劲钢混凝土框架柱梁施工技术的应用

宋伟东 王涛

摘要：随着我国建筑业的不断发展，建筑风格日益多样化。各大型建筑为了实现使用功能的需求，多采用了劲钢混凝土结构，劲钢混凝土结构是实现大空间、大跨度建筑功能的主要结构形式。型钢与钢筋混凝土协同作用、受力合理，能大大减小构件截面尺寸，使可利用空间增大，同时降低工程成本，是未来建筑的发展方向。

关键词：框架梁柱、钢骨型材、开孔率

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

1技术特点：型钢采用分节吊装、螺栓连接与焊接结合的连接方法，解决了型钢梁与型钢柱节点施工难度大难题。通过梁端加腋的方法，解决了型钢混凝土结构梁柱节点区密集钢筋受型钢穿孔率限制的施工难题；保证了劲钢混凝土结构混凝土的成型质量。

2适用范围：适用于工业与民用建筑中的各种劲钢混凝土结构。

3工艺原理

采用计算机三维建模的辅助方法，深化了型钢梁柱节点区型钢截面形式，钢筋定位、开孔和连接方式。节点区梁、柱主筋在型钢开孔率允许的条件下贯通通过，其余非贯通钢筋与型钢梁柱腹板或翼缘上预焊的连接器和连接板连接，使节点区钢筋连接可靠，操作方便易行。利用自密实混凝土流动性大，易密实的特点，解决了劲钢混凝土结构中型钢梁钢筋密集部位的混凝土振捣不密实和振捣困难的施工难题。

4施工工艺流程和操作要点

施工工艺流程如图1.1所示。

图1.1型钢柱、梁施工工艺流程

4.1、深化设计方法

由于节点区型钢梁、柱及梁、柱构件中受力钢筋和构造钢筋的存在，节点区型钢和钢筋的关系十分复杂。施工中利用计算机三维建模的辅助方法，进行深化设计，通过三维模型确定节点区型钢和钢筋的位置，并完成深化图的绘制，以便型钢构件的加工。

4.2、钢制牛腿节点深化设计

因型钢柱加设钢制牛腿，用于支承跨度24.30m的钢制连廊，牛腿截面大，制作复杂（如图），根据设计要求，牛腿的上下翼板不允许开孔，腹板只允许开不大于15mm的小孔，用于穿筋。而对于柱的竖向主筋，全被牛腿截断，因而优化牛腿处柱主筋的排列与安装，则成了施工的关键。

4.3型钢制作

为保证加工制作精度，构件的制作和拼装选择工厂作业，严格加工过程控制，保证构件达到深化设计图尺寸要求，方便后续施工操作。

4.4、型钢柱安装

4.4.1、施测方法

1）轴线、中心线测量

对已安装完的劲性构件的定位轴线和中心线进行复检检查，监理单位验收合格后方可进行下一道工序施工。

2）标高测量

依据原始水准点，对任意一个水准点桩进行测定。往、返各测2次，所测得的高程之差不大于3mm为合格，取平均值作为最后观测结果。利用已测定的水准点桩，使用N3水准仪对其他点桩进行测定，往、返各测一次，2次观测结果不大于±0.5mm为合格。

3）垂直度的控制

使用2台经纬仪，按正交的方法，对劲性柱进行垂直校正，校正后通过缆风绳四向固定，确保后续施工，保证钢骨柱不偏位。

4.4.2、型钢柱吊装、校正、焊接

1）型钢柱吊装方法采用直吊法，利用塔吊或汽车吊进行吊装。钢柱起吊时钢丝绳固定在起重机吊钩上，起重机收钩，直到柱身呈直立状态，然后将柱吊离地面50cm时停机检查吊索具是否安全可靠，确认无误后升到安装高度，移到就位柱上方，缓慢下降，对正位置后，用连接板安装螺栓进行固定，同时将缆风绳与地面地锚固定。缆风绳地锚根据构件特点，一般设置4个方向的柱、梁框架上，同时注意避让上层的框架梁施工。

2）钢柱的校正主要是垂直度的校正，柱的垂直度检查使用2台经纬仪从柱的相邻两边检查柱的吊装准线的垂直度。钢柱找正方法采用倒链找正方法。

3）第一节钢柱与底板间设计有50mm缝隙，用C50无收缩灌浆料填充，要求此种灌浆料的流动性相当高，扩展度不小于500mm。经考察论证最终选用了CGM—I型灌浆料。灌浆料采用现场人工搅拌，严格按照产品说明的加水量进行计量。

高强无收缩灌浆料浇筑时，从一侧灌浆，至另一侧溢出并明显高于锚板下表面为止，严禁从两个以上方向轮流浇筑。灌浆料无须振捣，且开始灌浆后必须连续进行，不能间断。并尽可能的缩短灌浆时间。灌浆完毕后，要覆盖塑料薄膜；灌浆料强度达到20Mpa以后方可拆除模板；养护时间不得小于14d。

4.5钢筋安装

钢筋与型钢翼缘焊接时，严格按照设计和规范要求进行，保证焊缝厚度和高度。

型钢柱主筋在基础梁内插筋时，需严格按照深化设计结果进行插筋，必须保证穿过型钢梁翼缘板的主筋位置准确，且在柱子的整个施工过程中需保证该部位钢筋的竖直度。穿过型钢梁翼缘板的主筋安装时先将待连接的钢筋从下往上穿过穿筋孔，然后利用专用套筒与下端钢筋连接。

箍筋是劲性钢筋混凝土结构中对混凝土起约束作用的重要钢筋构件，必须保证其完全闭合，并与主筋牢固连接。本工程劲性钢筋混凝土结构柱箍筋的施工难度较大，须与主筋安装穿插进行。

柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋、和拉条组成，大部分箍筋均设计为Φ16钢筋，硬度大，可调性差。钢筋加工时严格控制下料长度和弯折角度，保证成品箍筋安装顺利。

4.6模板安装

本工程型钢混凝土柱全部配制木模板。在钢筋安装完毕，机电专业预留预埋完成，并经监理单位验收合格同意隐蔽后安装竖向结构模板，型钢混凝土结构模板施工与普通钢筋混凝土结构模板施工基本相同。

4.7 混凝土浇筑

型钢混凝土结构采用自密实混凝土浇筑。自密实混凝土利用汽车泵进行泵送。“工”字形型钢柱将柱截面空间分为两个区，混凝土浇筑时从两个分区间隔下灰，以免从一个区连续下灰致使一侧模板压力过大，造成模板移位。混凝土浇筑速度不能过快，下灰速度应控制在3m/h。型钢梁下翼缘板以下混凝土浇筑时必须从型钢梁一侧下灰，以便气体的排出。

混凝土浇筑时利用振捣棒辅助振捣，这样可以减少混凝土表面的气泡、麻面等质量缺陷，但振捣持续时间不能过长，一般每个振捣点振捣时间不超过3s。混凝土浇筑时利用橡皮锤敲击模板外侧，尤其是柱子四角处应多敲击，这样可以检查混凝土浇筑是否密实，而且有利于排除混凝土内部的气孔。

5.质量控制

本工法遵循以下现行规范及规程

《型钢混凝土组合结构技术规程》

《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204

《钢筋焊接及验收规程》

《钢筋机械连接通用技术规程》

6.安全措施

6.1专业工种必须持证上岗，戴好齐全合格的防护用品，所有工人必须经进场教育并考核通过后方可进行施工作业。

6.2钢构件吊运时，下方禁止站人，连接螺栓及缆风安装完成后方可摘钩。

6.3从事电气焊、剔凿、磨消作业人员应使用面罩或护目镜。氧气瓶不得暴晒，瓶口处禁止沾油。氧气瓶和乙炔瓶工作间距不得小于5m，两瓶同焊炬或火源间的距离不得小于10m。未安装减压器的氧气瓶严禁使用。如采用二氧化碳气体保护焊接，应严格执行各项有关安全规定，保持良好通风。

6.4严格遵守防护架使用规定，高空作业人员系安全带，观察好周围作业环境。操作架经验收合格后使用。

7结语

劲钢混凝土框架节点处型钢、钢筋的处理方式简单、易操作，在施工中积累的丰富经验，将会在以后类似工程施工中起到很好的借签作用。

钢骨梁在大跨度结构、高层建筑方面的应用，具有明显的优势，它在改善结构抗震性能、减少构件截面尺寸、提高构件的抗腐蚀性能、提高建筑物的综合技术经济指标等方面，具有巨大的潜力。

参考文献：

[1]《钢结构工程质量验收规范》GB50205-2001

[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002】

[3][4] DBJ14-032-2004 《建筑工程施工工艺规程》

[4] GB 50496-2009,混凝土施工规范[S]

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。