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钢骨砼梁结构设计及应用由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构（也称劲性砼结构），在日本应用最为广泛，研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构，现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点，在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求，通过工程设计实例，具体说明其计算和使用，供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构，实腹式钢骨通常采用工字形、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（GBJ17-88）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%；钢筋砼按照砼结构设计规范（GBJ10-89）要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联劲性钢筋砼结构设计指南CN3－78假定型钢和砼成为一个整体，能够一致变形，几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本钢筋砼结构计算标准把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力，两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行钢骨砼结构设计规程YB9082－97在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准，结合试验研究成果，对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力，计算结果偏于保守。
MMssby+ MrcbuM为弯矩设计值，Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力，Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面，则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑，考虑粘结滑移对截面承载力的影响，砼抗压设计强度以fc代替fcm。
由力矩平衡公式M=0，力平衡公式X=0可得：fcAc=fyAs+Nss , MufcAc(hos+hoc)-Nss(hos-hoss)+MssAc：受压区砼的面积，hoc、hoss、hos分别为受压区砼的合力点、钢骨中心以及受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离。
钢骨混凝土梁的特点及应用钢骨混凝土梁是一种结合了钢筋和混凝土的材料，具有较高的强度、刚度和承载能力，常用于建筑结构中的横梁。
它具有以下特点及应用：1. 强度高：钢骨混凝土梁由于结合了钢筋和混凝土两种材料的优点，使其整体强度相对较高。
钢筋具有较高的抗拉强度，混凝土则具有较高的抗压强度。
钢骨混凝土梁在受力时能充分发挥两种材料的优势，承载能力非常可观。
2. 刚度好：钢筋具有较高的弹性模量，混凝土具有一定的刚度，钢筋和混凝土的相互配合使得钢骨混凝土梁具有较好的刚度。
其在承受荷载时能够保持良好的形状和稳定性，确保建筑物结构的整体稳定性。
3. 抗震性能好：钢骨混凝土梁结合了钢筋和混凝土的优点，其抗震性能相较于传统的混凝土梁更为出色。
钢筋的高抗拉强度能够有效抵抗地震荷载引起的横向位移，混凝土的高抗压强度则能够吸收地震荷载引起的振动能量。
4. 施工便利：钢骨混凝土梁施工相对简单，并且可以灵活调整梁的几何形态和尺寸，适应不同的设计需求。
混凝土的浇筑可以采用标准模板，而钢筋的加工可以在工厂进行，减少了现场施工的难度和风险。
5. 经济性高：钢骨混凝土梁不仅具有较高的强度和刚度，同时还具有相对较低的成本。
由于钢材价格相对较低，而混凝土的成本相对较高，钢骨混凝土梁能够有效节约材料成本。
钢骨混凝土梁的应用非常广泛，特别适合用于大跨度和多层建筑中。
以下是一些常见的应用场景：1. 建筑物横梁：钢骨混凝土梁常用于建筑物的横梁系统中，承载建筑物的重量，并将荷载引导到承重墙或柱上。
钢骨混凝土梁能够有效分担荷载，提高建筑物的整体稳定性。
2. 桥梁：钢骨混凝土梁在桥梁工程中得到广泛应用。
由于桥梁需要承受车辆荷载的冲击和动载荷的作用，钢骨混凝土梁的高强度和良好的刚度能够满足桥梁的承载需求。
3. 厂房和工业设施：钢骨混凝土梁在厂房和工业设施的建设中常被使用。
其优良的抗震性能和刚度能够满足工业设施对结构强度和稳定性的要求。
4. 超高层建筑：在超高层建筑中，钢骨混凝土梁能够有效承载建筑物的重量，并保证建筑物的整体稳定性。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁大跨度实腹式钢骨混凝土梁是现代建筑领域中广泛使用的一种结构形式。
它具有重量轻、刚度好、抗震性能强等优点，能够满足大跨度建筑的承载要求。
本文将从大跨度实腹式钢骨混凝土梁的概念、特点、设计与施工等方面进行详细介绍。
一、概念大跨度实腹式钢骨混凝土梁是一种将钢骨混凝土技术与实腹式梁结构形式相结合的梁。
它由一根钢骨混凝土梁与一块实腹式衬砌构成。
钢骨混凝土梁用于承担梁的竖向荷载，实腹式衬砌则起到保护钢骨混凝土梁的作用。
二、特点1. 重量轻。
使用钢骨混凝土技术可以在保证梁的强度和刚度的同时减少材料的使用量，从而达到减轻梁的重量的目的。
2. 刚度好。
由于钢骨混凝土梁具有较高的强度和刚度，所以大跨度实腹式钢骨混凝土梁的刚度较好，能够满足大跨度建筑对于刚度的要求。
3. 抗震性能强。
钢骨混凝土梁具有较好的韧性和延性，能够在发生地震等外力作用下有一定的变形能力，在一定程度上保护建筑物的安全。
三、设计设计大跨度实腹式钢骨混凝土梁时，需要考虑以下几个关键因素：1. 跨度大小。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁可以用于各种大小的跨度，但跨度越大，需要使用的材料和结构设计要求也会相应增加。
2. 竖向荷载。
钢骨混凝土梁用于承担梁的竖向荷载，所以在设计时需要充分考虑建筑物的使用需求和荷载情况，以确保梁具有足够的强度和刚度。
3. 横向力的抗震设计。
大跨度实腹式钢骨混凝土梁需要具备一定的抗震性能，所以在设计时需要考虑横向力的作用和相应的抗震设施。
四、施工大跨度实腹式钢骨混凝土梁的施工需要按照先衬砌后灌筑的原则进行。
首先要进行实腹式衬砌的施工，包括模板的制作、钢筋的布置等。
然后再进行钢骨混凝土梁的灌筑，需要注意混凝土的浇筑和养护等工作。
总结：大跨度实腹式钢骨混凝土梁是一种重量轻、刚度好、抗震性能强的结构形式。
它能够满足大跨度建筑的承载要求，适用于各种大小的跨度。
在设计与施工过程中，需要考虑跨度大小、竖向荷载和横向力的抗震设计等关键因素，以保证梁具有足够的强度和刚度。
钢骨砼梁结构设计及应用- 结构理论摘要：简介钢骨砼梁结构设计，并通过工程实例，着重说明其设计思路，及节点构造和有关施工技术要求，特别是在大跨度梁构件中可与宽扁梁结合一起应用。
关键词：钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造一、前言由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构（也称劲性砼结构），在日本应用最为广泛，研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构，现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点，在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求，通过工程设计实例，具体说明其计算和使用，供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构，实腹式钢骨通常采用工字形、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（GBJ17-88）”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%；钢筋砼按照“砼结构设计规范（GBJ10-89）”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3－78”假定型钢和砼成为一个整体，能够一致变形，几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力，两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082－97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准，结合试验研究成果，对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力，计算结果偏于保守。
M≤Mssby+MrcbuM为弯矩设计值，Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力，Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面，则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑，考虑粘结滑移对截面承载力的影响，砼抗压设计强度以fc代替fcm。
文章编号:100926825(2007)0820090202钢骨混凝土梁设计计算及应用收稿日期622作者简介赖永和(62),男,工程师,汕尾市城区建筑设计室,广东汕尾 566赖永和摘 要:结合工程实例,利用组合结构理论,对建筑结构转换梁进行了承载能力的计算分析,以优化结构设计并进行了经济分析,从而促进钢骨混凝土梁的应用。
关键词:钢骨混凝土,设计,效益,承载力中图分类号:TU375.1文献标识码:A1 工程概况某八层框剪结构,由于使用功能要求,首层中部须取消一根框架柱,在其两侧增设短柱(DZ ),形成了二层楼面框架梁(K L )支撑框架柱(KZ )的结构形式,如图1所示。
K L 三跨连续,中间跨跨中受K Z 集中力16000kN 作用。
K L 原设计为普通混凝土梁,混凝土强度等级C40,梁断面b ×h =1050mm ×2800mm ,底筋20Φ40(三排),面筋14Φ40(二排),箍筋Φ16@100,腰筋Φ25@150,梁截面很大,形成肥梁胖柱,占去很多使用空间且不利抗震,同时原设计要求Φ40面筋只能焊接,不能搭接,由于焊接技术和焊接工艺方面的原因,这种要求给施工带来较大难度,考虑钢骨混凝土结构的优越性,建议将K L 由钢筋混凝土梁改为钢骨混凝土梁。
2 梁截面设计2.1 材料选用为与原结构保持一致,混凝土强度等级选用C40,钢骨采用Q345钢板焊成实腹工字钢。
2.2 计算方法文中采用偏于保守的计算方法,即强度叠加法,就是把钢筋混凝土梁的抗弯能力和钢骨的抗弯能力叠加得到钢骨混凝土梁的抗弯能力,同时钢筋混凝土梁和钢骨分别满足自身的抗剪承载力要求:M ≤M ss by +M r cbu(1)的最大弯矩值,则根据应力与内力的关系,可得该截面最大的拉应力。
通过计算分析可知,对于T 梁翼缘板上的内力,设置横隔板处,由于横隔板刚度大分担的内力较多,其相应的应力以及非横隔板设置处翼缘板上的应力都满足要求。
钢骨混凝土结构的抗震性能分析与优化设计中国位于地震带上，地震对建筑结构的破坏具有严重的威胁。
为了确保建筑在地震中的安全性，钢骨混凝土结构已经成为抗震设计的重要选择。
本文将对钢骨混凝土结构的抗震性能进行分析，并提出相应的优化设计方案。
首先，混凝土具有良好的抗压性能，而钢材具有优异的抗拉性能。
钢骨混凝土结构的优势在于充分发挥了两种材料的优点，既保证了整体结构的刚度和稳定性，又提高了结构的延性和韧性。
这使得钢骨混凝土结构在地震中能够充分吸收地震能量，减小地震对结构的破坏。
其次，为了进一步提高钢骨混凝土结构的抗震性能，可以通过以下几个方面进行优化设计。
1. 结构布置优化结构的布置对于抗震性能至关重要。
合理的结构布置可以降低结构的自振周期，减小地震荷载的作用，从而提高结构的抗震性能。
在钢骨混凝土结构的设计中，应尽量避免大跨度和不规则形状，确保结构的稳定性和刚度。
2. 钢筋配置优化钢筋在混凝土结构中起到增强结构抗拉能力的作用。
合理的钢筋配置可以有效地提高结构的延性和韧性，从而提高结构的抗震性能。
通过对结构受力情况的分析，可以确定合适的钢筋配筋率和布置方式，保证结构在地震中不会产生过度应变和破坏。
3. 基础设计优化基础是建筑结构的承载系统，对于抗震性能具有重要影响。
在钢骨混凝土结构的基础设计中，应根据结构的重量和地震荷载合理确定基础深度和尺寸，保证基础的稳定性和抗震性。
4. 抗震性能评估抗震性能评估是对结构抗震性能的定量评价，为结构抗震设计提供依据。
通过对钢骨混凝土结构进行抗震性能评估，可以发现结构的薄弱环节和不足之处，并提供相应的优化设计方案。
综上所述，钢骨混凝土结构具有良好的抗震性能，并且可以通过优化设计进一步提高结构的抗震性能。
在地震频发的中国，科学合理地设计和建造钢骨混凝土结构是保障建筑安全的重要举措。
未来的抗震设计中，我们还可进一步研究和应用新型材料和技术，为钢骨混凝土结构的抗震性能提供更多选择和优化方案。
钢骨混凝土结构的应用摘要：本文介绍了钢骨混凝土大梁在深圳世贸中心大厦裙房中的应用和计算，为大跨度SRC梁的应用提供依据，可供工程设计人员参考。
关键词：钢骨混凝土应用计算一、前言随着城市建设的发展与建筑技术的进步，大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一。
而由混凝土包裹钢骨做成的钢骨混凝土结构（SRC），充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点，与钢筋混凝土结构相比，具有刚度大，延性好，节省钢材的优点。
因此，钢骨混凝土结构在我国有着广阔的应用前景。
钢骨混凝土结构的研究和应用在国外开始较早，我国因国情的限制，起步较晚，工程应用就更少，直到1997年11月才由冶金工业部正式发布了有关规程，并于1998年5月1日起施行。
深圳世贸中心大厦在关键部位应用了钢骨混凝土结构，解决了用普通钢筋混凝土结构不能解决的难题，收到了良好的效果。
二、工程概况深圳世贸中心大厦于1996年设计，是一幢集金融、贸易、商业、办公于一体的综合性超高层建筑，总建筑面积12万平米。
主楼地上52层，地下3层，标准层层高4m，总高230m，采用钢骨混凝土框架-筒体结构。
裙房5层，层高5m，总高25m，采用框架-剪力墙结构。
主楼与裙房之间未设变形缝，施工时留有施工后浇带。
基础采用大直径人工挖孔桩基础最大直径2.9m。
根据建筑功能及使用要求，裙房首层及二层由大厅组成，为大空间；三层为银行办公室，中间部分设一圆形天井；四层设有外汇交易大厅；五层为大会议室；三、结构布置为了满足建筑功能及使用要求，需要选择一个受力合理、安全可靠、施工方便的结构方案。
由于裙房首层及二层共有6根柱子不能落下，形成了长达25.8m 跨的大空间，结构平面采用了井字梁的结构形式。
但关键问题是25.8m跨框架大梁采用何种结构型式，并且建筑要求三层框架梁截面高度不超过1m。
方案1：采用普通钢筋混凝土大梁，这种方案梁断面较大，框架梁截面高度需2m以上，不满足建筑功能及使用要求，此方案不可行。
钢骨砼梁结构设计及应用
摘要：简介钢骨砼梁结构设计，并通过工程实例，着重说明其设计思路，及节点构造和有关施工技术要求，特别是在大跨度梁构件中可与宽扁梁结合一起应用。
关键词：钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造
一、前言
由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构（也称劲性砼结构），在日本应用最为广泛，研究和试验也最多。
这种结构被简称为SRC结构，现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。
其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点，在工程建设中得到广泛应用。
本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求，通过工程设计实例，具体说明其计算和使用，供类似工程设计时参考。
二、结构特点及计算方法
钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构，实腹式钢骨通常采用工字形、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（GBJ17-88）”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%；钢筋砼按照“砼结构设计规范（GBJ10-89）”要求实施。
钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。
前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南C N3－78”假定型钢和砼成为一个整体，能够一致变形，几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。
日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力，两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。
现行“钢骨砼结构设计规程YB9082－97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准，结合试验研究成果，对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力，计算结果偏于保守。
M≤M ssby+ Mrcbu
M为弯矩设计值，Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力，Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。
当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面，则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑，考虑粘结滑移对截面承载力的影响，砼抗压设计强度以f c代替f cm。
由力矩平衡公式ΣM=0，力平衡公式ΣX=0可得：
f c A c=f y A s+N ss ,M u≤f c A c(h o s+h o c)-N ss(h o s-h o s s)+M ss
A c：受压区砼的面积，h o c、h o s s、h o s分别为受压区砼的合力点、钢骨中心以及受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离。
对于钢骨偏置在受拉区的非对称截面，按钢与砼组合梁的设计方法计算处理，为保证砼与钢骨整体作用，在钢骨上翼缘设置剪力连接件。
在设计中值得注意的是，在钢骨部分受弯承载力的计算中可不考虑局部压屈，基于受力构件达到受弯承载力极限状态时，比弹性极限受弯承载力有所提高采用截面塑性发展系数γs，实际应用中，根据构件重要性可偏于安全取γs =1.0。
钢骨砼梁受剪承载力按照承载力极限状态理论
V≤V ssy+Vrcbu。
V为梁的剪力设计值，Vssy为梁中钢骨部分的受剪承载力，Vrcbu为梁中钢筋砼部分受剪承载力，无地震作用组合时
V≤0.4f c b b h bo， Vrcbu≤0.25f c b b h bo。
钢骨砼梁裂缝宽度和抗弯刚度，钢骨砼结构设计规程给出了计算公式，不对称钢骨砼截面抗弯刚度可按下式计算。
B=E s A s h bo2/[1.15Ψ+0.9+6αEρ/(1+3.5γ′f)]+E ss I ss
三、工程实例
华天贵宾楼工程，地下二层，地上二十八层，标准层层高3.3米，总高99.35米，总建筑面积48000平方米。
南北向沿高度作内外7.08°～7.91°倾斜，顶部最大外公倾平面尺寸达14米，外倾面积7700平方米，其倾斜部分采用斜向钢骨砼柱与水平钢骨砼梁拉结，受层高和各专业安管道安装空间的限制，为满足建筑净空使用要求，轴线跨度为11.955米，横向次梁梁高只能做成600毫米，高跨比接近1/20，且位于外挑部位，梁身刚度很难保证，经方案比较，确定采用钢骨砼宽扁梁。
此建筑主楼结构整体采用“SATWE”进行分析计算。
其顶层内力最大，最大正弯矩设计值M=829.0kN·m，最大剪力设计值V=331.6kN，轴向力设计值N＝17.2kN，短期效用组合下弯矩标准值M k=637.7kN·m。
结合框架柱梁分析结果，假定梁截面尺寸700×600（h），钢骨采用Q235等级C的热扎H型钢HM450×300（440×300×11×18mm），截面特征见表1
混凝土强度等级C30，f c=15MPa，纵向钢筋f y=310MPa，f sv=210MPa。
（1）正截面抗弯、斜截面抗剪承载力计算
（表中a=35mm，h bo=h b-a=600-35=565mm）
①选8Φ16，A s=1608mm2 ,A s>ρmin bh
②选13Ф18，A s=3315mm，
箍筋按构造，ρvmin=0.02f c/f yv=0.14%，选φ8＠150（四肢箍）
0.4f c b b h bo=2373kN>V=331.6kN
0.25f c b b h bo=1483kN>V rc b=0 满足要求
（3）裂缝宽度验算
（表中E s=2.0×105MPa E c=3.0×104Mpa X e=E S/E C=6.67 h′f=0.2h bo=113mm）
梁最大裂缝宽度
W max=2.1Ψ(δsk)/(E s)×(2.70+0.1d e/ρte)γ
=2.1×0.8352×301.87/(2.0×105)×(2.7×25+0.1×25.43/0.0415)×0.7 =0.24mm<0.3mm
平均裂缝宽度W m=W max（1.66×1.5）=0.096mm
（4）挠度变形计算
近似取钢骨砼梁荷载为均匀分布。
（表中砼保护层厚度c=25mm,钢筋表面形状系数γ=0.7）
Δs=5/48×M lk l2/B l=5/48×(578.2×106)/(2.254×1014)×119552=38.2mm
Δs/l=38.2/11955=0.0032=3.2‰，理论上满足要求。
设计中，分析外挑结构在荷载及地震作用下推力或拉力对梁不利影响，计算过程中梁端假定为简支，为平衡钢骨产生的拉力，需加配钢骨梁受力负筋；另受梁高限制，钢骨砼保护层厚度小于临界厚度c cr=0.25bf t1/2=0.25x300x2.01/2=106.1mm，设置锚固连接件（通常采用圆柱头焊钉，按钢－砼组合梁要求验算，以增强型钢与砼连接面上的粘接强度，限篇幅，从略）。
梁端节点因按“钢骨规程”对钢骨梁与钢骨梁暂无明确规定，遵循钢骨腹板部分设置钢
筋贯穿孔时，截面缺损率不应超过腹板面积的20%，主筋不得与钢骨直接焊接的要求。
此工程于二OOO年十月开工，二OO一年八月封顶、并主体验收，二OO二年五月投入使用，建筑从建设至今，经观测，钢骨梁柱无裂缝，挠度也不大，效果良好。
四、结束语
通过此次工程结构设计，有如下体会：
1、在钢筋砼结构体系中，局部采用钢骨砼结构构件是可行的，特别是大跨度杆件设计时，结合宽扁梁的采用，可提高梁的抗弯、抗拉、抗压刚度，减小竖向变形值，降低梁高，其效果比纯钢筋砼结构好。
2、钢骨砼结构的设计和施工的重点是钢骨构件及其节点的设计，并且结合设计图纸，做好施工配合，注意钢筋与钢骨的连接，钢骨与砼柱的连接。
