9.6超高層鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

第九章超高層建筑施工技術(shù)大連理工大學建設(shè)工程學部宋永發(fā)9.6超高層鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)9.6.1超高層鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)是由鋼材和混凝土兩種不同性質(zhì)的材料組合而成的一種新型結(jié)構(gòu)。它是鋼和混凝土兩種材料的合理組合，充分發(fā)揮了鋼材抗拉強度高、塑性好和混凝土抗壓性能好的優(yōu)點，彌補彼此的缺點。同混凝土結(jié)構(gòu)相比，可以減輕自重，減小構(gòu)件截面尺寸，減輕地震作用。同鋼結(jié)構(gòu)相比，可以減少用鋼量，降低結(jié)構(gòu)造價，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強結(jié)構(gòu)的防火性和耐久性。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)用于多層和高層建筑中的樓面梁、板、柱，屋蓋結(jié)構(gòu)中的屋面板、梁、桁架，廠房中的柱及工作平臺梁、板以及橋梁，還可用于廠房中的吊車梁。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)有鋼-混凝土組合梁、壓型鋼板與混凝土組合板、型鋼混凝土、鋼管混凝土等形式

。9.6.1超高層鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：1)承載力和剛度高，截面面積小。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中，鋼與混凝土協(xié)同工作，直接承受荷載，由于混凝土增大了構(gòu)件截面剛度，防止了鋼構(gòu)件的局部屈曲，使鋼構(gòu)件的承載力得到了提高。2)抗震性能好。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有較大的延性和變形能力，顯示出良好的抗震性能。3)經(jīng)濟效果好。與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)用鋼量大幅度減小，在承載能力相當?shù)那闆r下一般可節(jié)省鋼材50％左右，造價可降低10％～40％，因此具有可觀的經(jīng)濟效益。4)施工速度快，工期短。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼骨架在混凝土未澆注以前已形成鋼結(jié)構(gòu)，已具有相當大的承載能力，能夠承受構(gòu)件自重和施工時的活荷載。5)耐火性和耐腐蝕性好。鋼結(jié)構(gòu)耐火性和耐腐蝕性較差，但對于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)來說，由于混凝土的存在，在保證承載力提高的前提下，使構(gòu)件耐火性和耐腐蝕性較鋼結(jié)構(gòu)得到提高。9.6.2鋼-混凝土組合梁鋼-混凝土組合梁是將鋼筋混凝土板放置于鋼梁的上部，通過剪切連接件連接，使混凝土板作為梁的翼緣與鋼梁組合在一起，整體共同工作而形成的組合梁。組合有以下優(yōu)點：1)將鋼筋混凝土板與鋼梁組合成整體，使鋼筋混凝土板成為組合梁的一部分(翼緣)，承載能力顯著提高；2)鋼筋混凝土板組合成為全梁的一部分，因此在同樣大小鋼梁的情況下，組合梁比非組合梁豎向剛度明顯提高；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。鋼-混凝土組合梁施工流程一般為：鋼梁預制并焊接剪力連接件→架設(shè)鋼梁→安裝梁(橫隔梁)及小縱梁(有時不設(shè)小縱梁)→安裝預制混凝土板并澆筑接縫混凝土→現(xiàn)澆砼→養(yǎng)護→張拉預應力→拆除臨時支架或設(shè)施。壓型鋼板與混凝土組合板壓型鋼板與混凝土組合板是在壓型鋼板上澆筑混凝土，依靠鋼板上凹凸肋及不同的糟紋使鋼板與混凝土結(jié)合在一起而制成的組合板。壓型鋼板與混凝土組合板具有以下優(yōu)點：1)由于壓型鋼板作為澆注混凝土的模板，節(jié)省了大量木模板及其支撐；2)由于壓型鋼板非常輕便，因此堆放、運輸及安裝都非常方便；3)壓型鋼板在使用階段因其和混凝土的組合作用，還可代替受拉鋼筋，因此減少了鋼筋的制作與安裝工作。壓型鋼板組合樓板示意圖9.6.3壓型鋼板與混凝土組合板9.6.3壓型鋼板與混凝土組合板支架搭設(shè)模板直接鋪設(shè)在型鋼梁上，支架可靈活選取不同形式;結(jié)構(gòu)自重及施工荷載較大，壓型鋼板的強度和剛度不滿足要求，支架材料能滿足強度和剛度要求時，利用工字型鋼梁翼沿作為支撐點，采用簡易高支模法。壓型鋼板鋪設(shè)在等截面鋼梁上鋪設(shè)模板時，從一端向另一端鋪設(shè)；在變截面鋼梁上鋪設(shè)模板時，由梁中向兩端鋪設(shè);相鄰跨模板端頭槽口對齊貫通，隨鋪設(shè)隨校正隨點焊，防止模板松動滑;連續(xù)鋼板在鋼梁處搭接，兩模板搭接長度>50mm，先點焊成整體，再與鋼梁進行栓釘錨固。鋼筋安裝鋼筋接頭形式采用搭接或搭接焊接，結(jié)構(gòu)長寬尺寸超過50m時，受力鋼筋接頭應全部采用搭接焊接，以保證組合樓板具有更好的整體剛度?；炷翝仓M合樓板混凝土澆筑時應該散鋪，不得集中堆積，虛鋪厚度考慮模板凹槽所占的體積，經(jīng)平板振動器振實粗平后找平，混凝土初凝前再壓實收光一遍。支架拆除模板支架拆除時間，不考慮模板對樓板結(jié)構(gòu)受力作用，參照GB50204-2002混凝土施工規(guī)范中模板拆除規(guī)定是偏安全的。壓型鋼板與混凝土組合板施工9.6.4型鋼混凝土型鋼混凝土

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的一種組合。優(yōu)點：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。型鋼混凝土柱施工工藝：鋼柱施工→驗收→綁扎柱鋼筋→隱蔽驗收→支設(shè)柱模板→驗收→澆筑柱混凝土型鋼混凝土梁施工工藝：梁主筋→放梁定位箍→梁箍筋→鋼梁施工→梁支座負彎矩筋→調(diào)整梁上部鋼筋和箍筋→墊塊固定→隱蔽驗收→澆筑梁混凝土3.5.2國水運規(guī)劃發(fā)展概述鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成、且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按截面形式不同，可分為圓鋼管混凝土，方、矩形鋼管混凝土和多邊形鋼管混凝土等。鋼管混凝土具有如下特點：1)承載力高。在鋼管中填充混凝土形成鋼管混凝土后，鋼管約束了混凝土，在軸心受壓荷載作用下，混凝土三向受壓，可延緩其受壓時的縱向開裂。2)塑性和韌性好。將混凝土灌入鋼管中形成鋼管混凝土，核心混凝土在鋼管的約束下在使用階段改善了它的彈性性質(zhì)。3)施工方便。鋼管內(nèi)一般不再配置受力鋼筋，混凝土的澆灌更為方便，密實度更容易保證。4)耐火性能較好。組成的鋼管和其核心混凝土之間具有相互貢獻、協(xié)同互補和共同工作的優(yōu)勢。5)經(jīng)濟效果好。采用鋼管混凝土可以很好地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的特性和潛力，使它們的優(yōu)點得到更為充分和合理的發(fā)揮。9.6.5鋼管混凝土結(jié)構(gòu)我國水運規(guī)劃發(fā)展概述鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工鋼管制作按照設(shè)計施工要求，由工廠提供的鋼管應有出廠合格證及有出廠證明書或試驗報告單。卷制鋼管前，應根據(jù)要求將板端仔細開好坡口。為適應鋼管拼接后的軸線要求，鋼管坡口端應與管軸嚴格垂直。卷板過程中，應注意保證管端平面與管軸線垂直。鋼管柱組裝鋼管柱的肢管和各種腹板的組裝程序應嚴格按施工工藝設(shè)計要求進行。鋼管柱組裝后，應按吊裝平面布置圖就位，在節(jié)點處用墊木支平。鋼管混凝土柱吊裝鋼管柱組裝后，為了減少安裝時在吊裝荷載作用下的變形，應根據(jù)施工方案選用吊車。吊點的選擇應根據(jù)鋼管柱本身的強度和穩(wěn)定性進行計算；吊裝鋼管柱時，應將管上口包封，以防止異物落入管內(nèi)。9.6.5鋼管混凝土結(jié)構(gòu)3.5.2我國水運規(guī)劃發(fā)展概述鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工管內(nèi)混凝土的澆灌管內(nèi)混凝土采用連續(xù)拋落振搗澆灌?；炷僚浜媳葢鶕?jù)混凝土設(shè)計等級計算，并通過試驗后確定。除滿足強度指標外，尚要注意混凝土坍落度的選擇。鋼管柱端焊接鋼管內(nèi)的混凝土澆灌到鋼管頂端后，可以使混凝土稍為溢出后再將留有排氣孔端板緊壓在管端，隨即進行點焊，此時應讓混凝土從端板上的氣孔中溢出，待混凝土達到50%設(shè)計強度，再將端板補焊道設(shè)計要求。有時也可將混凝土澆灌到鋼管頂部（稍低于管內(nèi)），暫時不加端板，等混凝土達到50%設(shè)計強度，再用同強度