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钢与混凝土组合结构技术在工程中的应用
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【摘要】钢与混凝土组合结构是一种在钢筋混凝土结构中包裹型钢的结构形式,相关资料表明,这种钢与混凝土组合结构形式具备承载力高、抗震能力好、结构耐久好的特点。但这种结构形式特存在构件连接点复杂,型钢构件深化难度大的问题。通过本工程对钢与混凝土组合技术的应用,对其施工方法、及质量保证措施做相应研究。
【关键词】钢与混凝土组合结构;型钢;结构形式
1、应用概况
本工程主要分为A区、B区、C区及D区四个区域,四个分区均有钢结构分布,其中C区分布有大量大跨度钢梁,钢梁最大跨度达到33m。最大H型钢构件截面为H1200×1100×50×80、最大十字型截面为HI1000-40-60*1000。板厚最厚为80mm、钢材材质为Q345B。
(1)A区钢结构概况
A区劲性钢柱主要分布在-3F~4F,截面类型主要为H型及十字型钢柱,其中H型钢最大截面为H1000×500×30×38、十字型钢柱最大截面为十600×400×20×24;钢梁的截面类型为H型钢,分布在二层、四层、七层、九层、十一层、十三层,最大截面H900×500×20×24。
(2)B区钢结构概况
B区劲性钢柱主要分布在-3F~9F,截面类型主要为H型及十字型钢柱,其中H型钢最大截面为H1000×500×30×38、十字型钢柱最大截面为十500×500×24×30;钢梁的截面类型为H型钢,分布在1F~3F,最大截面H1200×500×50×80。其中,在B区4~6F剧院分布有箱形钢柱及钢梁,其中钢柱截面为口400×400×20,钢梁截面为H600×300×12×20、口600×300×20。
(3)C区钢结构概况
C区劲性钢柱主要分布在-3F~3F,截面类型主要为H型及十字型钢柱,其中H型钢最大截面为H500×500×24×30、十字型钢柱最大截面为十1000×500×24×30;钢梁的截面类型为H型钢,分布在-1F~3F,最大截面H1200×1100×50×80。
(4)D区钢结构概况
D区劲性钢柱主要分布在-1F~3F,截面类型主要为H型及十字型钢柱,其中H型钢最大截面为H1000×500×30×38、十字型钢柱最大截面为十1000×600×30×50;钢梁的截面类型为H型钢,主要分布在1F~3F,最大截面H1200×1000×38×80。
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施工方法及质量保证措施
(1)柱脚锚栓安装
柱脚锚栓作为钢结构安装的第一步工序,其安装定位的精度直接影响上部结构安装质量。首先通过内业计算,得出柱脚锚栓的空间坐标,然后在土建钢筋绑扎基本完成时,在基坑周边的二级测量控制点架设全站仪,测量放线确定柱脚定位环板的轴线位置,安装好定位环板和锚栓;在土建钢筋绑扎好之后浇注混凝土前,对锚栓位置进行复测。混凝土浇筑过程中,专人看护,防止混凝土振捣致使锚栓移位,如发生偏移需在混凝土终凝之前进行纠偏。
锚栓预埋前,根据锚栓定位深化设计图纸及钢柱截面尺寸制作相应的锚栓套架,用以固定锚栓,准确定位,防止土建绑扎钢筋和浇筑混凝土时对锚栓位置造成过大影响,同时也可以有效避免交叉作业施工时对锚栓造成破坏。
步骤一:在底板面筋绑扎前,测量定位并安装柱脚埋件。
步骤二:浇筑底板混凝土,并在过程中安排专人看护埋件,并测量复核。
步骤三:安装首节钢柱,并进行柱底灌浆。
(2)劲性钢柱的安装
安装流程:钢构件卸车及起吊场地在南面道路外,钢柱均为一层一节分段,钢柱采用四点绑扎吊装,焊接完毕后绑扎钢筋、浇筑混凝土。
1、吊装首根钢柱,钢柱吊装前将钢爬梯及防坠器设置在钢柱上。
2、相邻两根钢柱吊装完成,吊装临时钢梁
3、钢筋绑扎,模板封闭。
4、混凝土浇筑。
(3)钢梁安装
钢梁预埋件安装:为保证钢梁安装精度,钢梁与钢筋混凝土结构连接的埋件采用长圆孔的固定措施,主要为以下连接形式:
钢梁与核心筒预埋件连接图
预埋件示意图
预埋件与钢梁对接图
预埋件安装时,根据业主所给基准点,在土建混凝土梁钢筋开始绑扎前,把埋件初步就位,等土建钢筋基本绑扎完时,利用土建模板,对预埋件进行精确校正定位
钢梁吊装:于大跨钢梁及钢柱间主梁吊装采用焊接吊耳的方法进行吊装,对于长度较短钢梁采用预留吊装孔进行“串吊”。钢梁在工厂加工时预留吊装孔或设置吊耳作为吊点。
每个区域外框架钢柱安装后,及时安装了柱顶楼层的主梁和环梁,形成了稳定的结构体系,其余钢梁在前一区域钢柱和钢梁校正焊接后进行安装。
为方便现场安装,确保吊装安全,钢梁在工厂加工制作时,在钢梁上翼缘部分开吊装孔或焊接吊耳,吊点到钢梁端头的距离一般为构件总长的1/4;本工程主体钢结构地上高度为400m,每层安装钢梁的数量是钢柱的几倍,吊装速度随着建筑物的升高而增加,为提高吊
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