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19. 3组合结构施工总体部署 679
1 9 钢-混凝土组合结构工程
20世纪50年代,我国从前苏联引入了型钢混凝土结构,主要用于工业厂房。到20 世纪80年代,型钢混凝土结构逐步开始使用于高层建筑,并得到了进一步发展,逐步发 展成为今天的钢-混凝土组合结构。
广义上来说,组合结构一般是指不同材质形成的构件,或者不同结构体系所组成的结 构。在我国的建筑结构领域,一般把钢和混凝土共同受力的结构形式称作钢-混凝土组合 结构。钢-混凝土组合结构的构件一般包括组合板、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-混凝土组合结构适用于高层、超高层、大跨度建(构)筑物和市政工程。在建筑 工程中主要用于框架结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构等。目前国 内采用钢-混凝土组合结构的典型工程有: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-混凝土组合结构的分类与特点
19.1.1钢-混凝土组合结构的分类
钢-混凝土组合结构按照不同的分类方法可划分为多种类型,常用的分类方法有两种: 按结构体系分类和按结构构件分类。
(1)按结构体系分类,见表19-1。
组合结构分类(一) 表19-1
结构体系类型
组合结构分类
框架-核心筒 (剪力墙)结构
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
框架结构
.型钢混凝土框架
钢框架-组合楼板结构
筒中筒结构
钢外筒-型钢混凝土内筒结构
钢外筒-混凝土内筒结构
型钢混凝土筒中筒结构
型钢混凝土外筒-混凝土内筒结构
特殊结构体系
带伸臂桁架的钢框架-混凝土内筒(剪力墙)体系
(2)按结构构件分类,钢-混凝土组合结构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。
组合结构分类(二) 表19-2
压型钢板与混凝土组合板
组合梁
结构构件
钢管-混凝土柱
型钢(劲性)混凝土梁
型钢(劲性)混凝土结构
型钢(劲性)混凝土柱 型钢(劲性)混凝土剪力墙
19. 3组合结构施工总体部署 679
19.1.2钢-混凝土组合结构的特点
组合结构改善了结构的强度和韧性,为设计师提供了更大的空间。与钢结构相比较, 钢-混凝土组合结构具有耐久性和耐火性好、造价经济、结构刚度高、受力性能好等优点。 与混凝土结构相比较,钢-混凝土组合结构具有承载力高、结构自重轻、抗震性能好、有 利于环境保护等优点。
19.2组合结构深化设计与加工制作
组合结构的深化设计是指根据图纸和相关的规范标准,在不改变结构形式、结构布 置、受力杆件、构件型号、材料种类、节点类型的前提下,为方便施工,对各节点(连接 节点和支座节点)的细部尺寸、焊缝坡口尺寸、杆件分段、穿筋孔等进行的施工详图的深 化设计。深化设计可参照第17章钢结构工程。
钢构件加工成型参照第17章钢结构工程,钢筋加工成型参照第14章钢筋工程。
19.3组合结构施工总体部署
19.3.1钢-混凝土组合结构的施工流程
19.3.1.1钢-混凝土组合结构的施工流程
(1) 钢-混凝土组合结构常见施工流程有三种,可以分别称之为“A型”钢-混凝土组 合结构施工流程、“B型”钢-混凝土组合结构施工流程、“C型”钢-混凝土组合结构施工 流程,分别见图19-1、图19-2、图19-3。
(2) A型施工流程是先施工钢结构,后施工混凝土结构的框架结构建筑的典型施工 流程。特点是施工速度快,简单易操作。适合于型钢混凝土框架结构、型钢混凝土框架- 型钢混凝土核心筒(剪力墙)结构、钢框架组合楼板结构、钢框架-型钢混凝土核心筒 (剪力墙)结构、型钢混凝土筒中筒结构、钢外筒-型钢混凝土内筒结构等结构形式的建筑 施工。
(3) B型施工流程是先施工核心筒结构,再施工外框架结构的框架-筒体结构建筑的 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) 结构、钢框架-钢筋混凝土核心筒(剪力墙)结构、钢外筒-混凝土内筒结构、型钢外筒-混 凝土内筒结构等结构形式的建筑施工。
19. 3组合结构施工总体部署 679
图19-2 B型钢-混凝土组合结构施工流程
图19-1 A型钢-混凝土组合结构施工流程
(1) C型施工流程是A型、B型施工流程的组合,是型钢混凝土结构建筑的典型施工 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)结构、 钢框架-型钢混凝土核心筒(剪力墙)结构、型钢混凝土筒中筒结构等结构形式的建筑 施工。
19.3.1. 2钢-混凝土组合结构的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的施工顺序。当核心 筒混凝土结构采用}陷模施工时,一般应在结构施工完4层后安装爬模,核心筒结构施工完 成6层后开始外框钢结构安装。
19. 3组合结构施工总体部署 679
图19-3 C型钢-混凝土组合结构施工流程
(2) 采用A型施工流程施工时,钢结构超过混凝土结构高度不宜超过6层或18m。 采取技术保证措施后,钢结构不宜超过混凝土结构9层或27m。
(3) 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。当一个柱节为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
高层建筑组合结构的施工段应按照建筑物平面形状、结构形式、施工机械和劳动力配 置数量等进行划分。
施工流水段一般可分为竖向施工流水段和水平施工流水段。组合结构竖向施工流水段 的划分与施工流程和结构形式有很大的关系。水平施工流水段的划分一般根据施工缝来确 定。划分施工流水段时要保持工程量相当,尽量避免或减少划分施工流水段带来的不利 因素。
19.3.2.1竖向施工段划分
组合结构竖向流水段划分要根据建筑物结构形式和施工流程来确定。钢结构部分一般 以一个柱节为一个施工流水段,混凝土结构一般以层或构件单层高为施工流水段,外装饰 一般以层或装饰层为施工流水段。
组合结构,尤其是高层或超高层组合结构工程一般具有多个竖向施工流水段,如钢框 架、核心筒、外框架、压型钢板等。
19. 4 组合结构的施工 683
19.3.2.2水平施工段划分
1. 钢结构安装流水段
钢结构安装的平面流水段划分应考虑钢结构安装过程中的整体稳定性、对称性和方便 性,安装顺序一般由中央向四周扩展。
2. 混凝土结构施工流水段
混凝土结构的水平施工流水段划分要按照建筑物的形状确定,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,应按设计要求和施工技术方案事先确定,留 置部位应便于施工,满足结构安全要求。
19.3.3主要大型施工设备的选择
组合结构工程的施工所需要的大型施工设备主要有:起重机械、施工升降机、混凝土 输送泵等。
19.3.3.1起重机械的选择
塔式起重机选择首要考虑设备性能,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的降效问题。对于高 层、超高层建筑,宜选用内爬升式塔式起重机,可以减少标准节的占用量。不同施工流程 选用起重机械形式见表19-3。
钢-混凝土组合结构起重设备形式选择 表19-3
施工流程类型
起重机械类型
A型钢-混凝土组合结构施工流程
外附着式塔式起重机
B型钢-混凝土组合结构施工流程
内爬升式塔式起重机
外附着式塔式起重机
c型钢-混凝土组合结构施工流程
内爬升式塔式起重机
外附着式塔式起重机
19.3.3.2施工升降机的选择
选择施工升降机时要充分考虑建筑物的高度、垂直运输量、施工升降机安装、附着和 拆除的方便性、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,可以在核心筒内设置施工升條机或安装正式电梯作为临 时施工人员运输机械,可以较好的减少人工降效。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。
19.3.3.3混凝土输送泵的选择
混凝土输送泵的选择主要考虑泵送高度、,泵送效率。超高层建筑用的混凝土输送泵与 混凝土强度等级也应匹配。
19.3.4模板与支撑体系的选择
组合结构要尽量选择方便、简单、效率高的模板与支撑体系。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。
为加快高层组合结构模板及支撑体系的周转,水平模板系统宜选用独立支撑模板体系
和快拆体系。
19.4 组合结构的施工 19.4.1 一般规定
19. 4 组合结构的施工 683
19. 4.1.1 材料
组合结构用钢材、钢筋、混凝土等材料与钢结构、混凝土结构用材料要求一致。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章钢结构工程。
19.4.1.2 —般构造要求
1.组合楼板的构造要求
(1)对抗剪件的设置要求:
1) 抗剪件的设置位置:在组合楼板的端部(包括简支板端部及连续板的各跨端部) 均应设置抗剪件。抗剪件应设置在端支座的压型钢板凹肋处。穿透压型钢板,固定在钢梁 翼缘上。国内常见抗剪件多为圆柱头栓钉(组合楼板栓钉直径要求见表19-4)。
2) 栓钉的直径A见表19-4。
组合楼板栓钉的直径要求 表19-4
板的跨度(m)
栓钉直径(mm)
<3
13 或 16
3~6
16 或 19
>6
19
①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)栓钉的间距5见表19-5。
组合楼板栓钉的间距要求:一般应在压型钢板端部每一个凹肋处设置栓钉,栓钉间距 应满足表19-5的要求。
栓钉间距要求 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)
距钢梁翼缘边的边距
^35mm
4)栓钉顶面保护层厚度及栓钉高度:
栓钉顶面的混凝土保护层厚度应不小于15mm;栓钉焊后髙度应大于压型钢板总高度 加 30mm。
(2) 压型钢板在钢梁上的支承长度应不小于50mm。
(3) 对压型钢板的厚度要求见表19-6。
压型钢板的厚度要求 表19-6
压型钢板的作用
钢板的净厚度(mm)
用于组合楼板
^0. 75
用于仅作模板
>0. 50
(2) 组合楼板的总厚度及压型钢板上的混凝土厚度:
组合楼板的总厚度不应小于90mm,压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于 50mm,且应符合楼板防火层厚度的要求,以及电气线管等铺设要求。
(3) 组合楼板混凝土内的配筋要求:
1) 在下列情况之一时应配置钢筋:
19. 4 组合结构的施工 683
①为组合楼板提供储备承载力设置附加抗拉钢筋;
②在连续组合楼板或悬臂组合楼板的负弯矩区配置连续钢筋;
③在集中荷载区段和孔洞周围配置分布钢筋;
④为改善防火效果配置受拉钢筋;
⑤在压型钢板上翼缘焊接横向钢筋时,横向钢筋应配置在剪跨区段内,其间距宜为 150 〜300mm。
1) 钢筋直径、配筋率及配筋长度:
①连续组合楼板的配筋长度:连续组合楼板中间支座负弯矩区的上部钢筋,应伸过 板的反弯点,并应留出锚固长度和弯钩,下部纵向钢筋在支座处应连续配置;
②连续组合楼板按简支板设计时的抗裂钢筋:此时的抗裂钢筋截面面积应大于相应 混凝土截面的最小配筋率0. 2%;
③抗裂钢筋的@置长度从支承边缘算起不小于//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,顺肋方向抗裂钢筋的保护层厚 度宜为20mm;
⑤与抗裂钢筋垂直的分布筋直径,不应小于抗裂钢筋直径的2/3,其间距不应大于抗 裂钢筋间距的1.5倍;
⑥集中荷载作用部位的配筋:在集中荷载作用部位应设置横向钢筋,其配筋率
0.2%,其延伸宽度不应小于板的有效工作宽度。
(2) 压型钢板及钢梁的表面处理:
压型钢板支承于钢梁上时,在其支承长度范围内应涂防镑漆,但其厚度不宜超过 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 凝土间有良好的结合。压型钢板端部的栓钉部位宜进行适当的除锌处理,以提高栓钉的焊 接质量。
2.钢-混凝土组合梁构造要求
(1) 一般要求
1) 当楼板采用压型钢板组合板时,压型钢板板肋顶面以上的混凝土厚度不应小 于 50mm ο
2) 当楼板采用普通混凝土楼板时,混凝土楼板厚度不应小于100mm。
3) 组合梁截面总高度不宜超过钢梁截面高度的2. 5倍;混凝土板托高度不宜 超过翼缘板厚度Μ的1.5倍;板托的顶面不宜小于1.52,且不宜小于钢梁上翼缘 宽度。
4) 组合梁边缘翼板的构造应满足以下要求:
有板托时,伸出长度不宜小于
无板托时,应同时满足伸出钢梁中心线不小于150mm,伸出钢梁翼缘边不小于 50mm的要求。
5) 抗剪件的设置应符合以下规定:
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宜 小于30mm;
②连接件的外侧边缘与钢梁翼缘之间的距离不应小于20mm;当有板托时不应小于 50mm,且
19. 4 组合结构的施工 683
连接件底部边缘至板托顶部的连线与钢梁顶面的夹角不应小于45%
③连接件沿梁跨度方向的最大间距不应大于混凝土翼板(包括板托)厚度的4倍, 且不大于400mm;
④连接件的外侧边缘至混凝土翼板边缘间的距离不应小于100mm;
⑤连接件顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。
1) 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、泥土和其他杂物。
(2)抗剪连接件构造要求
1) 栓钉连接件宜选用普通碳素钢,并应符合现行国家标准《圆柱头焊钉》(GB 10433)的规定,单个栓钉的屈服强度不得小于240N/mm2,其抗拉强度不得小于 400N/mm2。 、
2) 弯起钢筋连接件一般采用HPB300、HRB335及HRB400钢筋。
3) 槽钢连接件,一般为小型号的槽钢,材质多采用Q235钢材。
4) 栓钉连接件的构造要求:
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 于上翼缘板厚度的1.5倍;如上翼缘板不承受拉力,则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘板 厚度的2. 5倍;
②栓钉长度不应小于其杆径的4倍,钉头高度不小于0.
③栓钉沿梁轴线方向的间距不应小于杆径的6倍,垂直于梁轴线方向的间距不应小 于杆径的4倍;
④用压型钢板做底模的组合梁,栓钉直径不宜小于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小于栓钉直径的
2. 5 倍;
⑤栓钉焊缝的平均直径应大于1. 25山焊缝平均高度应大于0. 2山焊缝最小高度应 大于 0.15ci„
5) 槽钢连接件的构造要求,如图19-4。
①组合梁中的槽钢连接件一般采用Q235轧制的[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;
19. 4 组合结构的施工 691
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组合梁的槽钢连接件 (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的根部和趾部(垂直于钢梁的方向)与钢梁焊接,角焊 缝尺寸根据计算确定,但不小于5mm;平行于钢梁的方向不需要施焊,以减少钢梁上翼 缘的焊接变形,节约焊接工料。
6)弯起钢筋连接件的构造要求,如图19-5。
图19-5组合梁的弯起钢筋连接件 (α)组合梁纵剖面;(W梁的横截面
①弯起钢筋连接件一般采用直径不小于12mm的HPB300级钢筋或HRB335钢筋, 弯起角度通常为45°;
②连接件的弯折方向应与板中纵向水平剪力的方向一致,并宜在钢梁上成对布置;
③每个弯起钢筋从弯起点算起的总长度不小于25A其中水平段长度不应小于10山 当采用ΜΡΒ300钢筋时端头设180°弯钩;
19. 4 组合结构的施工 691
④弯起钢筋沿梁轴线方向布置的间距不应小于混凝土板厚度(包括板托)的0. 7倍, 且不大于板厚的2倍;.
⑤弯起连接件与钢梁连接的双侧焊缝长度为4d (HPB300级钢筋)或M (HRB335 级钢筋);
⑥连接件顶面的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 钢梁上翼缘侧边的距离不应小于40mm,至混凝土板侧边的距离不应小于100mm。
(3)板托的构造要求
1) 板托顶部的宽度与板托的高度之比应该>1.5,且板托的高度不大于1. 5倍混凝土 板的厚度,如图19-6所示。
2) 板边缘距连接件外侧的距离不得小于40mm,板外轮廓应自连接件根部算起的45°
19. 4 组合结构的施工 691
-
A
彡 1.5/7c2
(*)
^.5hc7
#·Ιν/
19. 4 组合结构的施工 691
图I9-6輝托构造示意图
仰角之外。
3)板托中横向钢筋的下部水平段应该布置在距钢梁上翼缘50mm的范围内。
与混凝土板一样,为了保证板托中的连接件可靠的工作并有充分的抗掀起能力,连接 件抗掀起端底面高出横向钢筋下部水平段的水平距离e不得小于30mm,横向钢筋的间距 要求与混凝土板中相同。
^I2d
19. 4 组合结构的施工 691
3.型钢混凝土柱构造要求
(1) 型钢的混凝土保护层不宜小 于 120mm。
(2) 型钢柱纵向受力钢筋宜采用 HRB300级、HRB400级热轧钢筋,最小直 径不小于12mm,最小净距不小于50mm。
(*)
图19-7钢混凝土柱顶纵向钢筋锚固形式 (a)顶层端节点(一);(6)顶层端节点(二)
型钢混凝土柱顶层纵向钢筋锚固形式 如图19-7所示。
(3) 型钢混凝土柱的箍筋 型钢混凝土柱的箍筋宜采用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的长边尺寸 (圆形界面的直径)、层间柱净高的1/6和500mm之间的最大值。
加密区(重点区)和非加密区(非重点区)柱的箍筋可选择图19-8和图19-9所示的 形式制作。
焊接 机械连接 ;觸旋箍筋
id)
⑷ Φ) (c)
图]-9-8重点区柱的箍筋形式 (^)弯折135°的封闭箍;(6)焊接箍;(c)机械连接_; id)螺旋箍筋
AOd
d
(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°的封闭箍;(》—端弯折90°,另一端弯折135°的L形组合箍
19.4.2型钢混凝土结构施工
19.4.2.1型钢混凝土梁施工
1.型钢混凝土梁的截面形式
型钢混凝土梁根据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。实腹式一般为轧制或焊接的工字钢和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,桁架式一般由角钢焊成衍架,桁架之腹板可以采用钢缀板或圆钢 (图19-11α),缀板式一般采用钢板将上下角钢连接成桁架(图19-116)。
19. 4 组合结构的施工 691
图19-10实腹式型钢混凝土梁 截面形式示意图
19. 4 组合结构的施工 691
(b)
图19-11空腹式型钢混凝土梁 (α)桁架式;(》缀板式
19. 4 组合结构的施工 691
2.型钢混凝土梁构造要求
(1) 型钢混凝土框架梁的截面宽度不宜小于300mm。
(2) 实腹式:
1)实腹式焊接工字钢腹板及翼缘板的厚度宜遵守如下规定,如图19-12:
iw^6mm 且 iw>/iw/100 ;
19. 4 组合结构的施工 691
if^6mm 且 G>/iw/40。 -为腹板厚度;
式中 K-
图19-12工字钢腹板及 翼缘厚度
-为翼缘板厚度;
-为腹板高度。
2) 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置支撑加劲肋。
3) 对于转换层大梁或托柱梁等主要承受竖向荷载的 梁,为增加混凝土和剪压区型钢上翼缘的粘
19. 4 组合结构的施工 691
结剪切力,宜 在型钢上翼缘、距梁端1. 5倍梁高范围内增设栓钉。
(3)空腹式型钢:
1)桁架式空腹型钢,圆钢的直径^不宜小于其长度S:的1/40,腹杆间距S。应遵守 以下规定:
S0<40n
S0^2a
式中
η——弦杆的回转半径; a——上下弦杆间的距离。
2) 缀板式空腹型钢的上下弦杆间的距离a—般不宜大于600mm,缀板的宽度〜不 宜小于a/3。缀板净距S宜遵守以下规定:S<40n且S<1. 5αι。
(1) 型钢混凝土梁的纵向钢筋:
梁中纵向受拉钢筋不宜超过两排,其配筋率宜大于0.3%,直径宜取16〜25mm,净 距不宜小于30mm和1. bd (d为钢筋的最大直径);
(2) 梁的上部和下部纵向钢筋伸入节点的锚固构造应符合如下要求:
1) 框架中间层的中间节点处,框架梁的上部纵向钢筋应贯穿中间节点;对一、二级 抗震结构,梁的下部纵向钢筋伸入中间节点的锚固长度不应小于匕,且伸过中心线不应 小于5山如图19-13 (a)所示。梁内贯穿中柱的每根纵向钢筋直径,对一、二级抗震结 构,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20;对圆柱截面,不宜大于纵向钢筋所在位置截 面弦长的.1/20。
2) 框架中间层端节点处,当框架上部纵向钢筋用直线锚固的方式锚入端节点时,其 锚固长度除不应小于4外,尚应伸过柱外边并向下弯折,弯折前的水平投影长度不应小 于0.41,弯折后的竖向投影长度取15d,如图19-13(6)所示。梁下部纵向钢筋在中间层 端节点中的锚固措施与梁的上部纵向钢筋相同,但应竖直向上弯入节点。
3) 框架顶层中间节点处,对一、二级抗震等级,贯穿顶层中间节点的梁的上部纵向 钢筋的直径,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/25。梁下部纵向钢筋在顶层中间节点中 的锚固措施与梁下部纵向钢筋在中间层节点处的锚固措施相同如图19-13 (c)。
(3) 型钢混凝土框架梁高度超过500mm时,梁的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置拉结钢筋。
(4) 型钢混凝土悬臂梁自由端的纵向钢筋应设专门的锚固件。型钢混凝土梁的自由端 型钢翼缘上宜设置栓钉。
(5) 型钢混凝土梁的箍筋:
型钢混凝土梁应沿全长设置箍筋,箍筋的直径不应小于8mm,最大间距不得超过 300mm,同时箍筋的间距也不应大于梁高的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。
19. 4 组合结构的施工 691
^5d
>5d
λι ..
19. 4 组合结构的施工 691
⑷ (6) (c)
2d
19. 4 组合结构的施工 691
图19-13梁上下纵筋在节点区的锚固 (α)框架中间层的中间节点;(6)框架中间层的端节点;Μ框架顶层的中间节点
(9)型钢混凝土梁上开洞构造措施:
实腹式钢梁上开洞时,宜采用圆形孔,其位置、大小和加强措施应符合下列规定:
1) /i<400mm的梁上不允许开洞;开洞位置宜设置在剪力较小截面附近,同时建议 开洞设置在梁跨中4一2/1的范围内,如图19-16所示。
2) 当孔洞位置离支座1/4跨度以外时,圆形孔的直径不宜大于0.4倍梁高,且不宜 大于型钢截面高度的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 孔的直径不宜大于0. 3倍梁高,且不宜大于型钢截面高度的0. 5倍。
3) 同一根梁上设置多个孔洞时,各孔洞之间的距离/应满足/>1.5(么+表)的要求, 如图19-18。
4) 当梁上开洞时,宜设置钢套管进行补强,套管壁厚度不宜小于梁型钢腹板厚度, 套管与型钢梁腹板连接的角焊缝高度宜取0. 7倍腹板厚度;或采用腹板孔周围两侧各焊上 厚度稍小于腹板厚度的环形补强板,其环形板宽度应取75〜125mm;且孔边应设置构造 箍筋和水平筋(图19-19)。
3.型钢混凝土梁的施工
(1) 型钢混凝土梁施工流程
构件的加工、制作—构件进场、检验—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
(2) 型钢混凝土梁施工技术要点 ,
1)钢构件加工、构件检验、测量放线、钢梁吊装、校准等工艺参照第17章钢结构工 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
19. 4 组合结构的施工 691
⑷
Φ)
焊接
(c)
机械连接
ρ
|R 5ΐ—ΠΓ
19. 4 组合结构的施工 691
机械连接
r
19. 4 组合结构的施工 691
I I
I I
I 1
19. 4 组合结构的施工 691
id) (e) (/)
图19-14重点区域箍筋的形式 («)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°的U形筋组合箍筋;W)端部直钩和弯折180°的 U形筋组合箍筋;(rf焊接封闭箍筋;(/)机械连接封闭箍筋
工程。
2) 当梁纵向受拉钢筋超过两排时,应分层浇筑,确保梁底混凝土密实。
3) 节点区域内的钢筋较为密集时应采取以下措施:
①在与型钢梁相连的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在梁柱接头处和梁的型钢翼缘下部,预留排除空气的孔洞和混凝土浇筑孔,如图 19-20所示。
4. 节点处理
(1) 实腹式型钢截面梁柱节点的形式如图19-21。
(2) 图19-22为十字形空腹式型钢柱与空腹式型钢梁的节点形式,该节点便于混凝土 填充。
(3) 型钢混凝土梁柱节点钢筋布置示意如图19-23所示。
(4) 常用钢筋穿孔的孔径见表19-7。
19. 4 组合结构的施工 697
(d) (e)
图19-15非重点区域箍筋的形式 (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°的封闭箍筋;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 19.4.2.2型钢混凝土柱、剪力墙施工
1.型钢混凝土柱、剪力墙的形式
(1)型钢混凝土柱的形式
型钢混凝土柱内型钢的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的焊接型钢,常见的截面形式有I
19. 4 组合结构的施工 697
0^Ο.4Λ;
Φ^ο.ιΚο
或
φ 彡 0.3ft; φ 彡 0.5haO
图19-17实腹式型钢混凝土梁上开洞大小要求
t Θ
Λ
-s;
、
(c)
图19-20混凝土不易充分填满的部位 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
§
A
.
图19-18实腹型钢梁开多个孔的要求
h/2_ m
图19-19实腹式型钢梁开孔加强措施
19. 4 组合结构的施工 697
19. 4 组合结构的施工 697
(h)
(d)
19. 4 组合结构的施工 697
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
19. 4 组合结构的施工 697
{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
19. 4 组合结构的施工 697
点(二)
19. 4 组合结构的施工 697
4f-
m5d)
氺
Λ
50L
50
从梁端至 钢牛腿端 部以外2倍 梁髙范围 内,应按 钢筋混凝 土梁端箍 筋加密医 的要求配」 置箍筋
19. 4 组合结构的施工 697
(柱中的纵筋和箍筋未示出)
钢筋混凝土梁与型钢 混凝土柱的连接构造
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
- 常用钢筋穿孔的孔径表 (mm)
19. 4 组合结构的施工 697
钢筋直径
10
12
14
16
18
20
穿孔直径
15
18
20 〜22
20 〜24
22 〜26
25 〜28
钢筋直径
22
25
28
32
36
40
穿孔直径
26 〜30
30 〜32
36
40
44 ,
48
19. 4 组合结构的施工 697
⑷
•
1
「Ί
(c)
19. 4 组合结构的施工 697
图19-24实腹式型钢混凝土柱主要截面示意图
格构式型钢构件一般是由角钢或槽钢加缀板或缀条连接而成的钢術架。常见的截面形 式有箱形、十字形、T字形等,见图19-25。
19. 4 组合结构的施工 697
(«) (*) (c) (d) ⑷
19. 4 组合结构的施工 697
图19-25格构式型钢混凝土柱主要截面形式
(2)型钢混凝土剪力墙的形式
型钢混凝土剪力墙常见的形式有: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! It
A-A
图19-26型钢混凝土剪力墙主要截面形式
2.型钢混凝土柱、剪力墙构造
(1)型钢混凝土柱构造要求
1)型钢混凝土框架柱中箍筋的配置应符合国家标准《混凝土结构设计规范》 (GB 50010)的规定;考虑地震作用组合的型钢混凝土框架柱,柱端箍筋加密区的构造要 求应按表19-8的规定采用。
框架柱端箍筋加密区的构造要求 表19-8
抗震等级
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 柱净高的1/6和500mm 三者中的最大值
取纵向钢筋直径的6倍、100mm 二者 中的较小值
Φ10
二级
取纵向钢筋直径的6倍、100_ 二者 中的较小值
Φ8
三级
取纵向钢筋直径的6倍、100_ 二者 中的较小值
Φ8
四级
Φβ
注:1.对二级抗震等级的框架柱,当箍筋最小直径不小于ίΐο时,其箍筋最大间距可取150_;
2.剪跨比不大于2,的框架柱、框支柱和一级抗震等级角柱应沿全长加密箍筋,箍筋间距均不应大于100_。
2)框架柱内纵向钢筋的净距不宜小于60mm。
(2)型钢混凝土剪力墙
1)型钢混凝土剪力墙的构造
一、二、三级抗震设计时,在剪力墙底部高度为1.0倍墙截面高度的塑性铰区域范围
19. 4 组合结构的施工 697
内,水平钢筋应加密。二、三级抗震设计 时,加密范围内水平分布筋的间距不大于 150mm; 一级抗震设计时,加密范围内水平 分布筋的间距不大于100mm。
2)剪力墙内钢筋的锚固
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的现浇混凝 土剪力墙,剪力墙的水平钢筋应绕过或穿过 周边柱型钢,且应满足钢筋的锚固长度要
⑷
19. 4 组合结构的施工 697
(b)
图19-27无边框型钢混凝土剪力墙 水平钢筋的锚固 (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)
19. 4 组合结构的施工 697
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的铺 固。其中々表示搭接长度,4ε表示锚固长度。
Κ?.
> d
⑷ (b)
图19-28剪力墙水平钢筋在型钢混凝土柱中的锚固示意图
W (6) (c) (rf) (e)
图19-29剪力墙竖向钢筋在边框梁内的锚固
2. 型钢混凝土柱、剪力墙施工工艺流程
(1) 型钢柱与剪力墙的施工流程
构件的加工、制作—构件进场、检验—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
(2) 型钢柱与剪力墙的施工要点
1) 钢构件加工、制作、检验、测量放线、钢柱吊装、校正、焊接参照第17章钢结构 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。
2) 型钢混凝土柱、墙模板支设
当型钢混凝土柱、墙内的型钢截面较大时,型钢会影响普通对拉螺栓的贯通。对于型 钢剪力墙和截面单边长度超过1200mm的型钢混凝土柱,一般采取在型钢上焊接T形对
19. 4 组合结构的施工 705
拉螺栓的方式固定模板。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19-30 T形对拉螺栓示意图
1) 对于边长小于1200mm的型钢柱,一般 采用槽钢固定模板,如图19-31所示。
2) 型钢和钢筋较密的混凝土墙、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,确保不出现漏振现象。
,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的连接
当结构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。过渡层全高范围内应按照混凝土柱箍筋加密区的要求配置 箍筋。型钢混凝土柱内的型钢应伸至过渡层顶部梁高范围。如图19-33所示。
19. 4 组合结构的施工 705
水平支撑
19. 4 组合结构的施工 705
■圍圍i·
螺栓紧固
图19-31采用槽钢固定模板的 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
19. 4 组合结构的施工 705
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
19. 4 组合结构的施工 705
且向下延伸至梁下部2倍柱型钢截面高度位置,见图19-34。
结构过渡层至过渡层以下2倍柱型钢截面高 度范围内,应设置栓钉,栓钉的水平及竖向间距 不宜大于200mm,栓钉至型钢钢板边缘距离不宜 小于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,其伸入长度不宜小于柱型钢截面 高度,且型钢柱对接接头不宜设置在过渡层范 围内。
(3)型钢混凝土柱改变截面 型钢混凝土柱中型钢截面需要改变时,宜保 持型钢截面高度不变,可改变翼缘板的宽度、厚 c-c 度和腹板厚度。当需要改变柱截面时,截面高度
-Λ-Γ
A
A-A
-I
B-B
··
+
+
..
(
由型钢混凝土柱到钢柱 的过渡示意图
图 19-34
I
19. 4 组合结构的施工 705
宜逐步过渡;且在边界面的上下端应设置加劲肋; 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小于150mm位置处。
(4) 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 不小于12mm,最小净距不小于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。接头面积不宜超过50%,相邻接头间距不得小于500mm,接头 最低点距柱端不宜小于柱截面边长,且宜设置在楼板面以上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置在柱的角部(如图19- 35所示),避开与柱相连的型钢梁内型钢或钢梁的翼缘板。必要时要增加构造钢筋或形 成钢筋束(如图19-35、图19-36所 示)。
(5) 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 同钢结构)。
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的连接
当结构下部为型钢混凝土柱,上部为钢柱时,应设置过渡层。过渡层应满足以下要求: 下部型钢混凝土柱应向上延伸一层作为过渡层,过渡层中的型钢截面应按照上部钢结 构设计要求的截面配置,且向下延伸至梁下部2倍柱型钢截面高度位置,见图19-34。
结构过渡层至过渡层以下2倍柱型钢截面高 j H-j_ 度范围内,应设置栓钉,栓钉的水平及竖向间距 I 'CJ 不宜大于200mm,栓钉至型钢钢板边缘距离不宜
B
过渡层
B
型钢混凝土柱
19. 4 组合结构的施工 705
图19-36型钢混凝土柱内角部 纵向钢筋配置形式
19. 4 组合结构的施工 705
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的连接
1) 型钢混凝土柱与混凝土梁相连接时,一般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)。
2) 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 宜大于25%,见图19-38。当必须在翼缘板上穿孔时,应对承载力进行验算,验算截面按 照最小截面进行。
19. 4 组合结构的施工 705
穿型钢腹板钢筋
Θ
19. 4 组合结构的施工 705
θ
~65
3L
I
m
(Ν
JS09
-4-1 _r丄—τι
•十-丄
"»7v
c-
19. 4 组合结构的施工 705
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的纵向钢筋,穿过型钢腹板时有上下错位。图中表示的是钢筋上下错位穿孔的 关系,为了便于理解,示意性地标注了一些尺寸。实际工程中应根据具体情况确定相关的尺寸并放样。
19. 4 组合结构的施工 705
3)当钢筋穿孔造成型钢截面损失而不能满足承载力要求时,可采取型钢截面局部加 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。
要避免型钢的刚度突变过大,同时要保证不形成空腔,
19. 4 组合结构的施工 705
型钢翼缘板或腹板
=Α·Ιν,
'-二
'-J
fn
I
(§
(§)
>ννΡ^ΓΝ
1—1
19. 4 组合结构的施工 705
矣· ·
::二
3
J厂
⑥
Λ
«ο
©
©
型钢翼缘板或腹板
19. 4 组合结构的施工 705
-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.图中角焊缝的焊脚尺寸如(mm)
不应小于1.5VF,t (mm)为较厚焊件厚度,且不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。
2. 补强板尺寸的建议值:
a. i=/if+2〜4mm;
b. ■且>20mmf
19. 4 组合结构的施工 705
a. v, 且和20mm的较小值;
b. ir>0_ 且<0. 7ί(。
2. nXm穿孔补强板尺寸的构造要求可类推得到。
2) 在型钢上设置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,焊接长度不小于双面(d为钢筋直径)。
可焊接套简钢筋
■7^777771
3) 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。型钢柱之间的梁纵向钢筋可以采取
可焊接套筒 钢筋
型钢柱
mmgwrrrrr,
型钢柱
步骤一:准备焊接
步骤二:钢筋拧入可焊接套简内 可焊接套简钢筋
19. 4 组合结构的施工 705
型钢柱
步骤三:点焊定位
wwwv
1 y焊接套筒
_ _川』叫川I ■
-钢 ~n: -—■ 步骤五:将钢筋拧出
钢筋
mrm
hwrni
可焊接套筒钢筋 步骤四:沿道套简倒角施焊一甸
19. 4 组合结构的施工 705
图19-40可焊直螺纹套筒与型钢焊接顺序示意图
19. 4 组合结构的施工 705
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
19. 4 组合结构的施工 705
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的连接
剪力墙水平筋在柱内的锚固长度不应小于设计要求的锚固长度。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 直径的短钢筋;二是在钢筋锚固端焊接厚度为10mm,面积不小于100mmX 100mm,且 不小于10倍钢筋截面积的钢板。
19.4.3钢-混凝土组合梁施工
19.4.3.1钢-混凝土组合梁的特点与应用
1. 钢-混凝土组合梁的特点
结构受力合理,提高了结构梁的稳定性。抗震性能好,抗疲劳强度高,并提高了抗冲 击系数。施工方便,加快施工进度。耐火性能差,需要涂装防火涂料。
2. 钢-混凝土组合梁的应用
组合梁最早期开始用于基础设施建设领域,后来很快发展到用于房屋建筑。目前广泛 应用于高层及超高层_屋建筑及工业建筑、桥梁、机场、车站、工业厂房以及结构的加固 与修复。
19.4.3.2钢-混凝土组合梁的组成、节点形式
1.钢-混凝土组合梁的组成
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 组成,如图19-43。
19. 4 组合结构的施工 721
⑴混凝土翼缘板 混凝土翼缘板形式共有四种:
1) 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。
2) 预制钢筋混凝土翼缘板如图19-45所示。
3) 压型钢板翼缘板,如图19-46所示。
4) 预应力混凝土楼板。 '
(2)板托
板托,如图19-44 (a)所示。
19. 4 组合结构的施工 721
图19-43钢-混凝土 组合梁组成
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
19. 4 组合结构的施工 721
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
19. 4 组合结构的施工 721
次梁
-主梁
19. 4 组合结构的施工 721
(b)
(Ο)
钢梁
19. 4 组合结构的施工 721
图19-45预制翼缘板 组合梁截面
19. 4 组合结构的施工 721
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-混凝土组合梁中的钢梁,其截面形式如图19-47所示
1) 工字钢梁;
□=1
D=J
2) 箱形钢梁; 41-
(a)
(b)
(c)
id)
1 t?
if i i i
W
ΌΟ]
(/)
(g)
图19-47组合梁中的钢梁截面形式 (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
19. 4 组合结构的施工 721
3) 轻钢桁架及普通钢桁架梁;
4) 蜂窝式梁。
(4)抗剪连接件
弯筋、T形钢连接件等,如图
一般实际工程中常用的抗剪连接件主要有栓钉、槽钢、
19-48所示。
19. 4 组合结构的施工 721
19. 4 组合结构的施工 721
19. 4 组合结构的施工 721
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-混凝土组合梁的节点形式
(1) 钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土墙(柱)的连接节点
组合梁垂直于钢筋混凝土墙(柱)的连接,一般为铰接节点。铰接连接时,可在钢筋 混凝土墙中设置预埋件,预埋件上焊连接板,连接板与组合梁中的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的钢牛腿来连接钢梁。
(2) 钢-混凝土组合梁与型钢混凝土墙(柱)连接节点
当组合梁中的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。
(3) 钢-混凝土组合梁与钢柱或钢管柱的连接节点
「1 [
7
LI
「|
U
Γ!
Λ
LI L
1连接板
1—1
预埋件
高强螺栓(按计算确定)
图19-49预埋件铰接节点
钢-混凝土组合梁和钢柱的连接节点分为焊接、螺栓连接、栓焊连接三种形式,其构 造要求与组合梁与型钢混凝土墙(柱)的节点形式相同。
(4) 主次梁连接节点
对于组合结构的主梁和次梁的连接,一般通过在主梁上设置连接板,采用高强螺栓进 行连接。图19-50为组合梁主次梁的连接节点。
连接盖板 , 板托
连接盖板
19. 4 组合结构的施工 721
<Γ
焊接
SS
承托
钢主梁
钢主梁
钢次梁
钢次梁
Φ)
(a)
栓连接
1——^
γ=ί——
Η
钢主梁
钢次梁
i1
1~1
(c)
19. 4 组合结构的施工 721
图19-50组合梁主次梁的连接节点
(a)连续次梁与主梁平接;(W简支次梁平接;(c)连续次梁与主梁上下叠接
19. 4.3. 3钢-混凝土组合梁的施工工艺
钢-混凝土组合梁的施工必须遵照现行《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205) 及《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)等规范以及有关行业技术规程的规 定,并应符合国家及行业有关安全技术规程的相关要求和规定。
1. 施工方法
钢-混凝土组合梁的常见施工方法主要有梁下不设置临时支撑和梁下设置临时支撑 .两种。
混凝土自重不大的压型钢板组合楼板(盖)结构一般采用不设置临时支撑的方法进行 施工。对于混凝土自重较大的组合梁或者对变形要求较高的组合梁,需要在梁下设置 支撑。
2. 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—临时支撑—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
(1) 施工准备工作
按要求做好技术准备和劳动力、材料、机械、作业条件准备。
(2) 放样、号料、下料
1) 放样
放样前要熟悉施工图纸,并逐个核对图纸之间的尺寸和相互关系。对数量较大或重要 构件要以1 : 1的比例放出实样,制成样板作为下料、成型、边缘加工和成孔的依据。放 样时,要边缘加工的工件应考虑加工预留量,焊接构件要按规范要求放出焊接收缩量。
2) 号料
以样板为依据,在原材料上划出实际图形,并打上加工记号。
3) 下料
切割下料时,根据钢材截面形状、厚度以及切割边缘质量要求的不同可以采用机械切 割法、气割法或等离子切割法。
(3) 腹板及翼缘拼接
拼接处一般应设坡口,当采用较薄钢板时(如板厚为8mm)可不设坡口。
(4) 组装型钢梁
组装前,必须将钢板表面及沿焊缝30〜50mm范围内的铁锈、毛刺和油污清除干净。 工字型钢梁的组装可用专门的固定胎具。
(5) 钢梁焊接
19. 4 组合结构的施工 721
钢梁跨度较大时,宜将梁置于临时三脚架上(三脚架间距1.5〜2m左右)施焊。对 于上窄、下宽的工字形钢梁应按先下后上的焊接顺序。
(1) 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的起鼓及上、下翼 缘的旁弯,将梁立正。
(2) 抗剪连接件的焊接
组合梁抗剪连接件应根据采用的组合梁混凝土翼缘板类型及具体设计和施工要求 确定。
1) 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,施焊时要采取 分层次(分两遍焊)、交错施焊的方法,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。梁的两侧仍用三脚架保证垂直位置,再分层 次、交错施焊连接件。
2) 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的准确位置放线, 然后清除母材的锈、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 蚀的不得使用。受潮瓷环烘干后方可使用。当室外气温在0°C以下,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《钢结构施工质量验收规范》(GB 50205)。
3) 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试验两种方法。焊钉破坏试验包括弯曲、拉伸
及剪切试验。
①外观检査
应满足以下三项要求:焊钉底部的焊脚应完整、密实并均匀分布;焊接后的焊钉长度 正确,其长度公差在±2mm以内;焊钉应垂直于钢梁母材。
②破坏试验
α.弯曲检验:可用锤击使其从原来的轴线弯曲30°,或采用特制的导管将焊钉弯成 30°,若焊钉焊缝完好,方为合格。
6.反复弯曲试验:应在专门的双控拉压装置上进行,直到焊钉反复弯曲30°断裂为 止,焊缝处不发生裂缝,方为合格。
c. 拉伸试验:应在拉力机上进行试验,焊钉的断裂应在焊接区之外,并应保证屈服 抗拉强度、延伸率符合国家有关标准。
d. 剪切试验:用以检验焊缝的抗剪强度。
(8)组合钢梁的安装与焊接
1) 钢梁吊装
①吊装前的准备工程
钢梁吊装前应对钢梁进行验收,复核构件尺寸。
②钢梁吊装
钢梁的安装顺序为先主梁后次梁的原则,即先安装柱与柱、柱与墙之间的框架梁,后 安装梁与梁之间的次梁。
钢梁重量较轻时吊装一般可以利用专用扁担,采用捆绑法二点起吊。钢梁较重时,为 避免钢丝绳磨损严重,通常采用设置吊耳进行吊装。起吊时应当保持钢梁处于基本平衡状 态,以方便与墙(柱)的预埋件或钢牛腿组对。
③钢梁就位及临时固定
19. 4 组合结构的施工 721
钢梁吊装到位后,用安装螺栓固定。安装螺栓的数量应计算确定,但不少于安装孔总 数的1/3。
1) 钢梁校正与固定
钢梁校正主要包括调整主次梁的高低差和钢梁的错边。组合钢梁的高低差超标和钢梁 错边,使用千斤顶进行校正。
2) 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时 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之内完成。
②焊缝质量检査
焊缝检査包括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包括:焊缝尺寸、咬边、表面气孔、表面裂纹、表面凹坑、引 熄弧部位的处理、未熔合、引熄弧板处理、焊工钢印等,通常采取肉眼观察的方法进行。
内部缺陷检查内容包括:焊缝内是否存在气孔、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光探伤等方法。通常采用超声波探伤的方式 对焊缝进行内部缺陷检查。
对碳素结构钢内部缺陷检查可在焊缝冷却到环境温度时检测;对低合金高强度结构钢 内部缺陷检查应在完成环境24h后进行检测。
(1) 设置临时支撑
当根据设计要求,钢一混凝土组合梁需要设置临时支撑时,应在钢梁安装完成后,按 照设计图纸要求设置临时支撑,直到翼缘板混凝土强度等级达到设计要求时,方可拆除临 时支撑。
(2) 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 及其他杂物。
(3) 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。
(4) 组合钢梁涂料施工
外露钢梁的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。 钢梁的防火涂料涂装应在安装工程检验批和构件表面除锈及防腐底漆涂装检验批质量验收 合格后进行。
19.4.4钢管混凝土柱施工
19.4.4.1钢管混凝土的构造要求
(1) 钢管外径不宜小于100mm,壁厚不小于4mm。
(2) 钢管混凝土用混凝土强度等级不小于C30。钢管混凝土用混凝土宜选用微膨胀混 凝土,收缩率不大于万分之二。
(3) 钢管的钢材强度等级、钢管厚度和混凝土强度等级之间对应关系见表19-9。
钢管混凝土的钢材及混凝土指标 表19-9
19. 4 组合结构的施工 721
钢
材
混凝土
钢材种类
管壁厚度
钢材屈服强度
强度设计值
适用的混凝土
(mm)
/y (MPa)
/ (MPa)
强度等级
<16
235
215
Q235
16 〜40 40 〜60
225
215
205
200
C30 〜C50
60 〜100
205
190
<16,.
345
315
16 〜25
325
300
Q345 (16Mn 钢)
25 〜36
315
290
C40 〜C60
36 〜60
295
270
60 〜100
275
250
续表
钢
材
混凝土
管壁厚度
钢材屈服强度
强度设计值
适用的混癡土
(mm)
fy (MPa)
/ (MPa)
强度等级
<16
390
350
16 〜25
375
335
Q390 (15MnV 钢)
25 〜36
355
320.
C50 〜C80
36 〜60
295
270
60 〜100
275
250
19.4.4.2钢管柱制作及组装
(1)按设计施工图要求由工厂提供的钢管应有出场合格证。由施工单位自行卷制的钢 管,其钢板必须平直,不得使用表面镑蚀或受过冲击的钢板,并应有出厂证明书或试验报 告单。钢管制作的尺寸允许偏差、质量标准及检验方法应符合表19-10、表19-11。
钢管构件外形尺寸的允许偏差(mm) 表19-10
项目
允许偏差(mm)
检验方法
图 例
直径d
士 d/500 士 5. 0
钢尺检查
A -
! i!
1 1
m
丨Γ
:1 i
1 1
构件长度/
+ 3.0
管口圆度
d/500,
且不应大于5. 0
1
Θ
管面对管轴 的垂直度
d/500f 且不应大于3. 0
用焊缝量规检查
19. 4 组合结构的施工 721
弯曲矢髙
//1500, 且不应大于5. 0
用拉线、吊线和 钢尺检查
.「.. t .]
对口错边
"10,
且不应大于3. 0
用拉线和 钢尺检查
—N-rr
—N—
i
钢管柱质量标准和检验方法 表19-11
序号
检验项目
类别
质量标准
检验方法及器具
合格
优良
1
管材的品种、规格和 质量
一类
必须符合设计要求和有关现行 标淮
检査出厂证件和试验报告
续表
序号
检验项目
类别
质量标准
检验方法及器具
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
观察检查
3
纵向弯曲
三类
/1000,且30
19. 4 组合结构的施工 721
2±1
0±1
90±5
19. 4 组合结构的施工 721
>25
13±1
3±1
6. 5±1
大管径
19. 4 组合结构的施工 721
注:1.垫板材质与钢管材质可不相同,宜采用Q235或Q345;
2.焊工可进人大管径的钢管内壁进行旋焊。
(1) 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。
(2) 焊缝质量应满足《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205) 二级质量标准的 要求。
(3) 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。
(4) 钢管柱制作质量检验合格后,应对管柱进行除锈和喷刷油漆。油漆的遍数和厚度 均应符合设计要求。如设计无要求时,宜涂装4〜5遍。管柱在安装时尚有零部件需进行 焊接处不油漆,待现场焊接完成后再补刷防腐漆。
19.4.4.3钢管混凝土节点形式
钢管混凝土柱的节点种类根据钢管柱与各种构件的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,根据节点的受力性能不同,又可分为刚接节点、 较接节点和半刚接节点。
1. 钢管柱与钢梁连接节点
(1) 刚性连接构造见图19-52。
(2) 铰接构造见图19-53。
2. 钢管柱与混凝土梁连接节点
(1) 剪力传递构造见图19-54。
(2) 弯矩传递构造:对于预制混凝土梁,和钢梁相同,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的构造形式来实现。混凝土梁端与钢管之间的空隙用高一级的 细石混凝土填实(图19-55)。对于有抗震要求的框架结构,在梁的上下沿均需设置加 强环。
19. 4 组合结构的施工 721
钢管混凝土柱
双梁
19. 4 组合结构的施工 721
图19-55传递弯矩的梁柱连接 (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的刚性连接
19. 4 组合结构的施工 721
_i
!+!-f!-f +!+!+!
钢管混凝土柱
图19-53外加强环板式的梁柱铰接连接 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,可采用连续双梁或将梁端局部加宽(图19-56),使纵向钢筋连 续绕过钢管的构造形式来实现。梁端加宽的斜度不小于1/6。在开始加宽处须增设附加箍 将纵向钢筋包住。
19. 4 组合结构的施工 721
(3)连接钢管柱的钢管接长时,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的各种直径的钢管连接,对于壁厚小于 10mm的钢管宜选用缀板连接或法兰连接。
19. 4 组合结构的施工 721
⑷ (*) W
图19-57钢管柱钢管连接形式示意图 19.4.4.4钢管混凝土柱施工流程
1. 钢管混凝土柱的施工流程
测量放线—钢管柱吊装—临时固定—钢管柱校正—钢管柱焊接—钢管混凝土浇筑
2. 钢管柱吊装
(1) 钢管柱的吊装准备
1) 吊装前所有构件必须验收合格;
2) 钢管柱吊装前首先检査轴线标示和标高线是否清楚、准确;
3) 钢管柱吊装前将柱口处采取防雨措施,安装好爬梯。
(2) 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的吊装孔。起吊时钢柱的根部要 垫实。
(3) 钢管柱就位、固定
钢管柱吊装就位后,将上柱柱底四面中心线与下柱柱顶中心线对位,通过上下柱头上 的临时耳板和连接板,用安装螺栓进行临时固定,充分紧固后才能上柱顶摘钩。钢管柱焊 接完成后方可割除耳板。
(4)钢管柱的校正
钢管柱校正包含钢管柱的标高校正、钢管柱的轴线校正、钢管柱的垂直度校正。钢管 柱安装精度要符合表19-13和表19-14的要求。
钢管柱吊装的允许偏差 表19-13
序号
检查项目
允许偏差
1
立柱中心线和基础中心线
d=5mm
2
立柱顶面标高和设计标髙
+0,一20mm
3
立柱顶面不平度
士 5mm
4
各立柱不垂直度
不大于长度的1/1000,且不大于15mm
5
各柱之间的距离
不大于间距的1/1000
6
各立柱上下两平面相应对角线差
不大于长度的1/1000,且不大于20mm
多层及高层钢结构主体结构总高度的允许偏差 (mm) 表 19-14
项目
允许偏差
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»且不应大于30. ◦
—Η/1000*且不应小于一30. 0
钢管柱吊装就位后,应立即进行校正,并采取临时固定措施以保证构件的稳定性。
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的距离为400mm (实际须考虑焊接收缩余量进行调整),且至少三个面控制;通过吊钩升降及撬棍拨动,间 距满足后适当拧紧高强螺栓,同时在上下柱连接耳板间打入铁楔,标高调整结束。
19. 4 组合结构的施工 721
2) 扭转校正:根据需要在上下 柱连接耳板不同侧面相应放置垫板,
然后加紧连接板,即可消除钢柱扭 转偏差。
3) 垂直度校正:在钢柱倾斜的 词侧锤击铁楔或顶升千斤顶,即可 方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.钢管柱的焊接
钢管柱焊接应由两名焊工在相对称位置以相等速度同时施焊。以逆时针方向在距柱角 50mm处起焊。焊完一层后,第二层以及以后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
钢管混凝土浇筑方法可采用泵送顶升浇筑法、振捣浇筑法、高位抛落无振捣法。
(1) 泵送顶升浇筑法是指利用混凝土输送泵将混凝土从钢管柱下部预留的进料孔连续 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。在钢管接近地面的适当位 置安装一个带止回阀的进料短钢管,直接与 混凝土输送管相连,将混凝土连续不断地自 下而上灌入钢管,无需振捣。如图19-59 所示。
栗送顶升浇筑法的施工要点:
1) 当钢管直径小于350mm或选用半熔 透直缝焊接钢管时不宜采用泵送顶升法。
2) 为了防止混凝土回流,在短钢管与输 送泵之间安装止回阀。
3) 插入钢管柱内的短钢管直径与混凝土输送泵管直径相同,壁厚不小于5mm,内端 向上彳现斜45°,与钢管柱密封焊接。
4) 钢管柱顶部要设溢流孔或排气孔,孔径不小于混凝土输送泵管直径。
5) 混凝土强度达到设计强度50%后,割除钢短管,补焊封堵板。
6) 浇筑孔和溢流孔应在加工场内开设,不得后开。
(2) 振揭浇筑法是将混凝土自钢管上口灌入,用振捣器捣实。管径大于350mm时, 采用内部振捣器,每次振捣时间不少于30s。当管径小于350mm时,可采用附着在钢管 上的外部振
19. 4 组合结构的施工 721
捣器进行振捣,振捣时间不小于lmin。一次浇灌高度不宜大于2m。
(1) 高位抛落无振捣法是钢管内混凝土的浇筑在拼接完一段或几段钢管柱后,利用混 凝土本身的流动性,通过浇筑过程中从高空下落时的动能,使混凝土充满钢管柱,达到密 实的目的。
采用高位抛落无振捣法浇筑混凝土应注意以下几点要求:
1) 抛落高度限于4m及以上;小于4m高度,抛落动能难以保证混凝土密实,需要振
揭;
2) 适用大管径钢管内混凝土浇筑,管径大于350mm;
3) 一次抛落混凝土量宜在不少于0. 5m3,用料斗装填,料斗的下口尺寸应比钢管内 径小100〜200_,以便混凝土下落时,管内空气能够排除;
4) 钢管内的混凝土浇筑工作,宜连续进行,必须间歇时,间歇时间不应超过混凝土 的初凝时间;
5) 每次浇筑混凝土前(包括施工缝)应先浇筑一层厚度为5〜10cm的与混凝土等级 相同的水泥砂衆,以免自由下落的混凝土产生离析现象。.
19.4.4.5钢管混凝土柱的施工技术要点
1. 钢管柱变截面连接方式
(1) 不同壁厚的钢管连接方式见图19-60。
(2) 不同直径的钢管构造见图19-61。
2. 钢管柱混凝土密实度控制
19. 4 组合结构的施工 721
vs
内壁'
外壁
外壁
内壁
内衬管/
不同壁厚钢管的工厂焊接构造(一)
19. 4 组合结构的施工 721
SA
ιπηΜΙ
内衬管/
有厚度差的/ 内衬管
彡4.
19. 4 组合结构的施工 721
不同壁厚钢管的工厂焊接构造(三)
不同壁厚钢管的工厂焊接构造(二)
图19-60不同壁厚的钢管焊接构造
(1) 钢管柱混凝土配合比
19. 4 组合结构的施工 721
工厂焊缝
开孔隔板
上柱圆钢管 /
锥形管
钢管柱混凝土的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,掺量通过现场试验确定。除满足强度指标外,尚应注意 混凝土坍落度不小于150mm,水灰比不大于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,對落度宜不小于150mm。为满足上 述與落度的要求,应掺适量减水剂。
成1:6 工厂焊缝
开孔隔板
(1) 钢管柱浇筑
下柱圆钢管
钢管内的混凝土浇筑工作,宜连续进行。必须 间歇时,间歇时间不应超过混凝土的初凝时间。需 留施工缝时,应将管封闭,防止水油和异物等落入。
图19-61不同直径的钢管焊接构造
每次饶筑混凝土前(包括施工缝)应先浇筑一 层厚度为50〜100mm与混凝土相同配合比的水泥砂 浆,以免自由下落的混凝土产生离析现象。
19.4.4.6梁与钢管柱节点施工
1. 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。
2. 混凝土梁与钢管柱节点施工
(1) 混凝土梁与钢管柱连接可来用环梁和双梁两种形式。
(2) 混凝土梁与钢管柱的连接施工:
1) 施工流程
确定抗剪环箍标高—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 制作梁板模板同时制作环梁底模板—吊装环梁钢筋笼—绑扎框架梁钢筋—支设环梁侧模 —与梁板同时浇筑环梁混凝土
2) 抗剪环箍的制作 抗剪环箍应在工厂内完成。
3) 环梁钢筋的放大样及制作
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。
4) 环梁钢筋与框架梁钢筋的绑扎
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。
5) 环梁侧模支设及混凝土浇筑
19. 4 组合结构的施工 721
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。
混凝土的浇筑时,振捣手要熟悉环梁的结构。振捣时严格按操作规程进行振捣,保证 混凝土的密实。
19.4.4.7钢管开洞
1. 一般规定
钢管混凝土钢管不宜进行开洞。必须在钢管上开洞时,要征得结构设计单位的同意。
2. 开洞处理
钢筋穿过钢管时应尽量避免,当必须在钢管上穿孔时,应对钢管进行加固补强。最常 见的方法是局部加厚。采取局部加厚措施时要注意钢管的刚度不宜突变过大,不影响混凝 土浇筑。
19.4. 4. 8密实度检测
1·人工敲击法
钢管混凝土浇筑完成后,可以用人工敲击法检查浇注质量。用工具敲击钢管的不同部 位,通过声音辨别管内混凝土的密实度。人工敲击法是对钢管混凝土密实度的初步检测, 如发现有异常情况,则应用超声检测法检测。
2. 超声检测法
超声检测法是指利用超声波检测仪对混凝土进行检测,根据超声波的波形判断管内混 凝土的密实性、均勻性和局部缺陷等。
3. 钻芯取样法
19. 4组合结构的施工 7J7
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,这种方法最 能真实反映钢管柱内混凝土浇筑情况。但是对于主体结构是一种破坏,所以采用这种方法 应当慎重,取样后,取样部位应采取封堵、补焊等加强措施。
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的压型钢板上浇筑混凝土而制成的组 合板,依靠凹凸肋和槽纹使混凝土与钢板紧密地结合在一起,是建筑工程中常用的楼板形 式。根据压型钢板是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的紧密结合,形成一个整体,见图19-62。组合 楼板中采用的压型钢板的形式有开口型板、缩口型板、闭口型板,见图19-63。
图19-63压型钢板与混凝土组合板的基本形式 ω缩口板;(b)闭口板;(c)光面开口板;(d)带压痕开口板
19.4.5.1压型钢板与钢筋混凝土组合楼板的构造
(1) 压型钢板材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700)以及《低合金高 强度结构钢》(GB/T 1591)的规定。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,分别应符合国家标准《连续热镀锌薄钢和钢带》(GBJ 2518)的要求。压型钢板双面镀镑层总含量应满足在使用期间不致锈蚀的要求,建议采用 120〜275g/m2。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 量不宜小于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. 5〜2. 0mm。
(2) 压型钢板板型要符合《建筑用压型钢板》(GB/T 12755)。
(3) 组合楼板用压型钢板净厚度不应小于0. 75_ (不包括镀层),非组合楼板用压 型钢板净厚度不应小于0. 5mm (不包括镀层)。
(4) 组合楼板用压型钢板的波高、波距应满足承重强度、稳定与刚度的要求。其板宽 宜有较大的覆盖宽度并符合建筑模数的要求;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要求。其浇筑混凝土平均槽宽不小于50_;开口式压 型钢板以板中和轴位置计,
19. 4组合结构的施工 7J7
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& (包括压痕)不应超过80mm。在使用压型钢板时,还应符合表19-15的要求。
19. 4 组合结构的施工 719
压型钢板使用要求 表19-15
波髙和波距
波高不大于75mm,波高允许偏差为士 1.0_ 波髙大于75mm,波高允许偏差为土2. Omm 以上两者波距允许偏差为士 2. Omm
覆盖宽度
当覆盖宽度不大宁 75m时
允许偏差为士5. Omm
板长
当Z<10m时 当/>10m时
允许偏差:+5mm,一0 允许偏差:+8mm,—0
侧向弯曲(任意测 量10m长压型钢板)
波高不大于80m时 若/<8m时 当 8m<10m 时
其侧向弯曲允许值为10mm _
测量部位:离端部0.5m . 其侧向弯曲允许值为8_
其侧向弯曲允许值取表中值
翘曲(任意测量 5m长压型钢板)
波高不大于80m时 若测量长度 在4m以下时 当4〜5m时
允许值5 mm 测量部位:离端部0.5m 允许值4mm 允许值取表中值
扭曲(任意测量 10m长压型钢板)
两端扭转角应小于10°,若波数大于2时,可任取一波测量
垂直度
端部相对最外棱边的不垂直度在压型钢板宽度上,不应超 过5 mm
(1) 与压型钢板同时使用的连接件有栓钉、螺钉和铆钉等,其连接的有关性能和要 求,须符合相关规定。
(2) 压型钢板不宜用于会受到强烈侵蚀性作用的建筑物,否则应进行有针对性的防腐 处理。
(3) 组合楼板总厚度h不小于90mm,压型钢板板肋顶部以上混凝土 hc不小于 50mm,混凝土强度等级不小于C25。 ·
(4) 组合楼板受力钢筋的保护层厚度见表19-16。
组合楼板受力钢筋保护层厚度
表 19-16
环境等级
保护层厚度(_)
一类环境
受力钢筋
非受力钢筋
15
10
二 a类环境
20
10
(5) 受力钢筋的锚固,搭接长度等应遵守《混凝土结构设计规范》(GB 50010)中的 规定。
(6) 压型钢板在钢梁、混凝土剪力墙或混凝土梁上的支撑长度不小于50mm,在砌 体上的支撑长度则不小于75mm。
(7) 组合楼板端部应设置栓钉锚固件,栓钉应设置在端支座的压型钢板凹肋处,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。
(8) 焊后栓钉高度应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。
19. 4 组合结构的施工 719
(13)组合楼板开孔大于50mm时应符合设计要求或《钢与混凝土组合楼(屋)盖结 构构造》(05SG522)的要求。
19.4.5.2压型钢板与混凝土组合楼板的施工流程
1. 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
2. 压型钢板与混凝土组合楼板施工要点
(1) 压型钢板进场检验及堆放
压型钢板进场后,应检查出厂合格证和质量证明文件。并对压型钢板的外观质量和界 面尺寸进行检査。质量证明文件应包括以下内容:
1) 标准编号;
2) 供方名称(或厂标);
3) 工程名称、合同号、批号;
4) 规格(产品型号、厚度、长度)、数量;
5) 原材料标准号及牌号、镀层、涂层种类及颜色(涂层板)以及相应的质量证明 (含化学成分与力学性能);
6) 供方技术监督部门印记或产品合格证;
7) 发货日期。
压型钢板堆放场地应基本平整,叠堆不宜过高,以每堆不超过40张为宜。
(2) 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。
(3) 压型钢板吊装铺设
1) 吊装前应先核对压型钢板捆号及吊装位置。由下往上的顺序进行吊装,避免因先 行吊放上层材料而阻碍下一层楼板吊放作业。
2) 需确认钢结构已完成校正、焊接、检测后方可进行压型钢板的铺设。
3) 铺放完压型钢板后,采用点焊临时固定。再将梁的中心钱,弹到压型钢板上,同 时弹出各梁上翼缘边线,保证栓钉焊接位置的正确。
4) 压型钢板铺放要保证板端搭接在梁上的长度。根据弹好的基准线,进行铺板,保 证板侧边尺寸、平整、顺直,位置正确,使压型钢板槽形开口贯通、整齐、不错位
5) 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。
6) 压型钢板端头封堵要严密,避免出现漏浆。端头封堵后,要保证压型钢板端部在 梁上搭接长度>50mm,并满足设计要求。
7) 梁柱接头处所需楼承板切口要用等离子切割机切割。
8) 压型钢板铺设完成后,要及时采用点焊的方式与钢梁固定。
(4) 混凝土的浇筑
1) 混凝土浇筑前,必须把压型钢板上的杂物、油脂等清除干净。
2) 混凝土浇筑前,压型钢板面上应铺设垫板,作为临时通道,避免压型钢板受损及 变形过大。
19. 4 组合结构的施工 719
3)浇筑混凝土时,不得在压型钢板上集中堆放混凝土,混凝土浇筑点应设置在梁上。 19.4.5.3施工阶段压型钢板及组合楼板的设计
组合楼板设计应遵守《混凝土结构设计规范》(GB 50010)、《建筑结构荷载规范》 (GB 50009)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011)、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99)的规定。
(1) 组合楼板设计中次梁间距可根据经验和建筑要求等确定,一般以3.0m为宜。无 支撑次梁间距一般由压型钢板供应厂商提供,当次梁间距大于无支撑次梁间距时,应进行 验算。
(2) 压型钢板的选择应根据建筑的功能及建筑要求选用,尽可能地选择施工时不使用 临时支撑或少用临时支撑,施工荷载按实际可能的施工荷载计算或规范荷载取值。
(3) 压型钢板板型,国家标准《建筑用压型钢板》(GB/T 12755)给出的板型有开口 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
V V
图19-65闭口型压型钢板
图19-66缩口型压型钢板
(4)压型钢板施工阶段设计。在施工阶段,压型铜板作为混凝土浇筑模板,应验算其 强度和变形。计算受弯承载能力时,可采用弹性分析方法。其顺肋方向的正负弯矩和烧度 按单向板计算,不考虑垂直肋方向的正负弯矩。压型钢板截面性质计算应符合《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》(GB 50018)规定。
施工阶段压型钢板承受的荷载:永久荷载(静荷载):压型钢板、钢筋自重及混凝土 湿重。可变荷载(活荷载):施工荷载与附加荷载。此数据可按施工实际情况考虑。
1) 荷载组合应符合国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009)规定,并应分别验 算实际工程中简支、双跨和多跨不同情况。强度设计时取荷载基卒组合,挠度验算时取荷 载标准组合。
2) 压型钢板计算: '
①抗弯强度计算
施工阶段压型钢板正截面抗弯强度验算可采用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB
19. 4 组合结构的施工 729
50018)取一个波宽数据进行计算的方法,也可采用计算单位宽压型钢板的计算方法。压 型钢板应满足式(19-1)要求:
r0MC40无收缩细石 锚,公gy _;_.y'獅战铁屑砂浆 锚固长度4=25rf
图19-71型钢混凝土柱埋人式型钢柱脚做法(三)
2.非埋入式柱脚
非埋入式柱脚的型钢不埋入基础内部。型钢柱下端设有钢底板,钢柱脚底板厚度不宜 小于钢柱较厚板件厚度,且不宜小于30mm。利用地脚螺栓将钢底板锚固,锚栓直径一般 为20〜42mm,不宜小于20mm,描栓规格及数量通过计算确定。柱内的纵向钢筋与基础 内伸出的插筋相连接。基础顶面和柱脚底板之间采用二次灌注>C40无收缩细石混凝土或 铁屑砂浆。非埋入式柱脚锚栓不承受底部剪力,其底部的水平剪力通过底板与其下部混凝 土之间的摩擦力来抵抗。当摩擦力不能抵抗底板剪力时,设置抗剪键或柱脚外包钢筋混凝 土以满足要求。设置抗剪键的型钢柱脚,可以直接焊接在型钢柱脚上,对于箱型柱或钢管 柱也可在其内部设置。按照Η形型钢柱、箱形柱及十字形型钢柱的形式,其非埋入式柱 脚大样图见图19-72、图19-73、图19-74。
19. 4. 6. 2柱脚施工
1. 工艺流程
施工准备—柱脚螺栓定位放线—柱脚螺栓安装—柱脚螺栓的复核—柱脚螺栓保护—首 节钢柱吊装—底板下部灌浆料施工
2. 施工准备
(1) 采用埋入式柱脚施工,需先将基础底部加强区部位浇筑完成后,安装完毕底部钢 柱后浇筑剩余部分的基础。在基础底部加强区钢筋绑扎中需进行柱脚的预埋施工。非埋入 式柱脚底部钢筋已经绑扎完成,上部钢筋已经开始绑扎。
(2) 复验安装定位所用的轴线控制点和测量标高的水准控制点,并放出标高控制线和 吊点辅助线。
(3) 柱脚螺栓、柱脚螺栓定位固定架(上下两道水平框)、柱脚螺栓保护材料等预埋 材料的准备到位,并对柱脚螺栓的规格型号,定位架上预留螺栓孔孔径、定位尺寸等进行 了验收。
3. 柱脚螺栓定位放线
采用“十”字放样法,确定出“十”字的四个点,并由该四点在基坑底部垫层上确定
19. 4 组合结构的施工 729
型钢混凝土柱宽
双螺母拧紧
二次灌注>040 1收__凝土
锚检公称直径>20 專固长J^a=25rf ^ (施工中设置定 位固定架)
19. 4 组合结构的施工 729
栓钉
S
双螺母拧紧
基础顶面
二次灌注>040 . 无收缩细石混凝土: 锚栓公称直径>20
铺固长度/a=25d (施工中设置定 位固定架)
锚栓>30
□ >10
ik
回
Μ
0
回
Ή
ψ^
回、
A-A
妾装亮毕后
锚栓底板/
、描栓底板 型钢柱
图19-72 Η型型钢混凝土柱非埋入式柱脚做法
7. 第一节钢柱施工
对于埋人式柱脚,在基础底板饶筑前需将埋人部分钢柱安装就位后进行柱脚灌浆料施 工和基础混凝土浇筑。对于非埋入式柱脚则需将首节钢柱完整就位后才能进行柱脚灌浆料 的二次灌浆。
8. 柱脚二次灌浆料
在柱脚底板下混凝土浇筑中,需将柱脚底板下的混凝土面细致抹平压实。并在劲钢柱 安装前要对预埋螺栓处的破面进行清理凿毛。待首节钢柱吊装结束并校核完成后,在柱脚 底部支设模板,按照设计要求进行二次灌浆。
(1) 二次灌浆材料选择
二次灌浆除应满足设计要求外,尚应根据灌浆厚度按照表19-20选择水泥基灌浆材料。
出柱脚螺栓定位固定架中心点和柱脚螺栓 位置。
4. 柱脚螺栓安装
对于非埋入式柱脚柱脚螺栓安装或埋 入式柱脚螺栓安装部分,施工中均需根据 柱脚螺栓规
19. 4 组合结构的施工 729
格、数量及基础底板的厚度确 定是否对柱脚螺栓固定架设置支撑架。对 于柱脚螺栓规格较大、数量较多、基础底 板深度较深的情况,需对螺栓固定架设置 支撑架。对于柱脚螺栓数量较少、规格较 小的情况,则通过柱脚螺栓固定架直接在 钢筋网片上进行定位,然后在定位固定架 预留螺栓孔中穿人地脚螺栓,并校正其垂 直度、标高、间距等,并将其点焊在钢 筋上。
4. 柱脚螺栓的复核
在柱脚螺栓安装完毕后,混凝土浇筑 前,重新弹出精确的轴线和各螺栓的位置 线进行复核,确保螺栓上下垂直、水平位 置准确。在混凝土浇筑完毕之后,在其初 凝之前,重新对柱脚螺栓的位置、标高等 进行复核,以纠正混凝土浇筑时所产生的 偏差。
5. 柱脚螺栓的保护
待柱脚螺栓安装完毕后即进行柱脚螺 栓保护,即在螺栓丝扣上涂以黄油外封胶 布或塑料袋包扎后,再用铁皮或PVC管等 进行保护,以防螺牙附着混凝土或因锈蚀 等损害其强度。
19. 4 组合结构的施工 729
图19-73箱型型钢混凝土柱非埋人式柱脚做法
表 19-20
19. 4 组合结构的施工 729
灌浆层厚度(mm)
水泥基灌浆材料类别
灌浆层厚度(mm)
水泥基灌浆枋料类别
5〜30
I类
80 〜200
ΠΙ类
20 〜100
η类
>200
W类
图19-74十字形型钢混凝土柱非埋人式柱脚做法 二次灌浆用水泥基灌浆材料选择
注:1.采用压力法或高位漏斗法灌浆施工时,可放宽水泥基灌浆材料的类别选择;
2.当灌浆层厚度大于150mm时,可平均分成两次灌浆。根据实际分层厚度按上表选择合适的水泥基灌浆材 料类别。第二次灌浆宜在第一次灌浆24h后,灌浆前应对第一次灌浆层表面做凿毛处理。
(2) 二次灌桨施工方法
灌浆料施工方法有三种:自重法、高位漏斗法和压力法。
1)自重法
自重法是在灌浆料施工中,利用灌浆料流动性好的特点,在灌浆范围内自由流动,满 足灌浆要求的方法,如图19-75所示。
图19-75自重法灌浆示意图
2)高位漏斗法
高位漏斗法是在灌浆料施工中,靠高强无收缩灌浆料的流动性不能满足要求时,利用 提高灌浆的位能差,满足灌浆要求的方法,如图19-76所示。
高位漏斗
设备底座、
19. 4 组合结构的施工 729
排气孔 Y渾浆孔y排气孔
高位漏斗
图19-76高位漏斗法灌浆示意图
3)压力法
图19-77压力法灌浆示意图
puuurrugHuutl
压方灌浆管
排气孔
管接头压力灌架管
压力法是在高强无收缩灌浆料施工中,采用灌浆增压设备,满足灌浆要求的方法,如 图19-77所迅。
19. 6质量保证措施 735
(2) 灌浆注意事项 ·
1) 浆料应从一侧灌人,直至另一侧溢出为止,以利于排出柱脚与混凝土基础之间的 空气,使灌浆充实,不得从四侧同时进行灌浆。
2) 灌浆开始后,必须连续进行,不能间断,并应尽可能缩短灌浆时间。
3) 在灌浆过程中不宜振捣,必要时可用竹板条等进行拉动导流。
4) 每次灌浆层厚度不宜超过100mm。
5) 灌浆完毕后,要剔除的部分应在灌浆层终凝前进行处理。
6) 在灌浆施工过程中直至脱模前,应避免灌浆层受到振动和碰撞。
7) 模板与柱脚间的水平距离应控制在100mm左右,以利于灌浆施工。
8) 灌浆环境温度不宜低于_5°C。
(3) 灌浆料养护
1) 灌浆完毕后30min内,应立即喷洒养护剂或覆盖塑料薄膜进养护。
2) 灌浆料养护时间不少于7d。
19. 5 绿色施工
钢-混凝土组合结构施工的环境保护主要有以下几点:
1. 噪声污染控制
施工现场应遵照《中华人民共和国建筑施工场界噪声限值》(GB 12523)的要求制定 降噪措施,并对施工现场场界噪声进行检测和记录,噪声排放不得超过国家标准。根据环 保噪声标准(dB)日夜要求的不同,合理协调安排施工工序和作业时间将混凝土施工等 噪声较大的工序放在白天进行,夜间避免进行噪声较大的工作。除特殊情况外每晚 22 : 00时至次晨早6 : 00时严格控制强噪声作业。
材料进出场要采用吊装设备成捆吊装,严禁抛掷。
所有运输车辆进人现场后禁止鸣笛,夜间装卸材料应轻拿轻放,以减少噪声。
对混凝土输送栗等强噪声设备,实行封闭式隔声处理。
2. 光污染控制
电焊作业采取遮挡措施,避免电焊弧光外泄。
合理安排作业时间,尽量避免夜间施工。必要时夜间施工应合理调整灯光照射方向, 减少对周围居民生活的干扰。
3. 施工周围环境、大气污染影响控制
运输容易散落、飞扬、流漏的物料的车辆,必须采取措施封闭严密。、施工现场出口应 设置洗车槽。建筑物内的施工垃圾应集中装袋,采用搭设封闭式临时专用垃圾道运输或容 器吊运或用施工电梯运至地面。垃圾装车运出时,采用封闭式运输车。
4. 能源消耗控制
钢结构加工、钢材、水泥等大宗材料选择运距不超过500km之内的分供应商,以减 少运输距离,降低能源消耗。
现场采用无纸化办公,减少木材消耗。
使用混凝土养护剂,减少施工用水消耗。
5. 土地使用控制
合理规划场地,减少场地占用面积。
19. 6质量保证措施 735
不使用粘土实心砖,减少耕地资源消耗。
19.6质量保证措施
19.6.1深化设计质量控制措施
(1) 深化设计必须在符合原设计要求的前提下,满足车间加工和现场安装。
(2) 劲钢结构深化设计中应综合考虑与混凝土结构之间的连接节点处理,同时考虑与 机电专业之间的预留节点。
(3) 深化设计单位应坚持设计绘图人、审图人、设计部三审制度,确保深化设计图纸 的准确性和可行性。
(4) 对于截面较大的型钢混凝土柱、剪力墙、梁,经设计同意后在型钢腹板上需预留 对拉螺栓孔,以确保混凝土浇筑质量。
(5) 对型钢柱、梁节点位置,在进行劲钢结构深化时,应提前考虑混凝土浇筑方案, 必要时采取相应的措施,如在钢牛腿上开浇筑孔,或者在距离型钢柱一定距离内对型钢梁 翼缘板的宽度减小,以便确保混凝土密实。
19.6.2原材料质量控制措施
(1) 进场的钢材必须符合设计要求,进场后应及时按国家的相关规范规定对钢材的品 种、规格、外观质量等进行检查验收。其规格、型号及允许偏差应符合产品标准的要求; 其表面应光洁,不得有裂纹、结疤、气孔、夹层、折痕、重皮等缺陷;表面锈蚀、麻点或 划痕的深度不得大于该材料厚度负偏差值的1/2,且不大于0. 5mm。
(2) 按照国家现行规范规定需要进行复试的钢材,应按同一品种、规格、牌号、同一 生产厂家、同一进场批次为一检验批,进行见证取样复试,其复试结果应符合现行国家产 品标准和设计要求。对复试不合格的材料严禁使用。
(3) 型钢及压型钢板在装、卸过程中,严禁用钢丝绳捆绑直接起吊,需根据计算吊点 进行吊装,以防变形。 ‘
(4) 钢材露天堆放时,堆放场地要平整,且高于周围地面,四周设置排水沟。堆放时 尽量使钢材截面的背面朝上或朝外,顶部覆盖防雨防雪材料。
(5) 焊接材料必须具有出场合格证,其化学成分与机械性能必须符合国家标准。手工 焊接用焊条应与母材强度相适应,并符合现行国家标准。焊条药皮应完整、厚度均匀,不 得有偏心现象;药皮不得有裂纹、气孔及刻痕等缺陷;药皮应干燥、牢固;焊条芯不得有 锈。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。
(6) 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与母材强度相适应。焊丝的牌号、 化学成分、机械性能及其他性能应符合设计图纸和现行国家规范规定,焊丝中的碳、硫、 磷含量应符合标准。
(7) C02气体保护焊所用的C02气体,应具有生产厂家出具的有关气体成分证明书,
否则必须进行化验,确定其化学成分合格后,方可使用。其纯度不得低于99.5%。…
(8)焊条、焊丝、焊剂和熔嘴等焊接用材料应储存在干燥、通风良好的地方,并由专 人保管。焊条、焊丝、焊剂和熔嘴在使用前^1、须按说明书及有关工艺文件的规定进行 烘干。
19.6.3测量质量控制措施
(1) 使用的计量器具,应定期进行检定,以确保其在有效期使用。在使用前及时对测 量仪器
19. 6质量保证措施 735
进行检验,确保仪器在良好状态下运行。
(1) 当锜构施工到一定高度时(一般60m左右),把型钢柱安装基准控制点向上转 置,不得从下层柱的轴线引上。
(2) 结构的楼层标高可按相对标高或设计标高进行控制,标高传递采用多点闭合进行 修正。
(3) 安装偏差的检测,应在结构形成空间刚度单元并连接紧固后进行。
19.6.4焊接质量控制措施
(1) 凡以下情况应进行工艺试验,应在安装前进行焊接工艺试验或评定,并对焊工进 行附加考试,同时在此基础上制定相应的施工工艺或方案。
1) 首次使用的结构钢材。
2) 首次使用的焊接材料,或焊接材料型号改变。
3) 焊接方法改变,或由于焊接设备的改变而引起焊接参数改变。
4) 焊接工艺改变:
①双面对接焊改为单面焊。
②单面对接电弧焊增加或去掉垫板,埋弧焊的单面焊反面成型。
③坡口形式改变,变更钢板厚度,要求焊透的T形接头。
5) 需要预热、后热或焊后做热处理。
(2) 承担工艺试验的焊接及现场焊接工作的焊工,应按现行行业标准《建筑钢结构焊 接规程》(JGJ81)规定,持证上岗,并且确认焊工证在认可范围和有效期内。工艺试验 应包括现场作业中所遇到的各种焊接位置,当现场有妨碍焊接操作时,还应作模拟障碍进 行焊接试验。
(3) 焊接前,按照设计要求对接头坡口角度、钝边、间隙及错口量进行检査,焊缝的 坡口形式和尺寸,应符合现行国家标准《手工电弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》(GB 985)和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》(GB 986)’的规定。
焊接垫板或引弧板,其表面应清洁,要求与坡口相同,垫板与母材应贴紧,引弧板与 母材焊接应牢固。
(4) 柱、梁、支撑等构件的长度尺寸应包括焊接收缩余量等变形值。在整个钢结构焊 接过程中,设置专职测量人员,对柱的垂直度和梁的水平度进行监测,并测出每种焊缝的 收缩量,作为构件加工参考量。
(5) 焊条使用前应进行烘干干燥。酸性焊条150〜200Ό烘干,保温时间lh,碱性焊 条350〜380Ό烘干,保温时间1.5〜2h。烘好后,焊条应放在110〜120Ό的保温箱中存 放,随用随取,取出的焊条放在保温筒内,4h用完,否则需重新烘干。焊条烘干次数不 超过两次。受潮的焊条不应使用。 _ i
(6)正式焊接工作开始前,应根据工艺评定报告确定是否需要进行预热。一般来说对 厚度大于40mm的碳素结构钢和厚度大于25mm低合金结构钢的焊缝区要进行预热。预 热温度宜控制在60〜140'C;预热区在焊道两侧,每侧宽度均应不大于焊件厚度的2倍, 且不应小于100mm。在气温低于0Ό的钚境中进行焊接时,低碳钢也要进行预热。
' (7)对于板厚大于等于25mm的焊缝,焊后要进行消氢处理时,消氢处理的加热温 度应为200〜250Ό,保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚不小于0. 5h,且总保温时 间不得小于lh。达到保温时间后应缓冷至常温。
19. 6质量保证措施 735
(1) 在焊接中应采用合理的焊接顺序控制变形:
1) 对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接,在工件放置条件允许或易于翻身 的情况下,宜采用双面坡口对称顺序焊接;对于有对称截面的构件,宜采用对称于构件中 和轴的顺序焊接。
2) 对双面非对称坡口焊接,宜采用先焊完深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧焊缝、 最后焊完深坡口侧焊缝的顺序。
3) 对长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用。
4) 宜采用跳焊法,避免工件局部加热集中。l
(2) 控制焊缝变形其他工艺措施:
1) 通常情况下,宜采用熔化极气体保护电弧焊或药芯焊丝自保护电弧焊等能量密度 较高的焊接方式,并采用较小的热输入。
2) 宜采用反弯变形法控制角变形。
3) 对一般构件可用定位焊固定同时限制变形;对大型、厚板构件宜用刚性固定法增 加结构焊接时的刚性。
4) 对于大型结构宜采取分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接或连接的施 工方法。
(3) T形接头、十字接头、角接接头焊接时,宜采用以下防止板材层状撕裂的焊接 工艺措施:
.1)采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接。
2)采用低强度焊条在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层。
;3.) Π类及Π类以上钢材箱形柱角接接头当板厚>80mm时,板边火焰切割面宜用机 械方法去除淬硬层。 :·
4)采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护电弧焊施焊。
-5)提高预热温度施焊。
(4) 对于厚钢板焊接中,采用多层多道焊,能有效防止焊接裂纹。多层焊时应连续 施焊,每一焊道完成后应及时清理焊淹和表面飞《物。发现焊接质量缺陷时,应清除后方 可再焊。在连续焊接过程中必须严格控制焊接区的母材温度,使层间温度符合焊接工艺文 件要求。遇有中断施焊的情况,应采取适当的后热和保温措施。再次焊接时重新预热温度 应高于初始预热温度。1 ·
(5) .厚钢板的焊接中,坡口底层焊道采用手工电弧焊时宜使用不大于Φ4πιπι的焊条
施焊,底层根部焊道的最小尺寸应适宜,最大厚度不应超过6mm。.
(6) 栓钉焊接前,应将构件焊接面的油、镑清除;焊接后检查栓钉高度的允许偏差 应在±2mm以内,同时按有关规定检查其焊接质量。
(7) 在焊接过程中,设置专职人员对风速、温度、湿度进行测量记录,若出现风速 大于10m/S,相对湿度大于90%,或雨、雪天等天气,且无有效保护措施,必须立即停 止焊接。
(8) 焊接质检人员负责对焊接作业过程进行全过程的检査和控制,根据设计文件及 规范要求确定焊缝检测部位和检测数量、填报签发检测报告。
(9) 焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时,对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等 缺陷应用砂轮打磨、炉凿、钻、铣等方法进行去除,必要时进行补焊;对焊缝尺寸不足、 咬边、弧坑未填
19. 6质量保证措施 735
满等缺陷应进行补焊。
(1) 对于经无损检测确定焊缝内部存在的缺陷超标时,应按现行行业标准《建筑钢 结构焊接技术规程》(JGJ 81)中的相关要求进行返修。对两次返修后仍不合格的部位, 应重新编制返修工艺,经工程技术负责人审批并报监理工程师认可后,方可执行。
19.6.5现场安装质量控制措施
(1) 压型钢板的下料应在工厂进行,尽量减少在楼层现场的切割工作量。为保证下料 的准确,应制作模具。
(2) 压型钢板铺设前应检查压型钢板的弯曲变形情况,对发生弯曲变形的压型板进行 校正。同时对钢梁顶面清理干净,严防潮湿及涂刷油漆(可焊漆除外)。
(3) 压型钢板按图纸放线安装、调直、压实并采用对称点焊。要求波纹顺直,以便楼 板钢筋在波内通过。压型钢板的凹槽与梁搭接,以便点焊。点焊固定电流应适当调小,防 止将压型板焊穿。
(4) 压型钢板组合结构的钢筋绑扎过程中,上层钢筋应按设计间距均匀绑扎,分布钢 筋的弯勾应按规范要求直角朝下,弯折在压型板的波谷内。绑扎板筋时一般用顺扣或八字 扣,负弯矩钢筋和分布钢筋的每个相交点均要全数绑扎,绑扎完成后的组合楼板钢筋应间 距一致,横平竖直。
(5) 压型钢板组合楼板施工中,应详细的参照楼板留洞图和布置图.,先在压型钢板定 位后弹出洞口边线,进行洞口预留。预留洞口尺寸小于等于300mm时,待混凝土浇筑完 后,并达到设计强度的75%以上,再切割压型钢板。预留洞口大于300mm时,在钢筋绑 扎前切割出洞口,并按照设计要求进行洞口加强处理。
(6) 为防止混凝土浇筑过程中造成压型钢板变形过大,需搭设临时支架。应由施工实 际确定,待混凝土达到一定的强度后方可拆除。
(7) 高强螺栓连接表面有浮锈、油污,螺栓孔有毛刺、焊瘤等,均应清理干净。在雨 雪天气应避免高强度螺栓的安装施工,以免影响施工质量。
(8) 高强螺栓连接板若变形后出现间隙大,其间隙应按规定的允许间隙进行调整,应 校正处理后再使用。
(9) 高强度螺栓在安装过程中如需要扩孔时,一定要防止金属碎屑夹在摩擦面之间, 清理干净后才能进行安装。
(10) 高强螺栓应自由穿入螺孔,严禁强行将螺检打入螺孔,并不得气焊扩孔。高强 度螺栓应将配套的连接件(螺栓、螺母和垫圈等)放入同一包装内,避免混用。当天使用 当天从库房中领出,当天未用完的高强度螺栓不能堆放在露天,防止损伤丝口。
(11) 高强螺栓所用的扭矩扳手必须定期校正,其偏差值不大于5%,严格按紧固顺 序操作。紧固顺序为先中间,后边缘;先主要部位,后次要部位;先初拧,后终拧。初拧 时要求达到设计的紧固力矩数值。扭剪型高强度螺栓尾部卡头被拧断,表示终拧结束。:
(12) 型钢钢板制孔,应采用工厂车床制孔或现场采用等离子切割机操作,严禁现场 用氧气切割开孔。 >
(13) 劲钢结构中的钢筋工程,必须根据规范及设计要求满足锚固和搭接要求。无论 是柱或墙的钢筋都尽可能地减少纵向钢筋穿过型钢腹板的数量,且不宜穿过型钢翼缘。钢 筋与型钢之间的连接可采用钢筋连接器进行连接。当必须在型钢翼缘上预留穿筋孔时,应 由设计人员进行截面的
19. 6质量保证措施 735
承载能力验算,不满足承载力要求时,应进行补强。
(1) 型钢柱节点区最外侧箍筋必须是封闭箍筋。封闭箍应严格按要求放样加工,不 得做成开口箍,也不得将箍筋直接焊在型钢混凝土柱上,必要时经设计人员同意可在型钢 混凝土柱腹板上预留穿筋孔,将箍筋分成两段穿过后焊接成型。焊接位置应错开以保证抗 震要求。内侧复合箍筋可以采用拉筋,弯钩构造满足抗震要求。
(2) 劲钢柱、剪力墙节点处,要事先确定出劲钢柱、剪力墙的竖向主筋、水平箍筋、 剪力墙水平钢筋、梁纵向主筋及梁箍筋等各种钢筋的绑扎顺序,确定出哪种钢筋先绑扎, 哪种钢筋后绑扎,以免柱、墙、梁的纵向主筋与箍筋等在绑扎顺序和方向上发生矛盾。
(3) 在型钢混凝土结构混凝土浇筑过程中,对于节点部位的混凝土必须严格控制混 凝土原材料配合比,尤其是石子的粒径要严格控制。可根据实际情况,采用自密实混凝土 或者细石混凝土进行浇筑。竖向柱、墙构件最好与水平构件梁、板分开浇筑。对于截面尺 寸较大的型钢梁,可以按照规范要求分层分次浇筑。
(4) 对于型钢结构混凝土振捣可采用多种方法同时振捣,如振捣棒无法到达的部位, 可在模板外设置附着式振捣器,进行辅助振捣。对确实无法进行混凝土浇筑的封闭区域, 可以考虑采用高强灌浆料,在钢筋绑扎前预埋灌浆软管,通过灌浆以保证该部位的强度和 密实度。
(5) 型钢混凝土结构中钢筋工程和混凝土工程必须符合现行国家规范《混凝土结构 工程施工质量验收规范》(GB 50204)中的相关要求。
参考文献
[1] 周明杰主编.钢-混凝土组合结构设计与工程应用.北京:中国建材工业出版社,2005.
[2] 日本钢结构协会著.陈以一,傅功义译.钢结构技术总览·北京:中国建材工业出版社,2003.
[3] 周学军,王敦强编著.钢与混凝土组合结构设计与施工.济南:山东科学技术出版社,2004.
[4] ,赵鸿铁著.钢与混凝土组合结构.北京:科学出版社,2001.
[5] 林宗凡著.钢-混凝土组合结构.上海··同济大学出版社,2004.
[6] 马怀中,王天贤著·钢-混凝土组合结构.北京:中国建筑工业出版社,2006.
[7] 肖辉,娄宇等著.钢与混凝土组合梁的发展、研究与应用.特种结构.2005_ 3第22卷第1期.
[8] 中建八局青岛公司主编.钢与混凝土组合结构施工技术要点.2008.