劲性钢筋混凝土结构施工技术探讨

劲性钢筋混凝土结构施工技术探讨

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摘要：本文从劲性钢筋混凝土结构的截面形式入手，通过分析劲性钢筋混凝土结构的特点，探讨劲性钢筋混凝土结构施工过程。

关键词：劲性钢筋混凝土；构施；技术

劲性钢混凝土结构是区别于钢结构和RC结构之外的一种新型结构形式，它由型钢、纵筋、箍筋以及混凝土组合而成。由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢以其固有的强度和延性，以及型钢、钢筋、混凝土三为一体地工作性能使劲性钢筋混凝土结构有效的解决了混凝土结构中受拉区混凝土过早开裂后退出工作的问题，同时也可以利用混凝土耐压性代替钢结构中部分受压的钢材，经济效益显著。由于劲性钢筋混凝土结构的诸多优点，对我国多、高层建筑的发展、优化和改善结构抗震性能都具有十分重要的意义。

1劲性钢筋混凝土结构的截面形式

由于型钢种类繁多（工字钢、槽型钢、方形钢、角钢等），配置方式各异。根据混凝土中型钢配置方式的不同，把劲性钢筋混凝土结构主要分为实腹式劲性钢筋混凝土结构和格构式劲性钢筋混凝土结构两大类。实腹式型钢混凝土（工字钢、槽钢和H型钢等）的强度、刚度和延性远比格构式型钢混凝土优越，可用于大型、中型以及很高的建筑中，在抗震性能方面成绩显著。而格构式型钢混凝土是以角钢构成的空间桁架为骨架，其含钢量相比钢筋混凝土结构稍大或基本相当，而其强度、刚度和延性则比钢筋混凝土结构有很大的提高，所以常在荷载、跨度、高度不是特别大的结构中采用格构式型钢混凝土。

2劲性钢筋混凝土结构的特点

劲性钢筋混凝土结构由于把型钢埋入钢筋混凝土中，在混凝土的保护下，避免了型钢局部失稳、腐蚀和直接与火接触。而混凝土中的型钢不仅可以承受较多的荷载，提供较大变形能力，同时它对于构件核心的混凝土还有一定的约束作用，极大的改善了混凝土的强度和变形性能。

2.1与钢筋混凝土结构相比，具有以下特点：

（1）抗震性能好。劲性钢筋混凝土结构中由于型钢良好的变形能力，尤其是采用实腹式劲性钢筋混凝土构件，其延性的提高大大改善了受剪破坏时的脆性性质，对结构的抗震性能有显著增强。正是由于这一点，劲性钢筋混凝土结构在日本的应用甚为广泛；

（2）承载力高。钢筋混凝土结构由于受到配筋率限值和轴压比限值的制约，难以满足现今多、高层建筑的要求。劲性钢筋混凝土结构构件中型钢的存在使构件承载能力明显高于同样截面尺寸的钢筋混凝土构件，继而避免了“肥梁胖柱”的产生。尤其对于高层建筑，构件截面尺寸的减少，大大增加了结构物的使用面积和建筑净高；

（3）施工周期短。劲性钢筋混凝土结构中的型钢主要以焊接、螺母固定，搭接迅速，并且具有相当大的承载力，可作为其上部楼层平行施工的模板支架和操作平台，从而减少了支撑模板的人工和材料。由于型钢的临时支撑作用，减小了施工组织的间歇时间，缩短了施工周期；

2.2与钢结构相比，具有以下特点：

（1）节约钢材。劲性钢筋混凝土构件的外包混凝土可以有效防止钢构件的局部屈曲，显著改善钢构件受力性能，使钢材的强度得以充分发挥。采用劲性钢筋混凝土结构的高楼，大约比全钢结构节约钢材1/3左右，从而降低造价；

（2）良好的耐久性和耐火性。型钢外包混凝土的保护层作用，很好的防止了钢材的锈蚀；外包混凝土的厚度，也决定着结构构件的耐火性能，杜绝了钢材升温迅速，强度失效过快的特点；

（3）刚度大。由于型钢与混凝土之间的协同合作，致使侧向刚度较大，侧向位移变形较小。

3劲性钢筋混凝土结构施工

在劲性钢筋混凝土施工中，通常都需要根据实际施工情况来进行合理的分析和总结，针对工程中存在的各种不足情况提前加以处理和归纳，从而保证施工的正常、持续进行。在当前的工程施工中，其主要难于混凝土中钢筋过于密集，使得钢筋与钢骨之间出现位置冲突的现象，不利于混凝土的振捣。

3.1混凝土构件型钢的加工

在钢骨梁架制作过程中要综合考虑质量、工期和经济效益等各个不同因素。选用适合当前情况的加工材料。劲性钢筋混凝土框架结构多采用现浇混凝土施工方法。框架节点采用柱子钢骨架上下贯通和梁钢骨架左右贯通两种做法。但一般多采用前者。节点构造上通常采用梁、柱的骨架不直接相连的方法。第一步：熟悉图纸及有关规范要求；第二步：精确计算，在加工地点进行1：1放样；第三步：经确认无误的大样图进行下料，并对要求K型焊缝的钢板焊接接头进行处理，打磨成45°。第四步：准备工作全部做好后开始焊接作业，需具有丰富电焊经验的技术骨干和操作能手进行。第五步：每榀钢骨梁完全加工完毕后，必须按照有关规范标准严格检查处理。由于受热胀冷缩的影响，会发生局部变形。

3.2预埋螺栓安装施工

在基础混凝土施工时，采用定型模具将劲性混凝土柱位置固定，在模具上定位型钢柱地脚螺栓的位置，确定标高和垂直度后进行螺栓加固，采用钢筋井架固定地脚螺栓，每组螺栓采用3组井架，井架的位置尽量与结构钢筋的位置接近，以便连接。最后利用经纬仪，水准仪进行螺栓位置及标高的检查验收，合格后进行混凝土浇筑。待混凝土强度达到设计强度75%时即可进行安装作业。

3.3劲性混凝土构件型钢安装施工

1）合理安排吊装顺序和吊机所要行走的路线，选择合理的吊机位置，吊装前必须把柱中钢骨梁地面以下柱体部分全部施工完毕，而且混凝土强度要达到100％。为了确保钢骨梁高度准确无误，在浇注混凝土时就必须对其高度控制好，并精确抄平。

2）吊装就位：为了避免钢骨在吊装过程中出现变形，采用垂直三点起吊，吊绳采用钢丝绳。就位时，钢骨两端每个柱子的正面和侧面各站一个技术人员，用垂球控制就位方向。

3）混凝土外部包装部分，由于柱筋、柱骨在钢柱的柱帽中无法通过连接板连接，因此施工中可以对此预留洞孔位置以满足后续过程中的焊接要求

3.4劲性混凝土构件的钢筋工程

在钢筋混凝土结构施工过程中，必须对现场的钢筋进行抽样检查，确认无质量问题后才能使用，否则不得使用。首先在加工钢筋时就严格按照有关设计文件和规范进行下料；其次由于钢筋太密，空间小，所以为防止钢筋打架现象，必须严格控制加工尺寸，在钢筋绑扎前要对所有加工好的钢筋进行严格检查，对于超标的钢筋坚决不用。

3.5劲性混凝土构件的模版工程

严格按照设计尺寸及规范要求立模。模板分为柱模、底模等，在树立模板的过程中要先立底模板，从房屋±0.000处开始搭脚手架直至设计高度，脚手架底部承力面必须是经过夯实的。这里尤为提到的是使用对拉螺栓时，遇到型钢的腹板和翼缘如何处理，施工方法有两种，一种采用周转形式的对拉螺杆，在型钢边缘设置，如柱截面为1000*1000，型钢截面为700*700，横向设置2道对拉螺杆，此法对大截面型钢柱不适合，柱截面不易保证，但能节约材料，加快施工进度；一种采用不周转的对拉螺杆，直接把对拉螺杆焊接在型钢翼缘上，待拆模后割除。

3.6劲性混凝土构件的混凝土工程

劲性混凝土施工与普通框架结构基本一致，存在不同的是型钢影响混凝土浇筑，在施工时尤为注意。由于高强混凝土质量易受各种微小因素的影响，故从原材料选用，搅拌、振捣、养护等各环节严格控制。型钢结构混凝土的浇捣，应严格遵守混凝土的施工规范和规程，在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不易充分填满处，需要仔细浇捣。

4展望

劲性钢筋混凝土结构是由型钢埋入钢筋混凝土中形成的具有整体性、能够共同受力的新兴结构形式，其明显优于钢筋混凝土结构与钢结构受力性能的简单叠加。与钢结构相比，由于劲性钢筋混凝土结构外包混凝土的约束作用，可以有效防止钢构件的局部屈曲，显著提高钢结构的整体刚度，使钢材的强度得以充分发挥。此外，外包混凝土的保护层还增加了结构的耐久性和耐火性。与RC结构相比，由于配置了具有良好变形能力的型钢，大大提高了构件的延性，尤其是采用实腹式型钢（H型钢、工字型钢、槽钢等）的劲性钢筋混凝土构件，其抗剪切承载力的提高，显著改善了受剪切破坏时的脆性性质，提高了结构的抗震性能。希望可以通过本文的分析为实际工作提供一些帮助。

参考文献：

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[4]严涛.型钢混凝土结构施工方法[J].福建建筑，2007(11)