建筑工程中型钢混凝土组合结构施工技术的应用分析

黄欣

（五矿二十三冶建设集团有限公司，长沙410000）

1 引言

根据我国建筑工程建设情况分析可知，型钢混凝土组合结构应用广泛，其在保证构件承载力的同时可有效减少构件所占空间，有利于增加建筑实际使用空间，同时抗震性、经济性均较好。本文主要围绕此结构施工技术展开分析【1】。

2 型钢混凝土组合结构分析

20 世纪90年代起，组合结构在建筑领域逐渐推广开来，如型钢混凝土、管混凝土组合结构等。型钢混凝土组合结构简称SRC 结构，实现了钢筋、混凝土、型钢的优化组合，实际运用优点可归纳如下：

1）与钢筋混凝土结构相比，优势如下：（1）承载力更高，通过型钢的使用，有效提高构件刚度；（2）抗震性能更好，构件延性表现好；（3）施工进度快，钢结构可提供一定承载力，模板工程量减少。

2）与钢结构相比，优势如下：（1）有利于节约钢材，在保证构件性能的基础上，可节约超过50%的钢材；（2）构件稳定性更好，SRC 结构通过型钢与混凝土共同受力，局部、整体稳定性均优于纯钢结构；（3）耐火、耐腐蚀性较好，型钢混凝土组合结构中，混凝土在一定程度上可起到保护钢材的作用，更好地防止腐蚀、火灾等问题的产生。

综上所述，型钢混凝土组合结构，无论是在构件受力性能、耐久性能，还是在施工可行性、经济性方面均具有显著优势，尤其适用于高层、超高层建筑以及抗震设防烈度较高区域【2】。

3 建筑工程中型钢混凝土组合结构类型与施工技术

3.1 型钢混凝土组合结构类型

根据我国建筑行业中型钢混凝土的应用情况分析可知，其主要分为全型钢混凝土结构与局部型钢混凝土结构2 种，尤以后者的运用更为广泛【3】。在实践中，由于配钢型式的不同，可分为实腹式、空腹式2 类（见图1）。

图1 型钢混凝结构截面形式

上述2 种型钢混凝结构各有优缺点，具体如表1 所示。

表1 2 种型钢混凝结构特点

3.2 型钢混凝土组合结构施工技术

下文主要就型钢混凝土柱、梁施工工艺流程与技术要点展开论述。

3.2.1 型钢柱施工技术

1）工艺流程（见图2）

图2 型钢混凝土柱施工工艺流程

2）技术要点

型钢混凝土柱施工技术要点如下：

1）型钢柱制作：型钢柱由厂家统一制作加工，加工前需根据设计蓝图对型钢柱进行深化设计，优化梁主筋排布位置和锚固方式，明确钢筋穿孔准确位置，保证型钢柱制作精确满足要求，必须严格把关，确保型钢构件质量合格【4】。

2）型钢柱安装：柱脚包括埋入式、非埋入式，后者柱脚底板安装于基础顶面，前者柱体插入基础，稳定性好、承载力高，但施工相对复杂，具体需根据实际情况选用施工方法；柱脚施工定位准确、固定牢固后，方可继续安装型钢柱，核对安装图纸、构件编号，确认无误后依次吊装型钢柱，精确定位、校正后焊接，控制好焊接顺序与温度。

3）钢筋工程：型钢柱安装完成后，绑扎柱纵向钢筋与箍筋，由于柱纵筋与型钢梁存在交叉的问题，需根据实际情况考虑不同处理方法，如：型钢梁较小时，将纵筋集中在矩形柱四角，避开型钢梁；型钢梁较大、柱纵筋较多时，纵筋遇梁时切断，采用钢筋连接器与型钢梁翼缘板相连；箍筋以L 形、U 形为主，柱头采用开口箍筋。

3.2.2 型钢梁施工技术

1）工艺流程

完成型钢柱安装后，方可继续进行型钢梁的吊装，工艺流程分2 种：（1）先安装梁底纵筋、后安装型钢梁；（2）先安装型钢梁、后安装梁底纵筋。前者较为常用，后者操作复杂，仅当项目实施中明确要求先吊装型钢梁时方会采用。

2）技术要点

型钢梁的安装与型钢柱基本一致，具体要点可归为：（1）型钢梁制作：由工厂统一制作，根据设计图纸、深化设计下料，所有构件加工制作完成后，做好预拼装、编码；（2）底部纵筋安装：按施工图纸绑扎钢筋，焊接牢固；（3）型钢梁安装：适当位置焊接耳板吊装吊点，稳定吊装，型钢梁就位后做好纠偏工作，梁翼缘处焊接、梁腹板处螺栓连接或焊接；（4）完成上部纵筋、箍筋和拉结筋安装。

3.2.3 混凝土施工技术

完成上述作业后，方可实施柱模板、梁模板安装，严格按施工图纸进行模板安装、检查与矫正工作，验收合格后浇筑混凝土。

1）柱混凝土浇筑：柱底部浇筑同标号砂浆，厚度控制在50mm，防止烂根；混凝土分层浇筑，每层厚度≤500mm，由于型钢骨架的存在，混凝土流动性较差，必须充分振捣，钢筋密集区可采用φ30mm 振捣棒与钢筋钎进行振捣【5】。

2）梁混凝土浇筑：从梁的一侧下料，使用振捣棒将混凝土向梁另一侧赶，直至另一侧出现混凝土后，两侧同时振捣，严格控制振捣时间、监测模板变形情况。

4 工程案例

4.1 工程概况

本文仅以某住宅工程项目为例展开分析。此项目占地面积、建筑总面积为2.23×104m2、14.24×104m2，2 栋住宅楼高度分别为地上42 层（1#楼，155m）、36 层（2#楼，135m），组合型钢混凝土框剪结构，具体型钢柱、梁设置情况如表2 所示。组合构件施工是项目重难点所在。

表2 型钢柱、梁设置情况

4.2 材料与设备

1）型钢柱材料。钢材：Q345B 钢材；螺栓：扭剪型高强度螺栓；焊接：坡口熔透焊缝、角焊缝。

2）钢筋与连接套筒。钢筋：RRB400 钢筋；钢筋连接：滚压直螺纹接头。

3）模板体系材料。面板：18mm 厚木模板，60mm 厚定型组合钢模板；龙骨：18 号槽钢柱箍+φ18mm 可拆式对拉螺栓。

4）C40、C50 混凝土。 水泥：P.O42.5 水泥；掺和料：I 级粉煤灰；外加剂：JG-2A、UEA。集料：φ5～20mm 碎石+细度模数2.6～2.9 的砂。

5）施工设备。起重设备：QTZ80C（5613）1 台、QTZ80C（5512）塔吊1 台；汽车泵：混凝土臂架泵（臂长48m）、混凝土车载泵。

4.3 施工技术要点

本项目型钢混凝土柱、梁施工技术要点如下：

1）型钢柱脚埋置：本项目采用埋入式柱脚，原设计每根柱脚埋入基础筏板下1.1m（筏板厚2.3m），由于受到地下水的影响实际施工中将埋入深度改为2.3m。本工程型钢柱高度超过3.4m，单根重量达到15kN（1.5t），采用地脚螺栓固定容易出现移位情况，采用斜撑进行加固（见图3）。

图3 型钢柱加固措施

2）型钢柱安装：本项目根据施工图进行型钢柱深化设计与加工，做出钢筋排列图，加工厂统一加工、制作，工厂车床制孔；型钢柱3 层一截（10.5m），吊装就位，将连接板与耳板的螺栓拧紧后焊接。

3）梁、柱、墙钢筋施工：本项目柱箍筋较大、梁柱接头处钢筋预留孔密集，施工中适当补强，钢筋无法避开型钢时，型钢上预焊直螺纹套筒，现场连接钢筋。

4）混凝土浇筑：本项目钢筋绑扎完成后，间距30～40mm，混凝土不易充分灌注，必须留足排气孔，混凝土坍落度160～180mm，注意对称、均匀下料，充分振捣。

5 结语

综上所述，型钢混凝土组合结构承载力大、抗震性优越、综合效益好，可满足大型、高层建筑施工需求。型钢混凝土组合结构作业中，所有钢构件统一由加工厂加工，验收合格后方可运输至施工现场，型钢柱、梁以及钢筋依次安装，确保节点构造处理可靠，现场混凝土浇筑需充分振捣，保证最终组合结构成型质量满足要求。