型钢混凝土转换梁

型钢混凝土转换梁（共8篇）

型钢混凝土转换梁 篇1

1 概述

由于建筑朝着高层和超高层形式发展, 这使得转换构件对型钢混凝土材料的应用势在必行。因此本文对组合结构转换梁对转换结构的影响进行分析。

2 计算模型及参数设定

本文模型采用部分框支剪力墙结构。平面矩形为27m*18m (X*Y) , 结构四角布置有5.4m*4.5m (X*Y) 的落地转角墙, 距 (13.5m) 中轴8.1m沿Y向居中对称布置6m未落地一字墙, 距 (9m) 中轴9m沿X向居中对称布置5.4m未落地一字墙, 且 (9m) 中轴居中布置5.4m落地一字墙。墙肢厚度均为200mm。转换层位置设置在地上一层, 没有落地的墙肢, 分别采用了钢筋混凝土梁式转换、型钢混凝土梁式转换。底层层高为4.2m, 标准层层高为3.3m, 共20层, 结构总高度为70.2m。

按丙类建筑7度抗震设防, 地面粗糙度为B类, 修正后的基本风压为0.35KN/m2, 风荷载和地震荷载按X, Y两个方向计算, 不考虑竖向地震作用。转换构件的混凝土强度均为C40, 钢筋采用HRB400, 型钢为Q235.钢筋混凝土梁的截面尺寸为500mm*1000mm。型钢混凝土梁的截面尺寸为400mm*600mm, 内置焊接工字型钢, 截面尺寸为360mm*140mm*14mm*15.8mm。

3 对周期, 振型的影响 (见表1)

两种梁式转换的第一振型为Y向的平动, 第二振型为X向的平动, 第三振型为扭转振型。扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期的比值均为0.640449, 都小于规范所规定的A类建筑的0.9, 从周期的长短可以看出, 转换梁中型钢的引入对整体结构的周期影响很小。

4 反应谱法分析转换层的地震反应力 (见表2)

由于型钢混凝土转换梁材料强度高, 所以在同样承载力要求下, 可以有效减小截面尺寸, 减轻结构自重, 减小转换层的侧向刚度。所以计算得出的型钢混凝土转换层地震作用小于钢筋混凝土转换层, 同时组合构件延性一般好于钢筋混凝土构件, 另一方面, 钢筋混凝土转换梁在结构上易形成短柱从而降低柱子延性, 对抗震不利, 因此采用型钢混凝土梁的转换结构表现出良好的抗震性能。

5 P us h-ove r的计算分析

结构进行Push-over分析时采用位移控制, 最大平动位移控制为0.6m, 侧向荷载选用Y向的第一振型力分布形式。梁的塑性铰采用M-M型, 柱的塑性铰采用P-M-M型, 墙的塑性铰采用P-M-M型。

在七度罕遇烈度下, 该结构没有出现非常明显的屈服阶段, 说明结构还是具有足够的刚度。随着推覆位移的不断加大, 结构刚度均发生明显退化, 层间位移角明显加剧, 结构的非线性特征越来越明显。

从层间位移角曲线可以看出, 在STEP50钢筋混凝土转换层的层间位移角为0.002985, 型钢混凝土转换层的层间位移角为0.003570, 表现出钢筋混凝土转换层具有较大的侧向刚度。最大层间变形均在15层, 钢筋混凝土转换层间位移角为0.010466, 型钢混凝土转换层间位移角为0.010470, 可见型钢混凝土转换梁的应用对整体结构的最大层间位移角没有太大影响。两种转换薄弱层的层间位移角均小于抗震规范的最大弹塑性层间位移角0.00833, 满足大震设防要求。 (见图1, 图2)

结束语

从以上两个模型分析可以看到, 钢筋混凝土转换梁中引入型钢对整体结构的周期、弹塑性状态下的最大层间位移角影响很小, 但对转换层本层的侧向刚度影响较大, 由于钢筋混凝土转换梁截面尺寸较大, 使层侧向刚度大于型钢混凝土转换层, 计算得出的型钢混凝土转换层地震作用小于钢筋混凝土转换层, 同时组合构件延性一般好于钢筋混凝土构件, 另一方面, 钢筋混凝土转换梁易形成结构上的短柱从而降低柱子延性, 不利于抗震, 因此型钢混凝土梁式转换表现出良好的抗震性能。

摘要：针对钢筋混凝土梁式转换、型钢混凝土梁式转换, 运用基于结构性能的抗震设计理论, 采用建筑结构通用有限元分析与设计软件MIDAS GEN进行建模计算分析, 对采用两种不同材料转换构件的部分框支剪力墙结构进行结构受力和抗震问题的对比分析。

关键词：钢筋混凝土梁式转换,型钢混凝土梁式转换,结构受力,抗震问题

参考文献

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].第一版.北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[2]GB50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

[3]JGJ138-2001, 型钢混凝土组合结构技术规程[S].

型钢混凝土转换梁 篇2

【摘要】随着我国建筑业的快速发展，混凝土结构已经成为当今建筑结构的主流，大型建筑的日益增多，大跨度预应力混凝土应用也就越来越广泛。本文就对当前建筑中大跨度预应力混凝土为基础的转换梁结构施工出现的问题和解决措施进行分析和讨论。

【关键词】大跨度；预应力；混凝土；转换梁结构；施工技术

随着改革开放的不断深入，我国经济产生了快速的发展，我国的建筑行业发展突飞猛进，尤其是一些大型建筑完工，取得了让世界瞩目的成绩。而在一些大型建筑建设中，在大跨度建筑物的主体建设中预应力混凝土得到了普遍的应用，预应力混凝土凭借它巨大的粘合性和韧性，最大限度的推迟了建筑主体结构裂缝出现的时间，因此成为当前施工中首选。在建筑设计中,由于建筑平面布置、立面处理及功能转换的要求,经常会遇到大跨度的钢筋混凝土梁上承托多层框架的情况,这种大跨度的框架托梁往往会承受较大的上部传来的结构荷载,若仍依照通常的方式进行普通钢筋混凝土转换梁设计,不仅配筋过多,不便施工,而且在支座和跨中可能会产生裂缝。为了改善该类梁的受力性能和提高其抗裂性,工程中有必要将该类梁设计成预应力混凝土梁,即预应力混凝土转换梁。

1大跨度预应力混凝土转换梁结构施工力学问题

1.1 模板支撑系统的受力

一般情况下,在未施加预应力之前,转换梁结构的绝大部分混凝土自重、所承担的部分上部结构荷载以及施工荷载是非常大的,而这又是结构设计中未能考虑的附加荷载。为确保混凝土转换梁的变形不超过允许值,在施工当中,应根据工程的实际情况和转换梁结构的特点,明确转换梁模板支撑的荷载传递途径,并考虑其对结构楼板或梁的承载力的影响,从而合理选择转换梁结构的模板支撑方案,确定模板支撑的布置形式。

1.2 混凝土的温度及收缩应力

混凝土转换梁由于其几何尺寸较大,属大体积混凝土构件,混凝土在浇筑后硬化期间水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化与混凝土的收缩共同作用,由此产生的温度应力和收缩应力便成为导致转换梁结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝的出现对转换梁的耐久性及结构的安全性均造成不同程度的损害。因此在混凝土工程施工当中,应考虑温度应力的影响并设法降低混凝土内部的最高温升值,减小其内外温差和温度变化速率,采用最高温度和温度差双控制的方法确保温度应力不超过混凝土的抗拉强度;同时还要改善混凝土的性能,采用合理可行的浇筑方案、养护措施以及构造措施控制混凝土的收缩变形,降低收缩应力对构件的影响作用,从而减小裂缝产生的可能性。

1.3预应力对转换梁结构的受力影响

由于框架结构本身是一个超静定结构,在张拉转换梁预应力的同时会在结构中引起次内力。在进行主体结构施工时,若在转换梁梁体施工完混凝土强度达到指定要求后,与普通预应力混凝土梁相同将预应力进行一次完全施加,而此时上部结构的荷载由于施工进度的原因未施加完毕,在多余预应力的作用下将产生较大的反拱变形,造成上部结构也产生相应的变形和次内力;反之,若在上部结构较大荷载的作用下,未及时对转换梁施加预应力或施加的程度不够,结构也会产生较大的变形,对施工和使用期间的结构安全性造成较大的影响。

2混凝土裂缝产生的主要影响因素

转换大梁混凝土产生裂缝的主要影响因素有以下几点：

2.1 混凝土温升值的影响混凝土的温升值是浇筑温度、水化热的绝热温升等各种温度的叠加之和。转换大梁多使用高强混凝土，又多使用高标号水泥，高标号水泥易产生较高的水化热绝热温升，其收缩量较大。转换大梁一般断面较厚，水化热聚在结构内部不易散失，以上两因素共同作用的结果使转换大梁混凝土温升值过大，其内部最高温度经常达60℃以上。此外混凝土的浇筑温度较高，也相应增加混凝土的温升值。

2.2 混凝土温度变化的影响在混凝土温升值较高的情况下，由于转换梁混凝土内部和表面散热条件不同，因而形成温度梯度，使混凝土内产生压应力，表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝，属表层裂缝。表面裂缝的产生易引起梁体内钢筋的锈蚀，对转换梁的耐久性会产生影响；而贯穿裂缝会影响结构的整体性、耐久性和防水性。所以从控制裂缝的角度而言，应着重采取措施避免转换梁混凝土截面贯穿性裂缝的产生。

2.3混凝土收缩变形的影响混凝土的收缩变形指混凝土的干缩和碳化收缩。由于混凝土内部湿度的不均匀，其收缩变形也随之不均匀，这样就在混凝土内部产生较大的收缩应力；若混凝土的收缩变形受结构外部约束条件的反作用，从而产生约束收缩变形的应力，也视为收缩应力。当混凝土的收缩应力大于混凝土抗拉强度时，即产生收缩裂缝。混凝土施工时使用的泵送混凝土具有较高的流动性，水占的比重较大，增大了混凝土的收缩量，与抗裂的要求相互矛盾，故在满足混凝土泵送的坍落度下限条件下应尽可能降低水灰比。在混凝土工程施工中还应严格控制砂、石骨料的含水率，并通过计算机合理调整配料的水灰比，进一步减少用水量。

3大跨度预应力混凝土转换梁结构的施工技术改进措施

为了保证工程质量，降低混凝土裂缝的出现几率，就需要在施工技术措施方面进行改进，通过控制混凝土绝热温升，延缓混凝土降温速率等方法来减少或避免混凝土中温度裂缝和收缩裂缝的出现，这样才能从施工阶段杜绝质量问题的产生。

3.1由于转化梁结构多使用是高标号水泥，而高标号水泥产生的水化热较多，并且其中水泥使用量与产生的水化热温升大致呈正比关系。因此在水泥使用量方面注意进行控制，前提是保证符合施工技术要求，达到施工要求的质量，在此基础上优化混凝土的配合比设计，减少水泥用量，降低混凝土的温度，这样就会降低混凝土内部温度，降低内外部的温差，从而降低裂缝出现的情况。

3.2在混凝土搅拌的过程中加入一定量的减水剂，目的就是在保证混凝土质量的前提下，减少水泥用量，降低水化热的大量产生，降低水灰比，改善和易性，使得温升时间延长，使混凝土的表面温度梯度减小，这样就会使得内外温差不会相差较大，不会因为内部温度过高，产生裂缝。

3.3在混凝土搅拌过程中，必须要保障大跨度预应力混凝土转换梁结构的质量，所以采取的一些措施都应该围绕这个主题进行。现在施工中，有时候会选择在混凝土中掺入一定掺量具有优良性质的粉煤灰（不低于ⅱ级），受粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应的影响，混凝土强度还有所增加（包括早期强度）。这样的好处就是不影响混凝土质量，而且密实度增加，混凝土的收缩性降低，这样混凝土结构整体就比较均匀，不会出现塌落现象。如果煤灰和以上说到的减水剂共同使用，这样效果更佳，不仅降低水灰比，减少水泥使用量，还明显地延缓水化热峰值的出现，降低混凝土内部绝热温升峰值，其收缩变形也有所降低，即降低了裂缝出现几率，而且降低了成本，一举两得。

3.4在进行混凝土施工时，要根据施工场地天气和气候情况，进行相应措施，采用大体积混凝土结构三维有限元温度分析程序，对转换梁整个施工过程中的温度状况进行分析和计算，掌握混凝土在施工中和浇筑后一个月内各部位温度的变化规律，为转换梁的混凝土施工提供科学的依据。通过这些规律，在混凝土温度较高的情况下，可以在搅拌时加入冷水，目的是降低内部温度，减少了结构的内外温差，同时延长了混凝土的初凝时间。另外可以分层次浇筑，目的就是降低截面的厚度，可以顺利将内部温度及时降低，温度分布均匀，这样就不容易产生裂缝。

4大跨度预应力混凝土转换梁结构支撑施工技术

4.1常规支撑法 转换梁施工时,考虑采用常规的混凝土浇筑方法和模板支撑形式进行施工,即一次支模一次浇筑混凝土成形,使用目前应用较为普遍的钢管脚手架支撑体系来对梁体模板进行支撑。由于转换梁底模在一次浇筑混凝土成形的情况下施工荷载很大,其支撑往往需要从转换梁底一直撑到结构底层地面或地下室的底板。该方案需准备大量的模板支撑材料,材料的租赁费或一次购置费用较大。因此这种施工技术适用于施工现场可用的支撑材料较多,且转换梁在主体结构中位置较低的情况。

4.2叠合浇筑支撑法

叠合浇筑法即应用叠合梁原理将转换梁分两次或三次浇筑叠合成型的施工方法。该方法利用第一次浇筑混凝土形成的梁支承第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载,首次浇筑混凝土的高度多为梁高的。再利用第二次浇筑混凝土与第一次浇筑混凝土形成的叠合梁支承第三次浇筑混凝土的自重及施工荷载。采用这种施工技术时,转换梁的钢管支撑系统脚手架只需考虑承受第一次浇筑层的混凝土自重和施工荷载,因而可大为减小其下部钢管支撑的负荷,减少支撑材料的使用数量,同时混凝土分层浇筑可缓解由于大体积混凝土水化热较高从而引起温度应力过大等对裂缝控制的不利影响。

4.3设立钢结构支撑法

建筑转换层结构中的转换梁具有跨度和截面高大化的趋势,若仍采用普通的钢管脚手架作为施工期间的临时支撑形式,则无法满足大跨度、大截面转换梁对支撑体系强度、刚度及稳定性的要求。因此在实际工程中,可采用设立钢结构支撑作为主要的临时支撑,钢管脚手架可作为辅助支撑形式与钢结构支撑共同工作。钢结构支撑可有钢格构柱、钢管柱和钢桁架等形式,均具有较强的强度、刚度和稳定性。

参考文献

型钢混凝土转换梁 篇3

关键词：型钢混凝土,转换梁,施工技术

1 工程概况

某大厦建筑面积170000m2。该工程地下4层, 基础埋深20.31m, 主楼26层, 檐高99.80m, 附楼12层, 檐高45.05m, 结构形式为框架-剪力墙结构。附楼⒁∽⒄轴e～h轴, 1～3层为剧院, 中间无柱, 在3层顶设置4根预应力-型钢混凝土转换梁, 跨度为27.6m。预应力-型钢混凝土梁截面尺寸为1300mm×1800mm, 梁内型钢构件截面为“工”形, 高度1400mm, 上翼缘宽度600mm, 下翼缘宽度750mm, 钢板厚度80mm, 钢材型号为Q345B-Z15, 腹板厚45mm, 上下翼缘全长布置栓钉, 规格为Ф19mm, 长度140mm, 横纵向间距200mm。转换梁结构配筋为上铁配置28Ф32, 下铁配置32Ф32, 箍筋16@200, 加密区间距为100mm。采用有粘结预应力, 预应力配筋为10根@s15Ф2mm高强低松弛预应力钢绞线, 每侧5根对称布置;其标准强度fptk=1860N|mm2, 张拉控制应力фcon=1302N|mm2, 混凝土强度等级为C40。

2 施工工艺

预应力-型钢混凝土转换梁施工工序为:搭设转换梁支撑架及钢梁安装操作平台→支梁底模→放置千斤顶→钢梁吊装就位→钢梁焊接→拆除千斤顶→绑扎梁上铁钢筋→绑扎梁下铁钢筋→安装预应力波纹管及钢绞线→绑扎梁两侧腰梁钢筋→支设梁侧模→浇筑混凝土→混凝土养护→预应力张拉→模板拆除。

2.1 型钢梁施工。

(1) 型钢梁分节。型钢梁总重40余t, 由于构件的长度和重量较大, 给钢梁安装带来困难。经与设计协商, 选择梁内力较小的位置将钢梁分为4节, 每节长度与重量相近。 (2) 型钢梁深化设计。型钢混凝土梁由钢筋混凝土与型钢梁共同组成, 因此在深化设计时既应满足钢结构规范的要求, 同时还应该满足钢筋混凝土结构规范的要求。 (3) 钢梁安装。钢构件运到施工现场后检查构件的制作情况, 核对尺寸然后进行预拼装。确定构件无误吊至相应位置后, 其下面设置4台千斤顶, 用于调节钢梁安装时的竖向高度, 同时调整钢梁的起拱高度。每节钢梁置于千斤顶上后, 为防止钢梁倾倒, 均要做临时支撑, 并将安装板用螺栓连接牢固, 临时固定后开始钢梁的连接。 (4) 焊接工艺。钢梁现场焊接采用手工电弧焊, E50系列低氢型焊条。钢板厚度较大、刚度大, 焊接预热温度为250～400, 预热范围为焊缝两侧宽250mm。为控制焊接变形, 焊接接头匀速对称焊接, 连续焊接过程中控制焊接区母材温度, 遇有中断施焊的情况, 应采取适当的后热、保温措施, 再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度。焊缝进行100%超声波检测。 (5) 型钢梁的起拱。本工程转换梁起拱高度按梁净跨度的2‰取值, 拟定值55mm, 型钢梁的最终起拱高度应与转换梁一致。在其安装过程中由于有千斤顶的支撑, 变形可以忽略不计, 但在拆除千斤顶后, 钢梁自重、部分钢筋的重量以及施工荷载的作用可能会产生变形, 这部分变形并不包含在55mm以内, 因此钢梁实际起拱应为55mm+△, 如果△值较大会给施工带来影响, 在钢梁安装前应对其进行计算, 本工程计算△max=7.5mm, 因此, 型钢梁的起拱高度为62.5mm。

2.2 钢筋绑扎

(1) 钢筋与型钢柱的连接

型钢转换梁与两侧型钢混凝土柱连接时, 型钢混凝土柱的腹板和翼缘板阻碍部分转换梁钢筋进柱锚固或贯通。因此, 受腹板阻碍的钢筋采取在腹板上开孔的方式处理, 受翼缘板阻碍的钢筋先在钢骨柱翼缘板上预先焊接钢牛腿, 转换梁钢筋与钢牛腿采用焊接方式连接。 (2) 钢筋翻样与深化。由于钢筋在梁柱节点处相互交叉, 并且受到型钢柱翼缘板、腹板、加劲板的影响, 在有限的空间内要排布大量的钢筋, 并且要顺利穿过预留的钢筋孔, 因此需要对钢构件和钢筋进行深化设计和翻样工作。工作步骤为:以平法方式表达梁上下排钢筋的排布方式, 并以梁截面方法表示梁钢筋的配筋位置、高度和数量等关系, 以立面图表示型钢柱上牛腿的位置、留孔数量、孔径大小、高度等相关数据。 (3) 钢筋绑扎施工。转换梁的箍筋在钢梁焊接前提前穿在型钢上, 先绑扎上铁主筋, 用脚手架钢管支撑, 与箍筋绑扎完成后再绑扎下铁, 最后绑扎梁两侧腰梁钢筋。钢筋采用直螺纹机械连接, 接头等级为I级, 设计要求为同一截面上接头不大于50%, 由于钢筋间距较密, 接头套筒集中更减小钢筋间距, 因此采用25%错开接头。钢筋全部绑扎完毕, 按照保护层厚度铺设垫块, 考虑到强度的需要, 选用花岗岩垫块, 间距600mm, 最后拆除梁支撑, 校核梁位置, 进行验收。

2.3 模板安装

(1) 模板选型。本工程选用15mm厚塑光多层板作为模板面板, 梁侧模支撑龙骨, 梁底模的主、次龙骨采用木方。梁模板支撑采用扣件式脚手架支撑体系, 脚手架杆件采用ф48mmⅹ3.5mm钢管, ф16mm模板对拉螺栓。 (2) 模板设计。按照构件的截面尺寸、荷载大小、支撑高度等因素采用工程类比的方法进行初步设计各项参数, 然后进行验算和调整, 钢骨梁模板及支撑施工如图1所示。

(3) 模板起拱

转换梁跨度为27.6m, 上部承托7个结构层。模板起拱的目的在于通过预留变形量抵消梁可能发生的变形, 在《混凝土结构工程施工质量验收规范》, GB50204-2002中规定:当设计无具体要求时, 起拱高度宜为跨度的1‰～3‰。在本工程中, 实际按2‰梁全长取值, 取整后按55mm起拱。

型钢转换梁模板起拱取值基于以下因素: (1) 跨度和荷载??转换梁跨度达到27.6m, 承受较大的荷载, 起拱不宜过小; (2) 预应力技术提高梁在正常使用极限状态的性能, 减小大跨度梁的变形; (3) 型钢混凝土技术提高梁的承载力, 减小梁的变形; (4) 参考设计计算值与设计单位共同协商, 参考设计院的理论计算值; (5) 考虑计算模型??上部框架结构总是或多或少地参与转换梁的工作, 若考虑协同工作, 变形将小于单纯转换梁的变形。 (4) 模板拆除。预应力-型钢转换梁底模要在预应力施工完成后拆除, 同时满足混凝土强度达到100%。拆除预应力-型钢混凝土转换梁的支撑要从中间向两边缓慢进行, 使梁的应力重新分布, 避免造成结构损伤。

2.4 预应力施工。

(1) 转换梁预应力配筋及锚具。每根转换梁配置10根фs15.2mm高强低松弛钢绞线, 按梁宽度中心线对称布置。受到梁内空间限制, 选用高度25mm扁波纹管, 张拉端采用夹片式锚具, 固定端采用挤压式锚具。预应力筋采用正反抛物线形。 (2) 预应力筋施工。预应力钢绞线采用定长下料, 下料长度L=梁内曲线长度+张拉端工作长度。施工随结构工序穿插进行, 先按照设计曲线穿入波纹管, 用架立骨架固定牢固, 再穿入钢绞线, 然后安装固定锚固端、张拉端的垫板。与梁钢筋一样, 预应力筋施工时同样受到两侧型钢混凝土柱腹板的阻碍, 因此, 必须计算出预应力筋在腹板处的高度, 腹板上留长圆孔, 孔高30mm。 (3) 预应力张拉。本工程设计要求混凝土强度达到设计强度100%。采用分级张拉, 即首先依次对称将单根梁中全部预应力筋张拉至0.3Фcon, 然后张拉至0.7Фcon, 最后超张拉至1.03Фcon锁定锚具。本工程设计给定控制应力Фcon=1302MPa, 张拉力按照下式计算:Pi=Фcon Ap, 式中:Ap为预应力筋截面面积。因此, 本工程单根预应力筋张拉控制力为182.3kN, 按3%超张拉, 实际单根预应力筋张拉控制力为188.7kN。控制应力时, 还需要校核预应力筋伸长值。规范规定:在采用控制应力方法张拉时, 应校核预应力筋的伸长值, 实际伸长值与设计计算理论伸长值相对允许偏差为6%。 (4) 灌浆及封堵灌浆使用PO42.5普通硅酸盐水泥, 水灰比为0.4～0.45, 强度不低于M30。为使孔道浆体饱满, 在排气孔处有浆体排出且对管道通长封闭后, 保持灌浆压力在0.5～0.6MPa, 静停3～5min。孔道灌浆后, 端部锚具用同强度等级细石混凝土封堵。

2.5 混凝土施工

(1) 混凝土温度控制

预应力型钢混凝土转换梁截面尺寸1800mm×1300mm, 构件截面大, 水化热积聚在结构内不易散失, 使混凝土内部温度升高, 当与混凝土表面温差过大时, 便会产生较大的温度应力。在混凝土抗拉强度不足以抵抗温度应力时就产生温度裂缝。这种裂缝对于转换梁这样的大跨度、重荷载构件来说是危险的。因此, 在混凝土配合比设计时采用掺入掺和料替代部分水泥, 降低水泥用量以减少水化热;考虑混凝土后期强度增长, 采用60d强度评定代替28d。 (2) 混凝土浇筑。混凝土应连续浇筑, 避免间隔时间过长形成冷缝。浇筑转换梁时先从梁一侧灌入混凝土, 分层厚度为500mm, 然后进行振捣, 待梁另一侧混凝土上返至型钢梁下翼缘高度后, 在另一侧注入混凝土, 确认振捣密实后往复前述方法, 继续浇筑。型钢梁阴角处容易造成空气积聚, 不易排出, 需要加强振捣, 梁连续浇筑, 不留置施工缝。钢筋较密处, 振捣困难的地方选用Ф30mm小棒振捣。 (3) 混凝土养护。混凝土浇筑12h后开始养护。混凝土表面淋水后铺设一层塑料薄膜保温保湿, 养护时间14d。

结束语。综上所述, 型钢混凝土作为转换框架的转换层结构在目前是应用很广泛的结构形式。型钢构件重量大吊装不便, 应依据现场起重条件合理分节, 吊装前做好预拼工作。预应力-型钢混凝土转换梁起拱高度, 要根据规范、图纸、设计要求和现场状况综合分析, 并结合成熟的工程经验确定。

参考文献

型钢混凝土转换梁 篇4

关键词：型钢混凝土,转换梁,施工,创新

随着社会和城市建筑的不断发展,高层建筑与超高层建筑越来越多,建筑空间和跨度要求越来越大,因而结构设计也越来越复杂。特别是商住楼中底商结构与上部住宅结构之间的转换层,需要同时满足底商部分的空间及跨度和上部住宅部分的功能,因此型钢混凝土结构就应运而生。无钢柱型钢转换梁是根据结构特点形成的一种钢筋混凝土柱和混凝土型钢梁组成的新结构。

1 无钢柱型钢混凝土结构转换梁结构特点和施工难点

无钢柱型钢混凝土结构转换梁是型钢混凝土的一种,它的结构形式是采用在一个工字钢梁的外部用钢筋混凝土包裹。这种结构具有混凝土和钢结构的双重优点,同时由于自身结构的特殊性还有一些不同的特点:

1)型钢刚度大,承载能力高。2)型钢混凝土结构较混凝土结构截面积小,在结构承载力允许的条件下能够为结构提供更大的空间和跨度,增加使用面积和层高,提高经济效益。3)型钢混凝土结构的延展性高,同时结构耐久和耐火性能优异。4)由于采用无钢柱设计,与有钢柱型钢混凝土结构不同,对大型型钢转换梁安装时提出更高的施工要求。5)由于无钢柱支撑大型型钢梁,需先考虑钢梁的支撑问题。6)钢筋的安装需在型钢梁安装完后进行,柱、梁的部分主筋需穿过型钢梁,梁的部分主筋、柱的部分箍筋、上部剪力墙的钢筋需焊接在型钢梁上,施工难度及焊接工程量大。7)转换梁体量大,对其模板的支撑要进行全面设计,保证模板支撑有足够的承载能力与抗变形能力。8)转换梁四周离模板只有150 mm的空隙,设计为双排钢筋,钢筋密度大,部分转换梁下设计有剪力墙,混凝土浇筑难度大。

2 无钢柱型钢混凝土结构转换梁施工方法要点

2.1 转换梁模板工程施工

2.1.1 转换梁模板支撑体系

1)根据模板计算设计,梁模板采用18 mm厚的多层板。支撑体系为:次龙骨50 mm×100 mm方木、主龙骨100 mm×100 mm方木和扣件钢管脚手架,方木材质为松木,扣件钢管脚手架采用48×3.5 mm钢管。梁底次龙骨间距为200 mm、主龙骨间距为500 mm。梁下立杆钢管间距为300 mm×500 mm,沿梁宽度方向为300、长度方向为500,立杆底安装钢底座,增加立杆与楼面的接触面积,防止模板下沉。2)由于是无钢柱型钢混凝土结构,所以要先支设转换梁的底模。在设置钢梁支撑铁件的部位要增加3根立杆,加强此部位的承载力,具体见图1,梁底模按设计要求起拱,起拱高度为梁跨度的2.5‰。3)转换梁模板支设分两次进行,先支设梁底模,在安装完型钢梁、绑扎完梁钢筋和浇筑完转换梁下有墙的墙柱混凝土后再支梁侧模。转换梁下有墙时,墙筋要与型钢梁焊接,墙模需在焊接完后再安装加固。4)梁侧模次龙骨间距为200 mm、主龙骨为双钢管间距500 mm。采用12的对拉螺杆,对拉螺杆间距为500 mm。梁两侧加斜撑,以保证梁稳定性。

2.1.2 楼层的加固

1)转换梁的传力顺序为:混凝土及施工等荷载※梁底模板※次龙骨※主龙骨※钢管立杆※承接层楼板(见图2)。2)由于转换层梁板的结构自重加上施工荷载已超过下层楼板的承载能力,为保护下层楼面结构不致破坏,施工时必须保留下部两楼层的模板支撑系统,同时在下一层转换梁相应的部位加强支撑,将转换层施工时荷载分别卸至下面各层,直到满足承载要求。3)转换层施工时,最底下楼层的混凝土应满足100%强度。

2.2 型钢梁安装

1)吊装设备的确定。型钢梁自重均不超过10 t,型钢梁位于二层且只能由一侧进行吊装,根据设计计算选用130 t吊车一辆。2)吊装现场准备。型钢梁底模及支撑安装加固完毕并验收合格,梁底筋和型钢梁支撑铁件安装完成,见图3。3)型钢梁就位。型钢梁就位时将其放在支撑铁件上。型钢梁就位、校正后在其两侧用钢管临时加固,防止钢梁倾倒。型钢梁相交和对接部位采用螺栓连接和加盖板焊接。螺栓连接点与拧紧须符合相关规范要求,焊缝需进行超声波探伤检测。型钢梁安装完经验收合格后方可进行钢筋、模板、混凝土的施工。

2.3 钢筋工程

1)转换梁钢筋较密,上下为双排钢筋,在梁柱节点处纵横方向梁筋需锚入柱内,柱筋需弯入梁内,配筋重重叠叠,十分密集;不等高转换梁50%底筋要穿过型钢梁,50%底筋焊接在型钢梁腹板上,穿过型钢梁的钢筋要设置正反丝直螺纹套筒连接接头在型钢梁安装完后进行对接;在梁柱节点处柱箍筋不得断开,需与型钢梁焊接;型钢梁上下的剪力墙需与型钢梁焊接;柱部分主筋穿过型钢梁翼缘,此部分钢筋在型钢梁就位后安装,采用直螺纹套筒接头连接。2)钢筋安装。a.转换梁底筋安装。在转换梁底模安装完后安装梁底筋,由于是型钢梁安装完后再安装箍筋,箍筋不能与型钢梁底的主筋绑扎,在底筋安装时要控制好底筋的间距,采取用长度小于箍筋宽度间距为1 m的12钢筋将转换梁底筋绑扎固定。为了方便下一步梁箍筋的安装和梁筋直螺纹套筒接头的连接,在梁筋与模板间垫100 mm高的方木。b.穿过型钢梁的柱、梁钢筋安装。在型钢梁安装完并经验收合格后,首先要安装穿过型钢梁的柱、梁钢筋。根据已有的柱、梁钢筋位置,在型钢梁相应部位打孔,将钢筋穿孔而过,调整好直螺纹套筒进行连接。c.在穿过型钢梁的柱、梁钢筋安装完后方可安装转换梁的上筋。d.转换梁上筋安装完成后,进行柱梁节点处柱箍筋的焊接和转换梁下剪力墙筋焊接。e.转换梁箍筋安装。箍筋安装时,将箍筋开口处掰开,从梁底侧将箍筋的一头穿过,然后将箍筋摆正、恢复原状,最后绑扎箍筋。f.在梁侧绑扎构造钢筋,然后焊接拉筋,见图4。g.安装楼板钢筋,插上部剪力墙钢筋,焊接与型钢梁连接的上部剪力墙钢筋。3)钢筋焊接。转换梁上需焊接的钢筋非常多,焊接工程量大。焊接时钢筋工和木工要密切配合焊工,使其需焊部位无障碍,方便焊接,加快焊接速度。

2.4 混凝土工程

由于部分转换梁下有墙,一次性浇筑无法对墙的混凝土振捣,需先浇筑转换梁下的墙及与墙相连的柱,其余柱与梁板的混凝土一起进行浇筑。墙柱混凝土浇筑时要分层浇筑,分层厚度不大于400 mm。

3 推广应用价值

无钢柱型钢混凝土结构转换梁是在型钢混凝土组合结构基础上发展起来的一种新型结构体系,是适用于高层建筑结构转换层的一种新型结构。实践证明,它是一种具有显著技术经济效益和社会效益的新型结构体系,应用前景广阔,适用我国基本建设的国情,有很大的发展空间,该施工方法有较大的推广价值。

参考文献

型钢混凝土转换梁 篇5

案例背景如下。

某工程在三层结构转换层中 (10.70 m标高) 处钢筋混凝土梁内设型钢梁, 钢筋混凝土梁截面尺寸1500 mm×600 mm, 梁内工字型钢梁高1 0 0 0 m m, 宽280 m m, 跨度6000 mm, 柱截面尺寸1200 mm×1000 mm, 工字型钢柱900 mm×280 mm, 型钢梁两端型钢柱下锚入钢筋混凝土柱内1500 mm, 选用φ22栓钉作为剪力钉, 长度不小于100 mm, 剪力钉距柱边200起设, 层高5.05m, 共4根。混凝土强度:柱C55, 框支梁C50。

具体施工如下。

1 型钢柱下轴线施放, 水准点复测及砼浇筑

先在二层楼面 (标高5.65 m) 楼面施放型钢梁下柱轴线, 确定准确柱位, 在柱竖向钢筋经验收合格后, 支模2.05 m高并加固, 浇筑C55混凝土, 认真复核柱顶标高并及时预埋好柱顶预埋铁件, 在柱混凝土达到拆模时不损坏棱角时, 拆除柱模, 在柱顶面及柱四个立面标出轴线, 并用红漆标示, 在型钢梁下支梁底模, 并加固支撑到位, 。模板支撑系统应能承受上部型钢梁的重量。

2 型钢梁柱制作、运输、堆放

为确保型钢梁加工制作质量, 由具有相应资质的专业厂家按图纸设计要求制作加工, 运输过程中应按受力要求确定准确的搁置点, 避免在运输过程中损伤型钢梁, 运至施工现场须严格按设计图纸, 图集及验收规范要求进行验收, 经验收合格后方可进行吊装, 吊装前对钢构件做好中心线, 标高线的标注, 标注可采用不同于构件涂装涂料颜色的油漆作标记, 做到清楚、准确、醒目, 同时在钢柱柱身的四个面标出钢柱的中心线。

3 型钢梁安装、校正

因每根型钢梁重量约20 t左右, 用50 t汽车吊吊装, 吊装前计算好每根型钢梁最佳吊装点 (见图1) , 在钢柱安装时, 起重机不脱钩的情况下, 慢慢下落钢柱, 使钢柱四个面的中心线与砼柱顶面纵横十字线对准, 尽量做到线线相交。

4 型钢梁柱标高控制

型钢梁柱吊装安装完毕后, 在未焊接前用一台水准仪 (精度在±3 mm/km) 架在梁上或专门搭设的平台上, 进行每梁两端高程的引测, 若两侧标高有偏差时用10厚铁板作为垫板调整, 确保梁两侧标高符合设计要求。

5 型钢梁柱身垂直度的校正

从型钢梁上翼缘挂锤球下来, 测量线绳至梁腹板上下两处的水平距离, 如图2, 如a=a’说明垂直, 如a≠a’, 则可用铁楔进行调整。吊装就位后用橇棍对照柱轴线进行微调校正, 空隙部位用10厚铁板塞缝, 待型钢梁身校正垂直及型钢梁校正水平后焊接牢固。为避免型钢中间因自重产生挠度下弯, 应将型钢梁中间支撑牢固, 确保位置准确, 无偏位。其余型钢梁按以上方法依次吊装、校正、就位。

6 型钢梁与钢筋混凝土梁结合处理

型钢梁与钢筋混凝土梁内钢筋的焊接处理是质量控制的重点, 要求柱钢筋遇到梁型钢翼缘时采用穿孔塞焊, 梁钢筋遇到柱型钢翼缘时采用穿孔塞焊, 柱箍筋遇到柱型钢腹板时采用穿孔塞焊, φ22栓钉, 间距200沿梁长范围内通长设置, 距柱边200起设。

7 检查、验收及质量控制

钢结构主要构件安装质量的检查和验收应严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB50221—2001) 进行。

(1) 凡在施工中用到的原材料都必须严格的按照规范进行全数检查, 检查的方法是检查质量证明文件、中文标志、检验报告等。

(2) 对钢构件的加工质量应检查项目为几何尺寸, 连接板零件的位置, 角度、螺栓孔的直径及位置, 焊接质量外观, 焊缝的坡口, 磨擦面的质量, 焊缝探伤报告及所有钢结构制作时的预检、自检文件等相关资料。

(3) 在钢结构吊装完成后, 应对钢柱的轴线位移、垂直度, 钢梁水平度等进行仔细的检查验收, 并做好详细的检查验收记录。

(4) 应对型钢柱与柱顶预埋件及钢筋混凝土梁内主筋、箍筋, 钢筋混凝土柱内主筋、箍筋与型钢梁、柱的焊接质量进行专项检查验收, 并做好详细的检查验收记录。

(5) 钢结构主体结构完成后, 进行自检合格后, 应有项目经理或技术总负责人提出, 经监理单位, 建设单同意, 邀请监理单位、建设单位、设计单位、质监单位及有关部门领导进行主体结构中间验收。

8 现场人员布置及安全管理

因型钢梁自重为20 t, 为确保型钢梁的吊装及安装安全, 确保确保型钢梁准确定位, 必须对整个安装过程进行合理、全面布置, 划分若干责任区, 配备足够人员, 责任到人, 主要有以下几点。

(1) 吊装前对吊装机械及钢丝绳进行全面检查, 确保安全。

(2) 划分吊装警戒区, 上、下各有专人指挥和看护。

(3) 专人进行型钢梁柱位置的复核和校对。

(4) 专人对型钢梁进行安装、焊接固定及电气维护。

(5) 专人进行现场安全监管。

9 结语

通过前期对型钢梁施工过程进行了周密的部署, 认真细致落实、检查, 整个型钢梁的施工过程安全有序, 同时也确保了型钢梁施工质量, 得到了业主、监理、政府质监部门的一致好评, 取得了较好的效果, 为今后进行类似或更复杂的型钢梁施工积累了经验。

摘要：针对高层建筑结构转换层内型钢梁的施工及质量控制, 笔者结合已完成施工的建筑, 浅谈施工感受, 与大家探讨。

关键词：转换层型钢梁,安装施工,质量控制,现场管理

参考文献

[1]李效志.浅谈钢筋混凝土框架结构施工问题[J].黑龙江科技信息, 2011 (35) .

型钢柱与混凝土梁节点做法分析 篇6

钢作为建筑材料开始广泛运用在高层、超高层建筑的施工中。钢作为建筑材料, 具有高强、延展性能好的优点, 也具有耐久性、防火性能差的缺陷。为更好的发挥钢的优势, 节省材料的使用, 型钢混凝土结构应运而生。

1 型钢混凝土梁柱连接做法

型钢混凝土组合结构不断发展, 对于型钢柱与混凝土梁的连接形式做法的研究也不断深入。将型钢柱与混凝土梁两种不同的结构形式构件在节点处有效组合, 其内力传递比纯钢结构或钢筋混凝土结构更为复杂, 同时具有两种结构形式的特点[1]。考虑节点性能可靠及施工可行性, 目前常见的型钢柱与混凝土梁的连接做法为如下五种[2]:

1) 设穿筋孔。即在柱钢骨腹板上对应梁纵筋位置留设穿筋孔, 使梁纵筋不间断直接穿过柱钢骨。穿筋孔位置根据梁底标高、梁面标高、梁保护层厚度及正交方向梁钢筋上下关系确定, 并于钢骨加工时预留。2) 钢筋接驳器。钢筋接驳器是内部带有螺纹的钢管, 与直螺纹连接套筒的形式相同。钢筋接驳器焊接于钢骨上, 梁纵筋端部加工出螺纹后, 通过钢筋接驳器与钢骨进行连接。钢筋接驳器多用于钢骨翼缘板范围内钢筋与钢骨的连接, 即腹板范围内梁纵筋依旧可通过钢骨开孔穿过钢骨。3) 钢牛腿。采用钢牛腿连接时, 节点处用钢量有所增加, 对梁端抗剪性能可产生一定的有利影响;但钢牛腿的存在造成节点处构件更为复杂, 钢牛腿的存在使得柱纵向钢筋及箍筋施工难度加大, 对结构整体性能产生影响。4) 设置短钢梁。设置短钢梁做法与钢牛腿做法有所相似, 但设置短钢梁时, 需在钢梁上下翼缘处设置栓钉, 以提高钢梁与混凝土的连接能力。短钢梁较设置钢牛腿的优势在于, 梁纵筋与钢梁连接时无需焊接, 仅需满足搭接长度, 这将大大降低现场钢筋施工的难度, 提高施工控制质量。设置短钢梁适用于各种节点情况, 包括混凝土梁与钢梁连接、混凝土梁与柱斜交、梁柱节点配筋复杂等;但设置短钢梁将大幅提升钢材的用量, 同时, 钢梁范围内的柱纵筋需设置接驳器进行连接。5) 综合法。在实际工程中, 由于梁纵筋可能数量众多, 单一的做法不能很好的满足梁纵筋的连接需求。综合法即根据实际情况, 将上述两种及两种以上方法进行组合使用, 以更好满足梁纵筋连接要求。其中以钢骨开孔与钢牛腿组合、钢骨开孔与钢筋接驳器组合使用最为常见。

2 梁柱节点做法的选用

1) 考虑梁纵筋的连接方式。梁柱节点做法选用首先应考虑梁纵筋与型钢柱钢骨之间的连接关系。混凝土梁纵筋无论如何排列, 均有一定数量的梁纵筋处于型钢钢骨范围内, 梁柱节点做法应设计该部分钢筋与钢柱连接方式及传力的途径。采用梁纵筋在型钢两侧断开后连接的做法, 应在钢骨与连接处等高位置设置加劲板, 加强该处钢骨的整体性能, 增强其抗弯、抗剪性能。2) 考虑现场可操作性。现场施工过程中的可操作性是梁柱节点做法选用必须考虑的问题。除钢骨开孔外, 无论采取其他何种连接方式, 节点处用钢量或钢筋量均有增加, 对应节点处原有柱纵筋、柱箍筋可能受到影响。钢骨截面较大, 钢骨与柱筋之间间距较小时, 若采用钢牛腿时柱主筋则还需穿过钢牛腿, 导致施工难度增加。3) 考虑对混凝土密实性的影响。连接做法对混凝土浇筑密实程度会产生重要的影响。如采用钢筋接驳器时, 由于钢筋接驳器外径大于钢筋直径, 若相邻两个钢筋接驳器距离过近, 则可能导致混凝土浇筑时两接驳器之间无法填充入骨料, 降低该处的混凝土密实度及钢筋的握裹力;或采用两层钢牛腿时, 若两层牛腿之间间距过小, 两层牛腿之间混凝土不易浇实。

3 实例分析

3.1 工程概况

杭州某工程为集办公、酒店于一体的综合性建筑, 建筑高度200 m, 框架—剪力墙结构, 地下3层, 地上43层。每层含型钢柱36根。型钢柱中钢骨为十字形、H形, 其钢骨、加劲板均采用QQ334455BB钢材, 锚栓及其他预埋件采用Q235B钢材。

建筑柱网尺寸为9 m×9 m, 型钢柱典型截面尺寸地下为1 600 mm×1 600 mm、地上为1 400 mm×1 400 mm, 与型钢柱相交混凝土梁典型截面尺寸为650 mm×700 mm。典型节点如图1, 图2所示。

根据设计要求, 本工程梁柱节点采用多种连接方式:钢骨翼缘范围内, 第一排钢筋采用与牛腿焊接, 第二排钢筋采用钢筋接驳器的形式;翼缘范围外, 钢筋采用钢骨开孔纵筋直穿的形式。

3.2 施工要点及质量控制

1) 节点深化。由于节点处钢骨开孔、接驳器及钢牛腿焊接均在钢结构加工场完成, 节点深化首先应确定钢骨开孔数量、接驳器数量、牛腿板及接驳器标高。现场典型节点中, 钢骨截面为十字形, 与正交双向梁相交。a.钢骨开孔。钢骨上设置穿筋孔时, 应根据穿过钢筋的直径及数量开设。穿筋孔直径应比钢筋直径略大以便于钢筋穿过。两向均有梁纵筋需穿过钢骨时, 两向的穿筋孔标高要相互错开, 以便于两向梁纵筋的上下排布。b.钢牛腿及接驳器。双向钢牛腿及钢筋接驳器标高一致, 牛腿设置标高可按以下公式确定:上牛腿设置标高=梁面标高-钢筋保护层厚度-梁纵筋直径-箍筋直径;下牛腿设置标高=梁底标高+钢筋保护层厚度+箍筋直径+牛腿板厚度。

2) 钢筋绑扎。a.柱筋排布。本工程型钢柱自建筑最下层起, 在地下室底板施工时, 型钢柱钢骨预埋柱脚螺栓施工完成后, 在柱脚螺栓上放出钢骨翼缘板范围, 自柱纵筋插筋时控制柱主筋位置。在确保柱钢筋保护层厚度及柱纵筋间最小净距 (50 mm) 的情况下, 尽量减少翼缘板范围内柱纵筋的数量, 本工程按翼缘板范围内纵筋间距250 mm~300 mm并不少于3根控制。根据现场实际操作情况说明, 柱筋间距调整后, 梁纵筋连接施工操作面得到很大改善, 施工进度有所提高, 更利于连接质量的控制。b.梁纵筋绑扎及焊接。梁纵筋绑扎按从下到上、从内到外的顺序进行。梁跨两端均为型钢柱时, 梁纵筋绑扎需格外注意。梁跨两端均采用钢筋接驳器连接时, 需在梁跨间设置钢筋接头。钢筋接头位置应符合钢筋连接的要求, 同时, 该处接头建议不采用直螺纹套管连接。

3) 混凝土浇筑。节点处浇筑宜采用小粒径石子混凝土浇筑, 梁柱节点处一次浇筑完成。当梁柱混凝土强度不一致时, 梁柱节点浇筑强度与柱强度相同。梁柱节点浇筑时, 采用小直径的振捣棒进行振捣, 并且对于不同强度混凝土的连接处充分进行二次振捣, 防止裂缝的产生。混凝土浇筑完成后, 及时进行覆盖并进行浇水养护。

4 结语

型钢混凝土组合结构现已广泛运用在高层及超高层结构的建设中。型钢混凝土的梁柱节点为结构受力性能的重要部分, 也是施工中质量控制的难点和重点。在节点处如何处理好型钢与钢筋的受力关系和传力路径, 在现场施工中如何能实现设计意图, 成为影响结构性能的很大因素。实际施工过程中, 单一的连接方式往往无法很好的满足节点设计和施工的需求, 多种连接方式的组合运用成为节点连接做法的发展方向。通过对连接方式和工程实例的研究和分析, 得到型钢柱与混凝土梁连接节点在施工中的控制要点, 提高节点的施工质量, 从而保证整体结构的稳定性。

参考文献

[1]郑山锁, 李磊.型钢高强高性能混凝土结构基本性能与设计[M].北京:科学出版社, 2012.

型钢混凝土转换梁 篇7

1 工程概况

上海来福士广场项目位于上海市长宁区长宁路1139号,包含北裙房及T1塔楼一栋,其中北裙房地下4层,地上8层,建筑总高度近54m,框架结构。由于裙房外轮廓线不规则且层高较大,结构中使用了钢管混凝土柱及型钢混凝土梁等组合构件,受梁、柱主筋数量较多、直径较大且项目工期紧等诸多因素影响,组合结构施工面临极大困难。工程中使用的钢骨情况如图1,2所示。

2 钢构件安装施工

由于此类结构中存在大量钢构件,造成构造复杂、操作空间小、安装不便以及各道工序繁多等诸多施工难点。

2.1 钢管柱安装

2.1.1 首节钢柱需预埋地脚螺栓

利用施工测量控制网和在模板等物体上弹设定位墨线,作为预埋件的测量控制依据。在定位板上精确测设轴线控制标识,并选定位板上四个角点作为标高控制标识点。分四步对埋件进行定位测量控制。

1)用经纬仪、水准仪、线坠等先对定位板进行安装定位测量。

2)锚栓安装到位固定之前,对锚栓的轴线位置、标高进行调整,达到设计要求后进行固定

3)混凝土浇筑过程中对埋件进行跟踪监控,并进行及时调整。

4)混凝土凝固后对埋件进行统一复测。

2.1.2 钢柱连接方式

第一节钢柱采用地脚螺栓固定于底板,安装时需精确校正,后续钢柱接高采用焊接方式。

2.1.3 钢柱吊装

吊装前,下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净,保证上下节钢柱对接面接触顶紧。钢柱吊装后有临时连接耳板连接,作为钢柱的临时固定(见图3),临时连接板用双夹板和高强螺栓连接固定,钢柱焊接完成2/3后割除。

钢柱吊装到位后,钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合,并四面兼顾,活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上,穿好连接螺栓,连接好临时连接夹板,并及时拉设缆风绳和斜撑对钢柱进行进一步稳固。

2.1.4 钢柱校正与焊接

初校后钢柱要精确校正,以达到规范要求的精度标准,即每节钢柱的垂直度偏差应在1/1 000,且小于10mm的范围内(见图4)。精确校正时,在钢柱的两个方向设置千斤顶,如果钢柱向东南方向偏差,即在钢柱的西、北两个方向设置千斤顶,钢柱精确校正后,应及时将临时连接耳板安装螺栓连接紧固,之后可进行二氧化碳气体保护焊,焊接完成应按规范要求进行探伤检测。

2.2 型钢梁安装

2.2.1 吊点设置

对于H型钢梁,吊点设置在H型钢梁的翼缘位置,对应于腹板的位置。

2.2.2 连接耳板设置

对于钢梁的安装,连接耳板是定位支撑的主要连接件,因此,连接耳板的设置要满足精度和强度的要求。对于普通钢梁,连接设置在钢梁的端部,两端上下各设置两块。钢梁安装就位时,及时夹好连接板,对孔洞有偏差的接头应用冲钉配合调整跨间距,然后再用普通螺栓临时连接。普通安装螺栓数量按规范要求不得少于该节点螺栓总数的30%,且不得少于2个。

2.2.3 钢梁安装质量保证措施

1)在钢梁标高、轴线的测量校正过程中,一定要保证已安装好的标准框架的整体安装精度。

2)钢梁安装完成后应检查钢梁与连接板的贴合方向。

3)钢梁的吊装顺序应严格按照钢柱的吊装顺序进行,及时形成框架,保证框架的垂直度,为后续钢梁的安装提供方便。

4)处理产生偏差的螺栓孔时,只能采用绞孔机扩孔,不得采用气割扩孔的方式。安装时应用临时螺栓进行临时固定,不得将高强螺栓直接穿入。安装后应及时拉设安全绳,以便于施工人员行走时挂设安全带,确保施工安全。

3 梁柱钢筋模板施工

3.1 柱钢筋绑扎

柱钢筋绑扎受型钢梁牛腿影响,需在钢结构深化时在牛腿上预先开好孔,以便柱钢筋顺利穿过(见图5)。受柱内钢管影响,柱箍筋绑扎也较困难,需培训一组钢筋工人专门进行钢管柱钢筋的绑扎施工,柱钢筋绑扎完成,监理单位隐蔽验收合格即可进行柱模安装。

3.2 梁钢筋绑扎

结构施工满堂架搭设完成,梁底模安装完毕后,即可进行梁钢筋绑扎。型钢梁内非贯通主筋应按规范要求全部锚入柱内,贯通主筋受钢管柱影响不能直接通过时,可在钢结构深化设计时在钢骨上按相关规范开孔,供梁钢筋通过。若梁钢筋数量较多,无法全部从孔内通过,可采用加腋形式从钢管侧绕行,绕行造成主筋间距较大时,需按要求放置构造钢筋(见图6)。

3.3 环梁钢筋绑扎

梁、柱平面布置不正交且梁主筋数量较多、直径较大时,梁柱节点施工将面临巨大困难,为此项目施工时采用了环梁节点。环梁施工无需提前对钢管进行开孔施工,只需将梁主筋锚入环梁即可,有效解决了梁柱节点施工难题,但环梁施工也将面临不小的困难。

3.3.1 环梁钢筋加工

考虑到环梁钢筋直径大、数量多,且存在两层一柱(即一节钢管柱高度为两个层高)的钢管柱,环梁钢筋加工成两个多半圆,钢筋绑扎时将两个多半圆焊接在一起,焊接接头应按相关规范错开35d (d为钢筋直径)。环梁箍筋多为六肢箍,最外侧箍筋需加工成开口箍,绑扎施工时同样采用焊接连接。

3.3.2 环梁钢筋绑扎

1)环梁钢筋绑扎需在梁钢筋绑扎施工前进行,但由于梁上下主筋均需锚入环梁内,环梁钢筋施工的同时,应将梁底筋(带有弯钩)提前定好位,环梁钢筋绑扎完成后,梁与柱交接端梁底筋同时锚入环梁,方便后续梁钢筋绑扎施工。

2)环梁钢筋绑扎需先将最外侧开口箍紧贴钢管柱放好,用最内圈环梁主筋固定,主筋半圆交接处先采用铅丝绑扎固定,待最后统一进行焊接施工。

3)固定好内侧开口箍后,开始由内向外绑扎环梁主筋,主筋绑扎的同时将内侧小箍筋绑扎到位。

4)钢筋绑扎过程应时刻用卷尺测量施工最外侧钢筋距钢管柱的距离,避免主筋间距过大或最外侧环梁主筋超出环梁设计尺寸范围。

5)最外侧环梁主筋绑扎完毕,且距环梁外侧距离满足规范要求的保护层厚度后,即可进行剩余外侧半个开口箍的安装,然后将环梁腰筋穿入开口箍内,按施工蓝图将其绑扎到位。

3.3.3 环梁模板安装

环梁钢筋绑扎完成后即可进行梁钢筋绑扎,梁主筋只需按要求锚入环梁内即可,无需伸入柱内。与之相交的梁钢筋绑扎完成后即可进行环梁侧模安装,环梁侧模需提前根据环梁尺寸进行加工,以减少现场安装时间。

4 板钢筋绑扎

梁柱钢筋绑扎完成后即可进行板钢筋后绑扎施工,完成后如图7所示。

5 混凝土施工

5.1 钢管内混凝土浇筑

设计一节柱高度为一个层高的钢管柱,内部混凝土浇筑可使用普通混凝土;若一节钢管柱柱高为两个层高,为避免混凝土浇筑时产生离析或振捣不到位等不利情况,钢管内宜浇筑同强度等级的自密实混凝土

5.2柱、梁、板混凝土浇筑

钢管混凝土柱、型钢混凝土梁及环梁等结构构件内的钢骨或钢筋数量较多,混凝土浇筑时振捣较困难,现场应有专人监督、指导混凝土浇筑施工,避免现场施工漏振或不振。完成效果如图8所示。

6 结语

为避免钢结构影响现场施工进度,需提前合理进行钢结构深化设计,并提前进行构件加工,钢构件吊装尽量安排在晚上,以保证第二天可以为钢筋工提供作业面。针对钢管混凝土柱、型钢混凝土梁及环梁钢筋绑扎施工,需提前对钢筋工进行详细交底、培训,以确保施工质量和施工进度。随着型钢混凝土组合结构越来越普遍的应用,施工单位应该关注此类梁结构施工难点及要点,在保证结构主体安全及质量的前提下,实现利润最大化。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.JGJ 138—2001型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2]GB 50755—2012钢结构工程施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[3]朱珮.型钢混凝土的发展与工程应用[J].福建建设科技,2007(5):26-27,13.

[4]史辉,张辉,胡小娜.SRC组合结构在工程中的应用[J].山西建筑,2009(25):105-106.

型钢混凝土在转换构件中的应用 篇8

型钢混凝土组合结构构件现在高层建筑中的应用已较为广泛，其构件是由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋共同组成，能够充分发挥型钢和混凝土材料特性的长处，共同承受高层建筑的水平和竖向荷载。在一些公共建筑如办公楼、会所、教学楼中，我们也常遇到为了得到宽大高阔的大厅等底部空间而在建筑首层抽柱的情况，这样造成了结构竖向抗侧力构件不连续，其内力需要由水平转换构件向下传递。下面就中编办新建办公楼工程中型钢混凝土转换构件的设计运用做具体阐述。

2 工程概况

工程位于北京东四南大街与前厂胡同交汇点的西南角，建筑面积15 407.10m2，地下3层，地上6层，为现浇钢筋混凝土框架结构。为获得首层入口大厅的宽敞感觉，大厅外扩一个柱距7.5m至(4)轴，并将其上部建筑3榀框架的边柱（(5)轴交D轴、E轴、F轴）抽去，在2层顶用转换梁抬柱，转换梁跨度为14.5m,设计时考虑了几种不同的转换梁方案：方案一，采用普通钢筋混凝土梁，优点是施工方便简单，省时省力，缺点是转换梁高度较大可达2m左右，且裂缝较难控制，配筋率较大；方案二，采用无黏结预应力钢筋混凝土梁，优点是可以有效的降低梁的高度，利用配置无黏结预应力钢筋控制裂缝，缺点是施工难度大，周期长，且转换梁的边支座位于柱顶，施加给梁的预应力反作用于柱顶，支承柱难以承受，无法平衡梁端弯矩；方案三，采用型钢混凝土组合构件，既可以有效的减小转换梁的高度，满足建筑净空要求，又可以使梁的裂缝满足规范要求，支承柱也采用型钢混凝土组合构件，既可以减小梁的锚固难度，确保梁柱节点区的施工质量，又可以降低施工难度，缩短施工周期。综合比较了以上几种不同的转换梁方案，我们在具体设计中采用了第三种方案。

3 节点设计

采用H型钢混凝土转换梁和H型钢混凝土柱，用H型钢做为梁柱内的钢骨，是考虑简化梁柱节点的施工难度，因为在施工过程中梁柱节点的连接往往较为复杂，型钢混凝土结构钢筋安装的基本方法、纵向受力钢筋接头位置、接头错开百分率、箍筋加密区范围、钢筋锚固要求等与普通混凝土结构基本相同，但因其内部存在型钢，对节点连接需采用相对特殊的方案进行施工处理。设计时如不考虑周到，就不能很好的体现抗震设计中的强节点强锚固思想。而如果此节点的施工质量不能得到可靠的保障，则对于此转换构件带来的危害将是无法弥补的。鉴于此节点设计的重要性，结合节点部位的施工难点分析，在设计中主要采取以下措施。

1）型钢梁、柱内外围纵筋配置过多，箍筋肢数多，易造成加工复杂，安装不便。解决方法：加厚H型钢梁柱的腹板及翼缘板厚，使得结构内力主要由型钢承担，梁柱外围配置的纵筋为构造配筋，并尽量采用大直径的钢筋，减少根数，这样有利于钢筋的焊接、钢板穿孔。

2）柱脚节点：水平转换梁位于2层顶，但1层、2层为两层通高的大厅，支承柱即为越层柱，考虑其转换构件的重要性，采用埋入式柱脚，其内钢骨的锚固需下插1层至地下1层底，钢骨全长翼缘两侧设置两道M19栓钉，间距200mm。因型钢柱采用整体吊装的方式进行安装后再绑扎钢筋、支模，因此需要钢骨在浇筑混凝土前能保持其自身的稳定。解决方法：柱脚底板锚栓采用两对（见图1）或3对（图见2），便于安装调校。

3）型钢柱穿越首层底板与普通框架梁的连接节点：框架梁钢筋与型钢柱连接型式比较复杂，梁钢筋与型钢柱的强轴连接时，梁钢筋应尽可能贯通锚固，当无法避开柱钢骨翼缘时，梁纵筋与柱钢骨上焊接的连接套筒连接（见图3）。当梁纵向钢筋与型钢柱的弱轴连接时，梁钢筋也应尽可能贯通锚固，不能贯通时，不可直接在柱钢骨腹板上穿孔，应在钢筋对应位置做加劲肋也即连接板，未贯通钢筋焊接在连接板上，等强连接（见图4）。

注:RC梁纵筋未能贯通的则与SRC柱翼缘采用连接套筒连接

注:RC梁纵筋未能贯通的则与加劲肋焊接,要求等强满焊

加劲肋位置随混凝土梁纵筋布置。为了保证梁、柱钢筋不产生冲突,需现场施工单位事先利用CAD绘图软件将柱头部位钢筋排版,确定每根钢筋水平及竖向位置,并打印出节点详图。施工时，每根钢筋应严格按详图所示位置对号入座。采用连接板连接时，当梁钢筋上铁或下铁为上下两排，上排、下排钢筋需分别与连接板上皮及下皮焊接。上排钢筋可在型钢柱吊装就位之后在作业面进行焊接。下排钢筋若在型钢柱吊装就位之后进行焊接就必须进行仰焊施工，不易保证施工质量。因此，梁上铁或下铁的下排钢筋，需要在型钢柱吊装之前预先在连接板上焊接短钢筋，型钢柱吊装就位后，再利用直螺纹套筒将钢筋接长，这样就可以将仰焊操作改变为平焊操作，既保证了施工质量，又降低了施工难度。考虑到本工程均采用直螺纹Ⅰ级接头，下排铁接头可留置在同一截面上，但需保证整个截面接头数小于50%。

4）型钢梁与型钢柱的连接节点：此节点的连接较为复杂，首先要考虑的是其内部钢骨的连接，钢骨连接时，采用悬挑牛腿连接。钢牛腿悬挑长度为500mm，钢牛腿与型钢柱钢骨全焊等强连接；钢牛腿与型钢梁钢骨栓焊等强连接，选用10.9级高强螺栓摩擦型连接，接触面做喷砂后涂无机富锌漆处理，摩擦面抗滑移系数不小于0.40；钢骨连接时，悬挑牛腿翼缘水平位置柱钢骨设置加劲肋。其次要考虑的是型钢梁、柱外围纵筋的连接，梁上纵筋应贯通锚固，下筋也应尽可能贯通锚固，可从柱钢骨翼缘侧边通过，当无法避开柱钢骨翼缘时，梁纵筋与柱钢骨上焊接的连接套筒连接；在套筒水平位置处，柱钢骨内应设置加劲肋。连接套筒用材Q345B，与柱钢骨翼缘采用部分熔透与角接组合焊缝，并应满足与连接套筒的等强要求。连接套筒水平方向的静距不得小于30mm，且不小于套筒外径，梁中主筋不得与柱钢骨直接焊接。柱外侧纵筋应贯通直接锚入顶部（见图5，内侧纵筋角筋贯通直接锚入顶部，中间筋穿孔后锚入核心区（见图6）。

4 施工中应注意的问题

1）柱外围箍筋安装不能像普通钢筋混凝土框架柱一样，从柱纵向钢筋接头处向下套入，而只能将箍筋掰开就位，箍筋就位后，应将变形的箍筋恢复原状，再进行绑扎；遇型钢梁的部位，柱箍筋需截断，截断的箍筋两端均应与型钢梁加劲肋焊接封闭。

2）当柱、梁纵向钢筋两端均与梁、柱内钢骨连接时，钢筋连接型式应一端为连接套筒、另一端为连接板，先将连接套筒一端拧紧，然后再将钢筋另一端与连接板（上铁或下铁上排钢筋）或短钢筋（上铁或下铁下排钢筋）进行焊接，钢筋在中间不需断开；若两端均为连接套筒时，只能将梁钢筋分为两段，两端分别与连接套筒拧紧后，在中间进行焊接连接，工作量将大大增加。但应注意的是，此时连接板应加长一个丝头的长度，以免连接器一端拧紧后，钢筋另一端与连接板连接时焊缝长度不够。

3）因型钢柱内的钢骨进行吊装时，钢筋连接套筒及连接板已在钢结构加工场焊接完毕，因此，在浇筑劲性柱混凝土前，应重新检查型钢柱纵向钢筋位置，以免柱纵向钢筋将连接套筒孔位挡住，导致框架梁钢筋无法就位与连接套筒拧紧。为避免出现上述情况，预先在连接器内拧入短钢筋，将梁钢筋位置确定，进行型钢柱纵向钢筋安装时，自然将梁钢筋位置躲开了。

5 结语

以上是笔者根据自己在实际工程中遇到的问题及解决方法所做的总结。笔者并不认为这就是最好的方法，随着型钢混凝土结构在建筑工程中的广泛应用，所遇到的问题会更多，需要广大同行积极探索、努力实践，认真总结经验才能不断取得进步。

摘要：结合工程实例,介绍了H型钢劲性混凝土组合结构构件在工程中的局部使用方法,着重指出节点设计的重要性,在施工图中体现出抗震设计中的强节点强锚固的设计思想,提出了梁柱节点的设计和施工方法,为型钢混凝土在转换构件中的应用提供了设计参考。

关键词：水平转换构件,型钢混凝土转换梁,型钢混凝土柱,节点设计

参考文献

[1]JGJ 3-2002高层建筑混凝土结构技术规程[S].