預制裝配式型鋼構造柱及圈梁施工安裝方法研究

鐘穎思

（廣州市第二建筑工程有限公司，廣東 廣州 510045）

1 概述

高層建筑的內隔墻是非結構構件，常由砌體砌筑或輕質板墻組成。非結構構件與建筑結構的連接通常采用砌體結構的構造柱與圈梁做法以加強其整體性。

常規的構造柱與圈梁主要是采用鋼筋混凝土制作，根據《砌體結構設計規范》的要求，按構造配筋，先砌墻后澆筑構造柱、先砌墻至圈梁底在澆筑圈梁的施工順序制成。缺點：施工工序復雜，需要進行鋼筋制作、綁扎安裝、模板制作安裝及混凝土澆筑工作，墻體抹灰工作需等待混凝土養護后干燥至一定程度方可開展，砌體墻從砌筑工序至抹灰工序完成需時較長[1]。構造柱的澆筑常常受頂部作業空間影響，混凝土無法灌滿，影響結構整體性。第二種是鋼結構，常規的鋼結構構造柱及圈梁采用全長尺寸型鋼進行現場制作，此種方法對現場加工場地要求大，切割、焊接工作量大，施工質量受工人作業水平影響大，材料損耗率較高，并存在動火作業等安全問題。

如果遇到工期緊、現場加工場地狹窄的不利情況，以上兩種做法均難以實施。對此我們認為有必要對傳統的構造柱、圈梁工藝進行研究和改進，提出一種用于砌體結構的標準化、裝配式型鋼構造柱和型鋼圈梁施工技術，采用標準化生產、裝配式安裝的方式，比常規做法靈活、輕便、快捷并且降低施工成本、保證施工質量并符合綠色施工與減排節能的環保要求。

2 案例背景

我司承建的南海某項目。本項目由地鐵站裙樓，以及兩棟辦公樓、一棟酒店、三棟住宅樓共六棟塔樓組成，集甲級寫字樓、五星級豪華酒店、大型商業、住宅為一體的大型社區建筑。本工程占地總面積為44231m2，建筑總面積為263857m2，其中，地上建筑面積233437m2，地下建筑面積30420m2；建筑層數為40 層，高度170m。

該項目工程竣工驗收前業主決定調整裙樓、地下室等位置的功能設施導致內隔墻發生了重大改變，但總工期不變。如何在短時間內、無施工垂直、水平運輸設備的不利條件下，如何快速完成內隔墻的砌筑工作成為我司合同履約的最后一道關卡。

3 技術工藝原理

型鋼構造柱和型鋼圈梁采用工廠化預制的定型標準節及連接件，施工裝配式的螺栓連接方式。豎向構造柱和橫向設置的圈梁，兩者交接位置采用螺栓連接，構造柱與樓板采用帶梅花孔的連接件、采用膨脹螺栓連接。構造柱兩側均設置有拉筋，且符合結構安全要求[2]。拉結筋采用工廠預制焊接，確保焊接質量，安裝時對拉結筋進行調直即可進行下一步施工。型鋼構造柱、圈梁安裝完畢后，即可進行墻體砌筑施工，免除了模板制作安裝及混凝土澆筑工序。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

預制裝配式型鋼構造柱及圈梁安裝施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 預制裝配式型鋼構造柱及圈梁安裝施工工藝流程

4.2 操作要點

（1）根據項目現場樓層層高3m，按抵抗3kN/m2的水平推力和抵抗離地1.5m 集中水平推力5kN 考慮設計并工廠預制出以下構件。①長度1.2m 的構造柱標準節的工字鋼，并在兩側預焊接拉結筋、并在標準節上預制若干長圓孔。②長度0.6m 的構造柱調整節的工字鋼。③長度1.5m 和2.0m 橫向圈梁標準節的矩形鋼。

（2）工廠預制出構造柱間連接的鋼板并預留螺栓孔。構造柱間連接的鋼板安裝連接如圖2 所示，構造柱間與鋼板安裝連接如圖3 所示。

圖2 構造柱間連接的鋼板安裝連接

圖3 構造柱間與鋼板安裝連接

（3）工廠預制出構造柱與圈梁連接的鋼板并預留螺栓孔。構造柱與圈梁連接鋼板安裝連接如圖4 所示，螺栓連接鋼板安裝連接如圖5 所示，構造柱與連接鋼板安裝連接如圖6 所示。

圖4 構造柱與圈梁連接鋼板安裝連接

圖5 螺栓連接鋼板安裝連接

圖6 構造柱與連接鋼板安裝連接

（4）工廠預制出構造柱與樓板連接的鋼板并預留梅花孔。標準節安裝左視圖如圖7 所示，標準節安裝俯視圖如圖8 所示，標準節安裝正視圖如圖9 所示。

圖7 標準節安裝左視圖

圖8 標準節安裝俯視圖

圖9 標準節安裝正視圖

（5）將工廠預制的型鋼柱、梁、鋼板、螺栓運抵現場后，現場測量放線，并在型鋼構造柱、圈梁與樓板連接的位置預開孔。

（6）地下預埋螺栓，并且將第一節型鋼構造柱安裝固定。

（7）用鋼筋掃描儀掃描得到結構板中鋼筋的位置并在板上標示出鋼筋位置。

（8）安裝第二節標準節和第三節調整節。構造柱安裝如圖10 所示。

圖10 構造柱安裝

（9）構造柱與樓板通過膨脹螺栓和梅花孔連接件，梅花孔連接件可以避開鋼筋混凝土樓板內的鋼筋進行安裝。

（10）安裝時對構造柱上的拉結筋進行調直。

（11）砌筑至圈梁底。砌筑至圈梁安裝如圖11 所示。

圖11 砌筑至圈梁安裝

（12）安裝圈梁后砌筑余下墻體。安裝圈梁后砌筑如圖12 所示。

圖12 安裝圈梁后砌筑

（13）最后，內隔墻砌筑完成后掛網抹灰[3]。

4.3 技術關鍵點與技術創新點

（1）本技術提供的標準化、裝配式的新型型鋼構造柱及圈梁，工廠預制不同尺寸的豎向設置構造柱和橫向設置的圈梁，兩者交接位置采用螺栓連接，局部采用現場焊接加強，節點強度高且安裝簡單。解決鋼構圈梁分段連接煩瑣以及混凝土構造柱和圈梁施工工序多、進度慢、成本高的問題。

（2）標準節上沿其長度方向設置有若干長圓孔，在部件拼接時可以進行尺寸的微調，施工靈活。

（3）構造柱與圈梁的翼緣之間設置有塞板，用于固定構造柱與圈梁。

（4）構造柱與樓板采用帶梅花孔的連接件并用螺栓連接。用鋼筋掃描儀掃描得到結構板中鋼筋的位置，通過放線在板上標示出鋼筋位，梅花孔可調整螺栓的位置以避開鋼筋混凝土樓板內的鋼筋。

（5）構造柱兩側設置有拉筋，可以提高與鋼筋混凝土結構的連接強度、加強鋼筋混凝土結構對砌體墻的約束能力[4]。

（6）型鋼構造柱、圈梁安裝完畢后，即可進行墻體砌筑施工，免除了模板制作安裝及混凝土澆筑工序。

4.4 注意事項

（1）施工前，需對鋼結構受力體系等進行計算分析設計，確保設計的模板體系滿足力學計算要求。

（2）型鋼有彎曲、表面有裂縫裂縫、銹蝕嚴重和焊口斷裂均不得使用[5]。

（3）進入施工現場的所有人員必須戴安全帽，施工現場嚴禁吸煙。嚴格要求用電嚴禁亂拉、亂接或電線拖導致漏電致產安全事故。施工場應保持干凈衛材料工具擺放整齊每班前要作業區打掃干凈施工垃圾及送至指定點堆放處理。夜間施工時，施工現場必須要配齊照明設施。

5 結語

預制裝配式型鋼構造柱及圈梁施工方法提出了比現有砌體墻的現澆鋼筋混凝土構造柱、圈梁技術更為簡單、高效并且節約工期和勞動力。本文提供一種的型鋼構造柱和圈梁安裝方法，在工廠預制成標準件后運到現場即可進行簡單的拼接安裝方法，施工過程中場地干凈整潔并且能保證砌體墻的質量，有效解決無大型水平、垂直運輸設備、工人不足所產生的施工問題。