摘要:型钢混凝土组合结构同时具有钢结构和混凝土结构的双重优点,是近年才发展起来的一种新型结构体系,有着可观的经济效益,已被广泛地运用到现代建筑工程中,本文以实际工程为例,探讨型钢混凝土结构的施工技术。
1项目概况
某工程建筑面积20万平方米,建筑高度达100米,是集休闲、娱乐、百货、酒店、公寓、写字间于一体的智能化建筑。大厦总共25层,地下3层,地上22层,楼面建筑层高为4.05米,纵向距离为 28.6m。混凝土强度设计等级为40型(型钢梁柱部分为 C50)。主体结构部分受力筋HRB400 及HRB335 为主,型钢框架结构是楼体整体系统的主要受力构件,纵向跨度为27.963米,横向由连续三跨连续梁组成,单跨跨度 23.122 m,为目前跨度较大的型钢混凝土框架结构。框架体系中线尺寸 24.906 m×67.884 m,型钢梁顶标高7.2 m;型钢柱为双 H 型焊接型钢断面,型钢梁为 H型焊接型钢断面。
2型钢混凝土施工重点及要点
2.1型钢混凝土柱施工重点设计
梁柱节点、模板支护及混凝土施工是整个型钢混凝土结构施工质量和整个工程结构安全的关键。①型钢混凝土柱梁节点处理。型钢混凝土柱钢骨呈双 H 型,纵向及横向的型钢梁钢筋需贯穿型钢柱翼缘及腹板,型钢柱钢筋需贯穿型钢梁翼缘。②型钢混凝土梁柱模板及支撑系统设计。梁柱截面尺寸大,跨度大,属大跨度梁,支撑体系设计需重视。③型钢混凝土结构混凝土(强度 C50)施工、混凝土浇捣的密实度及其养护也是型钢混凝土设计重点。
2.2型钢混凝土模板、钢筋及砼施工要点
在型钢混凝土的模板、钢筋及混凝土施工过程中要注意以下一些施工要点:①型钢梁安装就位后,型钢以及型钢梁拉筋均需要焊接。因此,模板只需要先铺底模。②型钢混凝土钢筋安装原则:钢筋能绕过型钢的尽量绕过型钢,尽量避免穿翼缘,穿钢筋孔必须进行塞焊。③采用封闭箍筋,其末端应有 135°弯钩,弯钩端头平直段长度不应小于 10 倍箍筋直径。若箍筋末端不能制作成 135°弯钩,则进行焊接。④垂直于翼缘的梁筋,通过翼缘板上的预留孔穿入柱内,垂直于腹板梁筋遇腹板时,弯折锚固入柱,锚固长度不小于 40d,弯钩直段长度不小于 10 d。⑤板筋按原设计要求布置,遇到劲钢柱的翼缘和腹板而无法穿过时弯折锚入柱内 30 d,并按设计图要求增设附加钢筋。⑥型钢混凝土框架梁的截面高度不小于 500 mm时,在梁的两侧沿高度方向每隔 200 mm,应设置 1根纵向腰筋,且腰筋与型钢间宜配置拉结钢筋。⑦型钢混凝土钢筋接头必须采用焊接。⑧在梁柱接头处和型钢翼缘下部,要预留排除空气的孔洞和混凝土浇筑孔。⑨混凝土浇筑时,必须使用小直径振动器。而且型钢梁下部梁外模,也必须使用振动器进行体外振动纵向腰筋,且腰筋与型钢间宜配置拉结钢筋。⑩型钢混凝土钢筋接头必须采用焊接。在梁柱接头处和型钢翼缘下部,要预留排除空气的孔洞和混凝土浇筑孔。
3型钢混凝土相关施工工艺
3.1模板及支撑体系施工工艺
本工程在进行模板及支撑体系设计时,着重考虑如下几方面:由于本工程考虑混凝土应力原因,设计考虑了2 条 1 m 宽后浇带,将整个楼面分成 3 块,考虑自重及其它荷载,由于后浇带而断开的梁底模均不能拆除,故在搭设脚手架时该部分要独立考虑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于构造的特殊原因,为了保证构件混凝土密实度,型钢混凝土构件所采用的混凝土坍落度比一般泵送混凝土要大,一般为 160 mm 以上,因此模板所承受的来自流态混凝土的压力也比一般混凝土构件大。
本工程梁模板均采用 15 mm 厚九层板配制,支撑体系均用 Φ48×3.5 钢管和可调撑托。经计算,梁底模板背方采用 100×100 木方 @200,侧模用,50×100 木方 @300,两侧用 Φ48×3.5 钢管 @500 夹紧,并用 Φ48×3.5 短钢管 @300 横向设置于梁底板模板木方底部,并在梁底板和梁两侧处与竖向立杆(Φ48×3.5 钢管)通过扣件拧紧固定。立杆间距为 0.8 m×0.8 m,横杆步距 1.0 m,每 4 m 设置一道剪力撑,大梁的支撑通过横杆与满堂脚手架相连,底部设置扫地杆。此外由于梁的跨度大于 4.0 m,根据设计要求起拱1‰L,又因为梁高为 1.6 m,沿梁高方向对拉螺杆,螺杆直接焊接在型钢腹板上。模板拼缝处用双面的海绵胶粘贴密实。
3.2型钢柱与型钢梁的连接
柱内型钢与梁内型钢的连接焊缝等级为一级焊缝,在工地施焊必须采用全熔透坡口焊缝,焊条等级应与设计和相应钢材的等级相匹配。在梁翼缘的对应位置设置柱的水平加劲肋,水平加劲肋应与梁翼缘等厚,采用坡口全熔透焊缝焊接。焊接时必须保证施焊点的干燥与清洁,严禁在雨雪天进行任何焊接活动。对于全部焊缝,必须进行100%无损探伤,对于有问题处,必须采取相应措施彻底处理。
3.3特殊部位的节点处理
型钢梁抗扭钢筋拉结筋与型钢腹板的连接:抗扭钢筋的拉结筋若通过在型钢腹板上开孔的方式与抗扭钢筋或构造筋拉结,由于数量较多且工厂内开孔定位与现场施工情况不能很好的相符合,大大增加了型钢制作和现场施工的难度,此时可将拉结筋改为拉钩施工,做法是:将拉结筋的一端弯折成135°弯钩,另一端弯折成90°弯钩,平直端长度10d,施工时,135°弯钩段紧紧钩住抗扭钢筋,另一端平直段与型钢腹板满焊连接,焊接长度10d,支设模板前需将焊接部位焊渣全部清理干净。型钢梁的搭接连接,应在距离支座满足大于1/3净跨区域,采用全熔透焊缝焊接,焊缝等级一级,并应对所有此类焊缝进行无损探伤。
3.4混凝土浇筑工艺
(1)混凝土配制要求
型钢混凝土构件对混凝土要求较高,采用 C50高流态混凝土,骨料粒径为 5~20 mm,级配良好,现场出料坍落度控制为 180±20 mm,初凝时间 12~13 h,终凝时间 15~16 h。
(2)混凝土浇筑时的关键技术
①主梁底部钢筋密集且有型钢梁的影响,故浇筑混凝土时在型钢梁一侧下料,用振捣器向另一侧赶,直至另一侧出现混凝土再在两侧同时振捣,从大梁的中间向两端平行推进。②由于型钢构件的特殊性,尤其是本工程采用双 H 形型钢柱,在加劲板及节点处上下翼缘的内侧与型钢柱腹板形成“死角”部位,施工规范常规做法是在该处开一直径约 50 mm 排气孔,施工时利用混凝土的良好自流性与和易性挤出“死角”部位空气,以保证混凝土密实。经仔细研究,我们采用了利用排气管改进排气孔的施工工艺,利用 Φ32 硬质 PVC 套管预埋,将“死角”部位与外界贯通,待混凝土浇筑高度超过该部位后及可将套管抽出,再对混凝土进行补振。
4结语
总之,型钢混凝土结构施工技术在当代工程施工中的广泛运用,不仅有效地提高了建筑结构的稳定性和可靠性,还促进了我国建筑行业的发展。因此,在型钢混凝土结构的施工时,必须努力提升施工技术,掌握施工重点和要点,做好质量控制工作。
参考文献
[1]刘世平.某高层建筑型钢砼组合梁柱施工技术探讨[J].河南建材,2010.
[2]刘全荣.高层建筑框架梁柱节点施工技术探讨[J].现代装饰(理论),2011.
论文作者:何俊澎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/25
标签:型钢论文; 混凝土论文; 梁柱论文; 钢筋论文; 腹板论文; 模板论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;