大跨度網(wǎng)架屋頂?shù)匿摴腔炷粱┕ぜ夹g(shù)

□文/李樹(shù)成 馬立功 王全逵 胡杭

大跨度網(wǎng)架屋頂?shù)匿摴腔炷粱┕ぜ夹g(shù)

□文/李樹(shù)成 馬立功 王全逵 胡杭

近年來(lái)，網(wǎng)架屋頂已廣泛應(yīng)用于大型商場(chǎng)及體育場(chǎng)館等公共建筑。在現(xiàn)有技術(shù)中大跨度網(wǎng)架屋頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)即屋頂基座多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，但受兩種結(jié)構(gòu)自身材料特點(diǎn)的影響，利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)作為網(wǎng)架屋頂?shù)幕A(chǔ)，均不能充分發(fā)揮網(wǎng)架屋頂剛度大抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)?；诖耍恼绿岢隽艘环N新型的大跨度網(wǎng)架屋頂?shù)幕翠摴腔炷粱?，其能充分發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料的特點(diǎn)，在實(shí)施中取得了良好的效果。

大跨度；網(wǎng)架；屋頂；鋼骨混凝土；基座

針對(duì)目前網(wǎng)架屋頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，本文提出了一種新型的大跨度網(wǎng)架屋頂?shù)幕翠摴腔炷粱?，其能充分發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料的特點(diǎn)，具有截面尺寸小、剛度大，延性及耐久性好且節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)，利用該基礎(chǔ)增加了建筑的有效使用空間，可充分發(fā)揮網(wǎng)架屋頂剛度大抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)并能提高施工精度、保證施工質(zhì)量，縮短工期。

1　工程概況

某購(gòu)物中心工程在圓形及橢圓形中庭處存在鋼骨結(jié)構(gòu)，圓形中庭半徑10.5m，橢圓形中庭長(zhǎng)軸半徑20.7 m、短軸半徑12.7 m，結(jié)構(gòu)梁主要尺寸為500 mm×850 mm，750 mm×1 000 mm，750 mm×1 300 mm，柱尺寸主要為φ900 mm圓柱，鋼結(jié)構(gòu)形式主要包含H型鋼梁及圓管柱，所用鋼材為Q 345B及Q 235B，所有原材料板材拼接焊縫、主梁及柱本體及轉(zhuǎn)換構(gòu)件下的轉(zhuǎn)換鋼柱縱向全熔透焊縫，柱牛腿翼緣板全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)，對(duì)于加勁板、隔板、牛腿腹板等與柱連接的其他全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)，除此之外的焊縫為三級(jí)。

基座主要包括圓形鋼骨混凝土柱及矩形鋼骨混凝土梁，鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁中配有鋼筋。鋼骨混凝土梁支撐于鋼骨混凝土柱上，其包括兩端支撐梁及懸挑梁，由鋼骨混凝土梁組成圓形或橢圓形空間，用于支撐建筑物上部的網(wǎng)架屋頂，見(jiàn)圖1。

圖1　鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁組成的橢圓形網(wǎng)架屋頂?shù)幕?/p>

2　施工技術(shù)特點(diǎn)

鋼骨混凝土基座能充分發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料的特點(diǎn)，具有截面尺寸小、剛度大，延性及耐久性好且節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)，可增加建筑的有效使用空間，能充分發(fā)揮網(wǎng)架屋頂剛度大、抗震性能好。

3　施工技術(shù)工藝流程和操作要點(diǎn)

3.1施工技術(shù)工藝流程

鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁內(nèi)的鋼骨制作—鋼骨混凝土柱的鋼骨安裝—鋼骨混凝土柱的鋼筋安裝—鋼骨混凝土柱模板安裝—鋼骨混凝土柱混凝土澆搗—鋼骨混凝土梁底部鋼筋安裝—鋼骨混凝土梁的鋼骨安裝—鋼骨混凝土梁上部鋼筋安裝—鋼骨混凝土梁模板安裝—鋼骨混凝土梁混凝土澆筑—養(yǎng)護(hù)。

3.2施工技術(shù)操作要點(diǎn)

1）在鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁內(nèi)的鋼骨制作過(guò)程中，H型鋼翼緣焊接采用坡角熔透焊；對(duì)接焊接順序：

（1）接口處開(kāi)雙面坡口，先焊大坡口一側(cè)，焊至約15 mm深時(shí)，翻轉(zhuǎn)焊另一側(cè)；

（2）翻轉(zhuǎn)后反面采用碳弧氣刨清根，深度為4～5mm，清根后采用砂輪打磨，清除坡口內(nèi)焊渣至焊道露出金屬光澤，焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制底層焊接電流，反面焊縫焊滿；

（3）再翻轉(zhuǎn)鋼板繼續(xù)焊接另一面，直至焊滿；

（4）為減小變形，以上順序亦可增加翻轉(zhuǎn)次數(shù)進(jìn)行。

2）在鋼骨混凝土柱的鋼骨安裝過(guò)程中，鋼管柱即鋼骨混凝土柱內(nèi)鋼骨采用塔吊分兩次吊裝，第一次先將鋼柱吊上樓層，第二次再吊裝安裝到位。鋼骨柱吊裝到位后，在安裝之前，從立柱頂端向下量出理論標(biāo)高為1 m的截面并作一明顯標(biāo)記，鋼骨柱的四側(cè)用數(shù)字及字母分別做好標(biāo)志，便于校正立柱標(biāo)高及軸線時(shí)使用。上下鋼骨柱連接時(shí)，用鋼楔子或千斤頂通過(guò)調(diào)整柱與柱之間的縫隙，按照先標(biāo)高，后位移，最后垂偏的原則進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝校正。鋼柱安裝時(shí)每節(jié)鋼柱垂直度校正控制采用外控借線法觀測(cè)，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀安裝在外控點(diǎn)位上，在兩個(gè)垂直方向上同時(shí)觀測(cè)，配合安裝校正。上下鋼骨柱進(jìn)行對(duì)接時(shí)，采用全熔透坡口焊，一級(jí)焊縫。

3）在鋼骨混凝土梁底部鋼筋安裝和鋼骨混凝土梁上部鋼筋安裝的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮鋼筋的布置情況，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的鋼筋都進(jìn)行CAD放樣，明確了鋼筋的位置關(guān)系，尤其在多根梁交匯于一根框架柱部位時(shí)，必須進(jìn)行鋼筋排布，遇到鋼筋排列不下的問(wèn)題采用鋼筋的等強(qiáng)度代換或等面積代換；鋼骨混凝土梁的上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)；當(dāng)梁內(nèi)鋼筋要穿過(guò)柱內(nèi)鋼管時(shí)，應(yīng)先安裝需穿過(guò)鋼管的鋼筋，再安裝不穿過(guò)鋼管的鋼筋；鋼筋連接采用機(jī)械連接；梁端第一個(gè)箍筋應(yīng)設(shè)置在距離柱節(jié)點(diǎn)邊緣50 mm處，梁端與柱交接處箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)箍筋間距與加密區(qū)的長(zhǎng)度均應(yīng)要符合設(shè)計(jì)要求；梁側(cè)面受力筋及下部受力筋位置均應(yīng)設(shè)置墊塊，以保證保護(hù)層厚度；當(dāng)受力鋼筋為雙排時(shí)，用φ25 mm的短鋼筋墊在兩層鋼筋之間，短鋼筋間距2 000 mm，短鋼筋長(zhǎng)度為梁寬減去兩側(cè)保護(hù)層厚度。

4）在鋼骨混凝土梁的鋼骨安裝過(guò)程中，應(yīng)對(duì)長(zhǎng)度＞12 m的H型鋼骨分為兩段制作安裝，鋼骨與鋼骨之間的連接采用腹板高強(qiáng)螺栓連接、翼緣板焊接的方法，先進(jìn)行高強(qiáng)螺栓連接，后進(jìn)行翼緣焊接；高強(qiáng)螺栓應(yīng)在孔中自由穿入，當(dāng)孔有少量錯(cuò)位，用沖釘找正，然后穿入，同一節(jié)點(diǎn)上螺栓穿入方向一致；螺栓的緊固順序由螺栓群中部向四周擴(kuò)展，由節(jié)點(diǎn)剛度較大的部位向剛度較小的部位過(guò)渡。

5）在鋼骨混凝土梁模板安裝過(guò)程中，應(yīng)先安裝梁底模板，再安裝梁側(cè)模板，梁底模板及梁側(cè)模板均選用18 mm厚木模板；梁底模板下縱向布置40 mm×90 mm方木，方木間距均為500 mm，方木下采用鋼管作托梁，托梁直接與底部鋼管滿堂架連接；梁兩側(cè)模板外先水平設(shè)置40 mm×90 mm方木作為水平肋，水平肋外再豎向設(shè)置40 mm×90 mm方木作為縱肋，水平肋間距為250 mm，縱肋間距為500 mm；梁兩側(cè)模板通過(guò)M 12對(duì)拉螺桿連接，沿梁高度方向等距離設(shè)置三道對(duì)拉螺桿，螺桿兩端加上雙螺帽，見(jiàn)圖2。

圖2　鋼骨混凝土梁模板支撐

6）在鋼骨混凝土梁混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土投料時(shí)要從型鋼兩邊下料，分層投料高度在50 cm左右；混凝土分三次分層澆筑，第一次澆至H型鋼下翼緣上緣水平位置，待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后，進(jìn)行第二次分層澆筑，將混凝土澆筑到鋼骨梁的上翼緣上緣水平位置，待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后，澆筑上翼緣以上部分及混凝土樓板，混凝土澆筑成型后，及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，24 h后適當(dāng)松動(dòng)梁側(cè)模，確保側(cè)向的養(yǎng)護(hù)效果，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)在14d以上，澆筑順序見(jiàn)圖3。

圖3　鋼骨混凝土梁澆筑順序

4　施工效果

在大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中采用鋼骨混凝土基座施工技術(shù)，有效地解決了傳統(tǒng)施工技術(shù)中存在的不足，減小了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸，節(jié)省了鋼材用量，減輕了結(jié)構(gòu)自重，增加了建筑的有效使用空間并可使施工工期縮短，有效地解決建筑美學(xué)與結(jié)構(gòu)安全的矛盾，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.006

□馬立功、王全逵、胡杭/中建二局第四建筑工程有限公司。

□TU758

□C

□1008-3197（2015）04-14-02

□2015-04-30

□李樹(shù)成/男，1974年出生，高級(jí)工程師，中建二局第四建筑工程有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。