大型钢混凝土组合柱结构施工技术探讨 张猛

发表时间:2021/4/12   来源:2020年《建筑模拟》第14期   作者:张猛 宗正鑫
[导读] 结构设计越来越复杂,传统施工技术已经无法满足施工要求,大型钢混凝土组合柱结构施工技术应运而生,其在型钢结构的外部,包裹一层混凝土形成外壳和大型钢混凝土组合柱结构,可有效解决大跨度、大空间结构构件承载力不足问题。而且此种组合结构还有良好的延展性,可在承载力允许的前提下,提升建筑工程的使用面积和层高,增加空间利用率。此外,该技术还能实现多种构件的有效组合,可取代钢筋混凝土结构和钢结构应用在建筑工程、桥
        中建二局安装工程有限公司
        摘要:大跨度、大空间建筑工程是目前建筑业发展的主要趋势,虽然建筑工程的功能愈发完善,但结构设计越来越复杂,传统施工技术已经无法满足施工要求,大型钢混凝土组合柱结构施工技术应运而生,其在型钢结构的外部,包裹一层混凝土形成外壳和大型钢混凝土组合柱结构,可有效解决大跨度、大空间结构构件承载力不足问题。而且此种组合结构还有良好的延展性,可在承载力允许的前提下,提升建筑工程的使用面积和层高,增加空间利用率。此外,该技术还能实现多种构件的有效组合,可取代钢筋混凝土结构和钢结构应用在建筑工程、桥梁工程等领域。基于此,开展大型钢混凝土组合柱结构施工技术研究就显得尤为必要。
        关键词:大型钢;混凝土;组合柱;结构;施工技术
       
        1传统钢筋混凝土施工方案和工艺
1.1         办公楼钢筋混凝土楼盖施工工艺
        高大模板架体的搭建、工程梁底模板支护、建筑梁体钢筋绑扎、建筑结构模板支护、建筑结构板钢筋绑扎、混凝土结构浇筑、混凝土凝固(至少要三周时间)、拆除梁顶模板(必须保留好后浇带的位置)、拆除支撑高大的模板支架、后浇带浇筑时间(大约需要六周时间)、浇筑后浇带的混凝土、后浇带混凝土固化强度(大概需要一周时间)、后浇带的框架模板拆除、施工完成。
        1.2  不利于工程施工条件的因素
        工程建筑施工场地有些区域的地下水位比较高,存在明显的湿陷性黄土,加大了工程地基的施工难度,增加了工程建筑的施工周期。如果遇到雨期进行施工,对工程建筑施工场地的施工和建筑材料的运输十分不利,导致工程建筑的施工周期被延长。
        1.3 钢筋混凝土楼盖工期
        如果按照传统的钢筋混凝土肋梁楼盖工艺施工,就无法保证楼层在年底进行供暖。这时如果选择使用压型钢板混凝土组合楼板技术进行施工,就可以避免影响到工程建筑的施工周期,帮助施工团队赢得充足的施工时间。
        2大型钢混凝土组合柱结构施工技术
        2.1压型钢板的施工安装
        在工程建筑压型钢板进入施工现场时,钢板必须拥有合格证明文件,施工现场的管理人员必须要加强对钢板的验收工作,保证压型钢板满足施工需求,只有压型钢板符合施工需求,工程承建单位才可以鉴定交接手续。在对压型钢板进行运输、吊装的过程中,必须要采取有效的措施,避免对压型钢板造成变形和损坏。如果压型钢板在运输、吊装的过程中出现变形,就必须进行矫正之后才可以进行安装施工。在进行压型钢板的施工前,只有保证钢梁和楼面的支撑安装完毕,清除钢板底部支撑钢梁的防腐漆,才可以进行压型钢板的安装施工。在进行压型钢板的铺设过程中,需要提前进行放样,严格按照相关设计规范标准,确定钢板的铺设方向,从而确保钢板搭接的长度,使得压型钢板具备一定的防水性。在浇筑的混凝土强度没有到达规定的强度前,不可以将过重的建筑材料和设备放到楼板表面。在工程建筑的施工期间,只有严格按照施工图纸进行施工,加强工程施工的监管力度,才可以确保压型钢板组合楼盖的施工质量。
        2.2 压型钢结构接点的连接
        使用钢筋混凝土框架结构或者剪力墙结构以及框架结构的工程建筑,如果使用压型钢板组合楼板当做楼盖,就必须做好压型钢板、主体结构、以及钢梁连接点的连接工作。避免钢板连接部位在施工过程中出现变形的情况,导致浇筑混凝土时发作变形、塌陷的质量问题。
        2.3型钢柱焊接
        在第一节型钢柱安装前,需要去除辅助用的钢垫板并将地脚螺栓的螺纹清理干净,若发现螺牙损坏要及时修复更换。

如果型钢柱节点焊接部位上下接触面的间隙小于 1. 5 mm,可直接焊接。如果间隙在 1. 6 ~6. 0 mm之间,需要先用低碳钢的垫板充填间隙,再进行焊接。破口焊接前要做好预热工作,由于本工程工期比较紧,为缩短施工工期,在型钢柱之间对焊时,可采用多人对称焊接,在减低焊接变形和残余应力的基础上,提升施工速度。如果型钢柱的构件的厚度较大,可采用 5 mm 焊条进行焊接,打底层用 4 mm 焊条焊接,中间层可用 5 mm 焊条或者 6 mm 焊条进行焊接,但盖面层必须采用 5 mm焊条进行焊接。为保证施工质量,要连续施工,且每层焊接完成后要及时进行清理,盖面层焊缝搭坡口两侧各 2 mm,如果在冬季焊接,外界气温低于0℃,焊接完成之后,立即用石棉布保温,促使焊缝缓慢冷却,焊接完成之后,需要对焊缝质量进行检查,符合二级检查标准后才能进行下一道工序[3]。
        2.4型钢梁吊装
        在型钢梁吊装时,通过在型钢梁翼缘位置焊接耳板作为吊点,起吊之前,对型钢梁的型号、长度、截面尺寸等进行校验,达到要求后才能起吊。第一节型钢梁吊装完成之后,需要对吊装的柱、梁进行校正,包括标高、垂直度、轴线、净跨等,达到要求后用高强度螺栓进行连接。螺栓初拧和终拧需要详细标记,以便于后期识别,避免发生重拧和漏拧问题,螺栓连接完成后 48 h 内进行扭矩检测。
        2.5梁钢筋安装
        在梁主筋安装中需要提前深化设计,如果主筋穿过型钢柱腹板,可以在腹板上主筋标高位置打眼。如果主筋没有穿过腹板,则需要核实腹板的锚固长度,如果锚固长度足够,则可以按照普通钢筋混凝土标准图进行施工。如果锚固长度不满足要求,需要进行单面搭焊接,且保证梁主筋焊接在型钢牛腿上,保证焊缝长度满足设计要求。为防止跑位,在弯钩下方绑扎 6 钢筋一根。在梁箍筋安装中需要先把梁筋连接好,再进行箍筋施工,必须选择开口箍筋。当梁主筋套设完成之后,将箍筋焊接封闭,并绑扎牢固。
        2.6混凝土浇筑和振捣
        为检验配制的混凝土是否达到工程设计的要求,当混凝土被运输到指定位置之后,现场管理人员和技术人员需要对混凝土的强度、坍落度等指标进行全面检测,确认达到工程要求之后,再继续施工。在混凝土浇筑时,要保证混凝土从管口下落的高度小于 2. 0 m,严禁直接倾倒浇筑,需要采取一定的方法限制混凝土冲击力,本工程采用了串筒浇筑法,满足了工程要求。为保证混凝土具有足够密实度,在振捣时采用了插入式振荡法,具体振捣方法为:保证振捣插入点均匀布置,按照顺序严格振捣,每次振动完成之后,移动距离控制在 30 ~ 40 cm 之间。如果混凝土采用了分层浇筑法,则振捣器需要插入下层混凝土5 ~ 10 cm 之间,进行严格控制,保证上下两层混凝土能够形成一个整体。
        2.7型钢混凝土组合结构验收
        根据《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013),型钢混凝土组合结构属于主体结构分部工程中的子分部工程,包括型钢焊接、紧固件连接、型钢与钢筋连接、型钢构件组装及预拼装、型钢安装、模板、混凝土等七个分项工程。子分部工程、分项工程、检验批验收,严格按照流程进行,验收时注重质量控制资料审核。
        结束语
        综上所述,本文介绍了大型钢混凝土组合柱结构施工技术,其可大幅度提升工程结构的承载力,而且可利用的空间比较多,通过外部包裹的混凝土,可防止型钢构件局部屈曲,提升整体结构的稳定性和刚度,改善钢结构平面扭转屈曲性能,充分发挥钢材质量轻的优势,值得大范围推广应用。
        参考文献:
        [1]李平.大型工业厂房复杂钢骨混凝土组合结构施工技术研究[J].工业建筑,2011,41(S1):920-924.
        [2]谭学政.大型钢结构与混凝土组合结构技术研究探讨[J].中国城市经济,2011(05):162-163.
        [3]吴洁,查晓雄.CATIA软件在大型钢混凝土组合结构施工虚拟仿真中探索[J].建筑技术,2009,40(01):85-87.
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