型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)探討

李志峰 邵陳鐘

（浙江中南建設(shè)集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)有限公司 浙江杭州 311200）

0 前言

隨著時代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步迅速，建筑領(lǐng)域在現(xiàn)階段應(yīng)用新型材料加強(qiáng)建筑自身抗震性與抗壓性，而型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)因其特性與優(yōu)點(diǎn)被防范應(yīng)用于建筑中。穩(wěn)定性與建筑強(qiáng)度能夠全面滿足建筑設(shè)施的基本要求，因而被廣泛應(yīng)用于高層建筑中，而在此組合結(jié)構(gòu)中型鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)作為主要工作，只有將其充分與型鋼特點(diǎn)相結(jié)合，才能充分發(fā)揮深化設(shè)計(jì)的作用。

1 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的概念及特點(diǎn)

兩種不同裁量組合而成的一個部件或結(jié)構(gòu)參與共同的工作即是型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的基本概念，其作為砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等之后產(chǎn)生、發(fā)展的組合節(jié)后，廣泛應(yīng)用在高層建筑物中，而因其具有高強(qiáng)度、穩(wěn)定性等特點(diǎn)又被成為勁性混凝土結(jié)構(gòu)[1]。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：①不受含鋼量的制約是型鋼混凝土中型鋼的特性，其能夠承載與其外形相同鋼筋混凝土部件重量的1倍及以上；對于多高層建筑物而言，其不僅能夠減小部件的橫截面，還能夠提升樓層靜高、增加建筑使用面積。②型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目施工周期短于鋼筋混凝土節(jié)結(jié)構(gòu)的施工周期；在混凝土澆灌前型鋼混凝土中的型鋼已經(jīng)具備成形的鋼體結(jié)構(gòu)，其承載能力大于一般的砌體結(jié)構(gòu)或繼木結(jié)構(gòu)，極大程度增加部件自重及施工活負(fù)載的承受能力，在型鋼上懸掛模板時，改變其應(yīng)為懸掛模板而特地設(shè)置支柱的方式，減少人力資源的浪費(fèi)，節(jié)約模板材料；即便混凝土未達(dá)到固定強(qiáng)度在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)建設(shè)的多高層建筑的建設(shè)中也能夠繼續(xù)在上層施工；在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中可以提前預(yù)留工作臺面，為后續(xù)的工序提供可流水作業(yè)的平行位置。③與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比而言，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的延展性與穩(wěn)定性有了較為顯著的提升，其中重點(diǎn)即是實(shí)腹式部件，因此，應(yīng)用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的多高層建筑在地震等自然災(zāi)害中變現(xiàn)除極為優(yōu)異的穩(wěn)定性與抗震性。④外包混凝土是型鋼混凝土框架的主要形式，其特點(diǎn)在于其耐久性、耐高溫性較其他混凝土方式略高一等。

2 型鋼與鋼筋的主要連接形式

①型鋼穿孔。在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中以鋼板穿孔的方式穿過鋼筋，其作為多高層建筑中較為常見的連接方式應(yīng)用的較為廣泛。在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)明確規(guī)定鋼筋穿過型鋼的數(shù)量，以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范其用途，避免出現(xiàn)在性感翼緣穿孔的情況出現(xiàn)。鋼筋貫穿孔穿過鋼骨腹板設(shè)置時，應(yīng)當(dāng)注意界面缺損率保持在整塊腹板面積的20%～30%內(nèi)[2]。預(yù)先留置孔洞孔徑，為后續(xù)穿鋼筋的工作做好準(zhǔn)備，值得注意的是，減少型鋼腹板被過度削弱的可能，建議預(yù)留孔徑應(yīng)當(dāng)為型鋼鋼筋直徑的4～6mm左右。面積補(bǔ)強(qiáng)需要滿足型鋼截面的承載力，通過正反兩賣弄的反復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。工廠車床制孔作為型鋼鋼板制孔的主要方式，除現(xiàn)場氧氣切割外，其余方式皆可實(shí)現(xiàn)。②型鋼焊接鋼筋連接板。在鋼結(jié)構(gòu)廠加工鋼柱時，以此連接方式在可實(shí)現(xiàn)高度內(nèi)加焊連接板，在連接板上焊接梁縱筋，使連接板長度完全滿足型鋼鋼筋焊接長度。在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中首選雙面焊接的原因使其在單、雙面焊接時能夠選擇不同鋼筋直徑。③直螺紋套筒焊接。此焊接方式不受任何限制，在鋼筋含鋼成分、鋼筋種類、鋼筋數(shù)量中任何選擇都適用于直螺紋套筒。鋼筋套筒的強(qiáng)度與穩(wěn)定程度極為可靠，能夠最大程度實(shí)現(xiàn)全工廠化作業(yè)，而直螺紋套筒焊接常用于混凝土梁、土柱的連接節(jié)點(diǎn)中，當(dāng)梁中縱筋無法繞過柱中鋼骨翼緣時，多采用直螺紋套筒；當(dāng)空間、高度等范圍無法滿足現(xiàn)實(shí)條件時也能夠使用直螺紋套筒方式實(shí)現(xiàn)。

3 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要形式

3.1 鋼筋綁扎設(shè)計(jì)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)是建筑項(xiàng)目開工前必不可少的工作，其以鋼結(jié)構(gòu)加工為重，避免因設(shè)計(jì)院所設(shè)計(jì)的施工圖紙深度不夠、工廠無法按照其要求進(jìn)行加工與制作等問題延長工期，細(xì)化圖紙，通過對鋼材構(gòu)件、零部件等進(jìn)行詳細(xì)根據(jù)，要求工廠嚴(yán)格按照后期詳圖進(jìn)行加工與制作。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖使鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，加工單位深化鋼結(jié)構(gòu)，完成相關(guān)工作，為型鋼混凝土的后續(xù)加工及安裝提供重要依據(jù)。鋼筋綁扎設(shè)計(jì)作為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的重要部分，對其設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的審核與修正能夠?yàn)楹罄m(xù)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。在柱筋布置中型鋼混凝土組合的框架結(jié)構(gòu)，在其方向中連接較密，并且連接形式以直螺紋為主，其接頭在接觸時以相互交錯的方式進(jìn)行連接。這種鋼筋綁扎的方式要求套筒接頭每一步必須擰緊，其控制住主筋尺寸，保證轉(zhuǎn)換層面的穩(wěn)定性。帶有彎鉤的頂部封頭應(yīng)當(dāng)采用正反絲套筒的方式，根據(jù)對實(shí)際使用鋼筋長度的實(shí)時測量，保證其柱筋材料得到有效記錄，使轉(zhuǎn)換層的柱筋標(biāo)準(zhǔn)高度統(tǒng)一。在多高層建筑項(xiàng)目施工時，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其項(xiàng)目的難度與特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以此為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際需求改變鋼梁與箍筋的形式。在型鋼及其翼緣板上設(shè)置雙排、雙頂，雖然在安裝過程中難度較大，但采用不封閉箍筋的方式能夠保證其抗震要求，增加規(guī)范要求內(nèi)的直徑孔數(shù)，審核確認(rèn)鋼筋綁扎樣板。在鋼筋綁扎設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)以深化設(shè)計(jì)圖紙節(jié)點(diǎn)操作為基本要求滿足箍筋數(shù)量，避免出現(xiàn)漏扎、漏綁的情況，并專門委派相關(guān)安全檢測負(fù)責(zé)人，對鋼筋綁扎過程及結(jié)果進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管，及時反饋相關(guān)情況。鋼筋綁扎設(shè)計(jì)在其方法應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)明確表明型鋼鋼筋外包的層數(shù)，根據(jù)其實(shí)際情況采用符合項(xiàng)目特點(diǎn)的綁扎方法。但在實(shí)際工作中多以穿過主筋的方式進(jìn)行，負(fù)責(zé)人員逐步驗(yàn)收工作在，確定相關(guān)內(nèi)容時保證函箍筋工作有序進(jìn)行。

3.2 型鋼混凝土施工設(shè)計(jì)

在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中型鋼梁外包混凝土施工設(shè)計(jì)作為其主要內(nèi)容，通過梁、柱組合的有效轉(zhuǎn)換提升混凝土強(qiáng)度，保證梁筋雖分布密集，但其強(qiáng)度得到最大提升[3]。在外包混凝土施工設(shè)計(jì)中，其難度最高的即是將混凝土灌入到梁柱交接處，針對此問題，在深化設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)以保證多層建筑施工進(jìn)度及質(zhì)量為前提，通過對配用材料的調(diào)整與設(shè)計(jì)，改變粗骨料，并對碎石粒徑提出要求，根據(jù)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特點(diǎn)，要求碎石粒徑在24～26mm之間，除此之外，在碎石中應(yīng)當(dāng)摻入7%～9%的瓜子片。當(dāng)深化設(shè)計(jì)方案確定實(shí)施后，通過對其強(qiáng)度的適配與調(diào)整，保證多高層建筑設(shè)計(jì)的鋼型鋼混凝土質(zhì)量，另外，調(diào)整對級配中緩凝劑，在實(shí)際緩凝的過程中延長時間，避免在實(shí)際施工中因天氣原因造成因水分過度流失而產(chǎn)生的施工問題。在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中通過對混凝土墻柱進(jìn)行標(biāo)號，使其在施工過程中避免因難以控制混凝土交叉的問題延誤工期，解決串混問題，保證工程進(jìn)度的同時，提升型鋼混凝土質(zhì)量。根據(jù)深化設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)重視梁、柱等部位的結(jié)構(gòu)，避免因疏忽造成遺漏現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)全員監(jiān)控，保證型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)在多高層建筑項(xiàng)目的穩(wěn)定落實(shí)。

4 總結(jié)

在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)注意其靈活處理，根據(jù)建設(shè)設(shè)施現(xiàn)場施工情況、條件，工程項(xiàng)目具體形式調(diào)整運(yùn)輸要求與項(xiàng)目進(jìn)度，以多種連接綜合形式降低操作難度的同時優(yōu)化型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。在加快建筑項(xiàng)目施工進(jìn)度的同時降低工程成本，保證工程質(zhì)量，將型鋼混凝土的穩(wěn)定性與抗震性的特點(diǎn)充分發(fā)揮在建筑項(xiàng)目中，從而體現(xiàn)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的作用，保證工程的順利完工。