型钢混凝土组合结构施工技术难点分析

型钢混凝土组合结构施工技术难点分析

刘盛晔

中国建筑第五工程局有限公司  广东省深圳市518000

摘要：在工程项目的钢筋混凝土的结构设计中，使用型钢的结构方式，就成为了型钢混凝土组合结构。在这样的结构设计下，由于使用了型钢骨架，这样的结构类型相比较传统的钢筋混凝土结构而言，往往有着较强的刚度以及延展性，以此让建筑工程的结构承载力得到极大的提升，这样的技术已经成为当下建筑工程项目的重要技术方案。因此，在本文的分析中，就基于当下工程项目在建设中，所采用型钢混凝土组合结构在建筑工程中的应用技术进行分析，为相关领域的研究人员提供一定的建设性意见和参考。

关键词：型钢混凝土；组合结构；施工技术

引言

20世纪90年代开始，型钢混凝土组合结构在高层建筑工程中得到不断应用，通常把型钢埋入钢筋混凝土梁柱中，通过对型钢、钢筋和混凝土的优势结构进行组合，形成比传统钢筋混凝土性能更为优良的型钢混凝土组合结构，与其他建筑结构形式相比，在应用过程中展现了较为突出的优势，有效地提升了施工进度，提高了结构构件的刚度、抗震性和延展性。另外，由于型钢混凝土组合结构是型钢、钢筋和混凝土组合而成，有效地节省了钢材料，从而降低了施工成本。因此，如何精准把握型钢混凝土组合施工的难点和技术要点，充分发挥型钢、钢筋以及混凝土的结构优势，保证结构构件的突出性能，成为型钢混凝土组合结构应用中的重要问题。

工程概况：

本工程名称为深圳湾文化广场BC地块Ⅰ标段施工总承包工程，位于广东省深圳市南山区海德一道北侧、中心路西侧。本工程占地面积约3.2万m2，总建筑面积约为15.2万m2。地下三层，地上裙楼7层，三栋塔楼，其中A座15层，高度为69.75m；B座12层，高度为60.55m；C座11层，高度为64.55m。地下3层建筑面积21333.20m2，层高3.9m；地下2层24540.61m2，层高6.55m。地下1层23035.61m2，层高4.7m。

1型钢混凝土组合结构的特点

由于纵筋和箍筋的约束作用，型钢混凝土构件中的型钢材料和混凝土能够协同工作成为一个整体，从而使两种材料能够最大程度的发挥出各自的优势，整体性能远大于两种材料的简单叠加。但由于型钢混凝土组合结构还是一种比较新型的结构形式，理论研究与工程实践不足，不可避免的还存在一些技术或者经济上的难题，具有以下特点:1)与传统ＲC结构相比，自重轻，承载能力高，抗侧刚度大，变形能力强，延性好，抗震性能好，可以有效改善建筑的空间功能。2)与纯钢结构相比，由于外包混凝土和箍筋的作用，结构的耐火性、耐久性和构件刚度得到了显著增强;当结构遭受地震作用时，由于阻尼比和刚度较大，结构的变形较小;混凝土可以有效控制型钢的局部变形，防止其局部失稳，型钢的受力性能得到了充分发挥，抗扭以及抗倾覆能力较好。3)结构的自重以及施工荷载可以由型钢架承受，利于模板固定，可以有效减少劳动力和材料，缩短施工周期。4)梁柱节点构造复杂，配筋较多，施工难度大，因此节点的连接构造问题一直是组合结构中需要不断深入进行理论和试验研究的问题之一。5)施工经济控制问题，比如在钢筋与型钢相交的地方，选择何种穿过方式可以有效保证结构受力性能不受到明显影响，同时合理控制成本。6)焊接工作劳动量大，单个构件自重较大，需要严格控制施工中的各类安全隐患问题。7)型钢混凝土组合结构梁柱节点处，混凝土不易振捣密实。

2型钢混凝土组合结构的施工技术难点

2.1型钢的设计与加工

型钢梁和型钢柱的设计和安装是整个施工的关键。为了确保施工管理，需要加强型钢设计管理，加工前需要对型钢柱分节和连接节点进行深化设计，确保设计符合施工要求。相比于一般的钢筋混凝土结构，型钢钢筋绑扎难度更高，而且施工难度更大。因此需要在型钢深化设计时，对钢筋进行深化设计，确定钢筋排布、穿孔、连接和锚固形式，对梁柱节点进行钢筋排布深化设计。

2.2型钢柱的定位与标高控制

型钢是在工厂加工后运输到施工现场进行安装，对于型钢混凝土而言，型钢的运输、定位和标高控制难度较大。固定型钢梁需要选择牛角焊接方式，选择高强螺栓连接。安装阶段需要定准位置，采用临时连线的方式，确保钢柱中心线与翼缘中心线对齐。安装后需要对轴线、标高等进行严格控制，但是安装、预埋过程容易造成预埋螺栓移位，给型钢柱的定位和标高控制带来困难，所以在此过程中需要反复检查，确保位置的准确。

2.3钢筋施工

型钢混凝土组合结构施工中钢筋安装与传统钢筋混凝土结构中的钢筋安装相比，梁柱节点处的主筋、箍筋更为复杂，故工艺流程上有所不同，型钢梁不能架空绑扎所以模板支设应先铺底模，留下侧模不支，在型钢梁吊装前需提前安装梁底部钢筋，型钢钢梁安装合格后在上部加设横担钢筋间距2m与梁同宽，在横担钢筋布设上部钢筋，然后将箍筋弯钩处掰开套在主梁后复原，箍筋与梁主筋交点处进行绑扎，其余钢筋绑扎与普通钢筋混凝土安装相同。

3型钢混凝土组合结构施工质量控制要点

3.1型钢加工阶段质量控制要点

对型钢加工质量进行控制，确保型钢结构符合要求，加工阶段需要对加工孔、连接板等进行控制，确保钢筋弯折角度在合理范围内，从源头上控制型钢结构，为后续施工提供材料基础。型钢混凝土组合结构有很多加工孔和连接板，加工孔和连接板是提升施工效率的基础。因此需要严格控制相关质量。同时在加工阶段要设置焊接套筒和栓钉。根据设计图纸控制下料阶段的加工质量，对材料质量、规格以及数量进行复核，明确型钢结构安装位置。加工完成后，需要加强对焊接套筒的检查，避免出现偏斜等问题。

3.2施工阶段质量控制要点

型钢混凝土组合结构施工阶段，需要根据施工情况，合理安排工序，并且严格按照施工流程进行管理，确保每一阶段符合施工要求。型钢混凝土组合结构施工初期需要在筏板底板钢筋绑扎结束后定位安装柱脚，在套入主筋以及箍筋后安装型钢柱，然后安装钢梁，以完成整个钢结构体系。型钢混凝土组合结构施工质量控制要点在于：（1）型钢梁柱安装，该阶段需要严格控制型钢梁柱的定位和标高，施工阶段需要预防偏位，同时做好防锈保护。（2）钢筋绑扎，明确钢筋尺寸，设置钢筋接头，然后选择合适的梁柱节点连接方式，控制焊接和机械连接质量。（3）模板工程，注重施工顺序以及焊接质量，普通加固方式难以应用于型钢紧固，因此可以选择方圆扣夹具进行焊接加固，该种方式对施工人员要求很高，需要施工人员控制焊接质量、计算模板侧面压力选择夹具数量。（4）混凝土浇筑，相比于普通混凝土结构，型钢混凝土组合结构中梁柱节点的钢筋较多，钢筋密度较大，因此需要严格控制混凝土浇筑质量，严格控制配比和塌落度，确保混凝土符合施工需求。

3.3设计阶段控制要点

型钢混凝土组合结构设计阶段，需要按照以下方式控制质量：（1）整体质量控制，作为质量控制规范，加强型钢混凝土组合结构质量控制。（2）型钢设计与深化设计，根据施工需求，结合钢筋结构和混凝土特点，明确型钢设计需求，做好型钢设计和节点设计，设计阶段应该遵循避让原则，避免型钢与梁柱钢筋直接接触；根据设计制作图纸，明确型钢结构材料、规格和安装位置。

结束语

综上所述，在进行型钢混凝土组合结构进行施工时，要根据设计要求选择设计类型和型钢材料，严格把控型钢混凝土的分配比例和搅拌时间，同时要严格管理型钢混凝土运输。为提升型钢混凝土结构施工质量，要对型钢混凝土组合结构梁施工和柱施工技术难点进行精准把控，同时，对混凝土浇筑施工进行有效控制，以提升型钢混凝土结构施工的总体质量，确保建筑工程高效、高质量地完成。

参考文献

[1]杨勇,薛亦聪,杨洋.部分预制装配型钢混凝土梁受力性能试验研究[J].土木工程学报,2018,51(04):1-9+19.

[2]沈雄强.型钢柱混凝土组合结构施工要点及质量控制的探讨[J].江西建材,2017(04):75+50.

[3]赵小波.高层建筑型钢混凝土组合梁柱施工技术探讨[J].建材与装饰,2017(34):1-2.

[4]GB50205-2020.钢结构工程施工质量验收标准(附条文说明)[S].