摘要：隨著我國經濟的快速發(fā)展，城市化進程也加快了腳步，高層建筑為城市增添了繁華，也有效的緩解了城市土地的緊張。作為符合我國國情的重要的建筑結構，高層建筑鋼—混凝土混合結構在高層建筑中的廣泛應用，有效的保證了高層建筑的質量，滿足了人們對高層建筑的需求。因此加強對高層建筑鋼—混凝土混合結構的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文對近年來我國高層建筑鋼—混凝土混合結構的發(fā)展做了總結，并對諸如巨型鋼—混凝土組合柱、高強混凝土鋼板組合剪力墻等新型的混合結構做了研究，進而展望了鋼—混凝土混合結構在高層建結構中發(fā)展，以期能夠為今后高層建筑混合結構的發(fā)展提供借鑒。

關鍵詞：高層建筑；鋼—混凝土；混合結構；發(fā)展；展望

前言

鋼—混凝土混合結構是近年來在國內迅速發(fā)展并廣泛應用的一種高層建筑結構體系，它具有鋼結構和混凝土結構的雙重優(yōu)點，與混凝土結構相比，不僅降低了結構的自重，并且還降低了結構斷面的尺寸，提高了結構受力的性能和施工的速度；與單純的鋼結構相比，防火性能、抗風荷載作用都有效的提高，并且用鋼量也有所減少，有效的降低了造價成本。目前，在鋼—混凝土混合結構的應用上，我國已建成一批如上海金茂大廈、上海環(huán)球中心、北京國貿三期等高度在200～500m的建筑，并且在高層建筑中，鋼—混凝土混合結構體系的應用比例還在不斷上升，因此，加強對該結構體系的研究和總結，對其健康持續(xù)的發(fā)展具有重要的意義。

一、鋼—混凝土混合結構的概述

鋼—混凝土混合結構是在鋼結構和混凝土結構的基礎上發(fā)展起來的一種新型結構，現(xiàn)在廣泛應用于超高層建筑和大跨度橋梁等工程中，與傳統(tǒng)的混凝土結構、砌體結構、鋼結構、木結構并列成為五大結構，它不僅具有混凝土的抗壓能力和承重能力強的優(yōu)點，還具有鋼的抗拉能力及抗剪能力好的優(yōu)越性能，在實踐中已經取得良好的經濟效益和社會效益。通常，根據鋼與混凝土組合結構所采用鋼材形式與配鋼方式的不同，可以將其分為組合樓板、鋼與混凝土組合梁、型鋼混凝土、鋼管混凝土等多種形式。其主要特點有

1、承載力提高。據相關實驗表明，鋼—混凝土混合結構在梁截面受局部載荷時，可破壞載荷大約為設計載荷的2.2～2.6倍（文獻4），能夠有效的提高承載力。

2、抗疲勞性能好。由于混凝土翼板的存在，有效的降低了鋼梁上翼緣應力，在實際應用中也表明混合結構梁比純鋼梁具有更好的抗沖擊、抗疲勞的能力。

3、節(jié)約鋼材用量。在該混合結構中，混凝土可以替代部分鋼結構，使得用鋼量大幅下降，實踐表明（文獻4），鋼—混凝土混合結構梁比鋼結構梁用鋼量少20%～40%。

4、增加剛度，提高抗震性和穩(wěn)定性。一方面，混凝土板參與梁的工作，有效的增加了梁的剛度，在用鋼量相同的條件下，與鋼梁結構相比，梁撓度可減少30%～50%，并且截面高度減小1/4～1/3。另一方面，混合結構梁上翼緣側向剛度大，進而使得整體穩(wěn)定性提高，從而提高了抗震性能。

二、鋼—混凝土混合結構的工程應用

目前，我國高層建筑鋼—混凝土混合結構體系主要有框架—筒體結構體系、巨型柱框架核心筒結構體系、筒中筒結構體系和其他新型結構體系。

1、框架—核心筒結構體系。該種混合結構體系具有協(xié)同工作的特點，屬框架剪力墻結構體系的特例，大部分剪力由核心筒承擔，對抗震、抗風起到第一道保護防線的作用。外周框架主要確?；旌辖Y構的整體性，承擔豎向載荷，起到第二道屏障的作用。該種結構體系外框架柱間距一般在8m～10m之間，且布置方式也較為靈活。在高層建筑中，若需提高整個結構的抗側剛度，可以在外框架與核心筒之間設置伸臂桁架，還可以在外圍框架設置環(huán)帶桁架。該種結構體系廣泛應用于超高層建筑中，其建造高度可達400m以上。以南京綠地紫峰大廈為例（如圖1所示），該高層建筑屋頂高達381m，天線頂尖高度為450m，共70層，結構體系采用了帶伸臂桁架的框架—核心筒混合結構體系，位于結構三角形平面中心的核心筒由型鋼混凝土剪力墻組成，有效的提高了抗風、抗震的能力。

2、巨型柱框架—核心筒結構體系。該結構體系由外圍巨型組合柱、伸臂桁架及核心筒組成。該結構體系的應用，可以減少建筑對環(huán)帶桁架的依賴程度，并可以有效的提高整個結構的抗側力效率，且該結構體系在實際運用中，具有相當大的靈活性，造價也相對較低，便于施工建設。例如，上海的金茂大廈（如圖2所示），高372.1m的88層多功能建筑，結構體系采用巨型柱框架核心筒伸臂桁架的鋼—混凝土混合結構體系，外周有8根鋼筋混凝土巨型柱，與核心筒共同組成抗側力體系，在角部的8個小鋼柱主要承受豎向載荷。