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文档简介
19钢-混凝土组合构造工程20世纪50年代,国内从前苏联引入了型钢混凝土构造,重要用于工业厂房。到20世纪80年代,型钢混凝土构造逐渐开始使用于高层建筑,并得到了进一步发展,逐渐发展成为今天钢-混凝土组合构造。广义上来说,组合构造普通是指不同材质形成构件,或者不同构造体系所构成结构。在国内建筑构造领域,普通把钢和混凝土共同受力构造形式称作钢-混凝土组合构造。钢-混凝土组合构造构件普通涉及组合板、组合梁、钢管混凝土柱、型钢混凝土梁、型钢混凝土柱、型钢混凝土剪力墙等。钢-混凝土组合构造合用于高层、超高层、大跨度建(构)筑物和市政工程。在建筑工程中重要用于框架构造、框架-剪力墙构造、框架-核心筒构造、筒中筒构造等。当前国内采用钢-混凝土组合构造典型工程有:上海环球金融中心、上海金茂大厦、深圳发展中心大厦、广州新电视塔、南京火车南站交通枢纽工程等。19.1钢-混凝土组合构造分类与特点19.1.1钢-混凝土组合构造分类钢-混凝土组合构造按照不同分类办法可划分为各种类型,惯用分类办法有两种:按构造体系分类和按构造构件分类。(1)按构造体系分类,见表19-1。组合构造分类(一) 表19-1构造体系类型组合构造分类框架-核心筒(剪力墙)构造型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒(剪力墙)体系型钢混凝土框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)体系钢框架-钢筋混凝土核心筒(剪力墙)体系钢框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)体系框架构造.型钢混凝土框架钢框架-组合楼板构造筒中筒构造钢外筒-型钢混凝土内筒构造钢外筒-混凝土内筒构造型钢混凝土筒中筒构造型钢混凝土外筒-混凝土内筒构造特殊构造体系带伸臂桁架钢框架-混凝土内筒(剪力墙)体系(2)按构造构件分类,钢-混凝土组合构造可分为压型钢板与混凝土组合板、组合梁、钢管-混凝土柱、型钢混凝土梁、型钢混凝土柱、型钢混凝土剪力墙等,见表19-2。组合构造分类(二) 表19-2压型钢板与混凝土组合板组合梁构造构件钢管-混凝土柱型钢(劲性)混凝土梁型钢(劲性)混凝土构造型钢(劲性)混凝土柱型钢(劲性)混凝土剪力墙19.1.2钢-混凝土组合构造特点组合构造改进了构造强度和韧性,为设计师提供了更大空间。与钢构造相比较,钢-混凝土组合构造具备耐久性和耐火性好、造价经济、构造刚度高、受力性能好等长处。与混凝土构造相比较,钢-混凝土组合构造具备承载力高、构造自重轻、抗震性能好、有利于环保等长处。19.2组合构造深化设计与加工制作组合构造深化设计是指依照图纸和有关规范原则,在不变化构造形式、构造布置、受力杆件、构件型号、材料种类、节点类型前提下,为以便施工,对各节点(连接节点和支座节点)细部尺寸、焊缝坡口尺寸、杆件分段、穿筋孔等进行施工详图深化设计。深化设计可参照第17章钢构造工程。钢构件加工成型参照第17章钢构造工程,钢筋加工成型参照第14章钢筋工程。19.3组合构造施工总体布置19.3.1钢-混凝土组合构造施工流程钢-混凝土组合构造施工流程钢-混凝土组合构造常用施工流程有三种,可以分别称之为“A型”钢-混凝土组合构造施工流程、“B型”钢-混凝土组合构造施工流程、“C型”钢-混凝土组合构造施工流程,分别见图19-1、图19-2、图19-3。A型施工流程是先施工钢构造,后施工混凝土构造框架构造建筑典型施工流程。特点是施工速度快,简朴易操作。适合于型钢混凝土框架构造、型钢混凝土框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)构造、钢框架组合楼板构造、钢框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)构造、型钢混凝土筒中筒构造、钢外筒-型钢混凝土内筒构造等构造形式建筑施工。B型施工流程是先施工核心筒构造,再施工外框架构造框架-筒体构造建筑典型施工流程。特点是技术成熟。适合于型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒(剪力墙)构造、钢框架-钢筋混凝土核心筒(剪力墙)构造、钢外筒-混凝土内筒构造、型钢外筒-混凝土内筒构造等构造形式建筑施工。图19-2B型钢-混凝土组合构造施工流程图19-1A型钢-混凝土组合构造施工流程C型施工流程是A型、B型施工流程组合,是型钢混凝土构造建筑典型施工流程。特点是作业层次复杂。适合于型钢混凝土框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)构造、钢框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)构造、型钢混凝土筒中筒构造等构造形式建筑施工。19.3.1.2钢-混凝土组合构造施工流程安排注意事项(1)采用B、C型施工流程施工时,要合理安排核心筒与外框架施工顺序。当核心筒混凝土构造采用}陷模施工时,普通应在构造施工完4层后安装爬模,核心筒构造施工完成6层后开始外框钢构造安装。图19-3C型钢-混凝土组合构造施工流程采用A型施工流程施工时,钢构造超过混凝土构造高度不适当超过6层或18m。采用技术保证办法后,钢构造不适当超过混凝土构造9层或27m。当建筑物采用组合楼板时,要安装、焊接完钢梁后,再铺设压型钢板,然后焊接抗剪件。当一种柱节为3层时,压型钢板铺设顺序是先铺设上层,再铺设下层,最后铺设中层。19.3.2施工段划分高层建筑组合构造施工段应按照建筑物平面形状、构造形式、施工机械和劳动力配置数量等进行划分。施工流水段普通可分为竖向施工流水段和水平施工流水段。组合构造竖向施工流水段划分与施工流程和构造形式有很大关系。水平施工流水段划分普通依照施工缝来确定。划分施工流水段时要保持工程量相称,尽量避免或减少划分施工流水段带来不利因素。竖向施工段划分组合构造竖向流水段划分要依照建筑物构造形式和施工流程来拟定。钢构造某些普通以一种柱节为一种施工流水段,混凝土构造普通以层或构件单层高为施工流水段,外装饰普通以层或装饰层为施工流水段。组合构造,特别是高层或超高层组合构造工程普通具备各种竖向施工流水段,如钢框架、核心筒、外框架、压型钢板等。水平施工段划分钢构造安装流水段钢构造安装平面流水段划分应考虑钢构造安装过程中整体稳定性、对称性和以便性,安装顺序普通由中央向四周扩展。混凝土构造施工流水段混凝土构造水平施工流水段划分要按照建筑物形状拟定,尽量减少施工缝。当不可避免形成施工缝时,其位置不应随意留置,应按设计规定和施工技术方案事先拟定,留置部位应便于施工,满足构造安全规定。19.3.3重要大型施工设备选取组合构造工程施工所需要大型施工设备重要有:起重机械、施工升降机、混凝土输送泵等。起重机械选取塔式起重机选取首要考虑设备性能,如吊装能力、设备高度、附着高度等。当选用多台塔式起重机,宜采用动臂式塔式起重机,可以有效避免群塔作业降效问题。对于高层、超高层建筑,宜选用内爬升式塔式起重机,可以减少原则节占用量。不同施工流程选用起重机械形式见表19-3。钢-混凝土组合构造起重设备形式选取 表19-3施工流程类型起重机械类型A型钢-混凝土组合构造施工流程外附着式塔式起重机B型钢-混凝土组合构造施工流程内爬升式塔式起重机外附着式塔式起重机c型钢-混凝土组合构造施工流程内爬升式塔式起重机外附着式塔式起重机施工升降机选取选取施工升降机时要充分考虑建筑物高度、垂直运送量、施工升降机安装、附着和拆除以便性、经济性。对于超高层建筑,宜选用中高速施工电梯。当采用B、C型施工流程时,可以在核心筒内设立施工升條机或安装正式电梯作为临时施工人员运送机械,可以较好减少人工降效。选用正式电梯作施工升降机使用时,宜选用无机庚大荷载电梯,使用过程中应做好保护。混凝土输送泵选取混凝土输送泵选取重要考虑泵送高度、,泵送效率。超高层建筑用混凝土输送泵与混凝土强度级别也应匹配。19.3.4模板与支撑体系选取组合构造要尽量选取以便、简朴、效率高模板与支撑体系。竖向模板可选用爬模、提模等。水平模板尽量选用压型钢板作模板或悬挂式楼板等。为加快高层组合构造模板及支撑体系周转,水平模板系统宜选用独立支撑模板体系和快拆体系。19.4组合构造施工19.4.1普通规定19.4.1.1材料组合构造用钢材、钢筋、混凝土等材料与钢构造、混凝土构造用材料规定一致。钢筋可参照第14章钢筋工程,混凝土可参照第15章混凝土工程,钢材、焊接材料、紧固件可参照第17章钢构造工程。—般构造规定1.组合楼板构造规定(1)对抗剪件设立规定:抗剪件设立位置:在组合楼板端部(涉及简支板端部及持续板各跨端部)均应设立抗剪件。抗剪件应设立在端支座压型钢板凹肋处。穿透压型钢板,固定在钢梁翼缘上。国内常用抗剪件多为圆柱头栓钉(组合楼板栓钉直径规定见表19-4)。栓钉直径A见表19-4。组合楼板栓钉直径规定 表19-4板跨度(m)栓钉直径(mm)<313或163~616或19>619①当栓钉焊于钢梁受拉翼缘时,②当栓钉焊于无拉应力部位时,^<2.5i W为栓钉直径,Ζ为梁翼缘板厚度)。3)栓钉间距5见表19-5。组合楼板栓钉间距规定:普通应在压型钢板端部每一种凹肋处设立栓钉,栓钉间距应满足表19-5规定。栓钉间距规定 表19-5布置方向栓钉间距沿梁轴线方向布置^5^W为栓钉直径)垂直于轴线方向布置为栓钉直径)距钢梁翼缘边边距^35mm4)栓钉顶面保护层厚度及栓钉高度:栓钉顶面混凝土保护层厚度应不不大于15mm;栓钉焊后髙度应不不大于压型钢板总高度加30mm。压型钢板在钢梁上支承长度应不不大于50mm。对压型钢板厚度规定见表19-6。压型钢板厚度规定 表19-6压型钢板作用钢板净厚度(mm)用于组合楼板^0.75用于仅作模板>0.50组合楼板总厚度及压型钢板上混凝土厚度:组合楼板总厚度不应不大于90mm,压型钢板顶面以上混凝土厚度不应不大于50mm,且应符合楼板防火层厚度规定,以及电气线管等铺设规定。组合楼板混凝土内配筋规定:在下列状况之一时应配备钢筋:①为组合楼板提供储备承载力设立附加抗拉钢筋;②在持续组合楼板或悬臂组合楼板负弯矩区配备持续钢筋;③在集中荷载区段和孔洞周边配备分布钢筋;④为改进防火效果配备受拉钢筋;⑤在压型钢板上翼缘焊接横向钢筋时,横向钢筋应配备在剪跨区段内,其间距宜为150〜300mm。钢筋直径、配筋率及配筋长度:①持续组合楼板配筋长度:持续组合楼板中间支座负弯矩区上部钢筋,应伸过板反弯点,并应留出锚固长度和弯钩,下部纵向钢筋在支座处应持续配备;②持续组合楼板按简支板设计时抗裂钢筋:此时抗裂钢筋截面面积应不不大于相应混凝土截面最小配筋率0.2%;③抗裂钢筋@置长度从支承边沿算起不不大于//6 (/为板跨度),且应与不少于5根分布钢筋相交;④抗裂钢筋最小直径最大间距s=150mm,顺肋方向抗裂钢筋保护层厚度宜为20mm;⑤与抗裂钢筋垂直分布筋直径,不应不大于抗裂钢筋直径2/3,其间距不应不不大于抗裂钢筋间距1.5倍;⑥集中荷载作用部位配筋:在集中荷载作用部位应设立横向钢筋,其配筋率0.2%,其延伸宽度不应不大于板有效工作宽度。压型钢板及钢梁表面解决:压型钢板支承于钢梁上时,在其支承长度范畴内应涂防镑漆,但其厚度不适当超过50μΐη。压型钢板板肋与钢梁平行时,钢梁上翼缘表面不应涂防镑漆,以使钢梁表面与混凝土间有良好结合。压型钢板端部栓钉部位宜进行恰当除锌解决,以提高栓钉焊接质量。2.钢-混凝土组合梁构造规定普通规定当楼板采用压型钢板组合板时,压型钢板板肋顶面以上混凝土厚度不应小于50mmο当楼板采用普通混凝土楼板时,混凝土楼板厚度不应不大于100mm。组合梁截面总高度不适当超过钢梁截面高度2. 5倍;混凝土板托高度不适当超过翼缘板厚度Μ1.5倍;板托顶面不适当不大于1.5\2,且不适当不大于钢梁上翼缘宽度。组合梁边沿翼板构造应满足如下规定:有板托时,伸出长度不适当不大于无板托时,应同步满足伸出钢梁中心线不不大于150mm,伸出钢梁翼缘边不不大于50mm规定。抗剪件设立应符合如下规定:①栓钉连接件钉头下表面或槽钢连接件上翼缘下表面髙出翼缘板底部钢筋顶面不适当不大于30mm;②连接件外侧边沿与钢梁翼缘之间距离不应不大于20mm;当有板托时不应不大于50mm,且连接件底部边沿至板托顶部连线与钢梁顶面夹角不应不大于45%③连接件沿梁跨度方向最大间距不应不不大于混凝土翼板(涉及板托)厚度4倍,且不不不大于400mm;④连接件外侧边沿至混凝土翼板边沿间距离不应不大于100mm;⑤连接件顶面混凝土保护层厚度不应不大于15mm。钢梁顶面不得涂刷油漆,在浇筑(或安装)混凝土翼板前应清除铁锈、焊渣、冰层、积雪、泥土和其她杂物。(2)抗剪连接件构造规定栓钉连接件宜选用普通碳素钢,并应符合现行国标《圆柱头焊钉》(GB10433)规定,单个栓钉屈服强度不得不大于240N/mm2,其抗拉强度不得不大于400N/mm2。 、弯起钢筋连接件普通采用HPB300、HRB335及HRB400钢筋。槽钢连接件,普通为小型号槽钢,材质多采用Q235钢材。栓钉连接件构造规定:①当栓钉位置不正对钢梁腹板时,如钢梁上翼缘板承受拉力,则栓钉杆直径不应大于上翼缘板厚度1.5倍;如上翼缘板不承受拉力,则栓钉杆直径不应不不大于钢梁上翼缘板厚度2.5倍;②栓钉长度不应不大于其杆径4倍,钉头高度不不大于0.③栓钉沿梁轴线方向间距不应不大于杆径6倍,垂直于梁轴线方向间距不应小于杆径4倍;④用压型钢板做底模组合梁,栓钉直径不适当不大于19mm,以保证栓钉焊穿压型钢板;安装后栓钉应伸出压型钢板顶面35mm以上;混凝土凸肋高度不应不大于栓钉直径5倍;⑤栓钉焊缝平均直径应不不大于1. 25山焊缝平均高度应不不大于0.2山焊缝最小高度应不不大于0.15ci„槽钢连接件构造规定,如图19-4。①组合梁中槽钢连接件普通采用Q235轧制[8、[10、[12、[12.6等小型槽钢,连接件宽度不能超过钢梁翼缘宽度减去50mm;混凝土板 槽钢连接件,1.·Χ·.κ…\⑷槽钢连接件槽钢连接件图19-4组合梁槽钢连接件(α)组合梁纵剖面;(》横截面(无板托);(c)横截面(有板托)②布置槽钢连接件时,应使其翼缘肢尖方向与混凝土板中水平剪应力方向一致;③槽钢连接件仅在其下翼缘根部和趾部(垂直于钢梁方向)与钢梁焊接,角焊缝尺寸依照计算拟定,但不不大于5mm;平行于钢梁方向不需要施焊,以减少钢梁上翼缘焊接变形,节约焊接工料。6)弯起钢筋连接件构造规定,如图19-5。图19-5组合梁弯起钢筋连接件(α)组合梁纵剖面;(W梁横截面①弯起钢筋连接件普通采用直径不不大于12mmHPB300级钢筋或HRB335钢筋,弯起角度普通为45°;②连接件弯折方向应与板中纵向水平剪力方向一致,并宜在钢梁上成对布置;③每个弯起钢筋从弯起点算起总长度不不大于25A其中水平段长度不应不大于10山当采用ΜΡΒ300钢筋时端头设180°弯钩;④弯起钢筋沿梁轴线方向布置间距不应不大于混凝土板厚度(涉及板托)0. 7倍,且不不不大于板厚2倍;.⑤弯起连接件与钢梁连接双侧焊缝长度为4d (HPB300级钢筋)或M(HRB335级钢筋);⑥连接件顶面混凝土保护层厚度不应小¥ 15mm。栓钉外侧或槽钢连接件端头至钢梁上翼缘侧边距离不应不大于40mm,至混凝土板侧边距离不应不大于100mm。(3)板托构造规定板托顶部宽度与板托高度之比应当>1.5,且板托高度不不不大于1. 5倍混凝土板厚度,如图19-6所示。板边沿距连接件外侧距离不得不大于40mm,板外轮廓应自连接件根部算起45°-A\彡1.5/7c2(*)^\.5hc7图I9-6輝托构造示意图仰角之外。3)板托中横向钢筋下部水平段应当布置在距钢梁上翼缘50mm范畴内。与混凝土板同样,为了保证板托中连接件可靠工作并有充分抗掀起能力,连接件抗掀起端底面高出横向钢筋下部水平段水平距离e不得不大于30mm,横向钢筋间距规定与混凝土板中相似。^I2d3.型钢混凝土柱构造规定型钢混凝土保护层不适当小于120mm。型钢柱纵向受力钢筋宜采用HRB300级、HRB400级热轧钢筋,最小直径不不大于12mm,最小净距不不大于50mm。(*)19-7(a);(6)型钢混凝土柱顶层纵向钢筋锚固形式如图19-7所示。型钢混凝土柱箍筋型钢混凝土柱箍筋宜采用HPB300级、HRB335级热轧钢筋,应采用封闭式箍筋。箍筋加密区长度应取矩形截面长边尺寸(圆形界面直径)、层间柱净高1/6和500mm之间最大值。加密区(重点区)和非加密区(非重点区)柱箍筋可选取图19-8和图19-9所示形式制作。 id)⑷ Φ) (c)]-9-8(^)弯折135°6)c)_;id)螺旋箍筋AOd\0d(b)ip)图19-9非重点区柱箍筋形式(α)一端弯折90°,另一端弯折135°封闭箍;(》—端弯折90°,另一端弯折135°L形组合箍19.4.2型钢混凝土构造施工型钢混凝土梁施工1.型钢混凝土梁截面形式型钢混凝土梁依照型钢截面不同可分为实腹式型钢混凝土梁和空腹式型钢混凝土梁两种。实腹式普通为轧制或焊接工字钢和Η型钢,如图19-10所示。空腹式型钢截面分为桁架式和缀板式两种,桁架式普通由角钢焊成衍架,桁架之腹板可以采用钢缀板或圆钢(图19-11α),缀板式普通采用钢板将上下角钢连接成桁架(图19-116)。图19-10实腹式型钢混凝土梁截面形式示意图(b)图19-11空腹式型钢混凝土梁(α)桁架式;(》缀板式2.型钢混凝土梁构造规定型钢混凝土框架梁截面宽度不适当不大于300mm。实腹式:1)实腹式焊接工字钢腹板及翼缘板厚度宜遵守如下规定,如图19-12:iw^6mm且iw>/iw/100;if^6mm且G>/iw/40。-为腹板厚度;式中K-图19-12工字钢腹板及-为翼缘板厚度;-为腹板高度。型钢混凝土框架梁在支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,应在型钢腹板两侧对称设立支撑加劲肋。对于转换层大梁或托柱梁等重要承受竖向荷载梁,为增长混凝土和剪压区型钢上翼缘粘结剪切力,宜在型钢上翼缘、距梁端1.5倍梁高范畴内增设栓钉。(3)空腹式型钢:1)桁架式空腹型钢,圆钢直径^不适当不大于其长度S:1/40,腹杆间距S。应遵守如下规定:S0<40nS0^2a式中η——弦杆回转半径;a——上下弦杆间距离。缀板式空腹型钢上下弦杆间距离a—般不适当不不大于600mm,缀板宽度〜不宜不大于a/3。缀板净距S宜遵守如下规定:S<40n且S<1.5αι。型钢混凝土梁纵向钢筋:梁中纵向受拉钢筋不适当超过两排,其配筋率宜不不大于0.3%,直径宜取16〜25mm,净距不适当不大于30mm和1.bd(d为钢筋最大直径);梁上部和下部纵向钢筋伸入节点锚固构造应符合如下规定:框架中间层中间节点处,框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点;对一、二级抗震构造,梁下部纵向钢筋伸入中间节点锚固长度不应不大于匕,且伸过中心线不应不大于5山如图19-13(a)所示。梁内贯穿中柱每根纵向钢筋直径,对一、二级抗震结构,不适当不不大于柱在该方向截面尺寸1/20;对圆柱截面,不适当不不大于纵向钢筋所在位置截面弦长.1/20。框架中间层端节点处,当框架上部纵向钢筋用直线锚固方式锚入端节点时,其锚固长度除不应不大于4外,尚应伸过柱外边并向下弯折,弯折前水平投影长度不应小于0.41,弯折后竖向投影长度取15d,如图19-13(6)所示。梁下部纵向钢筋在中间层端节点中锚固办法与梁上部纵向钢筋相似,但应竖直向上弯入节点。框架顶层中间节点处,对一、二级抗震级别,贯穿顶层中间节点梁上部纵向钢筋直径,不适当不不大于柱在该方向截面尺寸1/25。梁下部纵向钢筋在顶层中间节点中锚固办法与梁下部纵向钢筋在中间层节点处锚固办法相似如图19-13(c)。型钢混凝土框架梁高度超过500mm时,梁两侧沿高度方向每隔200mm,应设置一根纵向腰筋,且腰筋与型钢间宜配备拉结钢筋。型钢混凝土悬臂梁自由端纵向钢筋应设专门锚固件。型钢混凝土梁自由端型钢翼缘上宜设立栓钉。型钢混凝土梁箍筋:型钢混凝土梁应沿全长设立箍筋,箍筋直径不应不大于8mm,最大间距不得超过300mm,同步箍筋间距也不应不不大于梁高1/2。框架梁重点区域和非重点区域箍筋形式如图19-14、图19-15。为便于施工现场管理,箍筋形式宜统一。^5d>5dλι⑷ (6) (c)\2d图19-13梁上下纵筋在节点区锚固(α)框架中间层中间节点;(6)框架中间层端节点;Μ框架顶层中间节点(9)型钢混凝土梁上开洞构造办法:实腹式钢梁上开洞时,宜采用圆形孔,其位置、大小和加强办法应符合下列规定:/i<400mm梁上不容许开洞;开洞位置宜设立在剪力较小截面附近,同步建议开洞设立在梁跨中4一2/1范畴内,如图19-16所示。当孔洞位置离支座1/4跨度以外时,圆形孔直径不适当不不大于0.4倍梁高,且不适当不不大于型钢截面高度0.7倍,如图19-17所示;当孔洞位于离支座1/4跨度以内时,圆形孔直径不适当不不大于0.3倍梁高,且不适当不不大于型钢截面高度0.5倍。同一根梁上设立各种孔洞时,各孔洞之间距离/应满足/>1.5(么+表)规定,如图19-18。当梁上开洞时,宜设立钢套管进行补强,套管壁厚度不适当不大于梁型钢腹板厚度,套管与型钢梁腹板连接角焊缝高度宜取0.7倍腹板厚度;或采用腹板孔周边两侧各焊上厚度稍不大于腹板厚度环形补强板,其环形板宽度应取75〜125mm;且孔边应设立构造箍筋和水平筋(图19-19)。3.型钢混凝土梁施工型钢混凝土梁施工流程构件加工、制作—构件进场、检查—构件配套—测量、放线—吊具准备—钢梁吊装—钢梁校正—钢梁焊接(紧固)—模板支设—钢筋绑扎—混凝土浇筑型钢混凝土梁施工技术要点 ,1)钢构件加工、构件检查、测量放线、钢梁吊装、校准等工艺参照第17章钢构造工程,模板支设、混凝土浇筑参照第15章混凝土工程,钢筋制作与绑扎参照第14章钢筋⑷Φ)焊接(c)机械连接ρ|R5ΐ—ΠΓ机械连接rIIIII1id) (e) (/)图19-14重点区域箍筋形式(«)弯折135°封闭箍筋;(》—端弯折135°,—端弯折90°封闭箍筋;Μ端部直钩和弯折135°U形筋组合箍筋;W)端部直钩和弯折180°U形筋组合箍筋;(rf焊接封闭箍筋;(/)机械连接封闭箍筋工程。当梁纵向受拉钢筋超过两排时,应分层浇筑,保证梁底混凝土密实。节点区域内钢筋较为密集时应采用如下办法:①在与型钢梁相连型钢柱内留设穿筋孔,梁纵向钢筋连接方式采用机械连接,下排钢筋贯通,不在节点处锚固。②采用高强度、大直径钢筋,减少钢筋根数。③在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部,预留排除空气孔洞和混凝土浇筑孔,如图19-20所示。节点解决实腹式型钢截面梁柱节点形式如图19-21。图19-22为十字形空腹式型钢柱与空腹式型钢梁节点形式,该节点便于混凝土填充。型钢混凝土梁柱节点钢筋布置示意如图19-23所示。惯用钢筋穿孔孔径见表19-7。(d) (e)图19-15非重点区域箍筋形式(α)弯折135°封闭箍筋;(6)—端弯折135°,—端弯折90°封闭箍筋;(c)弯折90°封闭箍筋;W)90°U形筋组合箍筋;Ο)在混凝土板内加U形箍筋图19-16型钢混凝土梁上开孔位置型钢混凝土柱、剪力墙施工1.型钢混凝土柱、剪力墙形式(1)型钢混凝土柱形式型钢混凝土柱内型钢截面形式可分为实腹式和格构式两大类。实腹式型钢可采用Η形轧制型钢和各种截面形式焊接型钢,常用截面形式有I0^Ο.4Λ;Φ^ο.ιΚοφ彡0.3ft;φ彡0.5haO图19-17实腹式型钢混凝土梁上开洞大小规定、(c)(c)图19-20混凝土不易充分填满部位1一混凝土不易充分填满部位;2—混凝土浇筑孔;3—柱内加劲肋板图19-18实腹型钢梁开各种孔规定h/2_m图19-19实腹式型钢梁开孔加强办法(h)(d)图19-21实腹式型钢节点U)水平加劲板式;(6)水平三角加劲板式;(c)垂直加劲板式;id)梁翼缘贯通式;(e)梁外隔板式;(/)内隔板式;(g)加劲环式;(Λ)贯通隔板式{b)图19-22空腹式型钢节点(α)空腹式型钢节点(一);ib)空腹式型钢节点(二)4f-m5d)氺50L50从梁端至钢牛腿端部以外2倍梁髙范畴内,应按钢筋混凝土梁端箍筋加密医规定配」置箍筋(柱中纵筋和箍筋未示出)钢筋混凝土梁与型钢混凝土柱连接构造图19-23型钢混凝土梁柱节点内钢筋布置形、Η形、箱形等,见图19-24。表19-7-惯用钢筋穿孔孔径表(mm)钢筋直径101214161820穿孔直径151820〜2220〜2422〜2625〜28钢筋直径222528323640穿孔直径26〜3030〜32364044,48⑷•1(c)图19-24实腹式型钢混凝土柱重要截面示意图格构式型钢构件普通是由角钢或槽钢加缀板或缀条连接而成钢術架。常用截面形式有箱形、十字形、T字形等,见图19-25。(«) (*) (c) (d) ⑷图19-25格构式型钢混凝土柱重要截面形式(2)型钢混凝土剪力墙形式型钢混凝土剪力墙常用形式有:两端配型钢、周边配型钢柱和梁(梁有型钢梁和钢筋混凝土梁两种)、墙板内配钢板(单层、双层两种)、墙板内配钢板支撑、墙板内配型钢支撑,见图19-26。[ii'::~~m!ItA-A图19-26型钢混凝土剪力墙重要截面形式2.型钢混凝土柱、剪力墙构造(1)型钢混凝土柱构造规定1)型钢混凝土框架柱中箍筋配备应符合国标《混凝土构造设计规范》(GB50010)规定;考虑地震作用组合型钢混凝土框架柱,柱端箍筋加密区构造要求应按表19-8规定采用。框架柱端箍筋加密区构造规定 表19-8抗震级别箍筋加密区长度箍筋最大间距箍筋最小直径一级取矩形截面长边尺寸(或圆形截面直径)、层间柱净高1/6和500mm三者中最大值取纵向钢筋直径6倍、100mm两者中较小值Φ10二级取纵向钢筋直径6倍、100_两者中较小值Φ8三级取纵向钢筋直径6倍、100_两者中较小值Φ8四级Φβ注:1.对二级抗震级别框架柱,当箍筋最小直径不不大于ίΐο时,其箍筋最大间距可取150_;2.剪跨比不不不大于2,框架柱、框支柱和一级抗震级别角柱应沿全长加密箍筋,箍筋间距均不应不不大于100_。2)框架柱内纵向钢筋净距不适当不大于60mm。(2)型钢混凝土剪力墙1)型钢混凝土剪力墙构造一、二、三级抗震设计时,在剪力墙底部高度为1.0倍墙截面高度塑性铰区域范畴内,水平钢筋应加密。二、三级抗震设计时,加密范畴内水平分布筋间距不不不大于150mm;一级抗震设计时,加密范畴内水平分布筋间距不不不大于100mm。2)剪力墙内钢筋锚固①无边框剪力墙腹板中水平钢筋应在型钢外绕过或与型钢焊接,如图19-27所示》②周边有型钢混凝土柱和梁现浇混凝土剪力墙,剪力墙水平钢筋应绕过或穿过周边柱型钢,且应满足钢筋锚固长度要⑷(b)图19-27无边框型钢混凝土剪力墙水平钢筋锚固(α)无边框型钢混凝土剪力墙水平钢筋锚固(一);(«无边框型钢混凝土剪力墙水平钢筋描固(二)求。图19-28为剪力墙水平钢筋在柱中锚固。图19-29为剪力墙竖向钢筋在边框梁内铺固。其中々表达搭接长度,4ε表达锚固长度。Κ?.>\0d⑷(b)图19-28剪力墙水平钢筋在型钢混凝土柱中锚固示意图W (6) (c) (rf) (e)图19-29剪力墙竖向钢筋在边框梁内锚固型钢混凝土柱、剪力墙施工工艺流程型钢柱与剪力墙施工流程构件加工、制作—构件进场、检查—构件配套—测量、放线—吊具准备—钢柱吊装—钢柱校正—钢柱焊接—型钢混凝土柱、墙钢筋绑扎—模板支设—混凝土浇筑型钢柱与剪力墙施工要点钢构件加工、制作、检查、测量放线、钢柱吊装、校正、焊接参照第17章钢构造工程,钢筋制作、绑扎参照第14章钢筋工程,模板参照第13章模板工程。型钢混凝土柱、墙模板支设当型钢混凝土柱、墙内型钢截面较大时,型钢会影响普通对拉螺栓贯通。对于型钢剪力墙和截面单边长度超过1200mm型钢混凝土柱,普通采用在型钢上焊接T形对拉螺栓方式固定模板。T形对拉螺栓形式如图19-30所7K。水平支撑型钢混凝土柱图19-30T形对拉螺栓示意图对于边长不大于1200mm型钢柱,普通采用槽钢固定模板,如图19-31所示。型钢和钢筋较密混凝土墙、柱,应在钢筋绑扎过程中留好浇筑点并在钢筋上做出标记,选用小棒振捣,保证不浮现漏振现象。,τ形对拉螺栓紧固,与型钢双面焊接W\与形钢双面焊接ΦT形对拉螺栓梁柱接头处要预留排气孔,保障混凝土浇筑质量,如图19-32所示。4.节点施工(1)型钢混凝土柱与混凝土柱连接当构造下部采用型钢混凝土柱,上部采用混凝土柱时,其间应设过渡层。过渡层全高范畴内应按照混凝土柱箍筋加密区规定配备箍筋。型钢混凝土柱内型钢应伸至过渡层顶部梁高范畴。如图19-33所示。水平支撑圍圍螺栓紧固图19-31采用槽钢固定模板形式示意图图19-32梁柱接头处预留孔洞位置1一柱内加劲肋板.;2—混凝土浇筑孔;3—箍筋通过孔;4一梁主筋通过孔;5—排气孔;6—柱腹板加劲肋U剖面柱型钢型钢混凝土柱图19-33型钢混凝土柱过渡层剪力连接件(栓钉)示意图且向下延伸至梁下部2倍柱型钢截面高度位置,见图19-34。构造过渡层至过渡层如下2倍柱型钢截面高度范畴内,应设立栓钉,栓钉水平及竖向间距不适当不不大于200mm,栓钉至型钢钢板边沿距离不适当不大于50mm,箍筋应沿柱全高加密。十字形柱与箱形柱连接处,十字形柱腹板宜伸入箱形柱内,其伸入长度不适当不大于柱型钢截面高度,且型钢柱对接接头不适当设立在过渡层范围内。(3)型钢混凝土柱变化截面型钢混凝土柱中型钢截面需要变化时,宜保持型钢截面高度不变,可变化翼缘板宽度、厚c-c度和腹板厚度。当需要变化柱截面时,截面高度AA-A-IB-B··++..(由型钢混凝土柱到钢柱过渡示意图图19-34I宜逐渐过渡;且在边界面上下端应设立加劲肋;当变截面段位于梁、柱接头时,变截面位置宜设置在两端距梁翼缘不不大于150mm位置处。型钢混凝土柱纵向受力钢筋排布形式型钢柱纵向受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级、HRB500热乳钢筋,最小直径不不大于12mm,最小净距不不大于50mm。柱纵向受力钢筋接头宜采用机械连接或焊接,且宜与型钢接头位置错开。接头面积不适当超过50%,相邻接头间距不得不大于500mm,接头最低点距柱端不适当不大于柱截面边长,且宜设立在楼板面以上700mm处。当型钢柱与钢梁或型钢梁相连时,纵向受力钢筋排布宜设立在柱角部(如图19-35所示),避开与柱相连型钢梁内型钢或钢梁翼缘板。必要时要增长构造钢筋或形成钢筋束(如图19-35、图19-36所示)。型钢混凝土梁与型钢混凝土柱连接节点节点处柱型钢与梁型钢正交时,梁型钢断开,焊接于柱型钢翼缘板上。为保证梁型钢内力传递流畅,需在柱型钢翼缘内部焊接水平加劲板(作法同钢构造)。型钢混凝土梁与型钢混凝土柱节点区域,要保持型钢柱箍筋闭合,需要在钢梁上预留箍筋穿筋孔,如图19-37所示。 图19-35型钢混凝土柱截面纵向钢筋排(2)型钢混凝土柱与钢柱连接当构造下部为型钢混凝土柱,上部为钢柱时,应设立过渡层。过渡层应满足如下规定:下部型钢混凝土柱应向上延伸一层作为过渡层,过渡层中型钢截面应按照上部钢结构设计规定截面配备,且向下延伸至梁下部2倍柱型钢截面高度位置,见图19-34。构造过渡层至过渡层如下2倍柱型钢截面高jH-j_度范畴内,应设立栓钉,栓钉水平及竖向间距I'CJ不适当不不大于200mm,栓钉至型钢钢板边沿距离不适当B过渡层B型钢混凝土柱图19-36型钢混凝土柱内角部纵向钢筋配备形式短牛腿图19-37梁柱节点示意图(6)型钢混凝土柱与混凝土梁连接型钢混凝土柱与混凝土梁相连接时,普通采用在型钢上留置穿筋孔、在型钢上设置钢筋连接板或短牛腿(图19-37)或在型钢上焊接直螺纹套筒(钢筋连接器)。钢筋穿过型钢时,要尽量避开翼缘板,在腹板上留置穿筋孔,腹板截面损失率不宜不不大于25%,见图19-38。当必要在翼缘板上穿孔时,应对承载力进行验算,验算截面按照最小截面进行。穿型钢腹板钢筋Θθ~653LIm(Ν094-1丄十-丄"»7v<NmCSsOn>c-柱中型钢B—B图19-38型钢腹权穿孔构造注:在节点区两个方向梁纵向钢筋,穿过型钢腹板时有上下错位。图中表达是钢筋上下错位穿孔关系,为了便于理解,示意性地标注了某些尺寸。实际工程中应依照详细状况拟定有关尺寸并放样。3)当钢筋穿孔导致型钢截面损失而不能满足承载力规定期,可采用型钢截面局部加厚对型钢进行补强,加厚板件与型钢构件应有可靠连接,见图19-39。型钢局部加厚时,影响混凝土浇筑。要避免型钢刚度突变过大,同步要保证不形成空腔,\型钢翼缘板或腹板=Α·Ιν,'-二'-JI(§\(§)>ννΡ^ΓΝ1—1矣··::二3J厂⑥Λ«ο©©\型钢翼缘板或腹板-v-2—2\型钢翼‘板或腹板图19-39型钢翼缘板、腹板穿孔补强板构造注:1.图中角焊缝焊脚尺寸如(mm)不应不大于1.5VF,t(mm)为较厚焊件厚度,且不适当不不大于较薄焊件厚度1.2倍。补强板尺寸建议值:i=/if+2〜4mm;■且>20mmfv,且和20mm较小值;ir>0_且<0.7ί(。nXm穿孔补强板尺寸构造规定可类推得到。在型钢上设立钢筋连接板或短牛腿后,梁纵向受力钢筋与连接板或短牛腿进行焊接,焊接长度不不大于双面(d为钢筋直径)。可焊接套简钢筋■在型钢上焊接直螺纹套筒后,梁纵向钢筋与直螺纹套筒连接。直螺纹套筒与型钢焊接宜在加工场进行焊接,焊接顺序如图19-40所示。型钢柱之间梁纵向钢筋可以采用可焊接套筒 钢筋型钢柱型钢柱环节一:准备焊接环节二:钢筋拧入可焊接套简内可焊接套简钢筋型钢柱环节三:点焊定位wwwv 1y焊接套筒_川』叫川I■-钢~n:-—■环节五:将钢筋拧出钢筋mrmhwrni可焊接套筒钢筋环节四:沿道套简倒角施焊一甸图19-40可焊直螺纹套筒与型钢焊接顺序示意图搭接、焊接或分体式直螺纹(分体式直螺纹套筒如图19-41所示)等方式进行连接。采用分体式直螺纹套筒和可焊接直螺纹套筒与型钢连接如图19-42所示。图19-41分体式直螺纹套筒示意图1一锁套;2—半圆形套筒;3—钢筋型钢柱 型钢柱图19-42分体式直螺纹套筒连接示意图(7)剪力墙水平筋与型钢柱连接剪力墙水平筋在柱内锚固长度不应不大于设计规定锚固长度。当与钢柱相遇时,可以进行机械锚固,机械锚固长度为0.7/ε(Ze为锚固长度)。机械锚固作法有两种:一是在钢筋锚固段焊接长W为钢筋直径)与锚固钢筋同直径短钢筋;二是在钢筋锚固端焊接厚度为10mm,面积不不大于100mmX100mm,且不不大于10倍钢筋截面积钢板。19.4.3钢-混凝土组合梁施工钢-混凝土组合梁特点与应用钢-混凝土组合梁特点构造受力合理,提高了构造梁稳定性。抗震性能好,抗疲劳强度高,并提高了抗冲击系数。施工以便,加快施工进度。耐火性能差,需要涂装防火涂料。钢-混凝土组合梁应用组合梁最初期开始用于基本设施建设领域,日后不久发展到用于房屋建筑。当前广泛应用于高层及超高层_屋建筑及工业建筑、桥梁、机场、车站、工业厂房以及构造加固与修复。钢-混凝土组合梁构成、节点形式1.钢-混凝土组合梁构成钢-混凝土组合梁截面由混凝土翼缘板(楼板)或板托、钢梁以及抗剪连接件等构件构成,如图19-43。⑴混凝土翼缘板混凝土翼缘板形式共有四种:现浇钢筋混凝土翼缘板,分为有板托和无板托两种,如图19-44所示。预制钢筋混凝土翼缘板如图19-45所示。压型钢板翼缘板,如图19-46所示。预应力混凝土楼板。 '(2)板托板托,如图19-44(a)所示。图19-43钢-混凝土组合梁构成混凝土翼缘板混凝土翼缘板抗剪连接件钢梁(*)图19-44现浇混凝土翼缘板组合梁截面(a)有托板式;(6)无托板式现浇混凝土现浇混凝土压型钢板后浇混凝土板钢筋混凝土板压型钢板主梁<>剪力连接件>剪力连接件抗剪连接件次梁-主梁钢梁图19-45预制翼缘板组合梁截面图19-46压型钢板组合梁截面(α)压型钢板主肋平行主梁;(6)压型钢板主肋垂直主梁(3)钢梁钢梁形式共有四种。钢-混凝土组合梁中钢梁,其截面形式如图19-47所示工字钢梁;□=1箱形钢梁;(a)(b)(c)id)1t?ifiiiWΌΟ](/)(g)图19-47组合梁中钢梁截面形式(a)小型工字梁;(》加焊不对称工字梁;(c)焊接不对称工字梁;W)带混凝土板托组合梁;(e)箱形钢梁;(/)轻钢桁架及普钢桁架梁;(g)蜂窝梁轻钢桁架及普通钢桁架梁;蜂窝式梁。(4)抗剪连接件弯筋、T形钢连接件等,如图普通实际工程中惯用抗剪连接件重要有栓钉、槽钢、19-48所示。图19-48抗剪连接件形式U)栓钉连接件;(》槽钢连接件;(c)方钢连接件;W)T形钢连接件;(e)弯筋连接件2.钢-混凝土组合梁节点形式钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土墙(柱)连接节点组合梁垂直于钢筋混凝土墙(柱)连接,普通为铰接节点。铰接连接时,可在钢筋混凝土墙中设立预埋件,预埋件上焊连接板,连接板与组合梁中钢梁腹板用高强螺栓连接,如图19-49所示。也可在预埋件上焊支承钢梁钢牛腿来连接钢梁。钢-混凝土组合梁与型钢混凝土墙(柱)连接节点当组合梁中钢梁与型钢混凝土墙(柱)连接时,连接节点形式有三种:焊接、螺栓连接、栓焊连接。钢-混凝土组合梁与钢柱或钢管柱连接节点Λ1—1图19-49预埋件铰接节点钢-混凝土组合梁和钢柱连接节点分为焊接、螺栓连接、栓焊连接三种形式,其构造规定与组合梁与型钢混凝土墙(柱)节点形式相似。主次梁连接节点对于组合构造主梁和次梁连接,普通通过在主梁上设立连接板,采用高强螺栓进行连接。图19-50为组合梁主次梁连接节点。<Γ焊接SS——1(c)图19-50组合梁主次梁连接节点(a)持续次梁与主梁平接;(W简支次梁平接;(c)持续次梁与主梁上下叠接19.4.3.3钢-混凝土组合梁施工工艺钢-混凝土组合梁施工必要遵循现行《钢构造工程施工质量验收规范》(GB50205)及《混凝土构造工程施工质量验收规范》(GB50204)等规范以及关于行业技术规程规定,并应符合国家及行业关于安全技术规程有关规定和规定。施工办法钢-混凝土组合梁常用施工办法重要有梁下不设立暂时支撑和梁下设立暂时支撑.两种。混凝土自重不大压型钢板组合楼板(盖)构造普通采用不设立暂时支撑办法进行施工。对于混凝土自重较大组合梁或者对变形规定较高组合梁,需要在梁下设立支撑。工艺流程施工准备—号料、下料—腹板及翼缘拼接—组装型钢梁—钢梁焊接—变形矫正及加劲肋焊接—连接件焊接—钢梁吊装与现场焊接—暂时支撑—清除钢梁污物—混凝土板翼缘板施工—组合钢梁涂料施工3.施工技术要点施工准备工作按规定做好技术准备和劳动力、材料、机械、作业条件准备。放样、号料、下料放样放样前要熟悉施工图纸,并逐个核对图纸之间尺寸和互有关系。对数量较大或重要构件要以1:1比例放出实样,制成样板作为下料、成型、边沿加工和成孔根据。放样时,要边沿加工工件应考虑加工预留量,焊接构件要按规范规定放出焊接受缩量。号料以样板为根据,在原材料上划出实际图形,并打上加工记号。下料切割下料时,依照钢材截面形状、厚度以及切割边沿质量规定不同可以采用机械切割法、气割法或等离子切割法。腹板及翼缘拼接拼接处普通应设坡口,当采用较薄钢板时(如板厚为8mm)可不设坡口。组装型钢梁组装前,必要将钢板表面及沿焊缝30〜50mm范畴内铁锈、毛刺和油污清除干净。工字型钢梁组装可用专门固定胎具。钢梁焊接钢梁跨度较大时,宜将梁置于暂时三脚架上(三脚架间距1.5〜2m左右)施焊。对于上窄、下宽工字形钢梁应按先下后上焊接顺序。矫正变形及加劲肋焊接从梁中分别向梁端施焊加劲肋,用千斤顶、卡具及火焰修正梁腹板起鼓及上、下翼缘旁弯,将梁立正。抗剪连接件焊接组合梁抗剪连接件应依照采用组合梁混凝土翼缘板类型及详细设计和施工规定拟定。当组合梁采用弯起钢筋、槽钢等做连接件(圆柱头焊钉除外)时,施焊时要采用分层次(分两遍焊)、交错施焊办法,减少焊接变形。如果钢梁在地面上施工时,可使梁中部垫起使其呈T形悬臂状再进行焊接。梁两侧仍用三脚架保证垂直位置,再分层次、交错施焊连接件。当组合梁采用焊钉做连接件时,施焊前应在母材表面按焊钉焊接精确位置放线,然后清除母材锈、油、油漆等污物。焊钉端头和圆柱头部不得有锈蚀或污物,严重锈蚀不得使用。受潮瓷环烘干后方可使用。当室外气温在0°C如下,降雨、雪或工件上残留水分时不得施焊。焊钉焊接质量应符合《钢构造施工质量验收规范50205)。焊钉焊接质量检査焊钉焊接质量检査分为外观检查和破坏实验两种办法。焊钉破坏实验涉及弯曲、拉伸及剪切实验。①外观检査应满足如下三项规定:焊钉底部焊脚应完整、密实并均匀分布;焊接后焊钉长度对的,其长度公差在±2mm以内;焊钉应垂直于钢梁母材。②破坏实验α.弯曲检查:可用锤击使其从本来轴线弯曲30°,或采用特制导管将焊钉弯成30°,若焊钉焊缝完好,方为合格。6.重复弯曲实验:应在专门双控拉压装置上进行,直到焊钉重复弯曲30°断裂为止,焊缝处不发生裂缝,方为合格。拉伸实验:应在拉力机上进行实验,焊钉断裂应在焊接区之外,并应保证屈服抗拉强度、延伸率符合国家关于原则。剪切实验:用以检查焊缝抗剪强度。(8)组合钢梁安装与焊接钢梁吊装①吊装前准备工程钢梁吊装前应对钢梁进行验收,复核构件尺寸。②钢梁吊装钢梁安装顺序为先主梁后次梁原则,即先安装柱与柱、柱与墙之间框架梁,后安装梁与梁之间次梁。钢梁重量较轻时吊装普通可以运用专用扁担,采用捆绑法二点起吊。钢梁较重时,为避免钢丝绳磨损严重,普通采用设立吊耳进行吊装。起吊时应当保持钢梁处在基本平衡状态,以以便与墙(柱)预埋件或钢牛腿组对。③钢梁就位及暂时固定钢梁吊装到位后,用安装螺栓固定。安装螺栓数量应计算拟定,但不少于安装孔总数1/3。钢梁校正与固定钢梁校正重要涉及调节主次梁高低差和钢梁错边。组合钢梁高低差超标和钢梁错边,使用千斤顶进行校正。钢梁固定钢梁校正完毕后,先进行高强螺栓连接,然后进行焊接。钢梁两端焊接不可同步进行。 '①高强螺栓安装检査高强螺栓检査采用小锤敲击法逐个检査。高强度大六角螺栓除用“小锤敲击法”逐个检查外,还应进行扭矩检査,扭矩检査采用“松扣、回扣法”。扭矩检査应在终拧lh后进行,终拧后24h之内完毕。②焊缝质量检査焊缝检査涉及焊缝外观质量检査和内部缺陷检査。焊缝外部质量检査内容涉及:焊缝尺寸、咬边、表面气孔、表面裂纹、表面凹坑、引熄弧部位解决、未熔合、引熄弧板解决、焊工钢印等,普通采用肉眼观测办法进行。内部缺陷检查内容涉及:焊缝内与否存在气孔、未焊透、夹渣、裂纹等缺陷。内部缺陷检查方式有:超声波探伤、磁粉探伤和X光探伤等办法。普通采用超声波探伤方式对焊缝进行内部缺陷检查。对碳素构造钢内部缺陷检查可在焊缝冷却到环境温度时检测;对低合金高强度构造钢内部缺陷检查应在完毕环境24h后进行检测。设立暂时支撑当依照设计规定,钢一混凝土组合梁需要设立暂时支撑时,应在钢梁安装完毕后,按照设计图纸规定设立暂时支撑,直到翼缘板混凝土强度级别达到设计规定期,方可拆除临时支撑。清理基层钢梁顶面不得涂刷油漆,在浇筑混凝土板之前应清除铁锈、焊渣、冰层、积雪、泥土及其她杂物。钢-混凝土组合梁翼缘板施工钢-混凝土组合梁翼缘板,可采用预制翼缘板、预应力混凝土翼缘板、压型钢板组合楼板和现浇混凝土翼缘板。钢-混凝土组合梁翼缘板要严格遵守施工方案和操作规程进行。组合钢梁涂料施工外露钢梁防腐涂装工程应在组合钢梁工厂组装或现场安装并质量验收合格后进行。钢梁防火涂料涂装应在安装工程检查批和构件表面除锈及防腐底漆涂装检查批质量验收合格后进行。19.4.4钢管混凝土柱施工钢管混凝土构造规定钢管外径不适当不大于100mm,壁厚不不大于4mm。钢管混凝土用混凝土强度级别不不大于C30。钢管混凝土用混凝土宜选用微膨胀混凝土,收缩率不不不大于万分之二。钢管钢材强度级别、钢管厚度和混凝土强度级别之间相应关系见表19-9。钢管混凝土钢材及混凝土指标 表19-9钢材混凝土钢材种类管壁厚度钢材屈服强度强度设计值合用混凝土(mm)/y(MPa)/(MPa)强度级别<16235215Q23516〜4040〜60225215205200C30〜C5060〜100205190<16,.34531516〜25325300Q345(16Mn钢)25〜36315290C40〜C6036〜6029527060〜100275250钢材混凝土管壁厚度钢材屈服强度强度设计值合用混癡土(mm)fy(MPa)/(MPa)强度级别<1639035016〜25375335Q390(15MnV钢)25〜36355320.C50〜C8036〜6029527060〜100275250钢管柱制作及组装(1)按设计施工图规定由工厂提供钢管应有出场合格证。由施工单位自行卷制钢管,其钢板必要平直,不得使用表面镑蚀或受过冲击钢板,并应有出厂证明书或实验报钢管制作尺寸容许偏差、质量原则及检查办法应符合表19-10表19-11钢管构件外形尺寸容许偏差mm) 表19-10项目容许偏差(mm)检查办法图例直径d士d/500士5.0钢尺检查A!i!m丨Γ:1i11构件长度/+3.0管口圆度d/500,且不应不不大于5.0Θ管面对管轴垂直度d/500f且不应不不大于3.0用焊缝量规检查弯曲矢髙//1500,且不应不不大于5.0用拉线、吊线和钢尺检查.「..t.]对口错边"10,且不应不不大于3.0用拉线和钢尺检查N-rrN—i钢管柱质量原则和检查办法 表19-11序号检查项目类别质量原则检查办法及器具合格优良1管材品种、规格和质量一类必要符合设计规定和关于现行标淮检査出厂证件和实验报告序号检查项目类别质量原则检查办法及器具合格优良2钢管表面质量一类无裂纹、结疤、分层、凹坑、较重划伤(>0.5mm),无片状老锈观测检查3纵向弯曲三类<//1000,且<l0mm拉线和尺量检查4钢管椭圆度(图19-52α)三类舍<3/1000尺量检查5端头倾斜度(图19-526)三类■^■<//1500,且<0.3mm直角尺、水平尺检查6牛腿及环梁顶面位置偏差三类^2mm尺量检査7牛腿及环梁顶板面翘曲三类^2mm水平尺和塞尺检查8每节柱长度偏差三类^3mm尺量检查注:Δ为尺寸偏差值,见图19-51。图19-51尺寸偏差Δ测量示意图(α)钢管椭圆度;(6)端头倾斜度(2)卷管方向应与钢板压延方向一致。卷制钢管前,应依照规定将板端开好坡口。钢管坡口端应与管轴线严格垂直。卷管过程中,应注意保证管端平面与管轴线垂直,依照不同板厚,焊接坡口应符合表19-12规定。采用螺旋焊缝接管时,拼接亦应按表19-12规定预先开好坡口。焊缝坡口容许偏差 表19-12坡口名称焊接办法厚度δ(mm)钝边a(mm)垫板厚度b(mm)内侧间隙c(mm)外侧间隙d(mm)坡口高度e(mm)坡口半径R(mm)坡口角度a(°)坡口形式附注齐边I形自动焊<140+21..」1....|或rηV形手工焊6〜810〜261士12士11士12士170士560士5坡口自动焊16〜227士10士160士5续表板度6抓垫厚侧隙内间外侧坡口坡口间隙髙度半径deR(mm)(mm)(mm)口度坡角厚度(mm)钝边a(mm)坡口名称接法焊方坡口形式附注(mm)2士12士17士1.5±1<30自动焊U形坡口2±113士16.5士1>302±10±190±5>2513±13±16.5±1大管径注:1.垫板材质与钢管材质可不相似,宜采用Q235或Q345;2.焊工可进人大管径钢管内壁进行旋焊。当釆用滚床卷管及手工焊接时,宜采用直流电焊机进行反接焊接施工。焊缝质量应满足《钢构造工程施工质量验收规范 50205)二级质量原则规定。为了保证钢管内壁与核心混凝土紧密粘结,钢管内不得有油溃等污物。钢管柱制作质量检查合格后,应对管柱进行除锈和喷刷油漆。油漆遍数和厚度均应符合设计规定。如设计无规定期,宜涂装4〜5遍。管柱在安装潮流有零部件需进行焊接处不油漆,待现场焊接完毕后再补刷防腐漆。钢管混凝土节点形式钢管混凝土柱节点种类依照钢管柱与各种构件连接可分为钢管柱与钢梁连接、钢管柱与混凝土梁连接、钢管柱之间连接,依照节点受力性能不同,又可分为刚接节点、较接节点和半刚接节点。钢管柱与钢梁连接节点刚性连接构造见图19-52。铰接构造见图19-53。钢管柱与混凝土梁连接节点剪力传递构造见图19-54。弯矩传递构造:对于预制混凝土梁,和钢梁相似,也可采用钢加强环与钢梁上下翼板或与混凝土梁纵筋焊接构造形式来实现。混凝土梁端与钢管之间空隙用高一级细石混凝土填实(图19-55)。对于有抗震规定框架构造,在梁上下沿均需设立加强环。钢管混凝土柱双梁图19-55传递弯矩梁柱连接(预制混凝土梁与钢管柱)箍筋1—1图19-56双梁节点示意图钢管混凝土柱图19-52钢梁与圆钢管混凝土柱刚性连接i钢管混凝土柱图19-53外加强环板式梁柱铰接连接混凝土梁 混凝土梁钢管柱2-2图19-54混凝土梁与钢管柱传递剪力连接节点对于现浇混凝土梁,可采用持续双梁或将梁端局部加宽(图19-56),使纵向钢筋连续绕过钢管构造形式来实现。梁端加宽斜度不不大于1/6。在开始加宽处须增设附加箍将纵向钢筋包住。(3)连接钢管柱钢管接长时,可采用对接焊缝连接、法兰连接和缀板连接,如图19-57所示。对接焊缝连接适合壁厚达于10mm各种直径钢管连接,对于壁厚不大于10mm钢管宜选用缀板连接或法兰连接。⑷ (*) W图19-57钢管柱钢管连接形式示意图钢管混凝土柱施工流程钢管混凝土柱施工流程测量放线—钢管柱吊装—暂时固定—钢管柱校正—钢管柱焊接—钢管混凝土浇筑钢管柱吊装钢管柱吊装准备吊装前所有构件必要验收合格;钢管柱吊装前一方面检査轴线标示和标高线与否清晰、精确;钢管柱吊装前将柱口处采用防雨办法,安装好爬梯。钢管柱吊装钢柱吊装采用一点吊装,吊耳采用柱上端连接板上吊装孔。起吊时钢柱根部要垫实。钢管柱就位、固定钢管柱吊装就位后,将上柱柱底四周中心线与下柱柱顶中心线对位,通过上下柱头上暂时耳板和连接板,用安装螺栓进行暂时固定,充分紧固后才干上柱顶摘钩。钢管柱焊接完毕后方可割除耳板。(4)钢管柱校正钢管柱校正包括钢管柱标高校正、钢管柱轴线校正、钢管柱垂直度校正。钢管柱安装精度要符合表19-13和表19-14规定。钢管柱吊装容许偏差 表19-13序号检查项目容许偏差1立柱中心线和基本中心线d=5mm2立柱顶面标高和设计标髙+0,一20mm3立柱顶面不平度士5mm4各立柱不垂直度不不不大于长度1/1000,且不不不大于15mm5各柱之间距离不不不大于间距1/10006各立柱上下两平面相应对角线差不不不大于长度1/1000,且不不不大于20mm多层及高层钢构造主体构造总高度容许偏差(mm) 表19-14项目容许偏差图例用相对标髙控制安装±2(4+厶+Λν)t用设计标高控制安装Η/1000»且不应不不大于30.◦—Η/1000*且不应不大于一30.0钢管柱吊装就位后,应及时进行校正,并采用暂时固定办法以保证构件稳定性。D标高校正:上下柱对正就位后,用连接板及高强螺栓上节柱柱根与下节柱柱头连接,螺栓暂不拧紧;量取下节柱柱顶标高线至上节柱柱底标高线之间距离为400mm(实际须考虑焊接受缩余量进行调节),且至少三个面控制;通过吊钩升降及撬棍拨动,间距满足后恰当拧紧高强螺栓,同步在上下柱连接耳板间打入铁楔,标高调节结束。扭转校正:依照需要在上下柱连接耳板不同侧面相应放置垫板,然后加快连接板,即可消除钢柱扭转偏差。垂直度校正:在钢柱倾斜词侧锤击铁楔或顶升千斤顶,即可以便校正钢柱垂直度至合格。钢柱垂直度校正可采用无缆风绳校正方法。无缆风绳校正法示意见图19-58。3.钢管柱焊接钢管柱焊接应由两名焊工在相对称位置以相等速度同步施焊。以逆时针方向在距柱角50mm处起焊。焊完一层后,第二层以及后来各层均在离前一层起焊点30〜50mm处起焊。每焊一遍应认真清査焊渣。4.混凝土浇筑钢管混凝土浇筑办法可采用泵送顶升浇筑法、振捣浇筑法、高位抛落无振捣法。泵送顶升浇筑法是指运用混凝土输送泵将混凝土从钢管柱下部预留进料孔持续不断地自下而上顶入钢管柱内,通过泵送压力使得混凝土密实。在钢管接近地面恰当位置安装一种带止回阀进料短钢管,直接与混凝土输送管相连,将混凝土持续不断地自下而上灌入钢管,无需振捣。如图19-59所示。栗送顶升浇筑法施工要点:当钢管直径不大于350mm或选用半熔透直缝焊接钢管时不适当采用泵送顶升法。为了防止混凝土回流,在短钢管与输送泵之间安装止回阀。插入钢管柱内短钢管直径与混凝土输送泵管直径相似,壁厚不不大于5mm,内端向上彳现斜45°,与钢管柱密封焊接。钢管柱顶部要设溢流孔或排气孔,孔径不不大于混凝土输送泵管直径。混凝土强度达到设计强度50%后,割除钢短管,补焊封堵板。浇筑孔和溢流孔应在加工场内开设,不得后开。振揭浇筑法是将混凝土自钢管上口灌入,用振捣器捣实。管径不不大于350mm时,采用内部振捣器,每次振捣时间不少于30s。当管径不大于350mm时,可采用附着在钢管上外部振捣器进行振捣,振捣时间不不大于lmin。一次灌溉高度不适当不不大于2m。高位抛落无振捣法是钢管内混凝土浇筑在拼接完一段或几段钢管柱后,运用混凝土自身流动性,通过浇筑过程中从高空下落时动能,使混凝土布满钢管柱,达到密实目。采用高位抛落无振捣法浇筑混凝土应注意如下几点规定:抛落高度限于4m及以上;不大于4m高度,抛落动能难以保证混凝土密实,需要振揭;合用大管径钢管内混凝土浇筑,管径不不大于350mm;次抛落混凝土量宜在不少于0.5m3,用料斗装填,料斗下口尺寸应比钢管内径小100〜200_,以便混凝土下落时,管内空气可以排除;钢管内混凝土浇筑工作,宜持续进行,必要间歇时,间歇时间不应超过混凝土初凝时间;每次浇筑混凝土前(涉及施工缝)应先浇筑一层厚度为5〜10cm与混凝土级别相似水泥砂衆,以免自由下落混凝土产生离析现象。.钢管混凝土柱施工技术要点钢管柱变截面连接方式不同壁厚钢管连接方式见图19-60。不同直径钢管构造见图19-61。钢管柱混凝土密实度控制vs内壁'外壁外壁内壁内衬管/不同壁厚钢管工厂焊接构造(一)内衬管/有厚度差/内衬管彡4.不同壁厚钢管工厂焊接构造(三)不同壁厚钢管工厂焊接构造(二)图19-60不同壁厚钢管焊接构造钢管柱混凝土配合比工厂焊缝开孔隔板上柱圆钢管/ 锥形管钢管柱混凝土配比设计考虑为了避免混凝土与钢管柱产生“剥离”现象,钢管柱混凝土内掺适量减水剂、微膨胀剂,掺量通过现场实验拟定。除满足强度指标外,尚应注意混凝土坍落度不不大于150mm,水灰比不不不大于0.45,粗骨料粒径可采用5〜30_。对于立式手工浇筑法,粗骨料粒径可采用10〜40mm,水灰比不不不大于0.4。当有穿心部件时,粗骨料粒径宜减小为5〜20mm,對落度宜不不大于150mm。为满足上述與落度规定,应掺适量减水剂。成1:6工厂焊缝开孔隔板钢管柱浇筑下柱圆钢管钢管内混凝土浇筑工作,宜持续进行。必要间歇时,间歇时间不应超过混凝土初凝时间。需留施工缝时,应将管封闭,防止水油和异物等落入。图19-61不同直径钢管焊接构造每次饶筑混凝土前(涉及施工缝)应先浇筑一层厚度为50〜100mm与混凝土相似配合比水泥砂浆,以免自由下落混凝土产生离析现象。梁与钢管柱节点施工钢梁与钢管柱节点施工钢梁与钢管柱节点连接可采用焊接、螺栓连接和栓焊连接。采用栓焊连接时,要先进行螺栓连接,后进行焊接。混凝土梁与钢管柱节点施工混凝土梁与钢管柱连接可来用环梁和双梁两种形式。混凝土梁与钢管柱连接施工:施工流程拟定抗剪环箍标高—抗剪环制作—吊装钢管柱并浇筑混凝土—在地面制作环梁钢筋制作梁板模板同步制作环梁底模板—吊装环梁钢筋笼—绑扎框架梁钢筋—支设环梁侧模—与梁板同步浇筑环梁混凝土抗剪环箍制作抗剪环箍应在工厂内完毕。环梁钢筋放大样及制作环梁钢筋制作前应放大样。制作时要严格控制钢筋尺寸和弧度。环梁钢筋与框架梁钢筋绑扎环梁处底模支设完毕后即可进行钢筋绑扎。钢筋绑扎顺序为先进行环梁钢筋绑扎再进行框架梁钢筋绑扎。环梁侧模支设及混凝土浇筑环梁侧模宜制作定型模板进行施工。模板拼装时应注意接缝严密,表面弧度光滑流畅。混凝土浇筑时,振捣手要熟悉环梁构造。振捣时严格按操作规程进行振捣,保证混凝土密实。钢管开洞普通规定钢管混凝土钢管不适当进行开洞。必要在钢管上开洞时,要征得构造设计单位批准。开洞解决钢筋穿过钢管时应尽量避免,当必要在钢管上穿孔时,应对钢管进行加固补强。最常见办法是局部加厚。采用局部加厚办法时要注意钢管刚度不适当突变过大,不影响混凝土浇筑。19.4.4.8密实度检测1·人工敲击法钢管混凝土浇筑完毕后,可以用人工敲击法检查浇注质量。用工具敲击钢管不同部位,通过声音辨别管内混凝土密实度。人工敲击法是对钢管混凝土密实度初步检测,如发既有异常状况,则应用超声检测法检测。超声检测法超声检测法是指运用超声波检测仪对混凝土进行检测,依照超声波波形判断管内混凝土密实性、均勻性和局部缺陷等。钻芯取样法钻芯取样法是指用钻芯取样机对混凝土浇筑质量疑似部位进行环切取样,这种办法最能真实反映钢管柱内混凝土浇筑状况。但是对于主体构造是一种破坏,因此采用这种办法应当慎重,取样后,取样部位应采用封堵、补焊等加强办法。19.4.5压型钢板与混凝土组合楼板压型钢板与混凝土组合板:在带有凹凸肋和槽纹压型钢板上浇筑混凝土而制成组合板,依托凹凸肋和槽纹使混凝土与钢板紧密地结合在一起,是建筑工程中惯用楼板形式。依照压型钢板与否与喝凝土共同工作可分为组合楼板和非组合楼板。压型钢板上可焊接附加钢筋或栓钉,以保证钢板与混凝土紧密结合,形成一种整体,见图19-62。组合楼板中采用压型钢板形式有开口型板、缩口型板、闭口型板,见图19-63。19-63ω缩口板;(b)闭口板;(c)光面开口板;(d)带压痕开口板压型钢板与钢筋混凝土组合楼板构造压型钢板材质应符合现行国标《碳素构造钢》GB/T 700)以及《低合金高强度构造钢》(GB/T1591)规定。压型钢板应采用热镀锌钢板,镀锌钢板分为合金化镀锌薄钢板和镀锌薄钢板两种,分别应符合国标《持续热镀锌薄钢和钢带》(GBJ2518)规定。压型钢板双面镀镑层总含量应满足在有效期间不致锈蚀规定,建议采用120275g/m当为非组合板时,镀锌层含量可采用较低值;当为组合板时,镀锌层含量不适当不大于150g/m2;当为组合板且使用环境条件恶劣时,镀锌层含量应采用上限值或更高值。基板厚度为0.52.0mm压型钢板板型要符合《建筑用压型钢板》(GB/T 12755)。组合楼板用压型钢板净厚度不应不大于0. 75_(不涉及镀层),非组合楼板用压型钢板净厚度不应不大于0.5mm(不涉及镀层)。组合楼板用压型钢板波高、波距应满足承重强度、稳定与刚度规定。其板宽宜有较大覆盖宽度并符合建筑模数规定;屋面及墙面用压型钢板板型设计应满足防水、承载、抗风及整体连接等功能规定。其浇筑混凝土平均槽宽不不大于50_;开口式压型钢板以板中和轴位置计,缩口板、闭口板以上槽口计;当槽内放置栓钉时,压型钢板总高&(涉及压痕)不应超过80mm。在使用压型钢板时,还应符合表19-15规定。压型钢板使用规定 表19-15波髙和波距波高不不不大于75mm,波高容许偏差为士1.0_波髙不不大于75mm,波高容许偏差为土2.Omm以上两者波距容许偏差为士2.Omm覆盖宽度当覆盖宽度不大宁75m时容许偏差为士5.Omm板长当Z<10m时当/>10m时容许偏差:+5mm,一0容许偏差:+8mm,—0侧向弯曲(任意测量10m长压型钢板)波高不不不大于80m时若/<8m时当8m</<10m时其侧向弯曲容许值为10mm_测量部位:离端部0.5m.其侧向弯曲容许值为8_其侧向弯曲容许值取表中值翘曲(任意测量5m长压型钢板)波高不不不大于80m时若测量长度在4m如下时当4〜5m时容许值5mm测量部位:离端部0.5m容许值4mm容许值取表中值扭曲(任意测量10m长压型钢板)两端扭转角应不大于10°,若波数不不大于2时,可任取一波测量垂直度端部相对最外棱边不垂直度在压型钢板宽度上,不应超过5mm与压型钢板同步使用连接件有栓钉、螺钉和铆钉等,其连接关于性能和要求,须符合有关规定。压型钢板不适当用于会受到强烈侵蚀性作用建筑物,否则应进行有针对性防腐解决。组合楼板总厚度不不大于90mm,压型钢板板肋顶部以上混凝土 c不不大于50mm,混凝土强度级别不不大于C25。·组合楼板受力钢筋保护层厚度见表19-16。组合楼板受力钢筋保护层厚度表19-16环境级别保护层厚度(_)一类环境受力钢筋非受力钢筋1510二a类环境2010受力钢筋锚固,搭接长度等应遵守《混凝土构造设计规范 50010)中规定。压型钢板在钢梁、混凝土剪力墙或混凝土梁上支撑长度不不大于50mm,在砌体上支撑长度则不不大于75mm。组合楼板端部应设立栓钉锚固件,栓钉应设立在端支座压型钢板凹肋处,穿透压型钢板并将栓钉、压型钢板均焊牢于钢梁(预埋钢板)上。焊后栓钉高度应不不大于压型钢板波高加30mm,栓钉钉面混凝土保护层厚度不小于15mm。(13)组合楼板开孔不不大于50mm时应符合设计规定或《钢与混凝土组合楼(屋)盖结构构造》(05SG522)规定。压型钢板与混凝土组合楼板施工流程压型钢板与混凝土组合楼板施工流程在铺板区复测梁标高、弹出钢梁中心线—铺设压型钢板—焊接栓定—(搭设支撑)—绑扎钢筋—饶筑混凝土压型钢板与混凝土组合楼板施工要点压型钢板进场检查及堆放压型钢板进场后,应检查出厂合格证和质量证明文献。并对压型钢板外观质量和界面尺寸进行检査。质量证明文献应涉及如下内容:原则编号;供方名称(或厂标);工程名称、合同号、批号;规格(产品型号、厚度、长度)、数量;原材料原则号及牌号、镀层、涂层种类及颜色(涂层板)以及相应质量证明(含化学成分与力学性能);供方技术监督部门印记或产品合格证;发货日期。压型钢板堆放场地应基本平整,叠堆不适当过高,以每堆不超过40张为宜。施工放样放样时需先检査钢构件尺寸,以避免钢构件安装误差导致放样错误。压型钢板安装时,于楼承板两端部弹设基准线,距钢梁翼缘边至少50mm处。压型钢板吊装铺设吊装前应先核对压型钢板捆号及吊装位置。由下往上顺序进行吊装,避免因先行吊放上层材料而阻碍下一层楼板吊放作业。需确认钢构造已完毕校正、焊接、检测后方可进行压型钢板铺设。铺放完压型钢板后,采用点焊暂时固定。再将梁中心钱,弹到压型钢板上,同时弹出各梁上翼缘边线,保证栓钉焊接位置对的。压型钢板铺放要保证板端搭接在梁上长度。依照弹好基准线,进行铺板,保证板侧边尺寸、平整、顺直,位置对的,使压型钢板槽形开口贯通、整洁、不错位压型钢板铺设顺序应为由上而下,组合楼板施工顺序为由下而上。压型钢板端头封堵要严密,避免浮现漏浆。端头封堵后,要保证压型钢板端部在梁上搭接长度>50mm,并满足设计规定。梁柱接头处所需楼承板切口要用等离子切割机切割。压型钢板铺设完毕后,要及时采用点焊方式与钢梁固定。混凝土浇筑混凝土浇筑前,必要把压型钢板上杂物、油脂等清除干净。混凝土浇筑前,压型钢板面上应铺设垫板,作为暂时通道,避免压型钢板受损及变形过大。3)浇筑混凝土时,不得在压型钢板上集中堆放混凝土,混凝土浇筑点应设立在梁上。施工阶段压型钢板及组合楼板设计组合楼板设计应遵守《混凝土构造设计规范》(GB50010)、《建筑构造荷载规范》(GB50009)、《建筑抗震设计规范50011)、《高层民用建筑钢构造技术规程99)规定。组合楼板设计中次梁间距可依照经验和建筑规定等拟定,普通以3.0m为宜。无支撑次梁间距普通由压型钢板供应厂商提供,当次梁间距不不大于无支撑次梁间距时,应进行验算。压型钢板选取应依照建筑功能及建筑规定选用,尽量地选取施工时不使用暂时支撑或少用暂时支撑,施工荷载按实际也许施工荷载计算或规范荷载取值。压型钢板板型,国标《建筑用压型钢板》(GB/T 12755)给出板型有开口型压型钢板、闭口型压型钢板和缩口型压型钢板三种,见图19-64、图19-65、图19-66。图19-64开口型压型钢板VV图19-65闭口型压型钢板图19-66缩口型
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