型钢混凝土组合结构施工技术分析

董静

【摘要】建筑环境复杂化使现代施工团队不得不通过新型建造方式来提高建造质量，从而满足新型建筑的建筑需求。与传统工作方式相比，型钢混凝土组合结构的稳定性更强，也能够适应更强的建筑压力。但同时由于该技术出现时间较短，所以大多数职工团队对该项技术理解掌握能力相对较差，甚至还引起了施工事故的出现。鉴于此，论文分析了型钢混凝土施工中的问题集中点，并以实际施工项目为例，详细说明了施工现场中型钢混凝土组合结构的施工技巧，希望能为我国工程建设能力提升做出贡献。

【关键词】型钢混凝土;组合结构;技术分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.072

引言：

与传统施工结构相比，型钢混凝土组合结构承载力和刚度延伸性都相对较好，这也满足了现代施工的大部分需求。同时，型钢施工结构耐腐蚀性、耐温热性也较为优秀，所以后期施工维护频率也相对较低，这也大大降低了建筑施工与维护成本。不过，型钢施工技术的施工要点也比传统施工结构要多，所以需要施工人员加强自身素质学习，并尝试将型钢施工组合技术带入到传统施工模式中，从而促进施工行业技术进步。

1、型钢混凝土组合施工技术的优点

1.1建筑稳定性较好

与普通建筑模式不同，型钢混凝土承载力和抗震性能都十分突出，尤其是在地震区的施工，更需要型钢混凝土组合技术来提高建筑抗震能力。实际上，从实验数据来看，型钢混凝土组合施工模式的建筑遇到地震时倒塌率仅仅只有7.21%，这远远要优于传统结构模式[1]。从另一角度来看，建筑稳定性也意味着施工人员可将更多资源精力集中在其他部分施工上，所以施工进度管理也通常优于传统建筑模式[2]。

1.2施工灵活性更高

特殊环境下的施工，传统施工需针对施工环境来进行施工作业安排，这使得施工项目开展具有较强的一一对应性。而型钢混凝土组合施工技术本身的灵活性较强，所以也可根据施工环境特点来灵活进行控制。与传统施工相比，这种施工模式灵活度更高，也能及时对工程中出现的问题进行处理。而在处理成本控制上，新型施工模式成本控制也更为优秀。

2、新阶段型钢混凝土组合结构的应用难点

2.1型钢混凝土组合结构的种类较多

型钢混凝土组合结构并非是单一结构，而是多种施工模式的统称。在此分类下，不同组合结构的适用范围不同，本身所代表的力学性质也有较大区别。以空腹式型钢混凝土组合结构为例，它表现出的经济性更加适合普通民用建筑[3]。但在地震区或是抗震需求较大区域建筑中，则需要更加倾向于实腹式型钢混凝土组合结构。同样，不同类型的型钢混凝土组合钢构件形式也有较大区别，空腹式组合更倾向于槽钢及角钢（缀板链接），而实腹式更倾向于槽钢和H型钢，不过这也导致实腹式型钢混凝土组合结构用钢量增加。除上述两种组合结构模式外，还有多种型钢混凝土组合结构，这也需要施工人员花费大量时间进行掌握[4]。

2.2柱梁连接更为复杂

在组合结构中，型钢混凝土组合结构数据要求更加精确，这也使施工人员需要有较强的现场判断能力，并能对施工现场进行有效控制。但在大多数施工现场，技术人员的占比十分有限，所以也很难对工程中出现的问题进行解决。另一方面，型钢混凝土材料管理更加严格，比如需对钢筋弯折角度进行严格控制，并保证误差要小于1：6[5]。同时，施工人员还需对工程中产生的工程应力进行判断，并需将钢筋的承载压力控制在一定数值。但对大部分施工环境来讲，本身的动态施工调整能力就很有限，所以整体施工质量保证也十分困难。

2.3型钢混凝土施工理论过于理想

在现代大多数型钢混凝土施工理论中，大多数理论都仅仅停留在理想状态，而对工程中出现的疲劳性损坏问题几乎不谈。实际上，在此项技术诞生之初，就由国外实验室对混凝土与型钢工程作业的稳定度提出过怀疑。新钢混凝土施工本身数据也容易受到外界因素影响，比如混凝土的黏结性就会直接影响结构本身承载能力、形态、性能等方面相关数据，而直到现在，该方面数據测量也仅仅是通过辅助修正的方式来降低数据误差[6]。

3、型钢混凝土组合结构施工要点

3.1抗震需求设计

型钢混凝土组合结构抗震能力主要体现在两个方面，即材料抗震和结构抗震。首先在材料抗震上，每种材料的抗震能力不同，也需工作人员提前进行判断。比如从原理看，角钢与槽钢混合设计的抗震能力远不如H型钢与槽钢的混合设计。当然，随着技术发展，未来还会有更加稳定的抗震材料。而在结构上，不同结构抗震能力上限也有较大差别，这也需工程人员提前做好相关资料收集，并通过动态模型来确定现阶段抗震结构能否满足该地区抗震需求。

3.2型钢混凝土组合结构连接处管理策略

为便于理解，论文以通州种业园项目为例，并在此项目基础上做拓展性研究，说明连接处方案设计。

例：混凝土断面为800㎜×800㎜，型钢规格选择为550㎜×350㎜×17㎜×15㎜，具体施工方式如下：

1）混凝土梁柱之间的连接板处理方式

在此项施工中，混凝土梁柱之间的连接需使用多层连接板。连接板长度控制较为重要，这也是多数施工团队的易错点。在长度控制上，连接板长度也可额外延伸，比如此项工程就需额外延长25㎜左右。额外延长的距离主要观察钢筋焊缝及焊接时钢筋两端的位置，此项工程的25㎜，具体数据为焊缝的10㎜加起落弧位置的15㎜。而在下层连接板控制上，此项工程还需额外延长5d，以便为操作人员提供更多焊接空间。

需注意的是，焊接过程中会出现较多焊渣，而焊渣掉落会直接影响到梁、柱、板之间的焊接质量。因此，施工作业中需专门的焊渣清理人员，以便对焊接中的焊渣进行及时处理。而对于复杂部位的焊接工作，焊渣掉落处理难度相对较大，所以可尝试不同焊接方式来控制焊渣掉落。若不及时处理，焊渣就容易在结构间出现焊渣夹层，会严重影响各结构件连接质量[7]。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

2）混凝土梁柱的套筒连接处理方法

在套筒连接中，施工人员根据施工图确定连接钢筋实际比例，并及时对错误数据进行修改。数据统计显示，套筒连接中断面设计问题所导致的数据误差概率高达47.2%。因此，在此阶段施工中，施工人员要尽可能保证钢筋位置能直接作用于贯穿点，以便间接降低施工难度。

3）型钢混凝土梁柱链接中的加腋

好的加腋处理能降低型钢混凝土制作难度，并间接提升连接稳定性。但同时，也会有新的限制要求：（1）控制施工钢筋最大弯折角度。弯直角度会直接影响连接的稳定性和结构整体受力情况，所以制作人员需对每个钢筋进行严格质量管理。当其弯折角度超过1：6时，就需重新对弯折角度进行修正，以便能正常施工。（2）若部分钢筋出现向外弯折的情况，施工人员需加强对外分力的计算。在必要处，还可通过增加箍筋来保证钢筋形态。不过箍筋设置也需提前进行测试，以避免箍筋起不到原有的控制作用。

4）型钢梁柱间的连接方法

在进行连接时，施工人员需提前预留好托座。在托座处理上，大多数托座都大于或等于梁的规格。而在连接方式上，栓焊混用连接方式更加有利于接头连接。其次，梁的连接需工作人员提前计算好结构承载力。由于各个阶段承载能力有较大差异，所以还是需要绘制出承载力变化图，并观察极限承载数值的出现频率。在此工程中，经过计算后，实际梁腹板厚度需要控制在40mm以上。而在部分情况下，施工人员也可将结构中的抗剪力变成抗弯力。因为部分结构的承载压力较大，这也对高强度螺栓的质量提出了更高要求，所以就可以通过这种方式来缓解螺栓压力。

3.3型钢混凝土组合结构施工在高层建筑中的应用方法

1）高层建筑中型钢混凝土结构施工的问题

①构件选择需更加重视。与低层建筑相比，随着楼层高度的增加，楼房对底层压力也会逐渐增大，这也对型钢混凝土结构承载力提出了更多要求。而随着楼层不断升高，每个楼层承载能力需求也不同，这也需要施工设计人员根据各楼层实际承载力需求来判断构件的选择，这也是高层建筑中成本控制的主要难点。另一方面，除了部分建筑以外，大多数高层建筑都以经济型建筑为主，这也进一步增加了建筑中成本的控制需求。

②结构选择更加困难。在高层建筑中，施工人员不仅要考虑结构承载力和其他属性差异，还需考虑高层环境下的具体施工可行性，而这直接会影响建筑建设成本。另一方面，高层建筑本身结构就与低层建筑有较大差距，如果依旧按照底层施工方式来进行型钢混凝土施工，那么材料控制和结构焊接都会遇到困难。

③结构失稳。与低层型钢混凝土组合结构施工不同，高层建筑失稳概率相对较高，这是因为高型建筑型钢强度会产生变化，从而使建筑结构平衡性下降。另一方面，高层建筑混凝土脱落情况也更为严重，这也会进一步削弱型钢的强度。当混凝土脱落到一定程度时，高层建筑本体也会出现大范围齿裂，这也是出现不稳的主要原因之一。

2）高层建筑中型钢混凝土组合结构的具体应用方法

①更加完善的材料控制体系。在十字钢柱的采购中，管理人员需严格执行复验方案。复验完成后才可进行拼装、检验及其他步骤的进行，以方便降低现场操作的压力。而对于关键零件，则需通过超声波及其他检测方式来确定零件确实无明显问题。而在现场施工中，施工人员除了要保证零件质量以外，还需要对零件的运输途径进行严格管理，以免零件在运输过程中出现受损。而对于室外运输，则还需要考虑环境因素对零件的影响，比如低温会严重影响组件强度，所以也需要及时采取措施，保证零件的正常运输。

②更加规范的安装方式。施工现场需施工人员进行基础的定位操作，而随着楼层高度增加，这些基础操作的难度也会提升。必要情况下，施工人员可以利用现代的定位装置，从而提高定位精度。而在误差容忍上，高层建筑的实际误差要控制在2%以下。在处理完成之后，则需要尽可能地保证型钢安装的环境。

③浇筑过程的管理。可以说混凝土的浇筑质量直接影响了型钢结构的功能发挥，这也要求施工人员要加强重视。首先，高层混凝土浇筑难点主要集中在凹角处、梁柱节点以及交界处，所以也需要施工人员严格监察该部分的浇筑情况。如若出现漏泥，则需要及时找出漏的原因。另外，数据统计显示大多数高层建筑中的浇筑问题都是由于混凝土的密实性出现问题，所以在浇筑前也需要再次对混凝土性质进行复验，以保证浇筑质量。另一方面，浇筑中出现的问题较多，所以有必要加强对该部分的技术控制。如果有条件，则可以直接增加现场管理人数，并安排相关技术人员进行现场的技术指导，从而对高空浇筑问题进行解决。比如多次浇筑等棘手问题就需要技术人员的现场指导。

3.4及时进行人才培养

上文也说到，型钢混凝土组合结构的设计技术更为复杂，这也需要施工人员有着更高的素质作为支撑。但现阶段大多数施工人员的素质都很难符合施工需求，这也迫使施工行业需要进行整体的素质提升。在高素质人才流入方面，施工行业可及时向社会提出人才诉求，并积极与各大院校进行合作，从而提升型钢混凝土施工技术在学院中的教学覆盖面积。在学习后期，施工单位也可积极为学生提供建设环境，从而使学生能够对型钢施工技术产生更深的理解，从而对已有的型钢施工技术进行优化。而在基础施工人员的培养上，则需要提升其规范意识。比如高层施工中会对组件有更加严格的要求，所以要加强对基础施工步骤的宣传意识。如果条件允许，施工行业本身也可以对施工团队的能力进行细化，从而特化出专门的型钢施工团队，以符合特殊施工环境的需求。

3.5加强现场控制

多种数据研究报告表明，型钢混凝土施工技术现在还存在着较多问题，所以现场施工人员要加强对现场的控制，以便于及时将工程中的不稳定因素进行剔除。比如，可以尝试增加现场控制人员的人数，并及时对施工作业进行检测。当然，也需要细化现场控制内容，并将现场施工数据进行收集，以便于反馈给技术团队。

结语：

总而言之，传统模式已经很难适应现阶段的建筑需要，所以型钢混凝土组合建设模式已经成为未来建造的主要模式之一。而在此情况下，施工人员要努力进行理论学习，并尝试增加自身操作的规范度，以便于适应难度较大的建设工程。当然，对于建设中出现的问题，社会与建筑行业都应该提高重视，并尝试积极进行解决。而对于其他领域，也要尝试增加与建设领域的关联度，以便于将自身的优质技术输送至建造行业中，从而使型鋼混凝土组合结构施工技术能够有新的血液注入。

参考文献：

[1]李乃栋.型钢混凝土组合结构在建筑工程中的应用[J].山西建筑，2021，47（4）：37-38.

[2]鲁昌伍，许春泽，钱艺柏，蒋科峰，刘建东.复杂截面型钢混凝土组合结构工程施工[J].建筑技术，2021，52（1）：107-110.

[3]杨铁双.解析型钢—混凝土组合结构柱施工质量控制[J].房地产世界，2021（10）：79-81.

[4]李文侠.型钢混凝土组合结构在建筑工程中的应用[J].居舍，2021（18）：25-26+38.

[5]王维.钢-混凝土组合结构施工技术研究[J].建筑科技，2021，5（2）：55-57.

[6]伍凯，刘晓艺，陈峰，林诗琪，徐超.不同荷载条件下型钢-钢纤维混凝土组合结构的界面失效机理研究[J].工程力学，2021，38（2）：110-121.

[7]何洪银.建筑工程中型钢混凝土组合结构施工技术[J].建筑技术开发，2021，48（15）：47-48.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3