某商住樓型鋼梁與柱施工方法關鍵技術研究

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        摘要：近年來型鋼混凝土組合結構的發(fā)展越來越快，針對現(xiàn)有的型鋼混凝土柱和梁的施工缺陷，本文結合邯鄲市某商住樓探討了新的型鋼梁與柱施工方法。主要研究了型鋼柱的制作，指出在制作過程中必須考慮的問題就是對鋼筋孔位的預留。另外，探討了型鋼柱與型鋼梁的吊裝以及型鋼梁與梁鋼筋的不同安裝順序。研究成果對于保證施工質(zhì)量，節(jié)約成本具有重要意義。

　　關鍵詞：型鋼混凝土,柱梁,施工方法 　　1引言 　　所謂型鋼混凝土組合結構是指混凝土內(nèi)配置型鋼和鋼筋的結構，其特征為在型鋼結構的外面有一層混凝土的外殼。由于型鋼混凝土結構具有良好的力學性能，尤其適用于地震區(qū)，與傳統(tǒng)結構相比較有許多優(yōu)勢，因此，得到學術界和工程界很大的關注[1]。近20年來，我國的鋼鐵產(chǎn)量快速提高，國家用鋼政策發(fā)生了轉變，以前為節(jié)約用鋼，現(xiàn)在向合理用鋼轉變，并且建筑行業(yè)也飛速發(fā)展，這為型鋼混凝土組合結構的在我國的應用奠定了基礎。在施工過程中如何制作型鋼柱與梁，以及如何將其吊裝，本文結合邯鄲市某商住樓進行了深入的研究，采取正確梁筋的安裝順序，以便施工更方便，同時也可節(jié)約成本。 　　該工程為邯鄲市某商住樓，此樓由兩棟對稱布置的16層高層住宅和連接兩棟高層住宅之間的 1層商業(yè)裙房及 1 層地下室組成，建筑面積為6.8萬 m2。地下1層和地上 1 層為商場，層高為6.5m,上部為住宅區(qū)，建筑物中高度為90.2m。建筑物的梁、柱采用型鋼混凝土的形式，型鋼柱的尺寸為500×500的十形字柱，型鋼梁為200×500工字形鋼。針對型鋼梁和柱采用以下施工方法，既縮短了工期又節(jié)約了成本。 　　2型鋼混凝土柱 　　型鋼混凝土柱制作需準備的材料為：型鋼、混凝土、鋼筋以及栓釘?？紤]到鋼材的性能在選擇型鋼時一般選用Q235-B.C.D級以及Q345-B.C.D.E級鋼材;對于混凝土，考慮其受壓應力一般選用C30-C70的混凝土;縱向鋼筋宜采用Ⅱ級、Ⅲ級熱軋鋼筋;箍筋宜采用Ⅰ級、Ⅱ級熱軋鋼筋。 　　2.1型鋼混凝土柱的一般構造及制作工藝 　　根據(jù)型鋼混凝土組合結構的特點，為保證型鋼與混凝土能更好的共同工作，在此分析一下箍筋的作用。箍筋可以增強構件截面的抗剪性能，從而可以降低整體結構發(fā)生剪切破壞，另外箍筋還可以約束混凝土的變形，從而增強塑性鉸區(qū)的變形能力和耗能能力的作用[2-6]。為了把箍筋的作用發(fā)揮到最大，經(jīng)常把箍筋做成封閉型，且將箍筋的末端做成1350的彎鉤，彎鉤應滿足構造要求。而在實際工程中，特別是當型鋼尺寸比較大時，箍筋不能滿足這種情況。所以在設計時，欲確定但是施工中常常難于滿足此要求，特別是在型鋼的的時候。在型鋼的截面尺寸及其位置，應考慮型鋼表面的混凝土保護層的厚度，以此來盡可能的避免型鋼出現(xiàn)局部變形，從而更好的保證型鋼與混凝土共同工作，同時，也易提高型鋼混凝土組合結構的耐火性以及耐久性。一般構件中型鋼板不宜太薄，這樣有利于型鋼間的焊接，也可保證構件的局部穩(wěn)定。 　　制作前的準備→進料→下料放樣→平板矯正→制孔、打坡→H型鋼組立→龍門焊接→氣刨清根、背焊→H型鋼矯正→拋丸除銹→分解成T型鋼→T型鋼打坡口、打磨、制孔→焊接十字柱→焊肋板→精整、矯正→超聲波探傷→焊接栓釘→清理→構件標識→成品檢驗→構件運輸進場。 　　2.2預留鋼筋孔位的確定 　　(1)預留鋼筋孔的位置 　　對鋼筋孔的預留位置應該準確包括上、下、左、右各方向的位置，若不準確，在穿鋼筋時會很麻煩。所以在實際施工時應協(xié)調(diào)好型鋼施工的單位和土建施工的單位只有及時溝通才能更好的完成工作。預留孔設置在型鋼上，這對負責鋼施工的人員要求較高，他們既懂鋼結構又要懂土建施工，這樣便于技術溝通，準確無誤的確定孔位。型加工鋼構件的人員也應該認真配合土建施工人員，協(xié)力做好鋼筋孔位。 　　(2)預留鋼筋孔的大小 　　預留孔的大小影響型鋼的強度，所以預留孔不宜過大，但是孔太小又影響施工，考慮人工因素預留孔施工時存在誤差，若孔過小可能出現(xiàn)鋼筋無法穿過孔。所以在打孔時，應考慮鋼截面損失和施工兩方面。在此建議參照《型鋼混凝土組合結構構造》中的建議尺寸，施工單位應該提高人員的素質(zhì)，盡量減小誤差，避免由于鋼筋的直徑的誤差而影響鋼筋穿孔[5]。需要補充的是生產(chǎn)帶肋鋼筋時，鋼筋上有兩條對稱的棱, 高約0.5-1mm,若鋼筋的直徑在25mm以上的，這兩條棱比較明顯，這是穿孔部位的鋼筋直徑可以增大1-2mm。 　　2.3型鋼柱吊裝 　　(l) 型鋼柱使用單機起吊，吊裝時做到型鋼柱垂直、回轉扶直、根部不拖。起吊時避免與其他的安裝好的的構架碰撞。松吊索前應確定型鋼柱已與底層或基礎預埋柱有可靠連接。實際施工中應將上層柱與下層柱用高強螺栓臨時固定。 　　(2) 型鋼柱的定位、校正。使用三根鋼絲繩在三個方向固定型鋼柱，使用壓葫蘆調(diào)整每根鋼絲繩的長度。并使用經(jīng)緯儀檢查柱子的垂直度。若垂直度不滿足要求應重復上述步驟進行調(diào)節(jié)，直至無誤，使用大六角頭高強度螺栓扭至額定扭矩。 　　(3)型鋼柱的高強度螺栓連接 　　型鋼柱間使用大六角頭高強螺栓連接，安裝時應保證磨擦面干燥清潔，禁止雨中作業(yè)，螺栓的初擰、終擰必須在同一天完成。從節(jié)點板中心向邊緣擰緊螺栓，以先主要后次要順序連接構件，先翼緣后腹板順序連接型鋼柱，螺栓與螺栓口不合適時，嚴禁強行穿入。使用扭矩扳手控制高強螺栓緊固程度，以尾部梅花頭是否被擰掉的程度來確定終擰扭矩是否合格。其外露絲扣應為2-3扣，1扣或4扣比例不超過全部數(shù)量的10%。當螺孔與螺栓不合適，螺栓不能順利通過時，應使用鉸刀擴孔至螺栓直徑的1.2倍，不得使用氣割擴孔，并防止鐵屑落入板縫隙中。 　　(4)型鋼柱的焊接 　　型鋼柱之間使用的現(xiàn)場坡口全熔透焊接。由于鋼板厚度較大，鋼材截面較小，焊接時易產(chǎn)生扭曲變形，并使用合理焊接工藝順序和方法、焊接溫度的控制整體焊接變形和減少焊接殘余應力。應按以下焊接措施進行施焊：先焊基準點焊縫，再焊其他部位;焊接節(jié)點、結構、翼緣時盡量對稱焊接。型鋼柱間焊接時，應由兩名或四名焊工同時對稱焊接。 　　3型鋼混凝土梁 　　3.1型鋼梁與梁鋼筋的安裝 　　型鋼梁和梁鋼筋的安裝需要較復雜的交叉作業(yè)兩種操作順序為較復雜的交叉作業(yè)，安裝有兩種順序：(1)先穿梁底筋再吊裝型鋼梁(2)先吊裝型鋼梁再穿梁底筋及面筋。兩種方法只是操作順序不同，安裝方法是一樣的。第一種方法操作順序較正常，但工期較長;第二種方法工期較短，但安裝較麻煩，尤其是梁底筋的接頭連接時不易操作。 　　a、安裝模板及鋼筋：安裝梁底模板→安裝底部主筋→吊裝型鋼梁→安裝上部主筋→安裝箍筋→腰筋及拉結筋→安裝側模板并加固。 　　b.吊裝型鋼梁：安裝梁底橫楞→穿梁底部主筋，連接可靠→安裝上部主筋、連接接頭→安裝箍筋、腰筋(箍筋可在吊裝型鋼時全數(shù)集中套在型鋼梁上) →安裝梁底模、側模并加固。 　　3.2梁筋不同的連接方式 　　梁筋的連接方式有兩種焊接牛腿以及型鋼柱翼緣板上打孔，在實際操作中，由于焊接牛腿比較費事，需要在型鋼柱翼緣板上打孔，或在型鋼柱上焊接牛腿，然后把梁筋與牛焊接[6]。所以實際工程當中常把這兩種方法在事前作了定性對比，然后確定使用何種方法。 　　(1)材料消耗方面對比 　　焊接牛腿需消耗鋼板;在型鋼柱上打孔并進行加固，也需消耗一定期數(shù)量的鋼板。相對而言，焊接牛腿用鋼量要多一些。 　　焊接牛腿加大柱子或梁的截面，增大了混凝土的用量，增加的梁或柱子的自重，造成鋼筋用量的增加，導致工程費用增加。 　　(2)工期方面 　　為了不影響現(xiàn)場的操作時間和空間，打孔焊接工作都可在工廠內(nèi)完成，安裝時梁筋直接穿過預留孔;若采用梁筋與牛腿連接，需要現(xiàn)場焊接，并可能產(chǎn)生交叉作業(yè)，增大現(xiàn)場工作時間，導致工期延長。 　　3.3型鋼梁的吊裝 　　3.3.1技術準備工作 　　型鋼梁的長度要準確，安裝之前必須要進行尺寸核對，確保無誤。在安裝前還要對型鋼柱間的距離進行測量對與型鋼梁長度不合適的要進行處理。 　　3.3.2吊裝 　　鋼梁一般使用專用吊具吊裝，升高時保證鋼梁水平，到位后兩點綁扎。鋼梁安裝前需要先穿好梁底層鋼筋，型鋼柱上在安裝型鋼梁的位置放置板托，一般情況下鋼柱位置準確的話，鋼梁對號安裝即可[8-9]。板托安放后需要臨時固定。型鋼梁應由中間向四周方向以便制作和安裝的后期誤差不至于過大，并在安裝每個鋼梁后測量柱子的垂直度，以保證安裝的順利進行。安裝兩梁共栓節(jié)點時，對先安裝的梁進行臨時支撐，待兩根梁同時穿上螺栓后，再撤除支撐。使用汽車起重機或手動，對局部塔機起重機安裝不到的型鋼梁進行安裝，并在安裝時也要進行臨時固定，并使用手葫蘆進行糾偏。 　　型鋼梁與型鋼柱腹板采用焊接或螺連接，焊接時應對柱與柱間的距離進行實時測量。為了達到減小誤差，消除應力，控制變形的目的，在節(jié)點焊接時收縮。梁對接時，使用千斤頂對對接區(qū)域頂部的槽鋼進行調(diào)節(jié)，并使用水準儀對整段梁進行水平調(diào)整。使用千斤頂在梁對接時進行固定，為確保梁的安裝準確性在千斤頂頂部的槽鋼彈出軸線。 　　3.3.3高強螺栓連接 　　為了保證鋼梁腹板鏈接穩(wěn)固，應采用高強度螺栓連接，并在摩擦面噴砂后生赤繡并保持摩擦面干燥。高強度螺栓安裝時嚴禁強行打入，應在鋼梁分段校正，合格后進行安裝。如果螺栓不合適，應使用鉸刀修整螺孔后再安裝，嚴禁氣割擴孔。為了保證清潔，防止鐵屑落入板縫，應將孔周螺栓擰緊。高強螺栓群由中央向外的順序進行擰緊，并在同一天內(nèi)完成初擰、復擰及終擰。 　　4 結論 　　型鋼混凝土組合結構的發(fā)展將會越來越廣泛，所以對此種結構的研究也將會越來越深。本文研究了型鋼柱的制作工藝尤其是預留鋼筋孔位時需要注意的不同工種間的協(xié)調(diào)問題做了特別說明，在吊裝型鋼梁和柱時需要特別注意定位和反復校正問題，另外，對于梁筋的兩種不同的連接方式，本文做了詳細的比較，這對于現(xiàn)在施工水平有限的施工隊伍來說，具有較高的指導意義。對于型鋼梁與梁鋼筋的安裝時處理好交叉作業(yè)以便縮短工期的問題，在施工時需要注意，此點需要根據(jù)施工隊伍的水平而定，還有待進行更深入的研究。 　　參考文獻 　　[1]朱佩.型鋼混凝土的發(fā)展與工程應用[J]. 工業(yè)建筑，2009(5), 34-56. 　　[2]JGJ138-2001，型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程[S]，北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001. 　　[3]岳翠蘭，程占甫，金星.型鋼混凝土結構施工技術[J].工程設計與建設，2007(4),112-131.