摘要：鋼-砼組合結構住宅體系是借鑒鋼-砼組合結構在高層、超高層公共建筑中的成功經(jīng)驗及科技成果，結合住宅建筑的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)辨證綜合、統籌優(yōu)化而探索出的一條具有中國特色的鋼結構住宅體系。通過(guò)兩年多的試驗研究及工程實(shí)踐的驗證，該體系不但是可行的，而且可以取得顯著(zhù)的技術(shù)經(jīng)濟和社會(huì )效益。得到了有關(guān)領(lǐng)導和各方專(zhuān)家的基本肯定，已被列入天津市科技發(fā)展計劃，同時(shí)已申報了建設部科技項目。鋼-砼組合結構住宅建筑體系的設計構思也已申報國家專(zhuān)利，并已被國家知識產(chǎn)權局初審通過(guò)（專(zhuān)利申請號：00102949.5）。

　　關(guān)鍵詞：組合結構 住宅 設計

　　1、體系的基本構成

　　�K�K鋼-砼組合結構住宅體系建筑是由鋼管砼柱、抗側力支撐、雙向輕鋼密肋組合樓蓋、復合外墻板等構件組成的鋼結構框-撐結構體系。

　　�K�K鋼管砼柱，是在螺旋焊接鋼管內灌注高強度等級砼，形成兩種材料相輔相成共同工作的機理。它具有承載力高、抗震性能好、施工簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)，一般每三層為一個(gè)制作安裝單元，整根鋼管柱一次吊裝就位，為主體結構安裝創(chuàng )造了流水作業(yè)的條件。

　　�K�K鋼骨砼梁，是在鋼梁周?chē)�配置鋼筋，澆注砼后使鋼骨與砼成為一體共同工作的組合結構構件。由于鋼骨的存在使得構件延性得到很大改善，其變形能力強，抗震性能好，承載力高�；炷�土對鋼骨的包裹解決了鋼結構的防腐、防火問(wèn)題。施工時(shí)鋼梁骨架有較大的承載力，可大大節省模板工作量。

　　�K�K抗側力支撐，是由鋼管斜撐桿與鋼管柱、鋼框架梁焊接組成的抗側力架體�？紤]建筑專(zhuān)業(yè)的門(mén)窗布置，在不影響建筑功能的前提下，支撐可以采用X型、單斜桿型、人字型、W型等形式，還可采用偏心耗能支撐。采用抗側力支撐取代了傳統的砼剪力墻，不僅減輕了結構自重，而且提高了結構延性，對于優(yōu)化抗側剛度，改善抗震性能起到了積極抗震的作用。

　　�K�K雙向輕鋼密肋組合樓蓋，是由鋼筋或小型鋼焊接的單榀珩架正交成的平板網(wǎng)架，并在網(wǎng)格內嵌入五面體無(wú)機玻璃鋼模殼而形成雙向輕鋼密肋樓板。施工時(shí)利用平板網(wǎng)架自身的強度、剛度，并配合1-2點(diǎn)臨時(shí)支撐即可完成無(wú)模板澆注砼作業(yè)。鋼框梁、輕鋼珩架被砼包裹形成雙向組合樓蓋，不僅增加了樓板的剛度，而且其防火、防腐問(wèn)題也迎刃而解。利用模殼內形成的空腔，既可以暗敷各種水平設備管線(xiàn)，也可作為改善樓蓋隔音的有效措施。

　　�K�K復合外墻板，是由陶粒砼與輕鋼龍骨構成的組合結構外墻，內澆發(fā)泡砼保溫，并敷內墻面板而組成。該墻板工廠(chǎng)化預制生產(chǎn)，現場(chǎng)安裝，基本取消了濕作業(yè)。其傳熱系數為0.829，已滿(mǎn)足天津市二步節能標準的要求。

　　�K�K2、體系的基本特點(diǎn)

　　�K�K（1）符合發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)化的方向

　　�K�K鋼-砼組合結構住宅體系從根本上改變了傳統建筑業(yè)以手工作業(yè)為主的小生產(chǎn)方式，基本實(shí)現了構配件生產(chǎn)的工廠(chǎng)化，施工的機械化。能夠進(jìn)行標準化的設計、系列化的開(kāi)發(fā)、集約化的生產(chǎn)、社會(huì )化的供應，為住宅產(chǎn)業(yè)現代化探索出一條途徑。

　　�K�K（2）經(jīng)濟效益顯著(zhù)

　　�K�K經(jīng)測算該體系9-14層住宅建筑的造價(jià)僅為1100-1200元/m2.其結構含鋼量一般為40-45kg/m2.結構自重輕，一般為650kg/m2.施工周期短，一般可縮短30%-50%.

　　�K�K鋼-砼組合結構住宅建筑體系各項試驗簡(jiǎn)介

　　�K�K1、鋼管砼柱耐火極限試驗

　　�K�K（1）檢驗單位：國家固定滅火系統和耐火構件質(zhì)量監督檢驗中心

　　�K�K（2）檢驗報告編號：No.2000-1819

　　�K�K（3）檢驗結論：鋼管砼柱（鋼管325*6、砼60）經(jīng)按GB/T9978-1999《建筑構件耐火試驗方法》進(jìn)行180min耐火試驗，未失去穩定性，其耐火極限大于3小時(shí)（《高規》規定柱為3小時(shí)）。

　　�K�K2、復合墻板耐火極限試驗

　　�K�K（1）檢驗單位：國家固定滅火系統和耐火構件質(zhì)量監督檢驗中心

　　�K�K（2）檢驗報告編號：No.2000-1818

　　�K�K（3）檢驗結論：復合外墻板（3300*3300*190），經(jīng)按GB/T9978-1999《建筑構件耐火試驗方法》進(jìn)行134min耐火試驗，未失去隔熱性，耐火極限等于2.23小時(shí)（《高規》規定非承重外墻為0.5小時(shí)）。

　　�K�K3、復合外墻板熱工性能試驗

　　�K�K（1）檢驗單位：天津市質(zhì)量監督檢驗站第21站

　　�K�K（2）檢驗報告編號：SO-9-30、BO-12-253

　　�K�K（3）檢驗結論：

　　�K�K（a）內填巖棉板

　　�K�K熱阻：2.742 m2*K/W

　　�K�K傳熱系數：0.345 W/m2*K（二步節能50%為1.16）。

　　�K�K（b）內填發(fā)泡砼

　　�K�K熱阻：1.048 m2*K/W

　　�K�K傳熱系數：0.829 W/m2*K（二步節能50%為1.16）。

　　�K�K4、復合外墻板雨水滲漏試驗

　　�K�K（1）檢驗單位：天津市建筑工程質(zhì)量檢測中心

　　�K�K（2）檢驗報告編號：2001X——005

　　�K�K（3）檢驗結論：應用動(dòng)風(fēng)壓檢驗設備依據GB7108-86標準，試驗水流量為4升/m2*分（相當于暴雨的水流量），模擬風(fēng)壓從零開(kāi)始加壓至1600pa（相當于120米高的最大風(fēng)壓），持續1小時(shí)后，無(wú)潮片、滲漏現象。

　　�K�K5、鋼-砼組合結構住宅中間試驗體隔聲性能試驗

　　�K�K（1）檢驗單位：中國建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所

　　�K�K（2）檢驗報告編號：建院物檢（聲）字（2001）第016號

　　�K�K（3）檢驗結論：

　　�K�K（a）分戶(hù)墻的計權表觀(guān)隔聲量：41dB

　　�K�K（b）內隔墻的計權表觀(guān)隔聲量：40dB

　　�K�K（c）外墻的計權表觀(guān)隔聲量：42dB

　　�K�K（d）樓板的計權表觀(guān)隔聲量：56dB.

　　�K�K6、雙向密肋輕鋼組合樓板承載力及變形測試

　　�K�K（1）檢驗單位：中國建筑科學(xué)研究院建筑結構研究所

　　�K�K（2）檢驗報告編號：建結（結構）字（2000）第208-L

　　�K�K建結（結構）字（2000）第209-G

　　�K�K（3）檢驗結論：

　　�K�K（a）承載能力檢驗：根據GB50152-92《混凝土結構試驗方法標準》，本次實(shí)驗最終加載量雖達到2倍的設計荷載值（20.66kN/m2），但試件仍未達到極限狀態(tài)（極限狀態(tài)即鋼筋相對應變達到0.01或裂縫寬度達到1.5mm或撓度達到1/50等）。

　　�K�K（b）變形能力檢驗：根據《混凝土結構設計規范》GBJ19-89規定，樓蓋的允許撓度為l0/250=28.8mm，經(jīng)計算其短期撓度允許值為15.97mm.而實(shí)測正常使用短期荷載檢驗值下的樓蓋跨中短期撓度僅為0.985mm.

　　�K�K（c）抗裂檢驗：試件的開(kāi)裂荷載實(shí)測值與正常使用短期荷載檢驗值的比值為1.124，大于試件的抗裂檢驗系數允許值0.768.

　　�K�K（d）裂縫寬度檢驗：構件檢驗的最大裂縫寬度允許值為

　　�K�K0.15mm，而肋梁受拉主筋處的最大裂縫寬度實(shí)測值僅為

　　�K�K0.02mm.

　　�K�K（e）結論：此次試驗的輕鋼雙向密肋組合樓蓋試件，在承載力、抗裂和變形性能方面都滿(mǎn)足國家現行有關(guān)標準和規范要求。且承載力較高。

　　�K�K幾項在建的鋼-砼組合結構建筑工程情況簡(jiǎn)介

　　�K�K1、天津市監獄管理局綜合樓

　　�K�K建筑面積：1.5萬(wàn)平方米；

　　�K�K層數：地下一層，地上11層局部13層；

　　�K�K層高：3.6米；

　　�K�K工程地點(diǎn)：本市南開(kāi)區南門(mén)外大街；

　　�K�K工程進(jìn)度：正在安裝四層主體結構。

　　�K�K2、羅馬花園小二期（天津市鋼結構住宅20萬(wàn)平方米組團試點(diǎn)工程之一）

　　�K�K建筑面積：9.7萬(wàn)平方米；

　　�K�K層數：地下一層，地上A、B座（高層住宅）31層，G座（寫(xiě)字樓）24層，F座（會(huì )所）9層；四層以下為公建。

　　�K�K層高：住宅3.0米、公建5.4-4.8米；

　　�K�K工程地點(diǎn)：本市河西區友誼路；

　　�K�K工程進(jìn)度：正在施工地下結構。

　　�K�K3、天津市總工會(huì )重華西里住宅小區八號樓（天津市鋼結構住宅單體試點(diǎn)工程之一）

　　�K�K建筑面積：0.92萬(wàn)平方米；

　　�K�K層數：9層；

　　�K�K層高：首層底商3.3米，住宅2.9米；

　　�K�K工程地點(diǎn)：本市河西區圍堤道；

　　�K�K工程進(jìn)度：正在做開(kāi)工準備。

　　�K�K4、麗苑小區彩麗苑二號樓（天津市鋼結構住宅單體試點(diǎn)工程之一）

　　�K�K建筑面積：1.13萬(wàn)平方米；

　　�K�K層數：11層；

　　�K�K層高：2.9米；

　　�K�K工程地點(diǎn)：本市河東區麗苑小區；

　　�K�K工程進(jìn)度：正在做基礎處理。

　　�K�K5、長(cháng)春銀座

　　�K�K建筑面積：15萬(wàn)平方米；

　　�K�K層數：10層局部11層；

　　�K�K層高：公建4.8-3.2米，住宅2.9米；

　　�K�K工程地點(diǎn)：長(cháng)春市寬城區長(cháng)江路；

　　�K�K工程進(jìn)度：正在做開(kāi)工準備。

　　�K�K6、鋼-砼組合結構住宅建筑中間試驗體

　　�K�K建筑面積：900平方米；

　　�K�K層數：3層；

　　�K�K層高：2.9米；

　　�K�K工程地點(diǎn)：天津市北辰區順義道；

　　�K�K工程進(jìn)度：已竣工。

　　�K�K天津建工集團住宅產(chǎn)業(yè)化園區概況

　　�K�K天津建工集團住宅產(chǎn)業(yè)化園區是集研發(fā)、設計、制造、安裝、施工一體化的新型鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化基地。在天津市和建設部領(lǐng)導的關(guān)懷和支持下，經(jīng)過(guò)三年多的努力，一座占地500畝，累計投資達7000萬(wàn)元，年生產(chǎn)能力達40-50萬(wàn)平方米鋼結構住宅的產(chǎn)業(yè)化園區已初具規模。

　　�K�K1、科研設計能力

　　�K�K園區以科研設計為龍頭，將集團所屬的天津建工集團總公司設計院、天津建工設計院、天怡建筑設計院、二建津華設計所等多個(gè)甲、乙級建筑設計單位組成鋼結構住宅開(kāi)發(fā)研究聯(lián)合體，借鑒日本竹中工務(wù)店的發(fā)展模式，成立了精干高效的研究發(fā)展設計中心。兩年來(lái)，已基本完成了鋼-砼組合結構住宅建筑體系主要項目的試驗研究和設計定型的階段性工作。并先后完成及正在進(jìn)行25萬(wàn)平方米的鋼-砼組合結構住宅建筑設計。

　　�K�K2、生產(chǎn)制造能力

　　�K�K園區投入大量資金，加強硬件建設，基本形成了鋼結構制作、墻板加工、配套產(chǎn)品、專(zhuān)業(yè)施工四大生產(chǎn)系統。

　　�K�K（1）鋼結構制作：

　　�K�K廠(chǎng)房面積13000平方米，擁有先進(jìn)的切割、除銹、焊接、成型、矯正設備，年生產(chǎn)能力為30000噸。

　　�K�K（2）墻板加工：

　　�K�K園區自行研制了復合外墻板，并建成了10000平方米的外墻板組裝車(chē)間。年產(chǎn)外墻板20萬(wàn)平方米。園區還擁有兩條先進(jìn)的彩板生產(chǎn)線(xiàn)，年生產(chǎn)彩色涂層板13萬(wàn)平方米。最近擬再投資2600萬(wàn)元，建造一個(gè)占地5000平方米，引進(jìn)德國生產(chǎn)線(xiàn)以水泥和粉煤灰為主要材料的擠出板生產(chǎn)線(xiàn)，年生產(chǎn)能力可達100萬(wàn)平方米。這種輕質(zhì)高強的擠出板將為鋼結構住宅提供一種新型的內外墻板材料。

　　�K�K（3）配套產(chǎn)品：

　　�K�K園區擁有兩條塑鋼門(mén)窗生產(chǎn)線(xiàn)（年產(chǎn)塑鋼門(mén)窗10萬(wàn)平方米）和三條大芯板、多層板、細木生產(chǎn)線(xiàn)，既可為墻板生產(chǎn)配套材料，又可生產(chǎn)配套家具及室內外裝飾材料。

　　�K�K（4）專(zhuān)業(yè)施工：

　　�K�K園區的主體——天津二建建筑工程有限公司是國家一級資質(zhì)大型施工企業(yè)，作為鋼-砼組合結構住宅建筑體系的專(zhuān)業(yè)施工單位。它擁有各類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員1100余人，中級以上職稱(chēng)人員近400人，國家一、二級資質(zhì)的項目經(jīng)理106人。擁有先進(jìn)的各類(lèi)施工生產(chǎn)、大噸位吊裝運輸設備1400臺（輛）。具有獨立承擔各類(lèi)大型工業(yè)建筑及高層、超高層大型公共、民用建筑的施工能力。所承建的工程曾多次獲得國家優(yōu)質(zhì)工程獎和建筑工程魯班獎。近年來(lái)，與美國、法國的大型鋼結構公司合作，先后完成了近百萬(wàn)平方米、數萬(wàn)噸鋼結構的運輸、安裝施工任務(wù)。

　　�K�K鋼-混凝土組合結構住宅體系設計依據

　　�K�K1、國家及地方現行結構設計規范、規程：

　　�K�K《建筑結構設計統一標準》GBJ68-84；

　　�K�K《建筑結構荷載規范》GBJ9-87；

　　�K�K《鋼管混凝土結構設計與施工規程》CECS20：90；

　　�K�K《鋼管混凝土結構設計與施工規程》JCJ01-89；

　　�K�K《鋼骨混凝土結構設計規程》YB9082-97；

　　�K�K《鋼-混凝土組合結構設計規程》DL/T-5085-1999；

　　�K�K《戰時(shí)軍港搶修早強型鋼-混凝土組合結構設計規程》

　　�K�K國家軍用標準GJB，中國人民解放軍總后勤部；

　　�K�K《鋼結構設計規范》GBJ17-88；

　　�K�K《高層民用建筑鋼結構技術(shù)規程》JGJ99-98；

　　�K�K《混凝土結構設計規范》GBJ10-89；

　　�K�K《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》JBJ3-91；

　　�K�K《混凝土結構升板結構技術(shù)規范》GBJ130-90；

　　�K�K《建筑抗震設計規范》GBJ11-89；

　　�K�K《地基基礎設計規范》GBJ7-89；

　　�K�K《天津市建筑地基基礎設計規范》

　　�K�K2、國家及地方現行建筑設計規范、規程：

　　�K�K《民用建筑設計通則》JGJ37-87；

　　�K�K《建筑模數統一標準》GBJ2-86；

　　�K�K《住宅設計規范》GB50096-99；

　　�K�K《住宅建筑模數協(xié)調標準》GBJ100-87；

　　�K�K《建筑樓梯模數協(xié)調標準》GBJ101-87；

　　�K�K《建筑設計防火規范》G9BJ16-87；

　　�K�K《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95；

　　�K�K《人民防空工程設計防火規范》GB50098-98；

　　�K�K《民用建筑節能設計標準（采暖居住部分）》JBJ26-95；

　　�K�K《民用建筑節能設計標準（采暖居住部分）天津地區實(shí)施細則（第二階段）》DBJ29-1-97；

　　�K�K《民用建筑熱工設計規范規范》GB50176-93；

　　�K�K《民用建筑隔聲設計規范》GBJ118-88；

　　�K�K《住宅隔聲標準》JGJ11-82；

　　�K�K《住宅隔聲標準》JGJ11-82；

　　�K�K《屋面工程技術(shù)規范》GB50207-94；

　　�K�K《人民防空地下室設計規范》GB50038-94；

　　�K�K《天津市城市住宅設計標準》DB29-22-2000；

　　�K�K《天津市城市住宅建設管理規定》。

　　�K�K國內采用鋼管混凝土建造的高層建筑一覽表

　　�K�K序號建筑物名稱(chēng)地點(diǎn)高度/層柱截面砼等級建成年代

　　1郵電中心泉州63.5/16 800*10 C30 1990

　　�K�K2陸海工程上海84.7/25 300 C60 1999

　　�K�K3阜康大廈廈門(mén)86.5/27 1000*10 C35 1994

　　�K�K4金源大廈廈門(mén)96.1/30 900*12 C40 1995

　　�K�K5南安郵電局福建99/30 720*14 C40 1997

　　�K�K6環(huán)球廣場(chǎng)重慶110.6/33 800*18 C45 1998

　　�K�K7好世界廣場(chǎng)廣州116.3/36 1200*20 C50 1995

　　�K�K8世界金融大廈北京120/36 1400*30 C50 1998

　　�K�K9今晚報大廈天津137/40 1120*14 C60 1995

　　�K�K10天信大廈天津100/28 1220*16 C60 1997

　　�K�K11工商銀行大廈天津120/32 1020*14 C60 1997

　　�K�K12賽格廣場(chǎng)大廈深圳291.6/76 1600*28 C60 1999

　　�K�K13郵電信息中心深圳180/48在建

　　�K�K14新中國大廈廣州201.8/56 1400*25 C80在建

　　�K�K15京光廣場(chǎng)廣州220/60 1600*20 C60在建

　　�K�K16監管綜合樓天津45/12 529*8 C60在建