装配式建筑钢管混凝土结构施工技术

王文超 赵晶薇

摘要：钢管混凝土结构主要是对钢材和混凝土材料特有优势的充分利用，是对钢筋混凝土结构的优化，其在大跨结构、高层建筑等结构中的应用优势较为明显。另外，随着相关研究人员的不断优化和推广，钢管混凝土结构已在近几年凭借自身优势进入到大众视野，并被广泛应用于实际建筑构造中。基于此，以下对装配式建筑钢管混凝土结构施工技术进行了探讨，以供参考。

关键词：装配式建筑;钢管混凝土结构;施工技术

引言

钢管混凝土作为一种新型的装配式建筑技术被应用于大跨度空间和高层建筑等领域。该结构体系相对传统结构拥有结构优势。本文对钢管混凝土束体系的钢结构定位安装、钢管束混凝土浇筑、钢筋桁架楼承板安装等重点控制工序进行了描述，总结了钢管混凝土束结构体系的施工工艺流程。

1钢管混凝土结构及其应用优势

1.1实现绿色环保目标

预制构件是装配式建筑施工中一种常用的的施工技术，其所使用到的预制件大部分为直接在工厂加工的成品或者半成品，因此项目现场耗材将大大降低，同时能够减少了施工过程中的噪声、废水以及有害物质的产生，从而实现绿色环保节能目标。

1.2节约施工成本，有利于施工成本的控制

在钢管混凝土结构技术的实施中，需要的施工人员数量相对传统浇筑施工较少，因此，劳动力成本较低，人工费用降低约10%。因其充分发挥钢材和混凝土的材料优势，在抗拉和抗压两个维度上进行互补，使得承载能力更强，墙身可以更薄，结构自重更轻，可以有效减少材料用量，基础造价也随之下降，根据钢管混凝土的特点，该体系在抗震设防烈度较高的地区，节省成本效果更加明显。钢构件在工厂生产，现场装配施工，减少了水、能源、材料的消耗，经济效益极为显著。

1.3缩短施工周期

钢管混凝土结构施工技术为工程创造了便利的施工条件，这一技术可使项目缩短施工周期，具体体现在以下几个方面：（1）钢管束可根据项目情况选择工厂机械化拼装，预留校准构件，在现场连接时进行校准微调，节省现场拼接作业，尤其是特殊造型构件，精准加工后可直接在现场以连接件的形式直接安装，降低施工工人施工难度;（2）对于外墙装饰和保温材料粘贴，如果使用传统的施工技术至少耗时2～3个月，装配式结构施工技术可促使外墙装饰、保温材料用构件连接，施工便捷，有效缩短了施工周期;（3）钢管束自身作为模板，外表面平整，相较于传统木模施工不存在跑模板、表面不平整的问题，不会出现门窗洞口扭体变形，不需要花时间二次修补，浇筑混凝土后直接成型，无需拆除墙体模板，节省施工工序。

1.4满足高标准设计要求

钢管混凝土自身承载力高，纵向钢筋和横向箍筋的作用，相较于一般剪力墙结构可以使墙身截面更薄，增加空间内部的实际使用面积。其承重墙体墙肢可以做的更短，室内空间后砌墙范围更大，空间布置更灵活，在高层住宅建筑领域中极具潜力。钢结构加工可以制作多腔异形钢结构束，可以进行大跨度设计，满足空间多样性的需求。

2工作原理

钢管混凝土结构体系将房屋拆分成各种构件（墙、柱、梁、楼梯等），在工厂进行预制生产，现场通过焊接或铰接进行节点连接形式钢管束，最终浇筑形成整体，构成钢管混凝土体系结构。该结构墙体由多个钢管拼接在一起形成墙体，内部浇筑混凝土形成钢管混凝土束组合剪力墙或钢管混凝土束组合结构异形柱，作为主要竖向承重构件和抗侧力构件。

3钢管混凝土结构的实际应用

3.1施工准备

在装配式混凝土结构施工期间前，首先根据设计图纸进行优化BIM全过程设计，使得各构件达到空间尺度更合理，达到装配式建筑模数化更加节材、便于施工的效果。在生产前，针对项目特点进行分析，决策部分钢结构构件是现场组装还是工厂装配直接运输至项目现场，并进行现场材料调配模拟，制定吊装方案，。在开始大规模施工前应组织技术人员进行培训，并在项目所在进行模拟实验测试，对混凝土标号、湿度等参数进行修正确认，确保最终能达到施工安全要求。

3.2钢管束及钢框架吊装

钢构件所用材料必须符合设计文件和现行有关标准规定并具有质量合格证明文件，经进场检验合格后方能使用。1）钢管束安装。首节钢管束安装于基础预埋件上部，在预埋件上部先焊接临时固定耳板;吊装就位后，与埋件临时耳板进行固定，初步校正后，再用连接夹板将临时固定;同时拉设缆风绳对钢管束进行稳固。标准节钢管束采用对接固定，每节上部和下部均设有固定耳板;安装后进行水平和竖直校准;施工期间须严格依据施工方案作业，清晰地确定轴线关系，同步放出安装控制线与外墙定位线，使预制构件可以更加精准、快捷的安装施工。2）钢梁安装。同一列柱的钢梁从中间跨开始对称向两端扩展安装;先主梁后次梁;安装后进行校准。

3.3混凝土施工

为了充分保障装配式钢管混凝土结构施工质量，需要重点关注混凝土施工技术，宜采用高抛免振捣法浇筑。首先，要在混凝土澆筑作业开展之前，严格审核水、电、弱电以及通风空调、消防等方面内容，同时基于实际施工情况，全面审核施工图纸，现场复核校准钢结构构件，在完成验收后方可进行混凝土浇筑作业。浇筑前首先确认管内无杂物和积水，泵管出料口需保证深入钢管内，利用混凝土下落动能达到自密实，当抛落高度不足时，采用插入式振捣棒振捣。浇筑完毕后，喷涂养护液，将管口以塑料布封住，待达到强度要求后，盖上盖板测评并焊接。

3.4钢管混凝土结构柱与钢梁连接

钢管束河钢梁通常用两种方式进行连接，采用刚接时腹板采用栓接，其余均使用焊接;采用铰接时仅腹板采用栓接。钢梁安装时先采用临时落实螺栓进行固定，待全部区域校准无误后方可安装高强度螺栓，确认高强度螺栓全部拧完后才能进行焊接。所有程序应安装先中间后两边的原则向四周扩散。

3.5桁架楼板铺设

将钢筋在工厂加工成钢筋桁架和楼承板，运用连接件使桁架、楼承板与钢梁连接，如有降板需求可采用专用Z字型托板构件连接。连接完成后测平校准，下部以构件支撑，预埋水电管线，清理楼板保证施工面干净无杂物，浇筑混凝土。

结束语

我国大部分工程项目建设依然将钢筋混凝土和钢材作为主要建设材料，随着钢管混凝土技术的不断革新，其特有优势逐渐出现在相关工作人员视野中，并已有一些项目尝试将其作为关键结构体系。经实践研究表明，钢管混凝土在实际应用中确有一些有待解决的难题，但是这些问题并不能抹掉其在建设中的出众优势。相信随着相关研究人员对钢管混凝土的不断深入研究，发觉其潜力，攻克技术难点，钢管混凝土将会在未来几年逐步取代钢筋混凝土体系在各工程项目建筑材料中的主导地位，进而推动我国建筑事业更好地发展。

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