钢骨混凝土结构设计与施工

论文栏目:混凝土论文

1前言
随着社会经济的快速发展，城镇人口越来越多，可用建设用地越来越少，同时多功能综合性建筑也趋于增长。为此，从土地使用率及多功能发展，钢骨混凝土结构便从经济及安全方面凸显了其优势，解决了房屋建设高度及大跨度结构。但就目前而言，钢骨混凝土构造设计与施工方面的有待进一步提高。现，就厦门某一工程在钢骨混凝土结构设计与施工面存在的问题进行一次梳理，做到抛砖引玉，以供大家在今后的设计与施工中能想的更全面、做的更好。
2工程概况
该工程地处厦门，为综合性商住楼，其总建筑面积为:232068.081㎡，为地下三层为停车场，地上为37～45层，一到五层为商场，其余为住宅，建筑高度为150.75米。本工程设计有“十”字形钢骨柱44根，钢骨柱截面尺寸为BH1100*600*32*32mm;另在五层转换层设计有工字型钢骨梁32根，钢骨梁尺寸为BH1400*600*25*25mm。
3钢骨结构施工及设计探讨
3．1钢骨柱柱脚定位
本工程设计为埋入式柱脚，基础为人工挖孔灌注桩基，在浇筑混凝土前柱脚的螺栓必须先安装至孔桩内。如此一来，柱脚螺栓的定位加固就不易得到保障。一是，孔内悬空，人于孔内操作不方便;二是，孔桩核心范围内通常未设置钢筋，对螺栓定位加固容易跑位;三是，砼浇筑过程中不易对中线进行复核。则在浇筑砼后二次复核线，时常会有偏差情况产生时，否则必将产生偏心，则必须采取修整措施，导致施工至上部结构时保护层不足，也不可在后期施工中通过调整垂直度偏差的方法进行定位归中。故此，就我个人施工经验，除在施工过程发现问题时应及时的处理外，但针对那些已施工成形的，最好的办法是经设计通过调整加大柱脚预埋板的尺寸，再在调整后的柱脚板上按施工预埋好的锚栓开孔，并在其上按设计轴线焊接钢骨柱钢构。
3．2钢骨柱与混凝土梁钢筋的连接
通常钢骨柱与混凝土梁筋连接有三种情况。一是，混凝土梁筋绕开钢骨柱钢构;二是，在钢骨柱腹板上根据结构施工图定位开孔，混凝土梁筋穿钢骨柱腹板而过;三是，混凝土梁筋与钢骨柱在翼缘板处通过牛腿采用焊接连接。对比以上情况，前两种做法较容易得到解决，并保证质量，但第三种做法却不易得到保障，易出现问题。本工程根据设计图纸及相应规范要求，混凝土梁筋与钢骨柱翼缘板相遇时采用的是在钢骨柱翼缘板上于厂内焊接好牛腿，再在现场通过牛腿与钢筋混凝土梁筋进行搭接焊。另钢骨柱翼缘板到柱外边的距离为200mm，且该牛腿必须考虑柱主筋的正常通过(考虑柱主筋为C25，保护层为30mm)，则混凝土梁筋与牛腿的搭接焊长度为不大于140mm。则，钢筋与牛腿板焊接主要存在问题有:一是，焊接长度不够，二是焊接质量不到位。焊接长度不够的情况主要存在于钢筋混凝土梁的两端为型钢柱情况。因为梁钢筋是在型钢柱安装之前业已制作好，如果按图纸长度实际下料的话，考虑型钢柱的垂直度偏差则有可能梁钢筋安放不下，故此现场基本上是缩短3cm左右进行下料，如此一来则梁筋与牛腿的焊接长度就达不到设计要求。针对此种情况则应与设计沟通考虑梁筋分两段下料，做到两端先与钢牛腿进行焊接，以保与钢牛腿的焊接长度，焊接完后再在切断处进行搭接焊。而针对一端型性钢柱的，梁钢筋下料长度必须略大于图纸尺寸，以确保两端的锚固长度，且必须先施作与钢牛腿的焊接。现场焊接质量不到位，究其原因是因为焊接方式不对，在施工现场采用的是手工电弧焊。而钢板和钢筋的材质不一样，如果电流调低了，则钢板没办法烧透，调高了，则钢筋又会烧伤。故此现场经常是以烧伤钢筋来进行焊接的，且只能进行点焊。为此，针对这种情况应该由型钢班组进行低坡填塞焊，这样既能确保焊缝质量又能确保梁筋不被破坏，做到真正保障设计与施工质量。
3．3钢骨柱与钢骨梁连接
钢骨柱与钢骨梁的连接设计主要有螺栓连接和焊接。针对螺栓连接，开孔定位不易得到保证，且出现问题不易调整，故一般不使用此种方法，而是采用焊接。钢骨混凝土梁除了有钢骨工字钢梁与钢骨钢柱的连接外，还有钢骨梁梁筋与钢骨柱的连接。故此，其施工及存在问题与混凝土梁连接对比更值得引起注意。此种情况，必须先施作钢骨柱翼缘与钢骨梁翼缘和腹板的焊接，与钢骨混凝土梁面筋焊接的牛腿板必须留待钢骨梁与钢骨柱焊接完后才能施作，如果梁面筋焊接的牛腿先时作话，则一是现场吊装存在问题，但主要的还是在焊接质量的不到保证。常规设计钢骨梁工字钢到两边的距离只有200mm，扣除梁筋及保护层与牛腿板的厚度，钢骨梁上翼缘板到牛腿板的净距离只有130mm，这样的话，焊枪够不到焊缝处，焊接质量得不到保证。同时此处的钢筋连接也是一个至关重要的问题，如果设计有双排钢筋的话，二排钢筋与型钢钢柱无法形成有效的焊接。根据11G101－1可知，钢筋锚固水平段不得小于0.3L0，但由于钢骨柱到柱外边的距离只有200mm，根本无法保证规范要求的直段锚固长度，同时又无法与型钢柱焊接。故此，在设计配筋时，考虑施工的可行性，必须注意设计为一排钢筋。
3．4钢骨柱收头
钢骨柱收头，钢骨柱收头通常有两种情况，一是由钢骨柱变混凝土柱的收头，一种是钢骨柱到顶收头。但不管是那种收头，在钢构的顶部都设计有封顶板，封顶板设计标高与相应楼层或柱顶同标高。钢骨柱到顶收头时，本人觉得钢骨柱不应按设计要求到相应楼层面，应该设计到框架梁底比较合理，这样梁筋能做到有效拉通。钢骨柱变混凝土柱的收头，即不到顶。该种情况下，通常会有柱截面变小及柱插筋。为此建议钢骨柱钢构顶标高应在相应楼层的梁底，以利于该楼层梁能形成有效拉通。但封顶板则应按柱插筋锚固长度来确定，以避开在封顶板上开孔位置不正确导致柱插筋锚入下柱长度不够。
3．5钢骨柱、钢骨梁的钢筋设计与绑扎
钢骨柱钢筋需在钢骨钢构焊接并验收验合格后才能进行。因为钢骨柱考虑一层一段，则每段最少也有3吨重，如先施工钢骨柱钢筋的话，则钢构吊装不等到位，同时也无法保证焊接和焊缝检验。故此只有先施作钢构后，再进行型钢柱钢筋绑扎。但钢骨混凝土柱在设计时箍筋通常为外面一大箍加一八角箍，周边各一小箍。钢骨柱四周翼缘板外边设计有长为90mm，间距为200mm双排栓钉，且周边小的内箍宽度只有150mm。如此一来，则箍筋必将无法进行绑扎到位。因柱箍筋的施工流程是先把整层柱箍筋一次性套在柱根部，待竖向钢筋施工完后才把柱箍筋自根部往上挪，按设计间距要求自上而下进行绑扎。但因型钢柱设有栓钉，则必将导致周边小箍与八角箍无法往上提而不能绑扎到位。故此在设计时就因注意，建议型钢柱菱形箍沿对角线对称一剖为二，做成两个拉钩并各自拉结柱筋，小的内箍则改成单个拉钩，紧靠型钢柱翼缘板或穿牛腿的腹板拉结柱筋。针对与型钢梁相交的外箍、菱形箍及小的内箍，则做成两个U型开口箍，绑扎好后进行单面搭接焊10d。钢骨梁钢筋的绑扎及存在问题与处理。钢骨混凝土梁箍筋除设计一大的外箍筋外，在钢构的两侧和上下也会各设有一道小箍。则在施工型钢梁的箍筋时，必须先搭设支撑架体，但最上一道的水平拉杆和支撑木方与模板不得安装。该做法的目的有二，一是，支撑架体起到了施工操作平台用途;二是，最上一道的水平拉杆和支撑木方与模板不得安装，是为了钢骨梁的大箍筋能够顺利的套到位。因钢骨梁在钢筋绑扎前，钢构已先安装完成。针对钢骨梁上下的小箍，考虑到栓钉影响，则必须按设计要求先绑扎成小梁后按设计要求安装到位，否则按常规施工会因栓钉影响而不能安装绑扎到位。
4结束语
综合以上，望大家在今后的施工与设计中能做到更完美与完善，并能进一步优化与完善，以达到最优的设计与施工，确保工程质量。