型钢混凝土结构特点及施工质量控制要点简述

型钢混凝土结构特点及施工质量控制要点简述

前言

钢结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构和钢管混凝土结构,是当前广泛应用于高层建筑的四大结构类型。型钢混凝土(SRC)结构是钢——混凝土组合结构的一种主要形式,由于其承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点,已经越来越多地应用于大跨度结构和地震区的高层建筑以及超高层建筑。型钢混凝土结构构件加工繁琐、精度要求较高、施工工艺复杂,必须做好计划,才能确保达到质量要求。文章针对型钢混凝土结构的特点和施工质量要求进行简要论述。

一、型钢混凝土结构特点

型钢混凝土结构亦称为劲性钢筋混凝土结构或包钢混凝土结构,是在型钢结构的外面包裹一层混凝土外壳形成的钢一混凝土组合结构。型钢混凝土结构与其他结构形式相比,具有以下特点:

1、型钢混凝土构件比同样外形钢筋混凝土构件的承载能力高出一倍以上,因而可以减小构件截面尺寸,增加使用面积和降低层高。对于高层建筑而言,其经济效益显着。

2、型钢在浇筑混凝土之前已形成钢结构,其承载能力大大高于同样外形的钢筋混凝土构件,能承受构件自重和施工荷载,因而无需设置支撑,可将模板直接悬挂在型钢上,从而可减小构件的截面积,并可以降低模板费用,加快施工速度。由于无需临时立柱,也增加了建筑物的使用面积和空间。同时,浇筑的型钢混凝土不必等待混凝土达到一定强度就可继续进行上层施工,可以缩短工期,有效降低工程造价。

3、型钢混凝土结构与钢结构相比,耐火性能和耐久性能优异,同时由于外包混凝土参与工作,和型钢结构共同受力,因此还可节省钢材50%以上。

4、型钢混凝土尤其是实腹式型钢混凝土结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高,因而具有良好的抗震性能。

因此,型钢混凝土结构在我国有着广阔的应用前景。

二、型钢混凝土结构施工质量控制要求

型钢混凝土结构的钢构件加工较为繁琐,加工精度要求较高,现场施工工艺复杂,构件内有型钢,型钢外包钢筋混凝土,如何处理好型钢安装与钢筋安装模板安装的衔接问题和砼浇捣问题,必须经过周密的计划。任何一个环节出现差错,都将影响施工质量和进度,因此要特别重视以下要点和方法。

1、钢骨各种原材质量控制要点:

按要求对型钢原材进行送检,确保型钢的各种指标符合使用要求。

焊条应符合现行国家标准《碳素钢焊条》GB5117或《低合金钢焊条》GB5118的规定,选用的焊条型号应与主体金属强度相适应。焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957的规定。

构件中设置的栓钉应符合现行国家标准《圆柱头焊钉》GB10433的规定。普通螺栓应符合现行国家的标准《六角头螺栓A和B级》国标GB5782和《六角头螺栓C级》GB5780的规定。高强螺栓应符合现行国家标准《钢结构高强度大六角头螺栓、大六角母,垫圈与技术条件》GB/T1228-1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB3632-GB3633的规定。

2、钢骨加工控制要点:

在钢骨制作前,应根据设计图纸和施工现场塔吊等起重吊装设备情况,合理分析钢骨的长度及重量,一般以起重的最大量为准,但需考虑接头位置。

钢骨的制作必须采用机械加工,并有钢结构制作厂家承担。型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符和现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB50205、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81、《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221的规定。

型钢钢板的制孔,应采用工厂车窗制孔,严禁现场用氧气切割开孔。在钢骨制作完成后,建设单位不可随意变更,以免引起孔位改变造成施工困难。钢材切割前应将母材清理干净,在下料口进行划线,切割后去除切割熔渣,并将各构件按图编号。除锈应采用自动抛光机为主,局部采用手工喷砂的方法。

组装焊接应选用合理的焊接顺序,防止产生过大的焊接变形,应尽可能减少焊接应力。焊缝完毕24h后,由具有资质的检查单位进行超声波检验。

3、型钢骨架的施工和钢筋绑扎控制要点:

型钢骨架施工,应符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的规定。在安装柱的型钢骨架时,首先是在上下型钢骨架处作临时连接,然后观测纠正其垂直偏差,再进行焊接或高强度螺栓连接,其次是在梁的型钢骨架安装后,要再次对型钢骨架进行观测纠正。为防止上层型钢骨架垂直偏差积累超过允许值,除了力求柱的型钢骨架下部校正准确外,还应将上部的安装垂直中心线对准。

为使梁柱接头处的交叉钢筋贯通且互不干扰,加工柱的型钢骨架时,在型钢腹板上要预留穿钢筋的孔洞,而且要相互错开。预留孔洞的孔径,既要便于穿钢筋,又不能过多削弱型钢腹板,一般预留孔洞的孔径较钢筋直径大4~6mm为宜。

在梁柱接头处和梁的型钢翼缘下部,由于浇筑混凝土时有部分空气不易排出或因梁的型钢翼缘过宽妨碍浇筑混凝土,为此要在一些部位预留排除空气的孔洞和混凝土浇筑孔。

型钢混凝土结构的钢筋绑扎与钢筋混凝土结构中的钢筋绑扎基本相同,但也有其特点。由于柱的纵向钢筋不能穿过梁的翼缘,因此柱的纵向钢筋只能设在柱截面的四角或无梁的部位。

在梁柱节点部位,柱的箍筋要在型钢梁腹板上已留好的孔中穿过,由于整根箍筋无法穿过,只能将箍筋分段,再用电弧焊焊接。不宜将箍筋焊在梁的腹板上,因为节点处受力较复杂。

如腹板上开孔的大小和位置不合适时,需征得设计单位的同意后,再用电钻钻补孔或用绞刀扩孔,不得用气割开孔。

4、模板与混凝土浇筑质量控制要点:

型钢混凝土结构与普通钢筋混凝土结构的区别在于型钢混凝土结构中有型钢骨架,在混凝土未硬化之前,型钢骨架可作为钢结构来承受荷载,因此施工时可利用这个特点,合理选择模板材料和支模方法。在高层建筑现浇型钢混凝土结构施工中,经济效益较显着的模板体系有:无支撑模板体系、升梁提(滑)模体系和外挂脚手升降体系等。都是利用型钢骨架的承重能力为施工创造有利的条件。

型钢混凝土结构的混凝土浇筑,应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定。在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不易充分填满处,要仔细进行浇筑和捣实。型钢混凝土结构外包的混凝土外壳,要满足受力和耐火的双重要求.浇筑时要保证其密实度和防止开裂。

三、监理单位对型钢混凝土机构施工应采取的监督措施

1、审查承包单位报送的分包单位的资质,重点审查分包单位的营业执照,企业资质等级安全生产许可证、分包单位的业绩、拟分包的内容和范围、分包单位管理人员的资格证和特殊工种上岗证。

2、审查施工现场的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度、施工方案等技术文件。施工方案必须包括编制依据 、概况及分析、组织机构、施工准备、施工工艺安排、主要施工方法、质量要求等内容,反映出钢构件加工制作和现场安装的主要工作参数,施工重点、 难点以及采取的质术拉保证措施。钢骨混凝土结构施工主要工序有:型钢柱、梁制作,型钢柱安装,型钢梁安装,钢骨柱钢筋安装,柱模安装,术混凝土浇捣,梁底安装主,钢骨梁钢筋安装,梁上起柱插设置,梁侧模安装,梁板浇注混凝土、养护。

3、项目监理部应依据设计文件、有关规范及规程、施工方案编制《监理实

施细则》,制定质量目标,落实分工和责任,结合合阶段的重点和难点,明确监理控制手段和采取的措施。

4、来把原材进场关,对钢板、高强螺栓、焊接材料按有关规定进行见证取样复试。

5、在钢构件加工制作阶段,监理人员定期进驻工厂,跟踪检查构件加工制作情况。包括:各构件的外观质量和加工精度应满足《钢结构施工质量验收规范》。重点检查穿筋孔、预留孔的间距、位置、孔径以及补强措施是否满足设计和施工要求。首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等,应进行焊接工艺评定,并应根据评定报告确定焊接工艺。型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈清除。承担焊接工作的焊工,应进行行业标准《建筑钢结构焊接规程》JGJ81规定持证上岗。对组装焊接的焊接顺序、焊缝进行指导检查。

6、现场钢骨安装阶段,监理应采取巡视、旁站的手段检验构件安装精度、连接质量,检查施工方案的落实情况,施工工艺是否符合要求。在此阶段,监理人员应重点检查以下内容:钢构件进场后,应重点检查摩擦面的保护措施是否到位,并对高强螺栓的扭矩系数和抗滑移系数进行鉴证取样复试;在钢骨吊装前应对基层楼面进行找平,并弹好控制线。对钢构件的轴线位置和标高控制线进行全面符合;在安装型钢骨架时,应进行旁站监理,检查吊装的就位、临时固定措施、高强螺栓连接及焊接是否符合要求。

【参考文献】

1、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)

2、JGJ 138—2001,型钢混凝土组合结构技术规程.

3、冯军,型钢—混凝土组合结构施工技术,《城市建设》2011

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。


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