型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接施工工法

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接施工工法1前言在建筑不斷向各項極限值挑戰(zhàn)的今天，多種形式的組合結(jié)構(gòu)成為現(xiàn)代建筑的必然選擇。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)克服了純鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重過大等缺點，在現(xiàn)代超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)對混凝土內(nèi)鋼筋與鋼構(gòu)件連接接頭提出了相應(yīng)的高標準，經(jīng)過鋼筋與鋼構(gòu)件的各種連接形式進行比較，并進行各種工藝試驗，最終通過結(jié)合XX證卷大廈的現(xiàn)場總結(jié)形成完整的一套型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接的施工工法。2工法特點型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接施工工法在施工方法上與傳統(tǒng)的錨固法和鋼筋焊接法比較，在工期、質(zhì)量、造價、環(huán)保等方面具有明顯的先進性和安全性。2.1質(zhì)量可靠材料：通過使用高強可焊套筒焊接于鋼構(gòu)件上，使連接部位強度能達到與鋼筋和鋼構(gòu)件等強。施工條件：通過在工廠預(yù)先焊接有效的避免了鋼筋現(xiàn)場焊接易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷及鋼筋與鋼構(gòu)件材質(zhì)不同帶來的焊接質(zhì)量隱患。檢測方法：可以通過鋼筋與套筒連接處外露絲扣來保證施工質(zhì)量，較其他施工方法更快捷可靠。2.2操作方便、施工工期短鋼筋與鋼構(gòu)件采用機械連接，可以直接將套筒的焊接工作交由鋼構(gòu)件制作廠進行焊接，減少現(xiàn)場施工工序及工人操作時間，避免了現(xiàn)場復(fù)雜節(jié)點處難于施焊部位的焊接問題，并且可以全天候施工，從而有效的提高了現(xiàn)場施工效率。2.3綠色環(huán)保鋼構(gòu)件與鋼筋采用機械連接時使用的是鋼筋的物理性能，對鋼筋本身的材質(zhì)不會產(chǎn)生破壞，也不會因使用電、氣等加工鋼筋而產(chǎn)生殘渣、污染等。2.4效益顯著通過采用機械連接施工工藝，可以有效的減少鋼筋現(xiàn)場焊接量、鋼筋錨固搭接量，減少勞動力的投入，有效的提高施工速度，因此具有明顯的經(jīng)濟效益。高強套筒的等強連接簡單有效的保證了現(xiàn)場施工質(zhì)量，有效的提高了現(xiàn)場施工的流水，起到了很好的社會效益。3適用范圍本工法適用于各種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與鋼構(gòu)件采用機械連接的部位。4工藝原理4.1鋼構(gòu)件與鋼筋采用套筒連接使連接節(jié)點能夠達到等強，使鋼構(gòu)件與混凝土構(gòu)件有效結(jié)合，共同分擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載。4.2鋼筋與鋼構(gòu)件套筒連接，采用的是套筒在加工廠進行批量加工，檢測合格出廠；鋼構(gòu)件加工廠進行套筒焊接，保證焊接質(zhì)量；加工房預(yù)制鋼筋絲頭并保證絲頭質(zhì)量的分步控制，再進行綜合安裝集中質(zhì)量控制的組合施工工藝原理。5施工工藝流程及操作要點5.1各種工況下鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接工藝流程鋼骨柱間短梁、鋼骨梁之間短柱（指鋼筋與鋼筋連接接頭為1個的梁或柱）工藝流程鋼骨柱間長梁、鋼骨梁下連續(xù)柱（指鋼筋與鋼筋連接接頭大于1個接頭的梁或柱）工藝流程5.2操作要點套筒加工.1焊接于鋼構(gòu)件上的套筒需采用可焊性能比較好鋼材，通常設(shè)計會選Q345B鋼材為套筒母材，其他用于鋼筋互相連接的套筒及加長套筒仍選用40#鋼做為套筒母材以保證造價的低廉。.2工廠加工的套筒應(yīng)進行接頭的型式檢驗抗拉強度和變形性能滿足以下兩個表格要求。接頭抗拉強度：接頭等級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級抗拉強度≥1.35≥注： ——接頭頭試件實際抗抗拉強度；——接頭試件中鋼筋抗抗拉強度實測測值；——鋼筋抗拉強度標準準值；——鋼筋屈服強度標準準值。接頭變形性能：接頭等級Ⅰ級、Ⅱ級Ⅲ級單拉伸非彈性變形（mm）u≤0.10（d≤32）u≤0.15（d＞32）u≤0.10（d≤32）u≤0.15（d＞32）總伸長度（%）sgt≥4.00sgt≥2.00高應(yīng)力反復(fù)拉壓殘余變形（mm）u20≤0.3u20≤0.3大變形反復(fù)拉壓壓殘余變形（mm）u4≤0.3u8≤0.6u4≤0.6注：u——接接頭的非彈變變形；u20——接頭經(jīng)高應(yīng)力反復(fù)復(fù)拉壓20次后的殘余余變形；u4——接頭經(jīng)大變形反復(fù)復(fù)拉壓4次后的殘余余變形；u8——接頭經(jīng)大變形反復(fù)復(fù)拉壓8次后的殘余余變形；sgt——接頭頭試件總伸長長率。.3與鋼構(gòu)件進行焊接的可焊套筒焊接前需按設(shè)計要求進行坡口切割，以保證套筒焊接質(zhì)量。套筒坡口加工照片套筒安裝.1在進行套筒與鋼構(gòu)件焊接安裝前，做好套筒位置的深化圖，以滿足鋼筋現(xiàn)場安裝時不出現(xiàn)位置重疊造成無法安裝。地下室梁套筒焊接于鋼柱上典型節(jié)點圖地上結(jié)構(gòu)柱套筒焊接于型鋼梁上典型節(jié)點圖現(xiàn)場套筒焊接圖片鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接的安裝圖片.2套筒工廠焊接前，首先鑒定焊接套筒材質(zhì)是否為可焊性能較好的Q345B鋼材，同時編制“鋼骨柱與鋼筋連接器焊接工藝檢測方案”并在焊接現(xiàn)場對焊接位置與深化圖套筒位置進行一次復(fù)查。工藝試驗現(xiàn)場照片工藝性能檢測報告.3鋼構(gòu)件間的鋼筋與鋼筋連接需采用加長套筒，首先在鋼筋長絲部位擰入鎖緊螺母，再將加長套筒全部擰入車了長絲的鋼筋直至鋼筋端頭與套筒端頭平齊（若是長梁有兩個加長套筒處，應(yīng)同時調(diào)節(jié)套筒與標準絲頭鋼筋的咬合絲扣數(shù)），再待鋼筋安裝完成后加長套筒回擰上短絲鋼筋，再將鎖緊螺母擰至加長套筒側(cè)鎖緊。鋼筋加工.1鋼筋切割不能采用氣割，同時為保證鋼筋端頭平直不出現(xiàn)尖角，現(xiàn)場鋼筋切割采用臺式砂輪切割機進行切割。.2鋼筋下料時需考慮鋼筋連接接頭是墩粗還是滾扎形式，鋼筋套絲加工后，鋼筋長度滿足理論下料長度，其誤差范圍±5mm?，F(xiàn)場鋼筋車絲絲扣檢查.3鋼筋在進行套絲加工時，首先必須先確認其絲口形式與焊接于鋼構(gòu)件上套筒形式一致。其次保證螺紋飽滿，斷牙數(shù)滿足套筒連接規(guī)范要求，并適當(dāng)增設(shè)與鋼構(gòu)件套筒連接頭絲口數(shù)。鋼筋安裝.1對需與鋼構(gòu)件連接的所有鋼筋進行編號，保證每根鋼筋與套筒連接誤差降到最低。.2按編號逐根安裝，安裝時需注意長絲短絲區(qū)別、墩粗絲與滾扎絲的區(qū)別，不可反向安裝。.3鋼構(gòu)件有長絲套筒組合鋼筋連接時，首先將第一根鋼筋與套筒軸心重合再旋轉(zhuǎn)鋼筋，擰至規(guī)范要求扭力值；再將第一根鋼筋與長絲套筒連接端頭扳離原軸心3d，鋼筋變形需控制彈性變形范圍內(nèi)；再按安裝第一根鋼筋方式安裝第二根鋼筋；再將第一根鋼筋松開，長絲接頭回擰將兩根鋼筋連接，完成鋼筋安裝。6材料與設(shè)備6.1使用材料：Q345-B可焊套筒、普通加長套筒、鎖緊螺母、三級鋼筋、二級鋼筋、焊條。6.2使用設(shè)備：套筒加工及安裝設(shè)備：砂輪切割機、鋼棒鉆孔機、電焊機、扳手、配電箱等。鋼筋加工及安裝設(shè)備：鋼筋套絲機、鋼筋彎曲機、鋼筋切斷機、砂輪切割機、配電箱、塔吊、管鉗等。7質(zhì)量控制7.1機械連接接頭加工、安裝質(zhì)量要求機械連接接頭加工時其材質(zhì)需滿足鋼筋機械連接規(guī)范及直螺紋套筒設(shè)計要求，滿足套筒壁厚、套筒長度、整絲圈數(shù)的最低要求。機械連接接頭焊接前需對套筒外邊緣打坡口，其坡口大小要滿足焊角設(shè)計對其最小要求。工程中應(yīng)用鋼筋機械連接接頭時，應(yīng)由該技術(shù)提供單位提交有效的型式檢驗報告。外觀質(zhì)量檢驗的質(zhì)量要求抽樣數(shù)量檢驗方法合格標準以及螺紋接頭所必需的最小擰緊力矩值由各類型接頭的技術(shù)規(guī)程確定。7.2鋼筋加工、安裝質(zhì)量要求鋼筋下料時使用砂輪切割機切割，其斷面不得有尖角，與鋼筋軸線夾角90°±5°。經(jīng)自檢合格的鋼筋絲頭，應(yīng)對每種規(guī)格加工批量隨機軸檢10%，且不少于10個，并填寫鋼筋直螺紋加工抽檢記錄。如在檢驗中有一個不合格，即應(yīng)對該加工批全數(shù)檢查，不合格絲頭應(yīng)重新加工，經(jīng)檢驗合格方可使用。鋼筋安裝完成后，鋼筋與鋼筋應(yīng)互相頂緊，非長絲接頭端不可露出1牙以上完整絲。鋼筋與鋼構(gòu)件連接處，鋼筋至少擰入標準套筒半個套筒長度。鋼筋安裝若出現(xiàn)鋼筋絲頭過大，則需對絲頭重新加工，而不可強行擰入，造成套筒絲口破壞。8安全措施8.1施工前必須進行安全技術(shù)交底，操作人員持證上崗。8.2砂輪切割機必須配制專用防護罩，必須有專人操作。8.3套筒焊接時操作人員配備焊接專用服裝與防護眼鏡，確保施工工人身體不受焊接影響。8.4在鋼筋與套筒連接時，無圍護或在架體上施工情況下，所有鋼筋安裝人員均應(yīng)系上安全帶，保證鋼筋擰緊時操作人員不失去重心而高空墜落。8.5現(xiàn)場需在梁設(shè)置底模和柱子設(shè)置操作平臺，保證操作人員有操作空間和安全空間。9環(huán)保措施9.1鋼筋進行套絲施工時，對其套絲所用水溶性切削冷卻液和鋼筋鐵屑進行回收處理。9.2施工中工人攜帶的多余套筒不得在不用后隨地亂扔，造成浪費與環(huán)境破壞。9.3鋼筋下料時，盡量取用模數(shù)量，加強材料回收利用，節(jié)約材料。9.4采用鋼筋機械連接是利用鋼筋的物理特性進行連接，無其他環(huán)境影響。10效益分析鋼構(gòu)件與鋼筋采用機械連接，減少了現(xiàn)場鋼筋焊接量，杜絕了鋼筋現(xiàn)場焊接缺陷，提高了建筑物的結(jié)構(gòu)可靠性，對整個工程給企業(yè)帶來的質(zhì)量效益與品牌效益有顯著幫助。此項工法在施工現(xiàn)場有效的應(yīng)用使現(xiàn)場施工中鋼筋安裝更簡便、更省工時、更省材料，顯著的提高了施工質(zhì)量，有效的減少了因質(zhì)量缺陷投入的修補加強費用。經(jīng)過工法的應(yīng)用及成本核算，針對與鋼構(gòu)件連接套筒通過采用3/5個套筒取代整個套筒的方式和套筒取代鋼構(gòu)件連接板的兩種取代形式可取得3元/個效益比。11應(yīng)用實例11.1XX證劵交易所營運中心XX證劵交易所營運中心項目，建筑高度245.8米，共包括地下3層、地上46層、7~9層設(shè)162米長×98米寬的巨型空中懸挑平臺。其中型鋼混凝土應(yīng)用范圍為地下三層至屋面層。鋼構(gòu)件與鋼筋機械連接在此項目得到廣泛應(yīng)用。11.2XX灣體育中心XX灣體育中心項目，XX灣體育中心由體育場、體育館、游泳館、熱身館、運動員接待中心組成，建筑面積256520㎡。本工程體育場館、游泳館、體育館中的落地支座鋼柱與混凝土梁的連接，采用了鋼筋與鋼構(gòu)件機械連接的方式，使用高強可焊套筒在鋼結(jié)構(gòu)加工廠直接焊接于鋼構(gòu)件上。施