大学课程《PC装配式建筑概论》PPT教学：第5章 装配式组合结构建筑.pptxVIP

装配式混凝土建筑概论;5.1装配式组合结构建筑概念及特点

装配式组合结构建筑概念

随着社会的发展，对结构物使用功能的要求越来越高，传统的组合结构已经不能完全满足不断增长的功能要求。中国工程院院士、清华大学结构工程研究所所长聂建国教授提出了广义组合结构的概念，即组合结构是指将不同材料和构件组合在一起的结构形式，同时在设计时应将不同材料和构件的性能纳入整体进行考虑。

在聂教授关于广义组合结构概念的基础上，我们将装配式组合结构建筑定义如下：装配式组合结构建筑，是指建筑的结构系统（包括外围护系统）由不同材料预制构件装配而成的建筑。例如，钢结构建筑中采用了混凝土叠合楼板、装配式混凝土厂房采用了钢结构屋架、装配式钢筋混凝土外筒与钢结构柱梁组合等，都属于装配式组合结构。

装配式组合结构建筑的认定有两个关键点，一是由不同材料制作的预制构件装配而成；二是预制构件是结构系统（包括外围护系统）构件。按照这两个关键点，在钢管柱内现浇混凝土，虽然是两种材料组合，但不能算作装配式组合结构，因为现场浇筑混凝土而成的钢管混凝土柱不属于预制构件。再比如，关于型钢混凝土，如果包裹型钢的是现浇混凝土，也不能算作装配式组合结构，因为它也不是预制构件，但如果包裹型钢的混凝土与型钢是在构件厂一起预制的，就属于装配式组合结构。

;5.1装配式组合结构建筑概念及特点

装配式组合结构建筑类型

1、装配式钢-木结构

结构系统以及外围护结构系统由钢结构构件和木结构构件装配而成。

2、装配式混凝土-木结构

结构系统以及外围护结构系统由混凝土预制构件和木结构构件装配而成。

3、装配式混凝土-钢结构

结构系统以及外围护结构系统由混凝土预制构件和钢结构构件装配而成。

4、其他装配式组合结构

结构系统以及外围护结构系统由其他材料预制构件组合而成，例如纸管结构与集装箱组合的建筑等。

;有利于优化结构;木材作为传统的建筑材料，具有无毒害、无污染、保温效果极佳、耐火性能强等优点，但也存在易燃、易朽、不耐虫蛀、干缩湿胀、受力异向性等缺点。钢材则??有高强、轻质、延性好等优点，但在相同条件下，钢材构件的截面尺寸小、长细比大且板件薄弱，容易出现失稳现象，使得单个构件或整体结构发生较大形变从而提前丧失承载力。

装配式钢-木组合结构作为一种新型组合结构体系，其意义在于同时发挥钢材与木材的优点，相互取长补短。装配式钢-木组合结构具有良好的受力性能，且在地震时节点之间可以将荷载相互承担，使结构通过自身变形来消耗能量，提高整体安全性。此外，随着人们对建筑艺术效果越来越高的追求，设计师们希望利用钢结构牢固与快捷的优点，又希望能利用木结构来弥补钢结构“冰冷”的感觉，给人一种“返璞归真”的艺术效果，这时候装配式钢-木组合结构完美地解决了以上问题。;日本的鬼石多功能厅，其演讲厅的屋顶采用了以木材作为腹板，木材外贴钢材作为翼缘的钢-木翼缘型梁（图5-4），这是在木结构构件中局部采用钢结构替代的经典案例。

;美国阿肯色州的荆棘冠教堂位于美国奥索卡山脉周围的森林中（图5-5），被美国建筑师协会选为20世纪十大建筑之一。荆棘冠教堂属于钢、木分离式的装配式钢-木组合结构，建筑由大量玻璃窗、重复的木柱以及钢桁架搭建而成。建造时以当地松木制作构件，辅之以钢结构构件。设计师为了不破坏现场环境，减少伐木，设计用人工搬运构件，因此，将木结构和钢结构构件设计得很轻，靠杆系交叉形成结构整体性。交叉的杆系像转了角度的十字架，也有哥特式教堂尖拱那种向上聚拢的空间感，宗教寓意很浓。在这座建筑中，木结构与钢结构的使用与融合相得益彰。;图5-6为2010年冬奥会温哥华速滑馆。该体育馆下部主体使用钢结构框架实现室内的大跨度空间，满足体育比赛的需求；上部拱形结构采用了2根5英尺1.6米弯曲深度的胶合梁，与下部钢框架进行连接，使拱形屋顶跨越了120米的场地宽度，提高了整个场馆结构的抗震性能。木结构的隔音、保温、抗震等效果极好，钢结构在防火、强度等方面优点突出，通过木结构和钢结构两种结构相互结合的使用，可以最大程度地发挥两种结构的优势。该项目在一个全球建筑设计大奖评选中击败北京鸟巢荣膺全球最佳体育馆设计，并获得LEED认证银奖。这也是一个钢、木分离式的装配式钢-木组合结构的典型案例。

;图5-7所示为我国首个装配式混凝土结构与预制木骨架墙体组成的混合示范实验楼，属于典型的装配式混凝土-木组合结构。该项目位于研砼治筑有限公司常州生产研发基地内，总建筑面积占地171m2，主体结构采用装配整体式混凝土框架结构配以预制木骨架组合墙体（以下简称预制节能木墙）作为围护结构。其中混凝土框架结构的预制构件有：梁、柱、叠合楼板、楼梯，建筑围护结构（即外墙结构）和内隔墙均采用预制节能木墙。整个建筑构件全部在工厂预制完成，除了梁柱节点、叠合楼板上层，其他全部采用在工厂内预制完成