浅议大跨度结构方案审核

在承载力方面，由于型钢混凝土梁截面配钢（筋）率上限值相比预应力混凝土梁（配筋率一般按普通钢筋抗拉强度设计值换算）有所增加，其抗弯承载力大于预应力混凝土梁；另外，型钢混凝土梁的型钢腹板参与抗剪计算，抗剪承载力一般也大于预应力混凝土梁。

在控制挠度方面，型钢混凝土梁刚度计算时考虑型钢作用，由于型钢配钢率较大，弹性模量约为混凝土的7倍，可大幅度提高梁的抗弯刚度，减小跨中挠度。预应力混凝土梁由于预应力筋对受拉区混凝土的预压作用，使得更多受压区混凝土参与梁的抗弯刚度计算，提高梁的刚度。另外，预应力筋张拉反拱作用能有效降低梁的等效弯矩作用，进而减小跨中挠度，其效率比型混凝土梁更高。

在裂缝控制方面，型钢混凝土梁由于配钢（筋）率较大，相同荷载条件下，受拉区型钢和钢筋拉应力则会减小，进而减小梁受拉区混凝土拉应变和裂缝宽度；预应力混凝土梁直接给预拉区的混凝土施加压应力，进而减小混凝土拉应变和裂缝宽度。相比而言，预应力混凝土梁对于减小梁的裂缝宽度更加直接有效。

在构造和施工方面，钢结构施工较为简单，且为装配安装方式，对工期有较大优势；型钢混凝土梁中型钢与钢筋混合配制，施工吊装、节点连接、混凝土浇捣受到一定影响，另外，梁端如果刚接，需要在柱中同样埋入型钢。预应力混凝土施工时预应力筋需要焊接定位支架、铺放波纹管、预应力穿束，待混凝土强度达标时进行张拉、灌浆和封锚，需要张拉锚固设备，张拉端施工时应预留张拉空间。二者施工工艺均较普通混凝土梁复杂，相比而言，缓粘结预应力混凝土梁在施工工序、施工质量方面更具优势。

在抗震性能方面，钢结构优于型钢混凝土梁优于预应力混凝土梁。

在造价方面，钢结构费用最高且后期维护繁琐，型钢混凝土梁材料费、施工措施费稍高，加之与型钢混凝土梁连接的柱内也需配置型钢，综合造价较高。预应力混凝土结构成本最低。

综上，当大跨度混凝土梁设计的主要目标为减轻自重、控制挠度和裂缝时，相比而言，预应力混凝土梁更具优势。对于承载力需求大、抗震要求高的大跨度混凝土梁，如转换梁或9度区的框架梁等，建议采用型钢混凝土梁。跨度上有更大要求且平面较为规整的结构可采用钢结构屋面做法。