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劲性混凝土钢结构工程施工实例分析 |
| 2008-3-21 12:52:32 进入评论 |
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作者：方 勇 来源：中国焊接协会/石家庄市新世纪建设监理公司
随着近年来高层建筑的出现，钢结构的应用也越来越广泛。本文结合某工程实例就劲性混凝土钢结构施工作一介绍。
河北教育出版社综合楼工程，建筑面积16168.84㎡，地上12层、地下1层，建筑总高度43.2米。工程⑥轴及⑧轴柱子采用钢骨混凝土，其钢柱截面形式分为工字型及十字型，截面尺寸为800*800，混凝土标号C40；每层⑥轴及⑧轴上的梁为钢骨混凝土梁；⑥轴以西及⑧轴以东均为钢筋混凝土框架梁柱；⑥～⑧轴之间2～9层采用钢制走廊连通，上铺钢隔板；10层以上⑥～⑧轴之间空中连廊部分为压型钢板组合楼板及组合梁设计。
一、钢骨混凝土施工
劲性混凝土结构是在钢结构柱、梁周围配置钢筋，浇筑混凝土，钢构件同混凝土连成一体，共同作用的一种结构。
1、材料准备及技术准备
根据本工程建筑高度为43.12米，为安装及运输方便，将钢骨加工时分为五段，由厂家预制成型后运输至工地进行安装，柱钢骨拼装在二、五、八、十一层结构楼面上1.1米处。为保证上下柱拼接连接焊缝根部的间隙，在工厂加工时，应预先按要求在拼接处设置连接衬板，并与加工端面紧密接触，以保证拼接处位置的准确和焊缝的质量。现场拼装时，用垫板将连接衬板用高强螺栓固定并校正轴线及垂直后，将上下柱之间进行焊接，待焊接完毕后可将衬板切割去除。
本工程钢骨采用Q345B材质，焊接采用E50焊条，钢骨由钢板焊接而成，其可分解形式为，为保证焊接质量，腹板和翼缘采用部分熔透二级贴角焊缝，柱子上下拼接及牛腿翼缘上下700mm范围内采用一级全熔透焊缝，要求一二级焊缝必需进行超声波探伤，以检测焊缝质量，检测应在焊接完毕24小时后进行。
同时为保证钢骨柱与混凝土紧密结合，钢骨上每间隔150mm焊接栓钉，钢骨在吊装之前必需按设计要求进行栓钉的焊接，首先在钢骨上画线，标注栓钉的焊接位置，焊接前将构件焊接面上的水、锈、油等有害杂质清除干净，并按规定烘焙瓷环。焊接完毕，目测栓钉焊接部位外观合格后，对栓钉进行冲力弯曲试验，弯曲角度30°，试验时使拉力作用在熔化金属最少的一侧，当达到规定弯曲角度时，焊接面无任何缺陷为合格。抽样栓钉不合格时，应再取两个栓钉进行试验，只要有一个不合格，则余下的栓钉都应进行试验。经冲力试验合格的栓钉可在弯曲状态下使用。由于钢结构耐腐蚀性及耐火性差，外露部位必需除锈及做防火涂层，而与混凝土接触的部位严禁涂刷任何涂料。
2、钢构件的起吊安装
为满足施工进度，本工程采用流水施工，每层划分4个流水段，在⑤～⑥轴之间及⑧~⑨轴之间楼板上设置南北向通长施工缝，施工时先浇筑东西两段框架结构梁板柱混凝土，将钢结构部分后续施工，钢结构安装和楼盖钢筋混凝土的施工，两项作业相距不超过5层。
根据现场进度安排，编制钢结构进场计划。制定吊装方案，采用工地现有的50塔吊进行吊装。吊装前钢筋混凝土基础完成并验收合格，钢构件验收完毕。为减少二次搬运，将进场的钢构件堆放在综合楼外的裙楼地面上，位于塔吊回转半径内，构件吊装前清理干净，特别是在接触面、磨擦面上，必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。
吊装从⑥轴南侧钢骨柱开始，依次安装北侧钢柱，再安装⑧轴钢骨柱，柱吊装时采用吊索绑扎，吊索应预留有效高度，起吊时使柱子处于垂直状态，尽量做到回转扶直，便于对线、校正。起吊回转过程中避免同其他已安装好的构件相碰撞。
为保证钢柱的空间位置，在⑥～⑧轴之间搭设脚手架以固定钢构件，并设置缆风绳。调整柱垂直度的缆风绳应在柱子起吊前在地面绑扎好，且在钢骨柱校正完毕后才能拆除。起吊就位后临时固定地脚螺栓、校正柱子垂直度。钢柱接长时，钢柱两侧有临时固定用的连接衬板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线时，即用螺栓固定连接衬板做临时固定。在钢柱安装到位，对准轴线、临时固定牢固后才能松开吊索。
3、钢骨柱的校正
柱子的安装应先调整标高，再调整位移，最后调整垂直偏差，并依次重复以上步骤，直到标高位移、垂直偏差符合要求。柱子校正包括柱基标高调整、轴线调整及柱子垂直度调整。
（1）地下室部分的劲性钢柱柱基标高调整采用螺母调整，即根据柱子实际长度，在钢柱柱底板下的地脚螺栓上加一个调整螺母，螺母表面的标高调整到与柱底板标高齐平，钢柱吊装完毕利用底板下的螺栓调节钢柱的标高。因钢柱周围需要绑扎钢筋，为保证钢柱底板下与原混凝土基础之间预留空隙容易浇筑，在钢柱底板上预先开设四个直径5cm的圆孔用高标号微膨胀的砂浆填实。
（2）轴线调整：在吊装钢柱之前，先在钢柱底板及四周用墨斗弹线，吊装时在不松钩的情况下，将柱底板中心线与混凝土柱基础控制轴线对齐，缓慢降落至设计标高位置。借助地脚螺栓与钢柱底板螺栓孔之间的微小空隙，可以微调轴线偏差。
（3）垂直度调整：在钢柱外两个方向上安置两台经纬仪，用缆风绳和千斤顶、电动葫芦等调节钢柱垂直度，在校正完毕后，将地脚螺栓上的螺母拧紧并与螺杆点焊，防止螺栓松动。
（4）柱顶标高调整和其他钢骨柱标高控制：本工程采用相对标高进行安装，钢柱吊装就位后，用高强螺栓临时固定连接衬板，通过塔吊及撬棍微调柱间间隙，量取上下柱顶预先标定的标高值，符合后将柱间翼缘腹板进行焊接，在柱顶标高处安置水准仪，进行控制。
（5）第二节柱轴线控制：上下柱连接保证柱子中心线重合。如有偏差，在柱与柱连接衬板的不同侧面加垫板，进行调节，每节柱的轴线需要从基础控制轴线网引向高空，禁止使用下一节柱的轴线进行控制，以免过大的累计误差。
（6）第二节柱的垂直度校正：采用两台径向放置的经纬仪对钢柱进行观测，采用缆风绳及电动葫芦、千斤顶等进行垂直调整。
（7）安装完毕一层的钢柱以后，立即安装本层范围内的梁板，与柱子形成空间稳定体系。
4、梁的安装
⑥轴及⑧轴上的梁为钢骨混凝土梁；⑥轴以西及⑧轴以东均为钢筋混凝土框架梁柱。钢骨梁与钢骨柱连接采用翼缘焊接，腹板栓接的方式。钢梁采用两点绑杂吊装，吊升过程中使钢梁保持水平状态。在安装柱与柱之间的主梁时，测量必须跟踪校正柱与柱之间的距离，梁与柱之间的节点连接，采用对称施工，互相协调，先栓后焊，螺栓连接从中心轴开始，对称拧固，对于一节有多道梁的，采用从上到下逐层安装，先安装上层梁，再安装下层梁。
对于劲性钢骨柱与混凝土梁的连接较为复杂，特别是箍筋和主筋穿柱时，位置较复杂，处理要细致，钢筋要贯通。梁混凝土浇筑时和柱的混凝土浇筑要分开，避免混凝土出现裂缝。
5、钢筋绑扎同框架柱梁钢筋绑扎，注意钢筋接头位置，搭接长度、间距等。
6、支模和浇筑混凝土混凝土浇捣过程中需要检查劲性混凝土柱梁的空间位置，符合要求后，进行上层柱梁的施工。
二、压型钢板的施工
本工程10层以上⑥~⑧轴之间空中连廊部分为压型钢板组合楼板及组合梁设计。压型钢板安装之前，10层以上⑥~⑧轴之间空中连廊部分钢梁安装完毕，且隐蔽验收合格。
1、材料的选用及布置
本工程压型钢板采用镀锌板0.8厚YX-75-200-600，材质为Q195，压型钢板同钢梁连接组成建筑楼板的永久性模板，它既是楼盖的永久性支撑模板，还可以同现浇混凝土层共同工作，是建筑物的永久组成部分。由于钢板厚度较小，为避免施工焊接固定时焊接击穿，采用E45，Φ3.2的小直径焊条。
本工程⑥~⑧轴（东西向）轴距12米，○D～○J轴（南北向）8.4米，因钢梁为东西向（型号H700*200*12*20），且钢梁中心线间距为2.3m，压型钢板垂直钢梁安装，所以进场时压型钢板规格为7.1m长及11.7m长各半，要求板材搭接时，东西向搭接一个槽，南北向搭接一个梁宽200mm，且南北搭接时接缝错开布置。
2、压型钢板的安装
压型钢板凹肋处沿钢梁设置Φ19*110的栓钉，穿透压型钢板并将栓钉、钢板均焊牢与钢梁上，压型钢板上布置钢筋网片，再浇筑混凝土，共同形成受力楼板结构。所有板与板之间的缝隙不能直接透光，所有宽度大于5mm的缝应用砂浆、胶带等封堵。 |
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