型钢混凝土组合结构施工质量控制

发表时间:2020/12/25   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:高飞龙
[导读] 摘要:随着社会的进步,各行各业发展迅速,型钢混凝土结构是由型钢、主筋、箍筋及混凝土组合而成,即核心部分有型钢结构构件,其外部则为以箍筋约束并配置适当纵向受力主筋的混凝土结构。
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        摘要:随着社会的进步,各行各业发展迅速,型钢混凝土结构是由型钢、主筋、箍筋及混凝土组合而成,即核心部分有型钢结构构件,其外部则为以箍筋约束并配置适当纵向受力主筋的混凝土结构。论文结合某实验学校建设工程的实际情况,针对型钢混凝土结构钢筋施工质量控制进行分析,以供参考。
        关键词:型钢混凝土;组合结构;施工质量控制
        引言
        随着我国各种建筑施工技术的不断发展,型钢混凝土组合结构逐渐成为高层(超高层)建筑设计中的重要形式,其应用也逐渐趋于广泛。型钢混凝土组合结构兼具钢筋混凝土结构和钢结构的优点:抗震性能优良、耐久性佳、梁柱截面较小、抗火性能好等。然而,型钢混凝土在施工过程中也具有一些难点,如型钢与结构纵筋、箍筋等的连接方式较为复杂,通常有焊接、绕接、搭接等多种处理方式,有时还需要在型钢构件上打孔穿出之后焊接等,这给施工造成了一定的难度。因此,灵活运用型钢混凝土组合结构的相关技术就需要在施工中把握好型钢混凝土施工的重点和难点、熟悉型钢混凝土梁柱施工工艺并控制好施工质量。
        1 型钢混凝土的施工难点
        ①型钢混凝土结构兼具钢结构及钢筋混凝土结构特点,施工工序相对较为复杂,对管理及施工人员的素质要求相对较高。②型钢混凝土结构施工空间范围受限,施工操作难度大,同时,由于各工序之间存在交叉作业,对施工现场管理要求较高。③型钢混凝土结构无论是钢结构还是钢筋工程,焊接作业多,焊接量相对较大,对施工人员技术水平要求较高。④型钢混凝土组合结构梁柱节点复杂,型钢结构要充分考虑梁柱结构钢筋在节点内的位置要求,需要做好预先控制。
        2 型钢混凝土组合结构施工质量控制
        2.1 H型钢梁制作及吊装质量控制
        在钢构件加工厂对热轧中翼缘H型钢梁进行制作,构件设计长度为4m,选用12m长国标H型钢,切割并处理好端面后得到3根4m长度的一组H型钢梁构件。H型钢梁的钻孔、加劲板焊接、构件吊装具体工序如下:①构件的钻孔步骤:台式钻床就位→作业前的准备工作→划出圆孔中心和直径→打样冲→平口钳固定→选用麻花钻→钻孔→孔边毛刺处理→质量检查。②构件的加劲板焊接步骤:交流电焊机就位→作业前的准备工作→清理焊接位置金属构件污垢→引弧→点焊固定加劲板→焊接→检查焊缝长度→焊渣处理→质量检查。质量控制要点:在支座处横向加劲肋应在腹板两侧对称设置,横向加劲肋与翼缘板相接处应作倒角处理,并与H型钢梁上下翼缘刨平顶紧焊接。焊接H型钢梁加劲肋时,应先焊腹板与加劲肋板的连接缝,然后再焊接翼板与加劲肋板的连接缝,由里向外施焊翼板焊缝。③构件吊装步骤:定出安装位置→弹出H型钢梁中心线→安装H型钢梁支座→汽车吊就位及相关准备工作→挂钩→起吊→就位→校正→质量检查。质量控制要点:在平板车货箱位置垫方木后再水平放置3根H型钢梁,送至实验场后采用汽车吊吊至支座,H型钢梁吊装前应在腹板侧边焊接吊耳作起吊点,构件就位后采用水平仪校正水平度。
        2.2 设计深化阶段
        区别于一般的混凝土结构,型钢混凝土结构的质量控制需要前置到设计深化阶段,且此为其质量控制中的关键一环。目前,型钢混凝土深化设计一般是由钢结构设计单位深化,由于缺少钢筋混凝土结构方面人员的参与,会导致梁柱节点处深化不尽人意,给后期施工带来不便。由此,型钢混凝土结构中钢结构的深化显得尤为重要,且钢结构及钢筋混凝土结构的相应设计人员应同时介入,以协同解决问题。

型钢混凝土结构优化的重点即为梁柱节点钢筋与型钢结构的空间布局,其原则一般是尽量将梁柱钢筋避开型钢,要注意钢筋的弯折角度不能过大;对于无法避开的采用钢结构穿孔处理,但相应制孔的孔径及面积应予以控制,并采取必要的补强措施。对于梁中间纵筋无法绕过钢柱且受翼缘影响无法穿孔的,可设置搭接板或接驳器(焊接套筒)。另外,梁柱节点核心区的钢筋布置必须考虑到位,重点是梁柱节点的钢筋锚固构造措施、核心区箍筋设置。同时,由于较密的钢筋对焊接套筒设置精度要求高度,需要对梁纵筋的间距进行检查,必要时应进行适当优化,可考虑采用钢筋等截面代换、梁底筋部分不伸入支座的方式处理。此外,对于柱箍筋,由于型钢柱中要设置栓钉,故要考虑此种情况下的型钢结构是否影响箍筋设置。最后需提醒的是,上述深化设计必须取得原设计单位的核算认可。
        2.3 型材加工质量控制
        加工精度会直接影响型钢混凝土组合梁柱的施工质量,特别是对于一些形状不规则的异形型钢构件。构件在制作时须考虑施工环境、安装的便利性等因素,同时需要符合安装现场的吊装设备、运输设备的要求。在切割分离时应准确合理,一般会参照型钢构件接头部位的重量,考虑吊装机械在型钢构件处于最远的吊装距离时能吊起的最大重量作为切割标准。为了增加型钢梁柱结构的受力性能,接头一般设置于受力较小的部位,具体应参考截面尺寸、重量以及楼层高度等,一般选接头位于梁跨中三分之一的部位为宜。如果型钢梁构件的跨度较大,在制作加工时可以适当进行起拱处理,具体弧度严格按照设计进行准确加工。对于这种起拱设计的构件,在运输、存放的过程中应注意起拱位置,避免对起拱的高度造成较大影响。
        2.4 混凝土浇筑质量控制
        型钢-混凝土组合结构柱表面焊有栓钉,同时钢柱周围布置了纵向主筋和环向封闭箍筋,钢筋层数多间距密,混凝土振捣容易出现较多的漏振部位而影响混凝土浇筑质量,故相比传统混凝土柱施工难度较大。因此型钢-混凝土组合结构柱施工时要注意以下几个质量控制要点:①混凝土工倾倒混凝土料应从钢柱四周均匀铺料,采用小直径软式振捣棒均匀振捣,插入到下一层混凝土50mm为宜,振捣时要求插点均匀、逐点移动、快插慢拔,点间距控制在500 mm 为宜,若为独立柱则应在柱四角处进行插棒振捣至密实。封仓高度以混凝土料略高柱顶位置为止,并确保混凝土匀称浇捣上升,避免钢柱出现过大挤压而产生位移。②模板工在模板上必须留出或开凿排气孔,以排除混凝土中的空气而保证浇筑质量,同时模板工应看护模板、钢筋有无位移、变形,发现问题应及时处理。
        2.5 墙体钢筋
        为了确保钢筋位置符合设计要求,需要通过水平梯形定位架来对水平筋位置进行控制,通过竖向梯形定位架来进行竖筋位置的控制。为了保证钢筋保护层厚度符合设计要求,借助对应厚度的塑料卡子,按照梅花型进行布置,同时,再在竖向梯子筋中进行3道顶模的设计。针对洞口的钢筋位置与钢筋保护层厚度的控制,需要进行固定洞口模板顶模撑的增设,并确保顶模撑长度比墙体厚度小2mm。针对本段钢筋的绑扎,在钢筋上方进行顶模撑的焊接,进而实现对墙体钢筋保护层厚度与截面尺寸的有效控制。
        3 结语
        型钢-混凝土组合结构柱构件吊装工序与装配式钢结构钢柱吊装工序类似,而钢筋制安、混凝土浇筑两道工序与传统现浇混凝土柱相同工序相比施工难度增大很多,从而增加了施工质量的控制难度。然而在实用性上型钢-混凝土组合结构相比于普通混凝土结构有良好的抗震性和较小的构件尺寸,故比混凝土结构的技术性和经济性要更好,同时型钢-混凝土组合结构相比装配式钢结构有很好的防火性能,这使得这种结构体系在建筑行业的发展中会得到更加广泛的应用。
        参考文献:
        [1]马玲.型钢混凝土组合结构的施工与优化[J].福建建材,2015(12):36-38.
        [2]杜米广.型钢混凝土柱与框架梁钢筋连接施工方法研究[D].唐山:华北理工大学,2019.
        [3]史希峰,何高龙,吕玉玲.超高层型钢梁柱柱节点优化设计施工技术[J].建筑技术开发,2019,46(02):54-55.
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