摘要：钢结构-混凝土混合结构在现阶段工程建筑领域中发挥着积极作用，为全面保障其建设质量，需要注重展开安全鉴定工作，采用科学加固措施。本文主要从钢结构-混凝土混合结构情况分析入手，提出了一个建筑工程实例，以此作为重要依据，阐明钢结构-混凝土混合结构安全鉴定和加固措施，为全面有效提升整个建筑工程的质量和水平提供一定借鉴和参考。
关键词：钢结构-混凝土混合结构；安全鉴定；加固
现代建筑行业发展过程中，施工工艺不断改进和更新，为保障工程建设质量，提升建筑项目整体水平提供良好前提。在实际安全鉴定检测房屋工作实施过程中，常见的主体结构类型包含混凝土结构、砌体结构以及钢结构，而钢结构-混凝土混合结构的应用情况较少。积极开展钢结构-混凝土混合结构的分析工作，开展安全鉴定作业，采用一定加固手段，能够良好提升该结构型式的应用效果。
1.钢结构-混凝土混合结构情况
建筑领域中不断引进先进科学的施工技术和工艺手段，良好满足不断增长的建设需求。相较于单一混凝土结构，钢结构的质量较轻，拥有着强大的抗拉效果，以其作为受力构件，所能够承载的压力要远超于钢筋混凝土构件，在同等建筑体系下，采用钢结构可以降低建筑自重，减少柱梁的截面高度。同时在使用钢结构的过程中还能够良好结合一些新型材料，如复合楼板、轻质墙板等，且可以开展规模化生产作业活动，将房屋的实际建造工期加以有效缩短。但不容忽视的是，单独使用钢结构同样面临着一些风险问题，主要是表现在钢材在受到强热影响下会容易倒塌，需要不断加强防火能力，再加上钢结构容易发生锈蚀问题。为全面发挥钢结构和混凝土结构的优势和作用，可以形成钢结构-混凝土混合结构型式，推动建筑领域的良好发展。钢结构-混凝土混合结构型式在实际施工过程中面临着一定难点，体现在：（1）钢混结构构件吊装定位困难；（2）钢混结构钢筋是刚性定位成型后钢筋保护层难以调整，无法更好适应后续工程建设调整的需求；（3）钢结构本身焊缝要求较高，节点焊缝通常为1或2级重点控制项目，制作技术要求高。
2.工程实例分析
某建筑工程高度为15m，长度为32m×26m，主体部分采用2层钢结构-混凝土混合结构型式，其中内圈以钢结构为主，外圈则使用混凝土柱结构和混凝土梁，通过钢梁实现内外圈之间的有效连接。混凝土柱截面为650mm×650mm，钢结构柱使用到H型钢，具体尺寸为HW400mm×400mm×13mm×21mm，钢结构的主梁和次梁也分别采用H型钢，具体尺寸分别为HM480mm×350mm×12mm×16mm和HN250mm×110mm×6mm×8mm。本次工程作业中严格按照《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）等相关标准进行钢柱焊接作业。钢柱焊接过程中，重点对接好厚板材料，还要处理好钢骨十字柱组合焊缝，其中使用CO2气保焊 GMAW方法进行打底，还使用到埋弧自动焊SAW方法达到填充、盖面的目的。这些焊接方法在实际应用时，需要采用的母材和焊丝焊剂情况分别分：（1）母材为Q235B，埋弧自动焊SAW选用H08A+HJ431，CO2气保焊 GMAW中使用ER50-6，手工电弧焊SMAW使用E43。（2）母材为Q345B，埋弧自动焊SAWH08A+HJ431和H10Mn2+SJ101，CO2气保焊 GMAW中同样使用CO2气保焊 GMAW中使用，而在手工电弧焊SMAW方面使用E5015。
而在检测钢柱焊缝过程中，对于一级和二级焊缝，需要按照3%的比例进行随机抽检，且达到3处以上。检测焊缝时，采用内部缺陷超声波探伤检测和射线探伤检测方式可以起到良好效果。具体计算探伤比例的过程中，首先，在工厂制作焊缝中按照每条焊缝计算百分比，探伤的长度要能够保持在200mm以上，如果实焊缝长度处在200mm以内则全焊缝探伤。其次，在现场安装作业进行中因为场地条件限制焊缝等级都应提高一级处理。
该建筑工程已经进行过两次改造，首次改造活动中拆除建筑内部的混凝土内框，采用钢结构形式，第二次改造活动并未对结构型式有所变动，主要适当调整了厨房和楼梯的位置，本次工程进行中需要布置好机房相关设备。想要推进房屋建筑工程改造活动的顺利开展，切实保障其整体的质量，需要注重在合理增加荷载的情况下，确保各项梁、柱的承载力满足运行要求。
3.安全鉴定工作
3.1外观
该建筑工程主体部分良好采用钢结构-混凝土混合结构，可以有效提升工程项目的总体建设水平。开展安全鉴定工作，需要着重检查好建筑工程的主体部位外观。在连接混凝土柱和钢框架梁的过程中，采用节点锚固方式，也就是在混凝土柱上加以锚板，在此基础上进行焊接处理，但是需要注意到的是，这一方法应用中无法满足刚接节点阻止钢梁转动的需求。在钢结构内圈中，主梁和部分结构柱顺应刚接理论形式，而主梁和次梁之间符合铰接理论。开展安全鉴定工作，自然需要针对混合结构的外观情况进行全面细致的检查，检查结果显示，该工程之中并未出现明显的外观质量缺陷，如钢柱外观未见锈蚀问题，焊缝表面无裂纹、气泡；钢柱浇筑完成后外观上也未见麻面、蜂窝、开裂等情况。
3.2混凝土抗压强度
混凝土的抗压性，会影响到混凝土作业的实际开展效果。从工程建筑现场作业情况来看，切实开展抽样检测工作，要采用回弹法加以有效处理，重点检测混凝土构件的抗压强度。这其中要严格按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011的相关规定进行，将已经检测到的数据加以换算，分析各项数据，可以得到现龄期强度的推定値分别为35.5、35.8、36.2、36.6、37.0、37.3、37.7、38.1、38.5、38.9、39.3、39.7以及40.1MPa，由此可以得到混凝土强度的平均值m为37.7MPa，可以认为混凝土强度符合施工标准。
3.3混凝土配筋
抽样检测好混凝土框架柱的实际配筋情况，是确保混凝土结构施工质量的重要前提，其中需要使用到磁感仪这一设备，按照《混凝土钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2008的要求开展检测作业，将能够起到良好效果。具体抽样检测活动进行中，需要选取主体结构部分的12根混凝土柱，开展全方位的扫描和部分剔凿检验，得到混凝土柱主筋数量一致。
3.4构件尺寸
针对该房屋工程主体结构部分的混凝土柱截面加以抽取调查，在实测的基础上明确其规格确定为650mm×650mm。在检测钢结构构件截面尺寸的过程中，使用到卷尺、超声测厚仪可以起到良好效果，检测环节主要选择8根钢柱作为样品，抽检的钢梁截面尺寸之中，实测值和设计值之间的偏差始终保持在3mm以内，满足相应的设计标准[1]。
3.5承载力
从建筑工程的现场布置图和各项设备质量状态入手，验算好工程项目的结构承载力，本次计算过程中借助于PKPM结构计算软件。在非抗震作用下的验算结果显示，本次建筑工程中有2根钢柱和15根钢梁构件的承载力不够高，同时建筑工程中还有6根次梁构件的挠度超过限度，剩余的其他构件均符合工程建设标准。
4.加固作业
面对房屋建筑所采用的钢结构-混凝土混合结构不够稳定的情况，需要采用科学有效的加固作业，强化总体的管控效果。该建筑工程主要是受到外加静荷载的作用影响，部分构件之间无法适应挠度和承载能力的要求，再加上钢梁和混凝土柱的连接部位有着梁转动情况，需要做好切实有效的加固处理工作[2]。本次工程加固作业进行中，通过焊接和锚栓的方式，连接好新旧结构，构建全新的共同工作面，促进其保持着共同受力的状态。在实际焊接和锚栓作业进行中，事先要确保各项性能指标都充分满足相应的设计标准，设计出科学有效的加固方案，如增加支撑、构件截面积以及构件方面，促进其更好满足相应的使用标准。
4.1柱加固作业
开展柱加固作业活动的过程中，主要包含柱和柱顶方面，需要焊接新的钢板，促进受压柱的横截面积和截面惯性矩都适当增加，促进层间的位移有效减少，从而促进钢柱的受压承载力，具体加固过程的示意图如下图1所示。
图1 柱加固示意图 （单位：mm）
现有房屋工程之中的钢柱顶建设方式中存在着较大不合理性，表现为钢柱和钢梁采用搭接方式，在这部分之中增加相应的T型钢，尺寸控制在200mm×300mm×10mm×15mm方面，并及时使用焊接方式加以控制，促进梁柱构件形成钢节点，其可以针对钢梁的实际转动情况加以有效控制，提升了构件的强度、刚度和抗剪性[3]。
4.2梁加固
加固房屋工程的梁，增强其整体的稳定性和强度，是强化整个工程项目稳定质量的重要手段。加固梁过程中主要是采用加固梁顶或者新增梁的方式。具体加固作业进行中，要注重从首层钢柱和钢梁交接处入手，焊接新的钢板，尺寸分别为16mm×120mm和16mm×400mm，具体情况如下图2所示。
图2 顶梁加固示意图 （单位：mm）
加固梁进行中，要注重结合混凝土柱和钢柱的实际承载力情况，通过计算确定薄弱环节进行增加钢骨骼厚度及长度，确保整个梁加固的效果。
而在采取新增梁方式过程中，主要是采用了次梁形式，将其设置在两层之间的钢梁、钢梁与混凝土梁之间，其中借助于化学锚固手段，促进混凝土柱之中良好锚固相应的连接板，为强化其新增钢梁之间的连接效果，还需要使用到M16高强螺栓连接方式和焊接方式。本次加固作业实施环节，主要是沿着局部或者全部长度方向，针对梁截面加以适当的延展，实现整个构件整体受力面积持续增加的目标，对于腹板来说，也可以增设一定的钢板，延长构件沿着腹板方向的回转半径，针对两个方向的惯性矩加以有效平衡。
4.3节点和楼板加固
开展房屋工程节点和楼板加固作业的过程中，前者需要发挥锚栓和焊接方式的作用，良好连接混凝土柱和钢梁，促进支座的截面有效增加，进而提升节点的抗剪能力和抗弯能力；后者加固楼顶板的过程中主要是面向楼顶板进行的，是荷载增加区域，加固环节需要采用凿毛处理手段，加大截面面积[4]。
4.4加固要点
4.4.1焊接的质量控制要点
为有效控制好焊接工艺的施工质量，需要做到：（1）做好焊接前准备工作。使用自动半自动控制好切割机或者刨边机，针对坡口进行制备；切实清理好坡口，避免油污、锈迹、熔渣以及水等杂质的存在；细致检查好坡口，通过磁粉检测好需要进行焊接的气割面；合理开展定位焊作业，将其焊缝应距设置在30mm。（2）组装和焊接顺序。焊接作业进行中，要避免出现变形情况，尤其是T型钢方面，其中需要将T型钢设置在组立机上，通过气保焊开展定位焊接。在非对称双面坡口焊缝中，需要在深坡口面开展部分焊接，逐步焊接好浅坡口面的焊缝，在此基础上再次焊接好深坡口面的焊缝。
4.4.2浇筑混凝土的质量控制要点
控制好浇筑混凝土质量要做到：（1）强化施工准备，严格控制好混凝土各项原材料，设置好拌和配合比，检查各项施工设备，使其保持正常运行状态。（2）施工过程中使用天泵汽车浇筑混凝土方式，控制好商品砼质量，泵送砼作业中要满足结构设计强度，具有良好可泵性，达到不泌水、不离析的状态；使用混凝土输送泵，保证输送管道的通畅效果；在完成打灰作业后，要及时吸出剩余混凝土；将冲洗泵的水排入到施工现场的排水沟中。（3）混凝土养护，通过洒水、覆盖塑料布、草帘等方式，达到养护目的。
5.结束语
在钢结构-混凝土混合结构普及的今天，早期使用钢结构-混凝土混合的建筑都在慢慢老化中，很多建筑已经不能满足当前的发展要求，为更好保障建筑工程质量，需要不断改进和优化该项施工技术。当前钢混结构加固技术普及程度逐步提升，本文作者有幸参与到钢混结构的加固建设工作中，特此分享下关于钢结构-混凝土混合结构应用技术手段，希望能够为工程建设人员更好应用该项技术，提供一定的参考。
参考文献：
[1]韩轶. 高层建筑钢-混凝土混合结构设计分析[J]. 建材与装饰，2017（18）：00102-00103.
[2]陈铭超. 某单层钢结构厂房的结构安全性鉴定与加固处理[J]. 山西建筑，2017，43（11）：47-49.
[3]朱云龙，顾夏英，印海涛. 框架-砌体混合结构抗震加固技术研究[J]. 苏州科技大学学报：工程技术版，2017（30）：209.
[4]林健康，杨文伟，包超. 竖向刚度不同的混合结构连续倒塌机制分析[J]. 地震工程学报，2018，40（4）：713-720，840.
论文作者:吴佳楠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签：混凝土论文; 钢结构论文; 作业论文; 结构论文; 钢梁论文; 构件论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第25期论文;