李 乃 棟

(朔州城發(fā)建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 朔州 036000)

0 引言

根據(jù)國內(nèi)建筑工程的發(fā)展實(shí)際，可看出型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為普遍，其具有較大的優(yōu)勢，不但能夠使得構(gòu)件的承載力得到保證，還可以對構(gòu)件占據(jù)的空間進(jìn)行合理縮減，實(shí)現(xiàn)了實(shí)際建筑空間的擴(kuò)增，同時(shí)抗震性也得到提升，此外還比較經(jīng)濟(jì)合理。本文即以此結(jié)構(gòu)施工技術(shù)為核心進(jìn)行探討[1-5]。

1 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)分析

從20世紀(jì)90年代起，在建筑行業(yè)組合結(jié)構(gòu)就得到了不斷的推廣，例如型鋼混凝土等。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，又被稱為SRC結(jié)構(gòu)，將混凝土、鋼筋以及型鋼的優(yōu)勢融合在一起，具體運(yùn)用中具有的優(yōu)勢主要包含：

1)相比于鋼筋混凝土，具有的優(yōu)點(diǎn)為：a.具有較好的承載力，利用對型鋼應(yīng)用，使得構(gòu)件的剛度得到合理提升。b.具有更佳的抗震性能，表現(xiàn)出更優(yōu)良的延性；c.具有更快的施工速度，鋼結(jié)構(gòu)具有一部分承載力，縮減了模板工程量。

2)相比于鋼結(jié)構(gòu)，具有的優(yōu)點(diǎn)為：a.可以在一定程度上縮減鋼材的用量，以保證鋼材的性能為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)50%以上比例的節(jié)省幅度；b.構(gòu)件穩(wěn)定性更加符合需求，SRC結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了混凝土、型鋼的雙重受力，整體穩(wěn)定性較好，并且局部穩(wěn)定性也同樣超過純鋼結(jié)構(gòu)；c.耐火性更強(qiáng)，同時(shí)具有更佳的抗腐蝕水平，針對型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，混凝土可以對鋼材起到相關(guān)的保護(hù)效果，避免腐蝕等問題的出現(xiàn)。根據(jù)上面的分析，不管是從構(gòu)件的性能角度分析，還是在施工的經(jīng)濟(jì)性等方面的分析，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)都具備明顯的優(yōu)勢，在高層等建筑中特別適用，尤其是對于抗震性能需求較高的條件下尤其適用。

2 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)類型

結(jié)合我國建筑領(lǐng)域型鋼混凝土的發(fā)展現(xiàn)實(shí)，其主要包含兩種結(jié)構(gòu)類型，分別為全型鋼以及局部型鋼兩種，其中后者的應(yīng)用更加普遍。在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榕滗撔褪降牟町悾瑢⑵浞譃楦故?、空腹式兩個(gè)類型(如圖1，圖2所示)。

3 工程概況

某體育館項(xiàng)目，主要包括體育場館及游泳館等建筑，各建筑均為混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，各建筑上方均使用大跨鋼網(wǎng)架屋面，網(wǎng)架支撐于各建筑四周的框架柱上。其中體育館中所使用的框架—剪力墻中的框架柱中部設(shè)置十字鋼柱34個(gè)、圓形鋼管混凝土柱2個(gè)，框架梁中部設(shè)置工字鋼梁4個(gè)；游泳館中所使用的框架—剪力墻中的框架柱中部設(shè)置十字鋼柱37個(gè)、圓形鋼管混凝土柱4個(gè)，型鋼柱主要分布于游泳館外圍；體育場中共設(shè)置十字鋼柱45個(gè)、圓形鋼管混凝土柱2個(gè)，型鋼柱的高度為19 m～39 m。

4 工程結(jié)構(gòu)技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)

對于型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，其對應(yīng)的構(gòu)件節(jié)點(diǎn)形式多樣，包含矩形工字型鋼混凝土組合梁等類型。型鋼柱構(gòu)件基于混凝土結(jié)構(gòu)，采取埋件，其中有土建施工、穿插施工以及鋼結(jié)構(gòu)交叉施工。型鋼柱構(gòu)件組合十字柱體形較大，且具有一定重量。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)包含了一系列的工序，例如設(shè)計(jì)、安裝等，施工過程中的重難點(diǎn)為：

1)混凝土柱包含較多的鋼筋，箍筋流程繁瑣，綁扎比較困難；在同一個(gè)柱頭，多個(gè)框架梁相交，并且過于集中的鋼筋造成重疊的情況出現(xiàn)，對穿梁縱向鋼筋標(biāo)高進(jìn)行控制具有較大難度，鋼筋連接難度較大。

2)該組合結(jié)構(gòu)柱的截面具有不斷變化的形式，造成設(shè)計(jì)模板難度大，混凝土澆筑復(fù)雜。

3)該組合結(jié)構(gòu)柱內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)梁之間具有較多的相交部位，尤其是弧形梁鋼筋斜交鋼柱，不易處理。

4)該組合結(jié)構(gòu)內(nèi)，不同結(jié)構(gòu)的施工順序在較大程度上對施工質(zhì)量造成影響。

5 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)處理措施

柱梁節(jié)點(diǎn)的鋼筋，在柱鋼筋遇到型鋼梁時(shí)，應(yīng)當(dāng)提前實(shí)施進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，包含的連接方式主要為以下三種。

5.1 穿孔法

該方法的適用條件為柱主筋和型鋼骨相遇的情況，按照鋼骨的對應(yīng)位置采取相應(yīng)的打孔，而達(dá)到貫通的一種方式。采取此方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理縮減型鋼柱當(dāng)中穿過的鋼筋數(shù)目，而且最好是在靠中間的位置穿過。打孔鋼骨柱腹板時(shí)，截面損失量應(yīng)當(dāng)控制在整個(gè)面積的25%以內(nèi)，假如有必要在型鋼翼緣穿孔的情況下，應(yīng)當(dāng)安置較多的板來增加缺少的強(qiáng)度，鋼筋穿孔占據(jù)了型鋼截面，難以滿足較高的承載力水平，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行加固來彌補(bǔ)強(qiáng)度，最合理簡潔的方式就是增加型鋼截面局部的厚度，應(yīng)當(dāng)注意兩點(diǎn)：一方面為型鋼梁柱剛度突變應(yīng)當(dāng)在合理范圍，另一方面是應(yīng)當(dāng)保證對混凝土的澆筑質(zhì)量沒有影響。以便使梁主筋貫通而在鋼骨柱腹板內(nèi)穿孔過程中，梁主筋通常會存在下面的情況：

1)只是要在鋼骨柱腹板位置，開取小孔，實(shí)現(xiàn)梁主筋的貫通，交叉穿過鋼柱時(shí)，橫向不同排的鋼筋應(yīng)當(dāng)具有合理的相對位置，且分析混凝土保護(hù)層厚度，尤其對于構(gòu)件節(jié)點(diǎn)加工制作的過程中，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，對其控制且做好標(biāo)記。

2)需要貫通鋼骨柱和翼緣板寬度內(nèi)的主筋時(shí)，應(yīng)當(dāng)穿過三個(gè)鋼板，嚴(yán)格控制三孔的位置。此種情況下會應(yīng)用到超長鉆頭，具有以下三點(diǎn)不足之處：a.會對鉆頭造成較大的磨損，當(dāng)鉆頭長度小于鋼骨柱截面時(shí)，鉆頭就不再符合要求，應(yīng)當(dāng)更換鉆頭，就會在無形中增加花費(fèi)；b.鋼板之間存在空隙，鉆頭在鉆至相鄰兩只鋼板之間的空隙時(shí)容易斷裂。并且，穿孔法在應(yīng)用中需要鉆出許多的孔，造成工作量加大，難以實(shí)施整體工作的開展，無形中延長施工工期，因此制作前應(yīng)當(dāng)反復(fù)核查設(shè)計(jì)的合理性，以便實(shí)現(xiàn)取孔的位置盡可能符合要求；c.尤其是此工程當(dāng)中存在很多非正交的穿孔，操作起來十分困難，部分環(huán)節(jié)難以在廠完成，應(yīng)當(dāng)在施工時(shí)來進(jìn)行處理。

5.2 鋼筋連接套筒

該方法主要是在鋼骨柱翼緣板上，對梁鋼筋進(jìn)行焊接處理，再利用連接套筒連接梁主筋的一種方式。采取此種連接方式時(shí)，套筒的鋼材強(qiáng)度務(wù)必符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，通常采取低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)當(dāng)高于Q345B。可采取角接方式，焊接套筒和鋼骨柱翼緣，再結(jié)合部分熔透組合焊縫，還應(yīng)當(dāng)符合套筒的強(qiáng)度要求等。采取此種連接，不但可以實(shí)現(xiàn)成本的縮減，增加施工效率，還可以避免用鋼量提升和削弱鋼骨結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過重的問題。當(dāng)梁兩端都是鋼骨柱時(shí)，都屬于螺紋連接，應(yīng)當(dāng)精確控制鋼筋的下料長度，在中間位置斷開梁主筋，通過正反絲扣套筒連接。并且，鋼筋連接套筒和鋼骨柱之間應(yīng)當(dāng)采取合理的焊接強(qiáng)度，必要時(shí)實(shí)施探傷檢測試驗(yàn)。

5.3 鋼牛腿連接法

此種連接方式的核心就是鋼牛腿的焊接，目標(biāo)為鋼骨柱翼緣板。部分鋼牛腿采取焊接方式，還有部分主筋可以采取側(cè)繞的方式，另外還有部分主筋則是穿孔實(shí)現(xiàn)貫通。采取此種連接方法時(shí)，鋼牛腿最好大于梁高的70%，設(shè)置鋼牛腿時(shí)應(yīng)當(dāng)對多種因素進(jìn)行分析，包含需要留置鋼筋保護(hù)層、縱橫向梁的主筋都應(yīng)當(dāng)相互錯(cuò)開等要素。此種連接方法有兩個(gè)欠缺：

1)牛腿的利用增加了用鋼量，使得工程重量提升。違背了節(jié)約的理念，并且也不滿足工程經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)。并且，鋼牛腿末端截面在較高的承載力作用下，再結(jié)合有可能出現(xiàn)的剛度變化，或許存在混凝土的擠壓變形。2)在梁柱連接點(diǎn)區(qū)域，鋼筋的數(shù)量過多，導(dǎo)致穿筋的問題比較繁瑣。并且，基于自身強(qiáng)度的前提下，配筋率較高，單排鋼筋數(shù)目比較集中，難以達(dá)到穿筋的條件。針對框架梁內(nèi)的一些主筋，能夠和型鋼牛腿焊接在一塊，焊接強(qiáng)度對牛腿的長度造成一定的影響，利用主筋位置來確定型鋼牛腿的高度。采取搭接時(shí)，應(yīng)當(dāng)在型鋼牛腿的上下翼緣上設(shè)計(jì)兩排栓釘連接件，間距在100 mm以上，直徑要超過19 mm，并且和型鋼邊緣的距離應(yīng)當(dāng)超過50 mm?？蚣芰簝?nèi)部，連續(xù)配置的主筋面積應(yīng)當(dāng)超過1/3，框架梁到牛腿的1.5倍梁高范圍，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)箍筋加密區(qū)。

6 柱梁節(jié)點(diǎn)混凝土澆搗

不只有型鋼梁柱通過梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，梁柱鋼筋也交于此點(diǎn)，混凝土不易澆筑，應(yīng)當(dāng)重視關(guān)鍵區(qū)域混凝土的振搗，在十字型鋼柱的柱角位置插棒振搗，控制澆筑高度500 mm～600 mm，每層混凝土最合理的振搗棒插入深度為50 mm，振搗棒應(yīng)當(dāng)是快插慢拔，如果梁筋密度較大，采取高坍落度細(xì)石混凝土。

7 結(jié)語

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力強(qiáng)、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，可滿足大跨度、超高層建筑的承載要求。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在具體施工過程中，施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)處型鋼、鋼筋、混凝土三部分處理得當(dāng)十分必要。