商务建筑钢骨混凝土结构施工质量控制

商务建筑钢骨混凝土结构施工质量控制

陈琳李毅张烨

中国建筑第八工程局有限公司华北公司天津300000

摘要：随着我国经济和科学技术水平的飞速发展，高层建筑大量涌现，建筑功能日益多样化，建筑楼层要求较大空间，传统单一的钢筋混凝土结构已无法保证建筑使用功能的充分发挥。为有效提高大跨度建筑结构的安全性和构件的承载力，同时最大限度地提升土地的使用价值，作为一种新型的结构，钢骨混凝土组合结构将不断得到推广应用。

关键词：建筑结构工程；钢骨混凝土；施工

1钢骨混凝土结构介绍

钢骨混凝土结构是利用叠加原理将钢结构和混凝土结构充分结合，在性能上得到很大的提升，具有承载强度大、延性好等特点，在建筑构件上存在于柱、框架、梁等。其截面又可分为空腹式和实腹式。空腹式利用缀板连接钢槽，实腹式利用普通钢板直接焊接而成，主要截面形状有H、T、槽型等。此外，还有钢混凝土框架等。在剪力墙中设置薄钢板或者设置钢型支撑，用于高层建筑物中，使墙体的抗剪性能和延性都得到了一定程度的提升。钢骨与混凝土二者充分结合，发挥作用，共同受力，在高层建筑中得到了广泛的应用。

2钢骨混凝土结构的性能比较

2.1与钢结构相比

钢骨混凝土结构是混凝土在钢结构的外层，对于延缓钢结构锈蚀起到了很大的作用，保证了构件的刚度，延缓破坏，使其强度得以充分发挥。在钢骨结构中，可以比使用纯钢结构节约50%以上的钢材，同时具有更大的刚度和阻尼，使结构变形得到了有效的控制。此外，在防火性和耐久性方面也得到了保护。起初，欧美国家对于钢骨混凝土结构的探究就是从防火性能开始的。

2.2与钢筋混凝土结构相比

通过使用这一构件，使其承载力、性能得以提高，同时改善了结构的抗震性能，不会像以往那样倒塌，提高了建筑物的韧性。正是由于这一点，使日本的兴业银行在地震中损失较少。再者，钢骨架本身就具有一定的承载力，可以承受一定荷载，省去了支撑这一步骤，在钢骨架上面直接悬挂模板，无须采用其他加固措施，省时、省力，加快了施工速度，保证了施工质量，在效果上得到了提升，施工周期大大减少。

3工程概况

工程为地下2层，地上29层，建筑物总建筑面积73383.98m2（其中地上建筑面积56997.45m2，地下建筑面积16836.53m2），建筑总高度为131.8m，结构形式为框架核心筒结构。为提高承载力，地下2层到地上6层外围采用钢柱混凝土构件，总高度32.65m，钢骨采用十字形钢柱，共计20根。柱截面1300mm×1300mm，钢骨柱翼缘、腹板为Q345B，栓钉为Q235级钢，混凝土强度等级为C50。

4施工流程

熟悉图纸→二次深化图纸设计→型钢柱专业加工制作、运输→型钢柱测量放样定位→地脚螺栓预埋→型钢柱吊装→型钢柱临时固定→型钢柱安装、轴线及垂直度校正→底板C60无收缩细石混凝土灌缝→预埋底板与型钢柱焊接连接→焊缝处理→焊接外观检验→超声波探伤检测→合格后型钢柱钢筋绑扎→柱模板安装、浇筑混凝土→养护。

5国内研究现状

在这方面，我国起步较晚，主要是由于这类结构用钢量较大，成本太大，但是自20世纪80年代开始，我国高层建筑的发展萌发了新芽，钢骨混凝土结构越来越受到重视，于是国内学者展开了系统的研究，紧接着开始应用到实际的工程中去。之后，通过政府的支持和学者的不懈研究，终于在1998年颁布了我国第一部设计规范——《钢骨混凝土结构设计规程》，主要包括梁柱墙等对于钢骨混凝土结构的应用规定。

伴随着我国建筑行业近十年的飞速发展，越来越多的钢骨混凝土构件被应用在高大建筑物中，解决了跨度大、高度高的难题，迈出了重要的一步，比如北京香格里拉饭店、北京长富宫饭店、上海瑞金大厦等。

6施工过程质量控制

6.1骨结构深化设计

开工伊始，安排技术人员熟悉施工图，加强图纸会审，结合制作与现场安装条件进行图纸深化设计，对每根型钢柱进行编号，统计每根型钢柱梁柱核心区穿孔钢筋的数量及定位，并绘制加工详图，详图经设计方审核后方可加工保证钢筋的贯通且梁柱受力不削弱。所有的孔洞均在厂家进行专业加工，不得在现场进行氧气吹割。

6.2钢构件的加工

1）对进场的型钢原材按要求进行送检，确保型钢符合使用规范要求，选用的焊条、栓钉也应符合规范要求。

2）为保证钢结构焊接质量，综合考察了多家钢结构加工企业，精心挑选，最后委托一家有资质、业绩丰富的钢结构加工企业承担制作，并对该加工企业技术人员进行详细的技术交底。焊接要求采用埋弧自动焊接，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。焊缝质量等级，除对接焊缝为一级，其他均为二级焊缝。进行外观检查合格后，清除焊接飞溅，进行无损超声波探伤检查，一次合格率应达95%以上。

3）型钢柱应分段加工，以便运输及吊装。本工程型钢柱总长度为32.65m，分为3段，第1段从地下2层标高－9.7m起至标高1.2m，长度10.9m；第2段从标高1.2m起至标高11.4m，长度10.2m；第3段从标高11.4m起至标高22.95m，长度11.55m。

6.3型钢柱柱脚螺栓的埋设

柱脚螺栓的预埋精度是型钢柱安装准确的关键，严格按照GB50205—2017《钢结构工程施工质量验收规范》施工及验收，柱脚螺栓与钢柱预制锚孔中心线距离偏差不得大于3mm，相对柱子中心线距离偏差不大于3mm。定位板上标高为－9.70m（图1）。

图1型钢混凝土柱柱脚做法

6.4柱脚底板无收缩混凝土灌缝

型钢柱底板与承台基础顶面的50mm空隙处采用C60无收缩细石混凝土进行浇筑。浇筑之前先将基础混凝土表面清洗干净，清除积水，在柱脚四周做好模板，防止浆料不平整和不密实，同时防止灌浆料污染上部型钢及钢筋。浇筑C60无收缩细石混凝土时应连续不间断，从一侧浇筑至另一侧，直至另一侧浆料溢出并高于锚板下表面为止，保证空隙被浆料充满。

6.5型钢混凝土的浇筑

由于型钢混凝土结构中内有钢柱，且四周钢筋围绕，混凝土浇筑及振捣时死角区较多，不易振捣密实。钢柱混凝土采用混凝土泵泵送下料，浇筑前需保持混凝土接触面湿润。

浇筑混凝土时，沿钢骨柱的外侧下料，为保证下料自由高度不大于2m，施工中采用前端接φ150mm的软管，下料时软管离混凝土面高度小于1m。

混凝土采用分层浇筑，每层浇筑高度不大于300mm。边下料时软管应边提升，同时插入振动棒振捣，快插慢拔。插点按梅花形振捣，按顺序逐点移动，每点振捣时间控制在20～30s，使每个部位的混凝土不发生过振或漏振。混凝土浇筑应沿着型钢柱四周对称均匀下料、分层投料厚度一致。当浇筑到要求标高处时，应人工刮除表面的浮浆用，并对表面进行拉毛处理。

6.6养护

柱模板拆除后指定专人及时将型钢混凝土独立柱表面用塑料布进行包裹，在柱头上浇水使柱体塑料布内充分湿润，每天浇水次数根据天气环境情况决定，保持混凝土表面湿润。浇水养护时间＞7d，达到设计强度为止。

7结语

钢骨混凝土发展历史长久，充分发挥了钢结构和混凝土结构二者的作用，充分解决了大跨度、超高建筑的难题，并越来越多的在我国建筑行业被应用，特别是复杂的高层建筑，同时也使我国建筑行业向前跨越了一大步。相信人们会更加重视和使用这种结构，并不断研究，不断完善，让工程结构必将更加完善。

参考文献

[1]黄炜，张敏，江永涛等．装配式混凝土墙抗震性能试验研究[J]．建筑结构学报，2015，36(10):88－95．