型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制

劉立峰

（山西四建集團(tuán)有限公司 山西 030012）

1 工程概況

山西科技創(chuàng)新城科技創(chuàng)新綜合服務(wù)平臺(tái)（一期）工程A座部分框架柱、框架梁采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，共有36根型鋼混凝土柱（棧橋6根），20根型鋼混凝土柱從基礎(chǔ)伸至屋面；173根型鋼混凝土梁。

型鋼混凝土柱截面尺寸有：800mm×800mm（內(nèi)設(shè)400mm×200mm×20mm×20mm 十字型鋼）、1250mm×1000mm（內(nèi)設(shè) 850mm×400mm×50mm×50mm，550mm×250mm×50mm×50mm 十字型鋼）、900mm×900mm（內(nèi)設(shè)400mm×200mm×20mm×20mm型鋼）三種規(guī)格。

型鋼混凝土梁截面尺寸有：600mm×850mm（內(nèi)設(shè)500mm×300mm×20mm×16mmH 型鋼）、850mm×2000mm（內(nèi)設(shè) 1600mm×600mm×40mm×30mmH型鋼）、400mm×1300mm（內(nèi)設(shè)800mm×200mm×16mm×16mmH型鋼）等七種規(guī)格。

2 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)

（1）內(nèi)置十字型鋼截面比較大，型鋼柱外柱箍筋很密，箍筋位置較難控制，型鋼柱邊距框架柱外皮僅為200mm，不利于混凝土澆筑。

（2）首節(jié)型鋼柱就位安裝時(shí)，位置定位難以確定，上部型鋼柱吊裝就位后，垂直度控制較難，特別是1區(qū)地下二層型鋼柱一次吊裝型鋼長度達(dá)9m，穩(wěn)定性控制難度大。

（3）型鋼柱鋼筋比較密，梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋縱橫交錯(cuò)，與型鋼連接排布復(fù)雜，梁柱節(jié)點(diǎn)位置鋼筋除通長鋼筋拉通外其余鋼筋與柱節(jié)點(diǎn)牛腿上下翼緣板焊接或套筒、穿孔連接，節(jié)點(diǎn)鋼筋位置及分層布置比較困難，鋼梁偏位、梁筋無法通過等問題可導(dǎo)致返工。

（4）梁鋼筋需要與型鋼柱牛腿焊接，梁鋼筋排數(shù)多，焊接作業(yè)困難，質(zhì)量不宜控制。

3 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

3.1 深化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)圖紙可以提供型鋼梁柱的配筋及型鋼骨架的定位，達(dá)不到型鋼加工及梁柱鋼筋綁扎的要求。型鋼深化設(shè)計(jì)主要是確定梁柱鋼筋在型鋼柱腹板部位的排布、鋼筋與型鋼柱連接方式和錨固形式、型鋼柱與型鋼梁連接方式、型鋼柱預(yù)埋節(jié)點(diǎn)、混凝土下料口位置、加勁板位置、栓釘?shù)呐挪?，直接影響型鋼的加工?/p>

二次深化設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮現(xiàn)場梁柱鋼筋交叉、錨固及現(xiàn)場操作難易程度，要提前與土建施工單位就梁排布順序形成一致意見，明確各型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)處上下層鋼筋的位置，避免牛腿板、套筒及型鋼腹板開孔位置標(biāo)高存在高差。深化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合梁鋼筋的排數(shù)采取組合型的連接方式，避免操作空間有限梁鋼筋與柱牛腿焊接質(zhì)量不合格。要精準(zhǔn)確定梁縱筋預(yù)留孔、柱箍筋預(yù)留孔、栓釘?shù)奈恢谩?/p>

3.2 型鋼加工

型鋼梁柱的加工精度對(duì)型鋼梁柱的安裝影響較大，尤其是異形構(gòu)件。型鋼加工前要考慮現(xiàn)場安裝型鋼梁柱周圍的環(huán)境、塔吊及吊車的起重量，根據(jù)型鋼梁柱接頭位置、重量，對(duì)型鋼梁柱長度進(jìn)行合理分割，一般以起重吊裝設(shè)備在型鋼最遠(yuǎn)位置的起重最大量為準(zhǔn)。型鋼梁柱的接頭位置應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小的部位，型鋼柱接頭位置根據(jù)柱的截面尺寸、層高、重量等因素考慮，型鋼梁接頭位置應(yīng)選在跨中的1/3位置。

對(duì)跨度較大的型鋼梁在加工前應(yīng)按設(shè)計(jì)預(yù)先起拱，并按設(shè)計(jì)弧度進(jìn)行放樣，確保加工準(zhǔn)確，現(xiàn)場放置時(shí)不得沿起拱高度放置。

3.3 型鋼安裝

（1）型鋼梁柱進(jìn)場后必須對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全面復(fù)查，檢查構(gòu)件規(guī)格尺寸、外觀質(zhì)量、出廠合格證及材質(zhì)證明文件等。根據(jù)現(xiàn)場情況對(duì)型鋼梁柱的軸線位置、標(biāo)高、垂直度、牛腿板或套筒位置、腹板開孔位置、栓釘間距等進(jìn)行檢查。

（2）剛性固定埋入式柱腳需直接將鋼柱埋入鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)。因個(gè)別基礎(chǔ)厚度較厚，地腳螺栓無法至承臺(tái)底部，需在承臺(tái)內(nèi)設(shè)置專門的固定支架，支架采用10#槽鋼及50角鋼加工而成，支架需與混凝土墊層中的預(yù)埋件進(jìn)行固定，在支架上采用地腳螺栓與第一節(jié)鋼柱進(jìn)行連接。對(duì)下凹式型鋼柱基礎(chǔ)，應(yīng)先下凹部位地腳螺栓的混凝土，對(duì)1區(qū)高度9m的型鋼柱四周還應(yīng)采用攬風(fēng)繩進(jìn)行拉結(jié)。

（3）型鋼柱主筋應(yīng)由上向下插入箍筋內(nèi)，與下部柱主筋采用機(jī)械連接后進(jìn)行綁扎；梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋應(yīng)與梁縱筋綁扎交錯(cuò)進(jìn)行。柱縱向鋼筋不應(yīng)在結(jié)構(gòu)中間各層節(jié)點(diǎn)中切斷，柱在基礎(chǔ)插筋時(shí)就應(yīng)考慮避開型鋼翼緣板；如柱鋼筋較密，無法避讓時(shí)，采用型鋼翼緣板上下工廠焊接套筒，在焊接套筒的部位用加勁板與上下翼緣頂緊焊接，不宜采用在腹板開孔焊接的做法。

（4）梁柱節(jié)點(diǎn)部位，柱的箍筋要在型鋼梁腹板上已留好的孔中穿過，無法穿過時(shí)將箍筋分段，焊接。不宜將箍筋焊接在梁的腹板上，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)處受力較復(fù)雜。如腹板開孔的大小和位置不合適時(shí)，須征得設(shè)計(jì)單位的同意后，再用電鉆補(bǔ)孔或用鉸刀擴(kuò)孔，不得用氣割開孔。

4 型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)處連接方式

4.1 型鋼柱設(shè)置鋼牛腿（連接板）與梁縱筋焊接

梁部分縱筋與型鋼柱水平連接板進(jìn)行焊接，其余不少于1/2面積的縱筋繞過柱或穿過柱腹板進(jìn)行連接。梁縱筋在連接板上采用雙面貼焊，焊縫長度為5d。采用水平連接板及鋼牛腿時(shí)因鋼筋過于集中排布復(fù)雜，需為鋼結(jié)構(gòu)本身讓步，梁首排鋼筋多需要進(jìn)行鋼筋等強(qiáng)代換或放至二排位置。深化設(shè)計(jì)及施工時(shí)要充分考慮鋼筋的排布及相互穿插問題，避免梁縱筋與水平連接板間存在間隙。

4.2 型鋼柱設(shè)置套筒與梁縱筋焊接

梁部分縱筋與焊接在型鋼柱翼緣上的套筒進(jìn)行連接，連接套筒水平方向的凈間距不宜小于30mm和套筒外徑。施工時(shí)對(duì)鋼筋下料尺寸及鋼筋的排布進(jìn)行控制，套筒與型鋼柱之間套筒焊接質(zhì)量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)判定，避免梁縱筋位置與型鋼柱套筒位置不在同一水平線，需現(xiàn)場焊接套筒質(zhì)量不易保證。

4.3 型鋼柱腹板開孔，梁縱筋繞過型鋼柱翼緣貫穿通過節(jié)點(diǎn)

梁縱筋應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)配筋采取單排或雙排等措施盡可能多的貫穿節(jié)點(diǎn)，部分縱向鋼筋繞過型鋼翼緣在柱內(nèi)型鋼腹板上預(yù)留貫穿孔，柱內(nèi)型鋼翼緣宜為窄翼緣。設(shè)計(jì)時(shí)盡可能減少腹板開孔數(shù)量。施工前開孔位置及孔徑大小需重點(diǎn)控制，梁縱筋伸入型鋼柱需滿足錨固長度要求。

5 工程實(shí)施情況

施工前結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙對(duì)型鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并經(jīng)原設(shè)計(jì)單位及總承包單位審核，根據(jù)梁柱鋼筋的密集程度及排布原則、順序明確了型鋼梁柱施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，在施工中根據(jù)現(xiàn)場情況采取了三種不同的連接方式，對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)采取組合式的連接方式，取得了良好的效果。

6 結(jié)束語

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可提高構(gòu)件承載能力和抗震性能，降低工程的建造成本。與鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性能和耐久性能優(yōu)異，減少鋼材用料。在高層、超高層、大型公共建筑結(jié)構(gòu)中型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越普遍。