组合结构设计原理学院：土木工程学院
姓名：刘辉
专业：土木工程
班级：建工101
学号：1008070283
指导教师：周老师
2013年10月
28
型钢混凝土组合结构
土木工程学院建工101班姓名：刘辉学号：1008070283
摘要：介绍了型钢混凝土组合结构的概念，对其结构体系、发展现状及存在的问题进行了探讨，介绍这种组合结构的优缺点、工作性能及应用范围。

说明该种组合结构形式在设计及施工中需注意的问题。

关键词：型钢混凝土组合结构、结构体系的优缺点、设计及施工。

前言：随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。

在混凝土中以配置型钢为主的结构称为型钢混凝土结构。

目前，由于混凝土中配置的主要是型钢，因此克服了钢筋混凝土结构的许多弱点，使结构性能得到进一步改善。

也具有型钢结构的优点。

由于在混凝土中配置了整体的型钢骨架，因此其强度、刚度、延性大大提高，显著改善了构件与结构的抗震性能。

采用型钢混凝土构件可以明显减小构件的截面面积，这样可以使结构所占面积减小，增大了建筑的使用面积，为使用用户提供更大的生活空间，并且可以减少粱的高度，使结构层高也大大有所增加，进而可以减小建筑物的相对高度。

同时，在地震地区，采用型钢混凝土结构可以避免结构发生过大的侧翼与振动。

由于型钢混凝土结构具有很高的强度、刚度以及良好的抗震性能，因此在一些大跨、重载的结构中采用型钢混凝土结构式合适的。

在型钢混凝土结构中，混凝土包裹住型钢，避免了钢结构的防火、防腐蚀性能的缺点。

克服了钢结构中容易发生整体或者局部失稳的弱点。

并且型钢混凝土受力合理，与钢筋混凝土结构相比，因其结构体积与重量减少，结构的抗震性能有明显的提高。

在钢骨架
形成之后可成为施工中的承重结构，可以供滑模、挂模及承受施工荷载，方便了施工。

型钢混凝土组合结构在竖向承重主要以薄壁钢管混凝土柱为主。

由于冷成型薄壁钢管的管壁较薄，管内部混凝土可防止钢管发生局部屈曲，还可根据其稳定性要求在管内纵向设肋，从而提高钢管的局部稳定承载力。

同时钢管对混凝土有较强的约束作用，提高了混凝土的轴向抗压强度，因此，薄壁钢管混凝土柱的承载力高于钢管和混凝土的承载力之和。

由于在钢管内浇筑了热容量较大的混凝土，发生火灾时能够吸收热量，从而延长了钢管的耐火极限。

圆
钢管轴向受力性能较好，其受弯性能及与其它构件的连接不如方钢管，但方钢管对混凝土的约束能力较差。

因此可考虑采用六边形及八边形钢管，以便为梁﹑柱连接提供方便和保证。

型钢混凝土组合结构在支撑结构中由于采用薄壁钢管混凝土柱承受竖向荷载及吊车荷载，屋架及支撑均可采用轻型钢构件，因而其支撑布置方式与普通钢结构厂房类似。

即采用柱间支撑及屋盖水平﹑垂直支撑来保证厂房及屋盖的整体稳定性。

而在维护结构中型钢混凝土组合结构与其它钢结构一样，采用轻质维护材料。

至于屋盖结构，一般采用有檁体系，亦可采用拱形波纹屋顶或轻型网架﹑轻型桁架加铺轻质保温层和彩色压型钢板。

其特点是生产工厂化，制作机械化，施工方便﹑速度快﹑工期短。

在型钢混凝土组合结构体系设计及施工中，最关键的部位就是节点构造。

只有节点的构造措施和受力性能得到了解决，才有可能进行结构体系的研究。

由于手里复杂，因此应当十分重视节点的设计计算及构造，特别在水平力作用下，节点经常发生剪切破坏，因此一般按照剪切计算设计框架节点。

据网上视频了解原哈尔滨建筑工程学院做过大量厚壁钢管混凝土柱节点的试验研究，并在实践中得到了应用，且编入了规范，取得了很好的成果。

但是由于薄壁钢管的管壁较薄，易于变形，因此节点构造较难处理。

薄壁型钢混凝土组合梁与其他构件的连接则比较难以处理，可以考虑在混凝土中采用预埋型钢或钢筋来实现连接，但是该种连接形式的抗弯、抗剪等力学性能还有待于研究。

混凝土浇注前，施工荷载对薄壁钢构件变形的影响较大。

可考虑在尽可能少设或不设脚手架，使薄壁钢构件的刚度足以承受施工荷载。

此外，围护结构的蒙皮效应能够提高结构的承载力，其提高程度有待研究。

结论：型钢混凝土组合结构结合了型钢结构和混凝土结构的优点，用于多、低层建筑具有施工方便、工期短的特点，同时使结构具有良好的抗震性能和耐火性能。

若有新型墙板相配合，该结构形式将在多层建筑中取代砖砌体，从而实现真正意义上的绿色建筑，是未来民用建筑的发展方向。

参考文献：
1、型钢混凝土组合结构构造04SG523
2、型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ138-2001）
3、高层民用建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）
4、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）
5、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）
6、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）。