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【摘 要】 随着我国建筑施工技术的发展,型钢混凝土结构的的得到了比较广泛的应用,与此同时,如何更好提高型钢混凝土梁的施工水平也应该得到重视。本文将结合具体的应用实例来分析型钢混凝土梁施工技术在工程中的应用。
【关键词】 型钢混凝土梁;施工技术;工程;应用
一、前言
目前,型钢混凝土梁施工技术的应用还不够广泛,在工程应用的过程中,还存在一定的不足,所以,研究型钢混凝土梁施工技术在工程中的应用非常有必要。
二、型钢混凝土结构概述
型钢混凝土(SRC)结构是指在型钢周围布置钢筋,并浇筑混凝土的结构。型钢分为实腹式和空腹式。实腹式SRC构件具有较好的抗震性能,而空腹式SRC构件的抗震性能与普通混凝土(RC)构件基本相同。因此,目前在抗震结构中多采用实腹式SRC构件。实腹式型钢可由钢板焊接拼制而成或直接采用轧制型钢。SRC构件的内部型钢与外包混凝土形成整体、共同受力,其受力性能优于这两种结构的简单叠加。与钢结构相比,SRC构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲,并能提高钢构件的整体刚度,显著改善钢构件的平面扭转屈曲性能,使钢材的强度得以充分发挥。此外,外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。与RC结构相比,由于配置了型钢,大大提高了构件的承载力,尤其是采用实腹型钢的SRC构件,其抗剪承载力有很大提高,并大大改善了受剪破坏时的脆性性质,提高了结构的抗震性能。
三、型钢混凝土加工、安装、施工
型钢混凝土组合结构中型钢构件的加工,通常委托专业钢结构制造单位进行加工,其加工标准要符合钢结构加工的相关规范、规程要求。
型钢混凝土组合结构的安装施工,分为型钢构件的安装和钢筋混凝土结构施工两个步骤,型钢构件的吊装、焊接技术及质量标准符合《钢结构施工质量验收规范》《型凝土组合结构施工技术规程》的相关要求。钢筋混凝土部分的施工同時也必须满足《钢筋混凝土质量验收规范》的要求。
在型钢混凝土施工过程中,变形主要发生在型钢构件上,但由于型钢构件变形大也会影响混凝土结构的施工,导致结点处钢构件位置不准确或难以施工,其常见原因与解决措施大致有:
1、钢构件吊装过程中的变形,在施工过程中可采用合理布置吊点的方法来解决。
2、钢构件焊接变形,焊接变形尤其是厚钢板的焊接变形控制一般采用预热、保温、对称焊接等工艺方法来减少变形。
3、温度变形,温度变形对钢构件的影响比较大,通常选择施工环境来控制。
4、累计误差造成的变形,安装施工所累计的误差有时也会造成钢构件的变形,因此通过加强测量观测,及时校正的方法来进行控制。
5、加工过程中的变形,加工变形一般由专业加工厂家进行控制,但总包方在进场后应进行必要的检查,精度不符合要求的不能用于施工安装。
四、梁柱节点构造要求
在钢—混凝土组合结构中,型钢混凝土组合结构属于其中的一种形式,在其设计的过程中,不仅要对其承载力设计进行强调,还要对构造设计进行重视,特别是在一些高层建筑物结构设计过程中,除了要满足“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等一般原则,还要结合具体的施工情况确保其符合设计要求、相关规范要求以及业主的特殊要求。以下将对型钢混凝土梁柱节点构造中的设计要点进行分析。
1、梁柱节点形式
对于型钢混凝土梁柱节点来说,其连接构造要保证传力明确、构造简单以及方便施工,一般来说,型钢混凝土组合结构梁柱连接要采取以下3种形式:钢筋混凝土梁和型钢混凝土柱的连接、型钢混凝土梁和型钢混凝土柱的连接、型钢混凝土梁和钢筋混凝土柱的连接。考虑到施工中的实际情况,以下将针对型钢混凝土梁和型钢混凝土柱的节点为例进行探究。
2、节点一般构造
在各类梁和型钢混凝土柱的连接中都应使用柱钢骨贯通型,选择柱内型钢芯柱截面形状的时候要对方便梁纵向钢筋贯穿节点区域进行考虑,防止出现梁纵向钢筋贯穿型钢芯柱翼缘的情况发生,此外还要降低梁纵筋贯穿型钢腹板的数量,确保柱形刚腹板由于开孔所形成的截面损失率小于25%,一旦超出了这一百分比则要使用一些补强措施。
柱内型钢和梁内型钢在节点以内要使用刚性连接,节点位置的柱型钢将和梁型钢上下翼缘处对应,厚度和梁端型钢翼缘一致,而且要大于12mm,水平加紧肋应在角部进行排气孔的设置,使混凝土浇注更为有利。
3、型钢连接方式
在当前梁柱型钢间现场连接的过程中,主要使用的方式有栓焊混合连接和全螺栓连接这两种方式。其中,栓焊混合连接这种方式主要是使用全熔透焊缝连接把梁钢骨翼缘和柱钢骨翼缘连接起来,焊在柱钢骨翼缘上的竖版和梁钢骨腹板之间使用摩擦型高强度螺栓进行连接,此方法在国外有着较为广泛的应用。至于全螺栓连接,则是先工厂焊接悬臂梁段到柱钢骨翼缘之上,然后再通过高强度螺栓把悬臂梁段和梁钢骨连接在一起,全螺栓连接方式在日本有比较多的应用。
五、型钢混凝土梁施工技术应用实例
1、工程概况
青岛高新区创业中心项目采用了实腹桁架和空腹桁架,是由于实腹桁架的布置位置位于一层顶至二层顶之间,转换层数较多,整体性能要求较高,且在使用功能上没有要求。空腹桁架的布置位置位于五层顶至六层顶之间,转换层数相对少一些,对设置门窗洞口方便。型钢砼梁位于A座(HJ1)一层顶至二层顶之间1-5/B轴,长度约34.2m,标高5.15-10.15m;B座HJ2位于五层顶至六层顶12-16/C轴间,标高21.55-26.95m,共计2品型钢砼桁架
2、型钢混凝土梁施工
(一)材料基本要求
(1)型钢:型钢钢材应根据结构特点选择其牌号和材质,并应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫磷碳含量符合使用要求。型钢焊缝和坡口尺寸应符合现行行业标准JGJ81建筑结构焊接技术规程的有关规定。 (2)型钢焊接:手工焊接用焊条应符合现行国家标准GB5117碳素钢焊条或GB5118低合金钢焊条的规定,选用的焊条型号应与主体金属强度相适应。自动焊或半自动焊焊接采用的焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应,焊丝应符合现行国家标准GB/T14957熔化焊用钢丝的规定。
(3)高强螺栓:应符合现行国家标准GB/T1228-1231钢结构高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件或GB3632~GB3633钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副的规定。
(4)型钢混凝土:最大骨料直径宜小于型钢外侧混凝土保护层厚度的1/3,且不宜大于25mm。
(二)施工内容
(1)型钢钢板制作由专业队伍完成,其制孔应采用工厂车库制孔,严禁现场用氧气切割开孔。
(2)型钢梁安裝:采用高强度螺栓连接,需在工地处理构件摩擦面时,其抗滑移数值应符合设计要求,安装高强度螺栓时,构件的摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业。
(3)高强度螺栓应自由穿入孔内,不得强行敲打,穿入方向宜一致,并便于操作,高强度螺栓不得作为临时安装螺栓使用。
(4)直螺纹连接:钢筋应先调直后下料,端头弯曲、马啼严重的应用砂轮切割机切割,不得用气割,切口端面应与钢筋轴线垂直。钢筋连接前,回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖,并检查钢筋规格是否与连接套筒的规格一致,检查螺纹扣是否完好无损,如发现杂物或锈蚀,应用铁刷清理干净。水平钢筋连接时,应从一端向另一端依次连接,不得从两头往中间连接,连接完的接头应立即用油漆作上标记,防止漏拧。钢筋连接套筒的混凝土保护层厚度应符合设计要求,且不得小于15mm,连接套筒间横向净距不宜小于25mm。
(3)模板施工方案
型钢混凝土梁施工采用组合钢模板,支撑采用碗扣式钢管脚手架,纵杆间距为1.2m,横杆间距、步距均为1.2m,梁底小横杆间距1.2m,两小横杆间增加一道独立钢管支撑,与模板支撑脚手架连接牢固,梁底小横杆、梁下独立支撑均采用双扣件连接,保证扣件的抗滑移,在钢模板接头处增加小横杆或独立钢管支撑。
六、结束语
总而言之,在今后型钢混凝土梁的应用中,要更加注重施工的程序和步骤,从而提高型钢混凝土梁施工的质量水平,不断的推广型钢混凝土梁的施工范围。
参考文献:
[1]梁威,王昊.我国型钢混凝土梁柱节点构造综述[J].结构工程师.2010(04).
[2] CECS25:90混凝土结构加固技术规范[S].中国计划出版社.2010.
【关键词】 型钢混凝土梁;施工技术;工程;应用
一、前言
目前,型钢混凝土梁施工技术的应用还不够广泛,在工程应用的过程中,还存在一定的不足,所以,研究型钢混凝土梁施工技术在工程中的应用非常有必要。
二、型钢混凝土结构概述
型钢混凝土(SRC)结构是指在型钢周围布置钢筋,并浇筑混凝土的结构。型钢分为实腹式和空腹式。实腹式SRC构件具有较好的抗震性能,而空腹式SRC构件的抗震性能与普通混凝土(RC)构件基本相同。因此,目前在抗震结构中多采用实腹式SRC构件。实腹式型钢可由钢板焊接拼制而成或直接采用轧制型钢。SRC构件的内部型钢与外包混凝土形成整体、共同受力,其受力性能优于这两种结构的简单叠加。与钢结构相比,SRC构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲,并能提高钢构件的整体刚度,显著改善钢构件的平面扭转屈曲性能,使钢材的强度得以充分发挥。此外,外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。与RC结构相比,由于配置了型钢,大大提高了构件的承载力,尤其是采用实腹型钢的SRC构件,其抗剪承载力有很大提高,并大大改善了受剪破坏时的脆性性质,提高了结构的抗震性能。
三、型钢混凝土加工、安装、施工
型钢混凝土组合结构中型钢构件的加工,通常委托专业钢结构制造单位进行加工,其加工标准要符合钢结构加工的相关规范、规程要求。
型钢混凝土组合结构的安装施工,分为型钢构件的安装和钢筋混凝土结构施工两个步骤,型钢构件的吊装、焊接技术及质量标准符合《钢结构施工质量验收规范》《型凝土组合结构施工技术规程》的相关要求。钢筋混凝土部分的施工同時也必须满足《钢筋混凝土质量验收规范》的要求。
在型钢混凝土施工过程中,变形主要发生在型钢构件上,但由于型钢构件变形大也会影响混凝土结构的施工,导致结点处钢构件位置不准确或难以施工,其常见原因与解决措施大致有:
1、钢构件吊装过程中的变形,在施工过程中可采用合理布置吊点的方法来解决。
2、钢构件焊接变形,焊接变形尤其是厚钢板的焊接变形控制一般采用预热、保温、对称焊接等工艺方法来减少变形。
3、温度变形,温度变形对钢构件的影响比较大,通常选择施工环境来控制。
4、累计误差造成的变形,安装施工所累计的误差有时也会造成钢构件的变形,因此通过加强测量观测,及时校正的方法来进行控制。
5、加工过程中的变形,加工变形一般由专业加工厂家进行控制,但总包方在进场后应进行必要的检查,精度不符合要求的不能用于施工安装。
四、梁柱节点构造要求
在钢—混凝土组合结构中,型钢混凝土组合结构属于其中的一种形式,在其设计的过程中,不仅要对其承载力设计进行强调,还要对构造设计进行重视,特别是在一些高层建筑物结构设计过程中,除了要满足“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等一般原则,还要结合具体的施工情况确保其符合设计要求、相关规范要求以及业主的特殊要求。以下将对型钢混凝土梁柱节点构造中的设计要点进行分析。
1、梁柱节点形式
对于型钢混凝土梁柱节点来说,其连接构造要保证传力明确、构造简单以及方便施工,一般来说,型钢混凝土组合结构梁柱连接要采取以下3种形式:钢筋混凝土梁和型钢混凝土柱的连接、型钢混凝土梁和型钢混凝土柱的连接、型钢混凝土梁和钢筋混凝土柱的连接。考虑到施工中的实际情况,以下将针对型钢混凝土梁和型钢混凝土柱的节点为例进行探究。
2、节点一般构造
在各类梁和型钢混凝土柱的连接中都应使用柱钢骨贯通型,选择柱内型钢芯柱截面形状的时候要对方便梁纵向钢筋贯穿节点区域进行考虑,防止出现梁纵向钢筋贯穿型钢芯柱翼缘的情况发生,此外还要降低梁纵筋贯穿型钢腹板的数量,确保柱形刚腹板由于开孔所形成的截面损失率小于25%,一旦超出了这一百分比则要使用一些补强措施。
柱内型钢和梁内型钢在节点以内要使用刚性连接,节点位置的柱型钢将和梁型钢上下翼缘处对应,厚度和梁端型钢翼缘一致,而且要大于12mm,水平加紧肋应在角部进行排气孔的设置,使混凝土浇注更为有利。
3、型钢连接方式
在当前梁柱型钢间现场连接的过程中,主要使用的方式有栓焊混合连接和全螺栓连接这两种方式。其中,栓焊混合连接这种方式主要是使用全熔透焊缝连接把梁钢骨翼缘和柱钢骨翼缘连接起来,焊在柱钢骨翼缘上的竖版和梁钢骨腹板之间使用摩擦型高强度螺栓进行连接,此方法在国外有着较为广泛的应用。至于全螺栓连接,则是先工厂焊接悬臂梁段到柱钢骨翼缘之上,然后再通过高强度螺栓把悬臂梁段和梁钢骨连接在一起,全螺栓连接方式在日本有比较多的应用。
五、型钢混凝土梁施工技术应用实例
1、工程概况
青岛高新区创业中心项目采用了实腹桁架和空腹桁架,是由于实腹桁架的布置位置位于一层顶至二层顶之间,转换层数较多,整体性能要求较高,且在使用功能上没有要求。空腹桁架的布置位置位于五层顶至六层顶之间,转换层数相对少一些,对设置门窗洞口方便。型钢砼梁位于A座(HJ1)一层顶至二层顶之间1-5/B轴,长度约34.2m,标高5.15-10.15m;B座HJ2位于五层顶至六层顶12-16/C轴间,标高21.55-26.95m,共计2品型钢砼桁架
2、型钢混凝土梁施工
(一)材料基本要求
(1)型钢:型钢钢材应根据结构特点选择其牌号和材质,并应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫磷碳含量符合使用要求。型钢焊缝和坡口尺寸应符合现行行业标准JGJ81建筑结构焊接技术规程的有关规定。 (2)型钢焊接:手工焊接用焊条应符合现行国家标准GB5117碳素钢焊条或GB5118低合金钢焊条的规定,选用的焊条型号应与主体金属强度相适应。自动焊或半自动焊焊接采用的焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应,焊丝应符合现行国家标准GB/T14957熔化焊用钢丝的规定。
(3)高强螺栓:应符合现行国家标准GB/T1228-1231钢结构高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件或GB3632~GB3633钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副的规定。
(4)型钢混凝土:最大骨料直径宜小于型钢外侧混凝土保护层厚度的1/3,且不宜大于25mm。
(二)施工内容
(1)型钢钢板制作由专业队伍完成,其制孔应采用工厂车库制孔,严禁现场用氧气切割开孔。
(2)型钢梁安裝:采用高强度螺栓连接,需在工地处理构件摩擦面时,其抗滑移数值应符合设计要求,安装高强度螺栓时,构件的摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业。
(3)高强度螺栓应自由穿入孔内,不得强行敲打,穿入方向宜一致,并便于操作,高强度螺栓不得作为临时安装螺栓使用。
(4)直螺纹连接:钢筋应先调直后下料,端头弯曲、马啼严重的应用砂轮切割机切割,不得用气割,切口端面应与钢筋轴线垂直。钢筋连接前,回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖,并检查钢筋规格是否与连接套筒的规格一致,检查螺纹扣是否完好无损,如发现杂物或锈蚀,应用铁刷清理干净。水平钢筋连接时,应从一端向另一端依次连接,不得从两头往中间连接,连接完的接头应立即用油漆作上标记,防止漏拧。钢筋连接套筒的混凝土保护层厚度应符合设计要求,且不得小于15mm,连接套筒间横向净距不宜小于25mm。
(3)模板施工方案
型钢混凝土梁施工采用组合钢模板,支撑采用碗扣式钢管脚手架,纵杆间距为1.2m,横杆间距、步距均为1.2m,梁底小横杆间距1.2m,两小横杆间增加一道独立钢管支撑,与模板支撑脚手架连接牢固,梁底小横杆、梁下独立支撑均采用双扣件连接,保证扣件的抗滑移,在钢模板接头处增加小横杆或独立钢管支撑。
六、结束语
总而言之,在今后型钢混凝土梁的应用中,要更加注重施工的程序和步骤,从而提高型钢混凝土梁施工的质量水平,不断的推广型钢混凝土梁的施工范围。
参考文献:
[1]梁威,王昊.我国型钢混凝土梁柱节点构造综述[J].结构工程师.2010(04).
[2] CECS25:90混凝土结构加固技术规范[S].中国计划出版社.2010.