轉換層型鋼混凝土梁施工工法

轉換層型單獨增設少數(shù)型鋼混凝土梁施工工法前言型鋼混凝土組合結構又稱為勁性混凝土結構或包鋼混凝土結構，是在型鋼結構外面包裹鋼筋混凝土外殼形成的型鋼混凝土組合結構。型鋼混凝土可以做成多種構件，更能組成多種結構，他可代替鋼筋混凝土結構和鋼結構應用于各類建筑和橋梁中。型鋼混凝土組合結構的外包混凝土可防止鋼構件的局部屈曲并能提高鋼結構的整體剛度,顯著改善鋼結構的平面扭轉屈曲性能，使鋼材的輕度得到充分的發(fā)揮，此外混凝土增加了結構的耐久性和耐火性。隨著社會經濟的開展和科技的進步，體型復雜、功能多樣、造型新穎的建筑物日益增多。在同一座建筑中因使用功能的多樣化要求，房屋開間、進深的不統(tǒng)一，柱網尺寸及墻體數(shù)量也會有所不同，為了適應建筑功能的變化，使結構的受力體系能滿足功能要求，須設置結構轉換層。對于高層和超高層建筑，由于相應轉換層結構中轉換構件承托的層數(shù)增多，再加上建筑對層高及空間的種種要求和限制，使得型鋼混凝土轉換層結構的工程應用日益廣泛。由于型鋼混凝土結構的梁柱節(jié)點復雜、鋼筋綁扎、模板支設的工藝均不同于普通的鋼筋混凝土結構，因此，廣西一建泰合青年城二區(qū)工程部把應用在該工程地下室頂板三條型鋼梁施工工法作為“型鋼混凝土結構轉換層施工技術”重點攻關課題，鋼筋混凝土柱與型鋼梁的連接、型鋼梁與鋼筋混凝土梁的連接、型鋼梁腹板翼緣開孔補強以及節(jié)點箍筋做法上技術要求高，各工種的協(xié)作要求高，施工難度大，是型鋼混凝土梁結構施工中需解決的技術要點。工法特點針對本工程特點及個體差異，通過對型鋼混凝土組合結構中鋼筋混凝土柱與型鋼梁連接，型鋼梁與鋼筋混凝土梁的連接，型鋼梁腹板翼緣開孔補強及節(jié)點箍筋做法等工藝的研究，解決了型鋼混凝土結構施工難題、使型鋼梁翼緣板開孔補強、型鋼梁與混凝土結構的連接、梁柱節(jié)點箍筋做法等到達設計要求，保證結構受力的傳遞通過對型鋼混凝土梁結構的每一個連接點繪制鋼筋穿過型鋼翼緣或腹板穿孔及補強的節(jié)點大樣，預先方案型鋼混凝土結構梁鋼筋混凝土柱節(jié)點縱向鋼筋彎折和錨固及穿孔補強情況。型鋼梁構件實行工廠化制作〔見附后圖片〕，保證構件尺寸、精度及開孔位置的準確，保證了梁柱縱向受力鋼筋能準確、順利的穿過型鋼梁。防止了現(xiàn)場糾偏、補開孔的工作量，保證了質量和施工進度。工廠制作運至現(xiàn)場待吊裝成品型鋼梁3適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑工程中型鋼混凝土梁結構轉換層或普通型鋼混凝土梁結構的施工。工藝原理型鋼混凝土梁組合結構構件是由型鋼、主筋、箍筋及混凝土結構組合而成。即核心局部有型鋼結構構件，其外部那么為以箍筋約束并配置適當縱向受力主筋的混凝土結構。型鋼混凝土結構是在型鋼混凝土內配置型鋼提高結構的抗剪能力，從而減小梁柱截面尺寸。型鋼混凝土結構的施工由型鋼梁、柱構件制造與安裝、鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)組成。根據國家標準《鋼結構工程施工及驗收標準》〔GB50205-2001〕、《鋼結構工程質量驗收評定標準》〔GB50211-2001〕來指導整個型鋼柱、梁的安裝全過程。采用的施工工藝是在依據標準、設計圖紙要求的根底上形成的切實可行的工藝。采用合理的吊裝方法把型鋼梁起吊到圖紙設計的軸線位置或標高。鋼梁與鋼筋混凝土柱對接前，校驗柱軸線位置、混凝土柱的垂直度、平整度以及柱頂面梁底的標高。先調整柱的垂直度并用水平及豎向的調節(jié)絲桿來調節(jié)鋼梁在安裝過程中的垂直度和標高，把偏差嚴格控制在標準要求內。選用科學、合理的吊運安裝工藝和焊接方法來控制現(xiàn)場鋼梁的焊接變形。合理設置抗剪連接件的位置，抗剪連接件與鋼梁翼緣要焊接牢固可靠。型鋼梁受氣溫影響有一定的熱脹冷縮，應制定合理的測量方法和選擇適當?shù)臏y量時間，來保證測量的精確度。4、8通過深化設計解決梁柱節(jié)點處、型鋼梁側面鋼筋的排布及安放、綁扎工藝問題，以及型鋼梁合理分段與安裝工藝問題。4、9通過確定合理的鋼筋綁扎、型鋼梁模板支設、混凝土澆筑的工藝和順序，以保證工程質量、加快施工速度。4、10本工法采用自密實混凝土，以解決因鋼筋密集，而無法振搗的型鋼混凝土梁。工藝流程及操作要點工藝流程由于本工程只涉及三條型鋼梁與鋼筋混凝土柱的連接，不涉及型鋼柱，只涉及型鋼梁。單型鋼梁：依圖搭設滿足要求的支撐架體→測量標高及梁底模安裝→安裝梁底鋼筋及型鋼梁槽支撐墊架→深化設計各節(jié)點圖→型鋼梁加工制作、運輸→起吊→就位→臨時固定→調節(jié)水平、豎向調節(jié)絲桿→校正軸線垂直度、標高→焊接固定點→焊接腹板側邊→焊接翼緣抗剪連接件→焊縫處理→焊接外觀檢驗→超聲波探傷檢驗→合格后外圍梁鋼筋綁扎及側模加固螺桿腹板上焊接固定→梁側模板安裝→梁混凝土澆筑。5.2操作要點深化設計主要包括：1型鋼梁側面鋼筋的排布。型鋼梁側面的主筋之間、主筋與型鋼翼緣之間的凈間距應≥20㎜，以保證梁底混凝土的密實，見圖-1。2型鋼梁中部腹板兩側可設2排縱筋，以固定拉結筋，防止在腹板上開孔，見圖-1。3梁箍筋由135°彎鉤調整為直角彎鉤，并在安裝后進行焊接。4型鋼梁與普通鋼筋混凝土次梁交接部位。因次梁的底筋遇型鋼而無法貫穿，可在型鋼梁上增加托板，將次梁底筋焊在托板上，見圖-2。加設托板與主筋焊接加設托板與主筋焊接翼緣板上開孔翼緣板上開孔圖圖-2次梁鋼筋遇型鋼梁構造5.2.21、搭設鋼管支架，將底部主筋排布于每隔3m一道的鋼板底座支架上〔見后附圖片〕，縱向鋼筋的排距采用φ28㎜的短鋼筋控制，短鋼筋間距以2m為宜，然后再用22#鐵絲將短鋼筋固定在支架上，注意梁底與鋼筋混凝土柱鋼筋的布置〔見后附圖片〕。然后吊裝型鋼梁〔見附后圖片〕，調整定位好以后再進行其它鋼筋綁扎。梁槽上型鋼支架及底筋鋪置待吊裝型鋼梁梁槽型鋼梁底筋與混凝土柱鋼筋的搭接型鋼梁吊裝型鋼定位好后鋼筋綁扎圖-1柱模板示意2、圖-1柱模板示意3、梁頂多排縱向鋼筋之間可采用短鋼筋支墊來控制排距。型鋼與鋼筋的連接1、型鋼安裝就位，設置校正無誤，并連結牢固驗收合格后，方可進行普通鋼筋的綁扎、連接、錨固。型鋼混凝土結構的鋼筋綁扎，與鋼筋混凝土結構中的鋼筋綁扎根本相同。2、柱縱向鋼筋與型鋼梁的連接柱的縱向鋼筋不能穿過梁的翼緣，因此柱的縱向鋼筋只能避開型鋼梁設在柱截面的四角或無梁的部位，如附圖A、B。如柱鋼筋不能避讓，必須穿型鋼翼緣見柱縱筋穿型鋼示意圖附圖，如有開孔，必須現(xiàn)場機械開孔，并且開孔要加強。3、柱箍筋與型鋼梁的連接在梁柱節(jié)點部位，由于整根箍筋無法穿過，箍筋應為兩端用電弧焊焊接型鋼梁腹板上采用單面焊接〔10箍筋直徑〕。〔柱箍筋與型鋼梁的連接示意圖見附圖〕，腰筋拉鉤焊接在型鋼梁腹板加強鋼帶上。4、鋼筋混凝土次梁與型鋼混凝土主梁連接次梁中的上皮鋼筋布置在主梁上皮鋼筋的上方通過，下皮鋼筋與型鋼混凝土主梁連接采用次梁下皮鋼筋焊接連接且焊接長度為400㎜。〔鋼筋混凝土次梁與型鋼混凝土主梁連接連接示意圖見附圖〕5.2.41柱模板主要采用兩種形式。當柱截面800～1000㎜時，可采用柱外加箍的形式；當柱的斷面較大，須在柱的中間加對拉螺栓時。2梁模板。由于此工程沒有型鋼柱且柱也沒有提前澆筑，梁支撐系統(tǒng)的設計必須考慮型鋼結構和鋼筋的重量，混凝土、支撐結構自重及施工荷載。梁側模板需設對拉螺栓時，可在型鋼梁腹板上設耳板，將其固定于耳板上，見梁側模加固示意圖。耳板應在鋼結構深化設計時考慮，并在工廠加工時完成。為保證梁的截面尺寸，除豎向均采用鋼管加固外，在梁高的方向上每隔180㎜、在梁長的方向上每隔1米設置耳板，用φ12鋼筋對拉螺栓加固，φ12鋼筋不套絲的一端帶90°彎鉤，平直局部為120㎜和型鋼焊接，撤除模板后截掉多余的局部并作防腐。梁側模加固示意圖型鋼梁；2-方木；3-端部彎成90度的對拉螺栓；4-鋼管支撐；5-對拉耳板5.2.5混凝土澆筑。對鋼筋密集，難以使用振搗棒進行振搗5.3勞動力組織勞動力組織情況表序號單項工程所需人數(shù)備注1管理人員32型鋼加工83型鋼安裝74鋼筋加工安裝85混凝土澆筑66起重操作57木工68普工106材料與設備6.1材料6..1.1本工法使用主要材料：混凝土、Q235鋼材、Q345〔16錳〕鋼材、栓釘、焊接材料〔包括焊條、焊絲、焊劑等〕；安裝用的普通螺栓、槽鋼等其他輔助材料。自混凝土配合比的設計原那么。根據試驗最終確定自密實混凝土工作性控制參數(shù)范圍，具體參數(shù)要求如下：1坍落度〔SL〕=250mm～270mm；2坍落擴展度〔SF〕=550mm～650mm；3T50流動時間=5s～10s；4L型儀〔h2/h1〕=0.85～0.97；5V型漏斗〔TV〕=8s～15s；6拌合物表觀密度ρ≥2300kg/m3?；炷敛牧弦?采用不低于普通硅酸鹽水泥，質量應符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》〔GB175-1999〕標準要求。2采用10～20mm和5-10mm的碎石按照1：1的比例混合使用。針片狀骨料含量宜小于10%，空隙率宜小于40%。3細骨料應符合《建筑用砂》〔GB/T14684-2001〕標準要求。宜采用級配合格的中砂，砂的含泥量宜小于1%。4外加劑應符合《混凝土外加劑》〔GB8076-1997〕的要求，同時還應符合《混凝土外加劑應用技術規(guī)程》〔GB50119-2003〕的有關規(guī)定，其減水率不低于20%。5摻合料應符合《粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規(guī)程》〔JGJ146〕、《粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程》〔GBJ146〕標準的要求，其等級應不低于二級粉煤灰。自密實混凝土配合比。表自密實高性能混凝土參考配合比混凝土強度等級水泥強度等級材料用量〔kg/m3〕水泥粉煤灰碎石中砂水外加劑C50385165835830180C403851658358301802機械設備本工法除增加了兩臺〔50噸和70噸各一臺〕汽車式起重機或大型塔式起重機、平板拖車、電焊機等設備外，其余機具設備同普通的混凝土結構工程。7質量控制7.1質量標準《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》GB50300－2001《混凝土結構工程施工質量驗收標準》GB50204-2002《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205—2001《鋼結構工程質量檢驗評定標準》GB50221鋼結構構件用的鋼材質量應分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結構鋼》規(guī)定的Q235鋼材及《低合金高強度結構鋼》規(guī)定的Q345鋼材。鋼材必須有出廠合格證和檢驗報告，所有栓釘應符合《圓柱頭焊釘》〔GB10433〕規(guī)定，其抗拉強度＞400Kpa，屈服強度＞240Kpa；連接及安裝用的普通螺栓應按國家現(xiàn)行標準《碳素結構鋼》中規(guī)定的Q235鋼制成；焊接工藝應優(yōu)先采用自動焊。焊條、焊絲、焊劑應針對不同鋼種、板厚和坡口形式，按《建筑鋼結構焊接規(guī)程》的規(guī)定選用；鋼骨必須按圖加工，完成后，各加工人員及有關人員均須簽字驗收。鋼構件進場時，應提供質量合格證明。鋼結構安裝前，應對柱及梁槽的平面位置和標高進行檢查驗收；型鋼梁安裝前，應復核檢查型鋼柱的平面位置和標高。所有焊縫均須經過質檢人員的檢查。焊縫外表焊波應均勻，不得有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷，焊接區(qū)不得有飛濺物。一級焊縫應進行100％的無損檢測，二級焊縫應進行抽檢，抽檢比例應不小于20％。8.平安措施本工法認真貫徹“平安第一，預防為主”的方針，根據國家有關規(guī)定、條例，結合施工現(xiàn)場實際情況和工程的具體特點，組成專職平安員和班組兼職平安員以及工地平安用電負責人參加的平安生產管理網絡，執(zhí)行執(zhí)行國家和上級部門制定的各項平安規(guī)程，明確各級人員的職責，抓好工程的平安生產。8.2人字扒桿吊動構件前，應對其錨固繩及支點處嚴格檢查，確認無誤后可起吊。在鋼梁起吊前應檢查梁底支撐系統(tǒng)和復測相應關鍵點標高并試吊，檢查起吊機具有完好性，有損壞的機具嚴禁使用。危險吊裝區(qū)域應拉設警戒繩，派專職平安員現(xiàn)場值勤。高空吊裝時應考慮到風速影響，當風速到達10m/s時，吊裝工作要停止，當風速到達15m/s時，應停止所有施工作業(yè)。為便于鋼梁吊裝施工，并保證操作人員的平安，在操作場地要設操作平臺。施工期間做好施工樓層面上的防火工作，配備必要的滅火設備。施工時所用設備均需接地，決不允許有破損的電線、電纜。9.環(huán)保措施施工現(xiàn)場采取防塵及防輻射等措施，工完場清，防止材料飛揚。設立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進行集中，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。優(yōu)先選用先進的環(huán)保機械。采取設立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能防止夜間施工。所有原材料及工程剩余材料應堆放整齊，不得隨意亂放，應劃分原材料和成品區(qū)域，不得混放?，F(xiàn)場設置消防器材和滅火設施。9.5遵照國家和行業(yè)的各種環(huán)境保護規(guī)定實施環(huán)境保護。10.效益分析在泰合青年城二區(qū)工程施工中，采用型鋼混凝土梁組合結構，充分利用了地下車庫的使用效率，縮短了施工周期，鋼筋原材料、商品混凝土的需求也大大地減小了。還減少了施工機械臺班及各種人工等費用。對大跨度，大高度的結構及高層結構具有非常大的經濟效益。11、實例應用四川南充泰合青年城二區(qū)工程泰合·青年城二區(qū)工程位于南充市濱江中路與勝利路交叉口西南角原糧食倉庫內、濱江大道嘉陵江邊。用地呈不規(guī)整矩形,長約270m,寬約108m,場地根本平整，地塊標高東北高，西南低。該工程規(guī)劃建設用地面積19857m22，其中地上建筑面積為99285.00m2，地下室建筑面積為41515.00m2。擬建物由1～4號樓組成，其中2、3號樓為30～33層高層住宅樓、1號樓為27層辦公、酒店，4號樓為3～5層商業(yè)裙樓，整體擬設3層地下室，1～3號樓結構型式為框支