任 超,敖軍華,張春輝
(華潤建筑有限公司,遼寧 沈陽 110000)
隨著商業(yè)綜合體項目對底部商業(yè)部分的建筑空間及跨度要求越來越大,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生可有效滿足其需求,而無鋼柱型鋼混凝土梁是根據(jù)結(jié)構(gòu)特點形成的一種由鋼筋混凝土柱和混凝土型鋼梁組成得更為經(jīng)濟的新結(jié)構(gòu)。
沈陽皇姑萬象匯為商業(yè)綜合體項目(圖1),總建筑面積15.9 萬m2,地下3 層,地上5 層局部6 層,鋼結(jié)構(gòu)含量約1 700t,涉及勁性鋼梁、勁性鋼柱和鋼梁、鋼梁樓承板、屋面采光頂及外部鋼樓梯,其中包括6 根無鋼柱型鋼混凝土梁,而如何保證該梁的順利安裝是項目需解決的問題。
圖1 沈陽皇姑萬象匯為商業(yè)綜合體項目效果圖
無鋼柱型鋼混凝土梁(圖2)是型鋼混凝土的一種,它是采用在一個H 型鋼梁的外部包裹鋼筋混凝土。這種結(jié)構(gòu)形式具有混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點,同時由于自身結(jié)構(gòu)的特殊性還有一些不同的特點:①型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的延展性高,同時結(jié)構(gòu)耐久和耐火性能優(yōu)異;②型鋼剛度大,承載力高;③由于采用無鋼柱設(shè)計,與有鋼柱型鋼混凝土結(jié)構(gòu)不同,對大型型鋼梁安裝時提出更高的施工要求;④型鋼混凝土結(jié)構(gòu)形式較混凝土結(jié)構(gòu)形式截面積小,在結(jié)構(gòu)承載力允許的條件下能夠為結(jié)構(gòu)提供更大的空間和跨度,增加使用面積和層高,提高經(jīng)濟效益;⑤鋼梁體量大,對其模板的支撐要進行全面設(shè)計,保證模板支撐有足夠的承載能力與抗變形能力;⑥由于無鋼柱支撐大型型鋼梁,需先考慮鋼梁的支撐問題;⑦鋼梁四周離模板只有150mm 的空隙,鋼筋密度大,施工難度大。
圖2 鋼梁進場堆放
無鋼柱型鋼混凝土梁的結(jié)構(gòu),常用的施工方法如下。
1)框柱分段施工法 將框柱進行分段混凝土澆筑,先進行框柱根部到梁底的施工,并在上部預(yù)埋埋件,等其混凝土上強度后鋼梁與埋件進行焊接固定,其作為鋼梁的支點,然后進行鋼梁四周的鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑。
缺點:施工工序增加,對施工進度有影響;需先進行框柱的支模,由于其四周無梁板支撐,模板加固固定難度較大;框柱澆筑到梁底標高時梁底筋施工困難,很難穿過框柱位置。
2)龍門架吊裝固定鋼梁法 將鋼梁兩側(cè)采用龍門架進行吊裝固定,然后進行鋼梁四周鋼筋綁扎及模板支設(shè),最后與框柱、板混凝土一起澆筑。
缺點:龍門架占用空間較大,可能影響周圍梁板模板支撐架體的搭設(shè);鋼梁固定不牢固,鋼筋、模板施工過程中容易晃動,有一定的安全隱患;龍門架的加工、運輸安裝均會增加一定的成本。
上述兩種方法均會對進度、質(zhì)量、安全產(chǎn)生一定的影響,故項目通過研究采用新工藝來解決該類問題。
項目通過研究創(chuàng)新采用箍筋后封閉法進行無鋼柱型鋼混凝土梁的施工,保證了施工質(zhì)量及安全,加快了施工進度。
1)改進箍筋封閉方式 傳統(tǒng)的梁箍筋是在加工區(qū)封閉成型,然后現(xiàn)場套在鋼梁上,再進行模板的支設(shè),項目通過對裝配式疊合梁鋼筋綁扎經(jīng)驗的借鑒,將梁箍筋上部做成開口形式(圖3),鋼梁吊裝完成后再進行箍筋封閉。
圖3 箍筋開口形式
2)調(diào)整施工工序 先進行無鋼柱型鋼混凝土梁的底模支設(shè)及鋼筋綁扎,然后進行鋼梁吊裝。
3)自制鋼梁支撐件 采用5mm 厚的鋼板和?20 圓鋼自制鋼梁支撐件(圖4),避免鋼梁直接壓在模板上,鋼梁底部栓釘造成模板損壞,同時保證鋼梁底距離混凝土完成面滿足圖紙設(shè)計要求。
圖4 自制鋼梁支撐件
1)模板支設(shè)體系 該鋼混梁截面為600mm×1 000mm,內(nèi)部鋼梁截面為300mm×700mm,根據(jù)品茗軟件計算,模板面板采用15mm 雙面酚醛覆膜木模板,主龍骨采用2?48mm×3.0mm鋼管,次龍骨為40mm×70mm方木,支撐體系采用輪扣式+扣件式鋼管腳手架。梁橫截面下立桿設(shè)置為5 根,沿梁軸間距為900mm,水平桿步距為1.2m,與四周板支撐立桿連成整體,如圖5 所示。
圖5 梁底立桿布置
由于是無鋼柱型鋼混凝土結(jié)構(gòu),所以要先支設(shè)梁的底模,設(shè)置鋼梁支撐件的部位與底部立桿位置對應(yīng),加強此部位的承載力,然后進行鋼筋綁扎,鋼梁吊裝完成后再利用鋼梁預(yù)留孔穿對拉螺桿進行梁側(cè)模的安裝加固。
2)鋼筋綁扎 梁箍筋加工過程中改變傳統(tǒng)的直接在后臺形成封閉箍,然后在現(xiàn)場套入縱筋的方式,將上口箍筋形成開口形式,待鋼梁安裝完成后再現(xiàn)場彎折形成封閉箍,達到規(guī)范及驗收要求。施工過程中先進行箍筋及底筋的安裝,利用腰筋與箍筋綁扎形成鋼筋籠,底部增加墊塊保證鋼筋保護層厚度,鋼梁安裝完成后再進行拉鉤的安裝,如圖6 所示?;炷林钕葘⒐拷钐椎皆Σ玟摻罡?,待鋼梁安裝完成后與原甩茬縱筋進行機械連接,并進行箍筋的綁扎安裝。
圖6 鋼筋綁扎完成效果
3)鋼梁支撐鐵件安裝 梁底模及鋼筋綁扎完成后進行驗收,合格后進行鋼梁支撐件的安裝,位置與底部立桿位置對應(yīng),梁橫截面方向設(shè)置2個,沿梁軸間距為900mm,如圖7 所示。
圖7 鋼梁支撐鐵件安裝
4)鋼梁吊裝安裝 本項目施工的型鋼梁最重為5.32t,現(xiàn)場采用塔機進行吊裝,就位時將其放在支撐鐵件上。型鋼梁就位、校正后在其兩側(cè)用鋼管臨時加固,防止鋼梁傾倒,同時型鋼梁與底部支撐鐵件進行焊接固定。
5)混凝土澆筑 考慮到架體的穩(wěn)定性,將其中間的混凝土柱先進行澆筑。在澆搗此部位梁砼時從中間開始澆搗,然后向兩邊對稱澆搗。梁截面梁高大于1 000mm的,其混凝土采用分次分層澆搗,分層澆筑厚度不超過400mm,但每次澆搗砼的間隔時間應(yīng)小于初凝時間。
無鋼柱型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是適用于商業(yè)綜合體或高層轉(zhuǎn)換層的一種新型結(jié)構(gòu)形式,其原型是在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上演變優(yōu)化過來的。它是一種具有顯著經(jīng)濟效益和社會效益的新型結(jié)構(gòu)體系,有很大的發(fā)展空間,項目通過調(diào)整施工工序,改進鋼筋綁扎形式,并自制專用鋼梁支撐件確保了該種結(jié)構(gòu)體系的吊裝安裝,保證了施工質(zhì)量及安全,加快了施工進度,對于其他具有相似類型鋼結(jié)構(gòu)的項目具有一定的借鑒意義。