鋼骨混凝土組合結構在超高層建筑施工中的應用

李中雷

（山西三建集團有限公司，山西長治 046000）

0 引言

鋼骨混凝土組合結構是一種新型建筑工程結構形式，在超高層建筑工程施工中應用鋼骨混凝土組合結構，能夠有效提高建筑施工質量。但是在鋼骨混凝土組合結構的實際應用中依然存在一些不足，相關理論研究不夠深入，施工經驗少，很難充分發揮鋼骨混凝土組合結構的應用效益，因此，急需對鋼骨混凝土組合結構的應用方式進行深入研究。

1 鋼骨混凝土組合結構概述

鋼骨混凝土組合結構是由型鋼以及混凝土結構組合所形成的新型結構類型，與混凝土結構相比承載能力強，并且結構剛度以及抗震性能均更優越。鋼骨混凝土組合結構不僅具有鋼結構的優點，同時還具備混凝土結構的應用優勢，結構防火性能好。如今，鋼骨混凝土組合結構已被推廣應用于高層、超高層建筑工程外框柱以及大柱網框架結構施工中，能夠有效提高建筑工程施工質量。

2 鋼骨混凝土組合結構應用難點

隨著城市化建設進程不斷加快，建設用地資源緊缺，超高層建筑工程建設數量和規模均不斷增加。但是對超高層建筑工程建設情況進行分析，鋼骨混凝土組合結構的應用比較少，鋼骨混凝土組合結構復雜，因此缺乏施工經驗，同時在結構深化設計以及質量控制方面的要求也比較高，施工難度較大。在超高層建筑工程施工中應用鋼骨混凝土組合結構，主要存在以下難點：①在建筑工程核心筒施工中，需設置多根鋼骨暗柱，并且需懸浮在樓層板標高，一般無法與外框鋼骨結構形成完整的框架結構，因此安裝方式困難，很難保證施工質量。另外，在鋼骨混凝土組合結構施工中，與土建施工的交叉內容比較多，工期較長；②在建筑施工中，對于核心筒周邊，需安裝多根鋼筋混凝土梁以及鋼骨混凝土組合梁，連接節點設計以及施工工序組織難度比較高；③如果外框鋼骨柱與組合梁以及柱相互交叉，在二者之間有一定夾角，如果構件尺寸較大，則需設置多根鋼筋，節點布局形式比較復雜，鋼筋綁扎難度大；④在鋼結構施工中，與土建作業之間的交叉內容比較多，如果施工工序控制不當，則會造成施工現場沖突，因此，要求做好協調配合。

3 超高層建筑工程概況

某超高層建筑工程總建設高度為249m，型鋼截面有多種形式，包括H 形、十字形以及箱形，通過對工程設計方案以及施工方案進行分析，鋼結構用量在1.5 萬t 左右。在本工程施工中，采用型鋼混凝土框架結構以及鋼筋混凝土筒體結構形式。

4 鋼骨混凝土組合結構節點設計

4.1 不連續鋼骨暗柱優化設計

在該超高層建筑工程核心筒中，需設置30 根鋼骨暗柱，長度在2.2～2.8m 之間，其中，10 根與外框鋼骨梁進行連接，如圖1 所示。在核心筒墻內，鋼骨柱采用不連續設置形式，因此無法與外框鋼骨結構形成整體結構。在各個樓層核心筒混凝土澆筑施工中，如果采用傳統的一次澆筑施工方式，則在豎向鋼筋綁扎過程中，要求必須對鋼骨柱做好安裝固定。由于交叉作業內容比較多，安裝難度較大，并且很難對垂直度進行有效控制。對此，在核心筒豎向結構混凝土澆筑施工中，可采用分2 次澆筑施工方式，便于對鋼骨柱進行高效安裝，同時縮短施工進度，保證施工質量。

在實際施工中，建設單位應與設計單位加強溝通交流，對設計方案進行全面細致的分析，同時結合本工程施工要求，對于外框梁連接的鋼骨柱長度，需調整為通長，同時，在鋼骨柱間還需安裝臨時鋼梁，便于對鋼柱進行準確定位。除此以外，對于其余20 根鋼骨柱，應截短，同時與鋼板梁保持同高，提高鋼骨結構合理性，降低施工難度。

4.2 核心筒周圍梁節點處理

在該超高層建筑工程核心筒中，組合梁與混凝土梁之間有一定夾角，如果采用爬模施工方式，則節點處理難度比較大。對此，各參建單位加強溝通交流，同步進行核心筒以及外框結構施工，如果鋼骨梁遇型鋼柱，則可選擇繞過，如果無法繞過，則可與連接板進行焊接。

4.3 組合柱箍筋排布設計

在鋼骨混凝土組合結構施工中，型鋼柱腹板的厚度比較大，開孔難度大，同時鋼筋混凝土組合柱箍筋的密度也比較大，因此鋼筋綁扎控制難度大。對此，需根據工程項目實際情況選擇適宜的箍筋形式，盡量減少鋼骨與鋼筋之間的交叉。因此，在優化設計中，對于組合柱封閉型箍筋，需調整為開口狀，便于進行鋼筋安裝施工。

4.4 組合柱梁節點設計

①對于鋼骨混凝土柱的豎向鋼筋，要求在保證施工質量的基礎上，合理規避型鋼梁位置，同時，對于型鋼梁翼緣板的上下位置，均需安裝立筋；②在鋼骨混凝土梁主筋安裝施工中，應注意合理避開型鋼柱。在本工程施工中，外框鋼骨柱翼緣板的寬度為350mm，設計單位與施工單位進行溝通交流，對于外框梁鋼筋，需做好彎曲處理，并固定在鋼柱中，能夠有效降低鋼筋連接施工難度，如圖2 所示；③對于型鋼牛腿腹板位置，應箍筋焊接板，確保在柱牛腿位置箍筋連接施工便捷，如圖2 所示，同時還應注意盡量減少鋼筋焊接，提高施工便捷性；④在變截面節點位置，在傾斜鋼柱設計中，應注意在變截面臨界樓層的梁標高位置及時完成變化，避免影響鋼筋綁扎施工；⑤在鋼柱傾斜節點設計過程中，要求該節點應與下一節型鋼柱進行有效結合。

4.5 鋼骨梁對拉螺桿孔設計

如果鋼骨混凝土結構的梁截面尺寸比較大，為了便于混凝土澆筑施工，應在模板上安裝對拉螺桿，設計單位在對鋼結構進行優化設計時，在梁板腹板位置，需預留對拉螺桿。

5 鋼骨混凝土組合結構施工

5.1 鋼結構預埋施工與測量定位

在鋼骨混凝土組合結構施工中，鋼結構預埋以及測量定位為基礎施工內容，對此，在鋼結構預埋施工過程中，應注意合理預埋柱腳錨栓、起重機埋件等，在各類構件的預埋過程中，應提升鋼筋結構布置形式的協調性，當構件預埋完成后需做好加固處理，保證埋件穩定性。在后續各類構件安裝施工前，應對各類埋件進行測量定位，如果發現不合理埋件，需及時采取有效的處理措施，避免對后續施工造成不良影響。在鋼結構安裝前，應進行測量定位，嚴格控制定位精度，為鋼筋綁扎、支設等奠定基礎。需要注意，在傾斜鋼骨柱測量過程中，可應用全站儀進行測量定位，嚴格控制測量誤差，確保安裝精度符合工程項目建設要求。

圖2 組合柱梁節點設計

5.2 二次灌漿料施工與鋼筋綁扎

在建筑工程施工中，在混凝土澆筑施工中，為了提高鋼結構柱腳以及制作部位混凝土澆筑密實度，需進行二次灌漿施工，在此過程中，可采用高強度無收縮灌漿料進行充填灌漿。在灌漿料配合比設計中，應組織專業技術人員進行監督檢查，嚴格控制灌漿料配合比標準型。在灌漿料拌和中，人工拌和很難保證灌漿料均勻性，對此，可采用機械設備進行拌和，保證灌漿料均勻性。在鋼筋綁扎施工中，在鋼筋下料前，首先需對施工人員做好技術交底工作，確保所有施工人員均能夠詳細了解節點深化設計要求。在鋼筋綁扎施工中，應注意對于柱豎向鋼筋接頭，需合理規避焊接縫，保證鋼結構安裝質量。

5.3 模板支設與混凝土

在該超高層建筑工程鋼骨混凝土組合結構施工中，模板支設以及混凝土澆筑是十分關鍵的施工環節，需在施工現場進行模板支設。在本工程施工中，在模板支設時，在型鋼梁腹板上開設對拉螺桿孔，有利于模板對拉安裝，同時可滿足層高控制要求，對于柱頂部以及鋼梁節點，需單獨配模板，提高模板利用率。另外，在柱模板斜率控制方面，選用投影法，通過將樓面模板定位線與投影線進行有效結合，能夠有效提高測量精度。在組合柱混凝土澆筑施工中，應注意連續澆筑，同時及時進行均勻振搗，保證混凝土結構強度。

6 結語

綜上所述，本文結合實例，對鋼骨混凝土組合結構在超高層建筑工程施工中的應用方式進行了詳細探究。鋼骨混凝土組合結構能夠充分發揮鋼骨結構以及鋼筋混凝土結構的特點，同時還可提高結構延性，能夠滿足超高層建筑施工中結構形態多樣化、抗震性高等需要，應用前景比較好。在鋼骨混凝土組合結構施工中，不同專業之間應做好協調配合，因此對施工質量的要求比較高，施工單位應對工程設計方案以及施工組織方案進行深入分析，在實際施工中加強施工現場布局規劃、鋼筋連接控制、模板支撐控制、混凝土澆筑等，通過優化施工組織提高施工效率，積累施工經驗，保證超高層建筑工程施工質量。