钢骨混凝土组合结构在超高层建筑施工中的应用

李中雷

（山西三建集团有限公司，山西长治 046000）

0 引言

钢骨混凝土组合结构是一种新型建筑工程结构形式，在超高层建筑工程施工中应用钢骨混凝土组合结构，能够有效提高建筑施工质量。但是在钢骨混凝土组合结构的实际应用中依然存在一些不足，相关理论研究不够深入，施工经验少，很难充分发挥钢骨混凝土组合结构的应用效益，因此，急需对钢骨混凝土组合结构的应用方式进行深入研究。

1 钢骨混凝土组合结构概述

钢骨混凝土组合结构是由型钢以及混凝土结构组合所形成的新型结构类型，与混凝土结构相比承载能力强，并且结构刚度以及抗震性能均更优越。钢骨混凝土组合结构不仅具有钢结构的优点，同时还具备混凝土结构的应用优势，结构防火性能好。如今，钢骨混凝土组合结构已被推广应用于高层、超高层建筑工程外框柱以及大柱网框架结构施工中，能够有效提高建筑工程施工质量。

2 钢骨混凝土组合结构应用难点

随着城市化建设进程不断加快，建设用地资源紧缺，超高层建筑工程建设数量和规模均不断增加。但是对超高层建筑工程建设情况进行分析，钢骨混凝土组合结构的应用比较少，钢骨混凝土组合结构复杂，因此缺乏施工经验，同时在结构深化设计以及质量控制方面的要求也比较高，施工难度较大。在超高层建筑工程施工中应用钢骨混凝土组合结构，主要存在以下难点：①在建筑工程核心筒施工中，需设置多根钢骨暗柱，并且需悬浮在楼层板标高，一般无法与外框钢骨结构形成完整的框架结构，因此安装方式困难，很难保证施工质量。另外，在钢骨混凝土组合结构施工中，与土建施工的交叉内容比较多，工期较长；②在建筑施工中，对于核心筒周边，需安装多根钢筋混凝土梁以及钢骨混凝土组合梁，连接节点设计以及施工工序组织难度比较高；③如果外框钢骨柱与组合梁以及柱相互交叉，在二者之间有一定夹角，如果构件尺寸较大，则需设置多根钢筋，节点布局形式比较复杂，钢筋绑扎难度大；④在钢结构施工中，与土建作业之间的交叉内容比较多，如果施工工序控制不当，则会造成施工现场冲突，因此，要求做好协调配合。

3 超高层建筑工程概况

某超高层建筑工程总建设高度为249m，型钢截面有多种形式，包括H 形、十字形以及箱形，通过对工程设计方案以及施工方案进行分析，钢结构用量在1.5 万t 左右。在本工程施工中，采用型钢混凝土框架结构以及钢筋混凝土筒体结构形式。

4 钢骨混凝土组合结构节点设计

4.1 不连续钢骨暗柱优化设计

在该超高层建筑工程核心筒中，需设置30 根钢骨暗柱，长度在2.2～2.8m 之间，其中，10 根与外框钢骨梁进行连接，如图1 所示。在核心筒墙内，钢骨柱采用不连续设置形式，因此无法与外框钢骨结构形成整体结构。在各个楼层核心筒混凝土浇筑施工中，如果采用传统的一次浇筑施工方式，则在竖向钢筋绑扎过程中，要求必须对钢骨柱做好安装固定。由于交叉作业内容比较多，安装难度较大，并且很难对垂直度进行有效控制。对此，在核心筒竖向结构混凝土浇筑施工中，可采用分2 次浇筑施工方式，便于对钢骨柱进行高效安装，同时缩短施工进度，保证施工质量。

在实际施工中，建设单位应与设计单位加强沟通交流，对设计方案进行全面细致的分析，同时结合本工程施工要求，对于外框梁连接的钢骨柱长度，需调整为通长，同时，在钢骨柱间还需安装临时钢梁，便于对钢柱进行准确定位。除此以外，对于其余20 根钢骨柱，应截短，同时与钢板梁保持同高，提高钢骨结构合理性，降低施工难度。

4.2 核心筒周围梁节点处理

在该超高层建筑工程核心筒中，组合梁与混凝土梁之间有一定夹角，如果采用爬模施工方式，则节点处理难度比较大。对此，各参建单位加强沟通交流，同步进行核心筒以及外框结构施工，如果钢骨梁遇型钢柱，则可选择绕过，如果无法绕过，则可与连接板进行焊接。

4.3 组合柱箍筋排布设计

在钢骨混凝土组合结构施工中，型钢柱腹板的厚度比较大，开孔难度大，同时钢筋混凝土组合柱箍筋的密度也比较大，因此钢筋绑扎控制难度大。对此，需根据工程项目实际情况选择适宜的箍筋形式，尽量减少钢骨与钢筋之间的交叉。因此，在优化设计中，对于组合柱封闭型箍筋，需调整为开口状，便于进行钢筋安装施工。

4.4 组合柱梁节点设计

①对于钢骨混凝土柱的竖向钢筋，要求在保证施工质量的基础上，合理规避型钢梁位置，同时，对于型钢梁翼缘板的上下位置，均需安装立筋；②在钢骨混凝土梁主筋安装施工中，应注意合理避开型钢柱。在本工程施工中，外框钢骨柱翼缘板的宽度为350mm，设计单位与施工单位进行沟通交流，对于外框梁钢筋，需做好弯曲处理，并固定在钢柱中，能够有效降低钢筋连接施工难度，如图2 所示；③对于型钢牛腿腹板位置，应箍筋焊接板，确保在柱牛腿位置箍筋连接施工便捷，如图2 所示，同时还应注意尽量减少钢筋焊接，提高施工便捷性；④在变截面节点位置，在倾斜钢柱设计中，应注意在变截面临界楼层的梁标高位置及时完成变化，避免影响钢筋绑扎施工；⑤在钢柱倾斜节点设计过程中，要求该节点应与下一节型钢柱进行有效结合。

4.5 钢骨梁对拉螺杆孔设计

如果钢骨混凝土结构的梁截面尺寸比较大，为了便于混凝土浇筑施工，应在模板上安装对拉螺杆，设计单位在对钢结构进行优化设计时，在梁板腹板位置，需预留对拉螺杆。

5 钢骨混凝土组合结构施工

5.1 钢结构预埋施工与测量定位

在钢骨混凝土组合结构施工中，钢结构预埋以及测量定位为基础施工内容，对此，在钢结构预埋施工过程中，应注意合理预埋柱脚锚栓、起重机埋件等，在各类构件的预埋过程中，应提升钢筋结构布置形式的协调性，当构件预埋完成后需做好加固处理，保证埋件稳定性。在后续各类构件安装施工前，应对各类埋件进行测量定位，如果发现不合理埋件，需及时采取有效的处理措施，避免对后续施工造成不良影响。在钢结构安装前，应进行测量定位，严格控制定位精度，为钢筋绑扎、支设等奠定基础。需要注意，在倾斜钢骨柱测量过程中，可应用全站仪进行测量定位，严格控制测量误差，确保安装精度符合工程项目建设要求。

图2 组合柱梁节点设计

5.2 二次灌浆料施工与钢筋绑扎

在建筑工程施工中，在混凝土浇筑施工中，为了提高钢结构柱脚以及制作部位混凝土浇筑密实度，需进行二次灌浆施工，在此过程中，可采用高强度无收缩灌浆料进行充填灌浆。在灌浆料配合比设计中，应组织专业技术人员进行监督检查，严格控制灌浆料配合比标准型。在灌浆料拌和中，人工拌和很难保证灌浆料均匀性，对此，可采用机械设备进行拌和，保证灌浆料均匀性。在钢筋绑扎施工中，在钢筋下料前，首先需对施工人员做好技术交底工作，确保所有施工人员均能够详细了解节点深化设计要求。在钢筋绑扎施工中，应注意对于柱竖向钢筋接头，需合理规避焊接缝，保证钢结构安装质量。

5.3 模板支设与混凝土

在该超高层建筑工程钢骨混凝土组合结构施工中，模板支设以及混凝土浇筑是十分关键的施工环节，需在施工现场进行模板支设。在本工程施工中，在模板支设时，在型钢梁腹板上开设对拉螺杆孔，有利于模板对拉安装，同时可满足层高控制要求，对于柱顶部以及钢梁节点，需单独配模板，提高模板利用率。另外，在柱模板斜率控制方面，选用投影法，通过将楼面模板定位线与投影线进行有效结合，能够有效提高测量精度。在组合柱混凝土浇筑施工中，应注意连续浇筑，同时及时进行均匀振捣，保证混凝土结构强度。

6 结语

综上所述，本文结合实例，对钢骨混凝土组合结构在超高层建筑工程施工中的应用方式进行了详细探究。钢骨混凝土组合结构能够充分发挥钢骨结构以及钢筋混凝土结构的特点，同时还可提高结构延性，能够满足超高层建筑施工中结构形态多样化、抗震性高等需要，应用前景比较好。在钢骨混凝土组合结构施工中，不同专业之间应做好协调配合，因此对施工质量的要求比较高，施工单位应对工程设计方案以及施工组织方案进行深入分析，在实际施工中加强施工现场布局规划、钢筋连接控制、模板支撑控制、混凝土浇筑等，通过优化施工组织提高施工效率，积累施工经验，保证超高层建筑工程施工质量。