型钢混凝土结构设计理论及在大跨高层建筑中的应用

型钢混凝土（SRC）结构是钢——混凝土组合结构的一种主要形式，由于其承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点，已越来越多地应用于大跨结构和地震区的高层建筑以及超高层建筑。SRC结构比钢结构可节省大量钢材，增大载面刚度，克服了钢结构耐火性、耐久性差及易屈曲失稳等缺点，使钢材的性能得以充分发挥，采用SRC结构，一般可比纯钢结构节约钢材50％以上。与普通钢筋混凝土（RC）结构相比，型钢混凝土结构中的配钢率可比钢筋混凝土结构中的配钢率要大很多，因此可以在有限的截面面积中配置较多的钢材，所以型钢混凝土构件的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，从而可以减小构件的截面积，避免钢筋混凝土结构中的肥梁胖柱现象，增加建筑结构的使用面积和空间，减少建筑的造价，产生较好的经济效益。型钢混凝土结构在施工上，钢骨架可作为施工的自承重体系，获得很好的经济和社会效益，同时，由于SRC结构整体性强，延性性能好等优点，能大大改善钢筋混凝土受剪破坏的脆性性质，使结构抗震性能得到明显的改善，即使在高层钢结构中，底部几层也往往为SRC结构型式，如上海的第一高楼金茂大厚和深圳的地王大厦。据日本1978年宫城县冲地震的统计显示，在调查的95幄层数为7～17层的SRC建筑中，仅有13％（12幢）发生结构轻微损坏。因此日本抗震规范规定：高度超过45米的建筑物不得使用钢筋混凝土结构，而型钢混凝土结构则不受此限制。我国也是一个多地震国家，绝大多数地区为地震区，甚至位于高烈度区，因此在我国，推广SRC结构就具有非常重要的现实意义。到目前为止，我国采用SRC结构的建筑面积还不到建筑总面积的千分之一，而日本在六层以上的建筑物中采用SRC结构的建筑物占总建筑面积的62.8％。因此，SRC结构在我国有着非常广阔的市场和应用前景。

　　该校自二十世纪八十年代初以来一直坚持进行SRC结构计算理论与设计方法的研究，为国内较早开展组合结构研究工作的几个单位之一，现已积累了大量的实测与研究资料，在该领域有丰富的经验。研究成果部分已纳入正在编制的型钢混凝土结构设计与施工规程。我们曾与华北电力设计院合作研究并设计了山西神头电厂主厂房的钢梁——钢骨混凝土柱结构，解决了技术难题，使得该工程项目能够得以实施。还与原能源部电力设计院合作研究了火电厂中型钢混凝土结构体系的设计计算方法，并在相关规程中得到采用。（考试大注册结构工程师编辑整理）