上海市工程建设咨询监理有限公司
摘要：型钢混凝土结构是一种新型的建筑施工方法，但是作为个案运用中被我国上海著名结构专家否定，取而代之的是一种钢结构的方案。案例简介，该公共建筑项目位于某市的核心位置，总建筑面积10平方米，地上建筑面积7万平方米，地下建筑面积3万平方米。地上建筑共有七层，建筑高度50m。地下二层，10米。屋面是型钢混凝土大梁（高4米，宽2米，长约16米），这些大梁需要承受建筑四周悬挂的全玻璃幕墙荷载，柱网尺寸为16米X16米，在四角分别设置筒体，形成大空间室内布局。单边长度由七跨组成，平面尺寸达117米X117米。该公共建筑形态上是长方形，并在四角斜切而成的“钻石型”建筑，三层以上往外悬挑，最大悬挑尺寸为16米。外方设计院负责建筑方案设计，结构为型钢混凝土柱和梁，屋面是型钢混凝土大梁（高4米，宽2米，长约16米），构成了N个类似小型游泳池。中方设计院认为采用钢结构方案更加合适。
两种结构都是现代施工中较为新颖的施工方案，也在实际施工过程中起到重要的作用。型钢混凝土结构同时具有钢结构和混凝土结构的特点，刚度大，承载能力强，抗震能力强，是近些年来发展起来的新型建筑结构。钢结构也是一种新型的建筑结构，钢结构的材质均匀，制作精度大，施工周期短，也是一种良好的施工方法。因此，本文同时分析了两种建筑方式的施工经济成本、工期、安全以及建筑功能，用以比对分析。
关键词：钢结构；型钢混凝土结构；结构功能；个案运用评述
引言：
钢结构是建筑方面运用普遍的一种建筑方式，已有几十年的历史，性能稳定，质量好，也具有易于装配的特点，这种方式装配出的建筑物质量好、密度高，还能大大的缩短工期，是一种绿色节能的建筑方式。由于我国钢铁研究逐渐进步，炼造技术也取得了进步，因此，促进了钢结构工程的发展。随着工程实施的逐渐推进，钢结构的设计方法和施工技术也得到了更新和发展。工程建设也不断的增加，因此，也就不断完善了钢结构设计和施工方面的技术。然而，继传统的施工工艺之后的新型建筑结构---型钢混凝土的施工工艺也被逐渐应用到了建筑中去，怎样提高现代建筑的施工技术，进一步降低成本，已是一个十分重要的研究课题。
一、型钢混凝土结构概述
型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构型式。由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢以其固有的强度和延性。使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点。与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。有针对性地推广应用此类结构，对我国多、高层建筑的发展、优化和改善结构抗震性能都具有极其重要的意义。
二、钢结构的建筑原则概述
钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与型钢混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势，在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构五大子类。
三、本案型钢混凝土结构与钢结构的优点与缺点的比较
（一）、型钢混凝土缺点自重大，荷载相应增加，对下部结构柱型粗大，投资增加，由于柱子宽大，减小了停车面积和使用面积，经济上不合理。钢结构由于是空腹结构相对自重轻，包括屋面和楼面梁都是空腹结构，可以穿越许多管线，节约有限的室内空间，满足使用者对室内净高要求，提高舒适度。
（二）、按照绿色建筑要求，型钢混凝土结构单体预制率只能达到18.5%，如何采用钢结构单体预制率可提升到45.6%，满足沪建建材［2016]601号条文要求预制率大于40%。去年底国务院印发的（“十三五”节能减排综合工作方案）要求强化推广绿色建材、装配式和钢结构建筑，2017年1月，住建部发布了（装配式钢结构建筑技术标准）征求研究稿，特别是钢材完全可以重复循环利用的绿色材料，如果需要，可以为后代留下环保材料，节约资源。
（三）、从施工的便捷性角度来说，本案钢结构与型钢混凝土的结构比较，钢结构钢材更加便于运输、连接，吊装更加便捷；型钢混凝土梁却需要搭接大量的脚手架，脚手架必须从地下二层10米，往上搭接至高空50余米。由于建筑中部及周边存在大量开洞，脚手架搭接复杂，还要在50米高空现浇混凝土大梁（高4米，宽2米），需要支模，绑扎钢筋，而且在上部屋面结构施工时，屋面以下的分部分项工程不能进行施工，工期会大大拉长，财务成本就会增加，总成本会有较大的提高，经济上也不合理。
（四）、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.最初人们把钢结构用混凝土包起来,目的是为了防火和防腐蚀,后来经过试验研究才确认混凝土外壳能与钢结构共同受力。但是，由于防锈、防火油漆的质量不断提高，钢结构涂上高质量这种油漆后，同样具有良好的耐久性、耐火性。
（五）、由于屋面构成N个小型游泳池，从给排水角度来分析屋面平台排水造成一定困难；从建筑面积来看，由于屋面型钢混凝土大梁高4米，宽2米，长度16.8米，如果在上面覆盖的话，就会超过规划部门规定的总建筑面积，如果不予覆盖，又难以使用，也是一种投资上的浪费，不经济。
（六）、本案例的型钢混凝土结构不抗拉，其抗拉强度只有抗压强度的5%到10%，该结构屋面是悬臂梁，屋面大梁结构要承受四周向下的大幕墙拉力；如果有不可预见的事件或者二三十年以后，悬臂也许会开裂，生锈，耐久性差，同时，维护费用会突然增大。
（七）、近年来国家对钢铁去产能工作高度重视，也是供给侧结构性改革的重要任务，并作出了一系列重要决策部署。在党中央、国务院的坚强领导下，经过各地区、各有关部门、各相关企业的共同努力，2016年钢铁去产能工作全国钢铁行业压减粗钢产能6500万吨以上：2017年5月18日，发改委政策研究室透露，今年全国共退出钢铁产能3170万吨，因此，本项目使用大量钢结构替代型钢混凝土也是符合当前国情之需。此外，我们可以预测，由于国际国内经济仍然处于下行趋势，国内钢材的价格会由升转为逐步下降，未来本项目仅购买钢材一项可以为国家财政节约大量资金。
（八）、型钢混凝土梁施工危险性大，高大脚手架，从地下10米搭接至50米高空，中间又有旋转的中厅，脚手架搭接复杂，不仅工期长，而且危险期长，发生安全事故概率相对较大，一旦发生安全事故，经济损失巨大和经济补偿高，从经济学来讲，应该优选比较安全的施工方案。即钢结构施工方案，由于钢结构采用机械吊装，运输方便，技术成熟，危险性相对较小，发生安全事故概率较低，本案例经济上作为首选方案。
四、结论：
钢结构作为新型的结构形式开始应用于建筑结构中，以其性价比高、结构性能好的优势受到欢迎，作为设计和项目管理者，要对结构形式是否适合钢结构的应用做好判断，对于应用的钢结构，要严格按照设计原则进行规范，确保经济又稳定的钢结构建筑。型钢混凝土结构施工技术在当代工程施工中的广泛运用，不仅有效地提高了建筑结构的稳定性和可靠性，还促进了我国建筑行业的发展。因此，在型钢混凝土结构的施工时，必须努力提升施工技术，掌握施工重点和要点，做好质量控制工作。在实际的建设过程中，要根据绿色环保材料使用、综合造价、工期以及施工安全等多角度来考虑，选取合适的建筑结构形式。
参考文献：
[1]郭森亮.某工程型钢混凝土转换梁设计[D].华南理工大学,2010.
[2]李震.基于压电陶瓷的型钢混凝土柱界面缺陷识别研究[D].湖南大学,2015.