高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术探讨

发表时间:2020/5/26   来源:《建筑实践》2020年1月3期   作者:刘畅
[导读] 型钢混凝土组合结构具有良好的力学性能,

        摘要:型钢混凝土组合结构具有良好的力学性能,再加上其结构设计种类较多,完全能够满足各种高层建筑的结构要求。基于此,本文分析了型钢混凝土组合结构施工技术在高层建筑中的具体应用,有利于提升高层建筑质量。
        关键词:高层建筑;型钢混凝土组合结构;施工技术
         在高层建筑施工中,最为重要的就是要进行工程结构的设计优化,保障整体结构具有较好的承载力、抗震性、稳定性与安全性。而型钢混凝土组合结构是一种新型的结构施工技术,这种施工方式在高层建筑中的应用能够充分发挥其结构优势,保障高层建筑质量管理目标的实现。但是,型钢混凝土组合结构应用中,需从建筑结构的特殊性着手,选择最佳的组合结构,遵守施工要点,做好各个环节的质量管控。
1建筑型钢混凝土结构简单概述
1.1建筑型钢混凝土结构的基本概念
         型钢混凝土组合结构中,主要包含了型钢、混凝土与钢材等材料,这些结构性材料的使用使得型钢混凝土组合结构成为了一种更为特殊的结构,其结构优势相对明显:承载力更高、抗震性更好、耐久性与性价比都较高。在型钢混凝土组合结构中,基于其良好的力学性能,使得该组合结构的结构稳定性更好,在高层建筑中的应用日益广泛,技术发展逐步成熟。从型钢混凝土组合结构施工来看,存在柱箍筋绑扎、模板安装与型钢混凝土密实度控制较难的问题。比如,以某高层建筑结构为例,整个项目外立面采用的是钢结构,主体外围柱子、中庭柱子设计为型钢与混凝土组合结构,各种类型的型钢柱子数量达到了200根以上。在实际的施工处理过程中,十字形型钢混凝土组合柱与普通钢筋混凝土柱施工存在着较大的区别,为实现工程质量控制,采用的型钢柱分段预制的处理方式,通过对柱子箍筋、柱模板的优化等,有效提升了结构稳定性。
1.2建筑型钢混凝土结构的主要分类
         型钢混凝土组合结构的应用中,根据不同的分类标准,其整体结构也存在一定的区别。比如,以组合结构为分类标准,主要包含了空腹式、实腹式;以使用范围为分类标准,主要包含了全部型钢混凝土结构、部分型钢混凝土结构。在高层建筑施工中,施工企业需结合结构特征,进行型钢混凝土组合结构的选择性[1]。
2型钢混凝土组合结构应用存在的问题
2.1构件的经济性比较
         对高层建筑工程而言,结构的稳定性与安全性极为重要,为保障工程结构的质量,相关的施工人员在结构构件的选择方面,需严格遵循相应的技术标准与流程来进行。比如,如果采用的是型钢混凝土组合结构,柱内材料一般都为焊接型钢、实腹式型钢。在实际的施工过程中,由于可能存在施工现场条件等的限制,施工人员必须要保障混凝土体积配箍率计算的准确性,保障钢筋配置的科学性,避免后期出现工程结构问题[2]。
2.2结构选型
         高程建筑的质量在很大程度上会受到结构选型的影响,其结构是关系工程整体、部分的关键施工环节,只有做好了建筑结构的选择,才能够保障工程结构的稳定性、安全性,达到工程的质量、成本、安全等控制。在很多的高层建筑型钢混凝土组合结构施工中,施工人员并未从根本上重视结构选型,结构选型不当、设计不合理的现象极为常见。高层建筑的结构相对复杂,由于柱距相对较大,再加上会受到柱压比的影响,柱截面会相应增大,导致结构承载力变大,材料用量增多[3]。如果要发挥型钢混凝土组合结构的优势,必须要关注结构选型问题。
2.3布置问题
         型钢混凝土组合结构施工过程中,常常还存在着一些布置方面的问题,而布置方面的问题常常会导致整体结构的稳定性、安全性不足。

比如,柱内型钢的强度远远低于纵筋;柱子上混凝土的脱落现象,导致型钢混凝土组合结构的侧向刚度大大降低。
3建筑型钢混凝土组合结构的施工措施
3.1十字形型钢结构的安装和制作处理
         十字型钢柱技术是型钢混凝土组合结构施工中最为常用的一种技术,在实际的应用过程中,需保障技术应用的规范型。在钢结构的制作过程中,一般会采用工厂分工制作、现场拼接安装的方式,这种制作方式能够减小钢结构的运输难度。在钢结构的拼接过程中,有关人员需严格按照相应的设计标准来进行,最大程度上保障拼接的质量。当钢结构基本的组合完成以后,要进行现场安装,安装过程中要按照相应的设计要求来进行,在安装结束以后,在外观检查无误以后应用超声波法来进行内部结构检测,保障相关部位的焊接质量。
3.2十字形型钢混凝土组合柱施工技术
3.2.1确定型钢柱的分段:型钢柱的分段结合构造特点、现场吊装能力、结构层高等因素综合考虑,每一楼层宜只设一个接头,型钢柱分段部位,应设在剪力较小处,以 1/3 柱高为宜。
3.2.2型钢柱分段后的加强措施:主要通过设置水平加劲板对型钢柱进行加强。水平加劲板在每段型钢柱两端部小于 500mm 处各设置一道,中间再以≤1500mm 为原则均匀设置数道水平加劲板。通过焊接将十字形型钢柱的翼缘板、腹板和加劲板连成整体。
3.2.3设置排气孔:设置水平加劲板后,会在十字形腹板交叉处形成一个封闭的空间,浇筑砼时会阻碍砼排气上升,造成砼不能很好的包裹型钢柱。因此需在加劲板上留置直径为 120mm 的圆孔作为排气孔,方便加劲板下方砼浇筑时空气的逸出,保证砼能够的密实地。
3.2.4型钢砼柱箍筋的绑扎:型钢砼柱箍筋如果按照普通钢筋砼柱的做法,柱内箍势必须要穿越位于柱中间的型钢,造成:1)型钢柱必须开孔,且因箍筋间距小造成开孔很密,对型钢强度和刚度削弱较多;2)箍筋只能做成开口箍形式,穿越型钢后,采用焊接或手工弯曲的方式将箍筋放到要求位置,劳动量大,效率低,质量不好控制。通过优化设计,可将柱内箍做成异形,避开型钢柱的位置,直接箍在钢筋上。
3.2.5型钢砼柱模板安装:与普通钢筋砼相比,型钢砼柱装模的最大不同点就是不能穿越柱中的型钢安放对拉螺杆,容易造成砼柱模板变形涨模,影响砼外观质量。通过计算校核,可以采取加密竖楞,减小模板柱箍间距和紧贴型
钢外侧设置对拉螺杆的方法来加固柱模。
3.2.6混凝土的浇筑是型钢混凝土组合结构施工的最终环节,在实际的浇筑过程中,常常会出现各种的技术性难题。比如,梁柱节点、交界处、凹角处都是极易出现浇筑质量问题的位置,相关人员在正式的施工开始之前,必须要做好这些位置的浇筑预防处理。型钢混凝土组合结构的浇筑具有复杂性,同样需要采用分层浇筑的原则,并要严格对浇筑厚度加以控制。在型钢混凝土梁的浇筑过程中,需从梁的一侧开始下料,与此同时,使用振捣棒将混凝土向梁的另一侧流动,在另一侧出现混凝土以后,方可进行两侧的同步振捣。
结束语:
         近年来,型钢混凝土组合结构逐步成为高层建筑中最为常用的一种结构施工技术,其结构优势虽然非常突出,但是,其施工也比普通的结构施工更为复杂,关注的施工要点也更多,因此,在实际的施工过程中,施工人员需加强对型钢混凝土组合结构各个环节的施工质量控制,提升高层建筑总体结构的稳定性与安全性。
        
参考文献:
[1]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.
[2]杨宇,姜浩.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术简析[J].科技创新导报,2016,13(28):28+30.
[3]赵阳,刘小刚,穆静波.超高层建筑钢板混凝土组合结构施工技术[J].施工技术,2016,45(18):84-87.
[4]张金波.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术研究[J].建材发展导向,2018(21):187-188.
[5]孙志伟,李威.型钢混凝土组合结构深化设计与施工技术[J].智能城市,2020,6(04):141-142.
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