1、型钢混凝土结构的深化设计和施工张海峰1 摘要：目前，大量公建工程多采用型钢混凝土结构，结构工程中采用型钢混凝土柱、型钢混凝土梁及型钢混凝土墙等。尤其是在高层与超高层结构建筑中。型钢混凝土结构与普通混凝土结构相比：具有变形能力强、抗震性能好；在截面尺寸相同的情况下，可以合理配置较多钢材，减小结构构件断面尺寸。型钢混凝土结构与钢结构相比：具有防火性能强的优点。2 关键词：型钢柱 设计 施工 混凝土3 工程概况某工程建筑面积约 5 万 m2，由主裙楼构成，地下三层，主楼地上二十五层，裙楼地上七层；主楼为框架核心筒结构，裙楼为钢结构。为了减小框架柱的截面，主楼 37 根框架柱有 32 根为型钢混凝土柱
2、，型钢混凝土柱从地下三层到地上二十五层，总高 112.96m。型钢混凝土柱的规格有：柱子尺寸1200600mm（型钢 900300mm）; 800800mm（型钢 500500mm）; 600600mm（型钢 300300mm）等。4 技术关键点和难点（1）型钢柱截面尺寸大，型钢柱四面距框架柱外皮仅为 150mm，且型钢柱翼缘板较宽，梁钢筋与钢柱连接及型钢混凝土柱混凝土浇筑是结构工程施工重点。（2）部分钢柱截面为 300300mm，截面尺寸较小，钢柱安装固定较为困难，移位偏差较大。（3）大部分梁钢筋需要与型钢柱牛腿焊接或穿孔连接，现场钢筋焊接量非常大，且焊接正处于炎热季节，现场长时间焊接作业困
3、难较大；焊接钢筋需穿型钢柱三个孔，施工难度大，施工质量不易保证。（4）本工程型钢柱从基础底板到二十五层屋面，型钢柱安装、梁钢筋焊接施工周期长，施工难度大。（5）型钢混凝土柱混凝土浇筑施工难度大。5 施工工艺流程（1）型钢柱的连接形式 与基础底板连接由于本工程基础垫层施工完后，结构结构施工图不齐，致使型钢柱无法按相关图集施工。经过多次与专家、设计院协商，决定主楼型钢柱与底板连接采用预埋件连接，预埋件为地脚螺栓，地脚螺栓与组合槽钢底盘在工厂内加工后，运至现场焊接。预埋件包括两个部分，底盘部分（包括地脚螺栓和组合槽钢底盘）和地脚螺栓定位板。柱脚埋件依靠自重固定在基础垫层上，柱脚埋件单重在 14024
4、0Kg。地 脚 螺 栓 柱 脚 底 板地 脚 螺 母 柱 脚 埋 件槽 钢 底 盘（ 8#槽 钢 组 焊 ）Dm图 柱脚埋件示意图 与框架梁连接原设计只要求在翼缘板焊接牛腿及腹板穿孔，但由于本工程框架梁钢筋数量较多，钢柱截面大，施工工期长、难度大、焊接质量不易保证，经过多次讨论，设计同意在翼缘板穿孔，减少钢筋焊接量，同时按相关规范对翼缘板进行加强处理。焊接牛腿的位置根据开孔位置的最底端决定，开孔位置由技术人员根据梁、柱的配筋图确定，设计开孔位置是考虑双向梁钢筋的层次安排和柱钢筋穿钢柱牛腿。型钢柱穿孔及柱主筋穿牛腿图交给钢结构加工厂家按图进行加工，开孔尺寸比钢筋直径大 10mm。型钢柱穿孔及牛腿
5、示意图（2）型钢柱与钢筋连接施工 基础底板连接施工主楼型钢柱柱靴安装完后，穿底板下铁钢筋并绑扎，将柱靴与下铁钢筋联接成一个稳定的整体。甩开型钢柱的位置绑扎上铁，待基础底板上铁安装后，安装首节型钢柱并固定，复核型钢柱的位置，在型钢柱之间用工艺梁拉接，将型钢柱连成一个稳定的整体，并与周围护坡桩钢梁临时拉结，保证在浇注混凝土过程中不偏位。穿上铁钢筋或上铁与型钢柱牛腿焊接。 与框架梁连接施工a 型钢柱的检查运到场的型钢柱要对照型钢柱加工图纸检查型钢柱牛腿位置和标高、穿孔位置和标高、牛腿焊接质量及型钢柱局部加强的情况。对于开在型钢柱翼缘板上的孔，两块翼缘板及中间腹板三孔必须在一条直线上，要求钢结构加工厂
6、孔加工完后，必须用直径 25 的钢筋试穿，防止开孔位置不在一条直线。b 型钢柱的校正和固定本工程小截面型钢柱较多容易移位和扭曲校正难度很大，通过倒链对钢柱的垂直度进行校正，但是小截面型钢柱上的倒链要在合模之前再校正，校正准确后再拆除倒链，多次校正保证误差不超过 10mm。防止钢柱偏移导致开孔位置出现偏差。现场通过 10#槽钢工艺梁对型钢柱进行固定：基 础 底 板 上 部 钢 筋基 础 底 板 下 部 钢 筋 首 节 钢 柱工 艺 梁 基 础 底 板 上 部 钢 筋基 础 底 板 下 部 钢 筋 首 节 钢 柱工 艺 梁倒 链混凝土浇筑时钢柱固定措施c 梁钢筋与型钢柱连接型钢柱与梁钢筋连接方式为
7、梁钢筋穿钢柱翼缘板和腹板孔及与钢柱牛腿焊接。绑扎钢筋时先将梁筋穿进开孔的钢柱中，未能穿过的放在牛腿上，再将箍筋绑扎完毕，最后将放在牛腿上的钢筋与牛腿焊接。钢筋与钢柱牛腿焊接时，焊接长度满足双面焊 5d 的要求，焊缝高度为 6mm。（3） 型钢柱混凝土浇筑主楼部分框架柱为型钢混凝土柱，由于型钢混凝土柱内有十字型型钢架，且四周钢筋围绕，混凝土浇筑及振捣的死角较多，易出现混凝土不密实现象。为此，浇筑时混凝土从型钢柱四侧均匀下料。每根柱采用四根振捣棒进行振捣，浇筑至顶。由于在梁柱接头部位，混凝土浇筑是有部分空气不易排出，在型钢柱的腹板上预留排出空气的孔洞。考虑到梁柱节点部位有十字型钢、钢筋，间隙小，普
8、通混凝土振捣棒不易插入，故采用 30 振捣棒和附着式振捣器进行振捣，确保该部位混凝土振捣密实。6 结语通过本工程型钢混凝土柱的设计和要求了解了型钢混凝土柱施工的难点所在，型钢混凝土结构是我们首次遇到的结构形式，也是近几年新兴的一种结构形式，在这种结构形式的施工规范还不完整的情况下，我们通过在施工前和施工中不断对型钢混凝土柱进行研讨和优化设计，并在施工中严把质量关，使得梁钢筋焊接时间缩短一倍，由开始的梁钢筋绑扎需要 2 天时间减少到 1 天，同时焊工费用也降低一半，取得了良好的经济效益和社会效益。通过对这种难点问题的解决，我们也积累了一定的施工经验，为今后遇到类似的工程提供了解决办法。框架梁钢筋穿钢柱图参考文献1建筑施工手册第四版2型钢混凝土组合结构构造（04SG523）3钢结构设计规范(GB50017-2002)
