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【摘 要】 型钢混凝土结构，是在型钢结构的外面包裹一层混凝土外壳形成的钢-混凝土组合结构。结合工程实例，阐述了型钢混凝土施工的难点特点及处理优化方案，重要工序的施工质量控制，总结了一些施工经验、技术，可供类似项目参考。
【关键词】 型钢混凝土；实际工程；应用
一、工程概况
辽宁省铁岭市星悦南岸·综合商业区（一期）工程位于辽宁省铁岭市赣江路以南、102国道以西地块。本项目为一综合发展项目，由T号楼、T2号楼、M号楼、C号楼商业及C5号楼、精品酒店、黄金一里（G号楼）、水世界等组成，占地面积为239，328平方米，总建筑面积约229，173平方米。结构形式为框架结构，含有大量的型钢混凝土结构。
二、型钢混凝土结构特点
型钢混凝土主要形式与特点
1.结构类型
型钢混凝土组合构件在混凝土中加入了型钢，获得了不同于钢筋混凝土的结构性能。型钢混凝土结构有实腹式和空腹式两种，实腹式在混凝土中加入型钢或者钢板，采用工、H、L、T等截面形式。空腹式更加节省材料，但是实腹式有着更好的延性。按照截面形式分类，型钢混凝土还可以分为规则截面和不规则截面两种形式，规则截面是普遍的应用形式，但是特殊情况下需要使用不规则截面配合剪力墙获取相应的性能。
2.结构特点
（1）受力优化
由于混凝土和箍筋的约束作用，钢骨中板材的宽厚比较纯钢构件有较大的提高，对于型钢混凝土构件，型钢与混凝土的变形基本上是协调一致的，两者保持共同作用，因此对于轴心受压钢柱，其承载力是型钢、混凝土与钢筋三部分承载力的叠加。型钢混凝土将混凝土较强的抗压性能和钢材的抗拉性能充分的发挥出来，协同发挥作用，所以型钢混凝土的承载力远高于同截面钢筋混凝土，所以承载力相同的情况下使用型钢混凝土能够减小截面，减轻结构自重。
（2）稳定性更高
外包混凝土能够约束型钢的变形，避免型钢出现过渡扭曲从而出现屈服，获得了更高的整体刚度和稳定性。实腹式型钢混凝土组合构件凭借其优良的延性、承载力、刚度，表现出优良的抗震性能，设计过程中，型钢混凝土能够获得略低于钢筋混凝土的阻尼，并且结构自重较轻，能够充分利用高层建筑减震和制震，设置有效的消能机制，得到理想的抗风、抗震效果。
（3）耐久性、耐火性能好
型钢混凝土组合结构较钢结构在耐久性、耐火等方面均胜一筹。最初人们把钢结构用混凝土包起来，目的是为了防火和防腐蚀，后来经过试验研究才确认混凝土外壳能与钢结构共同受力。型钢混凝土框架较钢框架可节省钢材50%或者更多。
（4）施工难度较大，造价高
型钢混凝土未浇注之前已经是有一定承载能力的钢结构，施工中可将混凝土模板直接悬挂在型钢上，无需支模，施工量较小，可以加快施工进度，缩短工期。但是应该注意，型钢混凝土的节点配筋相对复杂，施工难度较大，并且型钢本身造价昂贵，根据相关统计，型钢混凝土结构造价接近钢筋混凝土的1.5倍。
三、施工难点分析及优化方案
1.型钢混凝土梁优化
难点分析：由于型钢混凝土梁尺寸有多种，这里以最长2段连续梁为例阐述。连续型钢梁混凝土结构尺寸为400mm×900mm，型钢尺寸为12mm×600mm×250mm×20mm。从梁的外包尺寸和型钢梁尺寸比较，型钢上下侧和梁外边尺寸还有150mm，侧面还有75mm，理论上间距看似够了。但是实际上外侧还有栓钉、主筋、箍筋，梁上侧还有板钢筋，同时梁中段还有次梁，再加上施工操作误差，所有钢筋绑扎完毕后，实际有效间隙将不到20mm，对混凝土浇筑振捣非常不利，振捣棒无法插入振捣混凝土。根据规范要求高大于450mm梁中间设拉结筋一道，型钢梁中间部分无法穿越，如开孔对钢梁强度有影响（图1）。解决方案：根据理论计算和现场同比例放样，结果混凝土梁和型钢尺寸需修改方可顺利施工。经与设计沟通和考虑经济性确定对型钢尺寸进行优化，由12mm×600mm×250mm×20mm改为16mm×500mm×200mm×30mm。同时拉结筋设上下2道，分别位于型钢上侧和下侧。优化后造价基本不变，同时保证了施工的可行性和可操作性（图2）。
2.梁、柱节点优化
难点分析：型钢梁穿越混凝土柱处与柱主筋交叉，型钢梁需开孔方能穿过，而型鋼柱尺寸较小，穿孔必须对空位加固处理，且型钢为工字钢，钢筋穿越需在型钢上开2个孔，加工和施工都费时费力。如在型钢上焊接直螺纹套筒焊接质量较难控制，同时对钢筋断料长度要求很高。
解决方案：考虑到型钢宽度较窄只有200mm，交叉相交钢筋较少，经我方技术人员和设计协商，主筋遇钢梁处采用钢筋弯折绕过钢梁的方法施工，钢筋连接采用绑扎连接。经实际施工钢筋加工和安装均相对简便，同时施工周期和施工质量得以保障。
3.型钢梁安装固定
难点分析：型钢位于混凝土梁中心区域，安装时无搁置点。端部锚固柱为每层一段，上下层之间无联系，即上层段锚固柱无法竖立在下层柱的锚固钢柱上。型钢梁、柱安装需设置支撑。
解决方案：本工程工期紧，且质量要求高。综合考虑了各项因素后采用如下措施：型钢梁工厂加工时，在梁端部1.5m处底部预先焊接钢垫板，梁底排架搭设时，在有钢垫板处增加井字形排架，用于承受钢梁质量；锚固柱之间增加角钢格构柱，钢柱与格构柱焊接连接，利用下层钢柱支撑上层钢柱。
4.型钢梁安装顺序优化
难点分析：按照常规方案，先安装钢梁再安装梁钢筋。但钢梁下部有锚栓，钢梁就位后，梁下部间隙较小，主梁钢筋安装困难，施工时间长。
解决方案：梁底支架模板铺设完毕后，先把梁底钢筋铺设在梁底模板上，再吊装钢梁，钢梁吊装固定完毕后再安装梁上皮钢筋和箍筋，从而解决了梁底钢筋安装费工费时问题。 5.混凝土质量控制
难点分析：型钢梁内既有钢筋又有型钢，比普通混凝土梁含钢量高，间隙小，施工时对混凝土灌注和混凝土振捣都存在一定的困难。如施工时不加以控制，很容易造成空鼓、蜂窝、麻面等质量问题。
解决方案：考虑到混凝土等级为C45/C30，强度不高，经与搅拌站技术人员沟通，在保证混凝土强度的情况下增加混凝土的流动性，加大坍落度，同时优化配合比，粗骨料粒径选用5～15mm。模板安装前根据实际情况设置混凝土浇捣口，施工中对混凝土振捣进行严格控制，必须振捣到位，对于局部振动棒无法插入部位，采用榔头在模板外侧敲打的方式
四、型钢梁施工质量控制要点
（1）型钢梁进场后必须全面复查，检查构建规格尺寸、外观质量、出厂合格证及材料证明文件。
（2）型钢梁轴线位置、标高必须符合设计及规范要求，安装精度应在规范允许范围之内。
（3）高强度螺栓安装应严格按施工工艺要求由内而外顺序施工拧，初拧、终拧应符合要求，并按时进行终拧复查。
（4）焊接时应按堆成焊接的方法施工，焊接前应检查坡口尺寸，以及坡口周围有无油、锈水、污垢，如有应处理后方可施焊。并注意及时打磨清理前一道焊接，防止出现焊接缺陷。
（5）型钢梁焊接连接过程中，为控制焊接变形，采用对称焊接，且要求焊接时，焊接速度保持一致，同时要求测量人员及时监控。
五、结束语
型钢混凝土有着理想的承载力和刚度，并且抗震性能和耐久性都比较优异，所以近些年在高层建筑中的应用逐渐广泛，然而在国内，关于型钢混凝土梁构件还没有形成完整的施工经验和成熟的设计思想，给型钢混凝土在建筑工程中更广泛的应用造成了一定阻碍。本文对型钢混凝土的工艺特点和优缺点进行了客观分析，并讨论了型钢混凝土构件的施工工艺，为今后的型钢混凝土梁施工提供參考。
参考文献：
[1]李广惠.浅析钢筋混凝土结构抗震加固方法[J].科技致富向导，2014，29：257.
[2]吕健.浅谈异型钢伸缩缝橡胶条更换施工工法[J].江西建材，2014，19：163.
[3]薛建阳，鲍雨泽，任瑞，王刚.低周反复荷载下型钢再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究[J].土木工程学报，2014，10：1-8.
[4]夏海江，梁力.水工钢纤维混凝土力学性能应用研究[J].东北水利水电，2014，10：40-42+71.
【关键词】 型钢混凝土；实际工程；应用
一、工程概况
辽宁省铁岭市星悦南岸·综合商业区（一期）工程位于辽宁省铁岭市赣江路以南、102国道以西地块。本项目为一综合发展项目，由T号楼、T2号楼、M号楼、C号楼商业及C5号楼、精品酒店、黄金一里（G号楼）、水世界等组成，占地面积为239，328平方米，总建筑面积约229，173平方米。结构形式为框架结构，含有大量的型钢混凝土结构。
二、型钢混凝土结构特点
型钢混凝土主要形式与特点
1.结构类型
型钢混凝土组合构件在混凝土中加入了型钢，获得了不同于钢筋混凝土的结构性能。型钢混凝土结构有实腹式和空腹式两种，实腹式在混凝土中加入型钢或者钢板，采用工、H、L、T等截面形式。空腹式更加节省材料，但是实腹式有着更好的延性。按照截面形式分类，型钢混凝土还可以分为规则截面和不规则截面两种形式，规则截面是普遍的应用形式，但是特殊情况下需要使用不规则截面配合剪力墙获取相应的性能。
2.结构特点
（1）受力优化
由于混凝土和箍筋的约束作用，钢骨中板材的宽厚比较纯钢构件有较大的提高，对于型钢混凝土构件，型钢与混凝土的变形基本上是协调一致的，两者保持共同作用，因此对于轴心受压钢柱，其承载力是型钢、混凝土与钢筋三部分承载力的叠加。型钢混凝土将混凝土较强的抗压性能和钢材的抗拉性能充分的发挥出来，协同发挥作用，所以型钢混凝土的承载力远高于同截面钢筋混凝土，所以承载力相同的情况下使用型钢混凝土能够减小截面，减轻结构自重。
（2）稳定性更高
外包混凝土能够约束型钢的变形，避免型钢出现过渡扭曲从而出现屈服，获得了更高的整体刚度和稳定性。实腹式型钢混凝土组合构件凭借其优良的延性、承载力、刚度，表现出优良的抗震性能，设计过程中，型钢混凝土能够获得略低于钢筋混凝土的阻尼，并且结构自重较轻，能够充分利用高层建筑减震和制震，设置有效的消能机制，得到理想的抗风、抗震效果。
（3）耐久性、耐火性能好
型钢混凝土组合结构较钢结构在耐久性、耐火等方面均胜一筹。最初人们把钢结构用混凝土包起来，目的是为了防火和防腐蚀，后来经过试验研究才确认混凝土外壳能与钢结构共同受力。型钢混凝土框架较钢框架可节省钢材50%或者更多。
（4）施工难度较大，造价高
型钢混凝土未浇注之前已经是有一定承载能力的钢结构，施工中可将混凝土模板直接悬挂在型钢上，无需支模，施工量较小，可以加快施工进度，缩短工期。但是应该注意，型钢混凝土的节点配筋相对复杂，施工难度较大，并且型钢本身造价昂贵，根据相关统计，型钢混凝土结构造价接近钢筋混凝土的1.5倍。
三、施工难点分析及优化方案
1.型钢混凝土梁优化
难点分析：由于型钢混凝土梁尺寸有多种，这里以最长2段连续梁为例阐述。连续型钢梁混凝土结构尺寸为400mm×900mm，型钢尺寸为12mm×600mm×250mm×20mm。从梁的外包尺寸和型钢梁尺寸比较，型钢上下侧和梁外边尺寸还有150mm，侧面还有75mm，理论上间距看似够了。但是实际上外侧还有栓钉、主筋、箍筋，梁上侧还有板钢筋，同时梁中段还有次梁，再加上施工操作误差，所有钢筋绑扎完毕后，实际有效间隙将不到20mm，对混凝土浇筑振捣非常不利，振捣棒无法插入振捣混凝土。根据规范要求高大于450mm梁中间设拉结筋一道，型钢梁中间部分无法穿越，如开孔对钢梁强度有影响（图1）。解决方案：根据理论计算和现场同比例放样，结果混凝土梁和型钢尺寸需修改方可顺利施工。经与设计沟通和考虑经济性确定对型钢尺寸进行优化，由12mm×600mm×250mm×20mm改为16mm×500mm×200mm×30mm。同时拉结筋设上下2道，分别位于型钢上侧和下侧。优化后造价基本不变，同时保证了施工的可行性和可操作性（图2）。
2.梁、柱节点优化
难点分析：型钢梁穿越混凝土柱处与柱主筋交叉，型钢梁需开孔方能穿过，而型鋼柱尺寸较小，穿孔必须对空位加固处理，且型钢为工字钢，钢筋穿越需在型钢上开2个孔，加工和施工都费时费力。如在型钢上焊接直螺纹套筒焊接质量较难控制，同时对钢筋断料长度要求很高。
解决方案：考虑到型钢宽度较窄只有200mm，交叉相交钢筋较少，经我方技术人员和设计协商，主筋遇钢梁处采用钢筋弯折绕过钢梁的方法施工，钢筋连接采用绑扎连接。经实际施工钢筋加工和安装均相对简便，同时施工周期和施工质量得以保障。
3.型钢梁安装固定
难点分析：型钢位于混凝土梁中心区域，安装时无搁置点。端部锚固柱为每层一段，上下层之间无联系，即上层段锚固柱无法竖立在下层柱的锚固钢柱上。型钢梁、柱安装需设置支撑。
解决方案：本工程工期紧，且质量要求高。综合考虑了各项因素后采用如下措施：型钢梁工厂加工时，在梁端部1.5m处底部预先焊接钢垫板，梁底排架搭设时，在有钢垫板处增加井字形排架，用于承受钢梁质量；锚固柱之间增加角钢格构柱，钢柱与格构柱焊接连接，利用下层钢柱支撑上层钢柱。
4.型钢梁安装顺序优化
难点分析：按照常规方案，先安装钢梁再安装梁钢筋。但钢梁下部有锚栓，钢梁就位后，梁下部间隙较小，主梁钢筋安装困难，施工时间长。
解决方案：梁底支架模板铺设完毕后，先把梁底钢筋铺设在梁底模板上，再吊装钢梁，钢梁吊装固定完毕后再安装梁上皮钢筋和箍筋，从而解决了梁底钢筋安装费工费时问题。 5.混凝土质量控制
难点分析：型钢梁内既有钢筋又有型钢，比普通混凝土梁含钢量高，间隙小，施工时对混凝土灌注和混凝土振捣都存在一定的困难。如施工时不加以控制，很容易造成空鼓、蜂窝、麻面等质量问题。
解决方案：考虑到混凝土等级为C45/C30，强度不高，经与搅拌站技术人员沟通，在保证混凝土强度的情况下增加混凝土的流动性，加大坍落度，同时优化配合比，粗骨料粒径选用5～15mm。模板安装前根据实际情况设置混凝土浇捣口，施工中对混凝土振捣进行严格控制，必须振捣到位，对于局部振动棒无法插入部位，采用榔头在模板外侧敲打的方式
四、型钢梁施工质量控制要点
（1）型钢梁进场后必须全面复查，检查构建规格尺寸、外观质量、出厂合格证及材料证明文件。
（2）型钢梁轴线位置、标高必须符合设计及规范要求，安装精度应在规范允许范围之内。
（3）高强度螺栓安装应严格按施工工艺要求由内而外顺序施工拧，初拧、终拧应符合要求，并按时进行终拧复查。
（4）焊接时应按堆成焊接的方法施工，焊接前应检查坡口尺寸，以及坡口周围有无油、锈水、污垢，如有应处理后方可施焊。并注意及时打磨清理前一道焊接，防止出现焊接缺陷。
（5）型钢梁焊接连接过程中，为控制焊接变形，采用对称焊接，且要求焊接时，焊接速度保持一致，同时要求测量人员及时监控。
五、结束语
型钢混凝土有着理想的承载力和刚度，并且抗震性能和耐久性都比较优异，所以近些年在高层建筑中的应用逐渐广泛，然而在国内，关于型钢混凝土梁构件还没有形成完整的施工经验和成熟的设计思想，给型钢混凝土在建筑工程中更广泛的应用造成了一定阻碍。本文对型钢混凝土的工艺特点和优缺点进行了客观分析，并讨论了型钢混凝土构件的施工工艺，为今后的型钢混凝土梁施工提供參考。
参考文献：
[1]李广惠.浅析钢筋混凝土结构抗震加固方法[J].科技致富向导，2014，29：257.
[2]吕健.浅谈异型钢伸缩缝橡胶条更换施工工法[J].江西建材，2014，19：163.
[3]薛建阳，鲍雨泽，任瑞，王刚.低周反复荷载下型钢再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究[J].土木工程学报，2014，10：1-8.
[4]夏海江，梁力.水工钢纤维混凝土力学性能应用研究[J].东北水利水电，2014，10：40-42+71.