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[摘要]：本文介绍型钢—混凝土组合结构体系的内涵、构造及施工操作要点，并以具体的工程实例来进行分析，说明此种结构体系的优势所在。
[关键词]：型钢—混凝土；组合结构；施工技术；结构设计
1、型钢—混凝土结构介绍
型鋼—混凝土结构又称钢骨混凝土结构，也成为钢筋混凝土结构，又称SRC结构。是指梁、柱、墙等杆件或构件，以型钢为骨架，在型钢外包裹混凝土形成的新型结构，分别继承了钢结构和钢筋混凝土的优点，同时又克服了二者缺点的新型结构体系。由于这种结构体系明显的优势，故使其在近年的高层建筑中得到了广泛的应用。
2、型钢—混凝土结构构造
柱中型钢多用钢板焊接而成，亦有用轧制型钢的，其截面形式如图（1）所示。十字形截面形式用于中柱，T形截面用于边柱，L形截面适合于角柱，应用较多的是实复式宽翼缘H型钢。
2.1、节点构造
组合结构节点应做到传力明确，构造简单，确保梁端型钢部分的应力能可靠地传递到柱型钢，故该节点应为刚节点，同时为保证组合结构的梁柱节点区混凝土的密实性，节点的连接构造还应便于浇筑混凝土。各类型钢混凝土柱节点连接，均宜采用柱型钢贯通型，且柱中纵向受力钢筋不应在中间各层节点截断。另外，由于在有梁约束的节点区，型钢混凝土柱型钢的抗剪承载力较大，宜尽可能减少梁纵向钢筋穿过型钢混凝土柱的数量，且不宜穿过型钢混凝土柱翼缘。
（1）型钢混凝土柱型钢与型钢混凝土梁的连接
节点内梁、柱型钢的连接构造应满足《钢结构设计规》（GB50017-2003）的构造要求。为了保证梁端的内力更好地传递，还应沿高度方向，在型钢柱对应型钢梁的上、下翼缘处设置水平加劲肋。加劲肋应与梁端型钢翼缘等厚，且其厚度不小于12mm，加劲肋形式宜便于混凝土的浇筑。
（2）型钢混凝土柱钢筋混凝土梁节点连接
型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的形式有：钢筋混凝土梁钢筋贯通、钢筋混凝土梁纵筋与短钢梁搭接、钢筋混凝土梁纵筋焊于钢牛腿三种连接方式。对于钢筋混凝土梁纵筋与短钢梁搭接搭接连接，在柱的型钢上加焊一段工字型短钢梁，并在顶部加焊两排栓钉连接件，其间距不小于100mm。钢筋混凝土梁的纵向钢筋应伸入型钢混凝土柱的节点，且应满足钢筋锚固要求。梁内钢筋不应与柱内型钢焊接连接。当必须在柱内型钢翼缘上预留贯穿孔时，宜按柱端最不利内力组合预算预留孔承载力，若不满足，应予以补偿。
2.2、施工要点
型钢混凝土结构上由混凝土包裹型钢而成的机构，其特征是在型钢结构的外面有一层混凝土外壳。型钢混凝土中型钢，除采用轧制型钢外，还可以广泛采用焊接型钢，并配合使用纵向钢筋和箍筋。
（1）型钢和箍筋加工
施工中应确保现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，其焊缝质量应满足一级焊缝质量要求。对一般部位的焊缝，应进行外观质量的检查，并应达到二级焊缝质量等级要求。
十字形和工字形型钢柱的腹板与翼缘、水平加劲肋与翼缘的焊接应采用坡口熔透焊缝，水平加劲肋与腹板的连接可采用角焊缝。
栓钉焊接前，应将构件表面的油、锈清除；焊接后栓钉钉允许偏差在±2mm以内，同时按有关规定抽样检查其焊缝质量。
在梁柱接头处和梁的型钢翼缘下部，由于浇筑混凝土时有部分空气不宜排出，或因梁的翼缘过宽不宜浇筑混凝土。为此，要在一些部位预留排出空气的孔洞和混凝土浇筑孔。
型钢混凝土结构中的钢筋绑扎与混凝土结构中的钢筋绑扎基本相同，由于柱的纵向钢筋不能穿过梁的翼缘，因此，柱的纵向钢筋只能设在柱的四角以及没有梁的位置。在梁柱节点部位，柱的箍筋应在型钢梁腹板上已预留好的孔中穿过，但由于无法超过多根钢筋，故先将钢筋分段，再用电焊焊接；不宜将箍筋直接焊接在梁的腹板上，因为节点处受力交复杂。
（2）模板安装与混凝土浇筑
可将梁底模板用螺栓固定在型钢梁或角钢桁架的下弦上，而完全省去梁下的支撑。楼盖模板可用钢框目模板和快拆体系支撑，以达到加速模板周旋的目的。施工时，型钢骨架的安装应遵守钢结构的有关规范和规程；混凝土的浇筑应遵守有关混凝土施工的规范和规程。在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不宜充实和填满处，应仔细进行浇筑和捣实，以确保其密实度和开裂。
3、工程具体实例应用
3.1工程概况
本工程为地上35层，地下2层的高层建筑，建筑面积约3.5万m2，总高度为128m，标准层层高3.30m，5层以下为商场，6层以上为高档公寓，采用型骨—混凝土组合结构体系。
3.2、结构选型及结构布置原理 本工程原来采用的是钢筋混凝土结构，电梯井采用的是剪力墙，由于混凝土方量较大，结构沉重，为此采用型钢—混凝土组合结构体系。自重轻、地震作用小、减小了钢—混凝土剪力墙结构平面的刚度偏心影响，有较好的延性，施工简便，大大缩短了工期。
4、型钢—混凝土组合结构体系的优势
4.1施工便于流水作业，工期缩短。本工程建筑平面中剪力墙未形成独立的筒体结构，不可能先行施工，国内很多钢—混凝土混合结构是筒中筒结构，筒体可以先于钢结构6~10层浇注混凝土墙体，而后安装钢结构。如果本工程采用一般混凝土剪力墙，钢结构与墙各层需同步施工，必然影响钢结构的进度，失去了钢结构施工快的优势。因此，本工程在混凝土剪力墙中设置钢柱梁及斜撑，组成临时稳定的结构，与钢框架同时安装形成整体框架——支撑结构，安装之后逐层浇注钢筋混凝土墙。这样安装钢结构与混凝土作业分别进行，相互没有影响。
4.2型钢—混凝土组合结构在施工中，由于钢梁的安装误差与混凝土墙的施工误差相差近十倍，混凝土墙的偏斜经常发生，钢梁很难就位的情况。在本工程中于墙内设置钢骨后，与钢梁连接的预埋件和墙内钢骨柱相连，可以很好的控制钢结构误差范围内。
4.3钢骨的设置使钢骨混凝土剪力墙提高了承载能力及延性。经计算，增加钢骨柱可以减小混凝土截面及竖向钢筋，提高墙体抗压弯的承载能力。
5、结构分析及钢结构设计
5.1结构分析：本工程为型钢—混凝土组合结构，使用了SATWE及美国ETABS软件计算分析，风荷载取值：基本风压0.5km/m2，风载系数1.4，由于周边高层建筑较多，风荷按增大1.3倍计算，地震设防为7度，Ⅱ类场地上，地震作用各系数按混凝土结构取值。经计算结构主要特征如下：结构自振周期；Tx=2.95秒 ，Ty=3.13秒。
5.2型钢结构设计：
（1）型钢构件：地下一层框架柱、梁为钢骨混凝土结构，其中钢骨与一层柱截面相同，钢框架柱为焊接箱型截面，梁为焊接H型截面，停车库夹层次结构均为焊接H型钢梁柱。
最大钢柱为□550Χ550Χ25，由于层荷载较大，最大梁截面为H600Χ250Χ12Χ25；柱、梁采用的最厚钢板为25mm。楼板为压型钢板作模板上浇钢筋混凝土。
（2）钢材全部采用国产钢材，框架柱梁用Q345B 级，次梁及次要构件可用Q235B级。
（3）节点连接形式：考虑制作及现场施工简便，采用简易常用的连接方式。柱梁刚接时，翼缘剖口焊、腹板用高强螺栓连接；铰接时，腹板用高强螺栓与柱连接；墙内钢骨柱与主梁连接均为铰接。
6、小结
本工程对结构的构造、连接节点、焊接质量及材料的选取均采取了相应的措施，为保证结构安全、施工质量进度的控制，起到了重要的作用。钢框架部分采用大柱网，构件数量较少，标准层仅有12根柱，对于狭小的施工现场，减少构件吊次可以提高安装效率。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
[关键词]：型钢—混凝土；组合结构；施工技术；结构设计
1、型钢—混凝土结构介绍
型鋼—混凝土结构又称钢骨混凝土结构，也成为钢筋混凝土结构，又称SRC结构。是指梁、柱、墙等杆件或构件，以型钢为骨架，在型钢外包裹混凝土形成的新型结构，分别继承了钢结构和钢筋混凝土的优点，同时又克服了二者缺点的新型结构体系。由于这种结构体系明显的优势，故使其在近年的高层建筑中得到了广泛的应用。
2、型钢—混凝土结构构造
柱中型钢多用钢板焊接而成，亦有用轧制型钢的，其截面形式如图（1）所示。十字形截面形式用于中柱，T形截面用于边柱，L形截面适合于角柱，应用较多的是实复式宽翼缘H型钢。
2.1、节点构造
组合结构节点应做到传力明确，构造简单，确保梁端型钢部分的应力能可靠地传递到柱型钢，故该节点应为刚节点，同时为保证组合结构的梁柱节点区混凝土的密实性，节点的连接构造还应便于浇筑混凝土。各类型钢混凝土柱节点连接，均宜采用柱型钢贯通型，且柱中纵向受力钢筋不应在中间各层节点截断。另外，由于在有梁约束的节点区，型钢混凝土柱型钢的抗剪承载力较大，宜尽可能减少梁纵向钢筋穿过型钢混凝土柱的数量，且不宜穿过型钢混凝土柱翼缘。
（1）型钢混凝土柱型钢与型钢混凝土梁的连接
节点内梁、柱型钢的连接构造应满足《钢结构设计规》（GB50017-2003）的构造要求。为了保证梁端的内力更好地传递，还应沿高度方向，在型钢柱对应型钢梁的上、下翼缘处设置水平加劲肋。加劲肋应与梁端型钢翼缘等厚，且其厚度不小于12mm，加劲肋形式宜便于混凝土的浇筑。
（2）型钢混凝土柱钢筋混凝土梁节点连接
型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的形式有：钢筋混凝土梁钢筋贯通、钢筋混凝土梁纵筋与短钢梁搭接、钢筋混凝土梁纵筋焊于钢牛腿三种连接方式。对于钢筋混凝土梁纵筋与短钢梁搭接搭接连接，在柱的型钢上加焊一段工字型短钢梁，并在顶部加焊两排栓钉连接件，其间距不小于100mm。钢筋混凝土梁的纵向钢筋应伸入型钢混凝土柱的节点，且应满足钢筋锚固要求。梁内钢筋不应与柱内型钢焊接连接。当必须在柱内型钢翼缘上预留贯穿孔时，宜按柱端最不利内力组合预算预留孔承载力，若不满足，应予以补偿。
2.2、施工要点
型钢混凝土结构上由混凝土包裹型钢而成的机构，其特征是在型钢结构的外面有一层混凝土外壳。型钢混凝土中型钢，除采用轧制型钢外，还可以广泛采用焊接型钢，并配合使用纵向钢筋和箍筋。
（1）型钢和箍筋加工
施工中应确保现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，其焊缝质量应满足一级焊缝质量要求。对一般部位的焊缝，应进行外观质量的检查，并应达到二级焊缝质量等级要求。
十字形和工字形型钢柱的腹板与翼缘、水平加劲肋与翼缘的焊接应采用坡口熔透焊缝，水平加劲肋与腹板的连接可采用角焊缝。
栓钉焊接前，应将构件表面的油、锈清除；焊接后栓钉钉允许偏差在±2mm以内，同时按有关规定抽样检查其焊缝质量。
在梁柱接头处和梁的型钢翼缘下部，由于浇筑混凝土时有部分空气不宜排出，或因梁的翼缘过宽不宜浇筑混凝土。为此，要在一些部位预留排出空气的孔洞和混凝土浇筑孔。
型钢混凝土结构中的钢筋绑扎与混凝土结构中的钢筋绑扎基本相同，由于柱的纵向钢筋不能穿过梁的翼缘，因此，柱的纵向钢筋只能设在柱的四角以及没有梁的位置。在梁柱节点部位，柱的箍筋应在型钢梁腹板上已预留好的孔中穿过，但由于无法超过多根钢筋，故先将钢筋分段，再用电焊焊接；不宜将箍筋直接焊接在梁的腹板上，因为节点处受力交复杂。
（2）模板安装与混凝土浇筑
可将梁底模板用螺栓固定在型钢梁或角钢桁架的下弦上，而完全省去梁下的支撑。楼盖模板可用钢框目模板和快拆体系支撑，以达到加速模板周旋的目的。施工时，型钢骨架的安装应遵守钢结构的有关规范和规程；混凝土的浇筑应遵守有关混凝土施工的规范和规程。在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不宜充实和填满处，应仔细进行浇筑和捣实，以确保其密实度和开裂。
3、工程具体实例应用
3.1工程概况
本工程为地上35层，地下2层的高层建筑，建筑面积约3.5万m2，总高度为128m，标准层层高3.30m，5层以下为商场，6层以上为高档公寓，采用型骨—混凝土组合结构体系。
3.2、结构选型及结构布置原理 本工程原来采用的是钢筋混凝土结构，电梯井采用的是剪力墙，由于混凝土方量较大，结构沉重，为此采用型钢—混凝土组合结构体系。自重轻、地震作用小、减小了钢—混凝土剪力墙结构平面的刚度偏心影响，有较好的延性，施工简便，大大缩短了工期。
4、型钢—混凝土组合结构体系的优势
4.1施工便于流水作业，工期缩短。本工程建筑平面中剪力墙未形成独立的筒体结构，不可能先行施工，国内很多钢—混凝土混合结构是筒中筒结构，筒体可以先于钢结构6~10层浇注混凝土墙体，而后安装钢结构。如果本工程采用一般混凝土剪力墙，钢结构与墙各层需同步施工，必然影响钢结构的进度，失去了钢结构施工快的优势。因此，本工程在混凝土剪力墙中设置钢柱梁及斜撑，组成临时稳定的结构，与钢框架同时安装形成整体框架——支撑结构，安装之后逐层浇注钢筋混凝土墙。这样安装钢结构与混凝土作业分别进行，相互没有影响。
4.2型钢—混凝土组合结构在施工中，由于钢梁的安装误差与混凝土墙的施工误差相差近十倍，混凝土墙的偏斜经常发生，钢梁很难就位的情况。在本工程中于墙内设置钢骨后，与钢梁连接的预埋件和墙内钢骨柱相连，可以很好的控制钢结构误差范围内。
4.3钢骨的设置使钢骨混凝土剪力墙提高了承载能力及延性。经计算，增加钢骨柱可以减小混凝土截面及竖向钢筋，提高墙体抗压弯的承载能力。
5、结构分析及钢结构设计
5.1结构分析：本工程为型钢—混凝土组合结构，使用了SATWE及美国ETABS软件计算分析，风荷载取值：基本风压0.5km/m2，风载系数1.4，由于周边高层建筑较多，风荷按增大1.3倍计算，地震设防为7度，Ⅱ类场地上，地震作用各系数按混凝土结构取值。经计算结构主要特征如下：结构自振周期；Tx=2.95秒 ，Ty=3.13秒。
5.2型钢结构设计：
（1）型钢构件：地下一层框架柱、梁为钢骨混凝土结构，其中钢骨与一层柱截面相同，钢框架柱为焊接箱型截面，梁为焊接H型截面，停车库夹层次结构均为焊接H型钢梁柱。
最大钢柱为□550Χ550Χ25，由于层荷载较大，最大梁截面为H600Χ250Χ12Χ25；柱、梁采用的最厚钢板为25mm。楼板为压型钢板作模板上浇钢筋混凝土。
（2）钢材全部采用国产钢材，框架柱梁用Q345B 级，次梁及次要构件可用Q235B级。
（3）节点连接形式：考虑制作及现场施工简便，采用简易常用的连接方式。柱梁刚接时，翼缘剖口焊、腹板用高强螺栓连接；铰接时，腹板用高强螺栓与柱连接；墙内钢骨柱与主梁连接均为铰接。
6、小结
本工程对结构的构造、连接节点、焊接质量及材料的选取均采取了相应的措施，为保证结构安全、施工质量进度的控制，起到了重要的作用。钢框架部分采用大柱网，构件数量较少，标准层仅有12根柱，对于狭小的施工现场，减少构件吊次可以提高安装效率。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。