浅谈型钢混凝土组合结构施工技术

方 华

（成都建筑材料工业设计研究院有限公司，四川 成都 610021）

一、选题背景及意义

型钢混凝土组合结构（Steel Reinforced Concrete composite，简写 SRC）是指混凝土内配型钢（焊接或轧制两种成型）和钢筋的组合结构。其特点是在型钢外部有层混凝土并配合使用钢箍和钢筋，其中的型钢除了采用轧制型钢外，焊接型钢也广泛被使用，总的来说有空腹式和实腹式。与普通的混凝土结构相比，SRC可以很大程度上提高结构构件的承载能力，改善其脆性性质，增强其耐火性、耐久性和抗震性。

20世纪50年代，我国从前苏联引进了该结构，当时前苏联设计了包头电厂中的主要厂房以及鞍山钢铁公司的沉铁炉基础，我国进行了施工。随着经济发展和时代进步，我国钢铁产量也增加很多，到了80年代，型钢混凝土结构被大量应用于高层建筑，地铁站台，桥梁等等。该结构形式具有非常良好的力学性能，尤其在地震区，其相较于传统结构形式优势突出，但仍然存在一些缺点和问题，比如在施工方面，组合结构里面有很多型钢和钢筋，在梁、柱这些节点处，密集程度大，混凝土浇筑困难。

（一）欧美国家SRC的应用和研究状况

早在20世纪初，Burr就做了空腹式型钢混凝土结构柱的实验，其认为混凝土外壳明显提高了柱的强度和刚度。加拿大在1923年做了空腹式配钢的型钢混凝土梁的实验。美国在1989年的ACI-318规范中和1993年的AISC-LRFD设计规范中，都对SRC进行了设计规范描述。

（二）日本SRC的应用和研究状况

日本有四大建筑结构，型钢混凝土与钢、木和混凝土结构并列。1923年东京建成型钢混凝土结构的日本兴业银行，高达30M，在关东大地震中没有受到什么损坏，这使得学术界和工程界给与重视，随着工程实践和科学研究的不断深入，频繁经历地震的日本，其SRC结构的房屋几乎未遭到或极少遭到轻微破坏，加快了该类结构推动。

（三）中国SRC应用和研究状况

自从20世纪50年代引进SRC结构开始，随着我国社会经济的不断发展，SRC结构在全国不断的推广应用，越来越多的城市中的高层建筑中应用了SRC结构。研究方面，我国有诸多的大学如武汉工业大学、西南交通大学、同济大学等都分别从相关角度进行了实验研究，并取得一系列研究成果。我国在1998年冶金部颁布的YB9082-97和2002年建设部颁布的JGJ138-2001技术规程。

二、型钢混凝土柱的施工

在项目实施前，尽可能选择有丰富SRC结构施工经验的管理人员和劳务人员，并进行相关技术培训和技术准备。大体说来，型钢柱的工艺流程如下：

准备工作→材料复验（进料）→下料放样→平板矫正→制孔、打坡口→H型钢组立→龙门焊接→气刨清根，背焊→H型钢矫正→抛丸除锈→分解成T型钢→T型钢打坡口、打磨、制孔→焊接十字柱→焊肋板→精整、矫正→超声波探伤→焊接栓钉→清理→构件标识→成品检验→构件运输进场。

在型钢构件出厂前，应该对其进行验收，出具相应合格证和技术文件等，在厂内可进行预拼装，以查验尺寸是否符合设计和整体的质量情况。构件的运输应该选用吨位相当和厢长的汽车，在车辆上的支点、两端支出长度和绑扎方法都应该保证钢柱构件不产生永久的变形和损伤。可使用钢丝绳加倒链将构件固定，防止其移动。装卸使用吊点起吊，并采取措施防止损伤构件。构件的对方应在底层垫有垫块并有足够的支撑面，按种类、型号和安装顺序分区域堆放。

型钢混凝土柱钢筋的翻样、加工和普通结构柱的基本相同，但是在安装方面有些不同，其区别点在于柱竖筋的位置，型钢混凝土柱中的竖筋的分布应该考虑到型钢梁的位置。由于结构钢梁在柱每个侧面的中部，因此竖筋要避开中部，使得在柱角比较集中。柱箍筋的翻样则应该注意结构柱、梁节点处的柱箍筋，一般会制作成U形或者L行，以便穿过型钢梁腹板上的孔。

在安装过程之中应该注意，钢筋会与型钢碰撞，应在型钢上打孔使得钢筋穿过型钢，柱的安装控制从柱角开始，低层的预埋柱安装质量决定了整个工程型钢柱的安装质量，应该从轴线、标高、焊接质量上着手控制。型钢柱的钢筋有两种安装方式，若梁截面宽度较小，柱钢筋可以绕过型钢梁，而在型钢梁截面比较大，框架柱的截面较小的的情况下，柱钢筋密度较大，应采用连接件和型钢焊接。

三、型钢混凝土梁的施工

型钢梁的主要加工是在加工厂内，其需要有预留钢筋孔用于穿柱头箍筋或梁纵筋的拉钩。这些孔对误差的要求不严，孔位确定较容易，必要的时候可以通过微调箍筋或拉钩来使得孔位满足要求。加工完的型钢梁先进行编号运输。

型钢梁的吊装和梁钢筋的安装交叉作业较为复杂，工程实践中大概有两种方案：一种是先穿梁底筋再吊装型钢梁，另一种是先吊装型钢梁再穿梁底筋及面筋。这两种安装方法具体操作一样，区别只是顺序不同，大多情况下使用的是前者方式进行安装。两种操作的顺序为：

1 安装梁底模→安装底部主筋→吊装型钢梁→安装上部主筋→安装箍筋、腰筋、拉结筋→安装侧模并加固。

2 吊装型钢梁→安装梁底横楞→穿梁底部主筋，并连接可靠→安装上部主筋、连接接头→安装箍筋、腰筋→安装梁底模、侧模并加固。

在安装过程中应该注意，型钢梁和梁钢筋的安装顺序上存在谁先施工的问题，具体操作顺序应该根据实际的情况，这也是交叉作业最难的地方，处理得当就会缩短工期，其次在型钢柱上打孔后，要对打孔部门进行加强措施，最后，型钢梁吊装应该采用专用的吊具进行两点绑扎，在吊装过程中应该是保持水平。

四、型钢混凝土结构混凝土的浇筑

由于SRC柱、SRC梁和梁柱交叉点钢筋密集度大，安装完钢筋后，要组织混凝土班组进行实际情况的了解，以估计振动棒插入振捣部位。若有复杂的情况，则需要作出明显标示，振捣措施相应调整。由于在振捣过程中，型钢会影响力的传递，因此应将振捣点设置在四个角、梁的两侧和型钢柱内，间距不应大于300MM。型钢柱内的混凝土一定注意振捣密实，必要的时候应该预留振捣孔洞，并采用骨料较小的混凝土拌合料，以保证其流动性。

五、结论和建议

SRC结构具有诸多优点，具有广阔的发展空间，在现代的建筑领域中使用也越来越多，同时跟普通工艺相比，其施工较为复杂，难度较大，各个分项工程的交叉作业较多，因此要充分考虑施工顺序，结合实际情况，做好施工设计和方案规划。

1 SRC梁、柱节点的型钢和钢筋穿插较多，在安装的时候，应该在型钢腹板和翼缘预留孔洞方便穿插，在型钢的翻样、钢筋的加工的时候，应预制位置准确大小合适的孔洞。

2 型钢柱、底板和锚栓的组合安装焊接要求定位精准、焊接牢固。现场的吊装要求定位准确，型钢柱之间的连接采用高强螺栓初步固定再进行焊接。

3 应该按型钢柱、柱纵筋、梁底纵筋、型钢梁、梁上部纵筋的顺序来安装，因为工序交叉作业，施工前应该加工好型钢和钢筋，做好交底工作，保证安装精确到位。

4 由于钢构件和钢筋密集度较大，应该浇筑应选用流动性能好的混凝土或者自密实混凝土。浇筑的时候应下料均匀，在腹板两侧进行分层浇筑，为确保振捣密实，还可以用高频振捣棒辅以钢钎进行操作。

5 由于现场结构构件有存在吊装和焊接方面的安全问题，施工准备应做好专项施工方案和应急预案，根据项目的实际情况进行工况分析和过程质量控制，保证现场的施工安全。

6 SRC结构的建筑工程有着巨大的普及空间，进一步对该结构进行研究有着实际而长远的意义。因此做出以下的建议，一方面，由于存在交叉施工多，相对于铺工序而言较为复杂，安全隐患大，质量方面的欠缺，钢梁、柱、钢筋的安装方法还需改进，另一方面混凝土结构和钢结构的施工质量验收规范各有根据，型钢混凝土结构缺乏针对性的验收规范，目前仅是参考以上两种结构的规范，使得验收依据模糊。最后，SRC结构工程对混凝土的强度以及流动性的要求较高，要加强高性能混凝土的研究并推广使用。

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