钢梁与钢筋混凝土板混合结构屋面施工

钢梁与钢筋混凝土板混合结构屋面施工

韦祖刚

韦祖刚?

身份证号码：450221197711210011

前言：当屋面由于净空跨度大，屋面承重梁采用H型钢梁代替钢筋混凝土梁，对于房屋建筑工程来说，不仅节约耗材，降低施工难度，而且这种结构具有良好的整体性、抗震性。由于钢梁体积比钢筋混凝土梁体积小得多，也增大了利用空间。本文介绍这种混合结构的施工要点。

关键词：混合结构、屋面施工

一、工程概况

某企业生产科研办公大楼为框架结构，抗震设防烈度6度。设计使用年限50年，大楼呈V字型，顶层不设立柱的南区为81.8m×22.8m，北区为27.8m×22.8m，本工程采用H型钢梁作为屋面承重梁。钢梁材质为Q345B，主梁最大跨度为20.1m，间距9m，主梁截面尺寸为H1100×400×18×28，次梁间距3m，截面尺寸为H400×200×10×16，钢梁与混凝土板接触的表面栓钉材质为Q235B，栓钉纵向为Ф19@150，横向为Ф19@100或Ф19@300，屋面混凝土板厚80-120mm，强度为C30，板筋为Ф10@150双层双向。钢梁连接方式：1、主梁支撑在钢筋混凝土柱牛腿上，采用预埋的螺栓与柱子连接。2、次梁与主梁的连接板采用高强度螺栓固定。3、次梁端部与钢筋混凝土边梁连接时，采用高强度螺栓与预埋在钢筋混凝土梁的钢板连接。4、钢梁依靠栓钉与屋面混凝土板连接。

二、工艺流程及技术要求

1、工艺流程

钢结构材料购入→钢结构构件制作（混凝柱、预埋件安装施工）→运输→现场吊装→屋面楼板模板安装→屋面楼板钢筋绑扎→混凝土浇筑

2、技术要求

所有钢结构在制作前需按1:1比例放样，在制作时应采用自动式半自动埋弧焊。钢梁的翼缘与端板连接为全熔透坡口对接焊，因长度原因需要拼接时其对接焊缝应焊透，同一构件的翼缘板与腹板拼接焊缝应相应错开，错开长度不小于200mm。成型后的钢构件经除锈处理后立即用刷子或无油无水压缩空气清除灰尘和除锈，并涂二度水性无机富锌底漆，漆膜厚度不应小于125um。但钢梁的以下三个部位不得涂刷油漆：钢梁在高强度螺栓连接范围的接触表面；工地现场焊接部位及两侧100mm范围内、且满足超声波探伤要求（焊缝经检测合格后才能涂刷油漆）；钢梁与混凝土的接触面。

三、施工方法及质量控制

1、钢梁加工制作

钢构件焊接前检查下料、切割、开孔情况，其几何尺寸必须符合设计及规范要求。施焊前，应用钢丝刷、砂轮等工具彻底清除待焊处表面的氧化皮、锈、油污，并对缺陷情况进行检查，确认符合要求后才能正式焊接。首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。焊缝表面不得有裂纹、焊瘤气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷,并且每条焊缝均要进行超声波检测(监理和建设单位按规范和设计要求进行抽检)。防锈漆的涂刷通常是在钢构件安装前完成，防锈漆应在干燥、平整和洁净的表面進行喷涂，对于防锈漆损坏的部位，应当用手工打磨后补足防锈漆厚度。防锈漆施工完成后，要对其厚度进行检测以确保满足设计要求。加工完成后的钢梁应进行编号，以便运输和现场安装。

2、钢结构安装

（1）安装前准备工作

结构安装前首先对构件进行全面检查，如构件数量、长度、平整度、加工面、螺栓孔等是否符合设计要求和规范要求；其次要复核以下项目：混凝土柱子砼标号；轴线标志，标高基准点；每条柱子轴线偏移量；每个柱子牛腿面标高偏差；预埋螺栓的标高、轴线、偏移量等情况，复核时做好记录备查；然后在钢梁就位的底部搭设好临时支架。吊装前要对起重设备进行试运转，并仔细检查各部件、极限开关、安全装置、制动性能是否灵敏。

（2）钢梁的现场安装

考虑到本工程钢梁安装离地高度大，高达32米，钢梁长度最长达20.3米，钢梁单件最重达到6.65t，需要吊车的作业半径大，现场不便于分散堆放构件等各方面的不利因素，决定采用一台150吨汽车吊将主梁直接吊装就位。因受场地等因素限制，南区中的靠北区部分有四件主梁无法直接吊装就位，决定将这四件主梁分三段制作，每段长约6.8米，重约2.22吨。吊装前，首先在梁底搭设通长的四排钢管脚手架，用于主梁焊接完成前支撑主梁，采用塔吊（型号5211）将各段梁吊运就位后，进行现场焊接。次梁则采用现场的塔吊进行吊装。吊装时，当钢梁吊到高出牛腿面约300mm时，慢慢回转就位，然后拉上风绳，并进行校正，调准后落下钢梁并上紧螺栓。吊装主梁时，由于砼柱头没有位置悬挂吊笼；使用塔吊吊装次梁时，由于主梁的梁面上满布栓钉，出于安全考虑，安装工人采用事先搭设好的脚手架作为操作平台。

3、屋面板施工

屋面模板安装完成后，应及时对模板的标高、平整度、坡度、拼缝的严密性进行检查，合格后绑扎板筋，板筋应按图纸要求与钢梁的栓钉交错布置，间距符合设计及规范要求，然后才能浇筑混凝土。

4、钢结构防火漆施工

该工程为薄涂型钢结构防火，涂层厚度为7mm，耐火极限2小时，采用喷涂工艺施工，每遍喷涂厚度不宜超过2.5mm，喷涂压力为0.4～0.6Mpa，并按产品施工工艺规定的施工间隔进行涂覆。防火漆施工是在屋面混凝土浇筑完成后进行，在屋面混凝土浇筑施工中，应及时清除钢构件受混凝土污染的部位，这样做一方面容易清理，另一方面也可以避免损坏钢构件的防锈漆。由于防火漆是钢构件的面层，直接影响建筑结构的美观，所以在调配防火漆时，必须严格控制配比，使涂涮在钢构件上的防火漆颜色均匀一致，使防火漆兼具防火和美化的功能。喷涂后的涂层应完全闭合，轮廓清晰，无流挂、粉化、空鼓、脱落、漏涂和宽度大于0.5mm裂纹等缺陷。

四、施工中出现的问题：

钢梁预埋件为两块钢板用钢筋连接成一个整体的构件，预埋件安装好后两块钢板应位于混凝土梁的两侧。预埋件应在绑扎梁筋前安装到适当位置，然后在绑扎梁筋时进行固定，但由于施工顺序错误，先绑扎好梁筋，致使预埋件无法安装到指定位置，于是将预埋件的连接杆件在混凝土梁中全部被切断后重新焊接，如图所示：

这样做会对施工质量产生一定的影响，特别是当设计要求不得在中间有接头时，就必须将绑扎好的梁筋解开，安装好预埋件后，重新绑扎钢筋。所以施工之前要编制好施工组织设计，注意考虑重点部位的施工细节，合理安排施工的先后顺序，避免由于施工顺序错误造成的影响。在该工程的后续施工中，由于纠正了之前的施工顺序错误，不仅加快了施工进度，而且施工质量良好。

结束语：当房屋建筑屋面由于净空跨度大，屋面承重梁采用H型钢梁代替钢筋混凝土梁，虽然有其优越性，但必须根据施工特点和场地情况，编制施工方案，确定吊装方案，合理安排施工顺序，施工过程中注意做好安全防护工作，以实现工期、经济和安全目标。