根据《型钢混凝土组合结构技术规程》( JGJ 138—2001) 的基本假定，以及混凝土、钢材、钢筋材料的本构 关系，提出了钢-混凝土组合截面设计的实用计算方法。首先将钢材进行单元离散，再用数值积分的方法得到各离 散单元的抗弯、抗压(拉)承载力的计算公式，整个钢材的承载力即为每个离散单元承载力之和。最后根据受力平 衡条件，推导出了截面的配筋量计算方程组。方程组中所有参数均在文中给出了解析表达式，使该方法具有运算
高效、便于实现电算化的特点。方法不受钢-混凝土组合截面的受力状态、钢材形状的限制，能够解决《规程》中只 对特定一种截面形式和受力状态进行设计的问题，适用范围广泛。 ［关键词］ 钢-混凝土组合截面; 任意形状钢材; 离散单元; 配筋计算
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1002-848X(2013)10-0036-05 Practical algorithm for design of steel-concrete composite section Zheng Yinrui1，2，Zhu Jiejiang1 (1 Department of Civil Engineering，Shanghai University，Shanghai 200072，China; 2 Shanghai Tonglei Civil Engineering Technology Company，Shanghai 200433，China) Abstract:According to the basic assumptions in Technical specification for steel reinforced concrete composite structures ( JGJ 138—2001) and constitutive relation of concrete，steel and reinforced bar，a practical algorithm for design of steel-concrete composite section was proposed． Discrete element method was applied to the steel and the formulas for bending capacity， compressive capacity and tensile strength of each discrete unit were given by numerical integration． The sum of the bearing capacity of each discrete unit is recognized as the bearing capacity of the whole steel． Finally，the equations for reinforcement calculation according to the force balance condition were deduced． Each parameter in the equations has an analytical expression，which makes it an efficient method and facilitates the realization of computerization． Compared with the method in the specification，the proposed method has a wider range of applications for it is immune to the limits of stress status and the shape of steel． Keywords:steel-concrete composite section; arbitrary-shaped steel; discrete unit; reinforcement calculation
作者简介:郑愔睿，博士研究生，Email:caitong1117@ 126． com。 0 引言
现今，建筑高度不断刷新记录，单纯的混凝土结 构或钢结构已不能满足超高层建筑结构延性、抗震
性能等需求，钢-混凝土组合构件在超高层建筑中的
应用越来越广泛。与钢筋混凝土结构相比，钢-混凝
土结构具有强度高、刚性大、延性好的特点，因而特
别适用于抗震区的高层及超高层建筑。它在提高结 构抗震性能的同时，还大幅降低了梁柱等构件的截 面尺寸，使房间的使用功能大大改善、降低了造价。 与钢结构相比，钢-混凝土结构不仅能节约钢材、降 低造价，而且有利于防火、防腐和防锈。另外，钢-混 凝土构件比钢结构构件刚度大得多，所以在超高层
建筑中可以克服钢结构变形过大的缺点［1］。 目前，钢-混凝土组合构件设计一般参照《型钢
混凝 土 组 合 结 构 技 术 规 程 》( JGJ 138—2001 )［2］ ( 以下简称《规程》) 进行，但是《规程》中只给出形 如图 1( 图中 As 为受拉侧钢筋面积，As '为受压侧钢 筋面积，下 文 同) 情 况 的 配 筋 方 法。在 实 际 工 程
中，钢-混凝土组合截面中的钢材形状多种多样，此
方法远远不 能 达 到 实 际 应 用 的 需 要，本 文 给 出 了
钢材为任意形状的钢-混凝土组合截面的配筋量实 用算法。 图 1 工字形钢-
混凝土截面配筋 1 基本假定
根据《规程》对构件正截面承 载力计算做如下基本假定:1 ) 截 面应变保持平面;2 ) 不考虑混凝
土的抗拉强度;3 ) 受压边缘混凝
土极限压应变 εcu 取 0. 003，相应 的最大压应力取混凝土轴心抗压
强度设计值 f c，受压 区 应 力 图 形
简化为等效矩形应力图，其高度
取按平截面假定所确定的中和轴
高度乘以系数 0. 8，矩形应力图的应力取为混凝土 轴心抗压强度设计值;4 ) 钢筋、钢材应力取应变与

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