型钢混凝土组合结构施工技术难点分析研究

型钢混凝土组合结构施工技术难点分析研究

薛亚军

中色十二冶金建设有限公司山西省太原市030000

摘要：型钢混凝土组合结构已经得到广泛应用，本文主要介绍了它的特点及优缺点，并结合工程实例，对型钢混凝土结构从技术难点、质量控制进行了分析，并提出优化及解决措施。

关键词：型钢混凝土组合结构；技术难点；质量控制；图纸优化

一、型钢混凝土组合结构技术特点

（一）型钢混凝土组合结构的优点：

型钢混凝土与钢结构相比，有以下优点：

（1）外包混凝土可以对型钢形成有效约束，可以有效防止钢构件的局部和整体失稳，从而使钢材的强度得到充分发挥，与钢结构相比，可以有效节约钢材，节省钢材可达50%或者更多；

（2）外包混凝土可以帮助型钢防锈、防火、防腐、耐久性提高，从而大大减少钢结构的维护费用；

（3）型钢混凝土构件的刚度是混凝土和型钢两部分的叠加，与钢结构相比结构的刚度和阻尼均有明显提高，有利于控制结构变形。

型钢混凝土与普通混凝土相比，有以下优点：

（1）型钢混凝土结构中的型钢不受含钢率的限制，使得型钢混凝土构件的承载力较相同面积的钢筋混凝土构件承载力可以提高一倍以上；在相同承载力的情况下，型钢混凝土结构可以减小构件尺寸，增加使用面积、净高，取得更好的建筑效果；

（2）型钢混凝土结构中由于型钢的存在使得结构的抗剪能力和延性得到很大提高，所以其特别适宜用于地震地区、尤其是高烈度地区；

（3）型钢骨架在浇注混凝土之前已形成钢架，整体稳定性和局部稳定性好，同时可以承受施工荷载，提高周转料具周转速度，从而加快施工进度，降低施工成本。

（二）型钢混凝土组合结构的缺点：

（1）与钢筋混凝土结构相比，用钢量较大；

（2）节点构造比较复杂、柱箍筋配置密集，混凝土浇筑困难，施工工艺复杂，施工质量不易控制，对施工要求高；

（3）工程造价相对较高。

二.型钢混凝土结构在实际施工中的技术难点分析

（一）梁柱节点处钢筋难点技术质量控制

目前实腹式型钢混凝土组合结构在实际应中范围较广，因此其框架梁柱节点处钢筋质量控制、柱箍筋质量控制、混凝土浇筑质量控制等方面往往是施工单位面临的最大技术难点。为化解施工中的技术难点，确保施工方便，技术可行，质量易控，往往需要施工单位牵头深入学习研究设计图纸，与各参建方共同优化或深化设计方案的方法来解决。

（1）梁上下钢筋的最外侧钢筋可以适当弯折后从外侧绕过柱型钢翼缘，这种情况适用于柱型钢的截面较小情况；

（2）梁上下钢筋遇到型钢柱时在相应位置钻孔使钢筋贯通的处理方法。根据规范要求，型钢翼缘板上不能开孔，可以在腹板上开孔且截面损失率宜小于腹板面积的25%，否则应予以补强。这种情况多用于纵向框架梁的上下钢筋；

（3）梁上下钢筋与柱型钢翼缘板侧面水平设置的钢板（钢牛腿）焊接连接。梁上下钢筋既不能绕过柱型钢、也没有条件或不能穿越柱型钢的腹板或翼缘板，根据规范要求，钢筋不能直接与柱翼缘板焊接。可以在柱型钢侧面焊接水平钢板（钢牛腿），然后把钢筋焊接在水平钢板上。这种情况适用于横向框架梁或大截面框架梁；

（4）梁上下钢筋与柱型钢翼缘板侧面焊接的钢筋连接套筒连接。梁上下钢筋既不能绕过柱型钢、也没有条件或不能穿越柱型钢的腹板或翼缘板，根据规范要求，钢筋不能直接与柱翼缘板焊接。可以在柱型钢侧面焊接钢筋连接套筒，然后把钢筋与套筒直接连接。这种方法是比较新颖的技术，能很好地解决钢筋连接或锚固困难，且经济灵活方便，是未来发展的一种趋势，这种情况适用于范围较广。

以上几种方法各有利弊，我们要充分熟悉设计图纸，结合工程特点优化和深化型钢混凝土组合结构框架节点钢筋连接细部作法，绘出优化和深化后的详细节点图纸，必要时调整梁钢筋的根数和排数，采用大直径钢筋以减少工作量和降低难度，为工程顺利施工打下良好基础。

（二）柱箍筋难点的技术质量控制

为提高型钢混凝土柱核心区域混凝土的延性，保证型钢混凝土柱在地震作用下的强度和延性，保证混凝土与型钢在地震作用下的整体性，往往设计单位配置了较为密集的箍筋，而且间距密集，肢数繁多。这就导致实际施工时柱内复合封闭箍筋难以施工、柱外侧封闭箍筋穿越梁柱节点处梁型钢困难的情况。

（1）对于型钢混凝土组合柱内的复合封闭箍筋，由于要穿越柱型钢的腹板，实际上完整的封闭箍筋难以实现，如采用焊接封闭的方法会增加现场大量的焊接工作量，工期无法保证。应加强与设计院沟通，改为同样肢数的单个箍筋，便于实际操作。

（2）对于柱外侧封闭箍筋穿越梁柱节点处梁型钢困难的情况，建议柱箍筋做成开口型的箍筋，箍筋开口处两端钢筋直接焊接在梁型钢的腹板上，正真形成封闭，以保证实现设计上‘强节点’的目的。

（三）混凝土浇筑难点的技术质量控制

（1）型钢混凝土组合柱制作时，应加强与设计院沟通，尽量在柱梁节点处型钢柱水平加劲板上适当的设置若干孔洞，以便混凝土振捣过程中能及时排气，确保节点处混凝土能够密实。

（2）混凝土的原材料方面，应减小石子的粒径，最大粒径宜控制25mm以内；混凝土的和易性、坍落度也应严格控制，坍落度宜控制在200-220mm。

（3）梁浇筑混凝土时，应从梁的一侧下料，待混凝土从另一侧冒出高于型钢梁下翼缘板时，再对称下料，从而避免梁底混凝土出现不密实、孔洞现象。柱浇筑混凝土时，应从柱内H型钢腹板两侧对称下料振捣，至梁柱节点时应放慢速度加强振捣。

三、工程案例

十二冶西北分公司承建的甘肃天水秦州热源厂项目锅楼房及辅助用房子项工程为型钢混凝土组合结构，设计为5层框架结构，平面尺寸：158.2×47.7m，总高度29.90m，建筑面积20000m2，安装5台116MW（160T/h）的热水锅炉。柱、梁全部采用型钢混凝土组合柱、梁，钢结构量达1800吨.本工程共完成30张深化优化设计图纸，为顺利施工创造了必要的条件，取得良好的技术效果。

参考文献

[1]冯君伟.型钢混凝土组合结构施工技术研究[J].建材技术与应用,2017(1):32-34.

[2]柴文静,张新爱,孙超.型钢混凝土组合结构施工技术及应力分析[J].钢结构,2017,32(4).

[3]唐威.型钢混凝土组合结构施工技术探讨[J].工程技术:全文版,2016(10):00114-00114.