装配式建筑“先进成熟适用新技术”介绍-新型装配式钢-混组合框架结构体系

中国建筑学会建筑产业现代化发展委员会针对企业提交的新技术成果，经征询专家意见，共推出21项先进成熟适用新技术，编辑并形成了《装配式建筑“先进成熟适用新技术”汇编（第一批）》，供各会员单位和业界企业学习借鉴与推广应用。

现分期对21项新技术做详细介绍，本期介绍的是：新型装配式钢 - 混组合框架结构体系。

新型装配式钢-混组合框架结构体系

推荐单位： 中建科技集团有限公司

1. 技术内容

新型装配式钢和混凝土组合框架结构体系（如图1所示）是指由预制混凝土柱、型钢梁和预制叠合楼板等主要结构预制构件通过连接节点形成整体，共同承受竖向荷载和水平荷载的结构。连接节点包括预制柱与预制柱通过灌浆套筒连接的节点和预制柱与钢梁通过新型干式连接方式形成的节点等。

图1 新型装配式钢和混凝土组合框架结构

新型干式连接节点（如图2、图3所示）在常规现浇钢骨连接节点的基础上进一步创新后与预制混凝土柱有机的结合了起来，连接节点与预制柱一同在工厂现浇，既免去了施工现场梁柱节点区后浇混凝土的湿作业方式，保证了梁柱节点区的构件质量，也提高了现场的施工效率，缩短项目建设周期。

图2 新型干式梁柱连接节点

图3 新型干式梁柱连接节点细部构造

新型装配式钢和混凝土组合框架结构并非传统的钢柱、钢管柱或组合柱与型钢梁及压型钢板组合楼板形成的组合框架结构体系，其用预制混凝土柱作为竖向受力构件，便于工厂化生产和高强混凝土材料的使用，同时减少了钢柱或钢管柱带来的防腐和防火问题，具有显著的经济效益。

装配式钢和混凝土组合框架结构整体计算分析时可采用与现浇框架结构相同的设计方法。在结构内力与位移计算时，钢梁与叠合板形成的组合楼板在平面内可假定为无限刚性，梁柱节点可视为刚性连接节点。梁柱连接节点的设计可参考钢结构连接节点进行，上下层预制柱的连接尚应进行拼缝处的抗剪验算。组合梁主梁应考虑正截面抗弯、抗剪承载力，负弯矩区抗弯承载力、裂缝宽度和挠度。组合次梁应考虑正截面抗弯承载力、抗剪承载力和挠度。组合梁按受力情况进行截面设计后尚应按结构整体计算指标进行调整。

2. 技术指标

装配式钢和混凝土组合框架结构的构件、结构安全性与质量应满足国家现行标准《混凝土结构通用规范》GB 55008、《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231、《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232、《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计标准》GB 50017、《混凝土结构工程施工规范》GB 50666、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ 355以及《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205等的有关规定。当采用钢筋套筒灌浆连接技术时，应符合现行标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ 355和《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T 398的规定；套筒灌浆料应符合现行标准《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T 408的规定。

装配整钢和混凝土框架结构的关键技术指标如下：

1. 装配整钢和混凝土框架结构房屋的最大适用高度与现浇混凝土框架结构基本相同，当房屋高度接近或超过框架结构高度限值时，可在合适位置设置柱间支撑。

2. 装配整钢和混凝土框架结构层间位移角指标宜按混凝土框架结构进行控制。

3. 装配整钢和混凝土框架结构柱宜采用高强混凝土、高强钢筋，框架柱纵筋宜选用大直径钢筋，以减少钢筋数量，拉大钢筋间距，有利于提高装配施工效率，保证施工质量，降低成本。

4. 楼板跨度在4m以内时可采用预制四面不出筋叠合板，跨度在4m以上时宜采用预制预应力叠合楼板，以减少现场支撑的搭设。叠合板采用密拼封连接，按单向板进行设计和配筋构造。

5. 梁柱连接节点设计时除按有关规范进行节点内部连接、焊缝、高强螺栓配置外，宜采用有限元分析软件对节点进行补充受力分析。

3. 技术优势

新型干式连接节点在常规现浇钢骨连接节点的基础上进一步创新后，与预制混凝土柱有机结合，连接节点与预制柱一同在工厂现浇，既免去了施工现场梁柱节点区后浇混凝土的湿作业方式，保证了梁柱节点区的构件质量，也提高了现场的施工效率，缩短项目建设周期。

4. 适用范围

装配式钢和混凝土组合框架结构适用于抗震设防烈度为6~8度的多层、高层建筑，包含工业与民用建筑，特别是标准化程度高的学校和医院（住院部）等类型项目，还包括高层办公楼、研发用房等。

5. 工程实例

坪山三所学校项目（实验学校南校区二期、锦龙学校、竹坑学校）、深圳实验学校扩建工程项目（坂田校区初中部）、贵州市花溪区第二中学扩建工程项目。