型钢混凝土组合结构深化设计探讨

李志峰 邵陈钟

（浙江中南建设集团钢结构有限公司 浙江杭州 311200）

0 前言

随着时代的发展，科学技术进步迅速，建筑领域在现阶段应用新型材料加强建筑自身抗震性与抗压性，而型钢混凝土组合结构因其特性与优点被防范应用于建筑中。稳定性与建筑强度能够全面满足建筑设施的基本要求，因而被广泛应用于高层建筑中，而在此组合结构中型钢结构深化设计作为主要工作，只有将其充分与型钢特点相结合，才能充分发挥深化设计的作用。

1 型钢混凝土组合结构的概念及特点

两种不同裁量组合而成的一个部件或结构参与共同的工作即是型钢混凝土组合结构的基本概念，其作为砌体结构、钢筋混凝土结构等之后产生、发展的组合节后，广泛应用在高层建筑物中，而因其具有高强度、稳定性等特点又被成为劲性混凝土结构[1]。型钢混凝土组合结构的特点：①不受含钢量的制约是型钢混凝土中型钢的特性，其能够承载与其外形相同钢筋混凝土部件重量的1倍及以上；对于多高层建筑物而言，其不仅能够减小部件的横截面，还能够提升楼层静高、增加建筑使用面积。②型钢混凝土结构的项目施工周期短于钢筋混凝土节结构的施工周期；在混凝土浇灌前型钢混凝土中的型钢已经具备成形的钢体结构，其承载能力大于一般的砌体结构或继木结构，极大程度增加部件自重及施工活负载的承受能力，在型钢上悬挂模板时，改变其应为悬挂模板而特地设置支柱的方式，减少人力资源的浪费，节约模板材料；即便混凝土未达到固定强度在型钢混凝土组合结构建设的多高层建筑的建设中也能够继续在上层施工；在型钢混凝土组合结构中可以提前预留工作台面，为后续的工序提供可流水作业的平行位置。③与钢筋混凝土结构相比而言，型钢混凝土结构的延展性与稳定性有了较为显著的提升，其中重点即是实腹式部件，因此，应用型钢混凝土组合结构的多高层建筑在地震等自然灾害中变现除极为优异的稳定性与抗震性。④外包混凝土是型钢混凝土框架的主要形式，其特点在于其耐久性、耐高温性较其他混凝土方式略高一等。

2 型钢与钢筋的主要连接形式

①型钢穿孔。在型钢混凝土组合结构中以钢板穿孔的方式穿过钢筋，其作为多高层建筑中较为常见的连接方式应用的较为广泛。在建筑设计中，应当明确规定钢筋穿过型钢的数量，以严格的标准规范其用途，避免出现在性感翼缘穿孔的情况出现。钢筋贯穿孔穿过钢骨腹板设置时，应当注意界面缺损率保持在整块腹板面积的20%～30%内[2]。预先留置孔洞孔径，为后续穿钢筋的工作做好准备，值得注意的是，减少型钢腹板被过度削弱的可能，建议预留孔径应当为型钢钢筋直径的4～6mm左右。面积补强需要满足型钢截面的承载力，通过正反两卖弄的反复补强，保证后续工作的顺利进行。工厂车床制孔作为型钢钢板制孔的主要方式，除现场氧气切割外，其余方式皆可实现。②型钢焊接钢筋连接板。在钢结构厂加工钢柱时，以此连接方式在可实现高度内加焊连接板，在连接板上焊接梁纵筋，使连接板长度完全满足型钢钢筋焊接长度。在型钢混凝土组合结构中首选双面焊接的原因使其在单、双面焊接时能够选择不同钢筋直径。③直螺纹套筒焊接。此焊接方式不受任何限制，在钢筋含钢成分、钢筋种类、钢筋数量中任何选择都适用于直螺纹套筒。钢筋套筒的强度与稳定程度极为可靠，能够最大程度实现全工厂化作业，而直螺纹套筒焊接常用于混凝土梁、土柱的连接节点中，当梁中纵筋无法绕过柱中钢骨翼缘时，多采用直螺纹套筒；当空间、高度等范围无法满足现实条件时也能够使用直螺纹套筒方式实现。

3 型钢混凝土组合结构设计的主要形式

3.1 钢筋绑扎设计

型钢混凝土组合结构深化设计是建筑项目开工前必不可少的工作，其以钢结构加工为重，避免因设计院所设计的施工图纸深度不够、工厂无法按照其要求进行加工与制作等问题延长工期，细化图纸，通过对钢材构件、零部件等进行详细根据，要求工厂严格按照后期详图进行加工与制作。钢结构的设计图使钢结构深化设计的主要内容，加工单位深化钢结构，完成相关工作，为型钢混凝土的后续加工及安装提供重要依据。钢筋绑扎设计作为型钢混凝土组合结构中的重要部分，对其设计进行详细的审核与修正能够为后续工作的开展奠定良好的基础。在柱筋布置中型钢混凝土组合的框架结构，在其方向中连接较密，并且连接形式以直螺纹为主，其接头在接触时以相互交错的方式进行连接。这种钢筋绑扎的方式要求套筒接头每一步必须拧紧，其控制住主筋尺寸，保证转换层面的稳定性。带有弯钩的顶部封头应当采用正反丝套筒的方式，根据对实际使用钢筋长度的实时测量，保证其柱筋材料得到有效记录，使转换层的柱筋标准高度统一。在多高层建筑项目施工时，型钢混凝土组合结构深化设计，应当根据其项目的难度与特点进行设计，并以此为基础，根据实际需求改变钢梁与箍筋的形式。在型钢及其翼缘板上设置双排、双顶，虽然在安装过程中难度较大，但采用不封闭箍筋的方式能够保证其抗震要求，增加规范要求内的直径孔数，审核确认钢筋绑扎样板。在钢筋绑扎设计时应当以深化设计图纸节点操作为基本要求满足箍筋数量，避免出现漏扎、漏绑的情况，并专门委派相关安全检测负责人，对钢筋绑扎过程及结果进行实时监管，及时反馈相关情况。钢筋绑扎设计在其方法应用中应当明确表明型钢钢筋外包的层数，根据其实际情况采用符合项目特点的绑扎方法。但在实际工作中多以穿过主筋的方式进行，负责人员逐步验收工作在，确定相关内容时保证函箍筋工作有序进行。

3.2 型钢混凝土施工设计

在型钢混凝土结构深化设计中型钢梁外包混凝土施工设计作为其主要内容，通过梁、柱组合的有效转换提升混凝土强度，保证梁筋虽分布密集，但其强度得到最大提升[3]。在外包混凝土施工设计中，其难度最高的即是将混凝土灌入到梁柱交接处，针对此问题，在深化设计中应当以保证多层建筑施工进度及质量为前提，通过对配用材料的调整与设计，改变粗骨料，并对碎石粒径提出要求，根据型钢混凝土组合结构的稳定性特点，要求碎石粒径在24～26mm之间，除此之外，在碎石中应当掺入7%～9%的瓜子片。当深化设计方案确定实施后，通过对其强度的适配与调整，保证多高层建筑设计的钢型钢混凝土质量，另外，调整对级配中缓凝剂，在实际缓凝的过程中延长时间，避免在实际施工中因天气原因造成因水分过度流失而产生的施工问题。在型钢混凝土组合结构深化设计中通过对混凝土墙柱进行标号，使其在施工过程中避免因难以控制混凝土交叉的问题延误工期，解决串混问题，保证工程进度的同时，提升型钢混凝土质量。根据深化设计应当重视梁、柱等部位的结构，避免因疏忽造成遗漏现象，实现全员监控，保证型钢混凝土组合结构深化设计在多高层建筑项目的稳定落实。

4 总结

在型钢混凝土组合结构深化设计时应当注意其灵活处理，根据建设设施现场施工情况、条件，工程项目具体形式调整运输要求与项目进度，以多种连接综合形式降低操作难度的同时优化型钢混凝土组合结构。在加快建筑项目施工进度的同时降低工程成本，保证工程质量，将型钢混凝土的稳定性与抗震性的特点充分发挥在建筑项目中，从而体现型钢混凝土组合结构深化设计的作用，保证工程的顺利完工。