论文部分内容阅读
摘要：在圆形钢管内浇灌混凝土形成了钢管混凝土柱，其主要特点是抗压性和钢管韧性以及塑性强，利益这些特点能使管内混凝土受三向约束，混凝土作用发挥至最佳，增强了结构构件的承载与抗震能力。文章分析钢管混凝土的设计相关要求和对钢管吊装、梁板支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序交叉同步施工以及选用的质量控制对策，并给予解析。
关键词：钢管混凝土柱；施工技术
引言
近几年，研究应用多元化结构很多，钢管混凝土柱是形式之一，而研究成功的应用也被建筑界专家有所关注。它使用梁钢筋和钢牛腿与节点环板的传力方法，并且配以双向密肋梁模壳楼盖和肋型楼盖，变成了钢管混凝土板柱结构，提现出钢管柱的优点，所以在建筑工程中逐渐被应用起来。
1、工程概况
某大厦位于市区的十字路口，地上35层，其中裙楼6层，地下2层，工程为钢框架一核心筒混凝土结构，本大厦外围柱选用16根1100film壁厚16mm的钢管柱，将C60高强度混凝土往钢管柱里填充，选用C35的混凝土在钢管柱外侧进行外包，有效的保护钢管柱，柱大小为1.2mx1.2m，核心筒选用500mm厚的钢筋混凝土剪力墙结构。
2、钢管混凝土的设计要求
2.1与普通钢筋混凝土柱连接措施
a.钢管不插入下部钢筋混凝土柱内。而采用设置附加插筋的方式；
b.钢筋端部配置密封环形板，环形板和下部预埋的钢板进行焊接；
c.在预埋钢板下设置局部抗压钢筋网；
d.控制密封环形板内径，尽可能确保钢管内的混凝土和下部融汇（见图1）
图1柱脚节点详图 图2 梁柱节点详图
2.2梁柱节点处的构造措施
在梁柱节点的地方选用由上下增强环，与在梁宽范畴内配置的腹板联合组成的"托盘"传达梁端剪力。为了确保"托盘"范畴内混凝土浇捣密实，有意识的减少上下强化环外径。同时，在梁端剪力作用下腹板及上加强环达到防备"撕裂"现象的发生。要求上下强化环和腹板均嵌入钢管内5em，通过钢筋贯穿形式传达弯矩，相关手法如下：
a.梁端面直接采取粗直径高强钢筋贯穿钢管，并且在钢管制作时预留穿插钢筋的孔洞。
b.为防止因同一排贯穿钢筋过多而损坏钢管。将把已被贯穿钢筋分成上下两排安放，且钢筋的数少于3根（间距> lOOmm）。
c.根据设计要求仅部分梁底纵筋贯穿钢管。其余纵筋均在钢管柱边截断（见图2）。
2.3与转换厚板的连接措施
a.为不切断钢筋混凝土转换厚板板底设置的双向四层钢筋网。钢管混凝土柱仅嵌入转换厚板内100mm。
b.在钢管混凝土柱顶端设置封I21环形板。并与转换厚板板底纵筋焊接，起加强嵌固作用（见图3）。
图3柱与厚板节点详图
c.限定封口环形板内外径，以保证轴向力尽可能直接向钢管内的核心混凝土传递。
d.在转换厚板与钢管间设置附加纵向插筋及水平螺旋箍筋。用以传递弯矩及水平剪力。
e.转换厚板内设置抗冲切钢筋。
4、钢管柱的施工工艺分析
以下是钢管柱的施工工艺基本流程：
4.1钢管柱吊装施工
钢管柱标准层每层高3.5 m，裙楼层高5 m，采用每层吊装一次，吊装焊接点预留在楼层以上1.5 m处，钢管柱标准层吊重2.75 t，裙楼吊重3.93 t，采用QTZ160t·m的塔吊吊装，吊装在每层混凝土浇筑完成后插入进行，16根钢管柱吊装分两批进行，每次吊装8根，每次吊装时间半天。
4.2钢管柱的吊装定位
柱定位选用外侧垂线和内部轴线控制网相互组合的方式实行控制，内部轴线控制網使用垂准仪投点测绘，并且放出柱的方圆边线以及钢管柱吊装定位轴线点，在第一层是内部轴线网点。外侧每层采用垂线，每层的垂线控制点在下一层的钢管柱上，同时每隔5层进行一次外侧轴线点的复核，辅以经纬仪进行。当出现外侧轴线点与内部轴网控制偏差1mm时应进行轴线的复核，找出原因，进行纠偏。
4.3钢管柱的焊接
钢管柱的焊接采用气弧焊，焊接完成后先进行超声波检测自检，自检合格后邀请第三方检测单位进行检测。
4.4钢管柱高强度混凝土的浇筑
钢管柱内高强度C60混凝土采用塔吊吊运的方式在钢管柱焊接检测合格后进行，同时在柱内预埋检测混凝土密实度的超声波管。
a.高强度混凝土的质量原材料控制
水泥：选用强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥。
掺合料：选择1级粉煤灰，I级粉煤灰的活性较硅灰小，但对混凝土的后期强度提高有特殊的作用。
减水剂：在减水剂选择时，适合高强混凝土的生产。
碎石：选用5～31.5 mm碎石，该种碎石立方体抗压强度高，满足高强混凝土的使用要求。
河砂：选用东江中粗砂，该砂细度模数在2.8-3.2之间，颗粒级配好，砂源干净，砂的含泥量及泥块含量少，不含氯离子。
b.混凝土配合比设计C60混凝土配合比设 计28 d 平均抗压强度应达到72 MPa，保证混凝土有足够的富余强度，弥补生产及施工过程中一些不确定因素对混凝土强度的影响。
c.混凝土的浇筑振捣
钢管柱用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣。振捣棒垂直插入混凝土内，要快插慢拔，振捣棒应插入下一层混凝土中5～10cm。振捣棒插点按梅花形均匀布置，逐点移动，按顺序进行，不得漏振，每点振捣时间不少于60S。管外配合人工木槌敲击，根据声音判断混凝土是否密实，每层振捣至混凝土表面平齐不再明显下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为止。
钢管柱混凝土超声波检测，每几层进行一次，在混凝土强度达到100%后进行。
4.5钢管柱外包混凝土施工
钢筋绑扎和钢管柱模板施工，钢管柱外包混凝土采用和梁板混凝土一起浇筑的方式进行。
4.6标准层钢管柱与结构梁板模板的交叉配合施工
1d：钢管柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行，一天之内完成钢管柱的吊装；
2d～3d：同一时间实行钢管柱焊接及梁板模板支撑体系交叉，另外钢管柱的焊接和检测以及结构梁板模板同一时间完成。焊接过程中在钢管柱外围采用彩条布封闭围护；
4d- 5d：在钢管柱内混凝土完成浇筑的同时，也对梁板钢筋的绑扎和钢管外包柱的钢筋绑扎以及模板支设，实行三道工序交叉；
6d：对钢管柱外包与结构梁板柱混凝土进行浇筑。
5、结束语
在钢管混凝土柱施工中，钢管柱与基础底板的连接，钢管柱的分节长度及吊装方法，异径钢管的连接，混凝土浇筑工艺等均存在多种可选择的方法。钢管混凝土柱在保留钢材用量、承载力雷同情形下，构件的横截面面积较钢筋混凝土柱可减二分之一，不但减轻整个建筑物的重量，也在建筑物不增加高度的情况下，增大了建筑面积，因而具有广阔的推广前景。
关键词：钢管混凝土柱；施工技术
引言
近几年，研究应用多元化结构很多，钢管混凝土柱是形式之一，而研究成功的应用也被建筑界专家有所关注。它使用梁钢筋和钢牛腿与节点环板的传力方法，并且配以双向密肋梁模壳楼盖和肋型楼盖，变成了钢管混凝土板柱结构，提现出钢管柱的优点，所以在建筑工程中逐渐被应用起来。
1、工程概况
某大厦位于市区的十字路口，地上35层，其中裙楼6层，地下2层，工程为钢框架一核心筒混凝土结构，本大厦外围柱选用16根1100film壁厚16mm的钢管柱，将C60高强度混凝土往钢管柱里填充，选用C35的混凝土在钢管柱外侧进行外包，有效的保护钢管柱，柱大小为1.2mx1.2m，核心筒选用500mm厚的钢筋混凝土剪力墙结构。
2、钢管混凝土的设计要求
2.1与普通钢筋混凝土柱连接措施
a.钢管不插入下部钢筋混凝土柱内。而采用设置附加插筋的方式；
b.钢筋端部配置密封环形板，环形板和下部预埋的钢板进行焊接；
c.在预埋钢板下设置局部抗压钢筋网；
d.控制密封环形板内径，尽可能确保钢管内的混凝土和下部融汇（见图1）
图1柱脚节点详图 图2 梁柱节点详图
2.2梁柱节点处的构造措施
在梁柱节点的地方选用由上下增强环，与在梁宽范畴内配置的腹板联合组成的"托盘"传达梁端剪力。为了确保"托盘"范畴内混凝土浇捣密实，有意识的减少上下强化环外径。同时，在梁端剪力作用下腹板及上加强环达到防备"撕裂"现象的发生。要求上下强化环和腹板均嵌入钢管内5em，通过钢筋贯穿形式传达弯矩，相关手法如下：
a.梁端面直接采取粗直径高强钢筋贯穿钢管，并且在钢管制作时预留穿插钢筋的孔洞。
b.为防止因同一排贯穿钢筋过多而损坏钢管。将把已被贯穿钢筋分成上下两排安放，且钢筋的数少于3根（间距> lOOmm）。
c.根据设计要求仅部分梁底纵筋贯穿钢管。其余纵筋均在钢管柱边截断（见图2）。
2.3与转换厚板的连接措施
a.为不切断钢筋混凝土转换厚板板底设置的双向四层钢筋网。钢管混凝土柱仅嵌入转换厚板内100mm。
b.在钢管混凝土柱顶端设置封I21环形板。并与转换厚板板底纵筋焊接，起加强嵌固作用（见图3）。
图3柱与厚板节点详图
c.限定封口环形板内外径，以保证轴向力尽可能直接向钢管内的核心混凝土传递。
d.在转换厚板与钢管间设置附加纵向插筋及水平螺旋箍筋。用以传递弯矩及水平剪力。
e.转换厚板内设置抗冲切钢筋。
4、钢管柱的施工工艺分析
以下是钢管柱的施工工艺基本流程：
4.1钢管柱吊装施工
钢管柱标准层每层高3.5 m，裙楼层高5 m，采用每层吊装一次，吊装焊接点预留在楼层以上1.5 m处，钢管柱标准层吊重2.75 t，裙楼吊重3.93 t，采用QTZ160t·m的塔吊吊装，吊装在每层混凝土浇筑完成后插入进行，16根钢管柱吊装分两批进行，每次吊装8根，每次吊装时间半天。
4.2钢管柱的吊装定位
柱定位选用外侧垂线和内部轴线控制网相互组合的方式实行控制，内部轴线控制網使用垂准仪投点测绘，并且放出柱的方圆边线以及钢管柱吊装定位轴线点，在第一层是内部轴线网点。外侧每层采用垂线，每层的垂线控制点在下一层的钢管柱上，同时每隔5层进行一次外侧轴线点的复核，辅以经纬仪进行。当出现外侧轴线点与内部轴网控制偏差1mm时应进行轴线的复核，找出原因，进行纠偏。
4.3钢管柱的焊接
钢管柱的焊接采用气弧焊，焊接完成后先进行超声波检测自检，自检合格后邀请第三方检测单位进行检测。
4.4钢管柱高强度混凝土的浇筑
钢管柱内高强度C60混凝土采用塔吊吊运的方式在钢管柱焊接检测合格后进行，同时在柱内预埋检测混凝土密实度的超声波管。
a.高强度混凝土的质量原材料控制
水泥：选用强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥。
掺合料：选择1级粉煤灰，I级粉煤灰的活性较硅灰小，但对混凝土的后期强度提高有特殊的作用。
减水剂：在减水剂选择时，适合高强混凝土的生产。
碎石：选用5～31.5 mm碎石，该种碎石立方体抗压强度高，满足高强混凝土的使用要求。
河砂：选用东江中粗砂，该砂细度模数在2.8-3.2之间，颗粒级配好，砂源干净，砂的含泥量及泥块含量少，不含氯离子。
b.混凝土配合比设计C60混凝土配合比设 计28 d 平均抗压强度应达到72 MPa，保证混凝土有足够的富余强度，弥补生产及施工过程中一些不确定因素对混凝土强度的影响。
c.混凝土的浇筑振捣
钢管柱用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣。振捣棒垂直插入混凝土内，要快插慢拔，振捣棒应插入下一层混凝土中5～10cm。振捣棒插点按梅花形均匀布置，逐点移动，按顺序进行，不得漏振，每点振捣时间不少于60S。管外配合人工木槌敲击，根据声音判断混凝土是否密实，每层振捣至混凝土表面平齐不再明显下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为止。
钢管柱混凝土超声波检测，每几层进行一次，在混凝土强度达到100%后进行。
4.5钢管柱外包混凝土施工
钢筋绑扎和钢管柱模板施工，钢管柱外包混凝土采用和梁板混凝土一起浇筑的方式进行。
4.6标准层钢管柱与结构梁板模板的交叉配合施工
1d：钢管柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行，一天之内完成钢管柱的吊装；
2d～3d：同一时间实行钢管柱焊接及梁板模板支撑体系交叉，另外钢管柱的焊接和检测以及结构梁板模板同一时间完成。焊接过程中在钢管柱外围采用彩条布封闭围护；
4d- 5d：在钢管柱内混凝土完成浇筑的同时，也对梁板钢筋的绑扎和钢管外包柱的钢筋绑扎以及模板支设，实行三道工序交叉；
6d：对钢管柱外包与结构梁板柱混凝土进行浇筑。
5、结束语
在钢管混凝土柱施工中，钢管柱与基础底板的连接，钢管柱的分节长度及吊装方法，异径钢管的连接，混凝土浇筑工艺等均存在多种可选择的方法。钢管混凝土柱在保留钢材用量、承载力雷同情形下，构件的横截面面积较钢筋混凝土柱可减二分之一，不但减轻整个建筑物的重量，也在建筑物不增加高度的情况下，增大了建筑面积，因而具有广阔的推广前景。