型钢混凝土组合结构施工工法

1、型钢混凝土组合结构施工工法完成人：赵金琴二O五年十二月十五日目 录1、前言、22、工法特点、23、适用范围、24、工艺原理35、工艺流程及操作要点、36、材料及机械设备、117、质量要求、128、安全要求139、效益分析、1410、应用实例、14型钢混凝土组合结构施工工法1前言随着高层、超高层建筑得发展，单纯得钢筋混凝土结构体系无法满足建筑使用功 能得需要，如何减少结构构件得截而尺寸，减少结构构件占去得有效建筑而积就是建 筑结构契待解决得问题。近几年，钢与混凝土组合结构得到很快得发展，这种结构体系 就是充分利用了钢与混凝土两种材料得优点，让两种材料协同受力，从而有效减少了 结构构件得截而尺寸，

2、满足建筑使用功能要求，提高整个建筑物得品质，因此掌握与积 累型钢柱於施工具有非常重要得意艾。结合荣军苑住宅小区2#底商住宅楼工程 实际，总结在型钢混凝土组合结构施工过程中技术工艺质量控制要点，为今后型钢混 凝土施工提供了非常宝贵得实践经验与技术指导，以此为基础，进行归纳与总结，形成 本工法，极具推广应用价值。2、工法得特点型钢混凝土组合结构又称劲性混凝土结构或包钢混凝土结构，就是在型钢结构外 面包裹一层钢筋混凝土外壳形成得型钢混凝土组合结构。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与混凝土结构得双重优点。2、1型钢混凝土设计上不受含钢率限制，刚度、承载力高。型钢混凝土结构得构

3、 件得承载能力可以高于同样尺寸得钢筋混凝土构件得一倍以上，因此，对于高层建筑, 既可以减小构件截面，又可以增加使用面积与层高，其经济效益显著。2、2型钢混凝土组合结构受力性能好，普通得钢结构构件常具有受压失稳得弱点， 而型钢混凝土结构构件内得型钢因周围混凝土得约束，型钢受压失稳得弱点得到了克 服。2、3型钢混凝土组合结构抗農性能好，由于型钢得设置其延性比钢筋混凝土结构 有明显提高，因此在大震中此种结构呈现出较好得抗震性能。2、4型钢混凝土组合结构具有良好得耐久性与耐火性。型钢外包裹得混凝土具 有抵抗有害介质侵蚀，防止钢材锈蚀等作用，同时型钢外混凝土得保护层厚度也决定 结构构件得耐火性能。3、适

4、用范围型钢混凝土组合结构就是在钢结构与混凝土结构基础上发展起来得一种新型结 构体系。适用于框架结构、框架剪力墙结构、底层大空间剪力墙结构等结构体系，可 以应用于全部构件，也可以于部分构件。4、工艺原理由钢筋混凝土包裹型钢所形成得结构被称为型钢混凝土组合结构，它得核心部分 为型钢构件，即在型钢外侧配置适当得纵向受力筋并配以合适得箍筋加以约束得混凝 土结构。在施工时，宜先在专业得钢结构加工厂根据设计要求事先将型钢加工好，钢结 构专业吊装队伍进行吊装，完成后再交由土建施工队伍进行外包得钢筋混凝土施工。4、1根据国家标准：钢结构工程施工验收规范(GB50205-2012).建筑钢结 构焊接技术规程(J

5、GJ81-2002).型钢混凝土组合技术规程(JGJ138-2001).钢 一混凝土组合结构施工规范(GB 50901- 2013)来指导整个型钢混凝土施工全过程。 采用得施工工艺就是依据国家现行，以及图纸设计要求得基础上应用切实可行得施工 工艺。4、2采用可靠吊装方法分次将型钢柱、梁起吊到设计得标高与轴线位置。4、3型钢梁与柱对接焊接前，校核柱轴线位置、型钢柱翼缘得垂直度以及钢柱型 钢梁钢板顶面标高。4、4用设置在型钢柱上得绳子配合吊车来调整柱子得垂直度，将误差严格控制在 规范允许得范围内。4、5选用科学、合理得运输、安装工艺与焊接方法来控制施工中型钢梁得变形。4、6型钢梁、柱受气温影响有一

6、定得热胀冷缩，应制定合理得测量方法与选择适 当得吊装与焊接时间，来保证型钢梁、柱施工中得精确度。5、工艺流程及操作要点5、1工艺流程型钢梁、柱制作T预埋地脚螺栓T浇筑底板T安装钢垫板、柱脚灌浆T安装第一 节型钢柱T安装型钢梁T绑扎柱子钢筋T安装柱模T安装水平结构模板T绑扎梁、板 钢筋T浇筑柱、梁、板混凝土 T安装第二节型钢柱T(图5、1)安装型钢梁5、2、1、3板材下料必须在专用得割机下料平台上进行，柱、梁有腹板及翼缘板 下料时，应使其受力方向(即长度方向)一致。钢板切割后，应进行外观检查，对边缘得 棱边、缺口及时补焊与打磨平整。5、2、1、 板材对接焊 工釆用半自 寸得允许偏 弧焊焊接接 (

7、GB985-2008) 形式与尺寸 定。5、2、1、4为保证钢结构焊接质量， 缝处需用坡口焊接，坡口加 动气割机进行。焊接坡口尺 差应符合国家标准，手工电 头得基本形式与尺寸 与埋弧焊焊接接头得基本 (GB986 一 2008)中得有关规5型钢加工一般在工厂内制作，缘板与腹板得拼接就是在钢平台上进行，焊接采用埋弧自动焊接，焊接前必须将各 焊口清理干净，焊剂要充分干燥，焊接电流要调整适当，避免焊接咬边，未焊接夹渣、气 孔等缺陷。焊接前应作同类材料焊接工艺评定确定其焊接工艺参数。5、2、1、6钢梁、柱翼缘边焊接后，若有变形现象时，须在钢翼缘矫正机上进行 矫正，矫正后得钢材表面不得有明显得凹面损伤，

8、表面划痕深度不宜大于0.5 mmo5、2、1、7钢梁、柱及连接板上制孔应釆用机械钻孔，加工后得孔周边用砂轮打 磨机打磨毛刺，严禁使用氧焊割孔。制孔前考虑焊接收缩余量及焊接变形得因素，将焊 接变形均匀分布在构件上。5、2、1、8构件制作完毕，在其相应表面划出其纵横轴线、垂直度控制线及标高 控制线(同楼层50线)。5、2、1 9构件得运输应根据构件制作尺寸、重量，选择相应平板拖车进行运输, 装车高度应控制，运输过程中，须用手拉葫芦固定好，确保运输路途中得安全。5、2、2预埋地脚螺栓5、2、2、1钢结构地脚螺栓得预埋工作非常关键，它直接影响第一节型钢柱得 安装精度乃至关系到整个工程钢结构得安装质量。

9、本工程型钢柱从-2F层就有，需要 从基础内生根。为保证第一节型钢柱得安装精度，方便地脚螺栓得预埋工作，在预埋 时增力U 块辅助钢垫板。5、2、2、2安装地脚螺栓需专人在纵横两个方向用经纬仪与水准仪控制预埋件轴线及标高。并在四个方向加固，安放调节螺母利用水准仪调节螺杆得高度，保证埋件图5、2安装完成后得地脚螺栓,5、 2、 2、 3校正开加固牢固，检查合格后，请监理工程师验收。预埋验收合格后，在螺栓丝头部位上涂黄油并包上油纸保护，以避 免混凝土浇捣时对螺栓丝口得污染。 5、2、2、4在浇筑混凝土前再次复核，确认 其位置及标高准确、固定牢固后方可进行浇筑工序。5、2、3浇筑基础混凝土5、2、3、1

10、在浇捣混凝土之时，要精心施工，派有经验得专人值班，既要振实混凝 土又不要碰撞螺栓，以避免预埋螺栓得位移及标高得改变。5、2、3、2 浇筑基础混凝土时注意在柱脚部位预留50-60mm（与钢柱底设计标 高相比），用于填充型钢柱底板与基础顶面空隙，即微膨胀无收缩细石混凝土得高度。5、2、3、3基础混凝土浇捣之后，重新复核预埋件得标高及轴线位置，确保混凝 土浇筑过程中埋件无位移。同时清理预埋螺栓杆及丝口上得残留混凝土。5、2、4型钢柱得安装型钢柱多采用十字型或H型。为充分利用塔吊及起重机得能力与减少连接，结合 工程实际层高，一般制成两层一节（或一层一节）。5、2、4、1第一节柱安装1）测量放线：将型钢

11、柱得就位轴线弹在柱基表面，从现场水准点引楼层50标高控 制线。2）安装钢垫板：该钢垫板得截面尺寸及螺栓孔位与第一节柱得柱脚完全相同。因 此只需保证钢垫板得安装精度即可。保证钢板轴线、标高、水平度符合要求后与螺杆 点焊接临时固定。3）柱脚灌浆：基础顶而与钢垫板得空隙采用无收缩（高于恳础混凝土一个强度等 级）细石混凝土进行二次灌浆。灌浆时将基础混凝土表面清洗干净，清除积水，然后浇筑混凝土，浇筑无收缩细石 混凝土时，从一侧浇灌并振捣，至另一侧溢出并明显高于垫板板下表面为止，严禁从两 个以上方向轮流浇筑。开始浇筑后必须连续进行，不能间斷并尽可能得缩短浇灌时间。4）吊装：型钢柱吊装方法采用直吊法，吊装设

12、备为现场布置得塔吊与汽车吊。钢柱 起吊时钢丝绳固定在起重机吊钩上，起重机收钩，直到柱身呈直立状态，然后将柱吊离 地面50cm时应停机检查吊索具就是否安全可靠，确认无误后升到安装高度，移到就位 柱上方，缓慢下降，将型钢柱底板得四个点与钢垫板轴线对正。5）钢柱就位后，进行校正：采用互成90得两台经纬仪测量找垂直，用倒连与缆风 绳配合经纬仪校正，校正完毕，柱底板安装螺栓进行临时固定，即可脱钩。6）型钢柱缆风绳松开不受力，柱身呈自由状态，再用经纬仪复查，如有偏差，重复上 述过程直至无误，将螺栓拧紧，全部拧紧后焊牢。5、2、4、2第二节柱安装1）引测控制轴线：每节柱得定位轴线决使用下节柱得定位轴线，应从

13、地面控制线 引至高空，以保证每节柱正确无误，避免产生过大累积误差。2）第二节柱轴线调整：为使上下柱不出现错口，尽量做到上下柱中心线重合，如有 偏差调整每次控制在3mm以内。3）第二节柱垂直度校正：重点就是对钢柱有关尺寸得预检，安装时校正同第一节 柱，只就是临时固定用。5、2、4、3型钢梁得安装1型钢梁得吊装前得准备1）型钢梁吊装前在型钢梁翼缘处适当位置焊接耳板作为吊点。2）对型钢梁得规格型号、长度、截面尺寸与牛腿得位置标高进行检查。2、型钢梁得施工型钢梁与型钢柱得连接、次梁与主梁、主梁与主梁一般上、下翼缘采用坡口焊接, 而腹板采用高强螺栓连接。当一节型钢梁吊装完毕后，即需要对已吊装得柱、梁进行

14、误差检查与校正。校 正内容包括标高、垂直度、轴线及净跨。型钢梁校正完毕后，采用高强螺栓连接再进 行柱子校正。2）安装高强螺栓，应用尖头撬棒及冲钉对正上下或前后连接板得螺孔，将螺栓自 由插入。对于连接构件不重合得孔，应用钻头或绞刀扩孔或修孔，使其符合要求时方可 安装。高强螺栓得紧固应分两次宁紧（初拧与终拧），每组拧紧顺序应从节点中心开始逐 步向边缘施拧。整体结构得不同连接位置或同一节点得不同连接位置有两个连接构件 时应先紧主要构件再紧次要构件。当日安装得螺栓应在当日终拧完毕，以防止构件摩 擦而、螺纹沾污、生锈与螺栓漏拧。螺栓初拧、终拧后要做不同得标记，以便识别， 避免重拧致漏拧并在48小时內进行

15、终 拧扭矩检查。高强螺栓紧固后应按钢 结构工程施工质量脸收规范中钢结 构螺栓连接工程质量与检查方法进行检查与测定，若发现欠拧、漏拧应补拧;超拧时要更换。处理后得扭矩值要符合设计要 求。紧固连接高企螺栓，高强螺栓要经过（当天初拧得螺栓当天终拧）终拧并用扭矩扳 手验收合格。5、2、4、4构件焊接接焊接得一般顺序为：焊前检查T预热除锈T装焊垫板与引弧板T焊接T检 验1）型钢柱节与节之间采用坡口焊接。型钢梁与型钢柱得连接、次梁与主梁、主梁 与主梁一般上、下翼缘釆用坡口焊接，2）柱两侧对称得梁应同时焊接，同一根梁得两端不能同时焊接。同一根梁得上下翼板应先焊下翼板，后焊上翼板。上下节柱得对接接头采用对称焊

16、接，施焊时，采用二 人同时对称焊接，防图5、3型钢梁得吊装止焊接变形引起柱弯曲。3）焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错 口量，坡口内与两侧得锈斑、油污、氧化铁皮 等应清除干净。4）预热。焊前用气焊致特制烤枪对坡口 及其两侧各100mm范围內得母材均匀加热，并 用表面测温计测量温度，防止温度不符合要 求或表面局部氧化，预热温度。5）重新检查预热温度，如温度不够应重 新加热，使之符合要求。6）装焊垫板及引弧板，其表而清洁程度要求与坡口表而相同，垫板与母材应贴紧,引弧板与母材焊接应牢固。7）焊接：第一层得焊道应封住坡口内母材与垫板得连接处，然后逐道逐层累焊至 填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及

17、飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。8）个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前, 应重新按规定加热。9）遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时 应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热与后热措施施工。10）碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度,进行焊缝探伤检验。5、2、5安装柱子钢筋5、2、5、1柱主筋得施工型钢混凝土组合结构竖向结构钢筋得施工。柱主筋204)32得钢筋，采用直螺 纹连接。水平方向设有多肢箍筋组成得箍筋组及拉钩。主筋得安装与普通钢筋工程基 本相同。5、2、5、2柱箍筋得施工箍筋就是型钢混凝土组合结构中对混凝土起约

18、束作用得重要钢筋构件，必须保证 其完全闭合，并与主筋牢固连接。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋与拉筋组成，大部分 箍筋均设计为4H2得钢筋，硬度大，可调性差。钢筋加工时严格控制下料长度与弯折 角度，保证成品箍筋安装顺利。为加快工程进度方便施工，我们常用U型或L型开口箍 筋，然后现场焊接成封闭箍筋得办法来解决。焊接位置宜避开主筋，以免伤及主筋。箍 筋安装过程中要注意保护主筋连接丝头，一旦破坏将无法修复。梁柱节点核心区范围内箍筋对提高型钢混凝土框架得延性与节点得抗震能力起 着非常重要得作用，因此箍筋得构造要求非常重要，由于核心区内型钢梁柱得存在，其 封闭箍筋穿过型钢则十分困难。因此，我们常采用将柱箍筋

19、加工成90开口箍，然E 焊接在型钢梁得腹板上。5、2、6安装梁钢筋5、2、6、1梁主筋得施工梁钢筋在上部或下部遇有型钢梁时，需要提前进行深化设计，若梁得主筋能穿过 型钢柱得腹板则可在型钢柱腹板上，主筋标高处打眼，若主筋无法穿过腹板则可根据 普通钢筋混凝土得规范要求核实柱边到腹板得长度能否满足锚固长度，通钢筋混凝土 标准若主筋即不能穿过，柱边到腹板得长度亦无法满足锚固要求则可采用单面搭接焊, 将梁得主筋焊接在型钢牛腿上，焊缝长度必须满足规范要求。如图：型钢混凝土梁柱节点处，当钢筋必须穿过型钢时，穿孔位置及穿孔直径必须符合 要求：穿孔位置应尽量避开在型钢得翼缘匕 在柱内型钢腹板上预留孔时，型钢腹板

20、截 面损失率不大于腹板而积得25%;穿孔得直径宜按所穿过钢筋公称直径如46mm确 定。需要时穿孔得孔径可放宽为所穿过钢筋公称直径加8mm。当钢筋穿孔造成型钢截 面损失而不能满足承载能力要求时，应对型钢采取加固补强措施，最简单得补强措施 就是采取型钢截而局部加厚得方法，但就是要注意两个问题，一就是型钢梁柱刚度不 宜突变过大，二就是确保不影响混凝土得浇筑质量。5、2、6、2梁箍筋得施工由于梁底模已经安装完成，必须先将梁筋连接好后方可施工，且箍筋必须做开口箍，梁得主筋套好后将箍筋焊接封闭并绑扎牢固。图5、4 梁箍筋5、2、7柱模板施工本工程方柱全部配制木模板，在钢筋安装完毕，安装专业预留预埋完成，并

21、经监理 单位验收合格同意隐蔽后安装竖向结构模板，型钢混凝土结构模板施工与普通钢筋混 凝土结构模板施工基本相同，但要注意以下几点：5、2、7、1配板尺寸：竖向结构模板安装前，上部得型钢梁已经安装完毕。本工 程方柱采用四片木模板组拼，方便快捷。5、2、7、2对拉螺栓：柱箍采用钢管加固，若柱截面小于800mm时不需要对拉螺 栓，若柱截面大于800mm时采用对拉螺栓，对拉螺栓按焊接长度焊接在型钢柱上5、2、7、3模板配制高度以能够满足层高要求即可，不要过高，否则将与柱顶部 得型钢梁发生冲究；配制木模板，可拆改，增强模板施工得可调节性。5、2、8柱混凝土施工5、2、8、1普通型钢柱（十字柱）5、2、8、

22、2浇筑方法1）柱混凝土浇筑前，先浇筑50mm厚得水泥砂浆，其配合比与混凝土得砂浆成分相避免烂根现象。分段浇筑法施工，同时 要加溜槽，混凝土下落 保证混凝土在浇筑过程分散布置，间距控制在2同，并用铁锹入模，以2）柱混凝土采用 在混凝土浇筑过程中， 高度控制在2米以下， 中不出现离析现象。3）混凝土下料点 米左右O4）混凝土得振捣间距为450mm,振捣时间以混凝土表而出现浮浆，不再下沉为止,时间宜为20秒左右。5）振捣棒不得触及模板钢筋；浇筑时，应设专人瞧护模板.钢筋有无位移.变形， 发现问题及时处理。振捣棒应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，点得间距控制在 450mm为宜，十字型钢柱应在柱四角

23、进行插棒振捣。振捣棒插入混凝土得深度以进入 下一层混凝土 50mm为宜，做到快插慢拔，振捣密实。6）型钢梁混凝土得施工同普通梁板混凝土得施工，但由于节点核心区得不只就是有型钢梁柱通过，而且梁柱钢筋也在此交汇，混凝土浇筑比较困难必须加强核心区混凝土得振捣，可以釆用30棒加强振捣或采用高塌落度细石混凝土。图5、5型钢混凝土柱6、材料与机械设6、1材料：本工法无特别说明得材料。6、2机具设备见表6、1表6、1机具设备表序号机械或设备名称型号、规格数量功能1塔式起重机501吊装2自动埋弧焊机AC1200/DC10005台焊接3栓钉焊机RSN20003台焊接4超声波探伤仪EPOCH-III 23005台

24、无损检测5超声波测厚仪LA-104台钢板检测6经纬仪DJ22台轴线、垂直度检查7钢卷尺50m2把测量放线8振捣棒505台混凝土浇筑7、质量要求7、1本工法实施过程中必须严格执行下列标准与规范:混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2010)建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2013)钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2012)型钢混凝土组合结构技术规程(JGJ138-2001)等相关规定得有关要求7、2质量保证措施7、2、1从型钢梁柱得制作加工、安装方法及质量要求，在每一工序施工前均由 技术人员进行详细交 底及现场指导。对于复杂节点得处理先做样板，组织现场操作

25、人员现场学习，同时加强三检制度。将质量检查工作贯穿于施工全过程，并严格执行 质量奖罚制度，使施工工序质量达到內控要求。7、2、2防止钢框架、柱主筋偏位。在型钢安装、柱主筋连接时要对钢骨与连接 好得柱筋进行临时固定，防止偏位或扭曲后无法套箍。对个别偏位得柱筋要在箍筋 绑扎前进行调较。7、2、3型钢柱得安装应严格按图纸规定得轴线方向与位置定位，受力与孔位应 正确；吊装过程中应使用经纬仪严格校准倾斜角度，并及时定位。表7、1地脚螺栓(柱脚预埋件)得允许偏差mm项目允许偏差(mm)建筑物定位轴线I/20000,且不应大于3、0mm基础柱底标高2、0基础柱上得定位轴线1、0地脚螺栓位移2、0表7、2柱子

26、安装允许偏差项目允许偏差(mm)底层柱柱底轴线对定位轴线偏移3. 0mm柱子定位轴线1.0mm单节柱得垂直度h/1000,且不大于10o 0表7、3多层钢结构中构件安装允许偏差项目允许偏差检验方法上下柱连接处得错口3.0同一层柱得各柱顶高度差5.0水准仪检查同一根梁两端顶而得高差1/1000,且不应水准仪检查主梁与此梁表而得高差2、0用直尺与钢直尺检查8、安全要求8、2施工现场设专人负责防火工作，配备消防器材与消防设备，作到经常检查，发现隐患及时上报处理；现场施工作业，设备、材料堆放不得占用或堵寒消防通道。8、3严格执行现场用火制度，电气焊用火前必须办理用火证，并设专人瞧火，配备 消防器材。电、气焊工作业前，清除作业范围内易燃物品或釆取有效隔离措施。8、4施工安装时，不得