型钢混凝土组合结构（精选10篇）
型钢混凝土组合结构 篇1
型钢混凝土组合结构又称劲性混凝土结构或包钢混凝土结构, 是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构体系, 在型钢结构外面包裹一层钢筋混凝土外壳形成的型钢混凝土组合结构, 适用于框架结构、框架剪力墙结构、底层大空间剪力墙结构、框架核心筒结构等结构体系, 可以应用于全部构件, 也可以用于部分构件。
1 工艺流程及操作要点
1.1 工艺流程
绑扎承台及筏板钢筋→预埋地脚埋件→浇筑底板混凝土→安装第一节型钢柱→绑扎柱子钢筋→柱脚灌浆→安装型钢梁→安装柱模板→浇筑柱子混凝土至梁底→拆除柱模→安装水平结构模板→绑扎梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→安装第二节型钢柱→……
1.2 操作要点
1.2.1 预埋地脚螺栓
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。校正并加固牢固, 检查合格后, 请监理工程师验收。预埋验收合格后, 在螺栓丝头部位上涂黄油并包上油纸保护。在浇筑混凝土前再次复核, 确认其位置及标高准确、固定牢固后方可进行浇灌工序。浇筑混凝土时, 拉通线控制以避免预埋件发生位移。
1.2.2 浇筑承台基础混凝土
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。
1.2.3 安装第一节钢柱
在钢柱安装前取掉辅助用的钢垫板将螺纹清理干净, 对已损7 结语伤的螺牙要进行修复。
型钢柱的垂直度用经纬仪或吊线检查, 当有偏差时用液压千斤顶顶起调节柱脚的上下螺母进行校正, 柱脚校正后立即紧固地脚螺栓, 并将承重钢垫板上下点焊固定防止走动。
1.2.4 安装柱子钢筋
1) 柱主筋的施工。型钢混凝土组合结构竖向结构钢筋的施工。柱主筋ϕ20～ϕ32的钢筋, 采用直螺纹连接。水平方向设有多肢箍筋组成的箍筋组及拉钩。主筋的安装与普通钢筋工程基本相同, 但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。2) 柱箍筋的施工。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。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋和拉筋组成, 大部分箍筋均设计为ϕ12的钢筋, 硬度大, 可调性差。钢筋加工时严格控制下料长度和弯折角度, 保证成品箍筋安装顺利。且安装时不能像普通混凝土结构柱子一样从顶部顺序下放, 必须将箍筋加工成开口箍, 然后将其焊接起来。注意保护主筋连接丝头, 一旦破坏将无法修复。
1.2.5 柱脚灌浆料的施工
钢柱锚板与混凝土底板上平之间预留的50 mm缝隙用无收缩灌浆料填充。浇筑无收缩灌浆料时, 从一侧灌浆, 至另一侧溢出并明显高于锚板下表面为止, 严禁从两个以上方向轮流浇筑。灌浆料无须振捣, 且开始灌浆后必须连续进行, 不能间断, 并尽可能的缩短灌浆时间。
1.2.6 型钢梁的吊装
1) 钢梁的施工。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。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。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, 钢梁焊接并探伤合格后, 方可穿主梁钢筋;由于梁底模已经安装, 必须先将梁筋连接好后方可施工, 且箍筋必须做开口箍, 梁的主筋套好后将箍筋焊接封闭并绑扎牢固。2) 普通钢筋混凝土梁主筋与型钢柱牛腿的连接。若普通钢筋混凝土梁的主筋能穿过型钢柱的腹板则可提前进行深化设计在型钢柱上主筋标高处打眼, 若主筋无法穿过腹板则可根据普通钢筋混凝土的规范要求看柱边到腹板的长度能否满足锚固长度, 若满足要求则按锚固要求施工, 若无法满足要求则可采用搭接焊, 将梁的主筋焊接在型钢牛腿上, 焊缝长度必须满足规范要求。3) 梁柱节点箍筋的安装。钢梁的梁柱节点施工需要提前进行深化设计, 柱箍筋采用开口箍, 焊接在型钢梁的腹板上。
1.2.7 柱模板施工
本工程方柱全部配制木模板, 圆柱采用定型钢模。在钢筋安装完毕, 安装专业预留预埋完成, 并经监理单位验收合格同意隐蔽后安装竖向结构模板, 型钢混凝土结构模板施工与普通钢筋混凝土结构模板施工基本相同, 但要注意以下几点:1) 配板尺寸:竖向结构模板安装前, 上部的型钢梁已经安装完毕。本工程方柱采用四片木模板组拼, 方便快捷, 圆柱采用定型钢模提前浇筑柱子混凝土至梁底。2) 对拉螺栓:柱箍采用槽钢加固, 若柱截面小于800 mm时不需要对拉螺栓, 若柱截面大于800 mm时采用对拉螺栓, 对拉螺栓按焊接长度焊接在型钢柱上。3) 模板配制高度以能够满足层高要求即可, 不要过高, 否则将与柱顶部的型钢梁发生冲突;配制木模板, 可拆改, 增强模板施工的可调节性。
1.2.8 柱混凝土施工
1) 普通型钢柱 (十字柱) 。
工艺流程:浇筑部位施工缝的清理→有关专业的验收 (土建、水电) →施工缝提前浇水湿润→混凝土输送泵试运行→铺设50 mm的水泥砂浆 (其配合比与混凝土的砂浆成分相同) →分层浇筑混凝土→分层振捣→柱上口混凝土标高检查→清除混凝土表面浮浆→拆模→养护→成品保护。
2) 浇筑方法。
柱混凝土浇筑前, 先浇筑50 mm厚的水泥砂浆, 其配合比与混凝土的砂浆成分相同, 并用铁锹入模, 以避免烂根现象。柱混凝土浇筑时应分层浇筑, 分层厚度不大于400 mm。
由于地下一层柱的高度为8.4 m, 柱混凝土采用分段浇筑法施工, 同时在混凝土浇筑过程中, 要加溜槽, 混凝土下落高度控制在2 m以下, 保证混凝土在浇筑过程中不出现离析现象。
软管出口混凝土离模板内侧面不应小于50 mm, 且不得向模板内侧面直冲布料, 也不得直冲钢筋骨架;混凝土下料点分散布置, 间距控制在2 m左右。
混凝土的振捣间距为450 mm, 振捣时间以混凝土表面出现浮浆, 不再下沉为止, 时间宜在20 s左右。
振捣棒不得触及模板钢筋预埋管件;浇筑时, 应设专人看护模板、钢筋有无位移、变形, 发现问题及时处理。振捣棒应快插慢拔, 插点要均匀排列, 逐点移动, 点的间距控制在450 mm为宜, 十字形钢柱应在柱四角进行插棒振捣。振捣棒插入混凝土的深度以进入下一层混凝土50 mm为宜, 做到快插慢拔, 振捣密实。
型钢梁混凝土的施工同普通梁板混凝土的施工, 但由于核心区的钢筋比较密集, 必须加强核心区混凝土的振捣, 可以采用30棒加强振捣。
2 质量要求
型钢混凝土组合结构的施工质量要求应遵循GB 50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范、GB 50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准、GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范、JGJ 138-2001型钢混凝土组合结构技术规程等相关规定的有关要求。
3 应用实例及效益分析
本工法在中铁十七局集团建筑工程有限公司承建的山西省图书馆工程中得到了应用, 该工程地下1层, 地上5层, 建筑面积49 900 m2, 结构形式为框架结构, 在走廊、门厅等公共部位梁柱设计为型钢混凝土组合结构, 型钢柱48根, 其中十字柱32根, 圆形柱16根, 型钢梁若干根, 总重930 t, 造价715万元, 占主体结构造价的12%。该工程在施工过程中执行该工法精心策划、道道程序严格把关, 认真施工并得到了预期效果。
型钢混凝土组合结构的型钢可以不受含钢率的限制, 其承载力可以高于同样外形尺寸的钢筋混凝土构件承载力的1倍以上, 因而可以减小构件的截面, 增加使用面积和净高, 其经济效益是可观的。
型钢混凝土组合结构在我国工程领域已广泛应用, 其施工工艺标准和规程也在进一步完善中, 本工程型钢混凝土组合结构的施工技术给类似工程的施工提供了宝贵的经验, 并且培养了一批优秀的专业施工人员, 进一步促进了型钢混凝土组合结构在我国建筑行业中的发展与应用。
参考文献
[1]JGJ 138-2001, 型钢混凝土组合结构技术规程[S].
[2]王连广, 刘之洋.型钢混凝土结构在国内外应用和研究的进展[J].东北大学学报 (自然科学版) , 1995 (3) :238-240.
[3]范涛.浅述型钢混凝土结构的特点及应用[J].四川建筑科学研究, 2004 (12) :38-40.
型钢混凝土组合结构 篇2
1型钢混凝土梁的混凝土强度等级不宜低于C30，混凝土粗骨料最大直径不宜大于25mm，型钢宜采用Q235及Q345级钢材，也可采用Q390或其他符合结构性能要求的钢材，
2型钢混凝土梁的最小配筋率不宜小于0.30%。梁的纵向受力钢筋不宜超过两排;配置两排时，第二排钢筋宜配置在型钢截面外侧。梁的纵筋宜避免穿过柱中型钢翼缘。当梁的腹板高度大于450mm时，在梁的两侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，纵向构造钢筋的间距不宜大于200mm。
3型钢混凝土梁中型钢的混凝土保护层厚度不宜小于100mm，梁纵向钢筋净间距及梁纵向钢筋与型钢骨架的最小净距不应小于30mm，且不小于粗骨料最大粒径的1.5倍及梁纵向钢筋直径的1.5倍，
4型钢混凝土梁中的纵向受力钢筋宜采用机械连接。如纵向钢筋需贯穿型钢柱腹板并以90°弯折固定在柱截面内时，抗震设计的弯折前直段长度不应小于0.40倍的钢筋抗震基本锚固长度labE，弯折直段长度不应小于15倍纵向钢筋直径;非抗震设计的弯折前直段长度不应小于0.40倍的钢筋基本锚固长度lab，弯折直段长度不应小于12倍纵向钢筋直径。
5梁上开洞不宜大于梁截面总高的40%，且不宜大于内含型钢截面高度的70%，并应位于梁高及型钢高度的中间区域。
浅谈型钢混凝土组合结构施工技术 篇3
【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.
型钢混凝土组合结构的质量控制 篇4
宁波国际会展中心常年馆项目位于宁波国际会展区的西南角。地上建筑面积约为14 0391 m2,主楼10层,裙房1～6层。主楼高为48.5 m,一层层高为7 m,二层层高为6m,3层、4层层高为5.4 m,6至10层层高为3.8 m。型钢混凝土结构位于建筑物东西两侧,高度为1～6层,其结构构件为梁、柱。梁、柱内为型钢,外包混凝土。由于工程体量大,层高较高,而柱为型钢斜柱,因此,型钢混凝土结构的质量是整个工程质量控制的重中之重。
2 影响型钢混凝土结构质量的因素分析
2.1 人员因素
人是施工过程的主体。参与该结构部分施工的人员主要有管理人员、测量工、电焊工、钢筋工、木工、混凝土工等。领导层和工程技术人员的素质高,质量管理的决策能力就强,项目的施工就会有较强的质量规划、目标管理、施工组织和技术指导、质量检查等一系列行之有效的运作。而操作人员的技术是否精湛,是否具有一丝不苟的工作作风,是否能严格执行质量标准和操作规程,都直接影响工程的质量。
2.2 施工材料因素
材料质量是工程质量的基础,材料质量不符合要求,工程质量也就不可能符合标准。所以加强材料的质量控制,是提高工程质量的重要保证。杜绝不合格的假冒、伪劣产品及原材料进入工程施工中,给工程留下质量隐患,必须采用科学的方法加强原材料的检验。本工程型钢梁、柱进场安装前,要对构件进行检查验收,保证构件断面尺寸、长度、材料规格、焊缝质量、孔洞位置等满足设计规范要求。应采用经复验符合设计要求的同一批次的高强螺栓、螺母、垫圈等,不能混用。检验合格后,才能进行后续工作。
2.3 施工方法因素
施工过程中,由于施工方案考虑不周而拖延进度、影响质量、增加投资的情况并不鲜见。因此,制定和审核施工方案时,必须结合工程实际,从技术、管理、工艺、组织、操作、经济等方面进行全面分析、综合考虑,以保证方案有利于提高质量。加强施工过程的控制,加强细部操作管理,严格质检程序,严格按《型钢混凝土组合结构技术规程》及其他相关规范进行施工管理,是本工程质量保证的重要条件。
3 采取的质量控制措施
3.1 对人员的控制措施
1)对管理人员开展质量教育,要求加强施工过程跟踪检查,实行三检制度及持证上岗制度。在浇型钢混凝土前召开一次项目部交底会,各班组长和项目部管理人员全员参加,由项目经理主持,主要阐述型钢混凝土浇筑的难度和重要性,容易出现的质量问题并把质量责任制落实到人;根据每次混凝土成型情况,由项目部的管理组织机构,从上级到下级逐级进行考核,考核评分与管理人员的工资奖金直接挂钩。
2)混凝土浇筑质量好坏直接影响结构观感。因此,对混凝土施工班组重点进行教育,混凝土在浇捣施工前,由技术人员对混凝土操作工人进行技术交底,让操作工人知道型钢混凝土振捣的难度,浇捣时要认真、细心,既要保证模板内侧振好,模板外侧也要适当补振,不得过振和漏振。班组也同样进行考核,考核的频率为型钢混凝土每浇捣一次,混凝土浇捣完成一次,项目部则组织一次质量大检查,并召集有关班组和人员进行总结。
3)所有型钢焊接人员必须具有上岗证,并定期核查证书的有效性,保证人证相符。
3.2 对施工材料的控制措施
本工程型钢全部委托具有资质的生产厂家进行生产。型钢柱、梁的材料控制主要是确保型钢制作安装所需的钢板、栓钉、高强螺栓及焊接材料的规格、材质符合要求,以及混凝土石料粒径、混凝土的坍落度等的影响。对进场材料进行验收时,核对材料数量,核查材料技术指标、批号、规格和材质,核验产品质保书或出厂合格证;对连接用的高强螺栓,使用前应进行抽样复检,复验其扭矩系数。材料经验收合格后,方可在工程中使用。对混凝土宜采用较小直径的粗骨料(一般宜采用小于型钢外侧混凝土保护层厚度的1/3,且不宜大于25 mm,不大于最小主筋净距的2/3);同时,在满足混凝土强度的前提下,尽量采用较大坍落度的配合比,使混凝土具有较好的流动性。
3.3对施工过程的控制措施
3.2.1 型钢梁、柱安装质量控制
1)型钢柱安装的轴线、标高及垂直度质量控制。利用经纬仪、水平仪及水平尺,保证底座的轴线标高及水平度满足要求,为保证型钢柱的安装质量提供条件。后续型钢柱安装时,应采用经纬仪来有效控制其两轴线方向的位移及垂直度,保证单节垂直度≤H/1 000(H为型钢柱高度)≤10 mm;柱全高垂直度≤35 mm。
2)型钢梁安装的轴线、标高控制。为保证后续连接的准确性和可靠性,应严格控制型钢梁安装的轴线和标高偏差,重点做好安装过程的控制及安装后的复核验收。现场采用一部水平仪控制型钢梁的标高和水平度,两部经纬仪分别控制两轴线方向的位移。
3)高强螺栓安装质量控制。高强螺栓应自由穿入孔中,严禁强行穿入,从节点中心向边缘依次拧紧,并做好标记避免漏拧。高强螺栓拧完后应用0.3 kg小锤敲击法进行普查以免漏拧,并在终拧后24 h之前,完成扭矩检查。
4)焊接接头质量控制。接头坡口部位应满足设计、规范要求。吊装拼接时,严格控制拼接位置、垂直度。用经纬仪检测其轴线、垂直度,满足要求后,点焊并用缆风绳固定牢靠。焊接时,采用双人对称焊减少焊接变形,降低因焊接造成的垂直度偏差。
3.2.2 钢筋安装质量的控制
1)合理确定型钢梁主筋安装顺序,保证主筋连接接头、外观尺寸符合要求。由于型钢梁下排主筋(单排或双排)置于模板与型钢之间,如未能合理确定主筋安装顺序,将给主筋安装造成困难,使主筋接头(手持弧焊、冷挤压套筒机械连接、直螺纹连接等)施工操作时,缺乏应有的操作空间,影响接头质量。根据型钢梁的特点,主筋安装的顺序为:安装梁底模→安装底部主筋→吊装钢骨梁型钢→安装上部主筋→安装箍筋、腰筋、拉结筋→安装侧模并加固。在钢筋接头安装时,应自一端向另一端顺序连接,保证主筋一端能自由伸缩。避免两端钢筋固定后,中间发生弯曲、起拱等情况,影响主筋受力性能。
3.2.3 混凝土施工质量控制
1)混凝土强度控制
本工程型钢混凝土组合结构中的混凝土强度等级为C35,因此施工过程中,要保证混凝土强度满足设计要求。本工程混凝土采用的商品混凝土。当浇捣不同等级强度的梁、板混凝土时(板强度较低),采用两台泵车,分别输送梁、板混凝土。
2)型钢混凝土梁底部混凝土浇筑质量控制
由于型钢梁底有一排或两排主筋,造成底部净距较小,混凝土充实困难,易产生蜂窝、麻面,甚至孔洞。因此,在施工过程中应认真分析,采取对策,提高混凝土浇筑质量。由于底部空间较小,自梁两侧同时下料时,易在中部形成气腔,产生孔洞。因此,浇捣型钢梁混凝土时,宜先采取单边下料、振捣,待观察混凝土流满另一边时,再两边下料,振捣密实。在该工程的施工操作中,采用上述措施后有效地控制了底部蜂窝、麻面及孔洞的出现,取得了良好效果,保证了混凝土的浇捣质量。
4 结语
当然,在施工过程中,是否合理选择施工机械,施工时的大风、暴雨、酷暑等环境因素也会对工程质量有直接影响。根据本工程特点和具体条件,我们对机械、环境因素等因素也采取了一定的措施严加控制。通过这些控制措施,为工程得以顺利通过竣工验收提供了有力的保障。
摘要：结合工程实例,分析了影响型钢混凝土结构质量的几个主要因素,并对如何做好型钢混凝土结构的工程质量进行了有针对性的论述,为以后类似工程施工提供参考。
关键词：型钢混凝土,影响因素,质量控制
参考文献
[1] 钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程(JBJ82-91)
[2] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2002)
[3] 型钢混凝土组合结构技术规程(JGJ138-2001) .北京:中国建筑工业出版社
型钢混凝土组合结构 篇5
关键词：型钢混凝土；结构梁柱；框架节点；锚固；深化设计 文献标识码：A
中图分类号：TU755 文章编号：1009-2374（2016）19-0114-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.055
1 工程简介
1.1 建设工程概况
俊豪ICFC位于重庆市江北区江北嘴金融城2号，是由A塔楼、B塔楼、裙房7层、地下室7层组成的集商业、办公、酒店一体的城市综合体工程。A塔楼地上64层，基础为筏板基础，A塔结构型式为框架-核心筒结构，核心筒柱、外框柱、局部楼层梁采用型钢混凝土组合结构。
1.2 钢结构设计概况
裙楼及地下室布置42根H型钢柱、裙楼6层、7层中庭位置及屋面局部位置设大跨度钢梁。A塔核心筒布置84根钢柱（十字柱和H型柱），外框布置18根十字形钢柱。
2 梁柱节点深化设计
2.1 深化设计流程
由于结构设计图的深度无法满足钢结构施工的需求，因此必须根据结构设计图细化钢结构施工详图后，才能进行钢结构的制作、安装。
采用专业的设计建模软件Tekla Structures建立钢结构模型，后转化成CAD图形文件，图形文件必须符合绘图标准。
钢结构施工详图须经原设计审核认可、业主认可后才能进行施工。钢构件制作、安装须根据经审核、认可后的施工详图进行，施工详图也是后续工程结算的依据。
2.2 钢结构深化设计对节点的处理
型钢混凝土柱与多根框架梁相交，节点处有钢筋密集，梁筋、柱筋及柱箍筋与型钢的连接处理相当困难。根据现场施工情况，与设计、业主、监理进行专项讨论后确定采取梁、柱钢筋避让、弯锚、焊套筒、设钢筋搭筋板、钢筋连接牛腿或上述措施相结合等。通过详图深化设计，解决了型钢混凝土框架节点钢筋穿插困难问题，又确保了现场钢筋安装施工。
2.2.1 梁主筋搭筋板焊接锚固。梁主筋上部、下部只有1排钢筋时，遇H型钢骨柱时，在钢骨柱翼缘板或腹板上设置连接板（板的宽度同翼缘板或腹板宽度，板长度为5d+50mm）。遇十字型钢骨柱时，十字柱内的传力板也需作为梁主筋连接板使用。搭接长度不小于5d。连接板及传力板与柱翼缘等强焊接。
2.2.2 梁主筋套筒锚固。梁主筋上部、下部有2排钢筋时，当2排筋避让至钢骨柱两侧，若钢筋无法避让到钢骨柱外侧时，在型钢柱柱翼缘或腹板上焊接套筒进行锚固。
2.2.3 梁主筋焊接牛腿锚固。当梁主筋上部、下部有2排及以上钢筋且钢筋数量较多时，型钢柱翼缘两侧各布置2根钢筋，避让钢柱弯锚设置或者拉通，余下钢筋与型钢柱上的连接牛腿焊接，保证钢筋锚固。
2.2.4 上述2.2.1、2.2.2、2.2.3措施联合使用保证梁筋锚固。当梁主筋上部或下部有2排钢筋时，且梁两边均有钢骨柱，梁筋无法避让钢骨柱。此时采用搭筋板与套筒交错布置，保证钢筋锚固。
2.2.5 柱纵筋避让钢牛腿或搭筋板。因用于钢筋焊接的牛腿或搭筋板阻挡了部分主筋的位置，此时采用柱筋避让至钢牛腿或搭筋板两侧，柱筋避让区域增加构造钢筋，或者在搭筋板位置处开口，让柱筋通过。
2.2.6 柱纵筋套筒和竖向搭筋板锚固。因用于钢筋焊接的牛腿阻挡了部分主筋的位置，此时采用在牛腿下翼焊接套筒，下翼缘设置竖向搭筋板，保证柱纵筋
锚固。
2.2.7 柱子箍筋节点区的连接。由于型钢柱腹板阻挡了柱子拉筋的通过，采用在型钢柱腹板区域内焊接竖向拉钩板，保证拉筋的连接。
在型钢柱上钢梁连接牛腿或用于梁筋连接的牛腿阻挡了柱子箍筋的通过，采用在牛腿腹板上焊接竖向搭筋板用于箍筋的连接。
3 型钢梁、柱节点区施工要求
3.1 钢构件加工
对深化详图和结构图纸进行复核、检查，确认无误后，由项目技术负责人对钢结构加工相关人员进行交底并做好相关记录，钢构件加工过程中需安排专业技术人员进行指导、监督、检查，以确保构件与图纸相稳合。
钢构件的加工在专业工厂进行，其中搭筋板、牛腿、套筒等的焊接全部在加工厂内完成。钢构件的加工进度必须提前2～3层，不得影响土建施工进度。
3.2 现场安装顺序
下层梁板混凝土浇筑→套柱箍筋（暂不绑扎）→上节型钢柱吊装→上、下节型钢柱校正、焊接、探伤→柱纵筋连接→柱箍筋绑扎→支模架搭设→支梁底模→梁主筋就位，穿箍筋（节点500mm内梁箍筋暂不就位绑扎）→梁下部主筋焊接，梁上部主筋焊接→梁箍筋绑扎→支梁柱侧模→板钢筋绑扎→隐蔽验收→浇筑混凝土。
3.3 型钢节点处钢筋安装要求
项目技术负责人对相关人员进行交底并做好记录，对结构图纸和深化详图进行核对，检查型钢柱、梁构件规格、钢筋加工件等与结构图纸是否相符，确认无误后，方可进行钢筋安装作业。专业技术人员、质量检查人员对安装过程进行监督、检查。
柱纵筋：严格按结构图纸、深化详图及相应技术核定单要求进行柱纵筋布置，遇牛腿或搭筋板位置，按照深化设计要求，需要避让型钢柱的进行避让（避让区域内构造筋布置应符合设计及相应技术核定单要求），需要从搭筋板开口处通过的应通过，需要在牛腿下翼缘竖向搭筋板上焊接的，应进行焊接，搭接焊缝长度及焊接质量符合相关规范要求。需要在牛腿上翼缘进行套筒连接的，应通过套筒将柱纵筋锚固。
柱箍筋：严格按结构图纸、深化详图及相应技术核定单要求进行柱箍筋布置，对焊接在竖向搭筋板上的箍筋，搭接焊缝长度、焊接质量等应符合相关规范要求。
梁主筋：严格按结构图纸、深化详图及相应技术核定单要求进行梁主筋布置，对应焊接在搭筋板上、传力板及牛腿上的梁主筋，其搭接焊缝长度及焊接质量应符合相关规范要求。对采用套筒锚固的，应按要求拧紧钢筋螺纹端头。
梁箍筋：型钢框架节点区所有的柱纵筋、柱箍筋、梁主筋就位、焊接、绑扎完成后，才能进行节点区梁端箍筋绑扎。
4 型钢混凝土节点区混凝土施工要求
4.1 施工难点
4.1.1 节点处钢筋密集、振捣棒动作空间小。
4.1.2 节点区，搭筋板、传力板、钢牛腿等部位较封闭，不利于混凝土的流动、不利于振捣棒的操作。
4.1.3 型钢混凝土梁柱节点交界处，梁与柱混凝土强度等级不一致。
4.2 采取措施
4.2.1 控制混凝土中骨料的最大粒径不大
于25mm。
4.2.2 节点区混凝土振捣时采用小直径的振捣棒，并指定经验丰富振捣工专人负责节点区域振捣。
4.2.3 搭筋板、传力板、钢牛腿位置在深化时设计专门的振捣孔，保证振捣棒顺利的下插，且在此位置应做好浇筑和振捣。密切关注混凝土的流动情况，保证混凝土密实度。
4.2.4 梁柱节点交界处，梁端应按结构设计说明浇筑500mm斜面梁段同柱混凝强度等级，在混凝土初凝前浇筑梁板混凝土，应加强混凝土的振捣和养护。
5 结语
型钢混凝土结构节点区钢筋密集，钢骨柱的阻碍给钢筋施工造成较大困难。通过深化设计采取钢筋避让、焊接搭筋板、焊接牛腿、焊套筒、弯锚等措施，保证了钢筋安装施工的可操作性，解决了型钢混凝土节点区域钢筋密集、钢筋锚固困难的难题，确保了钢筋的锚固。
作者简介：郑志辉（1986-），男，中国建筑第二工程局有限公司西南分公司重庆俊豪ICFC项目总工程师，工程师。
型钢混凝土组合结构的施工与优化 篇6
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
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[3]04SG523.型钢混凝土组合结构构造[S]
型钢混凝土组合结构 篇7
本工程位于宝岗大道东侧、南华中路南侧地段,占地面积为13 352 m2,总建筑面积为164 583 m2,本工程由4座塔楼及裙房组成,地下3层,地上40层～46层。其中,1层～4层为商场,5层为屋顶花园架空层,也是结构的转换层。
2 型钢转换梁结构设计
本工程采用剪力墙力学模型为板壳墙元的整体分析软件——SATWE进行计算。下面仅以转换梁KZL1的两种结构形式(型钢混凝土组合结构和钢筋混凝土结构)受力特点对比分析,来阐述型钢转换梁的设计思路。
KZL1的跨度为7.5 m,由于建筑布局的限制,一条转换梁同时拖上部3段剪力墙,所以转换梁截面较宽。型钢转换梁截面为1 100×1 100,混凝土等级为C50,转换梁控制设计剪压比不大于0.15,转换梁按特一级抗震等级进行设计。
2.1 型钢转换梁结构受力分析
型钢选用时均考虑了钢板宽厚比限值满足有关规范要求,从而可不进行型钢局部稳定验算。经过结构整体分析后,框支结构的框支梁一般剪力和扭矩都很大,通常的解决方法就是采用水平或竖向加腋来满足转换梁的抗剪抗扭承载能力。为了满足转换梁的抗剪抗扭承载能力而无原则地去加大转换梁梁高或梁宽的方法显然不是最好的处理方法。根据KZL1梁截面设计内力包络图可以看出,支座处弯矩设计值M=8 554 kN·m,剪力设计值V=10 105 kN,跨中弯矩设计值M=8 845 kN·m。相比钢筋混凝土结构中相应数值小很多。采用钢筋混凝土转换梁时,根据控制设计剪压比相同的条件,转换梁截面为1 100×2 800时才能满足抗剪承载力,由于规范规定特一级转换梁的构造配筋率为0.6%,显然截面太高是不经济的;又因为截面较高不便施工,导致影响工期。因此,考虑到建筑层高限制、经济性及工期,在转换梁内配置型钢来提高转换梁的抗剪抗弯承载能力成为有效解决转换梁设计的一种新思路。
2.2 型钢转换梁截面设计
2.2.1 型钢转换梁截面配筋及材料
由于采用型钢混凝土组合结构梁,转换梁截面高度可取跨度的1/7,梁截面为1 100×1 100,梁内设置BH250×700×50×40焊接H型钢。其支座处截面配筋图如图1所示。
下部跨中配筋面积:As=12 045 mm2,ρ=0.995%;
焊接H型钢Q235B(fa=200 N/mm2);
BH250×700×50×40型钢含钢率:ρ=4.45%。
2.2.2 型钢转换梁截面抗弯承载力验算
型钢梁的承载力可以采用叠加原理,由试验证明,采用这样的计算方法仍然符合平面假定的计算。所以外力产生的弯矩和剪力分别等于内力两部分之和,达到平衡。一部分为型钢所承受的弯矩M
此时: M=M
M
其中,rs为型钢的塑性发展系数,工字钢为1.05;Wss为型钢的截面抵抗矩,用净截面的;fss为型钢的拉、压、弯强度设计值。
M
其中,hb0为受拉钢筋的中心到受压区合力点的距离。
2.2.3 型钢转换梁截面抗剪承载力验算
剪力承载力的计算也由两部分承担。
此时: V=V
V
其中,tw为型钢截面腹板的厚度;hw为型钢腹板的高度(用净面积);fssv为型钢的抗剪强度设计值;V
经复核,KZL1的受弯(受剪)承载力满足要求。
2.2.4 型钢及钢筋的计算
如图2所示,计算一般采用内力平衡的办法,先求中和轴的位置,使满足
中和轴位置的求法:一般中和轴X—X在图2中1～2之间变化,第一种情况中和轴不通过型钢,第二种情况中和轴通过型钢的翼缘,第三种情况中和轴通过型钢的腹板。
现在以第三种情况进行计算。
此时:∑x=0,
Nc=bxfcm+(x-a1)twfss′+As′fsy′+型钢上翼缘力,
Nt=[hw-(x-a1)]twfss+Asfsy+型钢下翼缘力。
上述几式联解即可求出x值。验算时,将假定的各种截面尺寸代入Nt中,对受压区合力中心取矩,此时∑M=0。
M≤Nt·h01。
在应用上式时,将受压区、受拉区的合力位置事先求出后,上式中h01就可求出。这样就可达到验算的目的。
同理,可以列出第一种及第二种情况下的Nc及Nt方程。实际上第一种情况下的受压区仅考虑梁上部的钢筋混凝土部分,而型钢配置在梁的受拉区。第二种情况下受压区除钢筋混凝土部分外还要加上型钢翼缘。不论在哪种情况下,列方程的方法以及验算承载力的方法都是一样的。
3 结语
通过以上型钢转换梁结构受力特点及转换梁结构设计的实践,可以得出以下结论:1)由于型钢混凝土结构具有强度高,刚性大,良好的延性和耗能性能,因此型钢混凝土组合结构应用在转换梁结构上是可行的、合理的。2)在转换梁内配置型钢来提高转换梁的抗剪承载能力是有效解决转换梁抗剪承载力的有效措施3)文中通过工程实例,介绍了型钢转换梁的截面设计及计算思路,可供设计参考。
摘要：结合实际工程中型钢转换梁的结构设计,通过分析超高层且高位转换时转换梁计算分析中遇到的实际问题及受力特点,并对转换梁型钢混凝土组合结构与混凝土结构进行对比分析,提出了型钢转换梁的截面设计思路。
关键词：型钢混凝土组合结构,转换梁,受力分析,承载力
参考文献
[1]JGJ 138-2001,型钢混凝土组合结构技术规程[S].
[2]JGJ 99-98,高层民用建筑钢结构技术规程[S].
[3]刘大海,杨翠如.型钢钢管混凝土高楼计算和构造[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
型钢混凝土组合结构 篇8
1型钢混凝土结构
型钢混凝土结构形式 (SRC) 是一种独立的结构形式, 它将型钢埋入混凝土中, 主要组成部分有型钢、主筋、混凝土等, 其中型钢结构构件是核心部分, 除此外, 主筋和箍筋各自发挥其作用, 利用箍筋对主筋混凝土结构产生约束, 并在结构中配置相应数量的纵向受力主筋。通过主筋、箍筋、型钢及混凝土等部件的组合, 各部分发挥自身的作用, 混凝土抗压性能及型钢的抗拉性都得到了很好的发挥, 不同材料弥补了各自存在的不足和弊端。因为有了混凝土的包裹, 纵向受力筋和型钢的稳定性得到了保证, 三者组合在一起, 促进了结构整体强度、变形性能等能力的提高, 型钢与箍筋的组合对截面中混凝土起到了约束与影响的作用, 这种情况下大大增强了混凝土的极限压缩变形程度, 这些部分结合在一起以后相辅相成, 不仅型钢混凝土组合结构的承载力得到了增加, 同时各构件也具有了很强的后期变形能力, 结构整体的抗震能力得到显著提高。
随着钢骨的变化, 型钢混凝土截面形式开始发生了丰富多彩的变化, 既可以采用钢骨轧制型钢, 也可以使焊接型钢的作用得到发挥。从形式上来划分, 配钢可分为实腹式和空腹式两类, 其中, 实腹式型钢又可以分成工字钢、槽钢和H型钢等不同形式;空腹式配钢主要是一种空间桁架式骨架, 主要由角钢构成 (常用的几种型钢混凝土构件截面形式如下图1所示) 。其中, 空腹式配钢因为用料节省受到了前苏联的大力使用, 但是因为这种制作形式的成本比较高, 与实腹式相比其抗震能力也不是很好, 因此, 现阶段我国抗震结构设计中主要采用实腹式型钢混凝土构件。
2型钢混凝土结构的主要类别
通常情况下所说的型钢混凝土结构是指型钢、混凝土及主筋等部分组成的结构, 按照具体组成部分的不同又可以分成不同的类别。
2.1 SRC外筒-混凝土剪力墙体系
该体系主要由SRC密柱形成外筒, 以混凝土剪力墙作为结构重心。因为结构柱本身的刚度和强度都非常高, 所以在该体系中会与混凝土剪力墙共同承载着水平的作用力。例如, 东京的国际通信中心就采用这种组合结构体系, 抗震性能非常好。
2.2 SRC巨型柱-混凝土核心筒混合结构体系
SRC巨型柱在这种结构体系中承担了水平力作用影响下弯矩引起的轴力, 而钢筋混凝土核心筒则承受着水平方向上的剪力。在该体系中利用钢和钢筋混凝土现浇形成了SRC柱, 周围的钢框架结构则承担了竖向的荷载, 在整个结构体系中, SRC柱的轴向刚度、钢筋混凝土核心筒的抗剪与抗弯能力直接决定了整个结构的抗侧力性能。
2.3框架-SRC剪力墙体系
该体系的主体为框架, 主体中的框架由钢筋混凝土、钢等部分构成, 并在此基础上配置相应数量的型钢混凝土剪力墙。因为SRC剪力墙的抗剪强度比相同环境中普通钢筋混凝土剪力墙高, 加上刚度的衰减速度比较慢, 可以有效延缓结构延性的破坏, 可见该体系的抗震性能非常好。
2.4 SRC外筒-混凝土核心筒体系
该体系主要由钢筋混凝土核心筒和框筒组成, 其中框筒由密排SRC柱和深梁型号才能, 一旦遇到地震, 主要由SRC外筒和钢筋混凝土核心筒来承担水平地震引起的倾覆力矩。因为核心筒的刚度及承载力比较大, 同时外框筒又具有非常大的侧向刚度与抗弯能力, 地震荷载分配正好和外框筒、核心筒相一致, 因此, 结构体系的抗震性能得到了极大提高。
2.5 SRC框架-钢筋混凝土核心筒体系
该体系是现阶段最为常见的一种SRC混合结构形式, 这种结构中主要由钢筋混凝土核心筒承担水平荷载, 由SRC框架承担竖向荷载。该体系目前已经在大跨度楼面结构中得到应用, 为其提供空旷的使用空间。
3型钢混凝土结构的主要特点
3.1受力合理, 各材料的利用率高
型钢混凝土结构充分利用了钢材抗拉性能及混凝土的抗压性能, 利用型钢和钢筋混凝土组成整体, 由二者共同承受力, 整体结构的受力性能就会等于二者受力性能的和。同时利用实腹式型钢混凝土构件, 该构件的承载力本身比较高, 因此整体结构的抗剪承载力也相应得到了提高。
3.2稳定性好, 抗震性能高
利用混凝土对型钢混凝土结构进行外包, 不仅对型钢起到了约束性的作用, 同时还提高了骨架的抗扭能力和整体刚度。与钢筋混凝土结构相比型钢混凝土结构阻尼略低一些, 可以起到优化结构的作用, 因为结构的刚度非常高, 且具有一定承载能力, 加上截面比较小, 相比之下整体自重比较轻, 因此对防震减震非常有利。与普通混凝土结构相比型钢混凝土结构的延性也明显高很多, 特别是实腹式构件在地震中的耗能能力非常好, 抗震性能可以得到巨大的发挥。
3.3施工比较便利, 可以有效缩短工期
在进行结构施工时, 因为型钢骨架本身结构存在的性能, 可以对一定的施工荷载进行承担, 可以将其作为支架展开施工, 同时还能在下层结构施工过程中作为浇筑混凝土的平台来使用, 起到代替脚手架的作用。结构不会受到混凝土的限制, 便于后续施工的顺利进行, 大大缩短工程工期。
3.4节省施工材料, 提高了综合效益
型钢混凝土结构的应用有效减小了截面的面积, 建筑物结构经济、抗震性能都得到了提高, 该结构与钢结构相比可以节省大量的钢材, 同时还克服了钢结构防腐蚀、防火性能不好等弱电。该结构与钢筋混凝土结构相比, 其自重比较轻, 截面的尺寸比较小, 大大增加了结构的使用面积, 建筑内的布置也更加灵活。
4结束语
综上, 型钢本身的延性和强度都非常高, 将型钢加入到了钢筋混凝土中, 可以充分发挥型钢、混凝土及钢筋三者的优势, 与传统结构相比, 这种结构在刚度、承载力、抗震性能等方面均表现出了明显的优势, 此外, 其防火性能也非常好, 加上整体稳定性高, 受到了现阶段很多建筑企业的青睐, 目前已经在我国很多高层建筑建设中得到了广泛应用, 对结构抗震性能的优化、对我国建筑业的发展, 都具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]包世华.新编高层建筑结构[M].第二版.北京:中国水利水电出版社, 2005.
[2]高妹娟.SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作性能分析研究[D]:[硕士学位论文].西安:西安建筑科技大学, 2007.
型钢混凝土组合结构 篇9
1 工程概况
本文背景工程为某公司生产楼,该楼局部采用了型钢混凝土结构,建筑面积32 500.34 m2,建筑地下3层,地上16层。基础为桩筏基础,基础埋深-14.500 m,筏板厚度为2 m,该工程基础至地上6层采用型钢混凝土结构,1层～6层层高为6 m,7层以上层高为4.5 m。所用型钢柱主要为十字形柱,外形尺寸为550 mm×550 mm,型钢梁为工字形,外形尺寸为200 mm×500 mm。主要型钢混凝土柱截面尺寸为 800 mm×800 mm,主要型钢混凝土梁的截面尺寸为550 mm×800 mm,工程主要部位的开间和进深均为8 m。工程结构设计使用年限为100年,室外地面至主要屋面楼板顶为80 m,建筑结构的安全等级为一级,建筑抗震等级为一级。
2 型钢混凝土施工
2.1 型钢翻样
对于一个型钢混凝土结构的项目来说,翻样工作在技术准备时是比较重要的,有特殊之处。这里主要介绍型钢上钢筋孔位的确定。以工字形钢梁、柱和十字形钢柱为例来介绍孔位的确定。
1)孔位的竖向位置确定。根据设计要求,一般情况下东西方向和南北方向的型钢框架梁顶标高是一致的。东西方向和南北方向的型钢梁在标高上是一致的,型钢梁位于混凝土的中部,如图1所示。但是,梁内的纵筋小可能在同一标高位置,本工程南北方向的梁筋在上,两个方向均为框架梁,受力是一致的,见图2。
在确定哪个方向的梁纵筋在上之后,就可以先确定这个方向孔的中心标高。以梁顶标高为基准,南北方向的梁上排纵筋孔的中心标高距梁顶标高的距离为:梁纵筋的保护层厚度c加上梁纵筋直径d的一半即c+d/2。东西方向梁的上排纵筋在南北方向梁的上排纵筋之下,这两层钢筋之间的净距按规范要求不小于25 mm和较大钢筋的直径,这样两层钢筋间的最小净距为25 mm,两排钢筋的中心距离为25 mm+d,因此,东西方向梁的上排纵筋距梁顶面的距离为:c+d/2+25+d。而后再确定东西方向梁的底排纵筋孔位的中心位置,这时以梁的底面标高位置为基准,孔位中心距梁的底面的距离同样为c+d/2。然后再确定南北方向梁底排纵筋的孔中心位置,孔位中心距梁的底面的距离同样为c+d/2+25+d。至此梁纵筋的孔位标高全部确定,梁纵筋的孔位在型钢柱上。
2)孔位的水平位置确定。在孔位的竖向位置确定以后,孔位的水平位置比较容易确定,一般在构件上均分即可。
2.2 型钢柱的安装
1)底层型钢柱安装。底层型钢柱具体安装步骤如下:a.用塔吊(或其他机械)把基础预埋柱吊起,然后把基础预埋柱慢慢放下,将柱脚底板的四角与垫层上的柱脚底板轮廓线对正,此时基础预埋柱仍被吊在塔吊上。b.用两经纬仪校准基础预埋柱的位置。两台经纬仪分别固定于柱的纵横轴线上,微移柱的位置使柱的正面、侧面中心线分别与两经纬仪的视点重合,也即轴线与柱的两侧面中心线重合,同时保证柱的垂直度。c.保持型钢柱的位置,将柱脚锚栓与基础筏板底层钢筋焊牢,待上述工作完成后,绑扎基础筏板上层钢筋,钢筋穿好绑牢以后,要重新校正型钢柱的位置,同样用两台经纬仪校正,使型钢柱正、侧面的中心线与轴线重合,然后将型钢柱与穿过型钢柱的钢筋塞焊焊牢。至此,底层型钢柱安装完毕。
2)上层型钢柱安装。上层型钢柱安装主要包括以下步骤:a.采用单机起吊型钢柱。起吊回转过程中应注意避免同其他已吊好的构件及其他支架相碰撞,吊索应有一定的有效高度。等型钢柱已与底层或基础预埋柱有可靠连接后才能松开吊索。b.定位、校正型钢柱。一般用三根钢丝绳(缆风绳)从三个方向将型钢柱固定,采用缆风绳校正方法,现场配合施工方用两台成90°的经纬仪找垂直,在校正过程中不断调整,直至校正完毕,使柱子正面、侧面中心与轴线重合。c.连接型钢柱。型钢柱与型钢柱间的大六角头高强螺栓连接,拧紧顺序应从节点板中心向边缘施拧,两个连接件为先主要后次要的顺序,型钢柱为先翼缘后腹板的顺序,严禁强行穿入螺栓(用锤敲打)。d.焊接型钢柱。型钢柱与型钢柱之间采用的现场坡口全熔透焊接,施工中按以下原则实施焊接:先焊基准点处焊缝,再焊周边焊缝,焊接应尽可能考虑结构对称、节点对称、型材翼缘对称、均衡对称施焊。
2.3 型钢梁的安装
型钢梁的吊装与梁钢筋的安装存在较复杂的交叉作业,通过工程实践总结出了两种安装顺序:先穿梁底筋再吊装型钢梁的安装方法和先吊装型钢梁再穿梁底筋及面筋的安装方法。
本工程中选择第一种安装工艺,具体操作步骤与柱类同。
2.4 混凝土的浇筑与养护
1)混凝土浇筑。浇筑前,应对模板、支架、钢筋、预埋件、留洞、预埋管线等进行检查,浇筑顺序按照先浇低标高部位,后浇高标高部位;先浇柱,后浇梁板楼梯。柱混凝土浇筑当层高小于5 m时采用一次浇筑,当层高大于5 m,则采用分层浇筑,一层不超过4 m。混凝土自高处倾落的自由高度控制在2 m以内,当浇筑高度超过2 m,应采用串筒、溜槽使混凝土下落。柱竖向构件应先在其底部浇50 mm厚与混凝土配合比相同的碱石砂浆,再分层浇筑,分层厚度500 mm。梁板采用一次浇筑,沿次梁方向进行。梁应按其高度采取整浇及斜面分层浇筑。板厚度设标志块控制,随浇随移。梁板的浇筑带宽度控制在3 m以内。2)接缝处理。a.施工缝设置:每层水平施工缝设置于板面和梁下;竖向施工缝设置在以下部位:有主次梁的楼板,宜顺着次梁的方向浇筑,施工缝留在次梁跨度的中间至1/3跨度范围内;单向板施工缝设置在平行于板短边的任何位置,双向板施工缝设置在板跨中至1/3跨度范围内。b.施工缝的处理:在施工缝处继续浇筑混凝土时,已浇筑的强度不应小于1.2 N/mm2。已硬化的施工缝表面应凿毛、清除浮浆和松动石子及软弱混凝土层,并浇水润湿。3)混凝土的养护。一般混凝土浇筑后12 h内应派专人进行覆盖和浇水养护,梁板养护时间不少于7 d。柱等竖向构件的带模养护时间为2 d,在此期间应喷水养护,拆模后采用养护液养护。梁板等平面构件采取覆盖麻袋浇水养护,浇水次数应能使混凝土处于湿润状态。在已浇筑的混凝土强度未达到1.2 MPa以前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。
3 结语
型钢混凝土结构在我国还有很大的发展空间,型钢混凝土结构构件内既有钢筋又有型钢,施工难度大,交叉作业多,施工前应做好策划,从以下几方面入手对工程施工进行控制:
1)型钢翻样图与钢筋加工翻样相配合。2)型钢柱的安装控制应从柱脚开始,底层预埋柱安装质量基本决定了整个工程型钢柱的安装质量。交叉作业安装难度在底层柱充分体现,要切实重视底层预埋柱安装控制。施工现场型钢柱质量控制应从轴线、标高、焊接质量上着手。3)型钢梁与梁钢筋的安装存在一个谁先施工的问题。可先安装梁底筋,也可先吊装型钢梁,具体的操作应根据实际情况,这便是交叉作业的难点,处理得当有益于工期缩短。
摘要：以某工程型钢混凝土组合结构施工为背景,介绍了该结构中钢筋翻样、梁柱的安装等钢结构施工中的关键技术,阐述了此类结构混凝土浇筑的方法、接缝处理及混凝土养护的一般方法,实践证明通过对该施工技术的应用取得了较好的综合经济效益,可指导同类工程施工。
关键词：型钢混凝土,组合结构,施工技术
参考文献
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型钢混凝土组合结构 篇10
型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种结构形式。由于在钢筋混凝土中增加了型钢,型钢以其固有的强度和延性,以及型钢、钢筋、混凝土三位一体的工作,使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点。在大同市公安局指挥中心及业务用房工程中,因建筑上的空间需求,在结构设计中采用了钢桁架梁结构、型钢混凝土组合结构和钢悬挂结构。4.5 m高的钢桁架梁结构营造了净跨度为21.4 m的大跨度结构。型钢混凝土组合结构是大跨度钢桁架梁的支座。钢悬挂结构在8层,9层,10层中局部采用,营造出了高达16.2 m的结构空间(模型见图1)。
型钢与钢筋混凝土组合钢悬挂结构中,跨度大,高度高。施工难点是型钢与钢筋混凝土组合钢悬挂结构如何施工才能保证钢构件正常受力,混凝土构件与钢构件共同承受荷载,防止单一构件受力,其他构件超负荷受力遭到破坏。所以钢悬挂结构的施工流程、钢桁架梁与型钢柱、混凝土梁与型钢混凝土柱的节点施工控制是工程的难点,也是关键控制点。通过施工人员的反复论证、对比、模拟,重点解决了型钢混凝土组合结构的钢悬挂的施工流程、卸载顺序以及型钢结构的关键节点的施工方法。我公司的技术人员创立了一套切实可行的桁架梁、型钢柱—混凝土组合钢悬挂结构施工技术,确保了本工程圆满完成。
2 工艺原理
设计施工流程应是先施工作为支座的型钢混凝土组合剪力墙结构,再施工作为屋盖结构的10层型钢混凝土组合结构。待混凝土强度达到设计强度后,悬挂内部的8层,9层的钢结构。如果按设计流程施工,10层的屋盖已封,不能再使用塔吊进行吊装,8层,9层,10层的钢结构构件的吊装成为施工难题。经过多次讨论、论证、模拟安装,最后与设计院沟通改变了部分施工流程。先施工作为支座的型钢混凝土组合剪力墙结构,再施工作为屋盖结构的10层型钢结构,然后安装8层,9层,10层的悬挂钢结构,因屋盖结构还没有与混凝土形成受力结构,所以8层,9层,10层的悬挂钢结构下面需加临时支撑,使之变成传统的受力方式。最后待10层的型钢混凝土组合结构达到设计要求的强度后,将临时支撑拆除进行卸载,完成整体悬挂结构的施工。
3 操作要点
3.1 钢柱安装
3.1.1 钢柱吊点及吊具的设置
钢柱吊点的设置需考虑吊装简便,稳定可靠,还要避免钢构件的变形。吊装时利用钢柱定位连接板的螺栓孔,为了便于吊装和防止起吊时耳板的变形,采用专用吊具,吊具用螺栓与钢柱连接板连接。
3.1.2 同心度的调整
上下节钢柱的同心度通过千斤顶和反力架进行调整,注意调整同心度时需松开定位耳板处的安装螺栓,此工作需提前用塔吊将上节钢柱吊起方可进行。
3.1.3 标高及垂直度的调整
钢柱标高的调整通过上下节钢柱的标高控制线进行控制:首先在下节柱上端弹好距柱顶500 mm的标高控制线,参照图纸,在上节柱下端弹好距下节柱控制线为1 000 mm的标高控制线(此控制线需从上节柱的上面节点处向下返出),在精确调整时可通过专用工具调整这两条控制线的距离来控制上节钢柱的标高。
3.1.4 钢柱的临时固定
钢柱安装好后立即在四面拉好缆风绳,缆风绳一侧与钢柱定位耳板相连接,另一侧与在混凝土板预埋的地锚相连接(如图2所示)。在钢梁安装好后相应方向上的缆风绳方可去掉。
3.2 柱间钢桁架梁的安装
1)桁架梁在现场加工场地进行组对拼装,组对时,采用刚性拼装胎架,现场按照设计图纸进行1∶1放样,同时根据工厂组对数据进行现场组对。组对完成后,采用塔吊吊运至安装部位,桁架起吊的速度应均匀缓慢,同时将桁架上的稳绳固定在各个角度,使起吊中不致摆动。安装临时固定稳妥后,吊车方可摘去吊钩,调整好位置后再对其接缝焊接牢固。2)钢桁架梁与型钢柱节点施工。因剪力墙的混凝土施工在先,钢柱与桁架梁连接部位做成钢牛腿。钢桁架梁的净跨度为21.4 m,减去钢牛腿的预留长度,单榀桁架梁的长度变为20.4 m,桁架梁的最大重量为13 t。钢构件为异地加工,因运输条件的限制分段制作,运至现场后再将钢桁架梁拼装成整体,验收合格后进行安装。通过测量,所有钢构件均在7032塔吊的可吊范围内。桁架梁均可整榀吊装,先安装主桁架梁,后安装次梁。
3.3 型钢混凝土组合墙施工
按图纸设计,墙体中配置三排钢筋,钢桁梁正中位置有一排钢筋,绑扎钢筋时,先绑扎中间层钢筋,再绑扎两侧钢筋。当中间层钢筋遇钢柱、钢桁架梁时,采取如图3所示的方法绕过钢柱、钢梁,绑扎钢筋搭接长度满足相关规范和图集的规定。在2层～7层,局部钢桁架梁位置处为跨层的连梁,连梁高度4.18 m(如图4所示),因其截面尺寸较大,所以箍筋的加工与安装都要注意,加工时需2人～3人配合,防止加工形成的箍筋变形。安装时应确保其标高准确。
3.4 钢悬挂结构安装
待钢结构两侧的包裹钢柱的10层混凝土剪力墙强度达到100%时,可开始10层桁架梁的安装,先安装主桁架梁,再安装次桁架梁,钢桁架主梁在组对时要考虑到起拱高度,确保安装完成后钢桁架梁不下挠。
待10层钢结构的节点焊接牢固,各节点检查合格后,加设临时支撑安装8层,9层,10层的悬挂结构,加临时支撑时,在8层每根吊柱的下面采用千斤顶辅助加设临时支撑,临时支撑支设在7层的钢桁架梁上。临时支撑能力需经过验算,需将8层,9层结构的荷载和施工荷载同时施加在支撑点上进行考虑,验算分为两个方面:1)支撑点能否承受临时支撑荷载的验算。2)临时支撑本身的验算。
3.5 临时支撑卸载
3.5.1 临时支撑卸荷顺序
卸荷顺序遵照由弱到强的原则,即由中间向两边依次卸荷,分五批进行卸荷,各批次卸荷杆件如图5所示。
3.5.2 卸荷条件
1)8层～11层钢结构焊接完成,并且探伤合格。2)对卸荷点的初始位置进行测定,记录数据。3)下一级卸荷在上一级卸荷完成后至少间隔2 h方可进行,以保证上一级卸荷后,完成内力重分配,使构件达到稳定状态。4)卸荷前对关键节点部位进行定期监控和检测,并记录数据。5)卸荷前对参加施工的操作人员进行专业和安全培训。6)卸荷前,应报请甲方、监理对桁架结构构件的连接位置应通过验收。7)结构安装完毕后、卸荷前应对起拱位置进行复验,需满足设计要求,并得到监理单位的认可。
4 质量控制
1)施工质量标准除参照规范规定外,以规范标准、设计文件为依据,对钢柱、桁架梁构件的下料、焊接、安装等主要工序随时进行质量检查,发现问题及时解决,以确保质量控制。2)桁架梁在制作和现场拼装时要严格按照规范标准要求进行起拱,保证安装完成后不下挠。3)安装质量控制标准:轴线位移:钢柱、桁架梁的安装轴线偏差不得大于±1 mm。垂直度:偏差不得大于2 mm。标高:偏差不得大于2 mm。4)安装焊接质量:一级焊缝处要求100%探伤、无夹渣、气孔、弧坑裂纹、电弧探伤、咬边、未焊满、根部收缩等缺陷,焊缝表面应均匀、光滑,焊缝与母材应平滑过渡。
5 结语
大同市公安局指挥中心用业务用房工程地下1层,地上10层,整体工程呈“U”字形。总建筑面积为78 987.02 m2,其中地上为62 461.12 m2,地下为16 525.90 m2。其为钢筋混凝土框架结构及钢筋混凝土框架剪力墙结构,中间部位为型钢混凝土组合结构。型钢混凝土结构施工技术的应用以及钢悬挂结构的使用,营造了大跨度的结构空间和高空连层结构,创造了钢筋混凝土结构所不能达到的大跨度。本工程于2012年4月全部施工完毕,经设计单位、建设单位、监理单位和施工单位共同对工程进行检查验收,各项技术指标符合要求,评定为合格。经过半年多的运行使用,效果良好,用户满意。
摘要：结合型钢混凝土组合结构的特点,就组合悬挂结构施工技术的工艺原理与操作要点进行了详细阐述,并对施工中的质量控制要点作了归纳,为同类结构的施工积累了经验。