廖超英天津津南国家农业科技园区研发创意中心

1、天津津南国家农业科技园区研发创意中心型钢钢筋混凝土（SRC）空中连廊施工廖超英【摘 要】本文阐述了型钢钢筋混凝土组合结构（SRC）的定义，高空工况下的设计、安装的施工，在介绍型钢钢筋混凝土组合结构（SRC）的设计、施工方案主要内容的基础上，重点剖析设计、安装在高空施工中的技术。【关键词】建筑工程 型钢混凝土结构 设计 施工 引 言型钢混凝土组合结构（SRC）是指混凝土内配置轧制型钢或焊接型钢和钢筋的结构。由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢以其固有的强度和延性，以及型钢、钢筋、混凝土三位一体地工作使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点，与钢结构相比，具有防

2、火性能好，结构局部和整体稳定性好，节约钢材的优点，有针对性地推广应用此类结构，对我国多、高层建筑的发展、优化和改善结构抗震性能都具有极其重要的意义。随着天津作为国际大都市经济的飞速发展，建筑行业也发展迅速，高楼大厦林立而起，城市建设也如火如荼的进行，大跨度结构已经广泛出现于现在各类建筑工程、市政工程中，然而高空中施工大跨度型钢混凝土结构（SRC）施工难度也凸现出来。1、 工程概况天津市津南国家农业科技园区研发创意中心工程位于天津市津南国家农业科技园区内，本工程由2栋高层建筑（21、18层）组成。其主要使用功能为办公写字楼。建筑总高度为79.8米;所有标准层层高均为3.6 米，其中地下室4.8米

3、、裙房首层4.0米、主楼一至三层为4.8米，总建筑面积为44342.25m 2，其中地下室6820.8 m 2,设计为等级为一级建筑，结构为框剪结构,基础为混凝土钻孔灌注桩、基础底板为整体承台。本工程的2栋A、B两座塔楼高层建筑在50.461.2米处（14、15、16层）由空中连廊连接在一起，由于连廊跨度为18300mm,属于大跨度结构，设计者从梁的截面高度和造价方面考虑使用了型钢钢筋混凝土组合结构（SRC）。本工程型钢钢筋混凝土组合结构（SRC）型钢采用Q345-B，抗剪栓钉为M19/L100200，其中各种构件型号如下：SRCZ1（H200×200×20×20

4、）、SRCXC1（H350×200×30×30）、SRCL1（H450×200×20×20）、SRCL2（H450×200×20×20）、SRCL3（H450×200×20×20）、SRCL4（H400×150×10×10）。如下图。2、 型钢混凝土组合结构（SRC）的施工特点、难点（1） 自重大、安装部位高、吊装、运输困难；（2） 安装精度要求严格，焊接应力大，变形控制困难；（3） 立体交叉施工，施工组织困难3、 施工总体安排首先同时施工A、B

5、两座塔楼主体结构，待11层结构混凝土浇筑完毕后，在原框架柱位置上安装SRCZ1并浇筑12层的所有普通钢筋混凝土框架柱及型钢混凝土组合结构柱到本层框架梁下皮标高处，然后安装临时型钢平台支撑系统作为12层顶板（13层底板）梁板的支模体系的承重结构，然后再在支模体系上安装SRCL1、SRCL2、SRCL3、SRCL4等梁板，以上各层和一般框架结构一样施工即可。临时型钢平台支撑系统如下图。4、 型钢混凝土组合结构（SRC）施工4.1、安装前的准备4.1.1 控制点的引用将底层的基准控制点投放到11层楼面上，投放点要求相互闭合。投放点确定后，依据投放点定出轴线。水准标高控制利用在核心筒上已经验收合格的水

6、准点，外围钢柱亦采用相同的水准点，避免因采用不同的水准点而引起后续的钢结构梁连接安装时产生高程误差。 4.1.2 轴线偏差控制钢柱安装过程中严格控制轴线偏差和柱顶标高，是钢结构在位置上处于理论值。钢柱安装前放出轴线位置，复合该处标高，校正偏差。4.1.3 预拼装质量检查在工厂进行预拼装工作，并重视预拼装过程的质量控制，安装单位对预拼装的结果进行检查。预拼装检查合格后，应标注构件中心线、控制基准线等标识，标明预拼装间隙，做好预拼装检查记录，以供现场安装参考。4.1.4 现场检查构件进场后，再次进行检查，不满足安装要求的必须立即修整，避免今后在高空修改。4.2、设置临时钢结构平台支撑体系本工程为连

7、接A、B两座塔楼的连廊，第一层型钢混凝土组合结构梁底标高为+50.4米，开始计划搭设高支模体系，考虑到天津市没有过搭设如此高的模板支撑体系，又考虑到地下室顶板的荷载受力问题，故经专家讨论后否决了搭设高支模体系的方案，改为搭设型钢平台支撑体系，如上图。4.3、钢结构安装4.3.1 劲性柱施工流程柱主筋接长柱箍筋绑扎梁底模铺设承重架搭设梁筋绑扎、梁侧模与板底模安装板筋绑扎、安装预埋混凝土浇筑、养护加工图深化设计钢柱吊装、耳板临时固定钢柱接头施焊、探伤耳板割除型钢柱制作4.3.2 型钢柱的深化设计型钢柱的深化设计既要体现结构设计意图，又要为制作和吊装提供依据。对于每根钢柱，应逐个梁柱节点出翻样图，确

8、定钢筋连接套筒标高、穿筋孔洞数量、直径与位置。型钢柱的加工图设计质量是保证劲性混凝土柱的顺利施工关键第一步。深化设计过程中制订的有效措施和重点注意的问题如下： 采用Tekla Structure（钢结构详图设计软件）对每根型钢柱进行建模，认真分析框架梁柱钢筋与型钢柱的位置关系，下料尺寸、穿孔钢筋数量等，保证梁柱接头部位钢筋能顺利找到自己位置，相互之间不发生冲突。在模型中优化设计方案，深化设计图纸，并在建立的模型基础上利用此软件导出正式的CAD图纸，指导施工。三维模拟图形如图3.1 图3.1 三维模拟图形433、 设计过程中与土建施工的衔接非常重要，要重点考虑以下问题： 1、钢柱每段的制作长度问

9、题在车间制作条件和现场吊装能力满足的前提下进行加工。2、钢柱制作长度和标高、现场钢柱安装标高、梁筋标高等会产生一定允许偏差。当多种允许偏差叠加在一起时，会造成梁截面与钢柱穿孔标高偏差，梁钢筋无法穿过钢柱预先留设的孔洞。施工中加强控制外，另深化设计时应考虑纵向、横向钢筋穿孔标高应错开，避免两个方向钢筋相碰。3、节点设计时，尽量将梁钢筋和墙钢筋避开型钢，无法避开时，采用腹板穿孔。当必须在腹板上预留贯穿孔时，型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积的25%。当钢筋穿孔造成型钢截面损失不能满足承载力要求时，刻采取型钢截面局部加厚的办法补强。在型钢上穿孔应兼顾减少型钢截面损失与便于施工两个方面，常用钢筋穿孔的孔

10、径如下表3.2。表3.2 常用钢筋穿孔的孔径（mm）钢筋直径101214161820穿孔直径151820-2220-2422-2625-28钢筋直径222528323640穿孔直径26-3030-3236404448434、型钢柱制作与验收钢柱用厚板拼焊，加工制作要求十分严格，应委托专业加工厂制作。构件验收分出厂前检验和现场验收两步进行；对构件要重点检查其型号、编号、长度、孔位和孔径以及附设耳板的位置和尺寸，对构件外观检查其挠曲变形、焊缝外观质量、焊缝坡口几何尺寸等。4.4.梁主筋绑扎本工程框架梁和连梁与钢柱节点部位主筋的绑扎形式为：当纵筋的水平段锚固长度不足时,遇型钢腹板时,应在腹板上预留孔

11、洞, 以使钢筋穿过并满足锚固要求，如图6.3-2；当遇型钢翼缘时,应采用在纵筋标高处焊钢套筒的方式进行连接，如图6.3-1。这是处理型钢柱与梁、柱钢筋关系的重点。型钢穿孔及焊接套筒效果图如图6.3-3和6.3-4。图6.3-1 梁钢筋遇型钢翼缘时绑扎做法图6.3-2 梁钢筋遇型钢腹板时绑扎做法连梁交叉暗撑或集中对角斜筋遇到型钢柱时，将暗撑的主筋和斜筋在遇到型钢柱腹板后，沿腹板打弯，总长度满足锚固构造要求。由于框架梁不能架起绑扎，为防止梁筋箍筋绑扎困难，支设模板先立底模，留下侧模不支，绑扎钢筋按如下顺序：摆放梁箍筋穿梁底筋梁底筋套筒与翼缘焊接箍筋与梁底筋绑扎穿梁面筋梁面筋套筒与翼缘焊接绑扎梁面筋

12、支梁侧模图6.3-3 梁钢筋绑扎效果图（一）腹板穿孔翼缘上焊连接套筒图6.3-4 梁钢筋绑扎效果图（二）4.5 劲性柱模板施工框架柱由于受柱内型钢柱的影响，加上柱内钢筋较为密集，无法采用常规的PVC塑料管内穿对拉螺杆的方法进行柱模板的加固。采用对拉螺栓分段制作，一次性使用，对拉螺栓端部90度打弯，弯头长度不小于50mm，与钢柱腹板焊接牢固。劲性混凝土柱加固如图7.1、图7.2所示。采用模板选用15厚双面覆膜多层板，次龙骨为100mmx100mm和100mmx50mm方木，间距200mm，主龙骨采用纵横向48mm双钢管全高加固，间距：400mm600mm，对拉螺栓采用16圆钢制作。7.1 写字楼

13、劲性柱加固示意图图7.2 写字楼劲性柱加固立面图剪力墙内型钢柱对墙体模板加固基本无甚影响，按常规做法加固。4.6 劲性柱混凝土施工由于劲性柱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，型钢制作时，加劲肋中心预留r=200mm灌灰孔，浇筑砼时，施工的关键控制点是确保型钢和钢筋之间的砼的密实度。选择合适的砼施工配合比，严格控制砼坍落度，在浇筑砼时，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。5、 施 工 体 会通过天津津南国家农业科技园区研发创意中心型钢混凝土（SRC）连廊的施工，得到以下体会。（1）对于上述工程这

14、种高空、悬空空中型钢混凝土（SRC）连廊的施工，模板支撑采用钢结构平台是经济、适用和安全的。（2）劲性混凝土柱中型钢柱与钢筋的交叉点多，钢柱与柱周主筋、箍筋；钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋关系较为复杂，处理难度相对较大。施工过程中，通过钢结构安装施工仿真技术的应用，能直观的反映出钢柱和钢筋之间复杂的空间关系，可事先理顺钢筋的施工顺序，解决可能存在的各种矛盾，明确有效的施工方法，使劲性柱的钢筋施工得到简化。（3）劲性混凝土结构施工的重点及难点劲性混凝土柱中，型钢柱与钢筋的相交点多，钢柱与柱周主筋、箍筋的关系，钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋、墙体水平筋的关系成为处理的重点。混凝土框架柱及混凝土剪力墙暗柱中加入型钢柱，比常规钢筋绑扎、模板支设等施工工艺增加很大的施工难度，施工中要求确保型钢柱的施工精确度，否则，会造成诸如：钢柱偏位、梁筋墙筋无法通过等问题，导致返工，严重影响施工质量和进度。因此，施工中应重点控制型钢轴线位置、垂直度、对接焊接质量、钢筋绑扎质量及模板安装质量和混凝土浇筑质量。（4）型钢柱的深化设计既要体现结构设计意图，又要为制作和吊装提供依据。对于每根钢柱，应逐个梁柱节点出翻样图，确定钢筋连接套筒标高、穿筋孔洞数量、直径与位置。型钢柱的加工图设计质量是保证劲性混凝土柱的顺利施工关键第一步。 参考文献：CECS 230-2008 高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程S