董靜

【摘要】建筑環(huán)境復雜化使現(xiàn)代施工團隊不得不通過新型建造方式來提高建造質(zhì)量，從而滿足新型建筑的建筑需求。與傳統(tǒng)工作方式相比，型鋼混凝土組合結構的穩(wěn)定性更強，也能夠適應更強的建筑壓力。但同時由于該技術出現(xiàn)時間較短，所以大多數(shù)職工團隊對該項技術理解掌握能力相對較差，甚至還引起了施工事故的出現(xiàn)。鑒于此，論文分析了型鋼混凝土施工中的問題集中點，并以實際施工項目為例，詳細說明了施工現(xiàn)場中型鋼混凝土組合結構的施工技巧，希望能為我國工程建設能力提升做出貢獻。

【關鍵詞】型鋼混凝土;組合結構;技術分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.072

引言：

與傳統(tǒng)施工結構相比，型鋼混凝土組合結構承載力和剛度延伸性都相對較好，這也滿足了現(xiàn)代施工的大部分需求。同時，型鋼施工結構耐腐蝕性、耐溫熱性也較為優(yōu)秀，所以后期施工維護頻率也相對較低，這也大大降低了建筑施工與維護成本。不過，型鋼施工技術的施工要點也比傳統(tǒng)施工結構要多，所以需要施工人員加強自身素質(zhì)學習，并嘗試將型鋼施工組合技術帶入到傳統(tǒng)施工模式中，從而促進施工行業(yè)技術進步。

1、型鋼混凝土組合施工技術的優(yōu)點

1.1建筑穩(wěn)定性較好

與普通建筑模式不同，型鋼混凝土承載力和抗震性能都十分突出，尤其是在地震區(qū)的施工，更需要型鋼混凝土組合技術來提高建筑抗震能力。實際上，從實驗數(shù)據(jù)來看，型鋼混凝土組合施工模式的建筑遇到地震時倒塌率僅僅只有7.21%，這遠遠要優(yōu)于傳統(tǒng)結構模式[1]。從另一角度來看，建筑穩(wěn)定性也意味著施工人員可將更多資源精力集中在其他部分施工上，所以施工進度管理也通常優(yōu)于傳統(tǒng)建筑模式[2]。

1.2施工靈活性更高

特殊環(huán)境下的施工，傳統(tǒng)施工需針對施工環(huán)境來進行施工作業(yè)安排，這使得施工項目開展具有較強的一一對應性。而型鋼混凝土組合施工技術本身的靈活性較強，所以也可根據(jù)施工環(huán)境特點來靈活進行控制。與傳統(tǒng)施工相比，這種施工模式靈活度更高，也能及時對工程中出現(xiàn)的問題進行處理。而在處理成本控制上，新型施工模式成本控制也更為優(yōu)秀。

2、新階段型鋼混凝土組合結構的應用難點

2.1型鋼混凝土組合結構的種類較多

型鋼混凝土組合結構并非是單一結構，而是多種施工模式的統(tǒng)稱。在此分類下，不同組合結構的適用范圍不同，本身所代表的力學性質(zhì)也有較大區(qū)別。以空腹式型鋼混凝土組合結構為例，它表現(xiàn)出的經(jīng)濟性更加適合普通民用建筑[3]。但在地震區(qū)或是抗震需求較大區(qū)域建筑中，則需要更加傾向于實腹式型鋼混凝土組合結構。同樣，不同類型的型鋼混凝土組合鋼構件形式也有較大區(qū)別，空腹式組合更傾向于槽鋼及角鋼（綴板鏈接），而實腹式更傾向于槽鋼和H型鋼，不過這也導致實腹式型鋼混凝土組合結構用鋼量增加。除上述兩種組合結構模式外，還有多種型鋼混凝土組合結構，這也需要施工人員花費大量時間進行掌握[4]。

2.2柱梁連接更為復雜

在組合結構中，型鋼混凝土組合結構數(shù)據(jù)要求更加精確，這也使施工人員需要有較強的現(xiàn)場判斷能力，并能對施工現(xiàn)場進行有效控制。但在大多數(shù)施工現(xiàn)場，技術人員的占比十分有限，所以也很難對工程中出現(xiàn)的問題進行解決。另一方面，型鋼混凝土材料管理更加嚴格，比如需對鋼筋彎折角度進行嚴格控制，并保證誤差要小于1：6[5]。同時，施工人員還需對工程中產(chǎn)生的工程應力進行判斷，并需將鋼筋的承載壓力控制在一定數(shù)值。但對大部分施工環(huán)境來講，本身的動態(tài)施工調(diào)整能力就很有限，所以整體施工質(zhì)量保證也十分困難。

2.3型鋼混凝土施工理論過于理想

在現(xiàn)代大多數(shù)型鋼混凝土施工理論中，大多數(shù)理論都僅僅停留在理想狀態(tài)，而對工程中出現(xiàn)的疲勞性損壞問題幾乎不談。實際上，在此項技術誕生之初，就由國外實驗室對混凝土與型鋼工程作業(yè)的穩(wěn)定度提出過懷疑。新鋼混凝土施工本身數(shù)據(jù)也容易受到外界因素影響，比如混凝土的黏結性就會直接影響結構本身承載能力、形態(tài)、性能等方面相關數(shù)據(jù)，而直到現(xiàn)在，該方面數(shù)據(jù)測量也僅僅是通過輔助修正的方式來降低數(shù)據(jù)誤差[6]。

3、型鋼混凝土組合結構施工要點

3.1抗震需求設計

型鋼混凝土組合結構抗震能力主要體現(xiàn)在兩個方面，即材料抗震和結構抗震。首先在材料抗震上，每種材料的抗震能力不同，也需工作人員提前進行判斷。比如從原理看，角鋼與槽鋼混合設計的抗震能力遠不如H型鋼與槽鋼的混合設計。當然，隨著技術發(fā)展，未來還會有更加穩(wěn)定的抗震材料。而在結構上，不同結構抗震能力上限也有較大差別，這也需工程人員提前做好相關資料收集，并通過動態(tài)模型來確定現(xiàn)階段抗震結構能否滿足該地區(qū)抗震需求。

3.2型鋼混凝土組合結構連接處管理策略

為便于理解，論文以通州種業(yè)園項目為例，并在此項目基礎上做拓展性研究，說明連接處方案設計。

例：混凝土斷面為800㎜×800㎜，型鋼規(guī)格選擇為550㎜×350㎜×17㎜×15㎜，具體施工方式如下：

1）混凝土梁柱之間的連接板處理方式

在此項施工中，混凝土梁柱之間的連接需使用多層連接板。連接板長度控制較為重要，這也是多數(shù)施工團隊的易錯點。在長度控制上，連接板長度也可額外延伸，比如此項工程就需額外延長25㎜左右。額外延長的距離主要觀察鋼筋焊縫及焊接時鋼筋兩端的位置，此項工程的25㎜，具體數(shù)據(jù)為焊縫的10㎜加起落弧位置的15㎜。而在下層連接板控制上，此項工程還需額外延長5d，以便為操作人員提供更多焊接空間。

需注意的是，焊接過程中會出現(xiàn)較多焊渣，而焊渣掉落會直接影響到梁、柱、板之間的焊接質(zhì)量。因此，施工作業(yè)中需專門的焊渣清理人員，以便對焊接中的焊渣進行及時處理。而對于復雜部位的焊接工作，焊渣掉落處理難度相對較大，所以可嘗試不同焊接方式來控制焊渣掉落。若不及時處理，焊渣就容易在結構間出現(xiàn)焊渣夾層，會嚴重影響各結構件連接質(zhì)量[7]。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

2）混凝土梁柱的套筒連接處理方法

在套筒連接中，施工人員根據(jù)施工圖確定連接鋼筋實際比例，并及時對錯誤數(shù)據(jù)進行修改。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，套筒連接中斷面設計問題所導致的數(shù)據(jù)誤差概率高達47.2%。因此，在此階段施工中，施工人員要盡可能保證鋼筋位置能直接作用于貫穿點，以便間接降低施工難度。

3）型鋼混凝土梁柱鏈接中的加腋

好的加腋處理能降低型鋼混凝土制作難度，并間接提升連接穩(wěn)定性。但同時，也會有新的限制要求：（1）控制施工鋼筋最大彎折角度。彎直角度會直接影響連接的穩(wěn)定性和結構整體受力情況，所以制作人員需對每個鋼筋進行嚴格質(zhì)量管理。當其彎折角度超過1：6時，就需重新對彎折角度進行修正，以便能正常施工。（2）若部分鋼筋出現(xiàn)向外彎折的情況，施工人員需加強對外分力的計算。在必要處，還可通過增加箍筋來保證鋼筋形態(tài)。不過箍筋設置也需提前進行測試，以避免箍筋起不到原有的控制作用。

4）型鋼梁柱間的連接方法

在進行連接時，施工人員需提前預留好托座。在托座處理上，大多數(shù)托座都大于或等于梁的規(guī)格。而在連接方式上，栓焊混用連接方式更加有利于接頭連接。其次，梁的連接需工作人員提前計算好結構承載力。由于各個階段承載能力有較大差異，所以還是需要繪制出承載力變化圖，并觀察極限承載數(shù)值的出現(xiàn)頻率。在此工程中，經(jīng)過計算后，實際梁腹板厚度需要控制在40mm以上。而在部分情況下，施工人員也可將結構中的抗剪力變成抗彎力。因為部分結構的承載壓力較大，這也對高強度螺栓的質(zhì)量提出了更高要求，所以就可以通過這種方式來緩解螺栓壓力。

3.3型鋼混凝土組合結構施工在高層建筑中的應用方法

1）高層建筑中型鋼混凝土結構施工的問題

①構件選擇需更加重視。與低層建筑相比，隨著樓層高度的增加，樓房對底層壓力也會逐漸增大，這也對型鋼混凝土結構承載力提出了更多要求。而隨著樓層不斷升高，每個樓層承載能力需求也不同，這也需要施工設計人員根據(jù)各樓層實際承載力需求來判斷構件的選擇，這也是高層建筑中成本控制的主要難點。另一方面，除了部分建筑以外，大多數(shù)高層建筑都以經(jīng)濟型建筑為主，這也進一步增加了建筑中成本的控制需求。

②結構選擇更加困難。在高層建筑中，施工人員不僅要考慮結構承載力和其他屬性差異，還需考慮高層環(huán)境下的具體施工可行性，而這直接會影響建筑建設成本。另一方面，高層建筑本身結構就與低層建筑有較大差距，如果依舊按照底層施工方式來進行型鋼混凝土施工，那么材料控制和結構焊接都會遇到困難。

③結構失穩(wěn)。與低層型鋼混凝土組合結構施工不同，高層建筑失穩(wěn)概率相對較高，這是因為高型建筑型鋼強度會產(chǎn)生變化，從而使建筑結構平衡性下降。另一方面，高層建筑混凝土脫落情況也更為嚴重，這也會進一步削弱型鋼的強度。當混凝土脫落到一定程度時，高層建筑本體也會出現(xiàn)大范圍齒裂，這也是出現(xiàn)不穩(wěn)的主要原因之一。

2）高層建筑中型鋼混凝土組合結構的具體應用方法

①更加完善的材料控制體系。在十字鋼柱的采購中，管理人員需嚴格執(zhí)行復驗方案。復驗完成后才可進行拼裝、檢驗及其他步驟的進行，以方便降低現(xiàn)場操作的壓力。而對于關鍵零件，則需通過超聲波及其他檢測方式來確定零件確實無明顯問題。而在現(xiàn)場施工中，施工人員除了要保證零件質(zhì)量以外，還需要對零件的運輸途徑進行嚴格管理，以免零件在運輸過程中出現(xiàn)受損。而對于室外運輸，則還需要考慮環(huán)境因素對零件的影響，比如低溫會嚴重影響組件強度，所以也需要及時采取措施，保證零件的正常運輸。

②更加規(guī)范的安裝方式。施工現(xiàn)場需施工人員進行基礎的定位操作，而隨著樓層高度增加，這些基礎操作的難度也會提升。必要情況下，施工人員可以利用現(xiàn)代的定位裝置，從而提高定位精度。而在誤差容忍上，高層建筑的實際誤差要控制在2%以下。在處理完成之后，則需要盡可能地保證型鋼安裝的環(huán)境。

③澆筑過程的管理?？梢哉f混凝土的澆筑質(zhì)量直接影響了型鋼結構的功能發(fā)揮，這也要求施工人員要加強重視。首先，高層混凝土澆筑難點主要集中在凹角處、梁柱節(jié)點以及交界處，所以也需要施工人員嚴格監(jiān)察該部分的澆筑情況。如若出現(xiàn)漏泥，則需要及時找出漏的原因。另外，數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示大多數(shù)高層建筑中的澆筑問題都是由于混凝土的密實性出現(xiàn)問題，所以在澆筑前也需要再次對混凝土性質(zhì)進行復驗，以保證澆筑質(zhì)量。另一方面，澆筑中出現(xiàn)的問題較多，所以有必要加強對該部分的技術控制。如果有條件，則可以直接增加現(xiàn)場管理人數(shù)，并安排相關技術人員進行現(xiàn)場的技術指導，從而對高空澆筑問題進行解決。比如多次澆筑等棘手問題就需要技術人員的現(xiàn)場指導。

3.4及時進行人才培養(yǎng)

上文也說到，型鋼混凝土組合結構的設計技術更為復雜，這也需要施工人員有著更高的素質(zhì)作為支撐。但現(xiàn)階段大多數(shù)施工人員的素質(zhì)都很難符合施工需求，這也迫使施工行業(yè)需要進行整體的素質(zhì)提升。在高素質(zhì)人才流入方面，施工行業(yè)可及時向社會提出人才訴求，并積極與各大院校進行合作，從而提升型鋼混凝土施工技術在學院中的教學覆蓋面積。在學習后期，施工單位也可積極為學生提供建設環(huán)境，從而使學生能夠?qū)π弯撌┕ぜ夹g產(chǎn)生更深的理解，從而對已有的型鋼施工技術進行優(yōu)化。而在基礎施工人員的培養(yǎng)上，則需要提升其規(guī)范意識。比如高層施工中會對組件有更加嚴格的要求，所以要加強對基礎施工步驟的宣傳意識。如果條件允許，施工行業(yè)本身也可以對施工團隊的能力進行細化，從而特化出專門的型鋼施工團隊，以符合特殊施工環(huán)境的需求。

3.5加強現(xiàn)場控制

多種數(shù)據(jù)研究報告表明，型鋼混凝土施工技術現(xiàn)在還存在著較多問題，所以現(xiàn)場施工人員要加強對現(xiàn)場的控制，以便于及時將工程中的不穩(wěn)定因素進行剔除。比如，可以嘗試增加現(xiàn)場控制人員的人數(shù)，并及時對施工作業(yè)進行檢測。當然，也需要細化現(xiàn)場控制內(nèi)容，并將現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)進行收集，以便于反饋給技術團隊。

結語：

總而言之，傳統(tǒng)模式已經(jīng)很難適應現(xiàn)階段的建筑需要，所以型鋼混凝土組合建設模式已經(jīng)成為未來建造的主要模式之一。而在此情況下，施工人員要努力進行理論學習，并嘗試增加自身操作的規(guī)范度，以便于適應難度較大的建設工程。當然，對于建設中出現(xiàn)的問題，社會與建筑行業(yè)都應該提高重視，并嘗試積極進行解決。而對于其他領域，也要嘗試增加與建設領域的關聯(lián)度，以便于將自身的優(yōu)質(zhì)技術輸送至建造行業(yè)中，從而使型鋼混凝土組合結構施工技術能夠有新的血液注入。

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