钢骨混凝土的特点与应用.doc

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随着我国经济的发展和建筑技术的进步,高层建筑和大跨度
建筑成为建筑结构发展的主要方向之一。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, 虽然我国钢骨混凝土技术起步比国外晚一些, 但在我国得到了越来越多的应用。钢骨混凝土和钢结构、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。其中实腹式钢骨混
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,在工程建设中得到广泛应用。SRC结构的特点
是在混凝土内配置钢骨, 这些钢骨可以是轧制的, 也可以是焊接的。在大型建筑中经常配置焊接的钢骨, 可以根据构件截面大
小、受力特点, 考虑到受力的合理性, 灵活选择焊接钢骨各个板件的宽度和厚度。所配置的钢骨的形式有角钢、工字钢、宽翼缘工
字钢、双十字钢、双槽钢、十字形钢、箱形方钢管等, 工程中常用H形和十字形
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钢骨混凝土结构特点
钢骨混凝土结构的技术含量高, 施工难度大, 它具有以下几
个特点:1)承载力高,钢材的强度远高于混凝土的强度, 因此与钢筋混凝土结构相比钢骨混凝土结构的承载力较高, 约为钢筋混凝土结构的1520倍。2) 刚度大, 钢材的弹性模量比混凝土高出一
个数量级。3)抗震性能好。4)节省钢材, 与钢结构相比可节省大
量钢材。5)耐久性与耐火性好, 混凝土可以作为型钢的保护层,
劲性混凝土结构的耐久性与耐火性都比钢结构好得多。
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钢骨混凝土设计要点
目前, 我国有两本行业标准可供工程设计人员参考: 其一是
建设部颁发的JGJ 138
200113v 型钢混凝土组合结构技术规程;其二是原冶金工业部颁发的YA9052
20061381型钢混凝土结构
设计规程。钢骨混凝土结构设计主要考虑的因素: 1) 钢骨的含钢率
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:关于钢骨混凝土构件的最小和最大含钢率, 目前没有统一
的认识,但当钢骨含钢率小于2%时, 可以采用钢筋混凝土构件,
而没有必要采用钢骨混凝土构件。当钢骨含钢率太大时, 钢骨与
混凝土不能有效地共同工作, 混凝土的作用不能完全发挥, 且混凝土浇筑施工有困难。因此, 在冶金部行业标准YB9082
97钢
骨混凝土结构设计规程中将钢骨含钢率定为2%~ 15%。一般来
说,较为合理的含钢率为5%~ 8%。另在建设部行业标准JGJ
138
2001型钢混凝土组合结构技术规程中定为4%~ 10%。在中
广大厦钢骨混凝土柱的设计中, 考虑到建设单位尽量节约钢材,
节省资金的要求, 经专家委员会认可, 钢骨柱的含钢率确定为
%。2) 钢骨的宽厚比: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GB5313厚
度方向性能钢板中的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。钢骨的宽厚比应满足
规范的要求。3)钢骨的混凝土保护层厚度: 根据规范规定, 对钢
骨柱,混凝土最小保护层厚度不宜小于120mm, 对钢骨梁则不宜
小于100mm。4) 要重视钢骨混凝土柱与钢筋混凝土梁在构造连
接上的配合协调问题。钢骨混凝土结构与普通钢筋混凝土结构
设计中不同且难度最大的是:a. 需确定钢骨柱中每根钢筋的准确位置;b. 根据钢骨这种型钢翼缘的宽度确定框架梁的宽度;c. 确定框架梁中每根钢筋的位置;
孔的位置;, 一般比钢筋
直径大4mm~ 6mm;
应错开一个孔径。
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钢骨混凝土的应用
钢骨混凝土由于在截面中配置了型钢,可使构件承载力、刚度大大提高, 因而大大减小了构件的截面尺寸,可增加房屋的有效使用面积。此外, 型钢混凝土具有很好的延性和耗能能力, 适于在地震区应用。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,我国从20世纪50年代开始应用型钢混凝土结构, 主要用于工业厂房, 如包头电厂主厂房和鞍山钢铁公司的混铁炉基础。直到1997年11月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。20世纪80年代初期, 随着我国建筑业的迅猛发展,SRC结构在我国迅速兴起。近年来,型钢混凝土在上海、广州、武汉、深圳、大连等地的高层建筑中都有所应用。型钢混凝土最初在欧美和日本
的研究和应用比较多。20世纪初,西方国家为提高钢结构的防火
性能, 应用了型钢外包