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摘要:型钢混凝土组合结构，也称为劲性钢筋混凝土结构或包钢混凝土结构，是在型钢结构的外面包裹一层混凝土外壳形成的钢一混凝土组合结构。型钢混凝土组合结构因具有高承载能力、优异的耐火性能和耐久性能、良好的抗震性能在建筑工程中得到广泛应用。本文就型钢混凝土组合结构施工工艺方面进行探讨。
关键词:型钢混凝土；组合结构；施工；安装；浇筑与养护
由于型钢混凝土结构是在混凝土构件中配置型钢，并配有一定的受力钢筋和构造钢筋，因此容易造成梁柱节点区钢筋的空间关系复杂，混凝土浇筑质量难以保证。因此掌握准确的工程施工技术非常重要。
1．工程概况
该商住楼位于广州市，局部采用了型钢混凝土结构,建筑面积32500.34m2,建筑地下2层,地上16层。基础为桩筏基础,基础埋深-11.500m,筏板厚度为2m,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6m,7层以上层高为4.5m。所用型钢柱主要为十字形柱,外形尺寸为550mm×550mm,型钢梁为工字形,外形尺寸为200mm×500mm。主要型钢混凝土柱截面尺寸为800mm×800mm,主要型钢混凝土梁的截面尺寸为550mm×800mm,工程主要部位的开间和进深均为8m。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80m,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,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。
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縱筋之下,这两层钢筋之间的净距按规范要求不小于25mm和较大钢筋的直径,这样两层钢筋间的最小净距为25mm,两排钢筋的中心距离为25mm+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5m时采用一次浇筑,当层高大于5m,则采用分层浇筑,一层不超过4m。混凝土自高处倾落的自由高度控制在2m以内,当浇筑高度超过2m,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50mm厚与混凝土配合比相同的碱石砂浆,再分层浇筑,分层厚度500mm。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3m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1.2N/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12h内应派专人进行覆盖和浇水养护,梁板养护时间不少于7d。柱等竖向构件的带模养护时间为2d,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1.2MPa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。
参考文献
[1]何承东，浅谈型钢混凝土结构中的钢筋施工[J].山西建筑，2011.08
[2]黄国卿，钢-混凝土组合结构在梁板加固工程中的应用[J].建筑设计管理，2010.05
关键词:型钢混凝土；组合结构；施工；安装；浇筑与养护
由于型钢混凝土结构是在混凝土构件中配置型钢，并配有一定的受力钢筋和构造钢筋，因此容易造成梁柱节点区钢筋的空间关系复杂，混凝土浇筑质量难以保证。因此掌握准确的工程施工技术非常重要。
1．工程概况
该商住楼位于广州市，局部采用了型钢混凝土结构,建筑面积32500.34m2,建筑地下2层,地上16层。基础为桩筏基础,基础埋深-11.500m,筏板厚度为2m,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6m,7层以上层高为4.5m。所用型钢柱主要为十字形柱,外形尺寸为550mm×550mm,型钢梁为工字形,外形尺寸为200mm×500mm。主要型钢混凝土柱截面尺寸为800mm×800mm,主要型钢混凝土梁的截面尺寸为550mm×800mm,工程主要部位的开间和进深均为8m。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80m,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,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。
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縱筋之下,这两层钢筋之间的净距按规范要求不小于25mm和较大钢筋的直径,这样两层钢筋间的最小净距为25mm,两排钢筋的中心距离为25mm+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5m时采用一次浇筑,当层高大于5m,则采用分层浇筑,一层不超过4m。混凝土自高处倾落的自由高度控制在2m以内,当浇筑高度超过2m,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50mm厚与混凝土配合比相同的碱石砂浆,再分层浇筑,分层厚度500mm。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3m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1.2N/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12h内应派专人进行覆盖和浇水养护,梁板养护时间不少于7d。柱等竖向构件的带模养护时间为2d,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1.2MPa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。
参考文献
[1]何承东，浅谈型钢混凝土结构中的钢筋施工[J].山西建筑，2011.08
[2]黄国卿，钢-混凝土组合结构在梁板加固工程中的应用[J].建筑设计管理，2010.05