鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展應(yīng)用

陳桂萍

（貴州省建材科研設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司貴州貴陽(yáng)　550000）

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展應(yīng)用

陳桂萍

（貴州省建材科研設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司貴州貴陽(yáng)550000）

本文主要介紹鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用范圍。

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)

1　鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)是混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的一種組合結(jié)構(gòu)形式，它是在混凝土中配置鋼骨與混凝土組合成為一個(gè)整體并共同工作。它具有強(qiáng)度高、剛度大、重量輕、延性好、耐疲勞、耐高溫及節(jié)省材料、施工快捷等優(yōu)越的性能，因此被廣泛應(yīng)用于各種高層及超高層建筑中。這種結(jié)構(gòu)在各國(guó)有不同的名稱，日本稱之為鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，前蘇聯(lián)稱之為勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，我國(guó)統(tǒng)稱為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)。

2　鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)際上早有研究，在前蘇聯(lián)、日本、美國(guó)及英國(guó)等國(guó)家早就開(kāi)始了對(duì)勁性鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、偏壓構(gòu)件的試驗(yàn)研究，并制定了許多有關(guān)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工規(guī)程。我國(guó)早在50年代就從蘇聯(lián)引進(jìn)了鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，但對(duì)這種結(jié)構(gòu)的研究直到80年代才開(kāi)始。80年到后期，隨著我國(guó)超高層建筑的發(fā)展，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)也越來(lái)越受到我國(guó)工程界的重視。1987年“鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)性能及其設(shè)計(jì)方法”作為工程建筑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范重點(diǎn)科研項(xiàng)目“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第四批科研課題”的科研項(xiàng)目開(kāi)始進(jìn)行研究。在查閱各國(guó)有關(guān)規(guī)范、研究成果、工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，通過(guò)試驗(yàn)研究和分析，揭示了鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的各種受力情況，提出了各類構(gòu)件在不同受力狀態(tài)下的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，1998年我國(guó)冶金工業(yè)部頒布了我國(guó)第一部《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（YB9082-97），為設(shè)提供了有效的設(shè)計(jì)依據(jù)。在使用規(guī)范及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，目前規(guī)范以修訂為《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（YB9082-2006）。

3　鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的特性

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼骨混凝土構(gòu)件的外包混凝土可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲，提高構(gòu)件的整體剛度，顯著改善鋼構(gòu)件出平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使鋼材的強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，一般可比純鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材達(dá)50%以上。此外，外包混凝土增加了結(jié)構(gòu)的耐久型和耐火性，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結(jié)構(gòu)的變形和振動(dòng)。

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，由于配置了鋼骨，使構(gòu)件的承載力大大提高，減小梁、柱截面，尤其是抗剪承載力提高和延性加大，可顯著改善抗震性能。此外，鋼骨架本身具有一定承載力，可以利用它承受施工階段荷載，將模板懸掛在鋼骨架上，省去支撐，有利于流水作業(yè)，縮短施工工期。

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是既要求鋼構(gòu)件制造及安裝，又要求支模、綁鋼筋、澆筑混凝土，施工工序增加。

4　鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)件布置

鋼骨混凝土構(gòu)件可適用于全部采用鋼骨混凝土構(gòu)件的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，也可以適用于與其他類型（鋼或鋼筋混凝土）抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的混合結(jié)構(gòu)中，而且不論什么結(jié)構(gòu)體系，如框架、剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、筒中筒等，其中的梁、柱、墻等構(gòu)件均可以采用鋼骨混凝土構(gòu)件。

鋼骨混凝土應(yīng)用于高層建筑及超高層建筑時(shí)，必須注意結(jié)構(gòu)布置規(guī)則，剛度均勻，傳力明確，施工方便?？拐鹪O(shè)防的結(jié)構(gòu)應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)在平面以及沿高度的剛度均勻。由于鋼骨混凝土構(gòu)件常常在混合結(jié)構(gòu)中使用，特別是在結(jié)構(gòu)中上部或下部采用不同的材料及結(jié)構(gòu)類型時(shí)可能引起剛度及承載力的突變，因此要求在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)向鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)要求設(shè)置過(guò)渡層，要求各相鄰層剛度相差不宜超過(guò)30%。在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)向鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)也要求設(shè)過(guò)渡層，注意承載力的銜接。

在多數(shù)情況只在少數(shù)層或局部區(qū)域中采用鋼骨混凝土構(gòu)件。結(jié)構(gòu)可自下向上采用不同的結(jié)構(gòu)材料，如混凝土、鋼骨混凝土、鋼，或鋼骨混凝土、混凝土、鋼等，既可在不同的抗側(cè)力單元中分別采用鋼骨混凝土、鋼或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可以在同一抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中梁、柱（或墻）分別采用不同材料。

5　鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用實(shí)例

隨著經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)發(fā)展，我國(guó)的高層建筑也有了迅猛的發(fā)展，由于鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在承載力和抗震性能等方面的優(yōu)勢(shì)，在高層及超高層建筑中也越來(lái)越多地應(yīng)用。

上海環(huán)球金融中心：結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土柱及鋼柱，建筑高度396m，建筑面積33萬(wàn)m2，總用鋼量26000t。

上海金貿(mào)大廈：結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土柱，建筑高度365m，建筑面積17.7萬(wàn)m2，總用鋼量18000t。

深圳地王大廈：結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，建筑高度294.1m，建筑面積13.8萬(wàn)m2，總用鋼量24500t。

上海世界金融大廈：結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，建筑高度166.5m，建筑面積8.3萬(wàn)m2，總用鋼量3300t。

北京香格里拉飯店：結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，建筑高度82.7m，建筑面積5.6萬(wàn)m2，總用鋼量5300t。

[1]《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（YB9082-2006）.

[2]高立人，方鄂華，錢(qián)稼茹，著.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì).北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

TU398.9

A

1673-0038（2015）09-0087-01

2015-2-7

陳桂萍（1962-），漢族，貴州貴陽(yáng)人，高級(jí)工程師，本科，主要從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及審查方面的工作。