部分包覆鋼-混凝土組合梁在裝配式屋蓋中的應用研究

王海

上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司 200092

引言

部分包覆鋼-混凝土組合梁（Partially Encased Composite Beams，簡稱PEC 梁）由開口截面主鋼件及其外輪廓范圍內澆筑的混凝土組成，混凝土內可設縱筋、箍筋、抗剪件等鋼配件。包括無翼板的部分包覆鋼-混凝土矩形組合梁和有翼板的部分包覆鋼-混凝土T 形組合梁兩種形式。與純鋼梁相比，PEC梁的防火防腐性能好，剛度大于同截面的純鋼梁，包覆混凝土能阻止鋼梁腹板的局部屈曲和翼緣向內側局部屈曲。PEC 梁兼具裝配式結構的優點，可工廠預制，現場裝配施工。

污水處理廠的污泥干化車間一般不具備布置框架柱的條件，采用鋼梁和帶屋面水平支撐的有檁體系鋼屋面是較為優選的屋面結構形式。但室內環境濕度大，還存在腐蝕性氣體，需要對鋼結構構件進行防腐處理，并刷防火涂料。若采用無翼緣板PEC梁作為屋面框架梁，腹板及翼緣內側的防腐、防火涂漆可省去，由此節省的費用較為可觀。

目前暫無PEC梁應用于污水、污泥工程項目的相關研究和工程案例。本文總結PEC梁正截面受彎、斜截面受剪、撓度和裂縫的計算方法，探討PEC梁作為水平受力構件應用于大跨度裝配式屋蓋的連接做法，利用結構力學公式和SAP2000，探究包覆混凝土種類、強度等級、容重對梁跨中撓度、受拉區混凝土裂縫寬度的影響。

1 設計計算方法

1.1 正截面受彎

根據歐洲規范Eurocode 4［1］（簡稱EC4），PEC梁截面受彎承載力的計算與受壓翼緣外伸部分的寬厚比相關（表1）。

表1 受壓翼緣分類Tab.1 Classification of compression flange