[發明專利]半組合結構體系及其設計方法

在審

• 申請號: 201810128123.1
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108951838A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 曾志攀
• 申請（專利權）人: 福建省建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: E04B1/00
• 分類號: E04B1/00;E04B1/14;E04B1/92;G06F17/50
• 代理公司: 泉州協創知識產權代理事務所(普通合伙) 35231
• 代理人: 鄭浩

本發明公開了一種半組合結構體系及其設計方法，包括以下步驟：根據基本構件的防護需求和受力性能，選擇外包覆保護層的材料，并確定厚度；在設計荷載作用下，應保證外包覆保護層與基本構件的變形協調，不應出現外包覆保護層與基本構件發生剪切滑移或外包覆保護層開裂的情況；在設計荷載作用下，當進行結構的正常使用極限狀態驗算時，考慮基本構件和外包覆保護層組合截面的整體剛度；當進行承載能力極限狀態驗算時，則不考慮外包覆保護層對基本構件或結構強度的貢獻；進行罕遇地震作用下的結構驗算，允許外包覆保護層開裂失效，不考慮外包覆保護層對基本構件或結構剛度的貢獻。本發明具有增大結構阻尼、減小結構的橫向位移響應、節省造價等優點。

技術領域

本發明涉及裝配式建筑領域，特別涉及一種半組合結構體系及其設計方法。

背景技術

工程結構根據建筑材料類型可以分為混凝土結構、鋼結構和組合結構三大結構體系，其中混凝土結構和鋼結構為傳統基本結構體系，鋼與混凝土組合結構則是在前兩種基本體系前提下發展起來的一種新型結構體系，它兼具普通混凝土結構和鋼結構共同的優點，具有承載能力高、剛度大、延性和抗震性能好等優點。組合結構體系不論是在房屋建筑領域，還是橋梁工程領域均得到了大量的應用，但組合結構體系只能整體在現場施工。

建筑工業化是提升中國建筑業建造質量和效率、延長建筑壽命、節約資源、減少環境破壞、實現建筑業轉型升級和低碳發展的重要手段，而裝配式建筑是建筑工業化發展進程的必然產物。當前裝配式建筑主要包括兩大類：裝配式鋼結構建筑（PS）和裝配式混凝土建筑（PC）。在裝配式建筑領域，目前還未出現過裝配式鋼與混凝土組合結構建筑。

發明內容

為了填補裝配式建筑領域的空白，本發明的目的在于提供一種半組合結構體系及其設計方法，它既能滿足構件功能性防護要求，又能部分考慮構件剛度，其作用機理和設計方法與組合結構完全不同。

本發明的目的通過如下技術方案實現：一種半組合結構體系，包括預制裝配式構件，所述預制裝配式構件是由基本構件和外包覆保護層組成。

作為進一步的優選方案，所述基本構件上預留有用于節點連接的未包覆區。

作為進一步的優選方案，所述基本構件為鋼結構構件、鋁合金結構構件、鋼筋混凝土結構構件或組合結構構件。

作為進一步的優選方案，所述外包覆保護層為鋼筋混凝土外包層、鋼絲網混凝土外包層、防火磚外包層或防火板外包層。

作為進一步的優選方案，所述鋼筋混凝土外包層或鋼絲網混凝土外包層采用的混凝土為普通混凝土或高性能混凝土。

作為進一步的優選方案，所述高性能混凝土為鋼纖維混凝土、活性粉末混凝土或防火混凝土。

作為進一步的優選方案，所述預制裝配式構件包含梁、柱、剪力墻和支撐件中的至少一種。

本發明的目的通過如下技術方案實現：一種半組合結構體系的設計方法，包括以下步驟：

（1）根據基本構件的防護需求和受力性能，選擇外包覆保護層的材料，并確定厚度；

（2）在設計荷載作用下，應保證外包覆保護層與基本構件的變形協調，不應出現外包覆保護層與基本構件發生剪切滑移或外包覆保護層開裂的情況；

（3）在設計荷載作用下，當進行結構的正常使用極限狀態驗算時，考慮基本構件和外包覆保護層組合截面的整體剛度；當進行承載能力極限狀態驗算時，則不考慮外包覆保護層對基本構件或結構強度的貢獻，允許外包覆保護層開裂耗能，即只考慮基本構件的作用；

（4）進行罕遇地震作用下的結構驗算，允許外包覆保護層開裂失效，不考慮外包覆保護層對基本構件或結構剛度的貢獻，即只考慮基本構件的作用。

作為進一步的優選方案，步驟（2）和步驟（3）中的設計荷載為豎向荷載、風載和多遇地震組合。