型钢混凝土组合结构施工技术措施

李 俊 强

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

型钢混凝土组合结构施工技术措施

李 俊 强

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

介绍了型钢混凝土组合结构的特点及应用，分析了型钢组合混凝土结构工程施工中的常见问题，并提出了针对性的解决措施，从而切实发挥钢结构和混凝土结构各自的受力优势，提高建筑整体性和耐久性。

型钢混凝土，钢柱，钢梁，结构形式

本文主要从施工角度针对型钢混凝土结构在施工过程中常见问题及其解决办法进行了分析。希望通过对具体的案例有针对性的分析和总结,使读者对型钢混凝土结构的受力性能和施工技术管理有个更加全面的认识，以促进型钢混凝土结构被更加广泛应用和健康发展。

1 型钢混凝土组合结构的特点及应用

型钢混凝土结构指配置型钢及少量受力钢筋和构造钢筋的混凝土结构，在国外也被称为混凝土包钢结构、劲性钢筋混凝土结构或钢骨混凝土结构。其结构可以分为实腹式型钢混凝土和空腹式型钢混凝土两大类。由于该结构体系具有强度刚性大，延性好，抗震能力强，防火耐腐蚀等一系列优点，已经广泛运用在各类型高层建筑结构体系中。与钢结构相比，型钢混凝土结构可节约50%以上钢材，大幅度降低工程造价。最主要的是由于被混凝土包裹而提高了结构的耐久性和耐火性能，有效避免了钢构件的防锈、防腐蚀、防火性能较差的缺点。比起钢筋混凝土结构，钢混组合结构可以大幅减少构件截面尺寸和自重，增大使用空间和使用面积，大大提升了设计师对空间和平面布局的灵活度。

本文通过对某工程采用型钢混凝土结构施工技术分析，比较详细地阐述了此类组合结构型式施工中常见质量问题及有针对性的几点预控措施。

2 型钢组合混凝土结构工程施工常见问题及解决办法

某工程为地下2层地上20层的综合性办公及酒店大楼。为满足将展厅、宴会厅、健身厅、游泳室、集控中心及大型会议室等需要大空间的功能区域与相邻的酒店和办公楼有机结合的使用要求,使各功能区在布局方面更加合理和使用更加便捷,设计师巧妙地将各功能区域布置于办公楼和酒店中间,两侧标准层高均为4 m,而功能区层高为两侧楼层高度的整倍率。功能区采用型钢混凝土组合结构,最大层高达到12 m,最大跨度达到18 m,结构柱最大外尺寸为1 000 mm,内配十字型钢柱,钢柱外截面最大尺寸为600 mm,翼缘板厚度20 mm,腹板厚度14 mm；复合梁最大截面为(1 200×450)mm2,内配型钢梁截面为(900×250)mm2，上下翼缘板最大厚度25 mm,腹板厚度14 mm。

垂直运输机具选择：钢混结构较钢筋混凝土多了钢骨架构件的预加工、运输、现场吊装、现场连接等工序，首先在垂直运输机械的配置方面必须结合施工场地综合布置情况考虑其选型和配套问题，如高层建筑型钢与混凝土组合结构设计，则需考虑采用随结构施工进展同步安装的塔式起重机械，且必须满足其起吊摆幅范围最远处可探及的钢梁和钢柱重量；当型钢组合结构设置的层数或层次相对于整个建筑物的总楼层相对较少时，宜从综合成本方面考虑采用移动式起重机械，但必须在现场具备满足支设起重机械的场地，作业场地的耐力或结构承力强度必须经验算满足相关安全指标。本项目因主楼建筑层数高、总高度较高而裙楼层数和总高度相对较小，综合全项目机械成本各方面因素，择优选择成本低的方案，主楼配置两台QTZ5513塔式起重机，而裙楼钢结构安装则租赁一台最大起重为300 t的履带式起重机进行吊装，吊机作业区域采用混凝土硬化处理以满足机械作业场地平整、坚实度要求，兼作半成品构件临时存放场地，此机械方案的采用保证项目主体施工期间在裙楼钢结构吊装作业期间，两侧主楼结构施工不需考虑中间结构施工的影响，为整体施工流水和工序衔接提供有利条件。

钢柱施工中存在的常见问题：1)钢柱在深化设计时不光要考虑柱身分段施工的水平施工缝留设位置，确保钢柱施工缝避开结构柱剪切应力最大部位；还必须考虑施工对接为保证垂直度调节而产生的间隙高度差影响，防止因柱身对接产生的偏差导致梁板结构标高的影响。2)梁柱节点位置的细部深化设计需重点考虑梁主筋穿过柱腹板时预留孔洞的布置位置，必须满足主次梁上下布置和左右交叉时的上下布置和合理间距要求、主次梁相互布置原则必须经设计审核同意，确保其符合设计规范和施工常规操作要求合理性要求。3)由于钢构柱较多情况下会在底层柱翼缘板面设计有栓钉，以利于钢构与混凝土有效粘结，施工中钢筋下料表中针对该部位的箍筋弯钩等就特别注意，必须角度一致且防止角度不合适造成安装过程的难度加大，甚至无法安装的现象发生，应在首次安装前进行试加工和试安装，弯钩长度和角度均满足规范和施工条件后方大面积加工和安装。4)钢柱各腹板通常采用加劲板按照一定间距进行设置，以增强其抗变形能力和整体性，但往往腹板的设置会导致柱核芯区域的混凝土振捣存在困难，当采用十字钢构柱时，混凝土的浇捣必须从钢构划出的四个作业区分别下料、插振捣器进行振实浇筑，为有效排出腹板交叉位置振捣时产生的气泡，必须在深化设计时将加劲板根部加工成最小边长不小于5 cm的等边三角形或扇形状孔洞。5)为发挥钢构柱最大受力特点，钢混结构柱中钢柱截面较大情况下，为使模板验算抗侧压强度和支撑刚度满足规范要求，应在深化设计时按照验算符合要求的对拉杆间距在对应钢柱腹板预留孔洞，考虑采用这种方案的主要优点是，不需通过预加工定型模具即可按照常规模具将柱混凝土支浇成型，为减少因留设孔洞对腹板产生的强度削弱可以将对拉杆直接不穿套管浇筑于成型结构中，起到对该部位钢构强度削弱后的一定补强作用。

钢梁施工中出现异常及规避措施：1)由于钢梁跨度均比较大，在施工过程中需采取预设拱度的方法来抵消在浇筑过程产生的架体间隙变形量、拆除模架支撑体系后产生的结构自重下沉变形，按照施工规范规定的1‰～3‰ 起拱标准，施工中如按照上限进行预拱度控制会造成与梁相接部位板标高和厚度的控制困难，当采取下限进行控制时又担心预拱度不足，施工完成后会产生“结构下挠”视角的偏差，所以在具体实施时一般取中间值2‰ 作为控制标准，而且必须保证架体在竖向传力可靠度有保障的前提下，如采用了新的碗扣立杆其对接间隙较小或者钢管扣件支撑架顶部采用了托梁构造等。笔者根据多年实践见闻提个不成熟的建议：当支撑架体高度过高和上部荷载过大情况下为确保架体安全和降低变形量导致的操作困难，建议参考桥梁工程对支撑架体采取预压的方案。2)由于大跨度梁常设计为高宽比系数较大截面形状，导致型钢梁截面宽度窄而高度大，这样在施工时极易发生由于钢梁腹板两侧混凝土浇筑高度不等产生的钢梁偏移现象，在施工中如得不到有效预控，钢梁在偏移位置后在成型结构中受力严重失衡，会留下很大的安全隐患，故在支模时必须考虑在钢梁两侧按照一定间距设置横撑确保在浇筑期间不发生侧弯和移位。3)同上述柱问题4)中所涉及的施工中对结构尺寸控制措施，为保证高度较大的钢混梁截面成型尺寸，必须在深化设计时按照模架设计计算的拉杆间距进行预留梁侧模加固用对拉杆用穿过梁腹板的孔洞。

3 结语

由于型钢混凝土组合结构有诸多优越于其他结构形式的特点，使其在高层及大跨度公共建筑以及工业厂房设计时被广泛采用。但由于钢构和混凝土组合形式存在变化多样的特点，涉及施工质量控制方面的许多做法仍无法完全统一，上述问题仍有许多未尽事宜，我们本着质量至上原则，掌握基本理论和科学方法在施工中合理预防不同结构形式的弊端,合理简化施工程序基础上确保各结构体系优势的发挥,为型钢混凝土结构在我国的建筑领域的长远健康发展而努力。

[1] 浅谈型钢混凝土结构施工技术[OL].中国学术期刊网.

[2] 浅谈法门寺合十舍利塔工程——型钢混凝土组合结构梁、柱钢筋绑扎施工方法[Z].

[3] JGJ 138—2001,型钢混凝土组合结构技术规程[S].

Onmeasuresforcombinedstructuralconstructionofsteelconcrete

LiJunqiang

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

The paper introduces the features and application of the combined structure of the steel concrete, analyzes the common problems in the construction of the steel combined concrete structure, and puts forward the according solutions, so as to exert the stressed advantage of the steel structure and concrete structures, and improve the wholeness and durability of the buildings.

steel concrete, steel column, steel beam, structural form

1009-6825(2017)23-0097-02

2017-06-06

李俊强(1977- )，男，工程师

TU375

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