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第１页型钢混凝土组合结构施工工法前言随着城市建筑的不断发展，高层建筑与超高层建筑越来越多，建筑功能越来越完善，因而结构设计也越来越复杂。因此，型钢混凝土组合结构就应运而生。型钢混凝土组合结构在发达国家已经形成了成熟的施工技术，在我国应用较少，但发展速度较快。1.特点型钢混凝土组合结构是指在混凝土内配置了型钢和普通钢筋的结构，本工程钢骨柱采用了十字钢骨和箱型钢骨两种；钢骨梁有单钢骨和双钢骨两种，并与体外预应力配套使用，达到了降低梁高的目的。钢管混凝土结构是在型钢柱（箱型柱和钢管柱）内灌注C40自密实免振捣混凝土；劲性钢筋混凝土结构是在表面布满90mm长剪力钉的型钢结构的外面包裹一层钢筋混凝土外壳。这种结构具有钢结构和混凝土结构的双重优点：1.1型钢不受含钢率限制，刚度大，承载能力高。1.2型钢构件截面积小，在结构承载力允许的条件下可以增加使用面积和层高，其经济效益可观。1.3型钢砼柱结构的延展性高，具有优良的抗震性能。1.4型钢砼柱结构耐久性和耐火性能优良。1.5不必等待柱芯混凝土达到一定强度就可继续安装上一个层次的钢结构构件，有效地缩短了建设工程的工期。1.6钢筋安装工程在钢构件施工完毕后进行，钢筋密集、钢构件表面布满剪力钉，钢筋安装非常困难。1.7竖向结构模板安装要避免碰撞已经施工完毕的密集的型钢梁，钢柱部位无法设置对拉螺栓，模板设计要全面考虑。1.8竖向结构模板与型钢柱间仅有150mm空隙，且钢筋和栓钉非常密集，模板上口分布有型钢梁，对混凝土的施工提出更高的要求。2.适用范围型钢混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构体系。适用于高层建筑结构、大跨重载结构、多层重型工业厂房、大跨桥梁等结构领域。实践证明，它是一种具有显著技术经济效益和社会效益的新型结构体系，应用前景广阔，适用我国基本建设的国情，有很大的发展空间。第２页3.材料性能3.1柱脚C50无收缩灌浆料第一节钢柱与底板间设计有50mm缝隙，用C50无收缩灌浆料填充，要求此种灌浆料的流动性相当高，扩展度不小于500mm。3.2C50高强自密实微膨胀低收缩混凝土钢管混凝土及箱型钢骨内部需要浇筑自密实免振捣混凝土，要求水胶比0.26、水灰比0.33、砂率0.4%，严格控制混凝土扩展度≥500mm，坍落度为220-240mm。柱内衬板构造是否影响混凝土自密实、高抛混凝土是否产生离析、如何改善自密实混凝土的工作性能，是保证施工质量的关键问题，混凝土配比时原材料要求严格：水泥：选用北京市建委备案的知名品牌42.5R普通硅酸盐早强水泥。砂：质地坚硬、级配良好的B类低碱活性天然Ⅱ区中砂。含泥量不大于1%、细度模数：2.5～3.2。石子：5～20mm的低碱自然连续级配的机碎石。含泥量不大于1%，针状和片状颗粒含量不大于15%。很好的和易性、较少的用水量以及较高的抗压强度，能减少混凝土的收缩。混凝土掺和料和外加剂：绿色环保型的、无污染、无毒害、无氨类等并经权威检测机构检测的、由北京市建委备案的生产厂家生产的优质产品。I级粉煤灰：颗粒活性高、降低混凝土碱含量、降低水化热、减缓混凝土强度增长和抗腐蚀性。外加剂：JSP-V复合外加剂，可大幅度改善混凝土拌和物的工作性，增加扩展度，减小扩展度损失。3.3型钢钢骨采用Q345b，钢柱截面：500×250×14×20mm、500×250×22×25mm；钢梁截面：200×250×14×20mm、250×250×14×20mm。钢筋采用HRB400。4.工艺原理型钢混凝土组合结构是指在混凝土内配置了型钢和普通钢筋的结构，本工程钢骨柱采用了十字钢骨和箱型钢骨两种；钢骨梁有单钢骨和双钢骨两种，并与体外预应力配套使用，达到了降低梁高的目的。钢管混凝土结构是在型钢柱（箱型柱和钢管柱）内灌注C40自密实免振捣混凝土；劲性钢筋混凝土结构是在表面布满90mm长剪力钉的型钢结构的外面包裹一层钢筋混凝土外壳。5.工艺流程第３页绑扎底板钢筋、安装钢柱柱脚埋件→浇筑底板混凝土→安装型钢柱→柱脚灌浆→安装型钢梁→浇筑柱芯混凝土→安装墙、柱钢筋→安装墙、柱模板→浇筑竖向结构混凝土→拆除竖向结构模板→安装水平结构模板→安装梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→······→安装型钢柱→安装型钢梁→······6.操作要点6.1钢骨柱施工要点6.1.1安装钢柱柱脚埋件6.1.1.1高层钢结构的基础预埋工程非常关键，它影响第一节钢柱的安装精度乃至关系到整个工程钢结构的安装质量。本工程钢柱从地下一层才有，需要从地下二层独立柱内生根，钢柱柱脚埋件的安装与定位有一定的难度。6.1.1.2预埋件的定位安装首先保证地下二层独立柱位置准确，在独立柱模板支设完后，校正并加固牢固，检查合格后，安装柱脚埋件，并在四个方向加固，利用1000mm高程控制线控制埋件的高度。浇筑混凝土时，拉通线控制，专人在纵横两个方向用经纬仪看护，以避免位移。同时安放调节螺母，用于调节钢柱埋件的标高。6.1.1.3预埋件的保护埋件调整验收后，在螺栓丝头部位上涂黄油并包上油纸保护。在浇筑柱子及地下二层顶板混凝土前再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢固后方可进行浇灌工序。在后续施工时对地脚螺栓采取严格的保护措施，严禁碰撞和损坏；在钢柱安装前要将螺纹清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复。6.1.2安装第一节钢柱第一节钢柱与柱脚埋件采用地脚螺栓进行连接。首先将底部的地脚螺栓调平，并点焊牢固，然后安装钢骨柱，紧固上部垫板及地脚螺栓，从纵横两个方向用经纬仪校核钢柱垂直度，确保合格后，将上部垫板及地脚螺栓点焊牢固。如下图所示：6.1.3柱脚灌浆料的施工钢柱锚板与混凝土底板上坪间预留的50mm缝隙用C50无收缩灌浆料填充，经考察论证最终选用了北京冶建新技术公司生产的CGM—I型灌浆料。灌浆料采用现场人工搅拌，严格按照产品说明的加水量进行计量。第４页高强无收缩灌浆料浇筑时，从一侧灌浆，至另一侧溢出并明显高于锚板下表面为止，严禁从两个以上方向轮流浇筑。灌浆料无须振捣，且开始灌浆后必须连续进行，不能间断。并尽可能的缩短灌浆时间。灌浆完毕后，要覆盖塑料薄膜；灌浆料强度达到20Mpa以后方可拆除模板；养护时间不得小于14d。6.1.4柱芯混凝土的施工6.1.4.1钢结构焊接、钢柱下灌浆料浇筑完毕并经监理单位验收合格后劲性柱芯混凝土的浇筑施工。混凝土浇筑采用定型混凝土下料斗借助塔吊进行浇筑。免振捣混凝土的初凝时间为10h，终凝时间16h，扩展度≥500mm。6.1.4.2将混凝土下料斗平稳的安放在所需浇筑钢柱上方预先开好的浇筑洞内，由施工人员扶稳下料斗，必要时可将下料斗安放用钢筋焊制的专用架子上，等待浇筑混凝土。6.1.4.3将混凝土浇筑布料斗的斗内装好混凝土，用塔吊慢慢的将布料斗吊至待浇筑钢柱的上方，由信号工指挥塔吊，将布料斗慢慢放下到已经放置好的混凝土下料斗上方的适宜高度处，待布料斗平稳后，由施工人员将布料斗的制动闸门打开，使混凝土流入下料斗后进入钢柱柱芯内，根据下料斗内混凝土流动的速度和斗内混凝土的高度，及时开放制动闸门，浇筑混凝土。6.1.4.4当布料斗内混凝土浇筑完毕后，由塔吊慢慢将布料斗吊离浇筑区，在混凝土罐车出料口处重新装好混凝土，准备继续浇筑。6.1.4.5混凝土连续浇筑至钢柱柱芯上口处，且钢柱上方预留的排气孔有混凝土流出为止，并将柱顶混凝土抹平。6.1.4.6浇筑同一钢柱柱芯混凝土时，覆盖下一层混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间。第５页6.1.4.7派专人对已浇筑至柱顶标高的柱芯混凝土进行观察，当浇筑后的混凝土有坍落时，要在混凝土初凝时间内，及时将混凝土补浇至柱顶标高，确保钢柱柱芯内填充满混凝土，达到设计及规范的要求。6.1.5钢筋施工型钢柱柱芯混凝土浇筑完毕后进行竖向结构钢筋的施工。柱主筋为Φ20-Φ28钢筋，采用直螺纹连接。水平方向设有多肢箍筋组成的箍筋组及拉钩。6.1.5.1柱主筋的施工主筋的安装与普通钢筋工程基本相同，但在上部或下部遇有钢梁时，需要提前进行深化设计，柱主筋尽可能躲开钢梁，躲不开的应从钢梁预留孔中穿过。6.1.5.2柱箍筋的施工箍筋是劲性钢筋混凝土结构中对混凝土起约束作用的重要钢筋构件，必须保证其完全闭合，并与主筋牢固连接。本工程劲性钢筋混凝土结构柱箍筋的施工难度较大，须与主筋安装穿插进行。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋、和拉条组成，大部分箍筋均设计为Φ16钢筋，硬度大，可调性差。钢筋加工时严格控制下料长度和弯折角度，保证成品箍筋安装顺利。且安装时不能象普通混凝土结构柱子一样从顶部顺序下放，必须将箍筋开口部位打开，在没有连接主筋之前将箍筋从型钢柱柱身向下套。向下套箍筋时要注意不要将箍筋开口过大，严禁将箍筋完成死弯，以免就位后不能会恢复原状，影响模板安装。注意保护主筋连接丝头，一旦破坏将无法修复。第６页6.1.6柱模板施工本工程型钢混凝土柱全部配制木模板。在钢筋安装完毕，机电专业预留预埋完成，并经监理单位验收合格同意隐蔽后安装竖向结构模板，型钢混凝土结构模板施工与普通钢筋混凝土结构模板施工基本相同，但要注意以下几点：6.1.6.1配板尺寸：竖向结构模板安装时，上部的型钢梁已经安装完毕，配板时要注意钢梁间隙的大小能否满足大模板吊装的需要，如若配板尺寸过大将无法进行模板的吊装，影响施工整体进度。本工程采用四片木模板组拼，方便快捷。6.1.6.2对拉螺栓：模板设计时在型钢柱柱身部位不能设置对拉螺栓，因此，模板柱箍应该有足够的强度和刚度，最好采用型钢柱箍，以满足计算需要。6.1.6.3模板配制高度以能够满足层高要求即可，不要过高，否则将与柱顶部的型钢梁发生冲突；配制木模板，可拆改，增强模板施工的可调节性。6.1.7柱混凝土施工6.1.7.1普通钢骨柱（+字柱）⑴工艺流程浇筑层段施工缝的清理→有关部门验收(土建、水电)→施工缝提前浇水湿润→混凝土输送泵试运行→铺设50mm的水泥砂浆（其配合比与混凝土的砂浆成分相同）→分层浇筑混凝土→分层量取高度→分层振捣→柱上口混凝土标高检查→清除混凝土表面浮浆→拆模→养护→成品保护。⑵浇筑方法柱混凝土采用混凝土输送泵浇筑，塔吊配合。现场设置洗泵沉淀池，收集在试运行混凝土泵及混凝土浇筑完后洗泵管的水。柱混凝土浇筑前，先浇筑50mm厚的水泥砂浆，其配合比与混凝土的砂浆成分相同，并用铁锹入模。以避免烂根现象。柱混凝土浇筑时应分层浇筑，分层厚度不大于400mm。由于地下二层、地下一层墙体与柱的高度为5.5米、5米，柱混凝土采用分层浇筑法施工，分层高度不大于400mm，同时在混凝土浇注过程中，要加溜槽，混凝土下落高度控制在2米以下，保证混凝土在浇筑过程中不出现离析现象。布料杆软管出口离模板内侧面不应小于50mm，且不得向模板内侧面直冲布料，也不得直冲钢筋骨架；混凝土下料点分散布置，间距控制在2米左右。第７页混凝土的振捣间距为450mm，振捣时间以混凝土表面出现浮浆，不再下沉为止，时间宜为20秒左右。振捣棒不得触及模板钢筋预埋管件；浇筑时，应设专人看护模板、钢筋有无位移、变形，发现问题及时处理。混凝土的标高控制以投测到墙体钢筋上的标高线为依据。待浇筑完毕后，对墙上口甩出的钢筋加以整理。错误!未找到引用源。混凝土的振捣振捣棒应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，点的间距控制在450mm为宜，独立柱应在柱四角进行插棒振捣，如图：振捣棒插入混凝土的深度以进入下一层混凝土50mm为宜，做到快插慢拔，振捣密实。如图：混凝土的浇筑高度大于2米时,下料处必须加溜槽,保证混凝土在浇筑过程中不出现离析现象。在柱混凝土浇注前，现场预备铁槽，将同配合比砂浆放入槽内，然后用铁锹将砂浆均匀溜入柱模内，随铺随浇筑混凝土，砂浆的厚度以5cm为宜。6.1.7.2箱型钢骨柱从6层开始，局部梁为双钢骨，钢骨柱截面改为箱型500×500×20；箱型柱内浇筑免振微膨胀混凝土。由于6层是从+字柱改为箱型柱，过渡节处没设底封板，故整个6层箱型柱体内外均浇筑免振微膨胀混凝土。以后向上各层均在箱型柱内浇筑免振微膨胀混凝首层以上为字钢骨柱插棒点第８页土，各部位混凝土强度等级均与原设计