【正文】 3)混凝土處于受壓區(qū) (正彎矩區(qū)段 )，鋼梁主要處于受拉區(qū)，兩種不同材料都能充 分發(fā)揮各自的長處，受力合理，節(jié)約材料； 4)由于處于受壓區(qū)的鋼筋混凝土板剛度較大，對避免鋼梁的整體與局部失穩(wěn)有明顯的作用； 5)降低梁高與房屋總高； 6)組合梁可大量節(jié)約鋼材以致降低工程造價。 型鋼混凝土 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是把型鋼置入鋼筋混凝土中，使型鋼、鋼筋 (縱筋和箍筋 )、混凝土三種材料元件協(xié)同工作以抵抗各種外部作用效應(yīng)的一種作用。它是鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)的一種形式，其截面組成特征是型鋼鋼筋混凝土的鋼材全部被包在混凝土內(nèi)部，型鋼與鋼筋骨架的外面有一層混凝土外殼 (外包鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的型鋼是外露的 )。型鋼混凝土中的型鋼除采用軋制型鋼外，還廣泛使用焊接型鋼，此外還配合使用鋼筋和鋼箍。鋼骨混凝土配置的型鋼形式可以分為實腹式與空腹式兩大類。前者的強度、剛度、延性均較好，遠比后者優(yōu)越。研究表明，它在抗震時吸收能量是空腹式的 2 倍。 同傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)相比，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)有更大的剛度和強度，更好的局部和整體穩(wěn)定性，防腐蝕和防火性能好，經(jīng)濟效果好，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)用鋼量大幅度減少。資料表明，型鋼混凝土全框架結(jié)構(gòu)較之鋼框架結(jié)構(gòu)可減少鋼材用量 50%或者更多一些。同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)承載力大、剛度大具有良好的變形能力 和延性，抗震性能優(yōu)越。尤其在大跨度、超高層、重荷載的土木工程結(jié)構(gòu)中，較單獨采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有更好的適用性 — 減小構(gòu)件截面、增大使用空間、節(jié)省混凝土用量、減輕地基荷載、減小構(gòu)件撓度、節(jié)省模板和支撐，可免除構(gòu)件中的預埋件 ,有更好的抗震性能等。 鋼管混凝土 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、配螺旋箍混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。鋼管混凝土是將普通混凝土填入薄壁圓型鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)。按截面形式不同，分為方鋼管混凝土、圓鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。鋼管混凝土可借助于內(nèi)填混凝土增強鋼管壁的穩(wěn)定性；借助鋼管對核心混凝土的套箍 (約束 )作用，而使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強度和抗變形能力。 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)由于其受力性能及結(jié)構(gòu)特點使其具有以下的優(yōu)點： 1)受力合理，能充分發(fā)揮混凝土與鋼材的特長，從而使構(gòu)件的承載能力大大提高；2)具有塑性好、強度高，良好的抗疲勞、耐沖擊性能； 3) 鋼管作為勁性承重骨架，省去了通常的混凝土支模、拆模和支撐工作量，省工、省時，施工簡單，縮短工期，宜于保證質(zhì)量； 4)獲得了很好的經(jīng)濟效果；與鋼結(jié)構(gòu)相比，節(jié)約了大量鋼材。大量工程實踐表明：采用鋼管混凝土的承壓構(gòu) 件比普通鋼筋混凝土承壓構(gòu)件約可節(jié)約混凝土 50%，減輕結(jié)構(gòu)自重 50%左右，鋼材用量略高或約略相等；和鋼結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)約鋼材 50%左右。 5)具有良好的抗震性能 (良好的延性 )；鋼管混凝土在提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能的同時，有效地減小了結(jié)構(gòu)尺寸，增加了使用面積。用于高層建筑的柱子時，可以作到不限制軸壓比而控制長細比。 6)具有美好的造型與最小的受風面積； 7)耐火性能較好，由于組成鋼管混凝土的鋼管和其核心混凝土之間有相互貢獻、協(xié)同互補、共同工作的特點，這種結(jié)構(gòu)具有較好的耐火性能。與鋼結(jié)構(gòu)相比，一般可節(jié)約 2/3 防火涂料，因而降 低工程造價。 第二章 鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu) 施工技術(shù)研究 目前，雖然各種形式的組合結(jié)構(gòu)在國內(nèi)工程中已顯示出其優(yōu)越性，而且，已創(chuàng)造出新的組合結(jié)構(gòu)形式，在工程實踐中已有運用，但由于觀念問題和相關(guān)的設(shè)計理論、施工技術(shù)沒有普及推廣，在實際應(yīng)用中數(shù)量還不是很大，有些問題還需進一步細致深入的研究探討。對構(gòu)件的組成方式尚需進一步優(yōu)化，以創(chuàng)造出性能更優(yōu)越的結(jié)構(gòu)來。 為了充分利用鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，創(chuàng)造出性能更為優(yōu)越的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)進一步加大對鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究。應(yīng)對鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、鋼管混凝土構(gòu)件、鋼骨混凝土構(gòu)件、預 應(yīng)力筋等不同材料元素進行優(yōu)化組合，通過揚長避短雜交而成具有優(yōu)勢的新的結(jié)構(gòu)體系，用一種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢彌補另一種結(jié)構(gòu)的劣勢。鋼管混凝土一般只是用作柱、拱等構(gòu)件，如何通過一定的組合方式，利用它的高抗壓性能，將其用于受彎，如預應(yīng)力鋼管混凝土梁、鋼管混凝土桁架等，是值的進一步研究的。研究將鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大跨度空間結(jié)構(gòu)，如近十多年來發(fā)展起來的張弦梁結(jié)構(gòu)，可在鋼管內(nèi)灌注高強度混凝土，用其作為拱或桁架，與高強預應(yīng)力索一起形成張弦梁結(jié)構(gòu)，可跨越較大空間，具有廣闊應(yīng)用前景。 某辦公中心綜合業(yè)務(wù)樓地下室部分建筑面積 萬 ㎡，采用鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)，由 4 個復合巨型柱結(jié)構(gòu)組成一個矩形平面結(jié)構(gòu)，每個復合巨型柱又由 13根勁性柱組成，箱型柱和鋼管內(nèi)灌注 C60自然密實免振搗混凝土，表面布滿 100mm長剪力釘?shù)男弯摻Y(jié)構(gòu)外面包裹一層鋼筋混凝土外殼，構(gòu)成鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)。其特點： 1) 柱腳埋件多，定位要求精確，相對位置不易控制； 2) 鋼構(gòu)件截面尺寸大，重量大，最重鋼柱達 ，不易安裝就位； 3) 鋼筋密集、箍筋形式多樣，鋼構(gòu)件表面布滿剪力釘，鋼筋安裝非常困難； 4) 模板吊裝容易與密集的型鋼梁發(fā)生沖突，鋼柱部位無法設(shè)置對拉螺栓； 5) 豎向結(jié)構(gòu)模板與型鋼柱間 空隙僅 200mm，且鋼筋和剪力釘非常密集，模板上口分部有型鋼梁，對混凝土的施工提出更高的要求。 工藝流程 綁扎底板鋼筋，安裝鋼柱柱腳埋件→澆筑底板混凝土→安裝型鋼柱→柱腳澆灌→安裝型鋼梁→澆筑柱芯混凝土→安裝墻、柱鋼筋→安裝墻、柱模板→澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土→拆除豎向結(jié)構(gòu)模板→安裝水平結(jié)構(gòu)模板→安裝梁、板鋼筋→澆筑梁、板混凝土。 安裝鋼柱柱腳埋件 鋼柱柱腳埋件位于 2m 厚的基礎(chǔ)底板內(nèi)，與地板鋼筋穿插安裝。 預埋件定位 制作一個用于固定、調(diào)節(jié)埋件的專用鋼板凳，其四條腿用角鋼，面板用厚鋼板制作，面板上打孔，安放調(diào)節(jié)螺 母，用于調(diào)節(jié)鋼柱埋件的標高。全部埋件均采用散件現(xiàn)場組拼。 埋件安裝 將鋼板凳放入底板內(nèi)，待綁完所有鋼筋后，再安裝埋件。安裝時先將埋件的地角螺栓臨時固定在板凳上，再把上部的鋼板安裝在螺栓上（圖 1）最后用線墜和水準儀調(diào)整埋件位置。 預埋件外圍插筋 型鋼柱外圍在基礎(chǔ)地板內(nèi)生根，在底板上鐵件安裝完畢后進行。由于主筋與埋件上表面鋼板凈距離僅 3mm，且全部為 Ф 32 鋼筋，一旦插筋位置偏差或位移量過大，將導致錨板無法安裝，為此對每根勁性柱制作了一塊 1mm 厚的鋼筋定位模具，按設(shè)計鋼筋位置精確打孔，插筋完畢后 套住鋼筋，置于地板鋼筋上，鋼筋位置校正完畢并于地板鋼筋點焊連接后再將鋼板取出。 預埋件的保護 預埋件調(diào)整驗收后，在螺栓絲頭部位涂黃油并包油紙，再裝套管進行保護。澆筑底板混凝土前再次復核，確認位置及標高準確并固定牢固后方可澆筑混凝土。 后續(xù)施工時，對地角螺栓應(yīng)采取嚴格保護措施，嚴禁碰撞和損壞。鋼柱安裝前，應(yīng)將螺紋清理干凈，修復損傷螺牙。 地板混凝土施工 1) 混凝土澆筑前，用 DN50 鋼管，手拉葫蘆等將全部 52 個柱腳埋件連接成一個穩(wěn)定體系，也保證不產(chǎn)生相對位移。 2) 混凝土沿埋件兩側(cè)同時澆筑、振搗，以防埋件位移，由專 職測量放線人員用 4 臺經(jīng)緯儀對埋件進行 24h 不間斷監(jiān)控。混凝土澆完后及時進行二次復核，確保埋件位置準確。 安裝第一節(jié)鋼柱 1) 第一節(jié)鋼柱與柱腳埋件采用地角螺栓進行連接，先將 60mm 厚錨板用螺栓固定于基礎(chǔ)底板上表面，與底板上表面間留出 60mm 高的縫隙并用鐵楔找平，再將帶靴板在鋼柱用坡口全熔透焊焊于錨板上（圖 2）。 2) 由于此時鋼柱主筋的位置已經(jīng)固定，其與錨板間的縫隙僅 3mm，給錨板就位、螺母擰緊、柱腳施焊帶來較大的困難。為保證鋼柱安裝順利，錨板就位時由鋼筋工配合施工，將部分影響鋼柱安裝的主筋局部均勻烘 烤至 200℃左右，緩慢將垂直鋼柱向外煨成圓弧狀，待柱腳部位施工完畢后再恢復原狀并進行補強焊接。 柱腳灌漿 1) 鋼柱錨板與混凝土地板間預留的 60mm 縫隙用 C60 收縮灌漿料填充（選用了北京冶建新技術(shù)公司生產(chǎn)的 CGMⅠ型灌漿料）。灌漿料采用現(xiàn)場人工攪拌，嚴格按照產(chǎn)品說明的加水量計量。 2) 在柱腳四周用多層板支設(shè)側(cè)模，側(cè)模較錨板截面寬 100mm，且高于錨板的下表面，并在側(cè)模的中部留置澆筑坡口。 3) 高強無收縮灌漿料澆筑時，從一側(cè)灌漿，至另一端溢出并明顯高于錨板下表面為止，嚴禁從兩個以上方向輪流澆筑。灌漿料無須振搗，開始灌漿 后須連續(xù)進行，不能間斷。應(yīng)盡可能縮短灌漿時間。 柱芯混凝土施工 1) 鋼結(jié)構(gòu)焊接、鋼柱下灌漿料澆筑完畢可澆筑勁性柱柱芯混凝土。采用定型混凝土下料斗借助塔吊進行澆筑。免振搗混凝土的初凝時間為 10h，終凝時間為 16h，擴展度不小于 550mm。 2) 將混凝土下料斗平穩(wěn)地安放在需澆筑鋼柱上方預先開出的澆筑洞內(nèi)，由施工人員扶穩(wěn)下料斗，必要時可將下料斗安放于專用架上。 3) 在布料斗內(nèi)裝混凝土，用塔吊將布料斗吊至待澆筑鋼柱上方的適宜高度處，待布料斗平穩(wěn)后，打開制動閘門， 使混凝土流入鋼柱柱芯內(nèi) ，根據(jù)混凝土流動的速度和斗內(nèi) 混凝土的高度， 及時開放制動閘門（圖 4） 4) 混凝土連續(xù)澆筑至鋼柱柱芯上口處、至鋼柱上方預留的排氣 孔有混凝土流出為止，將柱頂混凝土抹平。 5) 澆筑同一鋼柱柱芯混凝土時，覆蓋下一層混凝土的時間不得超過混凝土初凝時間。 6) 派專人觀察已澆筑至柱頂標高的柱芯混凝土 ,若發(fā)現(xiàn)澆筑后的混凝土有坍落，要在混凝土初凝時間內(nèi)，及時補澆至柱頂標高，以確保鋼柱柱芯內(nèi)填充滿混凝土。 鋼筋施工 柱主筋全部為Ф 32 鋼筋，采用直螺紋連接。水平方向設(shè)有多支箍筋組成的箍筋組及拉鉤。 柱主筋施工 主筋的安裝與普通鋼筋工程相同，但在上部或下部遇有鋼梁時，鋼筋 要與鋼梁進行 5d雙面焊連接（圖 5），此部位鋼筋直螺紋接頭的設(shè)置高度在鋼筋凈高的 1/3高度處，以便使兩節(jié)鋼筋適當彎曲，用正反扣至螺紋套筒對鋼筋進行連接接頭過高或過低均會使 其中一節(jié)鋼筋無法彎曲，不能順利就位（若設(shè)置通長鋼筋會影響箍筋套裝） 柱箍筋施工 箍筋是勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中對混凝土起約束作用的重要鋼筋構(gòu)件，必須保證其完全閉合，并與主筋牢固連接。本工程勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱箍筋須與主筋安裝穿插進行。 1) 箱型柱箍筋由矩形箍筋、八邊形箍筋和拉條組成，圓形柱箍筋由圓形箍筋和五邊形箍筋組成。所有箍筋均為 Ф 16 鋼筋，硬度 大，可調(diào)性差。加工時應(yīng)嚴格控制下料長度和彎折角度，以保證成品箍筋安裝順利。 2) 箍筋安裝時不能像普通混凝土柱一樣從頂部順序下放，須將箍筋開口部位打開，在連接主筋前將箍筋沿型鋼柱身下套。 3) 向下套箍筋時應(yīng)注意箍筋開口不要過大，嚴禁將箍筋彎成死彎，以免影響就位后恢復原狀。注意保護主筋連接絲頭（一旦破壞將無法