大截面劲性钢骨混凝土柱、梁施工关键技术.pdf

建筑施工第4 5卷第8 期1553-STRUCTURECONSTRUCTION施构结大截面劲性钢骨混凝土柱、梁施工关键技术江舟苏州二建建筑集团有限公司江苏苏州215122摘要：为保证劲性钢骨混凝土结构施工质量，依托某采用钢筋混凝土框架结构的中学综合楼工程施工案例，对其劲性钢骨柱、梁构件的施工关键技术进行了总结阐述。新技术具有良好的社会和经济效益，可为类似大跨度大空间劲性钢骨柱、梁结构的现场安装提供借鉴。关键词：劲性钢骨柱；劲性钢骨梁；安装施工；工序交接中图分类号：TU758文献标志码：A文章编号：1 0 0 4-1 0 0 1(2 0 2 3)0 8-1 553-0 3DOl:10.14144/ki.jzsg.2023.08.015Key Construction Techniquesfor Large Section Stiffened SteelReinforcedConcreteColumnsandBeamsJIANGZhouSuzhou Erjian Construction Group Co.,Ltd.,Suzhou 215122,Jiangsu,ChinaAbstract:To ensure the construction quality of the reinforced steel reinforced concrete structure,based on theconstruction case of a middle school comprehensive building using a reinforced concrete frame structure,the keyconstruction technologies of the reinforced steel reinforced column and beam components are summarized andelaborated.The new technology has good social and economic benefits,and can provide reference for onsite installationof similar large-span and large-space reinforced steel column and beam structures.Keywords:stiffened steel column;stiffened steel beam;installation construction;process handover劲性钢骨混凝土柱、梁主要将劲性H钢骨架作为芯材，结合混凝土材料共同承受荷载作用，可大幅提高构件的强度与刚度1-2 。劲性钢骨混凝土结构既具备混凝土良好的抗压性能，也能发挥出钢材优异的抗拉特性，兼顾2 种材料的优势 3-4 ，可有效改善混凝土的延性。相较于钢筋混凝土结构，在同等承载力条件下，劲性结构不仅缩小了构件截面，降低了自重，可腾出更多有效使用空间，而且施加至下部地基的荷载也有所降低。而相比钢结构，劲性结构可在提高建筑物刚度和抗震性能的同时，大幅降低钢材用量，并具备良好的耐火与减振阻尼特性，同时在实践中也便于现场施工、加快进度。但是，劲性钢骨混凝土柱、梁结构也存在着焊接质量不易保证、型钢构件重导致吊装困难以及与钢筋混凝土构件连接上的配合协调等问题，需要厂内及现场制作、加工和安装时严控质量，尤其需要注重施工前方案策划、施工中工序控制以及施工后检测和检查。作者简介：江舟（1 9 8 8 一），男，本科，工程师通信地址：江苏省苏州市相城区澄阳路8 8 号6 楼(215131)。电子邮箱：350 8 9 2 9 9 0 收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 81工程概况某中学综合楼工程建筑高度1 7.4 m，总建筑面积约9000m，设计采用钢筋混凝土框架结构，地下1 层，地上2 层。该工程使用劲性钢骨混凝土结构，其中钢骨混凝土梁4 根、柱8 根。梁截面为6 50 mm2300mm，钢骨截面为1 9 50 mm350mm；柱截面为1000mm1200mm，钢骨截面为4 0 0 mm850mm。钢骨混凝土为C35，钢骨架总用量1 1 5t。钢骨架为1 根H型钢柱，钢骨柱、梁截面均为H型钢，型钢柱最大尺寸850mm400mm20mm65mm，单件质量约6 t；型钢梁最大尺寸1 9 50 mm350mm20mm40mm，单件质量约1 7 t。钢骨由腹板、翼板焊接组合而成。沿翼板长度方向设置长度为8 0 mm的e19mm栓钉，共布置2 排，横纵向栓钉间距均为2 0 0 mm。为增强混凝土与钢骨架结构的握裹力，将栓钉端部设计为头形式。劲性钢骨混凝土结构构造如图1、图2 所示。项目劲性钢骨柱、梁各节、段已在车间内加工完成，本文以现场钢骨柱、梁安装及钢骨柱、梁混凝土的浇筑施工为要点，以提高钢骨混凝土柱、梁的施工质量为目的。2工艺原理本工法流程为：劲性钢骨柱吊装柱钢筋及模板制155420238BuildingConstruction江舟：大截面劲性钢骨混凝土柱、梁施工关键技术6032019栓钉 2 0 01501501200200宽350 型钢梁12400L10200010200503200022（构造）09608300T205028098016200一20016200(4)202540321300140013Q030323032650019栓钉 2 0 06032019栓钉 2 0 0图1钢骨混凝土柱截面图2钢骨混凝土梁截面作、安装柱混凝土浇筑梁、板模板制作安装劲性钢骨梁吊装梁、板钢筋制作绑扎楼面混凝土浇筑。1）采用经纬仪放线，测定柱轴线的位置，形成内控平面控制网。2）将已拼装完成的劲性钢骨柱安装在1 层柱顶预埋的钢板上，对正好螺孔，对螺母进行初紧。3）按测量、定位、调整、垂直度复核等工序完成劲性钢骨柱节与节间的安装。同时将柱脚压板和螺母焊接固定，防止螺母松动。4）安装完成劲性钢骨柱后，立设柱脚模板采用灌浆法，将柱脚底部预埋铁板下预留的50 mm空隙内灌入高出混凝土强度一个等级的灌浆料，施工时需注意要排净基脚与混凝土垫层接触面之间的空气。5）在劲性钢骨柱安装完成后，开始绑扎柱箍筋及拉钩，拉钩需穿过钢骨柱腹板预留的孔洞，这就要求在钢骨柱翻样和制作时预留的孔位置、数量、孔径要准确无误。6）为保证柱模板的对拉螺栓顺利穿过骨架，支设前首先需进行柱模板的计算，并按计算出的结果将螺栓孔在钢骨柱的腹板相应位置留置好。7）项目属高支模，故在劲性钢骨柱的钢筋、模板工程施工完成后浇筑柱混凝土，提高模架系统刚度和稳定性。8）在楼层模板工程基本结束后，因劲性钢骨梁一般用于大跨作为框架结构的主梁，故需先开始劲性钢骨梁的吊装和拼接，完成后再进行劲性钢骨梁的钢筋绑扎，最后再进行其他梁、板钢筋的绑扎。9）在钢骨梁绑扎完成后，进行楼层其他梁板钢筋的施工，在此期间做好对钢骨梁的保护，防止碰撞、敲击或撬动，直至混凝土浇筑完成。3工艺操作要点3.1劲性钢骨柱的安装钢柱最大质量5.9 t（已考虑索具），共计8 根钢柱，选用8 0 t汽车吊安装，1 6 m半径，37.9 m主臂，起重量为7.2t，满足钢柱安装要求。地脚锚栓设置在1 层框架柱柱顶混凝土中，基脚底板采用厚50 mm钢板，与预埋螺栓连接如图3所示。加劲肋850009755050174M30预埋锚栓114.75m4M30特8 8预埋锚栓专用灌浆料加劲肋281二次灌浆28L88109120150400150（a）立面（b）1-1 剖面图3劲性钢柱柱脚节点3.1.1预埋结构施工在基础柱开始混凝土浇筑前须完成预埋件安装工作。在钢筋绑扎结束后，按照设计方案规定，根据设计尺寸与定位要求将预埋件安装到位。为保证预埋件在混凝土灌注期间稳固、不跑位，应将预埋件和模板采取永久性固定措施，如将预埋件与固定支架连接牢固，再将固定支架与钢筋网主筋焊接连接，其中的固定支架可由钢筋或型钢制成。完成预埋件安装后，须对其定位进行复核，将偏差控制在要求范围内。浇筑柱混凝土时需注意包裹锚栓的上部螺纹，同时在混凝土浇筑时不能直接振、撬到螺栓，以防移位、变形或螺母松动。3.1.2钢柱安装1）安装准备。钢柱的起吊采用吊机回转法起吊，起吊前在柱身上绑扎好钢梯，便于卸钩。在吊装底层钢柱前，复核相关尺寸，同时检查现场的钢柱编号、连接板方向、螺孔大小等情况，保证满足设计方案规定后，将钢柱的标高线及安装中心线标识清楚。起吊钢柱前，将相应的吊索具、临时钢梯、溜绳等安装辅助机具固定在钢柱上，施工人员利用临时钢梯爬上柱顶，用自锁器与溜绳保证安全。2）安装施工。钢柱就位。参照柱体上的定位中线与轴线，确定钢柱位置，再将钢柱缓慢下放并使其承担部分荷载。标高调整。在吊装首节钢柱前，须准确复核柱底的基础埋件标高以保证钢柱标高符合要求。考虑柱底部位施建筑施工第4 5卷第8 期1555江舟：大截面劲性钢骨混凝土柱、梁施工关键技术工时，钢柱与楼层混凝土间存在厚50 mm的后浇层工序，故将锚栓确定为基础搁置时的标高控制基准，借助钢板将固定锚栓下螺母的上标高调整至规定高度。采用水准仪及时复测安装后的钢柱顶标高，满足误差要求后令塔吊落钩。钢柱安装前先进行柱底标高和钢柱底板中心线复测并调整，待钢柱安装就位后，调整垂直度和标高并控制钢柱之间间距，待钢柱标高及垂直度调整完成后，柱脚压板和螺母焊接固定，防止螺母松动。钢柱垂直度校正。在钢柱的纵横方向上，通过2 台经纬仪同时测量钢柱的垂直度，并以柱底的千斤顶或铁楔作为安装后的调整方法。二次灌浆。钢结构安装在形成空间刚度单元后，及时对支座底板的空隙进行二次灌浆。灌浆采用比结构混凝土强度高一等级的灌浆料填塞，在填塞施工时应注意排空钢板下的空气。3.2劲性钢骨梁的安装因本项目北侧存在高压线，只能从一侧架设汽车吊，故考虑在现场场地上将分段的钢梁拼接完成后一次性吊装完成。钢梁在深化加工时分为3段，北侧一段重5.5t（已考虑索具，下同），中段重5.8 t，南侧一段重5.5t，现场北、中、南拼装后重1 6.8 t，选用4 0 0 t汽车吊安装。汽车吊停靠在南侧场内临时道路，36 m半径，50.6 m主臂，起重量为2 1 t，满足钢梁安装要求。在钢梁吊装前，作业面已搭设好支模架，并已将现浇板、梁底板架设完成，可直接用作操作平台（因梁截面较大，梁的侧模不能封闭，需在梁钢筋绑扎完成后才能合模）。1）钢骨梁拼装：本项目利用已完成的地下室顶板上，完成钢骨梁的拼接。2）平面轴线复核：依据内控法布设的基准线控制网，对钢骨柱预留下的拼接钢板轴线进行复测并调整。3）钢骨梁吊装：选择合适的吊装设备，本项目采用400t汽车吊进行吊装作业。待钢梁就位后，调整垂直度和标高并控制钢梁与钢骨柱上预留的拼接钢板间距，采用连接钢板和普通螺栓将两端临时连接牢固（单侧，另一侧可以施焊），并临时支撑。重复过程将4 榻钢梁吊装完成。4）钢梁焊接：所有钢骨梁均吊装完成后，按轴线及标高复核钢梁，满足要求后，在梁跨1/4、1/2、3/4 处用钢筋将4 榻钢骨梁焊连拉接稳固，以防钢骨梁发生偏移、侧倾。再在每榻钢骨梁的两端临时拼接板的另一侧施焊，一侧完成后松开连接板将对侧也焊接完成。完成后进行探伤检测，验收合格后进行下道工序施工。3.3钢构与土建工序交接3.3.1地脚螺栓的交接地脚螺栓安装前应复核基础轴线位置、间距。地脚螺栓安装后应复核预埋螺栓的标高、固定螺母数量、间距及外露丝扣长度，确定正确后，再进行下道工序。3.3.2型钢混凝土结构的交接型钢柱吊装完毕后，应复核钢柱的垂直度、位移及标高。调整到位后才能进行焊接，每节柱焊接后，需对焊缝进行自检，并同时请检测公司进行检测，此时可进行钢筋绑扎工作。焊缝检测合格后方可进行支模板浇筑混凝土。浇筑过程中同样注意不得碰撞、敲击钢骨柱，混凝土应均匀地从钢骨柱四周灌入，振捣密实。3.3.3型钢翼腹板开孔过多的解决方案型钢混凝土结构的特点之一是在结构中，特别是在框架节点部位布设有大量穿过型钢的钢筋，导致存在以下问题：型钢的翼腹板开孔过多，削弱构件有效截面；降低结构安全系数，无法达到“强节点，弱构件”的要求；极大地降低了施工的可操作性。为此，我们制定了以下2 种措施（现场采用第1 种措施，但需根据实际情况选择）：柱通筋断。主梁中型钢与柱中型钢的（十字形双翼）连接中，梁的钢筋需贯通梁柱连接节点。使用连接板和劲板焊接于钢柱的钢筋相贯位置。在现场，钢筋通过焊于连接板上，以达到连续传力的目的。筋通板断。框架节点中，柱侧牛腿上以及柱腹板上开孔，保证柱的箍筋和梁的纵筋通过。劲性梁安装到位进行钢筋绑扎时，采用一般方法无法使腰筋牢固定位，现拟通过拉结筋、腰筋与型钢腹板焊接连接。但施工时需保证不将型钢腹板烧穿。同时，焊接以点焊为主。实际穿孔节点，在钢结构加工前，根据设计图纸确定穿孔点，再根据穿孔节点进行详图深化，并将穿孔图归于深化图纸中。4结语本文依托某中学综合楼工程，针对报告厅与操场的跨度大、层高高等特点，采用劲性钢骨混凝土柱、梁形式，从而确保了工程成本、进度与质量。同时，根据此项目中的劲性钢骨混凝土柱、梁的施工经验及相关理论知识，总结出大跨度大截面劲性钢骨混凝土柱、梁的制作、安装及施工工艺，为类似项目积累了有价值的参考经验。参考文献1】苏鹏.大重量钢骨混凝土梁施工主要技术及监理控制要点 .建筑技术开发,2 0 2 3,50(1):51-53.2张谊亮,叶桐,李鹿宁,等.复杂钢骨混凝土劲性结构穿钢筋节点施工技术 .四川建材,2 0 2 2,4 8(1 0):1 1 2-1 1 4.33王晨炜.某学生活动中心钢骨混凝土组合结构施工技术 .施工技术,2 0 2 0,4 9(4):1 0 0-1 0 2.4劳劳唯中，周观根，洪王东.杭州奥体博览中心主体育场钢骨混凝土施工关键技术 .施工技术,2 0 1 5,4 4(8):4 1-4 4.