钢骨混凝土结构发展应用

2015-04-16陈桂萍

建材与装饰 2015年9期

关键词：总用外框钢骨

陈桂萍

（贵州省建材科研设计院有限责任公司贵州贵阳　550000）

钢骨混凝土结构发展应用

陈桂萍

（贵州省建材科研设计院有限责任公司贵州贵阳550000）

本文主要介绍钢骨混凝土结构的特点、发展及应用范围。

钢骨混凝土结构

1　钢骨混凝土结构

钢骨混凝土结构是混凝土与钢结构的一种组合结构形式，它是在混凝土中配置钢骨与混凝土组合成为一个整体并共同工作。它具有强度高、刚度大、重量轻、延性好、耐疲劳、耐高温及节省材料、施工快捷等优越的性能，因此被广泛应用于各种高层及超高层建筑中。这种结构在各国有不同的名称，日本称之为钢骨钢筋混凝土结构，前苏联称之为劲性钢筋混凝土结构，我国统称为钢骨混凝土结构。

2　钢骨混凝土结构的发展

钢骨混凝土结构在国际上早有研究，在前苏联、日本、美国及英国等国家早就开始了对劲性钢筋混凝土受弯构件、偏压构件的试验研究，并制定了许多有关钢骨混凝土结构的设计、施工规程。我国早在50年代就从苏联引进了钢骨混凝土结构，但对这种结构的研究直到80年代才开始。80年到后期，随着我国超高层建筑的发展，钢骨混凝土结构也越来越受到我国工程界的重视。1987年“钢骨混凝土结构性能及其设计方法”作为工程建筑国家标准规范重点科研项目“混凝土结构设计规范第四批科研课题”的科研项目开始进行研究。在查阅各国有关规范、研究成果、工程应用的基础上，进行了系统的试验研究，通过试验研究和分析，揭示了钢骨混凝土结构的各种受力情况，提出了各类构件在不同受力状态下的设计计算方法，1998年我国冶金工业部颁布了我国第一部《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97），为设提供了有效的设计依据。在使用规范及总结经验的基础上，目前规范以修订为《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-2006）。

3　钢骨混凝土结构的特性

钢骨混凝土结构与钢结构相比，钢骨混凝土构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，提高构件的整体刚度，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。采用钢骨混凝土结构，一般可比纯钢结构节约钢材达50%以上。此外，外包混凝土增加了结构的耐久型和耐火性，钢骨混凝土结构结构比钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。

钢骨混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，由于配置了钢骨，使构件的承载力大大提高，减小梁、柱截面，尤其是抗剪承载力提高和延性加大，可显著改善抗震性能。此外，钢骨架本身具有一定承载力，可以利用它承受施工阶段荷载，将模板悬挂在钢骨架上，省去支撑，有利于流水作业，缩短施工工期。

钢骨混凝土结构的缺点是既要求钢构件制造及安装，又要求支模、绑钢筋、浇筑混凝土，施工工序增加。

4　钢骨混凝土结构的结构类型和构件布置

钢骨混凝土构件可适用于全部采用钢骨混凝土构件的钢骨混凝土结构，也可以适用于与其他类型（钢或钢筋混凝土）抗侧力结构组成的混合结构中，而且不论什么结构体系，如框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒、筒中筒等，其中的梁、柱、墙等构件均可以采用钢骨混凝土构件。

钢骨混凝土应用于高层建筑及超高层建筑时，必须注意结构布置规则，刚度均匀，传力明确，施工方便。抗震设防的结构应特别注意结构在平面以及沿高度的刚度均匀。由于钢骨混凝土构件常常在混合结构中使用，特别是在结构中上部或下部采用不同的材料及结构类型时可能引起刚度及承载力的突变，因此要求在钢骨混凝土结构向钢结构转换时要求设置过渡层，要求各相邻层刚度相差不宜超过30%。在钢骨混凝土结构向钢筋混凝土结构转换时也要求设过渡层，注意承载力的衔接。

在多数情况只在少数层或局部区域中采用钢骨混凝土构件。结构可自下向上采用不同的结构材料，如混凝土、钢骨混凝土、钢，或钢骨混凝土、混凝土、钢等，既可在不同的抗侧力单元中分别采用钢骨混凝土、钢或钢筋混凝土结构，也可以在同一抗侧力结构中梁、柱（或墙）分别采用不同材料。