1 概述

型鋼混凝土結構 (Steel Reinforced Concrete Composite Structures)(簡稱SRC 結構)是指主要配置軋制或焊接型鋼，也配有構造鋼筋及少量受力鋼筋的混凝土結構，常用截面形式如圖1所示。型鋼混凝土結構在國外也被稱為混凝土包鋼結構、勁性鋼筋混凝土結構或鋼骨混凝土結構。根據混凝土中型鋼配置形式的不同，型鋼混凝土結構可以分為實腹式型鋼混凝土和空腹式型鋼混凝土兩大類。由于型鋼混凝土結構具有強度剛性大，延性好，抗震能力強，防火防腐蝕性能好及便于施工等一系列優點，已經廣泛應用于框架結構、框架-剪力墻結構、底部剪力墻結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構等結構體系中。本文對型鋼混凝土結構的特點進行分析，并詳細介紹型鋼混凝土結構在我國的發展和應用情況。

圖1  常見SRC構件截面形式

2 型鋼混凝土結構的特點^[1-3]

（1）結構受力合理，具有較好的抗震性能
型鋼混凝土構件充分利用混凝土的抗壓性能和鋼材的抗拉壓性能，混凝土與型鋼共同受力。由于在截面中配置了型鋼，使構件的承載能力、剛度大大提高，因而大大減小了構件的截面尺寸。由于型鋼外包混凝土，可以防止鋼構件的局部屈曲，提高了鋼構件的整體剛度，顯著改善了鋼構件平面扭轉屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發揮。而且型鋼混凝土組合結構的延性和耗能性能明顯優于鋼筋混凝土結構，抗震性能強。
（2）結構施工方便
由于型鋼骨架自身的結構性能，可以承擔一定的施工荷載。型鋼混凝土結構施工時，型鋼可以作為施工支架，同時可作為下層結構澆筑混凝土的操作平臺。而且型鋼混凝土結構不受混凝土需達到一定強度的限制，可進行后續施工作業，有效縮短了施工周期。
（3）節約建筑材料，綜合效益好
與鋼結構相比，型鋼混凝土結構可節約鋼材達50%以上，降低了造價。另外，外包混凝土也增加了結構的耐久性和耐火性，避免了鋼結構防銹、防腐蝕、防火性能較差，需要經常維護的弱點。與鋼筋混凝土結構相比，構件的截面尺寸小，自重輕，可以增加使用面積，便于建筑靈活布置。

3型鋼混凝土結構在我國的應用

50年代初，我國從前蘇聯引進了SRC結構，主要用于工業廠房。包頭電廠的主廠房和鞍山鋼鐵公司的沉鐵爐基礎是由前蘇聯設計，由我國施工的SRC結構，后來由于片面追求節省鋼材，其應用只限于少量工業廠房和特殊結構，并于60年代末，這種結構幾乎停止使用。隨著我國建筑業迅猛發展，在我國北京、上海、大連等地也相繼建成了一批型鋼混凝土結構高層建筑，典型的有北京香格里拉飯店，24層，柱采用型鋼混凝土柱，梁采用組合梁；上海瑞金大廈，地上27層，地下1層，高107米，由型鋼混凝土及普通鋼筋混凝土內筒、型鋼混凝土框架組成；上海金貿大廈主體結構采用核心筒加圈復合巨型柱，在主體核心筒外圍4個立面處成對規則地布置的8根巨型柱是由寬翼H 型鋼、鋼筋、高強混凝土復合而成，復合柱內的H型鋼相隔一定高度與外伸桁架的鋼梁和斜撐相連接，既能承受重力，又能抵抗橫向風荷載和地震作用；香港中心大廈是一座現代化智能型超高層建筑，地上建筑高度為292米，采用型鋼混凝土組成巨型結構體系。
此外，型鋼混凝土結構也廣泛應用于橋梁工程中，特別是鋼-混凝土疊合板組合梁推廣較快。因為其省掉了高空支模工序和模板，用于橋梁可以不中斷下部交通，具有較好的綜合效益。1993年，北京市市政工程設計研究總院設計的北京國貿橋，在二個主跨采用了鋼-混凝土疊合板連續組合梁結構，當時疊合板組合梁在國內城市立交橋中的應用尚屬首次。其綜合效益為：（1）比原現澆橋面板方案節省近1000m²的高空支模工序和模板，減小現場濕作業量，縮短工期，且不中斷下部交通；（2）比鋼筋混凝土梁橋自重減輕約50%；（3）比鋼橋節省鋼材3000噸左右。鋼-混凝土疊合板組合梁在橋梁結構中的應用成功地實現了“輕型大跨，預制裝配，快速施工”的目的，符合我國城市立交橋建設的國情。建成國貿橋以后，僅北京又有6座大跨立交橋的主跨采用了鋼-混凝土疊合板組合梁結構，最大跨度已達到70m。此外，上海南浦大橋和楊浦大橋的橋面結構也采用了鋼-混凝土疊合梁結構。國內深圳、長沙、岳陽、海口、鞍山、石家莊、濟南、西安等城市也正在建造大跨鋼-混凝土疊合板組合梁橋結構，最大跨度已達到95m。

4 型鋼混凝土結構在我國的發展

型鋼混凝土結構在我國應用和研究的時間還不長，但經過試驗研究和工程實際應用， 1998年冶金工業部頒發了我國第一部型鋼混凝土結構行業標準《鋼骨混凝土結構設計規程》(YB9082-97)。2002年，建設部頒布了國內第二部型鋼混凝土結構行業標準《型鋼混凝土組合結構技術規程》（JGJ138-2001）。兩部規程的頒布推進了我國工程結構領域的技術進步，推動了型鋼混凝土結構在我國的應用。
目前我國對型鋼混凝土結構的研究從一般的梁、柱局部構件試驗研究和理論分析發展到對各種復雜的節點構造、結構整體模型的試驗研究和理論分析，主要成果如下^[4-8]：
（1）型鋼與混凝土的共同工作性能。SRC結構中，型鋼與外包混凝土能否變形協調，是兩者共同工作的基礎，因此國內學者對鋼-混凝土材料的構成對結構剛度及承載力的影響、SRC的黏性滑移性能、型鋼混凝土構件中剪力傳遞機理、考慮自然粘結的型鋼混凝土結構錨固可靠度問題等進行研究。
（2）型鋼混凝土構件自身的力學性狀研究。主要包括SRC柱的軸壓性能、壓彎性能、抗剪性能和抗震性能；SRC梁的抗彎性能，抗剪性能、剛度和裂縫寬度計算方法；SRC梁—柱節點的承載力、剛度和構造研究。
（3）型鋼混凝土結構在橋梁設計方面的問題研究，主要涉及型鋼混凝土橋梁結構的節構造分析與處理；型鋼混凝土橋梁結構全過程時效分析等問題。

5 結語

由于型鋼混凝土結構承載力高、抗震和抗火性能好、造價適中等特點，使得其在高層與超高層建筑、大跨度公共建筑以及大型重型工業廠房中得到廣泛的應用。目前多種新型型鋼混凝土結構被研究開發出來，但很多還缺乏深入系統的研究，設計理論和設計方法還需要完善，我們應對其關鍵技術進行更深入的研究，編制出相關技術規程，推動型鋼混凝土結構在我國的發展與應用。
 
參 考 文 獻

1. 趙鴻鐵. 鋼與混凝土組合結構[M]. 北京：科學出版社, 2001.
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4. 楊勇. 型鋼混凝土粘結滑移基本理論及應用研究[D].西安：建筑科技大學, 2003.
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6. 楊勇, 郭子雄, 聶建國等. 型鋼混凝土結構ANSYS數值模擬技術研究[J].工程力學，2006，23（4），79-85.