裝配式建筑“先進成熟適用新技術(shù)”

新型裝配式鋼-混組合框架結(jié)構(gòu)體系

推薦單位：中建科技集團有限公司

1. 技術(shù)內(nèi)容

新型裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)體系（如圖1所示）是指由預(yù)制混凝土柱、型鋼梁和預(yù)制疊合樓板等主要結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件通過連接節(jié)點形成整體，共同承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)。連接節(jié)點包括預(yù)制柱與預(yù)制柱通過灌漿套筒連接的節(jié)點和預(yù)制柱與鋼梁通過新型干式連接方式形成的節(jié)點等。

圖1 新型裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)

新型干式連接節(jié)點（如圖2、圖3所示）在常規(guī)現(xiàn)澆鋼骨連接節(jié)點的基礎(chǔ)上進一步創(chuàng)新后與預(yù)制混凝土柱有機的結(jié)合了起來，連接節(jié)點與預(yù)制柱一同在工廠現(xiàn)澆，既免去了施工現(xiàn)場梁柱節(jié)點區(qū)后澆混凝土的濕作業(yè)方式，保證了梁柱節(jié)點區(qū)的構(gòu)件質(zhì)量，也提高了現(xiàn)場的施工效率，縮短項目建設(shè)周期。

圖2 新型干式梁柱連接節(jié)點

圖3 新型干式梁柱連接節(jié)點細部構(gòu)造

新型裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)并非傳統(tǒng)的鋼柱、鋼管柱或組合柱與型鋼梁及壓型鋼板組合樓板形成的組合框架結(jié)構(gòu)體系，其用預(yù)制混凝土柱作為豎向受力構(gòu)件，便于工廠化生產(chǎn)和高強混凝土材料的使用，同時減少了鋼柱或鋼管柱帶來的防腐和防火問題，具有顯著的經(jīng)濟效益。

裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)整體計算分析時可采用與現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)相同的設(shè)計方法。在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算時，鋼梁與疊合板形成的組合樓板在平面內(nèi)可假定為無限剛性，梁柱節(jié)點可視為剛性連接節(jié)點。梁柱連接節(jié)點的設(shè)計可參考鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點進行，上下層預(yù)制柱的連接尚應(yīng)進行拼縫處的抗剪驗算。組合梁主梁應(yīng)考慮正截面抗彎、抗剪承載力，負彎矩區(qū)抗彎承載力、裂縫寬度和撓度。組合次梁應(yīng)考慮正截面抗彎承載力、抗剪承載力和撓度。組合梁按受力情況進行截面設(shè)計后尚應(yīng)按結(jié)構(gòu)整體計算指標進行調(diào)整。

2. 技術(shù)指標

裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)安全性與質(zhì)量應(yīng)滿足國家現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》gb 55008、《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》jgj 1、《裝配式混凝土建筑技術(shù)標準》gb/t 51231、《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標準》gb/t 51232、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb 50010、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》gb 50017、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》gb 50666、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》gb 50204、《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》jgj 355以及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》gb 50205等的有關(guān)規(guī)定。當采用鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)時，應(yīng)符合現(xiàn)行標準《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》jgj 355和《鋼筋連接用灌漿套筒》jg/t 398的規(guī)定；套筒灌漿料應(yīng)符合現(xiàn)行標準《鋼筋連接用套筒灌漿料》jg/t 408的規(guī)定。裝配整鋼和混凝土框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)指標如下：1. 裝配整鋼和混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度與現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)基本相同，當房屋高度接近或超過框架結(jié)構(gòu)高度限值時，可在合適位置設(shè)置柱間支撐。2. 裝配整鋼和混凝土框架結(jié)構(gòu)層間位移角指標宜按混凝土框架結(jié)構(gòu)進行控制。3. 裝配整鋼和混凝土框架結(jié)構(gòu)柱宜采用高強混凝土、高強鋼筋，框架柱縱筋宜選用大直徑鋼筋，以減少鋼筋數(shù)量，拉大鋼筋間距，有利于提高裝配施工效率，保證施工質(zhì)量，降低成本。4. 樓板跨度在4m以內(nèi)時可采用預(yù)制四面不出筋疊合板，跨度在4m以上時宜采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合樓板，以減少現(xiàn)場支撐的搭設(shè)。疊合板采用密拼封連接，按單向板進行設(shè)計和配筋構(gòu)造。5. 梁柱連接節(jié)點設(shè)計時除按有關(guān)規(guī)范進行節(jié)點內(nèi)部連接、焊縫、高強螺栓配置外，宜采用有限元分析軟件對節(jié)點進行補充受力分析。

3. 技術(shù)優(yōu)勢

新型干式連接節(jié)點在常規(guī)現(xiàn)澆鋼骨連接節(jié)點的基礎(chǔ)上進一步創(chuàng)新后，與預(yù)制混凝土柱有機結(jié)合，連接節(jié)點與預(yù)制柱一同在工廠現(xiàn)澆，既免去了施工現(xiàn)場梁柱節(jié)點區(qū)后澆混凝土的濕作業(yè)方式，保證了梁柱節(jié)點區(qū)的構(gòu)件質(zhì)量，也提高了現(xiàn)場的施工效率，縮短項目建設(shè)周期。新型裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)并非傳統(tǒng)的鋼柱、鋼管柱或組合柱與型鋼梁及壓型鋼板組合樓板形成的組合框架結(jié)構(gòu)體系，其用預(yù)制混凝土柱作為豎向受力構(gòu)件，便于工廠化生產(chǎn)和高強混凝土材料的使用，同時減少了鋼柱或鋼管柱帶來的防腐和防火問題，具有顯著的經(jīng)濟效益。

4. 適用范圍

裝配式鋼和混凝土組合框架結(jié)構(gòu)適用于抗震設(shè)防烈度為6~8度的多層、高層建筑，包含工業(yè)與民用建筑，特別是標準化程度高的學校和醫(yī)院（住院部）等類型項目，還包括高層辦公樓、研發(fā)用房等。

5. 工程實例

坪山三所學校項目（實驗學校南校區(qū)二期、錦龍學校、竹坑學校）、深圳實驗學校擴建工程項目（坂田校區(qū)初中部）、貴州市花溪區(qū)第二中學擴建工程項目。