淺談鋼骨混凝土結構設計與施工

夏良云 福建省惠東建筑工程有限公司，福建 泉州 362000

1 前言

隨著社會經濟的快速發展，城鎮人口越來越多，可用建設用地越來越少，同時多功能綜合性建筑也趨于增長。為此，從土地使用率及多功能發展，鋼骨混凝土結構便從經濟及安全方面凸顯了其優勢，解決了房屋建設高度及大跨度結構。但就目前而言，鋼骨混凝土構造設計與施工方面的有待進一步提高。現，就廈門某一工程在鋼骨混凝土結構設計與施工面存在的問題進行一次梳理，做到拋磚引玉，以供大家在今后的設計與施工中能想的更全面、做的更好。

2 工程概況

該工程地處廈門，為綜合性商住樓，其總建筑面積為:232068.081㎡，為地下三層為停車場，地上為37 ～45 層，一到五層為商場，其余為住宅，建筑高度為150.75 米。本工程設計有“十”字形鋼骨柱44 根，鋼骨柱截面尺寸為BH1100*600*32*32mm;另在五層轉換層設計有工字型鋼骨梁32 根，鋼骨梁尺寸為BH1400*600*25*25mm。

3 鋼骨結構施工及設計探討

3.1 鋼骨柱柱腳定位

本工程設計為埋入式柱腳，基礎為人工挖孔灌注樁基，在澆筑混凝土前柱腳的螺栓必須先安裝至孔樁內。如此一來，柱腳螺栓的定位加固就不易得到保障。一是，孔內懸空，人于孔內操作不方便;二是，孔樁核心范圍內通常未設置鋼筋，對螺栓定位加固容易跑位;三是，砼澆筑過程中不易對中線進行復核。則在澆筑砼后二次復核線，時常會有偏差情況產生時，否則必將產生偏心，則必須采取修整措施，導致施工至上部結構時保護層不足，也不可在后期施工中通過調整垂直度偏差的方法進行定位歸中。

故此，就我個人施工經驗，除在施工過程發現問題時應及時的處理外，但針對那些已施工成形的，最好的辦法是經設計通過調整加大柱腳預埋板的尺寸，再在調整后的柱腳板上按施工預埋好的錨栓開孔，并在其上按設計軸線焊接鋼骨柱鋼構。

3.2 鋼骨柱與混凝土梁鋼筋的連接

通常鋼骨柱與混凝土梁筋連接有三種情況。一是，混凝土梁筋繞開鋼骨柱鋼構;二是，在鋼骨柱腹板上根據結構施工圖定位開孔，混凝土梁筋穿鋼骨柱腹板而過;三是，混凝土梁筋與鋼骨柱在翼緣板處通過牛腿采用焊接連接。對比以上情況，前兩種做法較容易得到解決，并保證質量，但第三種做法卻不易得到保障，易出現問題。

本工程根據設計圖紙及相應規范要求，混凝土梁筋與鋼骨柱翼緣板相遇時采用的是在鋼骨柱翼緣板上于廠內焊接好牛腿，再在現場通過牛腿與鋼筋混凝土梁筋進行搭接焊。另鋼骨柱翼緣板到柱外邊的距離為200mm，且該牛腿必須考慮柱主筋的正常通過(考慮柱主筋為C25，保護層為30mm)，則混凝土梁筋與牛腿的搭接焊長度為不大于140mm。

則，鋼筋與牛腿板焊接主要存在問題有:一是，焊接長度不夠，二是焊接質量不到位。焊接長度不夠的情況主要存在于鋼筋混凝土梁的兩端為型鋼柱情況。因為梁鋼筋是在型鋼柱安裝之前業已制作好，如果按圖紙長度實際下料的話，考慮型鋼柱的垂直度偏差則有可能梁鋼筋安放不下，故此現場基本上是縮短3cm 左右進行下料，如此一來則梁筋與牛腿的焊接長度就達不到設計要求。針對此種情況則應與設計溝通考慮梁筋分兩段下料，做到兩端先與鋼牛腿進行焊接，以保與鋼牛腿的焊接長度，焊接完后再在切斷處進行搭接焊。而針對一端型性鋼柱的，梁鋼筋下料長度必須略大于圖紙尺寸，以確保兩端的錨固長度，且必須先施作與鋼牛腿的焊接。

現場焊接質量不到位，究其原因是因為焊接方式不對，在施工現場采用的是手工電弧焊。而鋼板和鋼筋的材質不一樣，如果電流調低了，則鋼板沒辦法燒透，調高了，則鋼筋又會燒傷。故此現場經常是以燒傷鋼筋來進行焊接的，且只能進行點焊。為此，針對這種情況應該由型鋼班組進行低坡填塞焊，這樣既能確保焊縫質量又能確保梁筋不被破壞，做到真正保障設計與施工質量。

3.3 鋼骨柱與鋼骨梁連接

鋼骨柱與鋼骨梁的連接設計主要有螺栓連接和焊接。針對螺栓連接，開孔定位不易得到保證，且出現問題不易調整，故一般不使用此種方法，而是采用焊接。

鋼骨混凝土梁除了有鋼骨工字鋼梁與鋼骨鋼柱的連接外，還有鋼骨梁梁筋與鋼骨柱的連接。故此，其施工及存在問題與混凝土梁連接對比更值得引起注意。此種情況，必須先施作鋼骨柱翼緣與鋼骨梁翼緣和腹板的焊接，與鋼骨混凝土梁面筋焊接的牛腿板必須留待鋼骨梁與鋼骨柱焊接完后才能施作，如果梁面筋焊接的牛腿先時作話，則一是現場吊裝存在問題，但主要的還是在焊接質量的不到保證。

常規設計鋼骨梁工字鋼到兩邊的距離只有200mm，扣除梁筋及保護層與牛腿板的厚度，鋼骨梁上翼緣板到牛腿板的凈距離只有130mm，這樣的話，焊槍夠不到焊縫處，焊接質量得不到保證。同時此處的鋼筋連接也是一個至關重要的問題，如果設計有雙排鋼筋的話，二排鋼筋與型鋼鋼柱無法形成有效的焊接。根據11G101－1 可知，鋼筋錨固水平段不得小于0.3L0，但由于鋼骨柱到柱外邊的距離只有200mm，根本無法保證規范要求的直段錨固長度，同時又無法與型鋼柱焊接。故此，在設計配筋時，考慮施工的可行性，必須注意設計為一排鋼筋。

3.4 鋼骨柱收頭

鋼骨柱收頭，鋼骨柱收頭通常有兩種情況，一是由鋼骨柱變混凝土柱的收頭，一種是鋼骨柱到頂收頭。但不管是那種收頭，在鋼構的頂部都設計有封頂板，封頂板設計標高與相應樓層或柱頂同標高。

鋼骨柱到頂收頭時，本人覺得鋼骨柱不應按設計要求到相應樓層面，應該設計到框架梁底比較合理，這樣梁筋能做到有效拉通。

鋼骨柱變混凝土柱的收頭，即不到頂。該種情況下，通常會有柱截面變小及柱插筋。為此建議鋼骨柱鋼構頂標高應在相應樓層的梁底，以利于該樓層梁能形成有效拉通。但封頂板則應按柱插筋錨固長度來確定，以避開在封頂板上開孔位置不正確導致柱插筋錨入下柱長度不夠。

3.5 鋼骨柱、鋼骨梁的鋼筋設計與綁扎

鋼骨柱鋼筋需在鋼骨鋼構焊接并驗收驗合格后才能進行。因為鋼骨柱考慮一層一段，則每段最少也有3 噸重，如先施工鋼骨柱鋼筋的話，則鋼構吊裝不等到位，同時也無法保證焊接和焊縫檢驗。故此只有先施作鋼構后，再進行型鋼柱鋼筋綁扎。但鋼骨混凝土柱在設計時箍筋通常為外面一大箍加一八角箍，周邊各一小箍。鋼骨柱四周翼緣板外邊設計有長為90mm，間距為200mm 雙排栓釘，且周邊小的內箍寬度只有150mm。如此一來，則箍筋必將無法進行綁扎到位。因柱箍筋的施工流程是先把整層柱箍筋一次性套在柱根部，待豎向鋼筋施工完后才把柱箍筋自根部往上挪，按設計間距要求自上而下進行綁扎。但因型鋼柱設有栓釘，則必將導致周邊小箍與八角箍無法往上提而不能綁扎到位。故此在設計時就因注意，建議型鋼柱菱形箍沿對角線對稱一剖為二，做成兩個拉鉤并各自拉結柱筋，小的內箍則改成單個拉鉤，緊靠型鋼柱翼緣板或穿牛腿的腹板拉結柱筋。針對與型鋼梁相交的外箍、菱形箍及小的內箍，則做成兩個U 型開口箍，綁扎好后進行單面搭接焊10d。

鋼骨梁鋼筋的綁扎及存在問題與處理。鋼骨混凝土梁箍筋除設計一大的外箍筋外，在鋼構的兩側和上下也會各設有一道小箍。則在施工型鋼梁的箍筋時，必須先搭設支撐架體，但最上一道的水平拉桿和支撐木方與模板不得安裝。該做法的目的有二，一是，支撐架體起到了施工操作平臺用途;二是，最上一道的水平拉桿和支撐木方與模板不得安裝，是為了鋼骨梁的大箍筋能夠順利的套到位。因鋼骨梁在鋼筋綁扎前，鋼構已先安裝完成。針對鋼骨梁上下的小箍，考慮到栓釘影響，則必須按設計要求先綁扎成小梁后按設計要求安裝到位，否則按常規施工會因栓釘影響而不能安裝綁扎到位。

4 結束語

綜合以上，望大家在今后的施工與設計中能做到更完美與完善，并能進一步優化與完善，以達到最優的設計與施工，確保工程質量。