探讨型钢混凝土组合结构的监理要点

【摘要】本文结合工程实例，浅析型钢混凝土组合结构的质量控制要点。

【关键词】型钢混凝土；型钢混凝土组合结构；监理0.工程概况本工程总建筑面积为101574.87m2，结构设计年限为50年；建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类，框架―剪力墙结构。其中的1个高层塔楼结构高度为99.8m，地下2层，地上22层，在塔楼一角部，从筏板基础顶到屋面，设置有型钢混凝土结构柱，从五层开始，设有型钢混凝土梁。型钢及钢板采用Q345B级低合金高强度结构钢，连接钢柱均采用剖口等强焊接，焊缝等级为一级；型钢梁采用与主材等强的现场焊，焊缝等级为二级。型钢柱的规格：―10.05～19.8m为1450×900×32mm，以后每隔5层腹板高度和翼缘板宽度缩小50mm；型钢梁的规格为H1050×250×14×20。1.型钢混凝土结构的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―倍以上，因而可以减小构件截面尺寸，增加使用面积和刚氏层高。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，且具有较大的承载能力，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，这样可以刚氐模板费用，加快施工速度。由于无需临时立柱，也为进行设备安装提供了可能。同时，浇筑的型钢混凝土不必等带副琵土达到一定强度就可继续进行上层施工，可以缩短工期。（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。2.施工中易出现的问题例如：（1）型钢混凝土组合结构是一种在钢筋混凝土结构中包裹型钢的结构形式。相关资料表明，这种混凝土一型钢组成的结构形式具备承载力高、抗震能力好、结构耐久性好的特点。但这种结构形式也存在构件连接的结点复杂，型钢构件深化难度大的问题。（2）型钢混凝土结构的特点是在混凝土构件中配置型钢，并配有一定的受力钢筋和构造钢筋。由于型钢混凝土构件中型钢的存在而忽视型钢的材质，加上型钢混凝土构件中型钢的存在造成梁柱节点区钢筋的空间关系复杂，使混疑土浇筑质量难以保证。3.施工中重点与难点的控制型钢混凝土结构施工中，各个环节都非常重要，从现场控制上看，难点和重点主要在以下几个方面：（1）对于非埋入式柱脚，基础顶面与柱脚底板之间必须二次浇灌，二次浇灌的材料可采用C40无收缩细石混凝土或者铁屑砂浆。柱脚底板与下部混凝土之间的摩擦力用以抵抗柱脚底部水平剪力，所以，二次浇灌的混凝土必须充分灌实到基础顶面与柱脚之间的间隙中。为了达到这样的要求，首先在柱脚底板上设置透气孔，在灌浆的时候，应从一个方向灌入，不可从多个方向灌入，让灌浆料自由流淌充实整个柱脚，期间可以用柔性大的材料（如竹片）引导灌浆料流动，灌浆料灌至高出柱脚钢板低1～2mm为宜。灌浆结束后，需要蓄水养护，养护时间参照所使用的材料说明书，养护初期，周围不得有强烈震动。对于整个灌浆过程，监理人员应进行旁站，以确认灌浆料是从一个方向自由流淌充满基础顶面与柱脚之间的间隙中的。（2）钢结构工程。型钢混凝土组合结构中的钢结构安装与纯钢结构安装没有什么明显的区别，只是需要注意与混凝土施工的协调作业，钢结构施工宜先于混凝土结构施工一定的层数，以便于组织流水施工。钢筋混凝土的梁柱钢筋需要穿过钢梁或者钢柱，在进行钢结构深化设计的时候，就要根据需要设置好孔洞。设置孔洞时，必须控制孔洞的标高，尤其是有双排钢筋通过钢柱时，必须考虑上层钢筋与混凝土板面及下层钢筋之间的距离。孔洞面积超过25%的钢板面积时，必须进行加固。为了顺利施工，对于每一个梁柱节点处都应进行深化设计，并形成详图。严格控制钢结构的焊接变形。钢柱的焊接收缩变形会影响到钢梁安装高度和钢筋绑扎，因此必须予以控制。控制焊接变形可以采取两个焊工对称焊接、使用焊接热输入较小的二氧化碳气体保护焊、在构件放样是留出焊接收缩余量等。这里强调一点，钢梁在钢混凝土组合梁内的相对位置，对钢混凝土组合梁的整体受力性能有一定的影响，这一点在《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138―2001）中有相关说明。所以在施工中如果出现钢柱因焊接收缩而导致钢梁的标高偏低，则需要调整钢柱标高，以满足钢梁的设计标高。钢结构安装完成后，应按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）中的相关规定进行验收，对一级、二级焊缝应进行无损检验，对高强螺栓应进行扭矩检查。（3）梁柱节点处的钢筋安装。型钢混凝土结构关键技术是如何合理解决梁柱节点区钢筋的穿筋和焊接连接问题，以确保节点良好的受力性能与加快施工速度。要做好这一点，必须保证钢筋的下料精度，确定合理的施工顺序，进行细致的施工节点设计。钢筋穿过钢结构构件情况。梁内纵向钢筋在钢柱外侧的，则直接贯通，如果钢柱内侧的，则需要在钢柱腹部上预先打好洞口，然后依序穿钢筋，多排钢筋穿过型钢柱时，上下层钢筋之间至少应保证有一个钢筋直径的间隙。柱内钢筋与钢梁相交的，一种做法是在钢梁翼缘板上预先打好洞口，或按照《型钢混凝土组合结构构造》（04SG523）的做法，用一根较短的钢筋穿过梁翼缘板，然后再将柱的竖向钢筋与之进行双面5d的搭接焊，或柱竖向钢筋从洞内直接穿过，然后根据洞口面积大小决定是否需要对洞口进行加固处理；另一种做法是将与梁相交的柱竖向钢筋直接截断，然后在梁两侧各增加被截断钢筋一半数量的竖向钢筋，后加钢筋锚入下柱内，同时在上一层中的原设计位置插入被截断钢筋，这种做法在施工之前，需要与设计人员进行沟通。梁纵向钢筋与钢柱焊接连接情况。梁钢筋与柱牛腿上（下）翼缘板进行5d的双面焊接连接。对于梁底部有二排钢筋时，二排钢筋无法与翼缘板进行焊接连接，可以将钢筋与牛腿的腹板进行焊接，焊接时尽量将钢筋位置靠近与牛腿翼缘板。或者加设钢垫板，钢筋与钢垫板焊接连接，钢垫板与钢牛腿焊接连接。（4）混凝土的浇筑。由于型钢结构间钢筋及钢骨十分密集，里面空间很狭小，混凝土流动性被严重限制，所以必须严格控制混凝土的浇筑过程。首先在型钢制作时，加劲肋中心预留r=150mm透气孔。选择合适的砼施工配合比，严格控制砼坍落度，确保型钢和钢筋之间的砼密实度。应加强钢柱两侧对称振捣，通过振动棒在有效半径内的充分振捣，从而使型钢空隙部分的砼挤密，确保钢骨柱砼的浇筑质量。4.结束语型钢混凝土组合结构以其自身的优越性，正在被广泛应用，其必将成为监理业务中一个常见的结构形式。所以监理人员应加强对型钢结构的学习，掌握这种结构形式的监理要点，在监理过程中，应重视事前控制，尤其是对施工承包单位的选择关要把控好，在施工过程中，应增加巡视次数，严格执行梁柱节点旁站制度，按照规范和设计图纸要求做好验收工作。