浅析型钢混凝土在房屋建筑施工中的应用获奖科研报告

浅析型钢混凝土在房屋建筑施工中的应用获奖科研报告

摘要：型钢以其自重轻、侧弯刚度大、抗弯能力强的优势，被用于大跨度高净空的房屋结构空间中，华中科技大学精密重力测量研究设施大楼可视化大厅正是按照满足大跨度高净空的理念，充分利用型钢混凝土组合结构的独特优势。现针对本项目的一些施工经验进行论述以供大家参考。

关键词：型钢梁柱;房屋建筑;应用

前言

由于型钢混凝土组合结构属于一种新型结构，在我国的运用还不是很广泛，施工技术上还不是很成熟，可借鉴的施工经验相对较少。型钢以侧弯刚度大抗弯能力强受到设计的青睐，在工程中得到了广泛应用，尤其是应用在高层和超高层建筑，但该混合结构施工较为复杂，节点优化不好，很难保证工程质量。

1.工程概况

1.1工程简介

华中科技大学精密重力测量楼总建筑面积：29844.21m2（其中地下室建筑面积534.76m2），可视化大厅净高7.55m，最大跨长度19.9m，共计4根型钢柱及1根型钢梁，其中一根型钢梁与2根型钢柱进行螺栓连接，单根型钢柱总长9.748m，单根型钢梁总长为19.90m。

2.型钢混凝土的优势

2.1型钢混凝土组合结构与普通混凝土结构比较，优点有：

（1）由于在钢筋混凝土中增加了型钢骨架，使得这种结构具有钢结构和混凝土结构的双重优点。

（2）型钢构件截面积小，对于建筑物而言，可以增大跨度，增加使用面积和层高，其经济效益可观。

（3）型钢混凝土梁结构的延展性远高钢筋混凝土结构，因此，具有优良的抗震性能，刚度加强，抗屈服能力增强。

2.2型钢混凝土组合结构与钢结构比较，优点有：

（1）与钢结构比较，型钢外包混凝土参与承受荷载，同型钢结构共同受力;同时由于型钢包裹混凝土后，能够抵抗有害物质，从而防治钢材锈蚀。

（2）受力性能好，型钢混凝土结构构件内部的型钢由于受到外部钢筋混凝土的约束，克服了普通的钢结构构件的受压失稳的弱点，同时也克服了钢结构的耐火性能差的弱点，型钢混凝土组合结构耐火性和耐久性优良。

（3）由于钢筋混凝土和型钢共同受荷载，使型钢混凝土成为节约钢材的一种有效手段。型钢混凝土组合结构较钢结构可节省钢材50%以上。

3施工流程

3.1基础开挖

基础完成放线后采用挖机放坡开挖，基础开挖至基底以上15～30cm采用人工开挖至基底，地基承载力合格并标高满足设计要求后清底浇筑10cmC15砼垫层。

3.2预埋件的安装定位及柱钢筋绑扎

根据测量放设出的基础承台及柱边线用墨线弹出柱及承台的模板边线，根据承台类型立模，然后绑扎基础底板钢筋;通知测量组根据设计图纸定位出预埋螺栓的位置，螺栓采用法兰盘进行固定，测量组现场定位完成后对法兰盘进行加固焊接，防止浇筑承台砼时导致预埋件偏位;4根型钢柱预埋锚栓定位完成后统一将螺帽调整一个高程位置，然后将上层螺杆用透明胶带包裹。预埋件完成定位后绑扎柱纵向钢筋。

3.3型钢梁柱起重吊装作業

型钢柱单根长9.748m，型钢柱单根重量2.33T，一次吊装定位完成。用U型卡扣配合钢丝绳固定型钢柱上端两侧加劲钢板，汽车吊缓慢起吊至安装位置定位完成后用采用高强双螺帽进行固定。型钢柱吊装完成定位后，然后进行型钢梁的吊装，将型钢梁与型钢柱采用高强螺栓临时固结，然后最终经过校准轴线偏差进行最终固定。

3.4柱模安装及砼浇筑

钢筋绑扎完成后，验收合格后进行模板安装。采用1.5cm木模板，采用50*100mm方木作为背楞间距为200mm，模板后采用2根C48钢管及C10对拉丝杆加固，上下间距为500mm。

图2

型钢梁吊装示意图

4.施工技术重难点

4.1混凝土设计优化

型钢柱由于主筋及箍筋布设密集，而且型钢柱上焊接有栓钉，上下层叠加钢筋间隙小，导致振捣棒的插入困难，造成混凝土振捣不密实，容易形成空洞、蜂窝麻面。为有效解决振捣困难、振捣不密实的问题，经与设计单位沟通将原C40混凝土调整为C40细石自密实混凝土，坍落度到场控制在200mm左右，有效解决了钢筋密集振捣困难的问题，同时在浇筑过程中边浇筑边用橡胶锤敲击模板，防止出现空洞、蜂蜜麻面。

4.2大跨度型钢柱安装精度控制

大跨度型钢梁柱采用Q345B材质，跨度约19.9m，共两组。采用厂家预制拼装，现场吊装施工。现场型钢柱垂直度校正采用两台经纬仪设在相互垂直的两个面上投点控制，利用一台经纬仪测量控制轴线，通过对手动倒链的调整进行校正。错边量的测量校正：根据下节柱顶的轴线偏差值，用上节柱垂直度向反向偏差来调整轴线偏差。对上节柱的错边量用直尺测量。错边量要求小于3mm，校正错边量用锤击钢楔完成。保证整个吊装安装各项参数、精度符合要求。

型钢柱预制件

型钢梁预制件

型钢梁安装