型鋼混凝土組合結構施工技術措施

李 俊 強

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030012)

型鋼混凝土組合結構施工技術措施

李 俊 強

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030012)

介紹了型鋼混凝土組合結構的特點及應用，分析了型鋼組合混凝土結構工程施工中的常見問題，并提出了針對性的解決措施，從而切實發揮鋼結構和混凝土結構各自的受力優勢，提高建筑整體性和耐久性。

型鋼混凝土，鋼柱，鋼梁，結構形式

本文主要從施工角度針對型鋼混凝土結構在施工過程中常見問題及其解決辦法進行了分析。希望通過對具體的案例有針對性的分析和總結,使讀者對型鋼混凝土結構的受力性能和施工技術管理有個更加全面的認識，以促進型鋼混凝土結構被更加廣泛應用和健康發展。

1 型鋼混凝土組合結構的特點及應用

型鋼混凝土結構指配置型鋼及少量受力鋼筋和構造鋼筋的混凝土結構，在國外也被稱為混凝土包鋼結構、勁性鋼筋混凝土結構或鋼骨混凝土結構。其結構可以分為實腹式型鋼混凝土和空腹式型鋼混凝土兩大類。由于該結構體系具有強度剛性大，延性好，抗震能力強，防火耐腐蝕等一系列優點，已經廣泛運用在各類型高層建筑結構體系中。與鋼結構相比，型鋼混凝土結構可節約50%以上鋼材，大幅度降低工程造價。最主要的是由于被混凝土包裹而提高了結構的耐久性和耐火性能，有效避免了鋼構件的防銹、防腐蝕、防火性能較差的缺點。比起鋼筋混凝土結構，鋼混組合結構可以大幅減少構件截面尺寸和自重，增大使用空間和使用面積，大大提升了設計師對空間和平面布局的靈活度。

本文通過對某工程采用型鋼混凝土結構施工技術分析，比較詳細地闡述了此類組合結構型式施工中常見質量問題及有針對性的幾點預控措施。

2 型鋼組合混凝土結構工程施工常見問題及解決辦法

某工程為地下2層地上20層的綜合性辦公及酒店大樓。為滿足將展廳、宴會廳、健身廳、游泳室、集控中心及大型會議室等需要大空間的功能區域與相鄰的酒店和辦公樓有機結合的使用要求,使各功能區在布局方面更加合理和使用更加便捷,設計師巧妙地將各功能區域布置于辦公樓和酒店中間,兩側標準層高均為4 m,而功能區層高為兩側樓層高度的整倍率。功能區采用型鋼混凝土組合結構,最大層高達到12 m,最大跨度達到18 m,結構柱最大外尺寸為1 000 mm,內配十字型鋼柱,鋼柱外截面最大尺寸為600 mm,翼緣板厚度20 mm,腹板厚度14 mm；復合梁最大截面為(1 200×450)mm2,內配型鋼梁截面為(900×250)mm2，上下翼緣板最大厚度25 mm,腹板厚度14 mm。

垂直運輸機具選擇：鋼混結構較鋼筋混凝土多了鋼骨架構件的預加工、運輸、現場吊裝、現場連接等工序，首先在垂直運輸機械的配置方面必須結合施工場地綜合布置情況考慮其選型和配套問題，如高層建筑型鋼與混凝土組合結構設計，則需考慮采用隨結構施工進展同步安裝的塔式起重機械，且必須滿足其起吊擺幅范圍最遠處可探及的鋼梁和鋼柱重量；當型鋼組合結構設置的層數或層次相對于整個建筑物的總樓層相對較少時，宜從綜合成本方面考慮采用移動式起重機械，但必須在現場具備滿足支設起重機械的場地，作業場地的耐力或結構承力強度必須經驗算滿足相關安全指標。本項目因主樓建筑層數高、總高度較高而裙樓層數和總高度相對較小，綜合全項目機械成本各方面因素，擇優選擇成本低的方案，主樓配置兩臺QTZ5513塔式起重機，而裙樓鋼結構安裝則租賃一臺最大起重為300 t的履帶式起重機進行吊裝，吊機作業區域采用混凝土硬化處理以滿足機械作業場地平整、堅實度要求，兼作半成品構件臨時存放場地，此機械方案的采用保證項目主體施工期間在裙樓鋼結構吊裝作業期間，兩側主樓結構施工不需考慮中間結構施工的影響，為整體施工流水和工序銜接提供有利條件。

鋼柱施工中存在的常見問題：1)鋼柱在深化設計時不光要考慮柱身分段施工的水平施工縫留設位置，確保鋼柱施工縫避開結構柱剪切應力最大部位；還必須考慮施工對接為保證垂直度調節而產生的間隙高度差影響，防止因柱身對接產生的偏差導致梁板結構標高的影響。2)梁柱節點位置的細部深化設計需重點考慮梁主筋穿過柱腹板時預留孔洞的布置位置，必須滿足主次梁上下布置和左右交叉時的上下布置和合理間距要求、主次梁相互布置原則必須經設計審核同意，確保其符合設計規范和施工常規操作要求合理性要求。3)由于鋼構柱較多情況下會在底層柱翼緣板面設計有栓釘，以利于鋼構與混凝土有效粘結，施工中鋼筋下料表中針對該部位的箍筋彎鉤等就特別注意，必須角度一致且防止角度不合適造成安裝過程的難度加大，甚至無法安裝的現象發生，應在首次安裝前進行試加工和試安裝，彎鉤長度和角度均滿足規范和施工條件后方大面積加工和安裝。4)鋼柱各腹板通常采用加勁板按照一定間距進行設置，以增強其抗變形能力和整體性，但往往腹板的設置會導致柱核芯區域的混凝土振搗存在困難，當采用十字鋼構柱時，混凝土的澆搗必須從鋼構劃出的四個作業區分別下料、插振搗器進行振實澆筑，為有效排出腹板交叉位置振搗時產生的氣泡，必須在深化設計時將加勁板根部加工成最小邊長不小于5 cm的等邊三角形或扇形狀孔洞。5)為發揮鋼構柱最大受力特點，鋼混結構柱中鋼柱截面較大情況下，為使模板驗算抗側壓強度和支撐剛度滿足規范要求，應在深化設計時按照驗算符合要求的對拉桿間距在對應鋼柱腹板預留孔洞，考慮采用這種方案的主要優點是，不需通過預加工定型模具即可按照常規模具將柱混凝土支澆成型，為減少因留設孔洞對腹板產生的強度削弱可以將對拉桿直接不穿套管澆筑于成型結構中，起到對該部位鋼構強度削弱后的一定補強作用。

鋼梁施工中出現異常及規避措施：1)由于鋼梁跨度均比較大，在施工過程中需采取預設拱度的方法來抵消在澆筑過程產生的架體間隙變形量、拆除模架支撐體系后產生的結構自重下沉變形，按照施工規范規定的1‰～3‰ 起拱標準，施工中如按照上限進行預拱度控制會造成與梁相接部位板標高和厚度的控制困難，當采取下限進行控制時又擔心預拱度不足，施工完成后會產生“結構下撓”視角的偏差，所以在具體實施時一般取中間值2‰ 作為控制標準，而且必須保證架體在豎向傳力可靠度有保障的前提下，如采用了新的碗扣立桿其對接間隙較小或者鋼管扣件支撐架頂部采用了托梁構造等。筆者根據多年實踐見聞提個不成熟的建議：當支撐架體高度過高和上部荷載過大情況下為確保架體安全和降低變形量導致的操作困難，建議參考橋梁工程對支撐架體采取預壓的方案。2)由于大跨度梁常設計為高寬比系數較大截面形狀，導致型鋼梁截面寬度窄而高度大，這樣在施工時極易發生由于鋼梁腹板兩側混凝土澆筑高度不等產生的鋼梁偏移現象，在施工中如得不到有效預控，鋼梁在偏移位置后在成型結構中受力嚴重失衡，會留下很大的安全隱患，故在支模時必須考慮在鋼梁兩側按照一定間距設置橫撐確保在澆筑期間不發生側彎和移位。3)同上述柱問題4)中所涉及的施工中對結構尺寸控制措施，為保證高度較大的鋼混梁截面成型尺寸，必須在深化設計時按照模架設計計算的拉桿間距進行預留梁側模加固用對拉桿用穿過梁腹板的孔洞。

3 結語

由于型鋼混凝土組合結構有諸多優越于其他結構形式的特點，使其在高層及大跨度公共建筑以及工業廠房設計時被廣泛采用。但由于鋼構和混凝土組合形式存在變化多樣的特點，涉及施工質量控制方面的許多做法仍無法完全統一，上述問題仍有許多未盡事宜，我們本著質量至上原則，掌握基本理論和科學方法在施工中合理預防不同結構形式的弊端,合理簡化施工程序基礎上確保各結構體系優勢的發揮,為型鋼混凝土結構在我國的建筑領域的長遠健康發展而努力。

[1] 淺談型鋼混凝土結構施工技術[OL].中國學術期刊網.

[2] 淺談法門寺合十舍利塔工程——型鋼混凝土組合結構梁、柱鋼筋綁扎施工方法[Z].

[3] JGJ 138—2001,型鋼混凝土組合結構技術規程[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

李俊強(1977- )，男，工程師

TU375

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