1. 技術(shù)內(nèi)容

部分包覆鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系（簡(jiǎn)稱PEC結(jié)構(gòu)）是在H型鋼腔體內(nèi)焊接鋼筋或扁鋼，并澆筑混凝土而形成的一種新型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，包括PEC鋼混組合柱、PEC鋼混組合梁和PEC鋼混組合剪力墻。PEC構(gòu)件與型鋼混凝土構(gòu)件的截面構(gòu)成類似，承載機(jī)理相近，但其與型鋼混凝土構(gòu)件截面形式的最大區(qū)別在于H型鋼翼緣位于截面外周，對(duì)構(gòu)件的彎曲剛度和受彎承載力的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于型鋼混凝土中的鋼骨，這一材料布置形成了不同于型鋼混凝土的受力特點(diǎn)。其承載力、剛度及延性均優(yōu)于純鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與型鋼混凝土相比，具有構(gòu)件可預(yù)制化程度高、節(jié)點(diǎn)連接方便、無模板等優(yōu)點(diǎn)。 

鋼-混組合結(jié)構(gòu)將鋼與混凝土組合在一起，彼此協(xié)同工作，混凝土提高開口截面鋼的局部穩(wěn)定性，通過增加整個(gè)截面的抗彎和抗扭剛度提高純鋼構(gòu)件的整體穩(wěn)定性；鋼的外包約束一定程度上抑制混凝土裂縫早期開裂。使得構(gòu)件具有較高的豎向承載力，又具有較好的抗震性能。預(yù)制混凝土填充在工字鋼腹腔內(nèi)，起到組合受力的同時(shí)，解決了鋼結(jié)構(gòu)防火防腐的問題，同時(shí)防火防腐年限等同主體結(jié)構(gòu)，同時(shí)有效解決了裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的隔音、結(jié)構(gòu)震顫、保溫性能、居住舒適性、耐久性及二次裝修等棘手問題。

圖1 部分包覆鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 PEC鋼混組合結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工

在窄翼緣PEC框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步創(chuàng)新提出如圖3所示的PEC剪力墻結(jié)構(gòu)。其由原來普通的PEC框架柱為適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)進(jìn)行扁平化設(shè)計(jì)，在扁平化的基礎(chǔ)上為增加在PEC結(jié)構(gòu)高度和抗震性能方面提出來PEC剪力墻結(jié)構(gòu)體系；PEC剪力墻結(jié)構(gòu)的系桿焊接、腹板開洞澆筑混凝土與PEC窄翼緣柱類同，整個(gè)構(gòu)件的制作、包括混凝土的澆筑均在工廠完成。

圖3 PEC鋼混組合剪力墻

2. 技術(shù)指標(biāo)

1. 在設(shè)計(jì)方面的技術(shù)指標(biāo)

（1）PEC結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011、《部分包覆鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》T/CECS 719等的有關(guān)規(guī)定。

（2）結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153和《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068的規(guī)定；PEC結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。

（3）非地震作用組合情況下的內(nèi)力分析方法采用彈性分析，不考慮混凝土開裂，對(duì)彈性分析結(jié)果采用彎矩調(diào)幅法考慮負(fù)彎矩區(qū)混凝土開裂以及截面塑性發(fā)展的影響，內(nèi)力調(diào)幅系數(shù)不宜超過30%。

（4）PEC構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行撓度驗(yàn)算和裂縫寬度驗(yàn)算。

（5）單H鋼P(yáng)EC構(gòu)件應(yīng)滿足鋼材貢獻(xiàn)率、主鋼件與縱筋面積比、截面高寬比、截面寬厚比、連桿構(gòu)造等要求。

（6）主鋼件可以采用型鋼，也可以采用焊接截面。焊接截面可以采用寬厚比較大的板件，起到節(jié)省鋼材的作用；但采用型鋼有利于標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì)，也能獲得較高綜合效益。

（7）PEC構(gòu)件的塑性承載能力和變形能力發(fā)展與可能達(dá)到的程度與主鋼件板件寬厚比密切相關(guān)。確定梁柱構(gòu)件設(shè)計(jì)原則、選擇計(jì)算方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)主鋼件的板件寬厚比及與之有關(guān)的截面分類。

2. 在生產(chǎn)制造方面的技術(shù)指標(biāo)

（1）PEC組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的混凝土部分的制作宜采取工廠預(yù)制的方式。

（2）PEC組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)部分的制作應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB 50755、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205的相關(guān)規(guī)定，混凝土部分的制作應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB 55008、《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(yàn)收規(guī)范》GB 50204的相關(guān)規(guī)定。

（3）PEC組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件中預(yù)制混凝土澆筑可采取雙面或多面分次澆筑成型以及雙面或多面一次澆筑成型的方式。采取一次澆筑成型的方式時(shí)，應(yīng)在主鋼件的腹板上開設(shè)洞口，采取措施確保混凝土能夠振搗密實(shí)，并宜設(shè)置排氣孔。構(gòu)件同一區(qū)格內(nèi)混凝土應(yīng)一次澆搗完成，避免形成冷縫。

（4）預(yù)制混凝土澆筑前，對(duì)不與混凝土接觸的主鋼件表面以及預(yù)留后澆帶的節(jié)點(diǎn)或牛腿區(qū)域的鋼表面應(yīng)采取防止污染的措施。

3. 在施工安裝方面的技術(shù)指標(biāo)

（1）PEC組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝前應(yīng)進(jìn)行施工組織方案設(shè)計(jì)，施工組織方案應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50502的相關(guān)規(guī)定，不限于包括但PEC結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝、流程及安裝精度控制措施。

（2）部分包覆鋼-混凝土組合構(gòu)件預(yù)留的節(jié)點(diǎn)后澆區(qū)域在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)澆之前，應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

（3）部分包覆鋼-混凝土組合柱的豎向拼接區(qū)域和梁的兩端區(qū)域的后澆混凝土，應(yīng)先澆筑豎向拼接區(qū)域，再澆筑梁的兩端區(qū)域。豎向拼接區(qū)域后澆時(shí)間應(yīng)依據(jù)主體結(jié)構(gòu)的施工驗(yàn)算而確定。

（4）部分包覆鋼-混凝土組合構(gòu)件后澆節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)具備自密實(shí)、微膨脹性、高流動(dòng)性，擴(kuò)展度試驗(yàn)初始值不宜小于300mm，強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)相同或高于構(gòu)件中混凝土。

3. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. 解決裝配式結(jié)構(gòu)可靠性：栓焊連接，節(jié)點(diǎn)可靠；鋼混組合，抗震優(yōu)越；工藝成熟，質(zhì)控簡(jiǎn)單。

2. 解決鋼結(jié)構(gòu)抗火：混凝土包覆，鋼混組合；免刷防火涂料，抗火3h以上；永久抗火，避免二次裝修涂刷。

3. 解決鋼結(jié)構(gòu)防腐：混凝土包覆，永久防腐；免刷防腐涂料，避免二次涂刷；結(jié)構(gòu)防腐同主體結(jié)構(gòu)，大于70年。

4. 解決鋼結(jié)構(gòu)建筑隔音：鋼混組合結(jié)構(gòu)，隔音優(yōu)越；解決純鋼梁隔音填充的“音橋”問題；隔墻隔音性能提升10dB，約30%。

5. 解決鋼結(jié)構(gòu)樓面震顫：鋼混組合梁，剛度提升50%以上；樓面剛度與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)保持一致；解決鋼梁樓面的剛度偏弱的震顫感。

6. 在施工方面：PEC組合構(gòu)件的鋼骨部分可提前在工廠制作完成，之后直接運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)即可使用，因此縮短施工工期，降低噪音污染，同時(shí)減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，有效降低了工程造價(jià)。

4. 適用范圍

PEC鋼混結(jié)構(gòu)適用于抗震設(shè)防烈度為6~9度區(qū)多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅、學(xué)校、公寓以及辦公等建筑，PEC結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)形成框架等結(jié)構(gòu)體系，也可以與鋼板剪力墻、PEC鋼混組合剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻或其他形式的鋼-混凝土組合構(gòu)件形成框架結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。

5. 工程實(shí)例

紹興行政中心配套住宅項(xiàng)目、嘉興海鹽吾悅廣場(chǎng)住宅項(xiàng)目、紹興官渡3號(hào)地塊住宅項(xiàng)目、紹興融杭府鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目、上海雙子山工程、紹興文理學(xué)院公寓樓項(xiàng)目、紹興官渡路4號(hào)地塊鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目、紹興嵊州小佛地塊1#、3#地塊鋼結(jié)構(gòu)住宅和紹興柯巖A-21地塊、紹興楊汛橋二毛地塊、杭州紫金準(zhǔn)乾科研用房項(xiàng)目B1樓、梅山江商務(wù)配套管理用房項(xiàng)目、湖州市東升和府10#樓項(xiàng)目等。

（責(zé)任編輯：何雯麗）

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[責(zé)任編輯：Susan]