型钢混凝土范文

型钢混凝土范文第1篇

【关键词】型钢混凝土；钢结构；深化设计

一、型钢混凝土结构的概念

型钢混凝土结构也可称为劲性钢筋混凝土结构或者包钢混凝土结构，是一种非常坚固的建筑结构。所谓型钢混凝土结构就是指在混凝土中配置型钢，使之形成了一种非常实用有效的建筑结构。

型钢混凝土结构的强度非常高，抗压性能非常强，也正因为如此，型钢如今被广泛地应用到了建筑领域。

二、型钢混凝土结构的优点

型钢混凝土结构是如今建筑工程中较为常见的建筑结构，其自身有很多的优点，因此深受建筑业的青睐，更得到了很多业主的认可。具体说来型钢混凝土结构的优点主要有以下几点：

（一）型钢混凝土的强度非常大，承载能力高

型钢混凝土是在混凝土中配制了型钢。两者都是非常坚固的建筑材料，结合起来自然更加坚固。一般来说，型钢混凝土结构比外形相同的钢筋混凝土结构承载能力要高出数倍。也正因为如此，型钢被广泛使用在各个建筑领域。此外，型钢混凝土因为强度大，使得其可以很好地减小构件的截面尺寸，这样一来，建筑物的使用面积就会相应增加并降低建筑物的层高，这对节省建筑物的建设费用有非常大的作用。

（二）型钢混凝土结构相比传统的混凝土结构更为简单，也更为方便施工人员进行施工

型钢在混凝土结构虽然也是通过浇筑的方式来制成的，但是它却是在浇筑之前就已经形成了坚固的钢结构，这使得型钢结构在保证质量的同时结构更加简单，大大减少了模板的支撑。这不但大大节省了建筑成本，更方便了施工，提高了建筑工程的施工效率。

（三）型钢混凝土结构的耐火性和抗腐蚀性较强

由于型钢混凝土结构自身的特点，使其具备了良好的耐火性和抗腐蚀性，加之外层设立的混凝土同样也能够有效地防火、抗腐蚀。大大节省了建筑材料也使建筑物更加的坚固，保证了居住人员的安全。

三、型钢混凝土结构存在的施工难题

虽然型钢混凝土结构有很多的优点，但是它仍然存在着一些不足：

（一）钢结构需要进行复杂的前期设计

型钢混凝土结构需要在浇筑之前进行样式设计，因此拥有很大的设计量。在设计时往往会因为一点小的差错就会造成施工时的巨大问题。这对施工来说是个非常大的难题，也对设计人员提出了非常严格的要求。

（二）型钢混凝土结构内部钢筋量较大，造成了不方便

由于型钢混凝土结构较为简便，因此想要承受力度大就只能在其结构内部设置非常多的钢筋，这些钢筋的规格通常都很大。并且在承受重量极大的钢骨上设有十分多的栓钉，这就使得箍筋加工复杂，更让施工人员在绑扎时非常不便，这无疑给施工带来了很大的麻烦。

除此之外，型钢混凝土结构的组合结构的组合方式较为复杂，让施工人员很难处理。

（三）型钢混凝土结构仍存在一些不规范的地方

型钢混凝土结构是需要在浇筑前进行设计的，这使得其组合结构无法形成标准的规范。而其钢骨以及其他梁柱等部位的尺寸往往是不合比例的，给施工带来了很多的不便。

四、型钢混凝土的深钢结构化设计的探讨

（一）深化型钢混凝土钢结构的设计规范

在对型钢混凝土结构进行设计时一定要有一个明确实用的规范，要结合工程的实际要求以及钢筋和混凝土的特点进行科学合理地设置。而对于承受重要力量的钢骨结构更应该对其设计工作有着高度的重视，要做到设计符合钢骨结构自身的特点，更要可以满足建设施工的特点。比如说，型钢混凝土柱的含钢率是多少，这一定要有非常严格规范的标准。一些人认为型钢混凝土柱合理含钢率为4%～ 8%，很多设计者也是按照这一标准进行设计的，但是这是不合理的，因为型钢与混凝土的粘合强度是与含钢率呈反比例的，当型钢的含钢率过高时，型钢混凝土结构的承载力就会相应降低，这对建筑物的质量带来了很大地阻碍。而如果想提高型钢混凝土结构的承载力，就要相应降低其含钢率，只有按照合理科学的规范进行设计，型钢混凝土的承载力才会达到最大值，进而保证工程的质量。

（二）对型钢混凝土结构的节点位置要更为严格

型钢混凝土结构的节点对结构的影响是非常大的，如果节点设计不合理的话，整个型钢混凝土结构就无法发挥最大的作用。一般来说，节点连接的承载力要高于构件截面的承载力。在对节点进行设计时，应该充分考虑到施工现场的实际情况，也要考虑到施工人员的施工情况，设计出满足施工需要同时也方便施工人员进行施工。一般说来，型钢混凝土结构柱要设计在主梁上端的1～1.3米位置。关于梁的设计要考虑多个方面，不仅要考虑到施工设备的所在位置也要注意建筑物的具体情况。对于构件焊接时等强连接的对接接头，应该重视其拼料的长度，其长度应该要大于300mm，纵横方向的对接焊缝要错开大于200mm。

（三）对型钢混凝土结构深化设计一定要对其质量进行有效地控制

对型钢混凝土结构深化设计一定要对其质量进行有效地控制，只有控制其质量才能保证建筑物的质量，进而保证人们的人身安全。设计人员在进行深化设计时，一定要从全方位对型钢混凝土结构进行有效地控制。不但要重视其外部的设计，更要重视其内部的质量，内部质量更能左右整个结构的质量。因此，设计人员一定要在设计过程中更加重视每一个环节和每一个细节。

不仅如此，设计人员也要提高自己的素质，只有不断提高自身的专业素质，才能够更好地对型钢混凝土结构进行设计并保证其质量。而在设计中和设计好后，设计人员和监管人员一定要对设计文件进行全方位、严格地检查，以减少和避免一些设计错误的设计文件会带来更大的错误，将错误扼杀在初始阶段。只有这样才能够真正保证钢筋混凝土结构的质量，才可以为工程设计出最好的材料，进而保证工程的质量。

五、结论

型钢混凝土结构中钢结构的深化设计，对型钢混凝土结构的提高有着非常重要的作用，可以促进我国建筑行业的发展，更可以保证我国建筑物的质量。

然而，深化型钢混凝土结构是一项很复杂的工作，需要大量的高素质、高水平专业人才，更需要专业的知识和技能。也正因为如此，我们应该更加重视对型钢混凝土结构的更新改革，并加大对其深化的投入力度。只有这样，型钢混凝土结构才能更好地为我国建筑物所使用。

参考文献：

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[3]徐亚丰，汤泓，刘永前，王连广；钢骨高强混凝土框架边节点试验研究[J]；沈阳建筑大学学报（自然科学版）；2004年04期.

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[5]杨勇，郭子雄，黄秋来，聂建国；核芯型钢混凝土（CSRC）结构应用前景及抗震性能分析[J]；工程抗震与加固改造；2005年05期.

[6]胡敬礼；陈以一；钢骨混凝土柱-梁-支撑节点的反复加载试验[A]；中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C]；2005年.

型钢混凝土范文第2篇

关键词：型钢混凝土；粘结滑移；综述分析

中图分类号：TV331文献标识码： A

ZHU Yingjie

( Department of Building Engineering Tongji University，Shanghai 200092 )

Abstract: The bond-slip of steel reinforced concrete (SRC) is a basic problem in the structure theory, and also an important problem in the engineering area. There have been many experts have done research in this area, more is using experimental research methods, such as push-out test and short column test. Although the tests are similar in form, but the results are not the same if the test has been done in different ways and conditions. This paper reviews the previous studies on bond-slip behavior of steel reinforced concrete, and draws some conclusions.

Key words: Steel structure, bond-slip behavior, summary analysis

1 前言

型钢混凝土结构具有承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点，在国内的多高层及大跨度结构中被广泛应用。型钢混凝土结构中混凝土和型钢依靠两者的粘结作用协同工作，它们之间的粘结性能直接影响建筑结构的受力和变形。随着现代计算技术的发展，可以采用计算机有限元技术仿真型钢混凝土结构的受力性能，并考虑型钢与混凝土间粘结滑移因素的影响，需要有相关的数学模型和分析参数，模型的建立离不开大量的试验数据的积累和总结。因此研究型钢混凝土的粘结滑移关系有重要意义[1]。

本文综述介绍了型钢混凝土粘结滑移性能的试验成果和研究进展。并在此基础上，分析了当前型钢混凝土粘结性能的国内外文献，针对研究中的一些问题提出了自己的看法，结合文献分析和工程中实际需要，提出了型钢混凝土粘结滑移研究中，需要进一步深化的几个方面。

2 型钢混凝土粘结滑移研究

2.1 型钢混凝土粘结滑移试验研究现状

日本的坪井善胜[2]等在1950年采用钢板拉拔试验对型钢与混凝土之间的粘结强度进行了研究，在试验中考虑了混凝土强度、混凝土保护层厚度和纵向钢筋数量等因素的影响，认为型钢与混凝土的粘结强度较低，建议在设计中不考虑型钢混凝土的粘结作用，这一建议在日本规范《钢骨混凝土结构设计标准及解说》中得到体现。

早期的试验大多以简支梁的形式来试图确定型钢与混凝土之间的粘结强度，然而从这些研究资料中发现，在梁端型钢与混凝土之间的相对滑移没有量测出来，并混淆了水平剪切破坏与粘结破坏，而且对破坏荷载的计算方法缺乏一致性。目前，关于型钢混凝土粘结滑移的试验研究主要有两种类型：推出试验和短柱试验（图1）。在推出试验中，粘结强度又被称为最大平均粘结应力，它的大小可以通过竖向荷载的最大值与型钢表面积（埋设在混凝土中的部分）之比来得到。在短柱试验中，竖向荷载同时由型钢混凝土的粘结作用和下部基座提供的反力共同抵抗，短柱试验中型钢与混凝土之间粘结滑移只在柱子中的上部区段发生，下部由于基座的约束，型钢与混凝土的变形协调。因此，短柱试验虽然与型钢混凝土柱的真实受力情况更相近，但是推出试验能更好地确定型钢混凝土粘结滑移刚度和粘结强度，是型钢混凝土粘结滑移研究常用的试验方法[3]。

图1短柱试验和推出试验

Bryson和Mathey[4]在1962年最早采用推出试验研究型钢表面状况及翼缘宽度对型钢混凝土粘结强度的影响。试验结果表明：现场喷砂（型钢在空气中暴露一个月后再喷砂）、喷砂后使其生锈（喷砂后一个月内用盐溶液使型钢表面锈蚀）的两种型钢表面的平均粘结强度接近，但比普通环境下锈蚀的型钢表面高出30%左右。但三者在滑移发生后的残余粘结应力值相近。研究者认为粘结应力主要出现在型钢翼缘与混凝土之间。

1973年，Hawkins[5]进行了型钢混凝土推出试验，共有22个试件。考虑混凝土浇筑位置、型钢截面尺寸和横向配箍率等对粘结强度的影响。试验结果表明：（1）在型钢埋置深度与型钢高度的比值保持不变的情况下，型钢截面尺寸对粘结性能没有影响；（2）水平浇筑的型钢混凝土构件粘结强度小于垂直浇筑构件的粘结强度；（3）型钢混凝土发生较大相对滑移前，横向配箍率的大小对型钢混凝土的粘结强度没有显著影响，但是当型钢混凝土发生粘结滑移后，粘结强度随着横向配箍率的增加而变大。

1984年，Roeder[6]进行了推出试验，考虑粘结应力沿型钢锚固长度上的变化，并通过在型钢翼缘密布电阻应变片的方法测得相应粘结应力（图2），根据粘结应力与型钢翼缘应力的相互关系，得出粘结应力的分布规律（图3）。通过对试验结果的统计回归，得到沿型钢锚固长度上的平均粘结强度与混凝土圆柱体抗压强度的线性关系：。1999年，Roeder[7]将Bryson、Mathey和Hawkins等人的试验与自己的试验结果进行分析和比较，得到典型的型钢混凝土粘结滑移关系曲线，并得出如下结论：（1）型钢与混凝土之间的粘结主要由翼缘与混凝土之间的粘结贡献，腹板与混凝土之间的粘结作用可以忽略；（2）在对两个自由端已发生滑移的试件进行了重复加载试验后，Roeder发现已经发生的滑移对重复加载后试件的粘结应力分布规律影响很大，重复加载的粘结强度比首次加载时所达到的粘结强度要降低28%~45%；（3）随着混凝土圆柱体抗压强度的增大，按翼缘与混凝土接触面积平均的局部最大粘结应力也相应增大，并得出相应的粘结应力公式为，考虑数据离散性，给出了一个保守计算公式。式中，为型钢翼缘局部最大粘结应力值，和的单位为。

图2 推出试验示意图图3 粘结应力分布规律

1989年，郑州工学院孙国良[8]对型钢与混凝土的粘结力和栓钉对于力传递扩散性能进行了研究，进行了22组压入试验，考虑了栓钉、配箍率和混凝土保护层厚度对型钢混凝土粘结强度的影响。试验结果表明：（1）型钢与混凝土之间的粘结力主要存在于型钢翼缘上。极限状态之前粘结应力在长度方向上为指数分布，达到极限荷载时趋于常数分布。配置箍筋在混凝土保护层小的情况下可以稍提高开裂荷载，并增加粘结失效的摩擦剪力，但对提高粘结力的作用不明显；（2）配置箍筋对提高扩散能力的作用不明显，但可以限制混凝土开裂后的裂缝宽度并保证摩擦力值不降低；（3）栓钉布置在翼缘板上的力扩展情况有三种破坏形式：栓钉失效、箍筋失效和混凝土斜压失效，并给出了三者对应的计算公式，取其中较小值作为计算扩散能力。

1991年，Y.M.Hunaiti等[9]进行推出试验，考虑了混凝土强度、型钢表面状况和横向配箍率对型钢混凝土粘结强度的影响作用。试验结果表明：混凝土的强度对型钢混凝土粘结强度没有明显影响，而增大横向配箍率和对型钢表面进行喷砂处理可以提高型钢混凝土的粘结强度。同年，Y.M.Hunaiti[10]为了研究型钢混凝土组合柱的粘结性能，考虑槽钢截面尺寸、混凝土养护、混凝土徐变、龄期、温度等因素做了135个试件。试验结果表明：（1）随着混凝土龄期的增加，粘结强度有所降低；（2）随着钢混界面接触面积与横截面面积比的增加，粘结强度相应增加；（3）混凝土收缩徐变会导致粘结强度的降低；（4）混凝土湿养护情况下的粘结强度比干养护情况的要高；（5）温度对粘结也有影响，粘结损失随着温度升高而增加。与其他研究相比，槽钢截面的组合柱比方形和圆形的组合柱的粘结强度要低。

1992年，Wium和Lebet[11]进行了短柱试验和推出试验。试验结果表明：（1）粘结应力可分为两个阶段：在型钢与混凝土的滑移发生前，粘结力主要由化学胶结力组成，在滑移发生以后，则主要由两者间的摩擦力组成；（2）当翼缘的混凝土保护层厚度从50mm增加至150mm时，化学胶结破坏后的粘结力提高了50%；（3）尺寸相同的型钢混凝土试件，型钢的截面越小，最大平均粘结强度越高，如图4所示；（4）随着横向配箍率的增加，粘结强度也随之相应增大；（5）混凝土的收缩会使得型钢混凝土的粘结强度减小。

图5 型钢截面尺寸与粘结强度的关系

1992年，肖季秋[12]等为了研究型钢混凝土的粘结滑移性能，对9个试件进行了推出试验，并分析了影响型钢混凝土粘结强度的主要因素。试验结果表明，混凝土强度等级、型钢的埋置长度以及横向配箍率都对其粘结性能有直接影响。文章还讨论了型钢与钢筋两者在粘结性能上的差异，拟合了粘结滑移本构关系的数学表达式，提出了型钢混凝土粘结强度的计算公式。

1993年，李红等[13]进行了17个钢板拉拔拟梁式试件的试验，试验考虑了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、配箍率和纵向配筋率四个因素对粘结强度的影响。试验结果表明：（1）混凝土强度等级、横向配箍率以及混凝土保护层对型钢的粘结强度有较明显影响，并且随之增大，其粘结强度也增大，而纵向配箍率对型钢粘结强度基本上没有影响，通常可不考虑；（2）混凝土保护层、横向配箍率在一定范围内对型钢的粘结有显著影响，当超过某范围其影响程度基本上不变；（3）通过对试验结果的统计回归，提出了型钢混凝土的平均粘结强度、极限粘结强度和残余粘结强度的计算公式，得出钢板与混凝土的粘结强度较小，相当于光圆钢筋的50％和螺纹钢筋的30％的结论。两年后，李红和姜维山[20]通过17个不同类型的型钢混凝土试件的拟梁式拔试验，得出了试件的粘结锚固特征强度和特征滑移值，并通过位置函数、粘结滑移基本形式建立了粘结滑移的本构关系。

1993年，Khalil[14]进行了56个钢管混凝土柱的推出试验，考虑了截面形状、连接件的形式及个数、侧向支撑和试件中部加焊侧板等工况。试验结果表明：（1）圆形截面试件的剪力传递优于方形截面试件的剪力传递；（2）设置剪力连接件能有效地提高型钢与混凝土间的剪力传递，极限荷载与剪力连接件的个数基本成正比；（3）试验时设置侧向支撑的试件的极限荷载明显高于没有设置支撑的试件，但设置支撑的位置对极限荷载没有大的影响；（4）当焊的侧板长度一定时，侧板的宽度对方形截面的试件没有大的影响，但对圆形截面有较大影响，随侧板宽度的增加极限承载力也相应增加。

1994年，Wium和Lebet[15]的推出试验考察了型钢混凝土的保护层厚度、横向配箍率、型钢的截面尺寸和混凝土的收缩等四个因素对型钢混凝土粘结强度的影响。试验结果表明：（1）当型钢与混凝土之间的化学粘结破坏后，对于强度为HEB200的型钢，混凝土保护层厚度增大，剪力传递能力也相应增大。但对于强度为HEB400的型钢，当混凝土保护层增大时，剪力传递能力并未增大；（2）横向配箍率对化学胶结力丧失以后的剪力传递有较大影响，但这种情况随着配箍率的增加，并没有很明显的规律性；（3）在试验中，作者发现在试件总截面相同的情况下，型钢截面尺寸越大，混凝土开裂越严重，从而导致剪力传递能力下降；（4）混凝土的收缩会减小型钢混凝土上下翼缘之间区域内的剪力传递，在6个月内减小10%。

1998年，同济大学张誉等[16]以上海环球金融中心大厦工程为背景，进行推出试验和短柱试验，研究型钢和高强混凝土之间的粘结性能。试验结果表明：（1）混凝土保护层厚度能够对型钢的横向变形起到约束的作用，厚度越大，则横向约束作用越强，型钢-混凝土的界面压力越大，从而粘结应力越高。配有箍筋时试件裂缝出现较晚，开展比较缓慢，提高了试件的粘结力。配有箍筋或混凝土保护层较大的试件其最大粘结力要明显高于无箍筋或保护层较小的试件，配有箍筋试件的下降段较平缓，残余粘结力明显高于无箍筋的试件；（2）型钢翼缘外表面的粘结应力均高于相应翼缘内表面和腹板表面的粘结应力值，约高出1倍左右。这说明沿着型钢横截面周长粘结应力的分布并不完全相同；（3）随着混凝土强度等级的提高，最大粘结应力也提高；（4）型钢受压时的横向膨胀，会使型钢外包混凝土产生拉应力，从而导致构件粘结劈裂破坏的主要原因。

1999年，Roeder[7]对之前进行的大约120个型钢混凝土粘结滑移试验的结果进行了统计分析，虽然这些试验结果有很大的离散性，但可以得知的是型钢截面尺寸、混凝土保护层厚度以及粘结锚固长度都是影响粘结锚固性能的主要因素。（1）在Roeder之前的试验研究中，认为型钢表面状况会影响粘结性能，但是在综合其他研究者的试验结果后，这一结论并不成立；（2）综合之前的试验结论，Roeder认为型钢混凝土粘结强度与混凝土强度等级之间的关系不明显；（3）横向配箍率对型钢混凝土的最大粘结强度的影响不显著，但随着配箍率的提高，却能改善型钢混凝土滑移发生后的粘结性能；（4）在反复荷载作用下，若荷载小于初始粘结强度（约为极限粘结强度的40%），则不会出现粘结退化；但是在超过初始粘结强度后，界面粘结退化现象将会变得明显；（5）在型钢翼缘布置剪力键会对混凝土造成局部变形和应力集中，由此产生的裂缝会加速粘结退化。因此，Roeder认为荷载传递要单方面依靠型钢混凝土间的粘结作用或剪力键作用，而不考虑两者共同工作。

2003年，西安建筑科技大学杨勇[17]通过20个型钢混凝土推出试件的试验，对型钢混凝土的粘结滑移性能进行了详细的理论和试验研究。试验结果表明：（1）由于粘结力引起的内裂、劈裂、挤压都与混凝土的性能有关，因此型钢混凝土的平均粘结强度与混凝土强度基本上具有线性关系，粘结强度随着混凝土强度增大而相应提高；（2）文章给出了平均粘结强度与相对保护层厚度的关系，随着保护层厚度的增加，平均粘结强度也相应线性增加；（3）相同截面的情况下，随着型钢配钢率的增加，粘结强度降低，因为配钢率的增加，相当于握裹混凝土减少，引起混凝土对型钢的握裹作用降低，继而导致粘结强度降低；（4）横向配箍率对初始滑移状态的平均粘结强度作用不明显，对极限状态的平均粘结强度的影响相对前者有提高的趋势，但也不明显；而横向配箍率最明显的作用是对水平残余阶段的作用，在发生劈裂破坏后，横向配箍率能够加强混凝土对型钢的侧向和横向约束，从而提高水平残余阶段的残余粘结强度。

2007年，西安建筑科技大学李俊华[18]进行了20个型钢混凝土柱在反复荷载作用下的粘结强度试验研究。试验结果表明：（1）型钢混凝土柱在轴力和水平荷载共同作用下，滑移沿柱高大致呈指数分布，柱根处的滑移量最大，由柱根向柱顶逐渐减小。与钢筋混凝土构件相比，型钢混凝土的荷载-滑移滞回曲线更为丰满，整个加载过程呈不明显的“捏拢”现象；（2）随着荷载循环次数的增加，型钢与混凝土之间的粘结应力不断减小，滑移不断增大，表现出明显的粘结退化现象；（3）在反复荷载作用下，型钢混凝土柱的粘结退化系数比普通混凝土构件的要小，粘结退化现象更为显著。

2.2 型钢混凝土粘结滑移分析探讨

2.2.1型钢混凝土粘结滑移的影响因素

在型钢混凝土结构中，可能影响型钢混凝土粘结性能的因素包括：型钢表面状况、混凝土强度、混凝土保护层厚度、横向配箍率等。具体总结如下：

（1）型钢表面状况Bryson和Mathey [4]研究了型钢表面现场喷砂、喷砂后生赤锈、自然锈蚀情况下对型钢混凝土粘结性能的影响，发现喷砂处理后的型钢表面，与混凝土间的粘结强度有所提高；Hunaiti[19]的试验研究表明，在对型钢表面进行喷砂处理后可以提高型钢混凝土的粘结强度。孙国良[8]经研究提出，工程中使用剪力连接件能提高型钢混凝土的粘结强度；而Roeder[7]在研究中观察到剪力连接件的加设降低了型钢混凝土的平均粘结强度，减弱了试件的延性。尤其在发生滑移后，设置了剪力键的试件粘结强度大为减弱。

（2）混凝土强度Bryson和Mathey[4]；Hawkins[5]；Roeder[6]；Hamdan和Hunaiti[9] [10] 李辉等[16]都在试验中进行过相关的研究，并拟合了混凝土抗压强度与粘结强度的关系，也有人认为粘结强度与混凝土抗拉强度成函数关系，而Wium和Lebet[11]的研究结果则表明混凝土强度对型钢粘结强度的影响并不明显。Roeder[7]的统计结果显示，关于型钢混凝土粘结强度与混凝土强度关系的数据较为离散，如图5所示。

图5 平均粘结强度与混凝土抗压强度的关系

（3）混凝土保护层厚度孙国良等[8]在研究中发现，当混凝土保护层厚度较小时，粘结强度随保护层厚度的增加而增加，型钢混凝土的保护层对粘结强度有较大的影响；而当混凝土保护层厚度超过某一界限值时，保护层厚度对粘结强度的影响变得不明显。李红[13]也曾得出相似的结论。但是他们建立的两个型钢混凝土临界保护层厚度的计算方法都未考虑混凝土强度、横向配箍率等因素的影响，存在一定的缺陷。

（4）横向配箍率Wium和Lebet[11]；Hamdan和Hunaiti[9]；李辉[16]都通过推出试验发现横向配箍率的增大能提高型钢混凝土的粘结性能。而Roeder[7]和杨勇[17]则认为横向配箍率对型钢混凝土在滑移前的粘结强度影响并不显著，但能改善滑移发生后的粘结性能。目前尚没有得出横向配箍率与型钢混凝土滑移发生后的粘结强度之间存在的确定性关系，而且关于配箍形式对粘结强度影响的研究也很少。

（5）型钢截面尺寸 Hawkins在认为在试验条件相同的情况下，型钢截面尺寸对粘结性能没有影响。Wium和Lebet的结论则是相同尺寸的混凝土试件，型钢界面尺寸小，平均粘结强度越高；型钢截面尺寸越大，外包混凝土开裂越严重，造成粘结强度下降，杨勇在试验中也得到了相同的结论。

2.2.2 反复荷载下型钢混凝土粘结滑移的研究

型钢混凝土结构与钢结构或混凝土结构相比，具有更高的承载力和刚度。因此常被应用于高层建筑中，抵抗地震力和风荷载的作用，因此反复荷载作用下的粘结滑移性能研究具有重要的意义和价值。Roeder[7]在1999年的试验研究中，用三个推出试件研究重复荷载下型钢混凝土粘结滑移性能，他将发生滑移的试件，卸载后再进行加载，以观察到一些重估加载下的试验现象，给出了重复加载下推出试件粘结滑移的一些感性认识，然而因其不是严格意义上的低周往复加载试验，以及未能给出数据化的粘结滑移滞回曲线及数学模型，因此试验成果距实用有限元分析还有一定的差距。

2.2.3 型钢混凝土粘结滑移的本构关系

肖季秋等[12]通过9个推出试件的试验数据，拟合出四次多项式表示的型钢混凝土本构关系，即，式中的单位为，的单位为。作者曾将其用于型钢混凝土梁非线性有限元分析中，并且取得了良好的效果。以往试验和研究中都只得到型钢混凝土平均粘结应力与型钢混凝土外部（加载端或自由端）滑移之间的关系曲线，并以此作为型钢混凝土有限元分析时的粘结滑移本构关系。而实际上，这种粘结滑移本构关系无法反映出粘结刚度沿型钢锚固长度退化这一现象，同时也不能反映出腹板和翼缘二者粘结滑移刚度的差别，具有较大的局限性。李红和杨勇等根据试验结果，对型钢混凝土粘结应力沿锚固长度的分布规律进行了分析，建立了粘结应力和滑移量的数学模型，同时，引入了位置函数以考虑沿锚固长度粘结应力与滑移关系的变化。

2.2.4 型钢混凝土粘结滑移研究展望

从1962年Bryson至今，型钢混凝土粘结滑移性能的研究多采用推出试验的方式。由于试验模式固定，给出的是有一定锚固长度的试验模式。而在实际工程应用中，常常会有复杂多样的受力情况（如受弯构件、节点区等），有待提出更加合理有效的试验方式进行研究；在型钢混凝土构件中，会有预应力筋、箍筋等造成型钢与混凝土处于复杂应力状态。而由此出现的，如侧向受压或受拉的状态，需要探讨；型钢混凝土正被大量地应用于高层和大跨度结构，因此，研究其抵抗地震作用和风荷载的能力，反复荷载下的粘结滑移本构关系有实际应用夹着，而这方面的试验还较少，需要进一步完善；随着材料科学的发展，有越来越多的新材料应用于建筑结构中，如高强混凝土、轻骨料混凝土、钢纤维混凝土等等，为拓宽应用范围，满足实际工程需要，型钢与这些新型混凝土的粘结性能研究也有重要意义。

3 总结

本文总结了国内外关于型钢混凝土粘结性能的试验研究成果，并在此基础上，分析探讨了型钢混凝土粘结滑移性能的主要影响因素；介绍了反复荷载作用下粘结滑移性能的研究进展及型钢混凝土粘结滑移的本构关系。通过综合文献可以看到，虽然至今已进行了不少试验研究，但仍有许多方面未得出令人信服的结果，存在较多问题值得继续探讨，未能形成一套完整的型钢混凝土粘结滑移理论。因此，对于型钢混凝土粘结滑移性能的研究还有待进一步完善。

参考文献:

[1] 薛建阳，赵鸿铁. 型钢混凝土粘结滑移理论及其工程应用. 北京: 科学出版社, 2007.

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型钢混凝土范文第3篇

关键词：型钢混凝土 核心筒 框架

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（c）-0084-01

1 工程概况

本工程为中心广场北扩综合安置区项目（BCD#楼），位于西宁市城中区长江路以东，西宁市地税局以南，地上45层，一～六层为商业及办公大堂，7层以上功能为办公，其中11，26，36层为避难层，地下4层，地下三、4层为地下停车，地下一，2层为主要的设备机房及商业，结构高度185.400 m，地下一层及以上：框架一级， 剪力墙一级地下1层以下：框架二级，剪力墙一级。基础采用筏板基础+后压浆混凝土灌注桩。标准层平面图见图1。

本工程为丙类，场地地震基本烈度7度，设计基本地震加速度：0.10 g，设计地震分组：第三组，建筑场地类别：Ⅱ类，场地特征周期值：0.45（s）。

计算结果主要指标。

初步确定结构方案为框筒结构。框筒结构可采用钢筋混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构以及型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒两种结构形式，即所谓的混凝土结构和混合结构。混合结构质量小，地震效应小，延性较混凝土结构要好，故本工程方案设计采用钢筋混凝土型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。

框架柱尺寸由轴压比控制，为了增加结构延性，本工程框架柱轴压比控制在0.65。为减小柱截面，采用型钢混凝土柱，含钢量在4%～6%，型钢混凝土柱截面底层最大为1800×1800，沿楼层逐渐收缩至1000×1000。剪力墙厚度底层最大为1100，沿楼层逐渐收至500，由于建筑平面为长方形，为了减少结构的扭转效应，尽量将剪力墙布置在外圈，已满足扭转周期与平动周期的比值要求。框架柱间距以及与核心筒之间间距为9 m左右，框架梁采用型钢梁，尺寸取为500×650～500×850。

混合结构框架刚度较小，需要加强混凝土核心筒的侧向承载能力，以保证核心筒的抗震性能。为提高核心筒的延性，需在核心筒角部设置型钢，并加强角部配筋，以保证筒体角部的延性和受力性能。但由于本工程结构主要由层间位移角控制设计，使得混合结构的优势不能充分发挥，且结构总高度不到200 m，也可以采用钢筋混凝土结构体系。

（1）对于100～200 m的超高层建筑，混合结构体系与混凝土结构体系两种结构体系均适用。混合结构体系与混凝土结构体系相比，总质量减小约20%，风载效应增大约10%，地震效应减小约15%～25%，梁柱构件尺寸减小，有效使用面积增加。

（2）框架部分的刚度，能否起到二道防线作用，是这两种结构形式设计的核心问题。框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值的最大值不宜小于结构底部总剪力标准值的10%。混凝土结构可达12%～23%，而混合结构只有8%～13.4%。混合结构框架的刚度设计应具体斟酌，不应过弱，当不满足10%的要求时，各层框架地震剪力标准值应按结构底部总剪力标准值的15%进行调整。

（3）混合结构体系应更加重视和加强核心筒的设计。两种结构形式内部核心筒的尺度、刚度相差不大，变化大的仅是框架部分。混合框架比混凝土框架刚度小，分担的地震剪力更小，整个建筑的抗震性能很大程度取决于核心筒，保证核心筒的延性十分重要。当框架按刚度计算分配的最大楼层地震剪力小于结构总地震剪力的10%时，核心筒承担的地震作用应加大，甚至让筒体具有承担100%的地震剪力的能力。规范规定此时核心筒墙体地震剪力宜乘以1.1增大系数，而且将核心筒抗震等级提高一级

型钢混凝土范文第4篇

1.1基础部分柱

根据设计规范和国家标准设计图集04SG523中的规定。为了确保型钢柱与筏板连接的整体性，特别是型钢柱在筏板基础中连接的可靠性，对筏板中直径28mm钢筋遇型钢柱时，进行合理性布置，深化结构方案：在型钢柱满足埋置深度时，筏板底排钢筋全部贯穿通过型钢柱下部，遇型钢柱无法贯通时，型钢柱腹板在加工厂预先开孔，绑扎钢筋时钢筋贯通穿过，遇型钢柱翼缘板部位，设置钢牛腿，在加工厂焊接好，布设筏板筋时搁置钢牛腿上，然后现场焊接。焊缝和焊接长度必须满足规范要求。深化后的基脚图，节约型钢牛腿用钢，节省焊接人工，而且比较经济合理，安全可靠。从图1和图2的比较来看，筏板底排钢筋在型钢柱底下穿过，上部钢筋在型钢厂加工时，按设计图示尺寸位置预先开好孔，钢筋安装绑扎时直接贯穿通过，这样才能起到上部结构荷载传递型钢混凝土框架柱至筏板基础受力。本工程主楼筏板基础厚度为1800mm，型钢混凝土组合柱是“十”字形式。分别为400mm×600mm，400mm×500mm，500mm×800mm，600mm×700mm和600mm×800mm。根据国家建筑标准设计图集04SG523的规定：“十字”形钢柱应按长边计算埋置深度，最少不能低于长边的2.5倍。因此，600mm×800mm十字形钢柱，长边是800mm×2.5倍=2m，而我们筏板基础厚度只有1.8m，埋置深度差20cm，经研究讨论决定，向下延伸来满足埋置深度。

1.2楼层部分柱

根据国家建筑设计标准图集04SG523，结合本工程实际情况和特点，并考虑使用型钢混凝土组合结构的实际用途，本工程主要解决1-3层超市空间利用率的需要而设置这个结构构造，并且把上部住宅的转换层设置在3层顶，结构转换层采用型钢混凝土组合梁进行转换。故对下部3层型钢混凝土组合柱必须进行深化和优化，确保型钢混凝土构件节点受力性能可靠性和施工的可行性。国家建筑设计标准图集04SG523中，栓在钉设置梁以下2倍柱型钢截面高度，通俗讲如果“十”字型钢柱长边800mm，那栓钉设置就是1600mm。因这个工程比较特殊，主要考虑型钢混凝土组合柱是支撑上部转换层梁的传递荷载，故在深化设计时，把所有型钢柱全部采取全长设置栓钉，栓钉采用Φ19，长度80mm，间距@160，比规范标准要提高设置，这样设置能提高和增加型钢和外部混凝土，柱主筋、箍筋的粘结性。H型钢柱在遇楼层框架梁位置时，根据设计图纸标高尺寸及梁主筋分布数量对每根型钢柱进行单独绘制图纸，并提供给型钢制作厂进行开孔。因为根据型钢混凝土组合结构构造标准图集04SG523中的规定，框架梁遇型钢柱时，梁的主筋除遇翼缘板时设置钢牛腿进行双面焊接外，遇型钢腹板时必须开孔，梁主筋贯通穿过腹板，形成框架柱、梁的整体性，来确保结构的稳定性和安全性，因此，本工程1、2、3层平面型钢混凝土组合柱与框架连接节点全部按上述方案进行连接施工。

1.3转换层部分节点

本工程C#和D#楼转换层设置在3层顶，转换形式采用型钢混凝土组合梁，型钢梁规格比较大。型钢梁采取工厂化加工生产，现场拼装焊接，转换层型钢梁的关键在于梁的拼装，要实现拼接时正确无误，首先要对每个节点进行深化工作，工作量比较大，2幢楼型钢柱有96根，也就是说有96个节点，因为每根柱与梁交接处规格尺寸不同，其中包括型钢柱设置位置，因柱长、短边方向不一致，梁的高度不一致，梁的宽度有大小，还有柱设置有边柱、转角柱、中间柱，型钢柱布置位置不同，节点也就不同，必须分类绘制图纸。

2施工方案选择

对于此类转换层结构的施工方案主要有3种：选叠合梁方案，附加支撑系统方案和荷载传递方案。选合梁方案是将1根梁分2次浇筑，下部梁按承担全部施工荷载计算配筋，待先浇筑的下部分梁混凝土强度达到100%后，再浇筑上部梁，以下部梁承担施工荷载，完成转换层结构施工。选合梁施工方法简单，但工期较长；另外，由于转换中的框架梁高度变化较大，无法统一浇筑，因此该方案对本工程不可行。附加支撑系统方案是先施工转换层框架柱及剪力墙至框架支梁底标高，待框架柱混凝土强度达到100%后，再安装焊接型钢梁，形成附加支撑系统，承担转换层大梁部分施工荷载，完成转换层结构施工。如按此方案施工，施工工艺复杂，精度要求高，工期也较长。因此，综合比较后，本工程未采用此方案。荷载传递方案是以转换层下部楼层面已施工完的框架梁为主要承载构件，在已施工完成的楼层面设置满堂脚手架，在大梁位置立杆下面铺设统长14#槽钢作为辅助卸载构件，形成支撑系统完成转换层框架梁的施工方便，操作简捷，有利于保证工期和施工质量。因此，本工程选用了荷载传递的施工方案。

3模板支撑系统设计与施工

针对转换层主梁截面尺寸大，结构层自重大的特点，在模板及支撑系统上采用相应的措施保证转换层顶板梁的结构施工安全性。梁模板采用15mm厚黑色胶合板，次龙骨采用50mm×100mm木方。主龙骨采用Φ48@600mm扣件钢管。支撑体系采用Φ48钢管满堂脚手架支撑体系，立杆间距650mm×650mm；立杆下端垫通长14#槽钢，立杆顶部紧靠横杆下设置双扣件作为保险，防止梁下横杆因受荷载而下滑。另外，在梁底下中间位置采用顶丝U字形托架进行加固措施，间距以梁长方向@700mm一档，纵横向满设井字式水平拉杆，上下间距不大于1500mm。扫地杆设置在离结构面250mm以内。非型钢结构梁模板：采用15mm厚普通胶合板，次龙骨采用50mm×100mm木方，间距≥300mm。梁底主龙骨采用Φ48，钢管@600mm,梁侧主龙骨采用Φ48普通钢管@600mm。本工程转换层梁较高，对控制梁的胀模有很大难度，因梁中间有H型钢，按规范规定腹板尽量少开孔和严禁现场开孔，穿梁螺杆无法固定，针对这一问题，经反复研究讨论，设计2套方案：（1）把螺杆弯成L形焊接腹板上，焊接时间是待型钢梁外钢筋绑扎完，但焊接困难，如提前焊接，对绑扎钢筋非常困难，而且这样做工期长，工作量大，故没有采用此方案；（2）根据梁的大小和高度，绘制图纸，把穿梁对拉螺杆设计好，图纸在型钢梁腹板焊Φ14mm螺母，焊接工作由加工厂完成，现场加工好螺杆，螺杆设计2段，施工时既方便又节约工期。这样做对支模、拆模比较方便、省时、省工。H型钢梁模板安装顺序：梁底模板安装H型钢，梁侧模安装必须待梁钢筋绑扎完才能进行。侧模板安装时，先把2段对拉螺杆的一段先安装在腹板上拧紧在已焊好的Φ14螺母上，螺杆另一头安装大小头螺母，然后安装侧模，再安装另一段Φ14螺杆（螺杆与螺母必须充分拧紧，防止爆膜），安装次龙骨和主龙骨，最后固定牢固校正完成。

4型钢混凝土施工方法

4.1钢筋绑扎

根据本工程的特点和施工难度，在征得设计单位同意下，对H型钢梁、柱的箍筋形式进行了改变，由于本工程柱、梁中有H型钢，H型钢翼缘板上全长设置双排抗剪栓钉，对封闭箍筋安装非常困难，而且箍筋规格粗又硬Φ14三级钢，故由封闭式箍筋改成不封闭箍筋，采用2个半箍，半箍筋弯勾按抗震要求设置，另外该弯勾比规范要求增加20mm，提前制作绑扎样板，请设计审核确认。在H型钢梁、柱箍筋绑扎时，对半箍筋绑扎要求严格按照深化图纸节点操作，绑扎时要满足箍筋肢数，不能漏放、漏扎，并派专人负责进行检查。对于转换层型钢梁钢筋绑扎方法做了明确布置，因型钢梁外包钢筋有3层和4层箍筋不等，但绑扎方法是一样，先穿主筋，直螺纹连接拧紧再绑扎箍筋。直螺纹主筋连接后，由质检员用力矩板进行逐个验收后方可绑扎箍筋。对于梁与柱交接处箍筋绑扎的要求，在型钢梁主筋穿完并连接好后，先把该处柱箍筋安装，该处柱分布位置箍筋分有3、4段拼装，先把钢筋分别穿过型钢梁、柱开好孔的位置，临时扎丝固定，然后焊接成一个完整箍筋。

4.2型钢梁外包混凝土施工

本工程3层顶型钢混凝土组合梁转换层，由于型钢梁外包钢筋分布密集，混凝土强度又高，墙板C50，梁板C40，混凝土灌入到梁里及梁与柱交接处非常困难。针对这个问题采取多项措施：首先在确保工程质量的前提下，调整级配用料；确定方案后，提前做试配强度试验，确保本工程转换层的混凝土质量；对级配中缓凝剂使用进行调整，在正常基础上延长2h，这样可以避免由于天气炎热，水分流失而引起混凝土强度来得过早，而难于施工；统一混凝土强度等级，在征得设计同意后，把混凝土强度统一改成C50，这样在施工过程中，解决了串混难题，确保了转换层的混凝土质量；在浇筑过程中，按先浇柱，后浇梁板，特别对梁的部位更加重视，因梁较高，稍有疏忽就可能发生胀模、漏振等现象。

5结语

转换层在施工过程中，应严格按设计图纸和国家验收规范进行施工，对复杂结构提前深化图，编制和确定施工方案，在施工过程中应及时填写各项施工记录和隐蔽验收记录。在型钢安装完成后，必须按规范要求及时做好探伤检测工作并做好验收记录，对钢筋绑扎过程中和绑扎完毕后，应拍摄照片和摄像记录。同时对预防措施是否得当等应给予确认和评估，以便在今后的施工提供可靠的经验和总结。本工程转换已完成至今，从施工质量实侧，质量监督管理都取得较满意的结果。

型钢混凝土范文第5篇

[关键词]型钢混凝土 型钢柱 施工技术 材料

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0015-01

某建筑是由东西主楼构成的，在23层-30层之间，采用的是复合连体结构，该建筑工程占地面积为14.9万O，该建筑工程采用了型钢混凝土结构，本文对型钢混凝土结构的型钢柱施工技术进行了探讨，为了保证施工的质量，一定要优化施工工艺，还要保证钢骨架结构稳定性。为了保证型钢柱的施工质量，还要选择强度较高的材料，要做好钢结构的焊接与安装工作，从而保证建筑工程的整体质量。

1、型钢柱施工前的准备工作

本文介绍的工程案例，采用的是型钢混凝土结构，在施工前，施工单位需要做好施工材料的准备工作，要选择适合的施工材料，该工程采用的是Q345B钢材，H08MnA型焊丝，E50XX焊条。工程的监理人员要对施工原材料进行质量检查，还要检查材料是否具备出厂合格证，为了保证施工的质量，工程监理人员在材料进场后，也要进行复检，要避免板材出现重皮现象，在检验时，可以采用超声波进行探测，在发现质量问题后，要将钢结构材料全部返厂，避免质量不合格的材料流入施工现场。

2、钢结构焊接技术

2.1 准备工作

在焊接前，施工单位要做好准备工作，首先要利用微机进行放样，还要采用数控火焰技术进行切割，在对钢板进行切割时，一定要保证精确性，在切割完成后，施工人员还要及时清理废渣。焊接人员需要具备焊工上岗证，其必须经过专业的培训，还要掌握施工的技巧。在施工前，要对焊条以及焊剂进行烘干处理，要处理焊丝上的污渍，还要对焊缝进行检查，要处理锈迹，这样可以保证焊接的质量。

2.2 施工技术

在焊接的过程中，型钢主要有两种形状，一种是H形，另一种是十字形，这两种钢板翼缘板与腹板拼接的焊缝间距要大于200mm，在选择拼接点的位置时，也要保证其符合设计图纸的要求。在对钢板进行拼接时，施工人员是利用碳弧气刨开坡口，在拼接完成后，要按照相关规范要求进行超声波探伤。在焊接施工时，要避免出现不合格的产品，施工单位为了保证施工的效率，有时会采用埋弧自动焊的方式进行施工，焊丝的型号为H08MnA，焊剂采用的是HJ431，焊接时，还会采用CO2作为保护气体。焊接时，要严格按照焊接工艺施焊，为减少焊接变形，采用两遍施焊。不准在焊缝区外的母材上打火引弧。焊接时如发现点固焊缝有裂纹，应用气刨清除后重焊。

2.3 焊接变形的矫正

焊接H型钢的角变形利用H型钢矫直机进行矫正，旁弯则利用火焰矫正方法进行矫直。火焰矫正只能空冷，不能用冷水冷却，否则影响钢材的内部组织。加热时，火焰必须呈三角形，以利于矫正效果，加热在弯曲构件的凸缘，定点朝内。对于厚度大、刚性较强的构件的弯曲变形，可以采用两个或多个焊锯同时加热，在加热过程中，可视具体情况加外力作用，增加矫正效果。加热温度严禁超过900℃，且焰芯不得对准一个点，应徐徐移动，使矫正三角区均匀受热。火焰矫正需循序渐进，不能操之过急，否则效果适得其反。

3、钢结构安装

3.1 吊装准备

由于本工程的吊装高度大，水平距离远，不能使用汽车吊，只能选择现场安装的8台塔吊，钢骨柱、梁经合理分段使每段重量控制在塔吊起重范围之内。根据钢构件的吊点及重量情况，准备足够的不同规格的钢丝绳和卡环，并准备好倒链、缆风绳、爬梯、工具包、榔头以及扳手等机具。用钢柱上端的连接板作为吊点，为穿卡环方便。检查首节钢柱柱脚基础的就位轴线，在钢柱柱脚板上划出钢柱就位的定位线。采用型钢组成的可装配式操作架在钢柱顶部，既方便组装，又可以循环使用。

3.2 安装顺序

钢骨柱、梁安装依据土建现场进度，在土建合模之前安装完毕。遵循如下顺序进行：钢骨柱钢骨柱矫正钢骨柱焊接钢骨梁安装钢骨梁焊接焊缝探伤竣工清理验收。

3.3 吊装方法的选择

由于受塔吊起重能力的限制，钢骨柱、梁的吊装采用分段、分件吊装法。相应钢柱安装完毕后，及时连接之间的钢梁使安装的构件及时形成稳定的框架，并且每天安装完成的钢柱必须用钢梁连接起来，不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时固定。

3.4 下节（即第二节及以上）柱等构件的吊装

第二节及以上柱、支撑等构件的吊装准备、吊装流程、起吊方式及吊点选择、临时固定和测量校正紧固、焊接等与第一节钢骨柱、梁的吊装基本相同。

3.5 不在现场塔机覆盖范围内钢柱和钢梁的吊装

施工现场有塔机覆盖不到的死角，而这个范围恰恰有部分钢骨梁和钢骨柱。这种情况下，我们现场使用三脚架，配合卷扬机进行钢柱的吊装；钢骨梁在地面组装成型，使用两个倒链将钢梁吊装就位，倒链固定在钢柱牛腿上。

3.6 钢柱标高和垂直度控制

土建每层柱完工后，依据交底将标高引至每根柱上，结构吊装时均由该点用钢卷尺直接向上量测。利用水准仪往返测量与基准标高校核，将标高误差控制在允许的范围之内；钢柱垂直度校正采用水平尺对钢柱垂直度进行初步调整，然后用两台经纬仪从柱的两个侧面同时观测调整。每层钢柱吊装时，都将基础轴线引至每层柱底，每层钢柱校正时，使用两台经纬仪在两个方向进行监控测量，保证钢柱垂直度在偏差范围之内。在用钢尺对位置点进行测量时，用水准仪协助控制保证尺子两端水平，以减少系统误差。拉尺用力均匀一致，距离测量均采用来回两次拉尺的方法，用两次排尺的平均值消除人为误差。调整完毕后，将钢柱柱脚螺栓拧紧并固定。

3.7 高强度螺栓的施工

高强度螺栓先进行初拧，初拧合格后应作出标记。高强螺栓紧固顺序：从中间向两端依次紧固。高强螺栓平面施工顺序：高强度螺栓穿入方向应便于施工操作为准，同一节点穿入方向一致。若高强度螺栓的连接孔出现偏差，采用微型砂轮磨光机修正或人工挫销。

3.8 工地焊接

钢柱工地接长采用焊接形式，使用CO2气体保护焊，焊接应由两名焊工在对称位置同时施焊。焊接工艺参数：CO2气体保护焊：焊丝直径1.2mm，电流220A～320A，电压29V～34V，焊速350mm/min～450mm/min，层间温度50℃～80℃，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20L/min～80L/min。栓焊连接应严格按照腹板螺栓初拧、翼板焊接、螺栓终拧的顺序施工，全焊连接应在梁柱翼缘间加临时撑板，以减少焊接收缩变形。

5、结语

本文对型钢混凝土结构的建筑工程中，型钢柱的施工技术进行了分析，在施工的过程中，一定要优化施工工艺，要选择适合的材料与工艺技术，这样才能保证建筑工程的施工质量。在建筑施工时，施工人员要对焊接技术以及安装技术进行优化，焊接人员必须具有专业的焊接证，要做好持证上岗，要掌握操作的技巧，这可以保证建筑工程的质量，可以促进建筑行业更好的发展。本文对型钢柱的施工技术进行了分析与介绍，希望对相关施工单位提供一定可参考的经验。

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型钢混凝土范文第6篇

一、工程概况

由混凝土包裹型钢做成的结构被称为型钢混凝土结构（也称劲性混凝土结构），因为型钢混凝土的承载力高、刚性大并且具有良好的延性和耗能性能，在欧美和日本等国家被广泛应用。型钢混凝土结构被简称为SRC结构，现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋混凝土结构并列为五大结构之一。其中实腹式型钢混凝土构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高混凝土利用系数、施工方便等优点，在我国的工程建设中得到广泛应用。本文将主要介绍型钢混凝土柱的设计方法及构造要求，通过绿宝广场工程设计实例，具体说明其计算和使用，供类似工程设计时参考。

绿宝广场位于苏州市高新区长江路与邓蔚路口，一期工程总建筑面积约13.8万m2。该建筑通过设置抗震兼沉降缝分为结构相对独立的三部份，分别为不夜城商场、带酒店式公寓的商场及商场三部份。不夜城及商场为地下二层地上4～5层建筑，总高约为25m；带公寓的商场为地下二层地上商场（裙房）4层，商场上公寓为9层，总高约为50m。在不夜城与商场之间设计了一个跨度31米的连廊，该连廊由型钢混凝土柱、钢梁和组合楼板组成，平面布置见图1。

二、结构特点及理论计算方法

型钢混凝土柱是钢柱和钢筋混凝土柱二者的组合结构，实腹式型钢通常采用工字形、口字形，截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范（GB50017-2003）”和“高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98）”，保证构件具有足够的塑性变形能力，其屈服强度不宜过大，伸长率应大于20%；钢筋混凝土按照“混凝土结构设计规范（GB50010-2002）”要求实施。

在型钢混凝土结构的设计方面，我国原冶金工业部和建设部分别于1998年和2002年制定了两部相应的行业标准。《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082－97）的特点是以日本规范模式为基础，忽略了型钢和混凝土之间的粘结作用，按叠加原理建立承载能力和刚度的计算公式，工程实际应用比较方便，计算简单，可操作性强，带有浓厚的“设计”气息，但计算结果偏于保守，容易造成浪费。《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138―2001）的特点也是以钢筋混凝土理论为基础、以试验研究成果为依据建立的，在这套规程中引入了平截面假定，采用极限状态设计法设计，基本上反映了我国目前对型钢混凝土结构研究的最新成果，并且其设计思路基本上与我国钢筋混凝土结构的设计方法相一致，该规程理论依据较为充分、考虑因素全面、计算结果比较准确，但计算公式复杂，带有较浓厚的“学院”气息。目前设计人员常用的结构设计软件是建研院开发的PKPM系列，它在型钢混凝土结构的计算中采用的是《型钢混凝土组合结构技术规程》中的公式和参数。

三、型钢混凝土结构的设计要点

采用型钢混凝土是解决大跨度结构稳定的重要技术措施，绿宝广场设计采用型钢混凝土柱的截面为1200x800mm，在风荷载作用下的最大弹性层间位移角为1/649，如果采用钢筋混凝土柱，在满足规范最大弹性层间位移角1/550的前提下，计算柱截面需2000x1200mm，无法满足建筑设计的空间要求。型钢柱的计算首先应确定型钢的截面形式（在本次设计中型钢柱采用的是实腹式十字型钢），预定型钢柱的型钢含钢率，带入SATWE程序中进行整体计算，并根据计算结果调整含钢率。在型钢混凝土结构设计中需要注意的几个问题如下：

3.1、型钢的含钢率

关于型钢混凝土构件的最小和最大含钢率，目前没有统一的认识，但当计算型钢含钢率小于2%时，可以采用钢筋混凝土构件，而没有必要采用型钢混凝土构件。当型钢含钢率太大时，型钢与混凝土不能有效地共同工作，混凝土的作用不能完全发挥，且混凝土浇注施工也有困难。因此，在冶金部行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）中将型钢含钢率定为2%～15%。一般说来，较为合理的含钢率为5%～8%。而在建设部行业标准《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）中将型钢含钢率定为4%～10%。在绿宝广场型钢混凝土柱的设计中，考虑到建设单位尽量节约钢材，控制造价的要求，经过反复计算，型钢柱的含钢率确定为5%。

3.2、型钢的宽厚比

钢板的厚度不宜小于6mm，一般为翼缘板20mm以上，腹板16mm以上，但当钢板厚度大于36mm时，钢材的厚度方向的断面收缩率应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》（GB5313-85）中的Z15级的规定。这是因为厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性，由于在焊缝附近常形成约束，焊接时容易引起层状撕裂，焊接质量不易保证。型钢的宽厚比应满足规范的要求，本设计中柱内型钢的断面尺寸如图2。

3.3、型钢的混凝土保护层厚度

根据规范规定，对型钢柱，混凝土最小保护层厚度不宜小于120mm，对型钢梁则不宜小于100mm。

3.4、要重视型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁在构造连接上的配合协调问题

绿宝广场设计中，因连廊下有两层混凝土结构地下室，型钢混凝土柱在地下室范围存在与钢筋混凝土梁的连接，梁内钢筋遇柱内型钢锚固需要特殊处理，本文中仅列出地下一层中一个较为复杂的梁柱节点作为示例，具体梁柱节点连接构造要求详见《型钢混凝土组合结构技术规程》第9章内容(图3)。

四、型钢的制作与构造措施

4.1、型钢的制作

型钢的制作必须采用机械加工，并宜由钢结构制作厂家承担。型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-1995）的规定，钢材、焊接材料、螺栓等应有质量证明书，质量应符合国家有关规范的规定。焊接前应将构件焊接面除油、除锈，焊工应持证上岗。施工中应确保施工现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，型钢钢板的制孔，应采用工厂车床制孔，严禁现场用氧气切割开孔，在型钢制作完成后，建设单位不可随意变更，以免引起孔位改变造成施工困难。

4.2、型钢混凝土中设置抗剪拴钉的要求

型钢混凝土与钢筋混凝土结构的显著区别之一是型钢与混凝土的粘结力远远小于钢筋与混凝土的粘结力。根据国内外的试验，大约只相当于光面钢筋粘结力的45%。因此，在钢筋混凝土结构中认为钢筋与混凝土是共同工作的，直至构件破坏。而在型钢混凝土中，由于粘结滑移的存在，将影响到构件的破坏形态、计算假定、构件承载能力及刚度、裂缝。通常可用两种方法解决，一是在构件上另设剪切连接件(栓钉)，并按照计算确定其数量，即滑移面上的剪力全由剪切连接件承担，称为完全剪力连接。这样可以认为型钢与混凝土完全共同工作。另一种方法是在计算中考虑粘结滑移对承载力的影响，同时在型钢的一定部位：如（1）柱脚及柱脚向上一层范围内；（2）与框架梁连接的牛腿的上、下翼缘处；（3）结构过渡层范围内的型钢翼缘处加设抗剪栓钉作为构造要求。构件中设置的栓钉应符合国家现行标准《电弧螺柱焊用园柱头焊钉》（GB/T 10433―2002）的规定，栓钉直径一般为?19,长度不宜小于4倍栓钉直径，间距不宜小于6倍栓钉直径，且不宜大于200mm，并采用特制的栓钉枪进行焊接，焊接质量应满足规范要求。

4.3、型钢的拼接

型钢柱的长度应根据钢材的生产和运输长度限制及建筑物层高综合考虑，一般每二层为一根，其工地拼接接头宜设于框架梁顶面以上1～2m处。型钢柱的工地拼接一般有三种形式：（1）全焊接连接；（2）全螺栓连接；（3）栓、焊混合连接。设计施工中多采用第三种形式，即型钢柱翼缘采用全溶透的剖口对接焊缝连接，腹板采用摩擦型高强度螺栓连接，本工程设计中的型钢柱工地拼接也采用第三种形式(图5)。

4.4、型钢柱的柱脚构造

1、型钢柱的柱脚分为埋入式和非埋入式两种，在抗震区宜采用埋入式柱脚，柱脚型钢的混凝土最小保护层厚度为：中间柱：不得小于180mm，边柱和角柱：不得小于250mm。

2、型钢柱埋入式柱脚的埋入深度不应小于3倍型钢柱截面高度，在柱脚部位和柱脚向上一层的范围内，型钢柱翼缘外侧设置栓钉，栓钉直径不小于19，间距不大于200mm,且栓钉至翼缘板边缘的距离大于50mm。

3、在本工程的型钢柱设计中，考虑采用埋入式柱脚的埋深太大，而连廊传递的上部荷载较小，经与施工单位及建设单位多次研究，决定型钢柱柱脚采用铰接形式与地下室大底板连接，简化了施工难度，也加快了建设进度(图5)。

4.5、型钢柱的节点构造

框架梁、柱节点核心区是结构受力的关键部位，设计时应保证传力明确，安全可靠，施工方便，节点核心区不允许有过大的变形。在型钢混凝土结构中，梁、柱节点包括以下几种形式：（1）型钢混凝土梁―型钢混凝土柱的连接；（2）钢梁―型钢混凝土柱的连接；（3）钢筋混凝土梁―型钢混凝土柱的连接。在本工程设计中我们同时遇到了第二和第三种情况。

规范规定，节点区型钢部分的连接构造应与钢结构的节点连接相一致，在柱内型钢的钢牛腿翼缘水平位置处应设置加劲肋，其构造应便于混凝土浇灌，并保证混凝土密实。柱内型钢和主筋的布置应为梁中主筋贯穿留出通道，梁中主筋不应穿过型钢翼缘，未经设计同意也不得与柱中型钢直接焊接，型钢腹板部分设置钢筋贯穿孔时，截面缺损率不宜超过腹板面积的25%(图6)。

五、总结与回顾

通过此次工程结构设计，我有如下体会：

1、在钢筋砼结构体系中，局部采用型钢砼结构构件是可行的，特别是大跨度结构设计时，型钢柱结合钢梁的采用，可有效提高结构的整体刚度，减小水平和竖向变形值，节约了结构占用的空间，其效果比纯钢筋砼结构好。

2、型钢砼结构的设计和施工的重点是型钢构件及其节点的设计，施工单位应结合设计图纸，做好施工配合，密切注意钢筋与型钢的连接，型钢与砼柱的连接，通过优良的施工品质来保证设计效果的达成。

型钢混凝土范文第7篇

关键词：型钢混凝土；组合结构；计算；要求

中图分类号：TU37文献标识码： A

引言

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、型钢混凝土结构的概述

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。型钢混凝土框架是由型钢混凝土柱以及梁构成的，框架的组合形式多样，有钢筋混凝土梁、组合梁以及钢梁。通常钢筋混凝土剪力墙在高层建筑型钢混凝土框架设置比较常见，此外型钢支撑或者型钢桁架也比较多见，由此型钢混凝土剪力墙的组合形式就比价多样，其抗剪性能也比一般的钢筋混凝土要好很多，其使用作用在建筑工程结构中会更好地发挥。

二、型钢混凝土结构的优点分析

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净高。

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。我国在八十年代中期开始兴起对型钢混凝土结构研究的热潮。在上海、重庆等城市也建成了这种类型的建筑物，但型钢混凝土结构在我国的应用才刚刚开始，其建筑面积还不到建筑总面积的千分之一。其外包钢混凝土结构的概况及优缺点外包钢混凝土结构（以下简称外包钢结构）是外部配型钢的混凝土结构。是在克服装配式钢筋混凝土结构某些缺点的基础上发展起来的，仿效钢结构的构造方式，是钢与混凝土组合结构的一种新型式。外包钢结构由外包型钢的杆件拼装而成。杆件中受力主筋由角钢代替并设置在杆件四角，角钢的外表面与混凝土表面取平，或稍突出混凝土表面0.5―1.5mm.横向箍筋与角钢焊接成骨架，为了满足箍筋的保护层厚度的要求，可将箍筋两端墩成球状再与角钢内侧焊接。

三、型钢混凝土结构的计算

型钢混凝土构件中，型钢与混凝土的粘结力较小，滑移较大，对强度、变形及裂缝均有影响，不可忽略，尤其是再配置实腹钢的型钢混凝土结构计算时，应当考虑粘结滑移的影响。由于粘结滑移的影响，对配置实腹钢的型钢混凝土构件而言，平截面假定已经不再成立，但是进行梁柱正截面承载力能力计算时，可以采用修正的平截面假定与减小了的混凝土极限压应变来考虑粘结滑移的影响，这样使计算大为简化。

1、来说明梁的两种类型的计算理论。配置实腹钢的型钢混凝土梁正截面受弯计算时根据中和轴位置不同，分为三种情况，因此计算时应先由x值判断属于何种情况，然后按照相应的应力图形进行计算。配置角钢骨架的空腹式型钢混凝土梁，本身具有较大的强度与刚度，并对核心混凝土约束较好，相比于钢筋混凝土结构，强度、刚度及延性有显著的改善；在强度计算时，可以通过试验用一强度提高系数来考虑正截面承载能力的提高，这样计算比较简单实用。

2、型钢混凝土梁柱剪切性能受诸多因素影响，其中剪跨比与轴压比的影响明显。剪切破坏主要有三种破坏形态，由于粘结滑移的影响，容易发生剪切粘结破坏。通过试验，去三种破坏形态中剪切强度较低的破坏形态作为梁柱剪切强度的计算依据而得出型钢混凝土梁柱斜截面剪切承载能力计算公式。

3、由于偏心距是影响型钢混凝土柱的强度的主要因素，有大偏心和小偏心受压，按照这两种破坏形态各自的应力图得出型钢混凝土柱正截面承载能力的计算公式。节点时连接框架梁柱的关键部位，受力复杂，应当十分重视节点的计算和构造，尤其是地震区的建筑物。

四、型钢混凝土组合结构设计的要求

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。

型钢混凝土组合结构构件中的型钢板厚不宜过薄，以利于焊接和满足局部稳定要求，厚度不宜小于6mm。由于型钢受混凝土和箍筋的约束，不易发生局部压屈，因此，钢板的宽厚比可大致比纯钢结构放松1.5-1.7倍，其宽厚比应满足表1的要求：满足宽厚比限值时，可不进行局部稳定验算。在型钢混凝土组合结构构件中，采用作为抗剪连接件的栓钉，不得采用短钢筋代替。

2、混凝土与钢筋。热轧钢筋的延性比较好，因而型钢混凝土组合结构中的箍筋和纵向钢筋较多采用，同时对于它的纵向受力直径有一定的规定，通常是不小于16毫米，净间距也是在30毫米以内的范围，《混凝土结构设计规范》中对于其他构造都有相关的要求。总之，施工中针对这些一定要熟练掌握规范的规定。再者，混凝土强度不能小于C30，这主要是为了能够充分发挥钢混凝土中型钢的作用，同时浇筑起来也比较方便。

3、混凝土保护层厚度。与普通钢筋混凝土结构一样，型钢混凝土的保护层厚度都是有一定要求的，对保护层的要求主要是为了防止发生形变导致的钢筋混凝土粘结，对型钢混凝土耐久性与耐火性都是一种有效提高。

结束语

型钢混凝土组合结构仅是钢-混凝土组合结构中的一种类型，即在型钢的四周浇灌混凝土，使混凝土与钢材形成整体共同受力的结构。若在型钢上或内部浇灌混凝土则形成另两种钢-混凝土组合结构，钢板-混凝土组合梁（板）及钢管混凝土结构。钢-混凝土组合结构具有节约钢材，充分利用材料性能，抗震性能好，施工较方便，降低造价等优点。随着我国经济的快速发展，冶金行业的不断进步，钢材产量和品质都在逐步提高，钢-混凝土组合结构必将得到迅速发展，应用前景广阔。

参考文献

[1]赵鸿铁.组合结构设计原理.高等教育出版社,2007.

[2]聂建国.广义组合结构及其发展展望.建筑结构学报,2012(19):67-69.

型钢混凝土范文第8篇

关键词：T型钢-混凝土组合梁;抗剪栓钉;研究问题

前言

钢与混凝土组合梁是在钢梁和混凝土梁的基础上发展起来的一种组合构件，由于充分利用了两种材料的受力性能，一般具有承载力高，延性好，综合经济指标较高等优点。近年来，钢与混凝土组合结构在房屋、桥梁、地下建筑和海洋工程等领域得到了较为广泛的应用，并不断发展。

以往研究的组合梁按照其组合形式的不同，主要分为以下五类：(1)钢-混凝土组合梁；(2)型钢混凝土组合梁；(3)钢－混凝土组合扁梁；(4)钢管混凝土组合梁；(5)外包钢组合梁。钢－混凝土组合梁施工方便，但其外露钢梁部分耐火、耐腐蚀性差，钢梁的上翼缘距中性轴较近，不能够充分发挥上翼缘钢材的力学性能。型钢混凝土梁整体刚度高，抗震性能良好，耐久性和耐火性能好，施工较复杂。钢－混凝土组合扁梁可降低结构的高度，防火能力和抗锈蚀能力较强，整体性能良好，但不宜应用于跨度比较大的结构。钢管混凝土组合梁以及外包钢组合梁与柱之间的连接节点较难处理。

1. T型钢-混凝土组合梁特点

为了更好地发挥组合梁的特点，尽可能的综合现有各种组合梁各自的优点,一种新的组合梁――T型钢-混凝土组合梁[3]（见图1）被提出来。这种组合梁由T型钢、箍筋、纵向水平筋、抗剪栓钉以及部分预制混凝土组成，T型钢梁以及预制混凝同承受施工所产生的内力，上部现浇混凝土楼板后，形成T型钢－混凝土组合梁，承受正常使用的各种荷载。与其他的组合梁相比，T型钢－混凝土组合梁具有以下优点：(1)去掉离中性轴较近的型钢梁的上翼缘，节省材料，降低结构造价；(2)钢梁只有一面暴露在空气中，防火及防腐蚀性较好；(3)T型钢梁剪力件由普通钢－混凝土组合梁竖直放置改为水平放置后，楼板不会因横向钢筋配置较少而造成纵向劈裂裂缝；(4)由于T型钢梁镶嵌于混凝土内，混凝土与钢梁之间的粘接力较普通钢－混凝土组合梁大，其粘接力更接近型

钢混凝土梁，抗剪连接件的数量可以大大减少，且与型钢混凝土组合梁相比，施工较简单；但由于其特殊的形式，也决定了T型钢-混凝土组合梁具有如下一些缺点：(1)由于部分混凝土要预制，故施工工期相对较长; (2)由于钢腹板伸入混凝土板中，板底的钢筋不能贯通，进而增加了施工的复杂性;(3)采用开口箍，抗扭性能较差。

2. T型钢-混凝土组合梁的研究现状

最早研究T型钢－混凝土组合梁的是Young K.Ju 和 sang-Dae Kim，2005年开始对图1所示的T型钢－混凝土组合梁进行试验研究，Young K.Ju sang-Dae Kim共做了6个简支梁的试验，其中三个组合梁进行了受弯极限承载力试验，另外两个进行了抗剪承载力试验，最后进行了一个带楼板的组合梁的试验。试验主要研究了水平抗剪栓钉在两种材料组合受力过程中所起的作用，以及组合梁的承载能力、裂缝的发展、梁横断面上应变的分布。试验结果表明T型钢―混凝土组合梁承载力、延性和刚度较好；设置双排水平抗剪栓钉的组合梁性能较好，仅下排设置抗剪栓钉的组合梁组合效果较差。研究表明T型钢―混凝土组合梁的高度可以低于普通钢－混凝土组合梁，组合梁试验的极限承载能力高于计算分析的结果。文中提出了不带楼板的T型钢－混凝土组合梁的设计建议。

2007年，Young K. Ju 和Ji- Young Kim 等对T型钢-混凝土组合梁与钢柱的连接节点在循环荷载下的承载性能进行了试验研究，其设计的连接节点形式较为简单，传力明确，施工也较为容易。试验结果表明，根据Eurocode 4, 当建筑处于中低度抗震设防地区时，其T型钢-混凝土组合梁与钢柱的连接节点可以被看作为刚性节点，当处于抗震设防高度区时则为半刚性节点，其研究成果为T型钢-混凝土组合梁的进一步应用奠定了基础。

国内关于T型钢-混凝土组合梁的研究还未见于文献。

3. 需进一步研究的问题

国外主要从试验的角度，针对T型钢－混凝土组合梁水平抗剪栓钉的布置，研究其组合效应、承载力、刚度以及延性，验证了T型钢－混凝土组合梁良好的受力性能，尚有下列问题需要进一步研究：(1)钢梁无上翼缘，截面不对称，故其负弯矩及钢筋的锚固问题就比较突出；(2)钢梁下翼缘外露，则钢梁与混凝土部分之间的粘结力消弱了很多，所以滑移问题成为一个需要考虑的问题；(3)T型钢-混凝土组合梁适宜工程应用的不用验算挠度的高跨比；(4)T型钢-混凝土组合梁的变形性能。（5）混凝土翼缘板的有效宽度取值问题。 (6)适宜于实际工程的简化设计方法。

参考文献：

[1]杨有福，韩林海.矩形钢管混凝土抗弯力学性能研究.地震工程与工程振动,2001,21(3):41-48.

[2] Shun-ichi Nakamura. Bending Behavior of Composite Girders with Cold Formed Steel U Section. Journal of Structural Engineering, 2002,128(9):1169-1176.

型钢混凝土范文第9篇

【关键词】型钢混凝土；转换梁；设计

1、引言

近年来，我国在建筑业上取得的进步非常快，这也与我国的经济高速发展密不可分，面向商业的现代高层建筑也因为城市运动的发展而备受关注。不同用途的楼层，需要大小不同的开间，采用不同的结构形式。建筑要求上部小开间的轴线布置、较多的墙体，中部办公用房要小的和中等大小的室内空间，下部公用部分，则希望有尽可能大的自由灵活空间，柱网要大，墙尽量少。这种要求与结构的合理、自然布置正好相反，因为结构下部楼层受力很大，即正常应当下部刚度大、墙多、柱网密，到上部逐渐减少。为了满足建筑功能的要求，结构必须以与常规方式相反进行布置，上部小空间，布置刚度大的剪力墙，下部大空间，布置刚度小的框架柱。为此，必须在结构转换的楼层设置转换层，称结构转换层。作为建筑设计师一定要考虑到建筑的实际情况采用符合其工况的转换结构形式。

2、项目概况

2.1 某高层建筑设计情况

某高层建筑地理位置优越，位于A市市中心繁华地段，可谓是商机无限，不过由于A市属于生活气息比较浓郁的城市，城市节奏并不快，商业也比较发达不过这个城市偏向于安静。所以经过最终讨论决定，该建筑要建成一个综合型的商业办公及住宅等多功能混合的综合大型中心。

2.2 转换层形式对比

2.2.1 本工程裙房平面巨大，大裙房上多个功能塔根据建筑功能要求不同特点各有不同，以西塔B1B2栋为例，上部结构功能是办公或住宅的小开间形式如下图。

其下部结构为大空间商业，追求开豁空间感要求无剪力墙等阻隔，如下图。

从上面两图中我们可以发现，无论柱距及使用功能等要求上均存在非常大的差别。上部平面图与下部平面图对比之下：除核心筒和外边缘外，根本不可能做到让上部结构竖向构件直通首层，这样就出现了竖向构件不连续的情况，这个问题的解决只能采用设置转换层才能解决。

2.2.2 结构构件是组成工程结构的基本单元，如梁、柱、压杆、拉杆、缆索、板、壳和块体等。在结构构件中，我们可以发现有多种多样的各具特点的转换形式，在实际使用的时候要根据其特点决定其应用情况。在本工程中，经过分析认为厚板转换比较厚重，在成本的控制上存在比较大的问题，而如果是采用时箱式转换的话在使用功能上又不能满足本工程的需要，基于以上考虑，最后本工程初步选择了两种形式，一种是空腹桁架式转换，另一种是钢筋混凝土转换梁，并且分别对这两种形式做了初步估计对比。通过计算，本工程决定采用钢筋混凝土转换梁。

3、型钢混凝土转换梁基本构造要求

3.1 构造的基本原则

（1）力学模型要与其相符合。对于型钢混凝土梁来说，其余普通的混凝土梁不同的地方就是它在钢筋混凝土中增加了型钢，通过其中混凝土、钢筋、型钢三者的共同作用来实现，要求其变形程度处在一致的水平上。

（2）型钢混凝土的抗震性能较好，要充分发挥其优势。型钢结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。在型钢混凝土结构中，我们应该充分利用型钢的这些优点将其作为提高结构强度安全的主要途径。当然只有型钢是不可以的，还要和周围的混凝土、钢筋有机结合才能实现。

（3）高层建筑的耐久性和耐火性一定要满足需要。耐久性是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即保证其经久耐用的能力。耐久性越好，材料的使用寿命越长。耐火性是指建筑构件、配件或结构，在一定时间内满足标准耐火试验中规定的稳定性、完事性、隔热性和其他预期功能的能力。对所有的建筑来说，无论是混凝土结构还是钢结构，火灾都是一种威胁。突发火灾对建筑具有灾难性，要求钢材的耐火性比普通钢材胜一筹。钢材在热循环下会出现以下现象：屈服强度降低，颈缩后受拉杆件的断面削弱，框架几何变形的影响，杆件变形的影响。说到底，是钢的高温屈服强度的问题。一般认为，200℃以上钢的弹性模量明显下降，300℃以上钢的屈服强度开始下降。为了防止火灾给钢结构造成破坏，提高钢材自身耐火性，远比采用防火涂料和防火屏蔽要省工省料、增加有效使用面积、减少环境污染。

3.2 材料的选择

（1）Q235钢材由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等。Q235A级钢，是不做冲击的，Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击；Q235E，是-40度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。就元素含量而言，A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少。级别越高，抗拉性能越强。所以为了满足高层建筑钢筋韧度的要求，最好是选择C级以上的钢材。

（2）型钢混凝土中，型钢是重要的组成部分，在抗拉强度、伸长率、屈服点、硫磷含量、含碳量等方面必须满足要求。型钢混凝土中所用的型钢属于小型型钢。包括钢筋混凝土用热轧圆钢筋、予应力混凝土用热理钢筋、钢筋混凝土用热轧带筋钢筋。冷带筋钢筋。除圆钢外，其它也称螺纹钢。因为在轧制时钢材表面轧成耳子或螺纹筋，是建筑工业中钢筋混凝土用钢材。钢筋根据材料屈服点和抗拉强度分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋，上述钢筋都直接使用。予应力混凝土用热处理的钢筋经热处理的螺纹钢筋，强度高，但不适用于焊接和点焊用的钢筋，钢筋由40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr等钢经热处理后制成，公称直径6、8.2、10毫米。冷轧带由肋钢筋用Q215、Q235、24MnTi钢制成公称直径4-12毫米。

（3）除了型钢之外，作为型钢混凝土重要组成部分的混凝土的质量控制也非常必要，一般来说，要实现型钢混凝土的结构效果，所使用的混凝土强度等级应该在C30以上。

3.3 一般的构造要求

（1）箍筋是在型钢混凝土梁中需要用到的，地位非常重要，主要是用来满足斜截面抗剪强度，并联结受力主筋和受压区混凝土使其共同工作，此外，用来固定主钢筋的位置而使构件（梁或者柱）内各种钢筋构成钢筋骨架的钢筋。分单肢箍筋、开口矩形箍筋、封闭矩形箍筋、菱形箍筋、多边形箍筋、井字形箍筋和圆形箍筋等。箍筋的这些特性使其有足够的截面承载力，从而可以增加韧度，有效地减少脆性折断的发生，同时在型钢混凝土中还可以起到约束的作用，通常我们在型钢混凝土梁中使用的箍筋应做成封闭箍筋。

（2）型钢应该具有一定的混凝土保护层厚度，这样可以避免型钢发生局部压屈变形，而且混凝土保护层厚度不但可以保证型钢与混凝土之间不会过早发生劈裂破坏，同时也提高了建筑的耐火性和耐久性。混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接的那一部分混凝土，其厚度为纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的最小距离。保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。

型钢混凝土的最小保护层厚度，对梁不宜小于100mm，且梁内型钢翼缘离两侧混凝土边缘距离之和b1+b2不宜小于截面宽度b的1/3。

（3）为了满足现代建筑的稳定性方面的需要，在使用型钢时一定不能过量精简型钢的使用量，而且所用的钢材一定要有足够的厚度，太薄的话会减少型钢对型钢混凝土中混凝土和箍筋的约束作用。钢板不易发生局部压屈，因此允许宽厚比可以较钢结构的规定有所放松。型钢混凝土中的型钢板件厚度不宜小于6mm，其宽厚比（图3）应满足要求。

（4）考虑到混凝土转换梁节点的约束作用，在梁体的截面宽度上要加以控制，一般要求是型钢混凝土梁的截面宽度大于等于300mm。

（5）支承加劲肋是在支座或有集中荷载处，为保证构件局部稳定并传递集中力所设置的条状加强件。型钢混凝土梁在支座处和上翼缘有较大固定集中荷载作用时，应在型钢腹板两侧对称设置支承加劲肋。

（6）在型钢的选择上，前面已经提到，最好是采用轧制或焊接型钢型钢，型钢最小含钢率不宜小于2%，小于此值时，可以采用钢筋混凝土梁。型钢最大含钢率不宜大于15%。

（7）存在于型钢混凝土梁内的型钢也有两种形式，一种是实腹式另一种是空腹式，两种型钢的抗拉力值有比较大的区别，如果在地震易发地带必须要使用实腹型钢，这也是抗震设防的必然要求。

4、转换层结构形式的最后定型

在这个方向上进行更细致的计算及定型，以西塔B1～B2为例，办公楼部分结构体系采用梁式框支剪力墙结构。塔楼中间电梯及楼梯部位布置剪力墙核心筒，筒体完整，空间作用强，作为主要抗侧力体系，以抵抗水平风荷载及水平地震力的作用，同时提供结构较大的抗扭刚度。在标准层，除核心筒外还布置有剪力墙。在转换层以下，核心筒以外布置有较大截面的框支柱，局部还加设了非落地剪力墙。通过初步对比和计算，最后还发现钢筋混凝土转换梁的局部几根转换梁的延性不足，采取了加钢骨的措施，然后框支柱也采用了钢骨框支柱加强。最后转换层基本定型为钢筋混凝土转换梁和型钢钢筋混凝土转换梁结合的梁板结构的梁式形式。

5、结束语

现代高层建筑的复杂使得我们在设计时一定要尽可能的考虑周全，而且要满足建筑的美观以及结构表现，在我们所使用的转换层结构来说，因为需要考虑到竖向力的承载和传递，必须要保证这种力量传递的准确性，而且还应该保证建筑的成本控制在合理的范围之内。对于型钢混凝土梁，一定要考虑到延性、抗拉度等方面的影响，使之实现建筑的应有功能。

参考文献：

[1]娄宁，魏琏，丁大钧.高层建筑中转换层结构的应用和发展[J].建筑结构，2007，1.

[2]中华人民共和国行业标准，型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ138-2001），北京.

[3]谢晓锋.高层建筑转换层结构型式的应用现状及问题[J].广东土木与建筑，2004，2.

[4]李豪邦.高层建筑中结构转换层的新形式一一斜柱转换[J].建筑结构学报.2007，2.

型钢混凝土范文第10篇

关键词：型钢、混凝土、质量、控制

鉴于型钢混凝土组合结构的独特的结构性能，在高层建筑工程如框架-剪力墙、筒体、框支剪力墙等结构中充分发挥型钢混凝土承载力大、延性好、刚度大的特点，在多、高层建筑的各种体系中，型钢混凝土结构构件可以与钢筋混凝土结构构件组合，也可以与钢结构构件组合，在不同结构发挥其各自的特点。因此，型钢混凝土在建筑工程中逐步得到全面推广使用。

结合在某工程施工监理过程的经历，本文简单阐述了型钢混凝土施工质量的控制工作，不足之处，请同行们批评指正。

一、事前控制：

1、设计交底和深化设计：

监理的质量控制是以设计图纸为依据，因此，对设计图纸的深化工作极其关键，特别是型钢施工单位或型钢制作厂家必须根据设计和施工详图，精心编制型钢制作工艺书，编制工艺书过程中，必须仔考虑到型钢施工过程中柱、梁纵向钢筋、箍筋和型钢之间的位置布置，主要是为了便于型钢安装和钢筋绑扎，避免操作过程中的施工误差。因此，设计图纸会审和交底以及深化设计工作必须得到建设、设计、主体结构施工、钢结构施工分包、监理等单位的高度重视。

2、厂家选择：

结构中的型钢制作必须选择有钢结构设计、施工（包括吊装）相关资质的单位完成，型钢混凝土结构中，型钢柱、型钢梁、牛腿等是成品、半成品构件必须在厂家制作完成后运到现场实施安装。因此，厂家资质条件非常重要，其不只具有钢结构制作施工能力，还必须具有二次深化设计的能力，内部必须建立完善的质保体系，这是一个单位必须具备的最起码的条件。

3、原材料质量控制：

原材料（包括辅材）控制：结构用钢、焊接材料、高强度螺栓、普通螺栓、栓钉、锚栓等必须具有质量证明书。型钢钢材根据结构特点选择其牌号和材质符合《碳素结构钢》、《高强度低合金结构钢》标准。焊缝和坡口尺寸应符合现行行业《建筑钢结构焊接技术规程》的有关规定。普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓-A和B级》和《六角头螺栓-C级》的规定。高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构高强度大六角头螺栓、大六角头螺母，垫圈与技术条件》或《钢结构用扭剪型高强度落刷连接副》的规定。型钢构件中设置的栓钉应符合现行的《圆柱头焊钉》国家标准。螺栓连接的强度设计值、高强度螺栓设计预拉力值必须符合《钢结构设计规范》要求。

4、审查施工单位制作工艺原则及吊装施工方案。特殊的制作工艺或吊装方法应有详细的工艺方案，经批准后方可实施。

5、审查施工单位的焊接工艺评定报告、焊工合格证、焊缝探伤人员资格证书。其别应注意焊接工艺评定报告中的板厚、焊接方法及材质的覆盖性。焊工合格证的焊接方法、位置、有效期等方面的内容，严禁无证上岗。正式上岗施焊之前应经过考核合格。

二、事中控制：

施工过程的质量控制主要完成如下工作：

1、现场监造：成品、半成品制作过程监造工作是由建设单位、监理单位、总包单位完成，条件具备的，监理工程师宜驻厂家现场实施监造。监造过程负责原材料、成品、半成品构件焊接加工质量控制等。

2、型钢焊接使用的焊条必须符合《碳素钢焊条》或《低合金钢焊条》规定，焊条型号应与主体金属强度相适应。焊丝、焊剂应与主体金属强度相适应，焊丝应符合《熔化焊用钢丝》规定。

3、加强对高强螺栓的质量控制：高强螺栓轴力试验、出厂证明、批号，对不同批号的高强螺栓定期抽做轴力试验；试板摩擦系数的检查，确定摩擦系数值；旁站检查钢构件摩擦面质量；对高强螺栓工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧的检查等。

4、进场验收

原材料或半成品构件相关资料的验证，主要收集质保资料和构件外观尺寸符合设计和规范要求。

5、现场吊装过程监控：

钢结构吊装应有严格按照批准的方案实施。钢结构吊装前应要求施工单位对构件进行尺寸预检和预拼，并对构件安装部位轴线及标高进行检查控制。对于高空连接焊缝，应特别严格控制焊接环境湿度、清洁度及雨、雪、风的侵袭，保证焊接接头对口质量。安装时应要求吊装单位注意风载的影响及结构的稳定性。

钢柱安装测量记录：标高（2mm）、中心线（3mm）、垂直度（H/250≤15且≤10）、柱间距（3mm）的偏差控制。测量仪器：水准仪、经纬仪、线锤、卷尺等。

6、钢结构锈渍处理质量控制

混凝土浇筑前，钢结构表面应进行除锈处理，确保混凝土与钢结构面之间的粘结力。

7、焊缝探伤试验

（1）待全部焊接工作完成后，施工单位应对所有焊缝实施100%的检查，包括焊缝厚度、内部缺陷、外观缺陷、焊缝尺寸等等。焊缝感观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过度较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。

（2）委托具有相应检测资质的第三方检测机构，现场抽取一定百分比的焊缝进行探伤试验检测，检测结果应全部合格。对于不合格的焊缝，应返工施焊后重新检测，直至检测合格。

8、型钢结构涂层质量控制

（1）防火、防锈涂层材料与厚度的检查（包括涂料与基层的粘接力，涂料间相容性等），符合设计要求；

（2）明确防锈、防火等级；

（3）防火涂层连接牢固度的检查；

（4）涂层环境（包括温度、湿度）、喷砂质量检查。

9、混凝土浇筑

型钢柱（梁）混凝土浇筑往往是大体积混凝土浇筑，在混凝土浇筑前应根据现场实际情况，编制混凝土浇筑专项方案，经监理部审查批准后实施，该部分工作内容执行混凝土工程施工验收规范。值得注意的是，型钢混凝土结构工程中，特别是在高层建筑物的转换层施工中，模板支撑一般属于超过规模的危险性较多的分部分项工程，应编制模板支撑专项施工方案，经专家组审查论证后实施。同时注意加强混凝土浇筑后的养护工作。

三、事后控制

做好事后控制的主要工作：

1、对型钢混凝土钢结构工程质量控制资料核查：包括图纸会审、设计变更、洽谈记录、原材料出厂合格证及进场检验报告、施工现场试验报告及见证取样报告、强制性条文的检查项目检查记录、隐蔽工程验收记录、高强度螺栓施工记录、其他施工记录、分项工程检验批质量验收记录、分项工程质量验收记录、重大质量、技术问题的实施方案、新材料、新工艺施工记录等等；

2、有关安全及功能检验和见证检测项目检查记录常见的有：

（1）见证取样送检试验报告：钢材及焊接材料试验复试报告、高强度螺栓预拉力、扭矩系数复验。

（2）焊缝质量检验报告。

（3）柱脚及网架支座检查记录：锚栓紧固、垫板、垫块、二次灌浆；

（4）主要构件变形检查记录：钢屋（托）架、桁架、钢梁、吊车梁等垂直度和侧向弯曲、钢柱垂直度、网架结构挠度；

（5）主体结构尺寸检查记录，包括整体垂直度、整体平面弯曲等等。

四、结语