摘要:型钢结构涉及到常规土建和钢结构两个专业的紧密结合,实际施工中在穿筋、柱截面细部尺寸、专业施工的衔接等方面都容易产生问题。本文笔者结合重庆华润中心(一期)型钢混凝土施工总结出以下施工管理要点。
关键词:型钢;结构;施工
前言
随着建设技术的发展和建筑功能要求的增多,大空间、多种变化的建筑型式对结构承载和抗震设计提出了更高要求。型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构形式,型钢以其固有的强度和延性等优点逐渐得到大家的认可。
一. 工程概况
重庆华润中心(一期)城位于九龙坡区原“建设厂生产区”,紧邻重庆轻轨2号线(谢家湾站),毗邻谢家湾正街的谢家湾站和杨家坪站两个公交站,公交线路30余条,拥有已建成的快捷城市道路交通网络,能快速到达解放碑、观音桥、南坪、沙坪坝等主城其他四大商圈,通达主城各个区域。项目总占地面积达55881平方米。重庆华润中心(一期)总建筑面积约51万平方米,共分A、B两个地块,地上建筑面积32.4万平方米,地下建筑面积17.9万平方米。地上重庆华润中心(一期)为商业购物中心,内设百货、餐饮零售、电影院、溜冰场和美食广场,地下4层,地上6层,局部含夹层,建筑高度49.40m;共三栋写字楼,B地块一栋,地下三层,地上44层,建筑高度229.8米;A地块两栋,地下四层,地上分别为28层和27层,建筑高度分别为145.8米和158.8米。地下为大型地上停车场、超市、零售商业及设备用房。
一. 型钢混凝土施工特点
1.型钢混凝土组合结构受力性能好,普通的钢结构构件常具有受压失稳的弱点,而型钢混凝土结构构件内的型钢因周围混凝土的约束,型钢受压失稳的弱点得到了克服。
2.型钢混凝土组合结构抗震性能好,由于型钢的设置其延性比钢筋混凝土结构有明显提高,因此在大震中此种结构呈现出较好的抗震性能。
二. 型钢混凝土施工适用范围
型钢混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构体系。适用于框架结构、框架剪力墙结构、底层大空间剪力墙结构、框架核心筒结构等结构体系,可以应用于全部构件,也可以于部分构件。
三. 型钢混凝土施工工艺原理
型钢混凝土组合结构构件是由型钢、主筋、箍筋及混凝土结构组合而成。即核心部分有型钢结构构件,其外部则为以箍筋约束并配置适当纵向受力主筋的混凝土结构。型钢混凝土组合结构是在型钢混凝土内配置型钢提高结构的抗剪能力,从而减小梁柱截面尺寸。
四.型钢混凝土施工要点
1.工艺流程
施工技术交底→ 绑扎承台及筏板钢筋→ 预埋地脚埋件→ 浇筑底板 、承台混凝土→ 安装第一节型钢柱→ 柱脚灌浆→ 安装型钢梁→ 绑扎柱子钢筋→安装柱模板→浇筑柱子混凝土至梁底 → 拆除柱模→安装水平结构模板→绑扎梁 、板钢筋→浇筑板混凝土→安装第二节型钢柱→依次进行作业 。
2.钢结构的深化设计
型钢柱的深化设计既要体现结构设计意图,又要为制作和吊装提供依据。对于每根钢柱,应逐个梁柱节点出翻样图,确定钢筋连接套筒标高、穿筋孔洞数量、直径与位置。型钢柱的加工图设计质量是保证劲性混凝土柱的顺利施工关键第一步。深化设计过程中制订的有效措施和重点注意的问题如下:
2.1应用钢结构安装施工仿真技术,优化加工图设计
采用XSTEEL软件对每根型钢柱进行建模,认真分析框架梁柱钢筋与型钢柱的位置关系,下料尺寸、穿孔钢筋数量等,保证梁柱接头部位钢筋能顺利找到自己位置,相互之间不发生冲突。在模型中优化设计方案,深化设计图纸,并在建立的模型基础上利用此软件导出正式的CAD图纸,指导施工。
2.2.设计过程中与土建施工的衔接
柱每段的制作长度问题在车间制作条件和现场吊装能力满足的前提下进行加工。根据现场塔吊的布置情况、塔吊的起重性能以及型钢的分布情况,本工程型钢柱以一层一节柱进行制作、吊装。
3.钢筋施工
3.1.柱主筋的施工
主筋的安装与普通钢筋工程基本相同,但当柱子的主筋遇到钢柱翼板上的搭筋板和牛腿无法直接通过时,需要提前进行深化设计。柱子的主筋遇到钢柱翼板上的搭筋板无法通过时,需提前对搭筋板进行开孔处理,孔洞的位置及数量须需根据钢筋的数量及位置来确定,难度较大。柱子的主筋遇到钢柱上的伸出牛腿搭筋板无法通过时,在深化时采取了两种方案:
方案一:柱主筋遇到牛腿时,在牛腿上开贯穿孔,遇牛腿的主筋直接从贯穿孔通过;
基础节带牛腿的钢柱采用了方案一,但在现场施工过程中发现该方案在实际施工中存在一定的困难,该方案对工厂加工时牛腿的开孔位置、钢柱的定位及柱主筋的定位要求较高,稍有偏差钢筋很难顺利通过。鉴于该种情况我方积极与设计院及深化设计沟通,采取了以下方案二。
方案二:柱主筋遇到牛腿时,在牛腿上下各设置一块竖向的搭筋板,遇牛腿柱筋断开分别焊接在上下两块搭筋板上,并满足双面焊接5d(d为柱主筋直径)。
3.2柱箍筋的施工
箍筋是劲性钢筋混凝土结构中对混凝土起约束作用的重要钢筋构件,必须保证其完全闭合,并与主筋牢固连接。本工程劲性钢筋混凝土结构柱箍筋的施工难度较大,须与主筋安装穿插进行。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋、和拉条组成,大部分箍筋均设计为12钢筋,硬度大,可调性差。钢筋加工时严格控制下料长度和弯折角度,保证成品箍筋安装顺利。且安装时不能像普通混凝土结构柱子一样从顶部顺序下放,必须将箍筋开口部位打开,在没有连接主筋之前将箍筋從型钢柱柱身向下套。
4. 型钢混凝土施工
型钢柱结构混凝土施工控制主要应注意避免柱偏位和胀模,同时要保证振捣密实。因此,梁板承重架宜与柱模板支架一起搭设,设置剪刀撑,以提高模板支撑体系整体刚度,防止柱在泵管等施工操作水平荷载影响下,因自重较大引起偏位。
五.工程实例
由华润置地(重庆)发展有限公司承建的重庆华润中心(一期),总建筑面积约51万平方米,结构型式为框架-剪力墙结构和型钢混凝土组合结构,不仅要确保质量目标的实现,还要保证工程成本和工期,在此基础上实现技术创新。通过该项技术在本工程上的实施,显著的提高了型钢混凝土组合结构的施工技术水平、加快了施工速度,减轻了工人的劳动强度,有效的保证了工程质量,创造了良好的经济效益和社会效益。为确保工程顺利实施,项目部以科学的态度、先进的手段管理施工,通过反复总结实施,总结出本工法,并在工程中应用,得到了很好的效果。
六.结束语
随着科学技术的不断发展,型钢混凝土组合结构工程越来越多,型钢混凝土结构的应用提高了构件的强度,增强了构件的抗震能力,减少了梁、柱的截面,提高了建筑的平面利用率。因此,受到使用、设计、施工部门的欢迎,已经取得良好的社会效益和经济效益。
参考文献:
【1】董建菲;魏巍;辛欣,型钢混凝土结构的研究发展及应用,《陕西建筑》,2009年第2期
【2】朱朝彩,型钢混凝土的施工技术与质量控制,《山西建筑》,2009年11月
作者简介: 蔡兵(1988-5),男,恒大地产集团重庆有限公司,本科,从事房地产项目现场管理工作。