对钢骨混凝土结构的施工技术探讨

孙磊磊

摘 要 近年来，随着城市建设不断的发展，大跨度的梁、细长比大的柱在公共建筑中越来越多的被设计师所采用。钢骨混凝土梁、柱由于其在普通混凝土梁柱中增加了型钢构件形成共同承力，其不仅节约了普通钢筋和混凝土的用量，而且由于其惯性矩增大，与同样跨度和高度的普通钢筋混凝土梁柱相比，其截面大大减小，更加有效利用了空间，也增强了建筑物的观感。

关键词 钢骨混凝土 施工技术 梁柱安装

中图分类号：F540.31 文献标识码：A

1钢骨混凝土结构特点

钢骨混凝土结构具有强度大、延性好、抗震能力强、防火防腐性能好及便于施工等一系列优点，还可以大大减小构件的断面尺寸，明显增加了房间的使用面积，也使房间中的设备、家具更好布置，因此已越来越广泛地应用于高层及高耸结构、地震区的建（构）筑结构、承受大荷载的结构及大跨度结构中。钢骨混凝土结构的优点主要在于：

（1）承载能力和刚度高，截面面积小钢骨混凝土结构中钢骨、钢筋、混凝土三种材料协同工作。钢骨和混凝土直接承受荷载，由于混凝土增大了构件截面刚度，防止了钢骨的局部屈曲，使钢骨部分的承载力得到了提高；另外，被钢骨围绕的核心混凝土因为钢骨的约束作用，使核心区混凝土的强度得以提高，即钢骨和混凝土二者的材料强度得到了充分的发挥，从而使构件承载力大大提高；由于钢骨混凝土结构不受含钢率限制，其承载力比相同截面的钢筋混凝土结构高出一倍还多。

（2）抗震性能好与钢筋混凝土结构相比，钢骨混凝土结构尤其是实腹式钢骨混凝土结构由于钢骨架的存在，使得钢骨混凝土结构具有较大的延性和变形能力，显示出良好的抗震性能。

（3）经济效果好与钢结构相比，钢骨混凝土结构用钢量大幅度减小，在承载相当的情況下，一般可节省钢材50%左右，造价可降低10%～40%；与钢筋混凝土结构相比，可节省60%左右的混凝土，并减小了构件的截面尺寸，增加了使用面积和层高，避免形成肥梁胖柱，减轻地基荷载，降低基础费用，因此具有可观的经济效益。

（4）施工速度快，工期短钢骨混凝土结构中钢骨架在混凝土未浇注以前已形成钢结构，已具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工时的活荷载，并可以将模板悬挂在钢结构上，不必为模板设置支柱。在多高层建筑中，不必等待混凝土达到一定强度就可以继续上层施工，加快施工速度，缩短建筑工期。

（5）耐火性和耐腐蚀性好众所周知，钢结构耐火性和耐腐蚀性较差，但对于钢骨混凝土结构来说，由于外包混凝土的存在，在保证承载力提高的前提下，使构件耐火性和耐腐蚀性较钢结构得到了提高。

2钢骨混凝土结构施工工艺

2.1施工工艺流程

工艺流程：钢骨制作→半成品检验一钢柱定位放线→钢柱（梁）吊装→高强螺栓安装→钢柱（梁）验收→钢柱（梁）钢筋绑扎一钢柱（梁）支模→钢柱（梁）浇筑混凝土→混凝土养护→拆模。

2.2钢骨柱与混凝土梁的连接方式

（1）梁钢筋从钢骨上开的钢筋孔中穿过；

（2）在与钢骨混凝土柱连接的梁端，设置一段钢梁与梁主筋搭接；

（3）梁内部分主筋穿过钢骨混凝土柱连续配置，部分主筋在柱两侧截断，与钢骨伸出的钢牛腿可靠焊接。

2.3施工要点

2.3.1梁、柱钢骨制作

（1）梁、柱钢骨均采用焊接型钢，其制作工艺流程为：放样→下料→钢板除锈、调直、整平→精密气割→精调、整平→打磨→拼装→施焊→超声波探伤→翼板矫正→精密钻孔→产品验收→合格出厂。

（2）焊接前应将焊接面的油、锈清除，其焊接质量应满足一级焊缝质量要求，不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。

（3）工字形和十字形钢骨柱腹板与翼缘、水平加劲肋与翼缘的焊接，应采用坡口熔透焊缝，水平加劲肋与腹板连接采用角焊缝。

（4）在焊接过程中应对焊接电流、焊接速度、焊接顺序、焊接位置等进行检查，有焊缝缺陷的，应及时予以处理。

（5）在制作钢骨过程中，为了防止焊接变形，焊接时应采取相对两面同时进行和预热措施，其焊接预热温度控制在100-150℃，预热区在焊接坡口两侧各80-100mm范围内。

2.3.2钢柱吊装

（1）在吊装前，应依据设计图纸，在柱底座钢板上弹出型钢柱的纵横安装中心控制线和标高控制线，并绘制测量成果记录，交付验收。

（2）钢柱进场后，应严格检查验收构件的质量，即检查钢柱的长度、断面以及挠曲、牛腿位置、穿筋孔位置间距等，同时还应检查构件纵横两个方向的安装中心线，以确保其符合吊装的要求。

（3）在吊装前，应先将钢柱表面的铁锈、泥土、油污和其它杂质清除干净。

（4）吊装时，采用两点立吊，单机回转法起吊。起吊时，钢柱的根部要垫实，通过吊钓的起升、变幅和吊臂的回转，逐步将钢柱扶直。严禁柱端部在地面上拖拉。

（5）当钢柱基本对准安装轴线后，应缓慢下落，调整到完全对准轴线后，用钢楔垫起，点焊定位，拉紧柱上端的3根缆风绳，做临时固定。

（6）钢柱安装完成后，应用经纬仪测定垂直度，要求其位置精确、垂直度无偏差。

2.3.3 钢梁的安装

（1）钢梁吊装用专用扁担，采用两点吊，吊点位置距离钢梁端为梁长的1 /4，吊点的构造形式采用在梁上用钢丝绳和吊环捆死，再连到吊索上。

（2）钢梁就位前，其所对应的钢柱必须校正完毕，包括标高、位移和垂直度。钢梁吊装就位后，在每个节点上用两只过镗冲对齐节点板上的左右螺孔。

2.3.4 高强螺栓安装

（1）在安装高强螺栓前，应清除干净其摩擦面的浮绣和杂质，确保螺栓自由穿入。

（2）在安装高强螺栓时，应先用手动扳手拧紧螺栓孔，拔出过镗冲，再进行高强螺栓的安装。

（3）若高强螺栓不能自由穿入时，应调整构件之间的间距，保证钢构件的安装误差在允许误差范围内，若仍不能穿入时，则应进行扩孔或更换连接板。扩孔的最大孔径应小于1.2倍螺栓直径。

（4）高强螺栓拧紧为初拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%，当天安装的螺栓应在当天终拧完毕。终拧结束后，螺栓丝扣外露应为2 ～3扣，目测尾部梅花头拧掉为合格。

2.3.5 钢骨混凝土的澆筑

（1）浇筑混凝土前，应进行坍落度检测和和易性外观检测，要求混凝土坍落度宜为（240？0）mm；水灰比不大于0.4；粗骨料粒径宜为5-20mm。

（2）在浇筑混凝土前，为防止混凝土烂根，应在底部接茬处先浇筑50-100mm厚与柱体混凝土成分相同的减石子砂浆。

（3）在浇筑的过程中，柱体混凝土应分层连续浇筑、振捣，其高度不得超过300mm，其间隔时间不得超过混凝土初凝时间。

（4）混凝土振捣方式：①按照布置的点位进行插入式振捣，在柱体模板外侧采用附着式振动器进行振捣；②振动棒通过模板对混凝土进行振捣，振捣时在振动棒与模板接触部位垫方木，避免振动棒与模板直接接触；③在暗柱等钢筋十分密集、插入式振动棒无法插入的部位，采用钢管辅助振捣的方法。

（5）振捣时，应做到“快插慢拔”。 在振捣过程中，将振动棒上下略微抽动，以使砼上下振捣均匀，在振捣上层砼时，插入下层内50mm左右，以消除两层间的接缝。振动器插点要均匀排列，振动器不能紧靠模板且尽量避开钢筋进行振捣。

（6）应严格控制混凝土的振捣时间，每一振点的延续时间，以表面呈现浮浆和不再沉落、不再出现气泡为标准，以免碰撞钢筋、模板、预埋件、预埋管等。

（7）为保证钢柱混凝土密实，应在钢骨柱四周均匀下料和振捣，采用套管伸入钢柱内每块隔板下方约10cm处，依次从小到上分段灌筑，每端高度不大于1m，并分段振捣，以免混凝土离析在隔板下形成空洞。

3混凝土的裂缝控制

（1）保证外侧的纵筋及构造钢筋严格按设计及规范要求配置，保证钢筋绑扎位置的正确，防止表面产生张力裂缝。

（2）严格控件型钢混凝土构件主筋保护层的厚度准确。

（3）在保证浇筑混凝土原材和易性的的前提下，选用合适外加剂，增加混凝土的流动性，减小混凝土的水灰比，减少混凝土原材料的泌水性，加强型钢混凝土构件的密实度。

（4）加强型钢混凝土浇筑时的振捣，在型钢和钢筋密集区域可采用二次回振方法加强构件的振捣密实。

4后期保养

（1）型钢混凝土梁构件必须等构件混凝土达到设计强度标准后拆除模板支撑体系。

（2）型钢混凝土构件浇筑终凝完成12小时内进行养护，养护期适当延长，不低于14天。

5结束语

综上所述，钢骨混凝土结构具有承载力大、刚度大、抗震性能好、结构局部稳定和整体稳定性好及钢材用钢量少等优点，值得大力推广应用。但由于钢骨混凝土结构是一种新型结构体系，且节点形式复杂、钢筋密集、施工精度高，要更好地促进其应用，则应进一步研究其施工方法和施工工艺，以不断提高结构的抗震性能，不断提高工程的品质和质量。实践证明，钢骨混凝土结构是一种值得推广的良好的结构体系。