受。当混凝土达到设计 强度后，组合板上的找平层、活荷载等荷载，全部由组合板 承受。组合板除需验算强度及挠度外，还需验算颤动。 压型钢板在组合板结构中起着双重作用，在施工阶段作为模 板；在使用阶段作为抗拉主钢筋抵抗作用于组合板底面的正 弯矩,还可利用压型钢板的波纹间的槽,供铺设电力、通信与 通风管道之用。组合板自50年代初开始采用，70年代已获得 广泛的应用。
构、全玻璃造：
一）玻璃雨篷
二）玻璃楼梯
三）玻璃地板
玻璃制成之地板，下方可为金属支架、木支架或玻璃支架，玻 璃固定方式则采用四周固定或玻璃抓具固定均可，提供不一样 之设计感。
钢筋混凝土结构
钢-混凝土组合梁的优点及应用
优点：截面高度小、自重轻、延性好
应用：广泛应用于建筑结构和桥梁结构等领
域。在跨度比较大、荷载比较重的情况下， 采用组合梁具有显著的技术经济效益和社会 效益。
钢-混凝土组合柱
钢-混凝土组合柱包括钢管混凝土组合柱和钢
骨混凝土组合柱。钢管混凝土柱是有钢管和 內填混凝土所构成，而钢骨混凝土组合柱则 是把钢柱埋在钢筋混凝土中。
上先焊接连接件，后 灌筑钢筋混凝土板而 形成组合板结构。连 接件采用带头栓钉或 钢筋。
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
结束语
Байду номын сангаас 钢-混凝土组合结构以其优越的受力性能、施
工性能和良好的综合效益，将成为本世纪结 构体系的重要发展方向之一。当前我国基本 建设发展很快、规模越来越大，对结构形式 也提出了越来越高的要求。钢-混凝土组合结 构适应现代结构对“轻型大跨、预制装配、快 速施工”的要求，在建筑及桥梁结构等领域具 有广阔的应用前景。
钢—混凝土组合结构
班级：建土1班 姓名：冯晓楠
钢-混凝土组合结构兴起的背景
钢-混凝土组合结构构件 钢-混凝土组合梁
钢-混凝土组合柱
兴起的背景
钢结构： 随着我国钢产量的不断提高，用钢量已 不再成为制约钢结构发展的瓶颈，钢结构 在我国的应用正在蓬勃兴起。 但是钢结构的应用也有一些问题。例如： 纯钢结构超高层建筑刚度较小、抗侧移能 力较差。同时钢结构的抗火能力差也是一 大难题。
钢管混凝土组合柱的组成
钢管混凝土组合柱是在钢管内填充混凝土而
形成的组合结构材料，一般用作受压构件， 包括中心受压和偏心受压，按截面形式不同 分为圆钢管混凝土、方钢管混凝土和多边形 钢管混凝土等。
钢-混凝土组合结构的应用与发展
工程 科技
钢一 混凝 土组 合结构 的应用 与发展
胡 斌 （ 哈 尔滨 市城 市 建设 档 案 馆 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ １ ０ ）
摘 要： 简要介 绍 了新 型组合结构的类型及优越 性 ， 并对其在 国内外的发展过程及 应用现状做 出评述 。 分析 了新型钢一 混凝土组合 结构的发展 方向和 需进一步解决的 问题 ， 对推动钢筋混凝土组合结构在 结构 工程 中的应 用具有理论意义和 实用价值 。
和钢筋混 凝土柱相 比， 钢管？ 昆 凝 土柱 的 自重小 ， 地震作用 引 起的地震反应也将减小 。据有 关资料分析 ， 高层建筑 中采用钢管
混凝 土柱和钢梁 等结构体 系 比采用 钢筋混凝 土结构 自重 可以减 少 １ ／ ３ １ ／ ２ ， 地震作用可 以减小一半 ， 相 当于设 防烈度下降一度。 １ ． ４ 柱子截 面减小降低 了地基基础的造价
而楼板则 采用压型钢板 上现浇混凝 土的组 采用 钢筋混凝 土的高层 建筑 ， 其 自重 一般为 １ ５ ～ ２ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ （ 不 是钢骨混凝 土剪 力墙 ，
包括基础 ） ，而采用钢管混凝土柱 钢梁结构 时 ，一般 自重都小于 合楼板 。
１ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ ｚ 。 在国外 ， 有低达 ５ ￣ ６ ｋ Ｎ ／ ｍ 的例子 。 显然 ， 和钢筋混凝 土结 上， 因而基础尺寸也 相应减少 ， 降低了基础 工程造价 。 １ ． ５ 钢 管混凝 土柱 的钢管较薄 ， 施 Ｔ比钢柱简便
图 ２ 钢 管 混 凝 土 柱 截 面
世 界第三高 的上海金茂 大厦 （ ８ ８层 ， 高４ ２ １ ｍ） 的外 围 ８ 个 巨 型柱（ １ ． ５ ０ ｍ￣ ４ ． ８ ８ ｍ）和香港 中国银行 大厦 （ 高 ３ ６ ８ ． ５ ｍ） 的 ４个 角 柱（ ４ ． ３ ｍ ｘ ７ ． ９ ３ ｍ） 都是钢骨混凝 土柱 。这类建筑中的剪力墙 也大多
混凝土结构设计原理第五版思考题参考答案
问答题参考答案绪 论1． 什么是混凝土结构？根据混凝土中添加材料的不同通常分哪些类型？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
3.混凝土结构有哪些优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
4.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段：（1）在20世纪初以前，钢筋混凝土本身计算理论尚未形成，设计沿用材料力学的容许应力方法。
（2）1938年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力，50年代，出现了按极限状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论。
（3）二战以后，设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计方法。
（4）20世纪90年代以后，开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。
第2章 钢筋和混凝土的力学性能1．软钢和硬钢的区别是什么？设计时分别采用什么值作为依据？答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。
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大连远洋大厦
内筒为钢筋混凝土，
外框自下而上为RC-SRC-S结构。
大连远洋大厦
内筒为钢筋混凝土， 地上51层，地下4层， 外框自下而上为RC(6 层)-SRC-S结构，SRC 核心筒。
第20章 钢骨混凝土结构
20.1 概述
Steel Reinforced Concrete 型钢混凝土 劲性钢筋混凝土 Encased Concrete
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。 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
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。
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
与钢筋混凝土结构相比
使构件的承载力大为提高； 实腹式钢骨的钢骨混凝土构件，受剪承载力有很大 提高，大大改善了结构的抗震性能。正是由于这一 点，钢骨混凝土结构在日本得到广泛的应用；
钢骨架本身具有一定的承载力，可以利用它承受施
工阶段的荷载，并可将模板悬挂在钢骨架上，省去 支撑，这有利于加快施工速度，缩短施工周期，如 在多高层结构的施工中不必等待混凝土达到强度就 可以继续进行上层施工。
剪切斜裂缝
受剪较大时，易产生剪切粘结
破坏，使钢骨与外包混凝土不
能很好地共同工作，导致混凝 土较大范围剥落，承载力下
剪切粘结裂缝
降，影响破坏后的变形能力。
增加配箍可以提高粘结破坏承
载力。
在配置一定纵筋和箍筋的情况下，钢骨与外 包混凝土可较好地共同工作，在破坏阶段外 包混凝土也不会产生严重剥落，钢骨的塑 性变形能力可以得到充分发挥，承载力不会 显著下降。 因此，为保证外包混凝土与钢骨的共同工 作，必须在外包混凝土中配置必要的钢筋。
（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’
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
9.5 斜截面受剪承载力 9.5.1 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<1.0，以及1.0~1.5
且含钢率较大的情况
（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
（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
日本
20世纪20年代，在一些工程中开始采用SRC结构。 1923年在东京建成的30m高全SRC结构的兴业银 行，在关东大地震中几乎没有受到什么损坏，引 起日本工程界的重视。 1951年开始对SRC结构进行了全面系统的研究， 1958年制订了《钢骨钢筋混凝土结构设计标准》。 到1987年又经过三次修订，基本形成较为完整的设 计理论和方法——叠加方法。 日本持续研究和发展SRC结构，主要是由于日本 是多地震国家。SRC结构以其优异的抗震性能， 在日本得到广泛的应用。
20.2 钢骨与混凝土的共同工作
在钢骨混凝土结构中，钢骨与外包混凝土能否协
调变形，是两者共同工作的条件。
对于钢骨混凝土梁，试验表明，当钢骨上翼缘处 于截面受压区，且配置一定构造钢筋时，钢骨与
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。
钢骨混凝土梁
钢骨混凝土偏心受压构件
对于剪跨比较小的框架柱，当
9.3 钢骨混凝土结构的一般规定
钢骨混凝土结构的配筋构造有其特殊之处，应给 予特别的重视。 在配筋构造设计中，应考虑以下几方面问题：
钢骨与其他钢筋的相互关系及其配筋顺序； 混凝土的浇筑密实性； 结构的耐久性和耐火性； 预期受力性能——塑性区和非塑性区。
钢骨混凝土梁、柱构件中，钢骨的含钢率不小于 2%，也不宜大于15%，合理含钢率为5%~8%。
第9章 钢骨混凝土结构
9.1 概 述
钢骨混凝土结构的特点
金茂大厦
核心筒体-钢巨型桁架-钢 骨混凝土巨型组合柱体系
19.1 组合梁的基本概念
金茂大厦
核心筒体-钢巨型桁架-钢 骨混凝土巨型组合柱体系
深圳地王大厦
钢骨混凝土核心筒结构； 外钢框架结构，26根箱型钢柱通过钢梁、 钢斜撑与核心墙连接。 楼面铺设压型钢板后浇筑砼。结构平面 尺寸68.25m×35.5m，结构高度303.75m。
• 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。
（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
内部钢骨与外包混凝土形成整体、共同受力，其受 力性能优于这两种结构的简单叠加。
与钢结构相比
外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲； 提高钢构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭 转屈曲性能； 使钢材的强度得以充分发挥； 比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结 构的变形； 外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最初， 欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出于对钢结 构的防火和耐久性方面的考虑； 一般可比纯钢结构节约钢材达50％以上。
应特别注意，SRC结构的配筋构造较为复杂，在 工程设计阶段必须给予细致的考虑，否则将使得 工程施工十分困难。
20.1 概述
发展简况 前苏联，劲性钢筋或承重钢筋，其原意为能承受
一定施工荷载的钢筋。 二战后，为加快恢复重建，采用劲性钢筋来承受悬 挂模板和支撑等施工荷载，以加快施工速度。 1949年，前苏联建筑科学技术研究所编制了《多层 房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件( BTY-0349)》。 前苏联50年代又进行了较全面的试验研究，1978年 制订了《苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南(СИ378)》。 后来由于省钢目的，主要采用焊接钢桁架、钢构架 和钢筋骨架等作为劲性钢筋（即空腹式钢骨）。
（1）剪跨比 • 集中荷载作用下，剪跨比反映了梁中弯、剪应力之比 – 剪跨比较小时，剪跨段内正应力较小，剪应力起控制作 用。型钢腹板在近似纯剪应力状态下达到屈服强度，混 凝土短柱发生剪切斜压破坏。 – 剪跨比较大（1.5～2.5），剪跨段内正应力较大 剪压破坏、剪切粘结破坏 – 剪跨比（>2.5）时，梁的承载力往往由弯曲应力控制， 一般发生弯曲破坏 – 型钢混凝土梁不会发生斜拉破坏，型钢腹板可以有效阻 止斜拉裂缝的产生。
技术规程
• YB 9082－97（钢骨混凝土结构设计规程）
24
– 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
• 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
欧洲
在20世纪20年代，西方国家的工程设计人员为满 足钢结构的防火要求，在钢柱外面包上混凝土， 称为包钢混凝土（Encased Concrete）结构。 起初，包钢混凝土柱仍按钢柱设计。 40年代后开始意识到外包混凝土对提高钢柱刚度 的有利作用，考虑折算刚度后仍继续沿用钢柱设 计方法。该方法一直沿用，并编制到1985年欧洲 统一规范EC4《组合结构》。
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
26
• 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
钢骨混凝土的应用有哪些问题需要解决？ 共同工作 受力性能与混凝土构件的异同 轴压承载力计算 正截面承载力计算 斜截面承载力计算 变形、裂缝计算 节点、柱脚连接形式
=25mm
=10
dv
=25mm =1.5 粗骨料粒径 d=12mm =25mm，=1.5d =1.5 粗骨料粒径
dv
=30mm，=1.5d =1.5 粗骨料粒径
=50mm 一般取 100mm
第20章 钢骨混凝土结构
梁纵筋贯通孔 间距=2.5d
=50mm，=1.5d =1.5 粗骨料粒径 纵筋 d=12mm
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； 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，
பைடு நூலகம்
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）。
9.4.3 以平截面假定为基础的计算方法： （1）基本假定：
技术规程
• YB 9082－97（钢骨混凝土结构设计规程）
25
– 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