型钢混凝土组合结构构件的计算

型钢混凝土结构（SRC）设计规程比较发布时间：2021-12-09T02:21:27.858Z 来源：《中国建设信息化》2021年8月15期作者：黄承梁[导读] 结合深圳市宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂工程实例黄承梁中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，湖北省武汉市，430000摘要：结合深圳市宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂工程实例，对我国现有关于型钢混凝土(SRC) 结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》( YB 9082 - 2006) 及《型钢混凝土组合结构技术规程》(J GJ 138 - 2016) 中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力的计算理论和计算方法进行了重点比较分析，对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果做了比较分析，为使用两部型钢混凝土结构设计规程提供参考。

关键词：型钢混凝土结构；承载能力；计算实例；设计规程；1. 型钢混凝土结构概述及规范背景型钢混凝土结构(简称SRC)是指在型钢（S）外包裹钢筋混凝土（RC）的一种独立的结构形式，这种结构体系在日本被称之为钢骨筋混凝土结构(SteelReinforeedConerete)，在英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构(SteelEneasedConerete)，在前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。

这种结构介于钢结构和混凝土结构之间。

由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢固有的强度和延性，以及型钢、钢筋、混凝土的三为一体地工作使得型钢混凝土结构和传统的钢筋混凝土结构相比具有承载力高、刚度大、构件截面尺寸小、施工方便、良好的延性及抗震性能良好的优点；与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好以及钢材用量少等优点。

推广和使用型钢混凝土结构，对于我国的多、高层建筑的发展，大型工业厂房设计优化和改善结构的抗震性能都有重要的意义。

型钢混凝土结构承载力高、刚度大、延性好,在日本欧美等国家,其应用已相当普遍，我国的应用亦日益广泛。

日本、美国和欧洲等都制定了型钢混凝土结构设计规范。

型钢混凝土组合结构设计要点型钢混凝土组合结构是指将型钢和混凝土结合起来形成一种新型的结构体系。

它集型钢的抗弯刚度和混凝土的抗压性能于一身，具有较高的承载能力和良好的耐久性。

在型钢混凝土组合结构的设计过程中，有一些关键要点需要注意。

1.结构布局：在设计过程中，应合理确定型钢和混凝土的布置，确保其协同工作。

一般情况下，型钢多用于抗弯构件，而混凝土则用于承压构件。

要根据实际情况选择适当的型钢和混凝土的布置方式，以充分发挥它们各自的优势。

2.强度设计：型钢混凝土组合结构的设计应满足一定的强度要求。

在设计中，需要根据结构的受力特点和荷载情况，采用合适的强度理论进行计算。

常用的强度理论包括弯曲破坏理论、屈服线理论和极限状态设计理论等。

根据不同的设计要求，选择合适的理论进行计算，确保结构的安全可靠。

3.抗震设计：抗震性能是型钢混凝土组合结构的重要设计指标之一、为了提高结构的抗震能力，应采取适当的抗震设计措施。

常见的抗震设计方法包括增加结构的刚度和强度、采用隔震和减震措施等。

在抗震设计中，应考虑到型钢和混凝土的相互作用，确保结构的整体抗震性能。

4.连接设计：型钢混凝土组合结构的连接设计是关键的一环。

连接部位牵涉到型钢和混凝土的协同工作，直接影响结构的整体性能。

在连接设计中，应选择适当的连接方式和连接件，使之能够满足结构的强度要求和刚度要求。

常用的连接方式包括焊接、螺栓连接和钢筋混凝土粘结等。

5.耐久性设计：型钢混凝土组合结构的耐久性设计非常重要。

由于型钢和混凝土具有不同的材料性质，容易发生腐蚀和锈蚀等问题。

因此，在设计过程中需要充分考虑结构的耐久性要求。

一般采用防腐措施和防护措施，延长结构的使用寿命。

6.施工技术要求：在型钢混凝土组合结构的设计中，施工技术要求非常关键。

要根据各个构件的特点和施工工艺的要求，制定详细的施工技术方案，并且监督施工过程中的质量控制，确保结构能够按照设计要求进行施工。

总之，型钢混凝土组合结构设计是一个复杂而繁琐的工作，需要综合考虑结构的力学性能、抗震性能、耐久性能和施工技术要求等方面。

型钢混凝土组合结构设计摘要：组合结构的使用已经广泛，其中钢与混凝土的组合结构是最为常见的结构形式，而且相当成熟，已经自成独立的结构体系。

在我国，组合结构仍属新的结构形式，随着大量建筑物的兴建，组合结构作为新兴结构得到越来越广泛的采用，应用前景越来越好。

所以，对钢与混凝土组合结构的结构形式及性能特点有一定的了解是很有必要的。

关键词：型钢混凝土；组合结构；计算；要求引言近年来，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。

钢骨混凝土梁的力学性能及计算原理（浙江东南建筑设计有限公司 310000）摘要：高层建筑越来越多，带转换层的建筑也比较普遍。

转换层的存在使竖向刚度发生突变导致力的传递发生改变，在转换层处受力变得复杂，在考虑地震情况下，更是复杂。

所以对转换层的研究是非常必要的。

关键词：钢骨；梁；计算原理1、钢骨混凝土梁的性能钢骨混凝土（src）构件和普通钢筋混凝土（rc）构件相比，其受力性能的差别主要表现如下：1、src构件的含钢量比rc构件的含钢量大得多，所以src构件比rc构件的刚度明显提高。

这为在风荷载和地震作用下控制结构的水平位移提供了有利的条件。

2、src构件的强度、刚度和延性较好，采用src结构不仅具有足够的抗震能力，而且可以使得梁、柱等构件截面大大减小，因此能减少构件的面积，降低建筑物高度，在改善房间功能、降低造价和能耗及结构抗震方面都极为有利，可获得较好的综合效益。

3、src构件的混凝土有利于提高型钢的整体稳定性，防止发生局部屈曲、弯曲失稳及梁发生侧向失稳的不利现象。

4、src构件的耗能性能好。

从试验中得到src柱滞回曲线饱满，所围的面积较大，这说明其耗能性能好。

2、钢骨混凝土梁计算的基本假定我国冶金部颁布的《钢骨混凝土结构设计规程》isl（ybgo82一97）中规定：型钢混凝土框架梁的正截面受弯承载力应按下列基本假定进行计算；（1）截面应变分布符合平截面假定；（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（3）受压边缘混凝土极限压应变气取0.003，相应韵最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计值关，受压区应力图形简化为等效的矩形应力图，其高度取按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数0.8，矩形应力图的应力取为混凝土轴心抗压强度设计值；（4）型钢腹板的应力图形为拉、压梯形应力图形。

设计计算时，简化为等效矩形应力图形；（5）钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。

受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变气取0.01。

混凝土—型钢组合柱平面外计算长度的确定【摘要】本文以梁柱屈曲理论为依据推导出在无柱间支撑情况下混凝土—型钢组合柱的上段钢柱计算长度系数，并采出通用有限元程序对结果进行了校核，希望对以后该类型结构的设计起一定的指导作用关键词：混凝土—型钢组合柱、计算长度一、问题的提出在石油化工行业中，为了架设管道常使用管架结构，因此管架是石油化工厂中最常见的构筑物。

管架一般有多层，有时为了防火或其他原因，底层管架采用钢筋混凝土结构，而上层采用钢结构，我们可以将这种管架称为混凝土—型钢组合管架，如图1所示。

对于这种结构，如何确定上层钢柱的计算长度需分如下几种情况进行分析：一、钢柱平面内的计算长度：由于混凝土梁、柱以及钢梁、钢柱均采用刚接，可根据各梁柱的线刚度比按《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录D-1、D-2公式来计算钢柱平面内的计算长度；二、钢柱平面外计算长度：1、底层混凝土管架顶在各柱间有纵梁相连且相隔一个或几个柱间有柱间支撑，如图2所示。

在这种情况下，可近似认为混凝土的侧移和转动能力均被限制，可作为上层钢柱的固定支座，因此上层钢柱的计算长度可近似取为0.7h1；2、底层混凝土管架顶在各柱间无纵梁相连，且各柱间无柱间支撑，如图3所示，在这种情况下，各榀管架在纵向相当一排架结构，管架底层柱对上层钢柱只提供弹性约束，不能看作是上层钢柱的固定支座，因此上层钢柱的计算长度不易确定。

如果按2h1考虑，一定偏于不安全，如果按2(h1+h2)考虑，又过于保守。

下面就针对这种情况下上层钢柱的计算长度作进一步分析。

图1 管架正立面 图2 管架侧立面(有柱间支撑及纵梁)图3 管架侧立面(无柱间支撑及纵梁) 图4 计算简图二、钢柱平面外计算长度的确定由图4可知，柱顶有轴线荷载P1，变截面处有轴线荷载P2，柱上、下段长度和刚度分别为h1 、E1 I1和h2 、E2 I2，根据压杆在屈曲下的平衡条件可得：(1)(2)式中 v——柱顶挠度；、——分别为上段和下段任意截面的挠度；——变截面处的挠度。

1、参考规范《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ 138-2001）《钢骨混凝土结构技术规程》（YB 9082-2006）2、型钢混凝土组合结构的相关构造规定1）抗震等级确定：4.1.1 型钢混凝土组合结构分为全部结构构件采用型钢混凝土的结构和部分结构构件采用型钢混凝土的结构。

注意：整体框架结构仅少量几根转换梁使用型钢梁，其他均为普通混凝土构件，整体框架结构可按普通框架结构按《抗规》确定抗震等级，再在此基础上将转换梁及转换柱抗震等级提高一级即可；2）位移比、挠度及裂缝限值要求：在PKPM中，应在梁施工图模块中查看梁挠度（为弹塑性挠度），不应在SATWE中查看弹性挠度（该数值永远不会变红），若弹塑性挠度飘红，可考虑受压楼板翼缘作用，该选项有利于减少计算挠度值；3）钢筋直径及混凝土保护层厚度要求：4）型钢宽厚比要求：5）栓钉直径要求：4.3.5 在需要设置栓钉的部位，可按弹性方法计算型钢翼缘外表面处的剪应力，相应于该剪应力的剪力由栓钉承担；栓钉承载力应按国家标准《钢结构设计规范》GBJ 17-88的规定计算。

型钢上设置的抗剪栓钉的直径规格宜选用19mm和22mm，其长度不宜小于4倍栓钉直径，栓钉间距不宜小于6倍栓钉直径。

6）型钢含量控制/p-287805885.html托柱型钢混凝土转换梁的设计与应用硕士论文P28.也可参考：《钢骨混凝土结构技术规程》（YB 9082-2006）P1067)含型钢梁的框架结构中其他普通构件的配筋率要求普通混凝土转换柱配筋率尽量不超过4%,普通混凝土梁纵筋配筋率不应超过2%。

；当柱配筋率飘红时，可提高混凝土强度等级、增大截面宽度等措施；3、PKPM分析要点1）在PMCAD中确定型钢钢材型号《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ 138-2001）规定：2）在特殊构件中需定义转换梁和转换柱2）指定薄弱层3）计算结果分析SATWE用户手册说明如下：(并没有解释上图中STEEL-C的含义）4）PKPM中如何查看型钢混凝土梁中型钢的应力？5）用PKPM进行型钢混凝土梁设计时，哪些内容需要设计者进行手工复核？（1）在型钢截面尺寸初估时需手工复核是否满足宽厚比要求。