浅谈型钢混凝土组合结构在施工中应用

浅谈型钢混凝土组合结构在施工中应用

常小芳

——南京.泛悦广场项目一期工程实例分析

中国电建市政建设集团有限公司天津300384

摘要：型钢混凝土组合结构构件由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成，简单点说就是在原有的钢筋混凝土梁、柱等构件里添加型钢。加入型钢后可以有效提高构件承载能力，减小构件轴压比，显著改善钢构件的平面扭转屈曲性能，使钢材的轻度得到充分的发挥。

关键字：型钢(Q345B)；地脚螺栓；箍筋

本课题之南京.泛悦广场项目一期工程G5#楼为剪力墙结构，地下2层、地上30层，高程93.75m，建筑面积28128m2。其中，柱YBZ25、YBZ25a、YBZ25b为型钢混凝土柱，高度16.0m。

1.工艺的特点

1.1型钢外包裹的混凝土具有抵抗有害介质侵蚀，防止钢材锈蚀等作用，同时型钢外混凝土的保护层厚度也决定结构构件的耐火性能。

1.2型钢混凝土组合结构节约钢材，由于以混凝土和型钢共同承担荷载，使型钢混凝土成为节约钢材的一个重要手段。

1.3型钢混凝土组合结构抗震性能好，由于型钢的设置其延性比钢筋混凝土结构有明显提高，因此在大震中此种结构呈现出较好的抗震性能。

2.适用范围

型钢混凝土组合结构是一种新型结构体系。适用于框架结构、框架剪力墙结构、底层大空间剪力墙结构、框架核心筒结构等结构体系，可以应用于全部构件，也可以于部分构件。

3.工艺原理

型钢混凝土组合结构构件是由型钢、主筋、箍筋及混凝土结构组合而成。即核心部分有型钢结构构件，其外部则为以箍筋约束并配置适当纵向受力主筋的混凝土结构。型钢混凝土组合结构是在型钢混凝土内配置型钢提高结构的抗剪能力，从而减小梁柱截面尺寸。

4.工艺流程及操作要点

4.1工艺流程

技术交底→绑扎承台及筏板钢筋→预埋地脚埋件→浇筑底板、承台混凝土→安装第一节型钢柱→柱脚灌浆→安装型钢梁→绑扎柱子钢筋→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→……

4.2操作要点

4.2.1预埋地脚螺栓

地脚螺栓的预埋工作非常关键，它直接影响第一节型钢柱的安装精度乃至关系到整个工程钢结构的安装质量。本工程型钢柱从基础顶面就有，需要从基础承台内生根。为保证第一节型钢柱的安装精度，在预埋时增加一块辅助钢垫板，该钢垫板的截面尺寸及螺栓孔位与第一节柱的柱脚完全相同，因此只需保证钢垫板的安装精度即可。

安装地脚螺栓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。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。

4.2.2浇筑承台基础混凝土

按图纸设计要求浇筑承台混凝土至设计标高，再浇筑微膨胀无收缩C60细石混凝土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。

4.2.3型钢柱的吊装

型钢柱采用H型，型号为H-260*200*22*25，第首节拼接位置标高为-4.25m、第二节拼接位置标高为2.02m，总体分为三节。型钢柱就位后立即对垂直度、轴线、牛腿标高进行初校，安设临时螺栓固定，采用倒连与钢丝绳配合经纬仪校正检查柱子的垂直度。

4.2.4型钢柱的焊接

（1）安装第一节型钢柱，在钢柱安装前取掉辅助用的钢垫板将地脚螺栓，螺纹清理干净，然后吊装。若型钢柱的轴线、标高、垂直度有偏差应采用液压千斤顶顶起调节柱脚的上下螺母，配合吊线进行检查校正，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。

（2）型钢柱节点焊接部位，若上、下接触面间隙在1.6～6.0mm之间，可采用低碳钢的垫板垫实间隙后，再进行焊接，坡口焊接应先做好准备焊接口的预热。柱与柱的对接焊接一般采用二人同时对称焊接，以减少焊接变形和残余应力。对于厚板的坡口焊多采用φ5mm焊条，底层多采用φ4mm焊条焊接，中间层可采用φ5mm或φ6mm焊条，盖面层多用φ5mm的焊条，三层应连续施焊，每层焊接完成后及时清理，并进行焊缝检查。

4.2.5柱脚灌浆料的施工

型钢柱安装校正、定位并形成空间刚度单元后及时对型钢柱底板和承台基础顶面的50mm空隙采用无收缩C60细石混凝土进行二次浇灌。浇筑时，从一侧浇灌并振捣，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。

4.2.6安装柱子钢筋

（1）柱主筋的施工

柱主筋φ14～φ25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。

（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。柱箍筋由矩形箍筋和拉筋组成，箍筋设计为φ10、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。

4.2.7钢牛腿焊接

钢牛腿长度为100，宽度同柱型钢翼缘宽度。工字形梁翼缘与柱的焊接，牛腿、套筒及柱型钢的焊接均为工厂焊。

4.2.8梁柱节点的施工

型钢混凝土梁柱节点处，当钢筋必须穿过型钢时，穿孔位置及穿孔直径必须符合要求：在柱内型钢腹板上预留孔，型钢腹板截面损失率不大于腹板面积的25%；穿孔的直径宜按所穿过钢筋公称直径加4～6mm确定。当钢筋穿孔造成型钢截面损失而不能满足承载能力要求时，应对型钢采取加固补强措施，最简单的补强措施是采取型钢截面局部加厚的方法，但是要注意两个问题,一是型钢梁柱刚度不宜突变过大，二是确保不影响混凝土的浇筑质量。

4.2.9柱模板施工

本工程全部配制木胶合板。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。

4.2.10柱混凝土施工

（1）工艺流程：浇筑部位施工缝的清理→相关专业的验收(土建、水电)→施工缝提前浇水湿润→混凝土输送泵试运行→铺设50mm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

1）柱混凝土浇筑前，先浇筑50mm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。2）软管出口混凝土离模板内侧面不应小于50mm，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米左右。3）混凝土的振捣间距为450mm，振捣时间以混凝土表面出现浮浆，不再下沉为止，时间宜为20秒左右。4）振捣棒不得触及模板钢筋预埋管件；浇筑时，专人看护模板、钢筋有无位移、变形，发现问题及时处理。振捣棒快插慢拔，插点均匀排列，逐点移动，点的间距控制在450mm为宜，H字型钢柱应在柱两侧进行插棒振捣。5）梁混凝土的施工同普通梁板混凝土的施工，但由于节点核心区的不只是有型钢梁柱通过，而且梁柱钢筋也在此交汇，混凝土浇筑比较困难，采用30棒加强振捣。

结语

从型钢柱的制作加工、安装方法及质量要求，在每一工序施工前均由技术人员进行详细交底及现场指导。将质量检查工作贯穿于施工全过程，使施工工序质量达到内控要求，通过检查符合验收标准。希望经过此次的施工总结，能为以后类似工程施工提供参考。

参考资料：

[1]南京?泛悦广场项目一期工程G5#号楼结构施工图

[2]多高层民用建筑钢结构节点构造图集01SG519

[3]型钢混凝土钢筋排布及构造详图12SG904-1