型钢混凝土结构（通用12篇）
型钢混凝土结构 篇1
型钢混凝土组合结构是由内部型钢骨架和外包钢筋混凝土所形成的组合结构, 由于其承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点, 已越来越多地应用于大跨结构和地震区的高层建筑以及超高层建筑, 成为最具竞争力的一种结构形式。2001年建设部发布了了《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138-2001, 并将型钢混凝土组合结构定义为混凝土内配置轧制型钢或焊接型钢和钢筋的结构。型钢混凝土又分为:全型钢混凝土框架和半型钢混凝土框架。
1 型钢混凝土组合结构的特点
构件的受压、受剪和压弯承载力大幅度提高;构件的截面面积约减少30%, 增加建筑结构的使用面积和空间, 产生较好的经济效益;框架梁柱节点的抗震性能得到改善;型钢混凝土结构具有耐腐蚀、防火性能好的优点;可以利用构件中的钢骨承担施工阶段荷载, 并可将构件模板悬挂在钢骨上, 实现几个楼层同时进行浇灌混凝土等作业, 加快施工进度。
2 型钢混凝土结构的施工
2.1 预埋件安装固定
在设计标高的承台面预埋钢板, 平整度及相邻标高误差要求不大于2mm, 精确调平后, 点焊加固。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。
2.2 钢柱安装
(1) 在预埋钢板上划钢柱定位线, 并按外形尺寸焊好临时定位板, 做好构件各向的中心线和柱底轴线的标志。钢柱吊装就位时, 使之与埋件钢板上十字线的外形线闭合, 并顶紧临时定位板。用两台经纬仪在互为90度的两个方向进行垂直度调正, 待钢柱底部轴线对位和垂直度全部符合要求, 立即在钢柱四周打入钢楔板固定, 并施焊临时定位, 接着采用两人分层对称施焊, 以减少焊接变形和因残余应力引起的钢柱垂直度偏差。
(2) 质量标准, 对焊工、焊材质量按规范要求;型钢柱吊装控制各向轴线位移偏差不大于5mm;垂直度偏差不大于H/1000 (H为钢柱段的长度) 或10mm。
2.3 钢梁安装
(1) 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。
(2) 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。
(3) 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
2.4 钢筋绑扎
施工工艺:放线→安装钢柱→预先套柱箍筋→安装钢梁 (梁外箍先套在梁内) →柱钢筋穿孔、绑扎→钢梁上梁筋绑扎, 部分梁筋与钢柱焊接→钢梁下梁筋绑扎, 部分梁筋与钢柱焊接→钢梁两侧腰筋绑扎→箍筋焊接。绑扎钢筋时注意事项如下:
(1) 吊装钢梁时应提前将外箍筋套于钢梁内或做成开口箍。
(2) 柱主筋的安装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。
(3) 柱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。
(4) 梁柱节点施工需提前进行深化设计, 箍筋采用开口箍筋后焊接, 箍筋与梁柱相碰时与钢梁柱四周围焊。
(5) 部分梁筋焊接在钢骨上, 对成型后的钢构件安装精度将会产生影响, 在进行此道施工时, 应进行监控;梁筋要求用对称交叉的焊接方法, 确保钢构件的安装精度。
2.5 模板施工
在钢筋安装完毕, 安装专业预留预埋完成, 隐蔽验收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:方柱采用四片木模板组拼, 圆柱采用定型钢模。
(2) 对拉螺栓:柱箍采用槽钢加固, 若柱截面小800mm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。
2.6 混凝土浇筑
型钢混凝土结构内有钢结构, 且四周钢筋围绕, 混凝土浇筑及振捣时死角区较多, 易造成混凝土不密实。
(1) 柱混凝土浇筑过程中从型钢柱四周均匀下料, 分层投料高度在50cm左右。
(2) 梁混凝土浇筑方法是工字钢梁下翼缘板以下从钢梁一侧下料, 用振捣器在工字钢梁一侧振捣, 将混凝土从钢梁底挤向另一侧, 待混凝土高度超过钢梁下翼缘板100mm以上时改为两侧两人对称振捣, 以确保钢梁底部混凝土密实。
(3) 钢梁腹板两侧的混凝土由两侧同时对称下料, 对称振捣, 待浇至上翼缘板100mm时再从梁跨中开始下料浇筑。从梁的中部开始振捣, 逐渐向两端延伸, 至上翼缘板下的全部气泡从钢梁两端及梁柱节点位置穿钢筋的孔中排出为止。
2.7 模板拆除与养护
根据型钢梁柱的具体跨度、高度, 根据设计文件对底模拆除时间作出规定;侧模浇筑后4d开始拆卸固定梁外侧的螺栓, 然后用撬棍略加撬动以脱离混凝土。浇水养护14d (3次/d) 。外侧模板起保温保湿作用, 防止混凝土因收缩温差而产生裂缝。
结语
型钢混凝土结构是钢与混凝土的优点的结合, 是建造大跨度结构较好的途径, 对我国高层建筑的发展、优化和改善结构抗震性能, 都将具有极其重要的意义。
参考文献
[1]JGJ138-2001.型钢混凝土组合结构技术规程[S].
[2]GB50205-2002.钢结构工程施工质量验收规范[S].
[3]周学军, 王敦强.钢与混凝土组合结构设计与施工, 济南:山东科学技术出版社, 2003.
[4]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) .
[5]任举亚.型钢混凝土柱施工技术的工程实践[J].广西城镇建设, 2009 (11) .
型钢混凝土结构 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施工方法 篇4
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.
型钢混凝土有哪些受力特点？ 篇5
型钢混凝土有哪些受力特点?
一方面混凝土包裹型钢，在构件达到承载力前型钢很少发生局部屈曲，另一方面型钢对核心混凝土起约束作用。同时因为整体型钢比钢筋混凝土中分散的钢筋刚度大得多，所以型钢混凝土构件比钢筋混凝土构件的刚度明显提高。型钢混凝土有很好的延性及很大的耗能能力。钢管混凝土结构的受力性能的优越性主要表现在合理地利用钢管对混凝土的的紧箍力。这种紧箍力改变了混凝土柱的受力状态，将单向受压改变为三向受压，混凝土抗压强度大大提高，
在低应力阶段，基本上与普通钢筋混凝土受压构件类似，即钢管与混凝 同分担纵向压力。随着纵向压力的增加，混凝土横向变形大于钢管横向变形(都自由的情况下)，而这是不可能的。因此混凝土对钢管产生径向压力。钢管在径向压力的作用下，产生了环向压力。 对于单根钢管混凝土，较为适用于轴心受压或以轴向压力为主的构件与杆件，这样能较为充分发挥混凝土三向受压下强度大大提高的优越性。对于弯矩较大的构件，一方面混凝土受压面积又较小，所以优点不是很突出。另外一方面，由于截面中受拉区的存在。金箍力作用将大为削弱。而且紧箍力的计算也变得十分复杂。此外，截面相等的情况下，圆形截面惯性矩小，从力学特征上来说，不适合承弯。
型钢混凝土结构 篇6
【关键词】型钢混凝土；大跨度悬挑梁；结构设计
和传统的钢筋混凝土材料相比，型钢作为一种新兴的建筑材料有着众多的优势，不仅可以节约建材，增加截面的坚硬程度，可以让耐火性和耐腐蚀性更强，从而保证建筑的稳定性和使用寿命。这是因为型钢中各种配钢率有所不同，比一般结构的钢材刚赔率大，甚至可以达到一倍以上。因此，为了保证整体的建筑质量，需要做好性能延伸方面的问题，改善钢筋混凝土的脆性，保证整体的抗震性结构，使其结构更加的持久耐用。
0.工程概况
我国某处的商业中心，办公楼集聚。一般的办公楼的建筑面积较大，通常会设置有地下两层机构，作为地上楼层的附属楼层，地下楼层一般是车位或是地下商场等结构类 型，在建筑的水平方面，需要和地上的楼层一样，而且办公楼的建筑性能和寿命一般在50年左右，这和住宅比起来，使用寿命较短，但是所需要的建材结构更加复杂，和传统的普通钢筋混凝土结构相比，这种建筑大部分采用的是剪刀墙的结构类型，配合局部混凝土的机构形式，抗震等级方面务必做到8级设防，才能够保证基本的抗震要求。根据大型的抗震等级规范设计，我国的大型结构的建筑一般会在其主体结构处设置剪刀墙，来保证建筑物的稳定性。
根据建筑方案大型会议室要求从A轴往外出挑8.1m，根据《北京市建筑设计技术细则》表5.1.1-3中对悬挑梁高度的要求为h=L/5～L/7， 故此处挑梁高应为1.15～1.60m。本工程由于建筑投资、造型功能等方面的要求，梁高限为0.8～1.0m。如何完成这一大跨度悬臂结构的设计，是对结构工程师的挑战。
1.低高大跨度悬臂梁的设计
（1）在大跨度建筑中，普遍使用的是低而高的大型跨度的横梁设计结构，这种设计结构在选型和横截面的布置方面，都需要承担较大的剪刀力，因此，在设计的过程中，需要首先对所选取的钢筋和混凝土进行配置型钢，同时，采取型钢腹板的承载能力，可以大幅度的提高整体的承载力，改善了钢型结构的脆弱类型，使其具有更好的延展性及耗能性。
经比选，确定悬臂梁采用型钢混凝土结构型式的设计方案。以截面抗剪承载力作为控制条件，确定型钢混凝土悬臂梁KHL106，KHL206 的截面尺寸为600mm×800mm，内部为工字型钢梁。同时根据《钢骨混凝土结构设计规程》的要求，取经济含钢率4.5%，即型钢面积约为21600mm2，实配型钢面积采用20600mm2。型钢的出挑长度根据悬臂梁弯矩包络图确定，取梁轴线长度的70%。梁体内混凝土强度等级为C30，型钢采用Q235B。
在悬臂梁的实施中，和传统的悬梁方式有所不同，其计算的结构要比传统的结构扩大10%，这也就意味着横截面的面积和侧 拉的钢筋承受能力在下降，受压侧钢筋的承受能力在缩小。一般来说，钢筋的配筋率有具体的要求，而在上下梁和钢筋的摆放位置上，需要和中型梁相互匹配，确保柱主筋和箍筋之间的有效性，同时按照相关的规范进行设计，确保合理的布置。
（2）低高大跨度悬臂梁的抗剪连接。
将型钢放置于梁的上部， 可较好地发挥型钢材料的抗拉性能， 但型钢上翼缘混凝土的界面间存在较大的剪应力，极可能产生相对滑移，因而抗剪连接件成为型钢混凝土组合梁充分发挥各材料性能的关键。本工程为避免型钢与混凝土接触面滑移， 在型钢上下翼缘处间隔150mm设置两排直径19mm、长80mm的剪力钉。剪刀钉的设计过程需要专业人员进行，首先对施工现场的环境进行勘察，确定剪刀钉的基本的规格，然而通过对现场所需的剪刀钉的机器设备的测试，保证剪刀钉按照图纸的要求进行设计，不可出现遗漏现象，而在剪刀钉的管理过程管理过程中，施工人员需要对现场环境做好勘查，确保项目能够在工期内完成，同时确保工程质量和施工人员的基本素质水平，保证基本的建筑进度，是建筑师需要重点做好的问题。
（3）低高大跨度悬臂梁的承载力计算。
在确定挑梁尺寸后，通过可能出现的不利情况进行分析， 找出最不利的一组内力值进行截面验算。同时发现对民用建筑结构中的长悬臂构件而言，竖向地震作用不是结构的最终控制内力。同时， 取最不利荷载组合工况下的内力， 利用ABAQUS软件对本悬臂梁进行有限元分析。分析的过程要做到科学合理，选用设计水平过硬的专业人士进行分析，确保数据的精确有效性，同时在做好这一分析之后，需要对内力组合进行抗震能力的测试，每个建筑物都需要取样调查，才能够保证基本的建筑不受外在环境的影响和损坏，保证基本的建筑结构坚固性，是每个设计师工作的重点。
其中，型钢和混凝土采用三维8节点实体单元模拟，钢筋采用线性三维桁架单元模拟。采用嵌入技术模拟钢筋，型钢与混凝土之间的相互作用，不考虑滑移等因素的影响。通过在悬臂梁上施加均布荷载， 梁端施加集中荷载的方式模拟最不利工况下构件的荷载条件， 可以看出悬臂梁约束端混凝土应力较大，最大值为7.64MPa，低于C30混凝土的抗压强度设计值14.3MPa；悬臂梁端纵向钢筋受拉应力最大值为5.10MPa， 远低于其抗拉强度设计值。从型钢应力分布图中可以看出无约束端型钢所分担的内力已经很小， 故从经济上考虑可适当缩短型钢长度。另从悬臂梁内应力的矢量分布可看出型钢与钢筋骨架能很好地协调工作，共同承担荷载。从各个角度进行悬臂梁的施工和数据的分析，保证项目在可行的范围内有序的发展，同时保证经济效益，确保施工安全。
（4）低高大跨度悬臂梁的裂缝和挠度验算按《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ 138-2001）第5.2.2条验算裂缝宽度，KHL106梁在充分考虑裂缝宽度分布的不均匀性和荷载长期效应组合影响的最大裂缝宽度ωmax为0.29mm，而规范规定的允许值[ω]为0.3mm，满足规范要求。按《型钢混凝土组合结构技术规程》（GB 138-2001）第5.2.3条验算挠度，KHL106梁的纵向收拉钢筋的配筋率ρ=1.5%时，在充分考虑荷载短期效应和长期效应组合作用下的最大挠度为49.496mm，而规范规定的允许挠度[f]为l0/250=64mm，满足规范要求。
2.结语
总而言之，在进行钢筋混凝土组合结构的施工时，需要对其抗震等级进行测定，同时合理的配比含钢率，确保混凝土柱可以达到合适的配钢需要。一般来说，钢板的厚度不宜过高，需要按照相关的规定进行设置。最后，在施工的整体过程中，都要考虑到各个方面的协调问题，确保各种衔接的有效率，从而保证整体项目的顺利进行。
【参考文献】
[1]北京市建筑设计标准化办公室.北京市建筑设计技术细则（结构专业）[M].北京：中国计划出版社，2003.
[2]JGJ3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010.
型钢混凝土组合结构的质量控制 篇7
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
型钢混凝土结构 篇8
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.
型钢混凝土钢结构梁柱吊装工艺 篇9
某工程位于广州珠江新城花城大道与海清路交界处, 本工程总建筑面积约11.63万m2, 其中地下为三层, 地上由5栋44层结构组成, 分别为T1-T5栋。其中T1栋建筑总高度均为146.8m, T2栋、T3栋、T4栋和T5栋为建筑总高度均为149.95m。
从-3层至4层各层的结构标高为-3层-12.200m、-2层-8.200m、-1层-4.200m、1层±0.000m、2层7.95m、3层11.1m、4层16.8m。
T1~T3栋相互紧邻。T4、T5栋相互紧邻。如图1:
2 钢结构工程概况
本工程钢结构工程包括五栋住宅楼-12.2m标高~16.8m标高的H型钢和十字型钢钢骨柱, 还有+16.8m标高的焊接H型钢钢骨梁。
本工程钢结构用钢量:钢柱1372.16t, 钢梁399.82t。
3 现场施工条件
T1-T5栋位于项目北区, 项目地下室有三层。现场布置有土建施工用塔吊, 起重量最大6t, 除少量预计埋件外, 其他钢结构均不用塔吊进行吊装。北区基坑边缘距离围墙最宽处约10m, 最窄处不到3m, 造成吊装机械只能在围墙外站位。由于基坑与围墙间的部分空地并不多, 仅约5m宽, 土建已经用作钢筋堆场及加工场, 现场工地内已没有场地提供给钢结构作为堆场。待钢结构要安装时, 直接从花城大道上的货车用300t汽车吊将待安装的钢结构吊装到位。
4 钢结构现场安装方案
4.1 施工准备
⑴在现场钢结构安装前, 施工技术人员必须熟悉合同、图纸及规范, 编制详细的施工组织设计、各分项工程技术交底, 做好各项施工技术准备。
⑵主要机械设备确定
(1) 主要吊装机械
钢结构安装考虑到构件重量重, 工期又紧, 现场钢结构主要利用汽车吊进行吊装。每阶段钢结构安装均采用1台300t汽车吊。
(2) 本工程钢结构现场连接方式主要为焊接连接, 由于钢柱截面尺寸较大, 为增加焊接效率, 采用手工焊和CO2半自动焊结合, 以加快焊接速度。根据本工程的现场焊接工作量, 需配置CO2半自动焊机10台、交流弧焊机5台。
(3) 测量仪器的准备:本工程需配备全站仪1台、经纬仪2台、水准仪2台及50m卷尺若干等, 所有测量仪器在使用前, 均需计量标定, 并在计量有效期内使用, 超过有效期的要重新计量。
⑶构件进场验收检查
钢构件进场后, 按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符, 发现问题及时在回单上说明, 反馈给工厂, 以便更换补齐构件。按设计图纸、规范及工厂质检报告单, 对构件的质量进行验收检查, 做好检查记录。为使不合格构件能在厂内及时修改, 确保施工进度, 也可直接进厂检查。主要检查构件外形尺寸、螺孔大小和间距等。检查用计量器具和标准应事先统一。
制作超过规范误差和运输中变形的构件必须在安装前在地面修复完毕, 减少高空作业。
⑷钢构件堆场安排、清理
按照安装流水顺序将配套好运入现场的钢构件, 利用现场的装卸机械 (主要利用汽车吊) 尽量将其就位到吊机的回转半径内。钢构件堆放应安全、整体, 防止构件受压变形损坏。构件吊装前必须清理干净, 特别在接触面、摩擦面上, 必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。
⑸现场柱基检查
(1) 定位轴线的检查
根据控制定位轴线引到柱位置的基础上, 定位线必须重合封闭, 每根定位线的总尺寸误差是否超过控制数, 定位轴线必须垂直或平行;定位轴线的检查应由业主、监理、总包 (土建) 、安装联合进行检查, 对检验的数据要统一认可后才能进行钢结构的柱脚预埋;要把检验合格的建筑物定位轴线引到柱顶上。
(2) 柱间距检查
柱间距检查是在定位轴线被认可的前提下进行的, 用标准钢卷尺实测柱间距, 柱间距的偏差值应严格控制在±2mm以内;
(3) 柱中心线的检查
检查柱中心线与定位轴线的偏差。钢结构的安装质量和工效与柱基的定位轴线、基础标高直接有关, 必须对定位轴线的间距、柱基面标高和地脚螺栓预埋位置进行检查、测量, 并经过监理及相关部门复测合格后才可进行下一节柱子的安装。
4.2 钢结构施工阶段现场吊机布置情况分析
本工程钢结构的施工主要为5栋住宅楼的-12.2m标高~16.8m标高的钢骨柱的吊装 (-3F~3F层) 及16.8m标高层 (4F) 的钢梁的吊装。
考虑到钢结构施工周期较短, 吊装内容也不是非常多, 现场施工时, 土建总包单位布置的塔吊没有考虑钢结构的吊装, 现场仅布置供土建施工的小型塔吊, 如图4所示。
现场布置的塔吊均为60m臂长塔吊, 塔吊的起重性能如表1所示。
从表1可以看出, 现场塔吊的最大起重能力为6t。
4.3 劲性钢骨柱及框架梁分段
分段原则:本工程钢柱类型主要为焊接H型钢柱和十字形柱, 其中焊接H型钢柱截面较小, 数量也较少。主要钢柱截面均为十字形。根据相关文件要求, 钢柱共分为四个吊装段:
第一吊装段:负三层;第二吊装段:负二层、负一层;第三吊装段:首层;第四吊装段:二层、三层。
显然分段最重为钢柱类型六, 对应钢柱编号为GGZ7, 分布在T4、T5栋建筑中, 最大分段重量11.18t。
4.4 钢结构安装思路及流程
考虑到本工程钢结构只是下部几层存在, 且主体结构位于大面积地下室内部。根据土建进度要求, 纯钢结构的吊装基本不会交叉进行。再综合考虑工程周边施工情况, 钢结构吊装时, 总体方案考虑为:
⑴预埋件采用土建塔吊进行吊装, 钢柱、钢梁均采用300吨汽车吊进行吊装。
⑵钢柱分为四个吊装段:第一段负三层, 第二段负二、一层, 第三段首层, 第四段二、三层。位置选在楼层面标高以上1.2m处。
注:当吊重大于3t时, 必须采用4倍率。
⑶因为每个吊装段工期仅为2d, 为保证吊机的安装效率, 安装吊机站位均在基坑外围或围墙外。
⑷每个吊装段施工均采用1台300t汽车吊吊装, 先吊装钢结构, 再交付土建单位进行核心筒和楼面的施工。
4.5 吊装工况分析及吊装机械选择
4.5.1 T1、T2、T3栋钢柱吊装
⑴钢柱第一段吊装
钢柱第一段长5.2m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重5.26t;H型钢柱, 6吊, 分段重不过2t。共36吊。
⑵第二段吊装
钢柱第二段长8.2m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重8.30t;H型钢柱, 分段重不过3t。共36吊。
⑶第三段吊装
钢柱第三段长7.95m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重8.05t;H型钢柱, 6吊, 分段重不过3t。共36吊。
⑷第四段吊装
钢柱第四段长7.65m, 分为两种:十字钢柱, 分段最重7.74t;H型钢柱, 分段重不过3t。共36吊。
上述四个吊装段均采用1台300t汽车吊吊装, 汽车吊在基坑边或围墙外站位, 选用60m主臂工况, 吊装半径36m时额定吊装重量13.5t, 满足钢柱吊装要求。
4.5.2 T4、T5栋钢柱吊装
⑴钢柱第一段吊装
钢柱第一段长5.2m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重7.1t;十字钢柱, 22吊, 分段最重5.26t;H型钢柱, 4吊, 分段重不过2t。
⑵第二段吊装
钢柱第二段长8.2m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重11.18t;十字钢柱, 22吊, 分段最重8.30t;H型钢柱, 分段重不过3t。
⑶第三段吊装
钢柱第三段长7.95m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重10.84t;十字钢柱, 22吊, 分段最重8.05t;H型钢柱, 4吊, 分段重不过3t。
⑷第四段吊装
钢柱第四段长7.65m, 分为三种:双十字钢柱, 分段重10.43t;十字钢柱, 分段最重7.74t;H型钢柱, 分段重不过3t。
上述四个吊装段均采用1台300t汽车吊吊装, 汽车吊在基坑边或围墙外站位, 选用60m主臂工况, 吊装半径36m时额定吊装重量13.5t, 满足钢柱吊装要求。
4.6 钢柱的吊装工艺
4.6.1 首节钢柱吊装
首节钢柱即地下室钢柱吊装, 由大型汽车吊在围墙外进行吊装。
钢柱吊装时均需要设置四道缆风绳进行固定和调整。钢柱用四根缆风绳和倒链临时固定;用千斤顶校正柱脚对中, 经纬仪测量钢柱垂直度, 柱脚螺帽固定。然后与预埋分段进行焊接连接。
钢柱的垂直度校正, 采用布置两台经纬仪在两个方向上进行测量, 利用缆风绳调整。水平偏移则在钢柱脚部设置千斤顶进行调整。
4.6.2 地上部分钢柱吊装
⑴钢结构安装施工流程
先安装外框架钢柱, 完成后, 再进行核心筒部分的施工, 步骤为:底板混凝土施工→首段钢柱吊装→负二层楼板混凝土施工→第二段框架钢柱吊装→首层楼板混凝土施工→第三段框架钢柱吊装→第二层楼板混凝土施工→第四段框架钢柱吊装→二层、三层梁板混凝土施工→转换梁钢梁安装。 (上层钢结构吊装前, 吊装部位的混凝土需达到相应合格的强度方可吊装) 。
⑵钢柱吊装工艺
(1) 吊装准备
本工程超高层结构钢柱主要为焊接H型钢钢骨柱、焊接异型十字型截面钢骨柱、钢管混凝土柱等几种, 最重钢柱分段重量为11.18t。根据钢构件的重量及吊点情况, 准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。在柱身上绑好爬梯, 并焊接好安全环, 以便于下道工序的操作人员上下、柱梁对接及设置安全防护措施等。
(2) 吊点设置
钢柱吊点的设置需考虑吊装简便, 稳定可靠。为避免钢构件的变形, 钢柱吊点设置利用两个临时连接耳板作为吊点。为了保证吊装平衡, 在吊钩下挂设两根足够强度的单绳进行吊运, 钢柱起吊前绑好爬梯。
(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。两组临时连接板用双夹板和临时螺栓连接固定, 钢柱焊接完成2/3后割除。
下节钢柱的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内, 在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理, 逐节进行纠偏, 避免造成累积误差过大。
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, 并及时拉设缆风绳并设置斜撑对钢柱进一步进行稳固。钢柱完成后, 即可进行初校, 以便钢梁的安装。
(4) 钢柱垂直度整体校正
外立面钢柱垂直度应整体考虑, 用倒链、钢丝绳将钢柱往同一方向牵拉校正。
钢柱校正后, 在柱顶用钢卷尺丈量两根钢柱之间的间距尺寸, 复核间距正确无误才能交下道工序。配合经纬仪进行测量定位, 对于梁柱节点位置处的牛腿, 钢柱安装采用全站仪对各对接口进行定位复测。
在柱顶架设水准仪, 测量各柱顶标高, 根据标高偏差进行调整。可切割上节柱的衬垫板 (3mm内) 或加高垫板 (5mm内) , 进行上节柱的标高偏差调整。
(5) 钢柱安装注意事项
钢柱吊装应按照各分区的安装顺序进行, 并及时形成稳定的框架体系;
每根钢柱安装后应及时进行初步校正, 以利于钢梁安装和后续校正;
校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑, 全面兼顾, 每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求;
钢柱安装前必须焊好安全环及绑牢爬梯并清理污物;
利用钢柱的临时连接耳板作为吊点, 吊点必须对称, 确保钢柱吊装时为垂直状;
每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上, 不得从下层柱的轴线引上;
结构的楼层标高可按相对标高进行, 安装第一节柱时从基准点引出控制标高标识在混凝土基础或钢柱上, 以后每次使用此标高, 确保结构标高符合设计及规范要求;
当本层钢柱和框架主梁吊装完成, 采取高强螺栓连接完成后, 应及时催促土建单位进行十字柱内混凝土浇灌;
上部钢柱之间连接的连接板待校正完毕, 并全部焊接完毕后, 将连接板割掉, 并打磨光滑, 并涂上防锈漆。割除时不要伤害母材;
起吊前, 钢构件应横放在垫木上, 起吊时, 构件在地面上不得有拖拉现象, 回转时, 需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓慢进行, 就位时缓慢下落, 防止擦坏螺栓丝口。
4.7 钢梁吊装
⑴钢梁吊装概况
本工程钢梁主要为17.3m标高层的大截面钢骨梁, 钢骨梁主要截面为H2200×400×35×25、H2200×300×35×25、H2200×400×35×35、H2100×2500×30×16。
钢骨梁最大截面为H2200×400×25×35, 每米重量0.64t, 根据现场情况, 钢骨梁吊装时, 主要也是利用300t汽车吊进行吊装。
钢骨梁的最大跨度为8m, 考虑到十字钢柱的截面减少量及钢柱牛腿的影响, 钢骨梁的最大吊装跨度约6.5m, 因此其最大吊装重量为0.64×6.5×1.1=4.58t, 显然小于钢柱的吊装重量。
⑵钢梁吊装
钢梁总体随钢柱的安装顺序进行, 相邻钢柱安装完毕后, 及时连接之间的钢梁使安装的构件及时形成稳定的框架, 并且每天安装完的钢柱必须用钢梁连接起来, 不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时稳固。按“先主梁后次梁, 先下层后上层”的安装顺序进行安装。
⑶焊接平台设置
焊装平台采用型钢构件焊接而成, 周围设置防护栏杆, 并满挂密目网用于安全防护之用。
⑷钢梁的就位与临时固定
钢梁吊装前, 应清理钢梁表面污物;对产生浮锈的连接板和摩擦面在吊装前进行除锈。待吊装的钢梁应装配好附带的连接板, 并用工具包装好螺栓。
所有梁吊装前应核查型号和选择吊点, 以起吊后不变形为准, 并平衡和便于解绳, 吊索角度不得小于45°, 构件吊点处采用麻布或橡胶皮进行保护。钢梁水平吊至安装部位, 用两端控制缆绳旋转对准安装轴线, 随之缓慢落钩。钢梁吊到位时, 要注意梁的方向和连接板靠向, 为防止梁因自重下垂而发生错孔现象, 梁两端临时安装螺栓 (不得少于该节点螺栓数的1/3, 且不少于2颗) 拧紧。钢梁找正就位后用高强螺栓固定, 固定稳妥后方可脱钩。
⑸钢梁安装注意事项
在钢梁的标高、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。
钢梁安装完成后应检查钢梁与连接板的贴合方向。
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。
型钢混凝土结构 篇10
山西省太原市某重点中学文体中心体育馆项目，工程建筑面积12 000 m2，型钢混凝土框架结构，地下1层，地上2层(局部4层)。为了减小框架柱的截面，主楼框架柱有14根为型钢混凝土柱，型钢混凝土柱从地下1层到地上2层，总高23.5 m。
该项目为学校文体活动中心，2层为可容纳3 000人的综合性体育场馆，网架结构;网架支座安装在屋面框梁上，屋面框梁则由14根型钢混凝土柱子做支撑。
型钢混凝土柱的截面尺寸规格有:柱子尺寸(600×600)mm(型钢300 mm×300 mm);(900×900)mm(型钢500 mm×500 mm)。
型钢混凝土梁的截面尺寸规格有:柱子尺寸(1 200×600)mm(型钢900 mm×300 mm);(800×800)mm(型钢500 mm×500 mm)。
2 质量控制关键点
钢柱截面为(300×300)mm，截面尺寸较小，钢柱安装固定较为困难，移位偏差较大。型钢柱翼缘板较宽，型钢柱边距框架柱外皮仅为150 mm，梁钢筋与钢柱连接及型钢混凝土柱混凝土浇筑是结构工程施工重点。混凝土构件中梁钢筋需要与型钢柱牛腿焊接或穿孔连接，钢筋现场焊接量大，现场焊接作业面小，焊接作业困难较大，施工难度大，施工质量不易保证。型钢混凝土柱、梁中因为增加了钢柱、钢梁且配筋密集混凝土浇筑施工，不易振捣，质量不易控制。
3 施工过程质量控制
3.1 基础底板连接施工
本工程小截面型钢柱较多，容易移位和扭曲，校正难度很大，通过倒链对钢柱的垂直度进行校正，但是小截面型钢柱上的倒链要在合模之前再校正，校正准确后再拆除倒链，多次校正保证误差不超过10 mm。型钢柱安装完后，穿底板下铁钢筋并绑扎，将柱靴与下铁钢筋连接成一个稳定的整体。甩开型钢柱的位置绑扎上铁，待基础底板上铁安装后，安装首节型钢柱并固定，复核型钢柱的位置，在型钢柱之间用工艺梁拉结，将型钢柱连成一个稳定的整体，并与周围护坡桩钢梁临时拉结，保证在浇筑混凝土过程中不偏位。穿上铁钢筋或上铁与型钢柱牛腿焊接(见图1)。
3.2 钢筋控制
型钢混凝土组合结构梁钢筋绑扎，应提前进行定位，先安装主筋，然后再套箍筋，钢筋全部完成后进行合模。柱钢筋绑扎时，则应该先整体安装箍筋，然后再安装、连接主筋，再合模。
柱主筋连接时应注意，主筋连接从一侧沿着柱外连续将钢筋进行绑扎连接，主筋由上向下插入箍筋内，与下部接头进行连接。主筋连接好后及时进行全面绑扎。有内层钢筋时，先连接内层钢筋，再连接外层钢筋。
型钢柱与梁钢筋连接采用梁钢筋穿钢柱翼缘板和腹板孔及与钢柱牛腿焊接。绑扎钢筋时先将梁筋穿进开孔的钢柱中，未能穿过的放在牛腿上，再将箍筋绑扎完毕，最后将放在牛腿上的钢筋与牛腿焊接。钢筋与钢柱牛腿焊接时，焊接长度满足双面焊5d的要求，焊缝高度为6 mm。
型钢柱运到场后，对照型钢柱加工图纸检查型钢柱牛腿位置和标高、穿孔位置和标高、牛腿焊接质量及型钢柱局部加强的情况。对于开在型钢柱翼缘板上的孔，两块翼缘板及中间腹板三孔必须在一条直线上，要求钢结构加工厂孔加工完后，必须用直径25的钢筋试穿，防止开孔位置不在一条直线。
工程施工中，屋顶WKL2，梁高1 500 mm，内箍筋安装完毕后，将靠近内箍筋一侧的腰筋绑扎在箍筋上，将外侧腰筋临时固定在箍筋上，外箍筋全部绑扎完毕后进行绑扎到位(见图2)。
3.3 混凝土浇筑施工
主楼部分框架柱为型钢混凝土柱，因柱内有“工”字形型钢，在钢柱四周箍筋也较密，混凝土浇筑时死角较多，不易振捣，容易出现混凝土拆模后不密实现象。因此，在型钢柱混凝土浇筑时，混凝土应该从型钢柱四侧均匀下料，每根柱采用四根振捣棒进行振捣，浇筑至顶，在浇筑过程保证对称浇筑，确保钢柱不位移。
混凝土钢梁以及梁、柱接头部位，由于钢筋密实，浇筑混凝土时，有部分空气不易排出，留存气泡，拆模后会形成质量缺陷，因此要在型钢柱的腹板上预留排出空气的孔洞。浇筑混凝土时从一侧向另一侧浇筑，另一侧混凝土浇筑超过型钢下部翼缘板10 cm时，两面对称浇筑，保证型钢梁位置不位移。
4 实施效果
项目在施工前，根据型钢混凝土实施的要点，确定各质量控制点，施工过程严格控制实施，型钢混凝土浇筑质量取得了良好的效果。
5 结语
钢—混凝土组合结构，在房建工程、桥梁工程、地下工程、海洋工程等诸多领域引起人们的重视与利用。在土木工程领域内，目前来说，从经济与实用的角度来看，钢—混凝土就是经典的组合之一。型钢混凝土结构与普通混凝土结构相比具有变形能力强、抗震性能好的特点;在截面尺寸相同的情况下，可以合理配置较多钢材，减小结构构件断面尺寸。型钢混凝土结构与钢结构相比，具有防火性能强的优点。随着社会的发展，型钢混凝土组合结构体系的建筑将越来越多。
参考文献
[1]GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范(2011版)[S].
[2]JGJ138-2001,型钢混凝土组合结构技术规程[S].
型钢混凝土结构 篇11
关键词：冷弯薄壁型钢；住宅；结构体系；性能
1引言
冷弯薄壁型钢结构体系近年来在欧美、澳洲、日本等国得到广泛的应用，主要用作三层以下别墅、公寓及其它民用房屋。其结构源于传统的木结构房屋，从住宅产业化、环保、抗震防灾、加速房屋建造周期等因素考虑，轻钢结构房屋住宅有广阔的市场和前景。如今大力推行的钢结构住宅中，不少都开始引进这类冷弯薄壁型钢结构体系。中国工程建设标准化协会（CECS）正在编制冷弯薄壁型钢结构体系的设计标准“低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程”。总体来讲，冷弯薄壁型钢房屋结构体系仍在起步和发展阶段。
2 结构体系
冷弯薄壁型钢结构作为承重体系应用于住宅建筑中，适用三层以下的独立或联排住宅，墙体立柱间距400～600 mm，上、下导轨与楼面之间设有抗剪连接件。它与同样截面积的热轧型钢相比，可提高截面力学特性指标。用冷弯薄壁型钢作承重骨架，用较少钢材可取得较大的承载力。构件强度高、自重轻，且截面尺寸小，有利抗震和增加房屋使用面积。组合墙体是承担竖向荷载和水平荷载的主要构件，型钢墙体骨架、外墙结构面板和内墙板；墙体骨架由上、下导轨和立柱，均通过自攻螺钉连接而成。边立柱下端设有抗拔锚栓连接件。低层冷弯薄壁型钢结构横向荷载主要来源于建筑物外表面风压力的水平分量和水平地震作用。在低层冷弯薄壁型钢住宅结构中，侧向力抵抗体系由屋面、楼面和墙体组成，即整个房屋各组合体均参与横向荷载的传递。横向荷载路径为：作用在外墙墙面上的风荷载与作用于整体房屋结构上的地震荷载通过屋面板和楼面板传给与荷载平行的墙体，最后由墙体传给基础。
3 关键技术问题
冷弯薄壁型钢是由屈服强度345 MPa以上、厚度2mm 以下的高强超薄钢板作新材料加工成型的。GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢设计规范》仅适用于承重构件板材厚度2mm以上的 Q235及Q345钢材，对强度更高且厚度在2mm以下的结构设计尚无条文可依。
1）结构抗风。低层冷弯薄壁型钢房屋结构的表面风荷载体系基本可采用 GB 50009—2006《建筑结构荷载规范》标准。轻型钢结构屋面的体型比较复杂，《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》中建议，对于轻钢结构的复杂体型房屋屋面，其风荷载体型系数可按照分区的规定确定，纵风向时屋顶（R）部分的风载体形系数取—0.8，其余部分应按 GB50009—2006 标准采用。对承重外墙体，横向风荷载可按 GB 50009—2006标准规定的风荷载取用；对承重内墙体，横向风荷载可取室内房间气压差（可参照澳大利亚规范可取0.2 kPa）。承重墙体的墙体面板、支撑和墙体立柱通过螺钉连接形成共同受力的组合体，墙体立柱不仅承受由屋盖桁架和楼盖梁等传来的竖向荷载，同时还承受垂直于墙面传来的风荷载引起的弯矩，其受力形式为压弯构件，应按压弯构件的相关规定进行强度和变形验算。
2）结构抗震。考虑其型钢板材高强度、低延性的特点，推广应用时整体结构的抗震性能是个关键性问题。冷弯薄壁型钢龙骨式结构体系抗震性能研究还较少，主要采取试验研究和理论分析相结合的方式。现还没有关于冷弯薄壁型钢整体结构公认的抗震设计方法，没建立精确完善的分析模型。正在编制的《低层冷弯薄壁型钢建筑结构技术规程》基于国内完成的足尺模型结构振动台试验研究，提出了水平荷载效应的分析方法。水平地震作用效应的计算采用底部剪力法，参考“盒子”式结构的分析，在建筑结构的2个主方向分别计算水平荷载的作用。地震作用下抗剪组合墙体的水平侧向刚度由试验荷载—转角滞回曲线的骨架曲线确定，多遇地震作用下抗剪组合墙体的水平侧向弹性变形限值取为1/300层高。结构抗震性能与结构布置的规则性有很大关系，住宅钢结构常见的布置不规则，主要是平面不规则。这样地震时易损坏，所以应尽量使结构布置符合规则性。
4 建筑问题
1）建筑性能。如今人们首先会关注结构的安全性，即是否坚固、是否足以阻挡外人入侵和自身财物的安全等。此外，轻型冷弯薄壁型钢住宅结构体系，其隔声效果较传统的砖混结构或钢筋混凝土结构差。①隔热保温。该型钢房屋的保温、隔热应满足相关现行国家标准的规定。各类建筑的节能设计，必须根据当地具体的气候条件，地区的经济、技术和建筑结构与构造的实际情况。外墙保温隔热可采用在墙体空腔中填充纤维类保温材料或在墙体外铺设硬质板状保温材料的方式。保温材料宽度应等于或略大于轻钢龙骨间距，厚度不宜小于轻钢龙骨高度。屋面保温隔热可采用保温材料沿坡屋面斜铺或在顶层吊顶上方平铺的方法。②防腐蚀、防潮。该型钢房屋的防潮设计，主要防止空气渗透、雨水渗透、水蒸气渗透及不良冷凝结露等造成的建筑物内部的不良水气积累，以确保建筑物达到预期的耐久年限，并提高内部的空气质量。外墙及屋顶的外覆材料应符合国家或行业标准规定的耐久性、适用性以及防火性能。在外覆材料内侧及结构覆面板材外侧，应设置防潮层，其物理性能、防水性能和水蒸气渗透性能应符合设计要求。轻钢住宅的骨架由薄壁构件组成，构件采用镀锌或镀铝锌薄钢板，防锈性能好，减少结构维修护理费用。③防火。按照防火规范，即使是低层住宅结构体系，也要求耐火极限达到 2.5 h 以上，而轻型钢结构房屋的耐火极限只有 1.5 h。所以为满足耐火极限的要求，采用防火涂料、发泡防火漆或外包防火板等措施，也有加厚墙体石膏板达到延长耐火极限的。
2）建筑造价问题。轻型冷弯薄壁型钢住宅结构体系与砖混结构和钢筋混凝土结构相比较，钢结构体系总体造价较高、综合经济效益高，整体性能优于其它结构体系，目前主要还是面对中、高收入阶层。轻钢结构住宅体系的开发刚起步，尚在摸索之中。随着构件的标准化、工程化的进程，单位面积的造价有望低于或等于砖混结构。
3）多层发展的可行性分析。冷弯薄壁型钢房屋体系采用的墙体构造，对承受和传递三层以下的住宅或公寓等房屋的水平荷载是可行的，但对 5～6 层是否可行，还是值得研究的。多层以下轻钢房屋体系的结构形式，最主要差别是抗侧力结构不同。房屋层数越多，作用的水平荷载越大，房屋的抗侧力结构要求越高。冷弯薄壁型钢房屋体系的墙体上、下是不连续的，各层楼板将墙体分成各层自身的墙体段，为了传递屋面、各层楼面传来的水平荷载，并由墙体一层层传至基础，在各层不连续墙体之间设置专门的附加连接件，使上、下不连续的墙体连接成整体。这是房屋结构体系由低层改为多层后，安全可靠与否的关键。
5 结束语
为加速推进冷弯薄壁型钢结构房屋的推广应用，提出以下几点建议：①大面积建立样本房，加大宣传力度，注重市场推广，使人们感受新型住宅的优势，转变观念。②积极引进国外技术，并经过研究适应中国地区的冷弯薄壁型钢构件体系和生产流水线，生产出质量轻、截面特性好的构件，在国内大规模推广。③积极开展冷弯薄壁型钢住宅各部分构件的理论和试验研究，吸收国外轻钢结构体系技术改进和发展经验，提高国内钢结构建筑技术水平。
参考文献：
[1]沈祖炎，李元齐.高强冷弯薄壁型钢住宅结构抗震性能研究报告.
[2]周天华，石宇，何保康，等.冷弯型钢组合墙体抗剪承载力试验研究[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版），2006（2）：83—88.
[3]郭鹏，何保康，廖芳芳，等.低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系及传力路径分析[J].工业建筑，2007（增刊）：1215—1219.
型钢混凝土结构 篇12
该工程有5根型钢混凝土柱自基础生根, 在20~23层又增设3根型钢混凝土柱, 这些型钢混凝土柱与20~23层的型钢混凝土梁共同构成钢结构连接体的支撑体系。型钢混凝土组合结构, 相对于一般的框架结构, 可显著提高结构的抗震性能, 并且与纯钢结构相比, 还可以提高结构的刚度和防火性能, 具有良好的经济效益。
一、型钢混凝土组合结构施工分析
型钢混凝土结构作为本工程的结构特色, 是施工的重点和难点, 其施工质量直接影响钢结构连接体吊装后的就位, 对钢结构连接体的结构安全至关重要。
该工程主体施工阶段, A、B塔楼共有5根型钢混凝土柱自基础底板生根, 其中A塔楼3根, 钢骨柱截面尺寸700×1000, B塔楼2根, 钢骨柱截面尺寸700×700, 均为箱型截面, 钢板厚度25mm。施工至19层 (连接体高度) 时, A、B塔楼在楼层内又增设7根型钢混凝土柱, 该部位的型钢混凝土柱和型钢混凝土梁共同作为钢结构连接体的受力体系。待钢结构连接体在地面整体拼装完毕后整体吊装并与塔楼边缘的型钢混凝土柱预留的牛腿用高强螺栓固定。
连接体部位示意如下图所示:
二、施工方法及创新点
1. 重点、难点分析
在连接体楼层部位的型钢混凝土柱与型钢混凝土梁连接时, 框梁受力钢筋较多, 特别是在A塔楼裙房10/D轴交会处, 有3根框架梁纵筋均连接在一根型钢混凝土柱上, 多达76根直径22和25的受力钢筋和18根受扭纵向钢筋均需连接在1根型钢混凝土柱的侧面, 连接情况复杂, 与型钢混凝土柱纵筋“打架”现象较多。
型钢混凝土梁与型钢混凝土柱采用刚性连接固定后, 型钢混凝土柱纵筋如何贯通也是施工的难点。
2. 方案选择
针对型钢混凝土梁、柱节点区域梁纵筋如何绑扎、连接, 项目部通过召开专题会议, 对问题进行了深入探讨, 最终确定了以下四种处理措施:
措施1:在型钢柱上穿孔, 梁筋伸入型钢柱;采用该措施, 要保证型钢柱在穿孔时, 型钢截面损失率不大于20%。
措施2:梁纵向钢筋在端部弯折一定长度, 竖向焊接在钢柱上, 焊缝长度满足单面焊10d的要求;
措施3:在型钢混凝土柱加工过程中, 预先在型钢柱与型钢梁梁筋标高部位加焊水平连接板, 水平连接板厚20mm, 在型钢梁钢筋安装时, 将型钢混凝土梁纵筋全部焊接在连接板上, 连接板长度满足钢筋焊接长度要求;
措施4:利用钢筋机械连接的方法, 在型钢柱加工过程中, 在梁筋标高处预先按型钢梁钢筋的直径焊接直螺纹套筒, 型钢混凝土梁的纵筋通过套丝机加工丝头, 在钢筋安装时直接拧入型钢柱上的直螺纹套筒内;
在确定了以上几种施工措施之后, 经过对图纸的细化和分析, 并结合STS钢结构深化设计软件, 对型钢梁纵筋的连接均进行了反复比较, 考虑到型钢梁纵筋在现场的连接可能会遇到如下问题:
(1) 梁筋孔径偏差, 导致粗直径的螺纹钢筋无法穿入;
(2) 用于连接梁纵筋的连接板和套筒位置出现偏差, 导致梁筋无法按要求焊接;
(3) 套筒在钢结构加工厂焊接时, 可能存在焊接的套筒与现场加工的丝头不匹配, 出现正丝与反丝不能对接现象;
(4) 钢筋加工长度偏差, 导致钢筋焊接后不满足焊接长度或锚固长度的要求;
(5) 由于钢柱牛腿和钢筋连接板的存在, 导致封柱模、梁模困难, 混凝土浇筑、振捣时可能出现涨模、漏浆现象。
3. 施工安排
为有效保证型钢混凝土组合结构的施工质量, 工程充分利用钢结构深化设计的STS软件, 加强对节点施工质量的预控。
钢结构的STS软件可以将比较抽象的CAD平面图形通过输入特定的参数转化为非常直观的3D图形, 在3D图形里面可以将每块钢板甚至每个螺栓都显示的非常清楚。
三、质量保证措施
梁柱节点区域的细部控制要将土建的钢筋翻样和钢结构的深化设计紧密结合, 对梁柱节点区域的细部控制主要包括以下几个方面:
(1) 钢筋采用穿孔方式连接时, 应保证孔径的大小, 穿孔的位置尽量避免碰到型钢柱腹板内的加劲肋, 且要保证型钢截面损失率不超过20%的设计要求;
(2) 采用在钢柱上焊接套筒方式连接钢筋时, 应注意焊接的套筒规格和型号, 避免出现正反丝不匹配现象, 且套筒标高位置应与土建钢筋绑扎位置一致;
(3) 钢筋采用连接板方式连接时, 应注意连接板的长度和宽度, 长度要满足钢筋在连接板上焊接10d的要求, 宽度要保证钢筋水平间距和粱侧模封模要求。
(4) 型钢梁箍筋的绑扎方式和普通混凝土梁有很大差别, 型钢混凝土梁的箍筋必须在梁底模支设前由下向上穿入型钢梁中, 然后采用扳手将箍筋进行对弯后焊接, 最终形成封闭箍, 如下图所示:
型钢梁箍筋完成穿插后应及时支设梁底模, 另外, 考虑到型钢混凝土梁、柱节点区域形状很不规则, 要将模板分成很多块进行拼接, 在施工中应加强梁柱节点区模板的加固, 以避免混凝土浇筑过程中出现跑模、漏浆现象。
按照相关质量验收规范的要求, 对型钢混凝土结构的施工质量提出了以下两点要求。 (1) 保证受力钢筋间距允许偏差控制在±8mm以内; (2) 保证梁、柱保护层厚度允许偏差控制在±3mm以内;
四、结语