浅谈型钢混凝土结构在铁岭某商业建筑中的应用

那威

摘要：在铁岭某大型综合商业项目中，局部采用型钢混凝土

梁、柱等结构构件，来解决建筑中大跨，使用净高及整体结构超长问题。

关键词：大跨 建筑净高 钢筋混凝土框架结构超长

铁岭某大型综合商业项目位于铁岭市凡河新区赣江路南侧，凡河南岸。项目总建筑面积约19万m2，主要包括地上二～四层商业建筑及地下一层停车库，其中地上商业建筑采用钢筋混凝土框架结构（局部加型钢）。

以该综合项目中的M商业区为例，M区由各建筑单体相互连接成整体，建筑面积大，平面复杂，给结构设计带来一些需要解决难题，如何解决呢？经项目组的讨论，因型钢混凝土组合结构具有如下优点：

①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，因而可以减小构件截面。对于建筑，构件截面减小，可以增加使用面积和层高，经济效益很大。

②型钢在混凝土浇筑之前已形成钢结构，具有较大的承载能力，能承受构件自重和施工荷载，可将模板悬挂在型钢上，模板不需设支撑，简化支模，加快施工速度。在建筑中型钢混凝土不必等待混凝土达到一定强度就可继续施工上层，可缩短工期。由于无临时立柱，为进行设备安装提供了可能。

③型钢混凝土组合结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，尤其是实腹式型钢，因而此种结构有良好的抗震性能。

④型钢混凝土组合结构较钢结构在耐久性、耐火等方面均胜一筹。从经济性的角度来看，型钢混凝土框架较钢框架可节省钢材50%或者更多。

本工程中局部采用了型钢结构构件用于解决结构

本身及建筑使用功能上的技术问题，具体方法有以下几点：

1 结构设计中对大跨柱网的解决方法

本项目的商业建筑中，地上柱网尺寸大部分为8.4mx

8.4m，其中M区某地上商业建筑一层因设置通往地下车库的坡道而抽掉了柱网上的一根框架柱，使得柱网尺寸变为16.8mx16.8m，见图1。

如果采用普通混凝土结构势必会增加梁，板截面尺寸，即增加结构自重又影响建筑净高，而且也无法保证正常使用条件下的裂缝与挠度问题。通过在大跨周边框架梁，柱中设置型钢，即能减小梁，柱截面，提高承载力又能满足构件变形要求，经过构件及结构整体分析计算，构件配筋和验算参数如下：

N-C=102（101）B*H*U*T*D*F（mm）

=600*600*16*16*300*150

Cx=1.25 Cy=1.25 Lc=4.800（m） Nfc=2 Rcc=45.0

Rsc=345 Fy=360. Fyv=360.

型钢混凝土柱，按规程JGJ 138-2001、JGJ 3-2010

（28）Nu=-4213. Uc=0.330 Rs=0.80（%） Rsv= 0.99（%） Asc=254.0

长细比：Rmdx=37.61 Rmdy=37.61

宽厚比：b/tf=4.19 b/tf_max=19.00

高厚比：h/tw=8.38 h/tw_max=81.00

抗剪承载力：CB_XF=563.3 CB_YF=522.1

（28）N=-2919. Vjx=1191. Asvjx=163.

（31）N=-2621. Vjy=-873. Asvjy=163.

N-B=1024（13）B*H*U*T*D*F（mm）

=400*1000*16*800*150*26

Lbin=1.80（m） Lbout=1.80（m） （I=3679，J=3680） Nfb

=2 Rcb=30.0 Rsb=345 fy=360. fyv=360.

型钢混凝土梁，按规程JGJ 138-2001

宽厚比b/tf=2.58 b/tf_max=19.00

高厚比h/tw=46.75 h/tw_max=91.00

综合以上计算分析结果，结构设计局部施工图见图2。

2 结构设计中对房间净高问题的解决

例如本项目中餐饮区域的厨房楼面需降板500mm，降板范围填轻集料混凝土。这样一来使得结构自重较大，又要保证下层房间的使用净高要求，结构设计时，在厨房降板范围采用型钢梁及型钢柱的方法解决结构截面问题，保证净高使用要求。

3 解决整体结构超长问题

本项目以M区商业为例，地上建筑总长201.7m，总宽139.4m，包括6个分区。如果不设永久伸缩缝使结构连为整体，将不满足《混凝土结构设计规范》8.1.1条对伸缩缝最大间距的要求，而且也无法保证结构建成后对裂缝的控制，对结构本身及使用上都将造成不利影响。

经过深入研究和讨论，决定将整个M区地上建筑分为5个单体，使每个单体的长度不至过长，基本在超规范要求的20%以内，各单体本身也采取了如下措施用于防裂：

①在楼板上皮附加○/ 6@200通长温度钢筋；

②适当增加梁腰筋的配筋率，实际配筋为梁腹板截面的0.15%左右；

③结构每隔30～40m左右设置一道宽800mm的伸缩后浇带，后浇带两侧混凝土浇灌两个月以后，再用强度等级高一级的微膨胀混凝土低温下浇筑。

各单体本身满足要求后，将各单体间用连廊连接成整体，即满足商业的整体使用要求，在概念及计算上又能分单体分析。连廊局部连接节点见图3。

4 设计建议和体会

随着社会的经济发展及人们的生活需要，大型商业项目在城市中的建设数量逐年增多，而大型商业项目通常具有较复杂的平面布置及空间要求，如能灵活的运用型钢混凝土结构解决局部大跨、使用净高和结构超长问题，即能减轻结构自重，节约成本又能改善外观效果，使建筑看起来更加简约、轻盈。笔者认为这种在混凝土结构中局部加设型钢的方法在大型商业建筑中将成为一种趋势。

参考文献：

[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010.

[2]《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001.

[3]《型钢混凝土组合结构构造》04SG523.