钢混结构工程中的建筑工程技术与设计探讨 刘淑生

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月4期   作者: 刘淑生
[导读] 随着进入三十年代,我国建筑发展就像大树一样枝繁叶茂
        【摘要】随着进入三十年代,我国建筑发展就像大树一样枝繁叶茂,各类材质结构融入建筑工程中,钢混结构的施工称为我们发展的需要。本文主要介绍钢混结构在现代建筑工程中的些许使用情况。
        【关键词】混凝土;钢结构;钢骨混凝土
        引言:
        我们即将进入二十一世纪三十年代,传统的砖混、钢筋混凝土结构等已经无法满足社会发展需要。建筑行业的进度、质量、安全等行业要求越来越高,为了满足人民生产生活需求,努力提高建筑行业结构性变革,从原材料及工业技术上寻求新的经济增长点,成为现阶段我们迫在眉睫的工作。混凝土与钢结构工程相结合是现代建筑发展的一个方向,本文主要简介这方面的技术发展与应用。
        1、钢结构在我国应用现状
        为保证建筑工程质量的重要构造,混凝土结构拌合的材料主要是指以水泥为主掺加水与粗细骨料而形成砼混结构。钢结构主要是以钢材为原材料进行预制拼装或现场制作而成的钢柱、钢梁以及钢桁架等等,都是以钢材为原材料制作的结构构件,经现场人工加工而成的钢制建筑物,两者在建筑工程结构中的结合使用推动了现代建筑的改革和发展,大大节省了建筑结构的工期和人工,特别是预制拼装技术更是将用数字凸显中国奇迹的一个重要组成部分。但不得不说现代钢结构在建筑行业中应用的深度和广大还有待加强,钢结构施工技术的应用研究是我们现在急需面临的主要任务。
        2、钢结构工程特点
        钢结构因其模量化设计,连接方式新型,量化能力强等,因其固有的结构强度特点,因此在材质上的特点主要有塑韧好、材质匀、质量轻、强度高,工期短、密实好等优点,但是纯钢结构也有其固有缺点:不耐火、易锈蚀等。我们在应用中应该结合实际施工条件和设计要求,使钢结构在建筑中体现最大价值。
        2.1 设计要点
        为了最大发挥钢结构的优点,规避钢结构的缺点,故在施工设计中将钢混结合起来,优劣互补。这个设计的典型代表就是钢骨架混凝土结构。
        2.2.1 充分认识钢结构和混凝土的优劣
        从钢结构中应用来看,钢结构具有耐火性能不强,易锈蚀,耐腐性差的特点,根据设计具体化钢混结构的特点,有利于钢混结构的结合,利用钢骨混凝土结构造价低,同时防护性能高的特点弥补纯钢结构的不足,减少钢量用度,节省成本缩短工期。钢骨混凝土柱比钢柱便于工程的施工。钢骨混凝土的延性优于普通的钢筋混凝土结构,钢骨混凝土的延性比钢筋混凝土高的多,滞回曲线更加丰满。钢骨砼施工快速,率先成钢骨结构,接着间叉施工剩余混凝土部分,当施工过程中流水节拍得以实现时,节约工期。钢骨结构在施工中自身作为承重构件,节约基础垫材,缩短关键工序时间。
        2.2.2 准确判断工程项目钢结构混凝土是否适用
        钢结构与混凝土结构通常用于高层建筑、大跨度建筑、体型较复杂建筑。主要体现在:结构性超高楼栋、体育馆、桥梁工程、影视剧院、电视厦、塔楼等,我国钢混结构相结合的建筑的典型代表就是北京鸟巢国家体育场、国家大剧院等。这些建筑以钢构主要作用,混凝土次之或者更少作用。
        2.2.3 充分预估截面
        在机构整体布置后,需要设计人员对截面进行初步估算,根据选用钢结构的截面特点,如使用型钢、槽钢、钢管等截面在设计中的应用各不相同,应根据各钢结构截面,结合混凝土施工特点确定截面预估值。经过确定后再确定翼缘宽度。确定了截面和翼缘宽度后,其结构可以按规定预估。

当然设计人员根据钢结构和混凝土施工的特点,结合项目实际情况进行施工设计。
        2.2.4 节点设计
        钢结构与混凝土节点设计,除了体现在钢结构与钢结构节点连接方式的选择,还要重点关注混凝土与钢结构交接位置的结合。钢构连接主要以电弧焊接、螺栓连接,使两个钢构结构有机组合形成整体,使结构构件达到强度、刚度、稳定性要求。钢结构与混凝土之间的节点连接方式主要采用上文所说的钢骨混凝土结构,利用外包混凝土的特点使钢结构与混凝土形成整体,在两者的结合点处,还应增设黏连材料。
        2.2 施工特点
        在满足以上设计条件后,制定施工工艺流程。工艺流程制定后主要特点是钢混结合施工,除满足钢结构不耐火、不防腐等特点,特别是前期的钢结构预制与吊装连接大大节约了施工工期,经过流水施工的有效组织,将人、料、机合理的结合起来,将使钢结构工程和混凝土工程发挥更好的效果。
        3、应用
        随着钢结构混凝土在我国应用越来越广泛,今年来我国钢结构混凝土结构效果突出。例如深圳世贸中心大厦,它是由深圳市某建筑设计院设计。该工程单体建筑面积十多万平,建筑整体总高度二百三十多米,是目前深圳市最高的建筑之一,同时获得多个奖项。从深圳世贸中心大厦应用中,我们也能看到钢结构混凝土相结合的优势是非常明显的。
        3.1 针对设计
        针对于该工程特点,结构主体设计采用砼钢筒体—框架—加强层结构体系,考虑到其他结构均属常规设计,现仅介绍结构中主要构件设计。此项目为达到设计要求的构件延性,预设多个塑性损坏机制,据设计要求,强化强柱弱梁、强剪弱梁、强节点设计。能到这良好的延性性能。对于结构整体而言,指定一些结构构件在地震下进入塑性阶段来吸收和消耗能量。这些措施都加大结构的强、刚及稳定要求的性能。楼层柱均采用钢混结合的构造,名为 SRC 柱结构。
        3.2 施工技术探讨
        本工程主要采用钢—钢骨架结构施工,地下室钢柱一次制作,基坑内一次安装到位的施工方法,二十二层和三十八层钢结构桁架采用预拼方法。现场焊接钢结构并进行超声波无损探伤检验,加强现场施工作业的检查与验收。钢结构表面刷两道防锈剂,在外层选用预拌混凝土进行包裹覆盖,增强钢结构的防腐和耐火性能。
        4、质量控制
        钢结构与混凝土施工质量控制首先应保证从源头上设计方案的先进性,对关键节点应加强交底和培训形式强化参与建设人员对质量的重视。在施工初期阶段建立质保管理体系,加强专业监理工程师督导检查,提升质保水平。材料进场前强化材料验收方式、方法、力度,对不符合要求的材料及预制构件进行严格清退,保证从材料源头的质量控制。在施工过程中加强隐蔽验收及各节点的验收,强化验收程序,进行有效考核,形成文字数据,汇总分析,定期对质量进行抽检,保证质保控制实现目标。
        5、结束
        终上所述钢结构混凝土工程在现实施工中应该广泛,但施工技术还需要进一步提高,设计中仍有很多值得探讨和提高的地方需要优化,现代建筑只有在不断的探讨和优化中,我们的建筑作品才会越来越好。
        参考文献:
        [1] 王启文 . 深圳世贸中心大厦结构设计 [J]. 深圳市建筑研究设计总院:230-232.
        [2] 吴桂松,王忠红,罗春 . 深圳世贸中心大厦新技术应用 [J]. 《工程质量》2004 年 06 期,2004
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