型钢混凝土组合结构施工技术总结

2024-10-06

型钢混凝土组合结构施工技术总结（精选8篇）

1.型钢混凝土组合结构施工技术总结篇一

关键词：型钢混凝土,组合结构,技术要点

混凝土结构在当今的建筑工程领域应用非常广泛,如今的多层、中高层、高层住宅中所采用的框架、框剪以及剪力墙等结构形式都属于传统钢筋混凝土结构。传统的混凝土结构取材方便、经济效益好,但同时也存在诸多的缺陷,如用钢量大、耐火性差、耐腐蚀性差等诸多缺点。随着建筑工程技术的不断发展,开始越来越多的人使用组合结构,其中型钢混凝土组合结构就是最好的代表,以其自身的优势弥补了传统钢筋混凝土结构的缺陷,具有更好的抗震性、耐久性。在实际工程实践当中发现,型钢混凝土结构具备承载力高、刚度大、抗震性能优良等众多优势。在界面尺寸一致的情况下,型钢混凝土组合结构的承载力,大约是传统混凝土结构的一倍有余。因此,在现代建筑中,尤其是高层建筑下部结构,使用型钢混凝土组合结构,能够有效地减少构件所占的空间,具有良好的应用前景。

1 型钢混凝土组合结构施工技术要点

1.1 钢结构深化设计

科学合理地设计钢结构,是完成钢结构工程施工非常关键的基础。在设计的过程中,要对型钢混凝土组合结构每一个连接点,汇至钢筋穿过型钢穿孔以及补强的节点大样,要实现对梁柱点纵向钢筋弯折以及穿孔补强的情况进行预计。确保在设计过程中,能够综合考虑所有因素,使构件尺寸、进度以及开孔位置能够准确,在实际施工过程中,不会出现尺寸偏差不能穿过型钢梁、柱情况,提高施工质量和保证施工进度。

1.2 钢柱安装

进行钢柱安装,第一步需要合理设置钢柱吊点以及吊具,确保在吊装的过程中简便、稳定可靠,避免出现钢构件变形的情况。吊装过程中利用钢柱定位连接板的螺栓孔,采用专用吊具与钢柱连接板进行连接。在合理设置好钢柱吊点以及吊具位置后,接下来就要进行同心度的调整,上下钢柱的同心度一般情况下可以采用千斤顶或者反力架进行调整,注意调整时要松开定位耳板处的螺栓,进行此项安装调整工作需要借助塔吊等工具。

在钢柱安装过程中,钢柱标高以及垂直度的调整也显得至关重要,通过闪瞎钢柱标高控制线进行控制。首先对下节柱上端弹好距柱顶500mm的标高控制线,要根据图纸上的标准详细的进行操作,精确调整可以通过专用工具调整两条控制线的距离。待所有工作完成好后,最后一步就是要对钢柱进行临时固定,钢柱安装后要立即在各个方向拉好缆风绳,缆风绳另一端与钢柱耳板连接,如图1所示。钢梁安装完毕后,相应方向的缆风绳可以去掉。

1.3 柱脚灌浆料的施工

型钢柱安装校正、定位并排列形成刚度单元后,应该要及时对柱脚进行灌浆施工,对型钢地板和承台基础顶面的50mm空隙采用无收缩C35细石混凝土浇灌。这里需要注意的是,浇灌前应该要现在柱脚四周立模板,清楚混凝土表面杂物污垢,然后再进行混凝土浇筑过程。浇筑无收缩细石混凝土时,应该要调整振捣方向,当振捣相反方向溢出且高于锚板下表面即可,切记不能从两个以上方向轮流浇筑。浇筑过程不可断断续续,尽量缩短浇灌的时间(见图2)。

1.4 型钢梁的吊装

型钢梁与型钢柱的连接通常情况下采用的是坡口焊接,而腹板等构件部位所采用的是高强度螺栓连接。当一节型钢吊装完成后,接下来的工作就是需要对已经吊装的柱、梁等部位进行误差检查和校正,校正主要针对的是标高、垂直度、轴线以及净跨等。这些工作完成后,再采用高强度螺栓连接进行柱子校正。

在安装高强螺栓的过程中,应该用尖头撬棒辅助让螺栓能够自由插入。针对构建不能重合的孔,应该要进行扩孔或者修孔,确保螺栓能够安装到位。在这里需要注意的是,柱与梁焊接、梁与梁的对接的过程中,要注意焊接变形和残余应力,必要时还要采取检测手段进行检测,确保其完好。

1.5 安装钢筋

型钢混凝土梁柱节点处,要图纸设计钢筋必须要穿过型钢时,对于穿孔的位置和穿孔直径都有严格的技术要求,要尽量避开在型钢的翼缘上。如果有需要在腹板上留空时,型钢腹板界面损失率要控制在合理范围内。当钢筋穿孔给型钢界面造成的损失过大,应该采取相应的加固补偿措施,确保能够满足承载力的要求。一般常用的做法就是采取型钢截面局部加厚的方法,但是采用该方法要综合考虑到不影响后期混凝土浇筑质量。

1.6 型钢柱混凝土施工

型钢柱混凝土施工之前,宜先用50mm厚左右的水泥砂浆进行浇筑,配合比与混凝土砂浆成分相当,型钢柱混凝土浇筑过程的时候应该要注意分层浇筑,厚度的把握也不宜过大。一般而言,对于型钢柱混凝土施工采取的是分段浇筑的方法,同时在混凝土浇筑的过程中,控制下落高度在2m以下,确保在施工过程中不出现不离析的现象,软管出口混凝土离模板侧面的距离应该要大于50mm左右。混凝土施工过程,振捣间距控制在450mm,待观察混凝土表面出现浮浆不再下沉即可。在进行振捣浇筑的过程中,应该要设置专人看护模板、钢筋等主要构件部位是否出现位移,发现问题及时进行处理。振捣棒操作时,宜快插慢拔。插入点要均匀,移动的距离也要控制到位,大约在450mm为宜,振捣棒插入混凝土深度控制在进入下一层混凝土50mm左右,控制好力度和振捣频率。进入到型钢梁混凝土施工的过程中,与传统梁板混凝土的施工趋于一致。但是其结构的差异,型钢梁节点核心区不只是有型钢梁柱通过,混凝土浇筑较为困难,因此必须要加强核心区混凝土的振捣,确保混凝土施工质量控制到位。

2 型钢混凝土结构施工质量和安全控制

2.1 质量控制

型钢梁柱从制作加工、安装方法以及现场施工,都需要也弄个按照技术标准和施工规范进行,必须要有技术人员在现场进行详细的技术交底。对于复杂节点可以先做样板,与实际对比确定最终的技术规格,要组织现场操作人员进行现场学习,要加强三检制度。将质量检查工作贯穿于施工的全过程,确保施工质量控制在要求之内。型钢框架在施工安装的过程中,一定要防止柱主筋偏位。在型钢安装、柱主筋连接时,要对钢骨和连接好的柱筋进行临时固定,主要目的是防止出现偏位或扭曲无法套箍的现象。在施工的过程中,要严格按照图纸规定的轴线方向进行定位,受力和孔位也应该确定清楚,吊装过程要采用经纬仪校准倾斜角度(如图1所示),并及时进行定位。

2.2 安全控制

保障现场施工安全,要深入贯彻“安全第一,预防为主”的方针,要按照要求配备专职的安全员,专门负责组织和协调施工现场安全工作,落实相关安全生产的规章制度,要认真做好现场施工人员安全施工宣传教育,让现场施工的人员能够切身体会到安全施工的重要性。为了确保施工现存的安全,对重大危险源进行管理,要指派专人负责防火工作,配备相应的消防器材和设备,经常地进行检查。一旦发现存在隐患要及时地进行上报,及时进行排查与解决。现场施工过程中的设备、材料等不能占用消费通道。特种作业必须要持证上岗,所工作的内容必须要和专业对口,将安全施工生产落实到实处。

3 结束语

综上所述,型钢混凝土组合结构具有受力合理、优良的抗震抗风性能、构件界面尺寸小,耐久耐火性好等诸多优点。但是在实际施工过程中,工序繁杂、对技术要求比较高、各分项工程之间存在交叉,主要应用于大型、高层建筑当中。以上对型钢混凝土组合结构施工的技术要点进行了分析讨论,对其中需要注意的地方进行了强调说明。在实际施工的过程中,必须要关注在全面施工过程中,对每一个环节施工的质量和安全控制做到位,确保工程能够得以顺利完成。

参考文献

[1]张淑云,白国良,朱佳宁,等.钢筋混凝土框架异型边节点抗震性能试验研究[J].西安科技大学学报,2005,(2).

[2]石宇,周绪红,苑小丽,等.冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法[J].建筑结构学报,2010,(9).

[3]季静,肖启艳,黄超,等.基于性能的钢筋混凝土剪力墙受弯破坏变形限值的研究[J].建筑结构学报,2010,(9).

[4]彭晓彤,顾强,林晨.半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构试验研究[J].土木工程学报,2008,(1).

[5]管宇.钢框架-型钢混凝土抗侧力墙结构抗震性能有限元分析[J].建筑结构,2016,(4).

2.浅谈型钢混凝土组合结构施工技术篇二

【关键词】型钢混凝土组合施工

引言：随着社会的发展，建筑行业的各方面也在近几年发生了翻天覆地的变化。任何一项新技术在发展的同时都会面临着一些难以避免的不足，型钢混凝土组合结构施工技术也不例外。希望通过本文对这问题的探讨，能和建筑行业的一些人员进行交流，共同促进我国建筑行业的发展。

1.型钢混凝土组合结构施工技术与传统施工的不同

型钢混凝土组合结构的定义是：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型式。它主要包括三个组成部分：型钢、钢筋和混凝土，这三种物质是组成建筑物的中流砥柱。任何一项新技术都凝聚着设计者的心血，都有一定的科学原理，也有其自己的技术性和进步性。型钢混凝土组合结构的产生，为建筑行业注入了新鲜血液。相比于传统的建筑技术，它也必然存在着优势与不足。首先，从优势方面去说，它比传统的钢筋混凝土结构具有更大的承载力、更强的刚度和更加良好的抗震性能。不仅仅如此，它的构件截面小，可以节省很多的空间。而且，它的抗剪能力高、延性好；除此之外，型钢混凝土组合结构施工时能节省模板，如果模板部分的面积节省出来了，就能节省很大一部分建筑原材料和人力，从而加快施工进度，提高施工效率，这对于各方面来说都是有益的。

型钢的相关定义是：有确定断面形状且长度和截面周长之比相当大的直条钢材。它与传统钢材料相比也有很多优势，传统钢材料在一定条件下易生锈，运用型钢作为原材料之后，就具有了更大的强度，就能防止钢结构局部和整体屈曲；增加结构刚度和阻尼；除此之外，型钢还具有防锈、防腐、防火等优势。这些特性在建筑物种发挥着尤为重要的作用，这些特性防止建筑结构磨损变形，而且在可以长期保证建筑物各方面的质量。我国现在需要大力发展型钢材料，而且国家对建筑物的质量也越来越重视，对建筑商的要求也越来越高。特别是近几年的汶川地震和雅安地震，人们的防震意识也越来越强。因此，在我国可以有针对性的大力推广型钢混凝土组合结构施工技术，对于我国建筑业的长期、稳定发展来说，有着重要的意义。

但是，我们也必须看到型钢混凝土组合结构施工技术中存在的不足。总体来说就是技术上的要求比较高，与传统相比，它需要考虑的技术情况比较复杂，实际建筑过程中对建筑方法的要求也很高，这对于一些传统的建筑工人们来说，在技术方面是一个挑战。因此，要想大力发展这项技术，必须各方面重视起来，任重而道远。

2.型钢混凝土组合结构施工技术要点

2.1将地脚螺栓首先埋好

安装地脚螺栓需专人在纵横两个方向用经纬仪和水准仪控制预埋件轴线及标高，并在四个方向加固，安放调节螺母利用水准仪调节螺杆的高度，保证埋件标高。以上工作完成之后，需要注意锚栓固定样板。在工件出厂之前，厂家应在锚栓固定样板上打两个大小大概一致的孔，这样的话就能便于用其他材料对样板进行固定。固定效果的好坏直接影响建筑结构的稳定性。如果不能进行良好的固定，在遇到恶劣天气时，如大风大雨，就容易使锚栓固定样板发生移位或错位，进而影响整个建筑材料或者部分建筑材料的外形或稳定性。这是在建筑过程中应该避免的错误。

2.2注意埋件的安装

底板梁钢筋绑扎完之后，通过控制点放出埋件位置，将锚栓分根插入梁内，运用一些建筑设备确定埋件位置，如水平仪等。在位置确定好之后，就可以浇注混凝土了。由此可见，埋件安装工作质量的高低直接与混凝土浇注工作建立起聯系。只有从各方面调整好了埋件位置，才能保证混凝土在浇筑过程中保持良好的建筑状态，以免给以后的建筑物安全留下隐患。

2.3型钢梁施工及梁钢筋的绑扎及混凝土浇注

混凝土浇筑之前，需要做的工作是绑扎、排布钢筋。排布钢筋一定要坚持整齐有序的原则。在排布之前，设计时要提前做好规划，一定要精确的计算出来所需钢筋的数量和排布布局，翻样按照钢筋实际规格、间距大小按比例排放，及时与设计单位协商调整钢筋布排方法。混凝土浇注是一个非常重要的步骤，在浇筑过程中一定要提前确定好浇注方案，包括什么时候开始浇注、每次浇注所需的时间间隔、浇注的空间位置、浇注所需水泥混合材料的纯度和成分，这一系列工作都需要专业人员来完成。浇筑过程中，浇注方法与传统方法相比，还是存在一些不同。因为钢性支架本身具有一定的强度和硬度，可以在混凝土没有完全硬化之前承载一定的重量，因此在浇筑的时候就有了很大的发展空间，不用在混凝土凝固方面过多考虑，在设计浇注方法的时候也有了更多的选择。具体过程中也有一些事项需要注意。例如型钢部位的钢筋密度比较大，不容易探清里面的具体情况，在施工之前负责人一定要做好这方面的探查工作，以便对施工的具体情况有一个更充分的理解。要认真对有关技术人员进行指导，让他们了解每一步的施工过程和注意事项，并做好施工记录，以便在发生困难和一些突发情况时能及时进行解决。而且发现困难要及时处理，保证合模前各部位能够按计划顺利下放振捣棒。另一方面需要注意的是，振捣时间以混凝土表面出现浮浆，且不再下沉为止，时间宜为20s左右。时间不可过长或过短，过长会影响凝固时间和效果，钢筋就不能很好的进行凝固，地基和建筑结构就不会很结实。时间过短的话也容易造成地基不结实。因此，这两点在浇筑过程中都要非常注意。框架结构是一切建筑物的决定因素，因此每一个细节都应该高度重视。

3.型钢混凝土组合结构未来发展趋势

随着型钢混凝土组合结构的大力普及，人们对于这方面的研究也越来越多，研究方向通常包括两方面，一方面是新型型钢材料的应用，另一方面就是组合结构的创新和发展。现在的型钢结构常见的类型有：薄壁型钢-混凝土组合梁、薄壁型钢-混凝土组合楼板等，这几种组合结构已经在国内外建筑行业大力普及，他们不仅节省空间，而且坚固性能好。但是，未来的发展趋势会分为以下几点：现在的组合结构通常只是Z 形钢和 C 形钢组合成的截面形式，它们存在优点，但是在某些性能方面需要提高，因此应加大其他类型的组合结构形式；我国近几年地震多发，因此提高薄壁型钢-混凝土组合结构的防震性能成为一个刻不容缓的任务，同样需要提高材料的坚固性和组合结构两个方面；最后考虑到现在高层建筑火灾多发，还要提高组合结构的抗高温水平，现在科学已经发明出越来越多的抗高温材料，要把这些材料应用到建筑行业，提高建筑物的安全性能。

结束语：型钢-混凝土组合结构有着很大的发展前景。建筑行业的健康发展，直接影响着人们的生活和居住质量。现在的豆腐渣工程很普遍，都是因为一些建筑商缺乏安全意识、缺少对社会的责任感造成的，但幸运的是建筑行业已经引起了全社会的高度重视。每一个建筑相关人员都应该在工作中严格要求自己，学习新的技术，总结经验，共同努力，创造人们幸福的生活家园。

参考文献

[1] 侯治国.混凝土结构[M].第3版.武汉：武汉理工大学出版社，2006.

[2] 应惠清.建筑施工技术[M].上海：同济大学出版社，2006.

3.钢筋混凝土组合结构试卷篇三

一、填空题（28分，每空2分）

1.常见的双轴荷载试件有（）、（）和空心圆柱体试件。

2.抗剪连接件按照变形能力可分为刚性连接件和（）两大类。

3.按钢管混凝土中钢管的截面形式不同，分为()钢管混凝土、()钢管混凝土及

多边形钢管混凝土。

4.按照节点所用材料不同可以分为三种基本类型的节点，即钢筋混凝土节点、（）

和（）。

5.钢骨混凝土梁的斜截面破坏形态主要有()、减压破坏和（）。

6.延性可划分为（）延性、（）延性和曲率延性。

7.型钢混凝土剪力墙分为无边框型钢混凝土剪力墙和()型钢混凝土剪力墙。

8.结构的极限状态分为（）极限状态和（）极限状态。

二、判断题（10分，每题2分）

1.偏心率不会影响钢管混凝土承载力。（）

2.型钢混凝土梁具有良好的延性。（）

3.钢-混凝土组合梁是由钢梁、混凝土翼板及抗剪连接件所构成。（）

4.目前最常用的抗剪连接件是栓钉。（）

5.目前国内工程中最常见的是方形钢管混凝土。（）

三、名词解释题（15分，每题5分）

1.压型钢板-混凝土组合楼板

2.部分抗剪连接

3.钢材的冲击韧性

四、问答题（32分，每题8分）

1.钢管混凝土结构在受力性能及结构特点上有哪些优点？

2.刚性抗剪连接件与柔性抗剪连接件的性能有何差别？

3.在恒载作用下，减少组合梁的挠度的主要途径有哪些？

4.试列举影响混凝土翼板有效宽度的主要因素有哪些？

五、计算题（15分）

一两端铰支的钢管混凝土柱，钢管为φ273×8，Q235钢材制成，柱长L=5m，两端轴压

22力的偏心距e0=100mm，fs=215N/mm，钢管内填C40级混凝土,fc=19.1N/mm，试计算其极限

4.型钢混凝土组合结构的施工与优化篇四

1 工程概况

福建龙岩某综合体工程, 地下3层, 裙房3层 (局部4层) , 塔楼19~26层, 总建筑面积26万m2, 建筑高度99.8m, 结构体系为框架及框剪结构。工程结构跨度大, 建筑高度高, 为减小梁柱断面尺寸大量采用型钢混凝土结构。该工程SRC结构主要分为塔楼SRC柱, 地下室及裙房SRC柱、SRC梁, SRC柱钢骨截面形式大部分为H型, 少量为十字形, SRC梁钢骨截面形式为工字型, H型钢骨柱最大截面为700×250, 十字钢骨柱最大截面为900×600×250, 工字型钢骨梁截面大部分为700×250, 最大截面为1100×250, 钢材采用Q345B低合金高强钢, 钢板最大厚度达36mm。

2 SRC柱钢筋优化

2.1 SRC柱纵向钢筋优化

钢骨梁在楼层处与钢骨柱相连, 部分SRC柱纵向钢筋与钢骨梁相交导致柱纵向钢筋无法上、下贯通, 经与设计单位协调将钢骨梁翼缘范围的SRC柱纵向钢筋通过移位、等面积代换将柱纵向钢筋排布在钢骨梁翼缘范围外以避开钢骨梁;移位、等面积代换后柱纵向钢筋直径不超过两级且应对称配筋, 柱纵向钢筋净距不小于50mm且不小于1.5d (d为柱纵向钢筋直径) , 当柱纵向钢筋避开钢骨梁造成柱纵向钢筋净距大于200mm时, 配置C16@200纵向构造钢筋, 纵向构造钢筋遇钢骨梁翼缘弯折150mm, 如图1、2所示。

2.2 SRC柱箍筋优化

原设计方案SRC柱内箍采用矩形封闭箍筋, 需将内箍分割成U型或L型等形式, 现场穿过柱内型钢腹板后再焊接成封闭箍筋, 现场焊接量大且施工质量难以保证, 经与设计单位协调将SRC柱的内箍由矩形箍筋变更为菱形箍筋, 箍筋均绕钢骨柱四周排布, 如图1、2所示。

3 SRC结构梁柱节点优化及施工

3.1 SRC结构梁柱节点常用施工方法及优缺点

3.1.1 穿孔法

采用型钢穿孔方式, 梁纵向钢筋可直接贯通SRC柱, 施工简单方便, 但钢骨柱翼缘不宜穿孔且型钢腹板穿孔截面损失率不宜大于腹板面积的25%, 当穿孔造成型钢截面损失不能满足承载力要求时, 应采取补强措施;型钢穿孔必须在加工厂钻孔预留, 穿孔直径比钢筋直径大5~8mm, 穿孔精度要求高、节点钢筋密集且穿孔位置不易确定, 常因孔位不准确而无法穿筋。

3.1.2 钢筋连接器连接法

钢筋连接器一般采用钢筋套筒, 套筒按钢筋数量及间隔排布, 占位小, 可以保证柱纵向钢筋上、下贯通。套筒应在加工厂焊接, 定位精度要求高、焊接位置不易确定, 当梁纵向钢筋两端均采用套筒与钢骨柱连接时, 钢筋两端不能同时扭入套筒, 需先将梁纵向钢筋在中间截断, 分别扭入套筒后通过焊接、套筒冷挤压等方法进行二次连接。

3.1.3 短钢梁搭接法

在SRC柱与RC梁连接梁端设置短钢梁, RC梁纵向钢筋与短钢梁搭接;短钢梁的高度不宜小于0.7倍RC梁高, 其长度不宜小于RC梁截面高度的2倍且应满足梁纵筋搭接长度要求。设置短钢梁施工简便, 但在短钢梁末端, RC梁截面承载力和刚度突变, 容易发生混凝土挤压破坏;设置短钢梁不但造价较高而且影响柱纵向钢筋上、下贯通, 需在短钢梁翼缘开孔穿筋或采用柱纵向钢筋移位避让措施。

3.1.4 钢牛腿焊接法

在SRC柱与RC梁连接梁端焊接工字形钢牛腿, RC梁纵向钢筋与钢牛腿双面焊接5d。钢牛腿在加工厂焊接, 施工较简便, 但梁纵向二排筋与钢牛腿连接时, 需现场仰焊或在加工厂预先焊接一段钢筋后在现场进行二次连接, 钢牛腿影响柱纵向钢筋上、下贯通, 需在钢牛腿翼缘开孔穿筋或采用柱纵向钢筋移位避让措施。

3.2 SRC结构梁柱节点优化及施工

通过分析上述SRC结构梁柱节点常用施工方法优缺点, 针对本工程柱宽梁窄、钢骨柱窄翼缘、钢骨柱和钢骨梁翼缘宽度相同的工程特点对SRC结构梁柱节点梁纵向钢筋与型钢相交的问题按以下方法进行优化设计及施工:

(1) 遵循等强代换原则, 加大梁纵向钢筋直径, 减少钢筋根数。

(2) SRC梁纵向钢筋对称排布在钢骨梁翼缘两边从钢骨柱翼缘两侧贯通或锚固, 梁上部纵向钢筋净距不小于30mm且不小于1.5d (d为上部纵筋最大直径) , 下部纵向钢筋净距不小于25mm且不小于1d (d为下部纵筋最大直径) ;当SRC梁部分纵向钢筋遇十字钢骨柱腹板无法避开时, 采用型钢腹板穿孔钢筋贯通;SRC梁纵向钢筋净距大于180mm, 增设C16@180纵向构造钢筋, 纵向构造钢筋在钢骨柱翼缘边弯折150mm, 如图3、4所示。

(3) 在型钢范围外的RC梁纵向钢筋采取贯通或锚固在SRC柱内, 在钢骨柱腹板范围内的梁纵向钢筋当钢筋平直段锚固长度大于等于0.4倍锚固长度时, 梁纵向钢筋伸至钢骨柱腹板内侧弯折15d, 如图5所示。

(4) 简化钢牛腿采用钢板连接板代替, 对于与钢骨柱翼缘相交的RC梁纵向钢筋采用增设钢板连接板与钢筋焊接, 经设计单位验算, 采用25mm厚Q345B钢板, 连接钢板与钢骨柱采用全熔透焊接, 钢板长度取5d+30mm, 宽度为与连接板连接的两侧钢筋外皮尺寸加50mm;若柱纵向钢筋与连接板相交则连接板在柱纵向钢筋位置开设U形孔使柱纵向钢筋上、下贯通;连接板在加工厂预先焊接后在现场与钢筋焊接, 对于少量梁上部有二排钢筋需与连接板连接时, 梁纵向钢筋分别与连接板上、下表面焊接, 为避免施工现场仰焊, 连接板采用现场焊接, 如图6所示。

(5) SRC梁下部二排钢筋和在钢骨柱翼缘范围内RC梁下部二排钢筋不伸入支座, 不伸入支座梁纵向钢筋距支座边0.1Lni处截断, 如图7所示。

4 SRC梁拉筋优化

按照原设计方案SRC梁侧面拉筋需在钢骨梁腹板处开孔穿梁拉筋, 为施工方便将SRC梁侧面纵向构造钢筋由梁两侧设置变更为梁两侧及钢骨梁腹板两侧分别设置, 拉筋在钢骨梁腹板处断开, 两侧分别勾住SRC梁侧面及钢骨梁腹板纵向构造钢筋, 如图3所示。

5 实施效果

根据上述优化的设计方案及施工方法, 本工程SRC结构大部分钢筋避开了型钢, 少量无法避开钢骨柱翼缘及腹板的钢筋采用钢板连接板连接和钢骨柱腹板开孔穿筋 (腹板截面损失很小无需补强) , 解决了SRC结构梁柱钢筋与钢骨梁、柱相交的问题, 降低了施工难度, 提高了施工进度。

6 结束语

本工程实践证明通过优化SRC结构及采取适宜的施工方法, 可以很好地解决SRC结构梁柱钢筋施工难的问题, 提高了工作效益, 保证了施工质量和工期, 值得类似工程借鉴及参考。

参考文献

[1]许立山, 肖南, 胡德斌.CCTV主楼SRC结构节点优化与施工[J].施工技术, 2007, 36 (06) :9-12.

[2]曲晟.型钢混凝土组合结构柱与钢筋混凝土梁连接节点施工技术[J].福建建筑, 2014, (02) :95-96

[3]04SG523.型钢混凝土组合结构构造[S]

5.型钢混凝土组合结构施工技术总结篇五

【关键词】型钢混凝土组合结构；结构加固

0.引言

型钢混凝土组合结构作为新兴的一种结构形式，在工程加固改造以及高层、大跨结构中的广泛使用。

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。由于在钢筋混凝土中增加型钢，型钢以其固有的强度和延性，以及型钢、钢筋、混凝土融为一体协同受力使得型钢混凝土组合结构比传统的钢筋混凝土结构具有更大的承载能力、刚度、更优越的抗震性能。与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。

1.工程概况和加固方案的确定

华能辛店电厂三期2×300MW机组于2004年竣工投产，为适应国家对NOx（氮氧化物）的环保要求，在炉后与除尘器之间增加烟气脱硝装置，对该机组进行烟气脱硝改造。在炉后与除尘器之间原有烟道钢结构支架上部加设脱硝反应装置，结合原有钢结构布置及脱硝装置的设计情况，由于改造施工期间机组需要正常运行，只能采取结构加固方案。经论证后SCR区（Selective Catalytic Reduction）采用型钢混凝土组合结构对原有钢结构进行加固。

2.加固方案实施

针对加固改造工程的施工特点和型钢混凝土组合结构施工的工艺要求，制定了相对应的施工方案。首先在原有钢结构框架增加钢管支撑，以增加钢结构框架的整体稳定性，进行混凝土施工时有效地减小了混凝土与型钢之间的缝隙，保证型钢混凝土组合结构的施工质量。

原有钢结构表面油漆的打磨：由于混凝土厚度较小（翼缘板侧混凝土厚度为150mm），为增加型钢框架与后浇混凝土的粘结性能，须将型钢表面的油漆进行打磨，并在型钢柱翼缘板表面焊接栓钉（Φ18，h=100mm）。以增加型钢与混凝土的粘结性能，以利于两者协同受力。

箍筋在型钢混凝土组合结构中的作用：型钢混凝土组合结构是型钢和混凝土两种材料的组合体，在此组合体中箍筋的作用尤为突出，它除了增强截面抗剪承载力，避免结构发生剪切脆性破坏外，还起到约束核心混凝土，增强塑性铰区变形能力和耗能能力的作用，对型钢混凝土组合结构构件而言，更起到保证混凝土和型钢、纵筋整体工作的重要作用。因此，为保证在大变形情况下能维持箍筋对混凝土的约束，箍筋应做成封闭箍筋，其末端应有135°弯钩，弯钩平直段也应有一定长度。遇有节点板处，箍筋需要断开后跟节点板进行焊接。

3.主要施工工序工艺

受力主筋施工：加固基础施工前将原基础底部受力钢筋凿出，与加固基础受力钢筋进行搭接焊接。为增加新旧混凝土的粘结以保证基础协同受力，需将原有基础表面进行凿毛处理，并梅花布置@200进行植筋，增加新旧混凝土的粘结，植筋后需做后置锚固件拉拔试验，试验合格后方可进行混凝土浇筑施工。

根据施工蓝图进行钢筋下料、制作，由于改造工程中对结构性能的高要求，受力主筋采用滚扎直螺纹连接。将原基础顶部凿除500mm左右，把原有基础短柱钢筋暴露出，将柱纵向受力钢筋与原有基础钢筋进行搭接焊接。梁柱节点处柱纵向钢筋从梁翼缘板打孔穿过，并对该孔加腹板进行加强。

模板系统工程施工：加固成型后的型钢混凝土柱为清水混凝土结构，为达到成型后的混凝土柱内实外光，模板使用新塑光竹胶板，模板加固采用柱箍加固，避免出现对拉螺栓孔；柱角使用倒角条，竖向模板拼接使用“工”字行硬质PVC塑料条进行模板拼接，既能减少漏浆，保证结构质量，又能使成型后的混凝土柱美观。

混凝土工程施工：由于混凝土凝结硬化过程中会产生微收缩，与型钢表面之间形成微裂缝。预拌混凝土时在混凝土中掺入适量的膨胀剂，以补尝混凝土产生的收缩。

混凝土浇筑时的注意事项：

（1）混凝土浇筑时混凝土自由倾落高度不应超过2m。

（2）混凝土浇筑应连续进行，在上一层混凝土初凝之前，将下一层混凝土浇筑并捣实完毕，确保上、下层混凝土紧密结合，避免出现冷缝，浇筑间歇时间不应超过2h。基础表面进行压光，以不翻浆为准。

（3）由于柱段与基础混凝土分两次浇筑，柱段混凝土浇筑前，首先应将柱底基础面松散石子及浮浆凿除，并用水冲洗干净，在柱底浇筑一层约5cm的水泥砂浆（采用与柱头混凝土同标号减石子水泥砂浆），以免在柱根部产生蜂窝烂根现象。

（4）上层混凝土浇筑应在下层混凝土初凝前进行，采用插入式振动棒振捣，振动棒使用方法可视具体情况采用垂直振捣或斜向振捣，但两者不能混用；插点移动次序可采用行列式或交错式，两者也不能混用。

（5）混凝土的振捣：采用4m～6m插入式振动棒，基础承台浇筑时基础操作人员不应脚踩钢筋，应铺以脚手板作为通道。混凝土浇筑后应及时振捣，振捣要密实、均匀，混凝土表面要求压光。在振捣底部混凝土时，应派专人仔细观察模板的变形情况，发现问题及时处理。混凝土振捣时，振动棒要快插慢拔，插点间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍，即插点间距以30cm～40为宜，边点距模板保持在10cm～20cm。振动器在每一插点上的停留时间，以混凝土表面成水平状并出现水泥浆不再出现气泡、不显著下沉为准，振捣时间一般约20s～30s。第一层混凝土振捣时振动棒应插入到底，浇筑上层混凝土时，振动棒插入下层混凝土内深度不应小于50mm，以消除两层间的接缝，严禁过振或漏振。

（6）混凝土的养护：混凝土浇筑成型后，按规范要求及时进行养护，养护不得少于7天。当施工期处于冬季时，混凝土浇筑完成后，采取覆盖棉毡的方式进行保温，以利于混凝土强度的正常增长，模板拆除后涂刷薄膜养护液进行混凝土养护。混凝土养护应安排专人养护并及时做好养护记录。

4.结束语

在加固改造工程中，由于原有结构承载力不足，尤其是工业建筑中多是在运行使用期间进行加固改造，使得型钢混凝土的优势十分明显。在不影响运行的情况下，通过型钢结构外包钢筋混凝土有效的提高结构的承载能力，满足新的结构受力要求。

该工程型钢混凝土组合结构自2013年4月12日施工完成，#6机组已于7月份投产，荷载加载完成后对框架结构进行监测，未发现异常，系统运行稳定。型钢混凝土组合结构技术经济效益和社会效益显著，符合我国基本建设和加固改造的实际情况，对以后加固技术的发展具有重要参考意义，值得推广。 [科]

【参考文献】

[1]型钢混凝土组合结构构造（04SG523-2004）.北京：中华人民共和国建设部，2004.

[2]型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ138-2001）.北京：中华人民共和国建设部，2002.

[3]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）.北京：中华人民共和国建设部，2010.

6.型钢混凝土组合结构施工技术总结篇六

尚公馆项目座落于长沙市望城区, 位于望城区金星大道东侧, 南临星城加油站。地块总用地面积32 871.44 m2, 3号栋地上31层, 地上建筑面积16 504.61 m2, 结构高度为96.6 m, 地下2层, 与其它1, 2, 4, 5号栋组成大底盘, 地下两层主要用作地下车库, 兼设备用房;地上1～2层, 主要为展览区及多功能大厅, 3～14层为大开间办公用房, 15层及以上均为公寓式办公用房。该建筑结构安全等级为一级, 地基基础设计等级为甲级, 结构抗震设防烈度为6度, 设计地震分组为第一组, 建筑场地类别属Ⅱ类, 基本风压取0.35 kN/m2;基本雪压取0.45 kN/m2。地下水位埋藏深度为2 m左右, 地下水对混凝土无侵蚀性。

2地基与基础

根据地质勘察报告和工程特点, 考虑到3号栋为一高层办公楼, 整个建筑场地平面不大, 基础底板埋深横截面为同一持力层且承载力较一致等特征, 综合考虑单位造价等因素, 基础采用桩基抗水板型式, 以满足承载力要求和沉降控制及底板抗浮要求。办公楼采用400 mm厚钢筋混凝土基础底板作为抗水板, 柱下设独立承台, 承台下设直径为800 mm, 桩长在16～20 m之间变化的长螺旋钻孔灌注桩桩基础。桩底承力层是圆砾层, 由于地下水位不高, 地下室埋深不大, 地下水浮力不大, 所以纯地下室范围内桩也是按照抗压桩来设计。

地下室最大长度大约为192 m, 最大宽度约为70 m。因为建筑及使用功能的要求, 地下室不设永久缝。设计中考虑塔楼和纯地下室部分预期存在的沉降差异问题, 在塔楼与纯地下室的侧边分别设置了一道后浇带。配合相应的后浇带处理措施和大体积混凝土浇筑处理措施, 解决了超长结构的混凝土收缩裂缝问题和塔楼与纯地下室之间的沉降差异在基础底板中产生过大的内力的问题。型钢柱以承受轴向力为主, 因此柱脚设计为埋入式, 减少二次灌浆, 便于基础承台厚板施工, 保证基础底板完整性。

3结构设计与计算

3.1 结构体系

3号栋办公楼采用了带转换层的框架-剪力墙混合结构体系。采用型钢混凝土柱, 型钢混凝土转换梁和钢筋混凝土剪力墙。在2层处设置了型钢混凝土转换大梁, 梁截面为800×1 800mm, 梁顶托28层框架柱, 框架柱为700×700 mm。由于楼电梯部分偏置, 于下部设置了部分剪力墙, 以协调结构扭转。型钢混凝土组合柱为1 100×1 200, 钢骨率为6～4.1%, 剪力墙为300～200变化。中间通过框架梁连系, 从而使柱子受力更均匀。剪力墙为抗震体系第一道防线, 框架部分形成塔楼第二道防线。重力荷载抗力结构体系是钢筋混凝土剪力墙框架柱及钢筋混凝土楼板。结构平面布置如下:

高层结构自重大, 结合建筑要求, 需要减少结构构件断面, 增加使用面积。框架柱选用H型钢混凝土柱, 能提高柱的变形能力, 增加延性。混凝土强度等级:柱, 剪力墙为C50, C45, C40, C35, 梁板均为C30。钢筋为HPB300, HRB335, HRB400。钢材:型钢混凝土柱与钢梁采用焊接型钢Q345B, 当钢板厚≥36 mm, Z向断面收缩率不小于Z15级。型钢柱采用焊接H型钢, 钢板均为厚板, 从钢锭采购、成型、生产工艺等方面严格控制有害元素的含量。焊剂的选用, 焊接工序等都与钢结构制作单位密切合作研究, 采用特有焊接工艺流程, 即焊前高温预热, 并延长保温;选用碱性低氢焊接材料;气体保护自动电弧分层焊接, 边焊边清理多余焊渣;在应力较集中的区域部分采用圆弧节点板过渡, 使应力趋于平缓, 减少焊接应力和断面裂缝产生。对于局部焊接变形用火工方法进矫正。

3.2 荷载和地震作用

结构承受重力荷载, 风荷载和地震作用。

3.3 塔楼结构计算

3.3.1 弹性分析结果

在设计中主要采用SATWE程序进行分析, 应用PMSAP程序和国际通用有限元MIDAS程序进行对比计算分析, 塔楼阻尼比采用0.040。三个软件的计算结果较接近, 反应出了结构建模与分析的正确性, 结构自振周期和位移计算结果见表2～3。

3.3.2 弹性时程分析

选用二组实际地震记录 (TH1TG025, TH4TG025) 和一组人工模拟加速度时程曲线 (RH1TG025) , 进行多遇地震下的弹性时程分析作为补充计算。地震加速度的最大值为18 cm/s2, 时间间隔取为0.02 s。x, y向的最大层间位移角计算结果分别为1/890, 1/950。三组地震波特征周期均为0.25s, TH1TG025主方向峰值加速度值为188.6 cm/s2, 记录时间长40 s;TH4TG025主方向峰值加速度值为168.2 cm/s2, 记录时间长70s;RH1TG025主方向峰值加速度值为100 cm/s2, 记录时间长50 s。

3.3.3 非线性分析

为了了解结构在罕遇地震作用下的塑性转角是否满足抗震规范要求以及塑性铰的分布状况, 在弹性分析的基础上, 依据抗震结构专家意见, 在设防烈度基础上提高一度, 按7度采用EPDA程序进行弹塑性静力计算 (Pushover法) 进行补充分析, 结构弹塑性静力分析的变形曲线形状相近, 但最大值不同。X, y向的层间弹塑性位移角限值分别为1/184, 1/125, 满足抗震规范不大于1/100的规定。同时塑性铰全部出现在梁端, 没有出现在柱端, 符合强柱弱梁的设计要求。抗倒塌验算见图2～3。

4 SRC柱及过渡层

SRC构件采用强度叠加法设计, 过渡层以下采用H型钢, 以上采用箱形截面, 表面钢板设置Ф19栓钉, 栓钉直径及间距按计算确定, 满足有关规范的构造要求。型钢柱柱脚采用埋入式, 伸入地下室地下2层底板内, 作为嵌固。为保证浇灌质量, 水平隔板预留灌浆孔, 采用C50混凝土, 骨料粒径要求小于25 mm。SRC柱详图见下图4。

节点区型钢部分的连接构造应符合钢结构的节点连接要求。在柱型钢的梁翼缘水平位置处应设置加劲肋, 其构造应便于混凝土浇灌, 并保证混凝土密实。柱中型钢和主筋的布置应为梁中主筋贯穿留出通道。梁中主筋不应穿过柱型钢翼缘, 也不得与柱型钢直接焊接。型钢腹板部分设置钢筋贯穿孔时, 截面缺损率不应超过腹板面积的25%。

钢筋混凝土梁—型钢混凝土柱的节点连接采用柱型钢上设置一段短钢梁, 短钢梁与梁内部主筋搭接, 且该短钢梁的抗弯承载力不应小于钢筋混凝土截面的受弯承力。短钢梁的高度应不小于0.8倍梁高, 长度应不小于梁截面高度的2倍, 且应满足梁内主筋搭接长度要求。在短钢梁的上下翼缘上应设置栓钉连接, 栓钉直径不应小于19mm, 栓钉间距不应大于200。且栓钉中心至型钢板材边缘的距离不小于60mm, 梁内应有不少于1/3主筋的面积穿过型钢混凝土柱连续配置。从梁端至短钢梁以外的2倍梁高范围内应按钢筋混凝土梁端箍筋加密区的要求配置箍筋。

柱与柱的连接, 结构下部采用型钢混凝土柱, 上部采用钢筋混凝土柱, 其间按规范要求设置了过渡层。过渡层柱按钢筋混凝土柱设计, 并在柱全高范围内按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2002) 钢筋混凝土箍筋加密区的规定配置箍筋。下部型钢混凝土柱内的型钢应伸至过渡层柱顶部的梁高度范围内截断;过渡层柱型钢截面可比下部减少, 按构造要求设置, 并需要在型钢翼缘上设置栓钉。栓钉的直径不小于19 mm, 水平及竖向中心距不大于300 mm, 且栓钉中心至型钢板材边缘的距离不小于60 mm。

5型钢混凝土转换梁截面设计

5.1 转换大梁结构选型

梁式转换层的主要受力构件——转换大梁受力大, 应力状态复杂, 通常需要较大的截面尺寸。工程采用型钢混凝土构件作为转换大梁, 与普通钢筋混凝土转换梁相比, 具有以下主要优点:

(1) 钢筋混凝土梁抗剪截面控制条件为V≤0.25fcbh0/yRE, 而型钢混凝土梁抗剪截面控制条件为V≤0.32fcbh0/yRE。由于上部框架柱传来相当大的集中荷载, 转换大梁的截面尺寸主要由抗剪承载力控制。因此采用型钢混凝土转换梁可以有效减小转换大梁的截面尺寸。

转换梁中配置了型钢, 在混凝土未浇注之前就已形成了钢结构, 具有相当的承载能力, 能够承受构件自重和施工荷载, 一定程度上可以缩短工期。

型钢混凝土转换梁主要依靠所配置型钢的腹板承受剪力, 其抗剪承载能力有大幅度提高, 并改善了构件受剪破坏时的脆性性能, 使构件拥有良好的延性和耗能能力, 比钢筋混凝土结构有更好的抗震性能。

5.2 型钢混凝土转换梁的材料

混凝土强度等级为C50;钢骨为Q345B;钢筋为HRB400级。

5.3 型钢混凝土转换梁的截面设计

(1) 根据抗剪承载力的截面控制条件确定型钢混凝土转换梁的截面尺寸。KZL1的截面尺寸取为800×1 800。

(2) 规范要求型钢混凝土梁中型钢的含钢量率为小于2%, 也不宜大于15%;型钢所用钢板的厚度不小于6mm, 取经济含钢率4.5% (型钢截面的刚度与混凝土截面的刚度基本相同) 。KZL1的经济型钢面积800×1800×4.5%=64 800 mm2;实际型钢面积32×26×804=62 712 mm2。转换梁截面配筋见图5所示。

(3) 虽然将型钢偏于截面受拉区配置时, 可以更好地发挥型钢材料的抗拉性能, 但是对于转换大梁, 在跨中时受拉区位于梁截面的下部, 而在支座时受拉区位于梁截面上部, 当型钢偏于截面受拉区配置时, 型钢上翼缘与混凝土的界面之间存在较大的剪应力, 并可能产生相对滑移, 两者之间的粘结性能较差。因此型钢混凝土转换梁截面, 型钢宜对称配置。

(4) 当转换梁按经济含钢率配置型钢后, 纵向钢筋一般按最小配筋率 (或稍微大一点) 配置即可。对于抗震等级为一级的转换大梁, 取配筋率0.6%, 钢筋也采用对称配置。KZL1的配筋面积800×1800×0.6%=8 640 mm2;实际钢筋42Ф32 (33 768 mm2) 。

(5) 腰筋和箍筋均按构造配置即可。KZL1腰筋为2Ф16@200, 箍筋为Ф12@100 (4) 。由于型钢混凝土转换梁截面中配了型钢, 腰筋和箍筋的作用主要是为了保证型钢与外包混凝土能共同工作, 而抗剪承载力则主要同型钢提供。

6型钢混凝土转换梁承载力验算

型钢混凝土梁承载力计算是验算性质的, 在完成型钢混凝土转换梁截面设计之后, 必须进行承载力验算。而目前, 在现行《钢骨混凝土结构设计规程》 (以下简称《钢骨规程》) 和《型钢混凝土组合结构技术规程》 (以下简称《型钢规程》) 中, 对型钢混凝土梁承载力计算有不同的方法:①按《钢骨规程》第6.2.1～6.2.3条计算抗弯承载力;②按《型钢规程》第5.1.2条计算抗弯承载力;③按《钢骨规程》第6.2.4～6.2.8条计算抗剪承载力;④按《型钢规程》第5.1.3～5.1.5条计算抗剪承载力。

为了进一步明确型钢混凝土转换梁的受力状态, 利用有限元分析软件SAP2000对型钢混凝土转换梁进行有限分析。按照《钢骨规程》计算的抗弯承载力M1一般小于按照《型钢规程》计算的抗弯承载力M2。按照《型钢规程》计算的抗弯承载力与有限元应力分析的结果较为接近。按照《钢骨规程》计算的抗剪承载力V1总比按照《型钢规程》计算的抗剪承载力V2大, 这是由于不同规范在计算型钢混凝土梁抗剪承载力的公式中, 有关系数取值不同的结果。有限元应力分析的结果与《型钢规程》计算的抗剪承载力较为接近。

工程在设计计算时, 分别按上述两个规程计算, 并取结果的下限值为钢骨混凝土梁的承载力设计值。

7型钢混凝土转换梁的挠度和裂缝宽度验算

7.1 型钢混凝土转换梁的挠度验算

按照《型钢规程》第5.3.2条验算型钢混凝土转换梁的挠度。KZL1型钢混凝土框架梁的纵向受拉钢筋配筋率为0.3%～1.5%时, 考虑荷载短期效应和长期效应组合作用下的短期刚度Bs和长期刚度Bl, fmax=18.6mm, [f]=L0/400=36mm, 满足要求。

7.2 型钢混凝土转换梁的裂缝宽度验算

按照《型钢规程》第5.2.2条验算型钢混凝土转换梁的裂缝宽度。KZL1考虑裂缝宽度分布的不均匀性和荷载长期效应组合影响的最大裂缝宽度, Wmax=0.31mm, [w]=0.30 mm, 基本满足要求。在型钢混凝土梁中, 受拉钢筋和受拉区型钢中距离中和轴较远的部分纤维的应力很大, 距离中和轴很近的部分纤维的应力很小。规程仍采用换算直径的办法, 将最外列钢筋的应力 (应变) 与包括型钢影响在内的换算直径一起算得, 所得的裂缝宽度就不太准确了。在验算型钢混凝土梁的裂缝宽度时, 由于型钢的影响, 通常换算得的换算直径很大, 相应的裂缝宽度也很大, 与实际情况相比偏于不利。

8典型设计节点

图6为该工程的一些较典型的设计节点构造。下图所示典型框架梁截面, 梁上下各配4～8根主筋, 根据受力大小调节直径及钢板厚度。钢筋少于4根时, 不穿孔, 钢筋均从钢柱两边绕过, 中间钢筋间距用加构造筋的方法满足规范要求;多于4根时, 中间两根钢筋从型钢柱穿孔通过。

型钢混凝土柱应满足配箍率要求, 但为减少节点核心区箍筋穿孔量, 该位置应采用大直径外套箍 (焊接箍) , 内侧可采用八字箍或拉筋, 箍筋间距适当加大。次梁下部钢筋锚入主梁内15 d, 当水平锚固不足时, 可将钢筋伸至主梁腹板, 向上弯折锚。

9型钢混凝土结构的施工问题

型钢混凝土结构设计应严格执行《型钢规程》《高钢规》及《高规》的规定。因各规范对配筋 (箍) 率, 钢 (箍) 筋间距要求非常严格, 使得一些节点钢筋, 钢骨穿插复杂, 给施工带来一定的困难。

(1) 型钢混凝土梁宽不宜小。型钢上翼缘侧边至梁侧边距离不宜小于100, 否则角筋与型钢距离太小, 振捣棒难以下去。

(2) 型钢上翼缘顶面距梁顶面距离不宜小于120。否则, 当梁采用双排筋时, 钢筋交叉导致顶部保护层厚度不足。

(3) 剪力墙暗柱, 暗梁内若采用型钢, 一定要考虑施工的可行性, 尽量采用窄翼缘型钢。设计时, 应仔细排布钢筋与型钢的关系, 保证振捣棒能下去。否则, 墙体振捣不实, 得不偿失。

(4) 若柱设置栓钉, 长度不宜高出外套箍筋内皮, 否则, 箍筋不能一次套入, 大直径箍筋施工相当费力。

(5) 梁钢筋如需穿柱型钢, 则穿孔宜统一, 否则, 加工时容易弄错。孔径可适当留大, 一般为钢筋直径+ (8～10) mm, 以利于穿筋, 当对截面削弱较多时, 应考虑其影响。

(6) 为方便节点区施工, 建议柱箍筋在节点区只用外套箍, 可采用大直径焊接箍, 并把间距调为120～150 mm, 以减小穿梁腹板钢筋数量。

(7) 柱采用箱形型钢时, 柱芯内混凝土一次性浇灌高度不宜大于15 m。实践证明, 若高度太大, 自密实混凝土离析严重, 达不到设计强度。建议每2～3层浇灌一次。

(8) 型钢混凝土结构由于牵涉单位较多, 只有设计, 加工, 施工, 监理四方密切配合, 及时发现隐藏问题, 并通过回馈信息来优化设计, 才能保证工程顺利实施, 不至于导致人力, 物力的浪费。

10结语

结构设计应根据建筑类别和特点选择合理的结构体系, 符合实际假定的计算模型和有效构造措施。采用型钢混凝土构件作为转换大梁, 可以有效减小截面尺寸, 减轻建筑自重, 降低材料消耗, 提高抗震性能, 更好地满足建筑功能要求。无论按照《钢骨规程》或《型钢规程》, 对型钢混凝土转换梁承载力的计算方法都是安全的, 可靠的。对于采用型钢混凝土的结构, 建议对型钢混凝土转换梁进行有限元的补充计算。工程采用的型钢混凝土转换梁柱节点虽然安全可靠, 型钢混凝土结构以其较高的承载力, 良好的抗震性能及防火性能, 用于重要及复杂建筑物时有不可比拟的性能。同时, 只要设计合理, 型钢混凝土结构并不比普通钢结构及混凝土经济性能差;但两种不同施工工艺的交叉也给施工带来复杂性。今后应进一步研究, 以设计出既安全可靠, 同时构造简单, 施工方便的新型节点。

参考文献

[1]JGJ99-1998, 高层民用建筑钢结构技术规程[S].

[2]GB50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

[3]JGJ3-2010, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[4]JGJ138-2001, 型钢混凝土组合结构技术规程[S].

[5]刘维亚, 张兴武, 姜维山, 等.型钢混凝土组合结构构造与计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

7.型钢混凝土组合结构施工技术总结篇七

关键词：型钢混凝土组合结构,地下结构,应用,综合效益

1 使用型钢混凝土组合结构的必要性

某高速铁路火车站站址经过相关规划的专门研究,从社会效益、环境效益、经济效益等多方面综合比较研究,确定修建在某城市的中心区,为尽量减少高速铁路穿过城市中心区对城市的影响,有效的保护自然环境,确定该枢纽工程为埋在地下的工程。因该工程处于中心区,地理位置特殊,周边高层、超高层建筑林立,受工程因素制约,目前站位限制较紧,在有限的车站宽度范围内有多条线路通过,因而要求结构提供大跨度空间。

车站为地下3层车站,总长1 021 m,标准段宽78.86 m,剖面柱间跨度最大为21.48 m,纵向柱跨度12 m,底板埋深32.3 m。

平面上标准断面宽度从78.86 m突变为42.46 m,空间作用明显,采用Midas/GEN有限元软件来进行三维计算,为设计提供依据。

柱间跨度大,除设置纵、横向主梁外,还设置次梁,以减小板的厚度;主体跨度大,对结构抗浮不利,需设置抗拔桩,一方面满足抗浮计算,另一方面改善底板的受力。计算中的所有边界均为位移边界条件,底板采用竖向弹簧模拟弹性地基,抗拔桩采用竖向抗拉弹簧模拟,围护结构(地下连续墙)与主体结构侧墙组成复合墙,连续墙承担侧向土压力,侧墙承担侧向水压力,侧向土对结构的约束作用采用侧向土体弹簧模拟。

由计算结果可知:顶板横梁支座弯矩标准值为23 725 kN·m(中间跨),跨中弯矩标准值为18 369 kN·m(中间跨),顶板纵梁支座弯矩标准值为10 434 kN·m(中间跨),跨中弯矩标准值为9 831 kN·m(中间跨),柱轴力标准值为43 707 kN,因主体正常使用期间,单边设置采光井,导致左右两边的荷载不对称,存在偏压,另外,横向柱跨差别较大,因而出现柱受力很不利的情况:柱承受较大的侧向弯矩,柱侧向弯矩最大为13 242 kN·m。

对于地下结构,经各荷载组合进行截面验算,配筋主要由裂缝开展宽度控制。根据计算的弯矩和轴力值,若采用钢筋混凝土梁柱,由迎水面裂缝开展宽度0.2 mm、背水面裂缝开展宽度为0.3 mm控制,初步拟定的混凝土截面为:顶横梁:2 000 mm×3 200 mm,顶纵梁:1 500 mm×2 800 mm,柱:1 850 mm×3 000 mm。钢筋混凝土梁截面过大,影响建筑净空,顶板上覆土厚度为3 m左右,顶梁上翻的空间不大,柱的截面过大,箍筋肢距不满足规范要求。用截面尺寸较大的“肥梁胖柱”,导致建筑使用空间明显减小,影响室内观瞻和人流通行,并且容易形成短柱。梁柱的截面过大,混凝土浇筑的体积过大,对混凝土抗裂不利,当然,采用型钢混凝土结构,同样存在混凝土抗裂问题。

型钢混凝土组合结构构件是由型钢、主筋、箍筋及混凝土组合而成,即核心部分有型钢结构构件,其外部为以箍筋约束并配置适当纵向受力主筋的混凝土结构。型钢混凝土结构相对钢筋混凝土结构有以下优点:1)承载力高;2)施工周期短;3)抗震性能好。

2 型钢混凝土组合结构在工程中的应用

采用型钢混凝土组合结构,根据计算的弯矩和轴力值,由迎水面裂缝开展宽度0.2 mm、背水面裂缝开展宽度为0.3 mm控制,初步拟定的混凝土截面为:顶横梁:1 400 mm×2 500 mm,顶纵梁:1 400 mm×2 200 mm,柱:1 200 mm×1 500 mm,型钢混凝土组合截面的梁柱断面如图1所示。

梁柱节点宜采用柱钢骨贯通型,且应采用刚性连接,其连接构造应符合钢结构节点连接的构造要求。当柱型钢腹板有梁纵筋需要穿过时,其开孔截面损失率不宜大于25%,柱型钢翼缘不应有梁纵筋穿过,若无法避免则必须控制其截面缺损率小于10%,并予以补强,且按柱端最不利组合的M,N验算有孔截面的承载力。当钢筋穿孔造成型钢截面损失而不能满足承载力要求时,应对型钢采取加固补强措施,最简单的补强措施是采取型钢截面局部加厚的办法。但要注意两个问题:1)型梁、柱的刚度不宜突变过大;2)确保不影响混凝土浇筑质量。

柱的型钢芯柱应在对应于梁钢骨的上下翼缘位置设置水平加劲肋,其厚度应与梁端型钢翼缘相等且大于12 mm,水平加劲肋角部应设置排气孔,以免混凝土浇灌时出现空洞。

这种形式应力传递平顺合理,简介明确,但会妨碍混凝土浇灌施工,施工时应注意混凝土的浇筑质量。为确保梁纵筋的握裹力和混凝土的灌实,梁纵筋与平行方向型钢翼缘的净距不应小于30 mm,且不小于粗骨料最大粒径的1.5倍。

型钢混凝土梁、柱内型钢及钢筋的连接位置原则上要避开应力较大的部位。型钢连接可采用高强螺栓,也可在工地焊接。连接的方法和钢结构相同。梁、柱型钢的拼接位置处,型钢拼接承载力不应小于该截面型钢所承担的内力设计值,且不小于型钢母材承载力的1/2。

当型钢含钢率太大时,型钢与混凝土不能有效地共同工作,混凝土的作用不能完全发挥,而且混凝土的浇筑施工有困难。因此在冶金部行业标准YB 9082-2006钢骨混凝土结构设计规范中将型钢含钢率定为2%～15%,而在建设部行业标准JGJ 138-2001型钢混凝土组合结构技术规程中定为不宜小于4%,且不宜大于10%,本工程中顶横梁型钢含钢率为4.4%,顶纵梁型钢含钢率为4.1%,中横、纵梁型钢含钢率为4.9%,柱的型钢含钢率为9.5%,均满足规范要求。

3 型钢混凝土组合结构与钢筋混凝土结构综合效益比较

与钢筋混凝土结构相比,型钢混凝土在经济效益方面具有如下优势:1)结构面积小。由于型钢混凝土柱强度高,故柱截面比钢筋混凝土柱大幅减小,本工程采用型钢混凝土柱可增加有效使用面积1 410 m2,以该地点商业用地20 000元/(m2·月)计,则可增加2 820万元/月的投资收益。2)工期短。型钢混凝土结构可先搭接钢骨架,对缩短工期较为有利,并可减少超大超深基坑的施工风险。以本工程为例,采用型钢混凝土结构,工期可缩短约4个月,可节省贷款利息,提前投入运营,创造的社会效益更是无法估量。3)降低层高。型钢混凝土结构可增大截面刚度,故层高可有所降低。本工程主梁跨度最大为21.4 m,相对于钢筋混凝土梁,可减少层高2 m左右,即基坑的深度减少2 m,目前基坑深度已为32 m左右,若再增加基坑深度,一方面,造价会成非线性增加,另一方面,施工难度和风险会大幅度增加,而且本工程面积较大,还要增加侧墙的钢筋混凝土体积为4 312 m3,由此可见,本工程采用型钢混凝土组合结构有一定的经济效益。

综上所述,虽然主体结构相对钢筋混凝土结构的费用增加,导致型钢混凝土结构的土建造价高于普通钢筋混凝土结构,但考虑综合经济效益和社会效益,型钢混凝土结构在经济性方面未显劣势,反而在结构性能方面具有明显的优势。当然,本工程是在特定的条件,即大跨、站场条件受限(位于城市中心区)、线路密集、工期紧张、基坑超大超深等,对于其他类似地下工程是否采用型钢混凝土结构,需进行方案比选,研究论证后方可确定是否采用。

4 结语

1)本工程因工程条件限制,综合考虑经济效益、社会效益,采用型钢混凝土组合结构是可行的,也是适用的。2)本工程是在特定的条件,即大跨、站场条件受限(位于城市中心区)、线路密集、工期紧张、基坑超大超深等,对于其他类似地下工程,因采用型钢混凝土组合结构会增加工程造价,是否采用型钢混凝土结构,需进行详细方案比选,研究论证后方可确定是否采用。

参考文献

[1]刘维亚.型钢混凝土组合结构构造与计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2]JGJ 138-2001,型钢混凝土组合结构技术规程[S].

[3]张顺利.钢骨混凝土结构的研究进展综述[J].山西建筑,2007,33(27):87-88.

8.型钢混凝土结构施工方法篇八

1 型钢混凝土组合结构的特点

构件的受压、受剪和压弯承载力大幅度提高;构件的截面面积约减少30%, 增加建筑结构的使用面积和空间, 产生较好的经济效益;框架梁柱节点的抗震性能得到改善;型钢混凝土结构具有耐腐蚀、防火性能好的优点;可以利用构件中的钢骨承担施工阶段荷载, 并可将构件模板悬挂在钢骨上, 实现几个楼层同时进行浇灌混凝土等作业, 加快施工进度。

2 型钢混凝土结构的施工

2.1 预埋件安装固定

在设计标高的承台面预埋钢板, 平整度及相邻标高误差要求不大于2mm, 精确调平后, 点焊加固。浇筑承台基础混凝土时注意留出后浇的微膨胀无收缩灌浆料的高度。浇筑完成后重新复核预埋件的标高及轴线位置, 确保混凝土浇筑过程中埋件无位移。

2.2 钢柱安装

(1) 在预埋钢板上划钢柱定位线, 并按外形尺寸焊好临时定位板, 做好构件各向的中心线和柱底轴线的标志。钢柱吊装就位时, 使之与埋件钢板上十字线的外形线闭合, 并顶紧临时定位板。用两台经纬仪在互为90度的两个方向进行垂直度调正, 待钢柱底部轴线对位和垂直度全部符合要求, 立即在钢柱四周打入钢楔板固定, 并施焊临时定位, 接着采用两人分层对称施焊, 以减少焊接变形和因残余应力引起的钢柱垂直度偏差。

(2) 质量标准, 对焊工、焊材质量按规范要求;型钢柱吊装控制各向轴线位移偏差不大于5mm;垂直度偏差不大于H/1000 (H为钢柱段的长度) 或10mm。

2.3 钢梁安装

(1) 型钢柱吊装完成后经最后固定方可吊装型钢梁, 钢梁吊装前应在柱子的牛腿处检查标高和柱子的间距, 主梁吊装前应在梁上装好轻便走道, 以保证施工人员的安全。

(2) 一般在钢梁上翼缘焊接耳板, 作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度, 型钢梁吊装后进行总体的一次性校正。校正内容包括标高、垂直度、轴线及净跨。

(3) 钢梁的连接方式一般有焊接和高强螺栓连接两种。采用半自动CO2气体保护焊的单V形坡口焊道与柱牛腿焊接, 并对焊缝进行探伤。高强螺栓要经过初拧 (当天初拧的螺栓当天终拧) 并用扭矩扳手验收合格

2.4 钢筋绑扎

施工工艺:放线→安装钢柱→预先套柱箍筋→安装钢梁 (梁外箍先套在梁内) →柱钢筋穿孔、绑扎→钢梁上梁筋绑扎, 部分梁筋与钢柱焊接→钢梁下梁筋绑扎, 部分梁筋与钢柱焊接→钢梁两侧腰筋绑扎→箍筋焊接。绑扎钢筋时注意事项如下:

(1) 吊装钢梁时应提前将外箍筋套于钢梁内或做成开口箍。

(2) 柱主筋的安装在上部或下部遇有钢梁时, 需要提前进行深化设计, 柱主筋尽可能躲开钢梁, 躲不开的应从钢梁预留孔中穿过。

(3) 柱箍筋是型钢混凝土组合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。

(4) 梁柱节点施工需提前进行深化设计, 箍筋采用开口箍筋后焊接, 箍筋与梁柱相碰时与钢梁柱四周围焊。

(5) 部分梁筋焊接在钢骨上, 对成型后的钢构件安装精度将会产生影响, 在进行此道施工时, 应进行监控;梁筋要求用对称交叉的焊接方法, 确保钢构件的安装精度。