鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)在超高層建筑施工中的應(yīng)用

李中雷

（山西三建集團有限公司，山西長治 046000）

0 引言

鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)是一種新型建筑工程結(jié)構(gòu)形式，在超高層建筑工程施工中應(yīng)用鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)，能夠有效提高建筑施工質(zhì)量。但是在鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用中依然存在一些不足，相關(guān)理論研究不夠深入，施工經(jīng)驗少，很難充分發(fā)揮鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效益，因此，急需對鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方式進行深入研究。

1 鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)概述

鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)是由型鋼以及混凝土結(jié)構(gòu)組合所形成的新型結(jié)構(gòu)類型，與混凝土結(jié)構(gòu)相比承載能力強，并且結(jié)構(gòu)剛度以及抗震性能均更優(yōu)越。鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)不僅具有鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，同時還具備混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)防火性能好。如今，鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)已被推廣應(yīng)用于高層、超高層建筑工程外框柱以及大柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)施工中，能夠有效提高建筑工程施工質(zhì)量。

2 鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用難點

隨著城市化建設(shè)進程不斷加快，建設(shè)用地資源緊缺，超高層建筑工程建設(shè)數(shù)量和規(guī)模均不斷增加。但是對超高層建筑工程建設(shè)情況進行分析，鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比較少，鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此缺乏施工經(jīng)驗，同時在結(jié)構(gòu)深化設(shè)計以及質(zhì)量控制方面的要求也比較高，施工難度較大。在超高層建筑工程施工中應(yīng)用鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)，主要存在以下難點：①在建筑工程核心筒施工中，需設(shè)置多根鋼骨暗柱，并且需懸浮在樓層板標(biāo)高，一般無法與外框鋼骨結(jié)構(gòu)形成完整的框架結(jié)構(gòu)，因此安裝方式困難，很難保證施工質(zhì)量。另外，在鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)施工中，與土建施工的交叉內(nèi)容比較多，工期較長；②在建筑施工中，對于核心筒周邊，需安裝多根鋼筋混凝土梁以及鋼骨混凝土組合梁，連接節(jié)點設(shè)計以及施工工序組織難度比較高；③如果外框鋼骨柱與組合梁以及柱相互交叉，在二者之間有一定夾角，如果構(gòu)件尺寸較大，則需設(shè)置多根鋼筋，節(jié)點布局形式比較復(fù)雜，鋼筋綁扎難度大；④在鋼結(jié)構(gòu)施工中，與土建作業(yè)之間的交叉內(nèi)容比較多，如果施工工序控制不當(dāng)，則會造成施工現(xiàn)場沖突，因此，要求做好協(xié)調(diào)配合。

3 超高層建筑工程概況

某超高層建筑工程總建設(shè)高度為249m，型鋼截面有多種形式，包括H 形、十字形以及箱形，通過對工程設(shè)計方案以及施工方案進行分析，鋼結(jié)構(gòu)用量在1.5 萬t 左右。在本工程施工中，采用型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)形式。

4 鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計

4.1 不連續(xù)鋼骨暗柱優(yōu)化設(shè)計

在該超高層建筑工程核心筒中，需設(shè)置30 根鋼骨暗柱，長度在2.2～2.8m 之間，其中，10 根與外框鋼骨梁進行連接，如圖1 所示。在核心筒墻內(nèi)，鋼骨柱采用不連續(xù)設(shè)置形式，因此無法與外框鋼骨結(jié)構(gòu)形成整體結(jié)構(gòu)。在各個樓層核心筒混凝土澆筑施工中，如果采用傳統(tǒng)的一次澆筑施工方式，則在豎向鋼筋綁扎過程中，要求必須對鋼骨柱做好安裝固定。由于交叉作業(yè)內(nèi)容比較多，安裝難度較大，并且很難對垂直度進行有效控制。對此，在核心筒豎向結(jié)構(gòu)混凝土澆筑施工中，可采用分2 次澆筑施工方式，便于對鋼骨柱進行高效安裝，同時縮短施工進度，保證施工質(zhì)量。

在實際施工中，建設(shè)單位應(yīng)與設(shè)計單位加強溝通交流，對設(shè)計方案進行全面細致的分析，同時結(jié)合本工程施工要求，對于外框梁連接的鋼骨柱長度，需調(diào)整為通長，同時，在鋼骨柱間還需安裝臨時鋼梁，便于對鋼柱進行準(zhǔn)確定位。除此以外，對于其余20 根鋼骨柱，應(yīng)截短，同時與鋼板梁保持同高，提高鋼骨結(jié)構(gòu)合理性，降低施工難度。

4.2 核心筒周圍梁節(jié)點處理

在該超高層建筑工程核心筒中，組合梁與混凝土梁之間有一定夾角，如果采用爬模施工方式，則節(jié)點處理難度比較大。對此，各參建單位加強溝通交流，同步進行核心筒以及外框結(jié)構(gòu)施工，如果鋼骨梁遇型鋼柱，則可選擇繞過，如果無法繞過，則可與連接板進行焊接。

4.3 組合柱箍筋排布設(shè)計

在鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)施工中，型鋼柱腹板的厚度比較大，開孔難度大，同時鋼筋混凝土組合柱箍筋的密度也比較大，因此鋼筋綁扎控制難度大。對此，需根據(jù)工程項目實際情況選擇適宜的箍筋形式，盡量減少鋼骨與鋼筋之間的交叉。因此，在優(yōu)化設(shè)計中，對于組合柱封閉型箍筋，需調(diào)整為開口狀，便于進行鋼筋安裝施工。

4.4 組合柱梁節(jié)點設(shè)計

①對于鋼骨混凝土柱的豎向鋼筋，要求在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，合理規(guī)避型鋼梁位置，同時，對于型鋼梁翼緣板的上下位置，均需安裝立筋；②在鋼骨混凝土梁主筋安裝施工中，應(yīng)注意合理避開型鋼柱。在本工程施工中，外框鋼骨柱翼緣板的寬度為350mm，設(shè)計單位與施工單位進行溝通交流，對于外框梁鋼筋，需做好彎曲處理，并固定在鋼柱中，能夠有效降低鋼筋連接施工難度，如圖2 所示；③對于型鋼牛腿腹板位置，應(yīng)箍筋焊接板，確保在柱牛腿位置箍筋連接施工便捷，如圖2 所示，同時還應(yīng)注意盡量減少鋼筋焊接，提高施工便捷性；④在變截面節(jié)點位置，在傾斜鋼柱設(shè)計中，應(yīng)注意在變截面臨界樓層的梁標(biāo)高位置及時完成變化，避免影響鋼筋綁扎施工；⑤在鋼柱傾斜節(jié)點設(shè)計過程中，要求該節(jié)點應(yīng)與下一節(jié)型鋼柱進行有效結(jié)合。

4.5 鋼骨梁對拉螺桿孔設(shè)計

如果鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的梁截面尺寸比較大，為了便于混凝土澆筑施工，應(yīng)在模板上安裝對拉螺桿，設(shè)計單位在對鋼結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計時，在梁板腹板位置，需預(yù)留對拉螺桿。

5 鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)施工

5.1 鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋施工與測量定位

在鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)施工中，鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋以及測量定位為基礎(chǔ)施工內(nèi)容，對此，在鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋施工過程中，應(yīng)注意合理預(yù)埋柱腳錨栓、起重機埋件等，在各類構(gòu)件的預(yù)埋過程中，應(yīng)提升鋼筋結(jié)構(gòu)布置形式的協(xié)調(diào)性，當(dāng)構(gòu)件預(yù)埋完成后需做好加固處理，保證埋件穩(wěn)定性。在后續(xù)各類構(gòu)件安裝施工前，應(yīng)對各類埋件進行測量定位，如果發(fā)現(xiàn)不合理埋件，需及時采取有效的處理措施，避免對后續(xù)施工造成不良影響。在鋼結(jié)構(gòu)安裝前，應(yīng)進行測量定位，嚴(yán)格控制定位精度，為鋼筋綁扎、支設(shè)等奠定基礎(chǔ)。需要注意，在傾斜鋼骨柱測量過程中，可應(yīng)用全站儀進行測量定位，嚴(yán)格控制測量誤差，確保安裝精度符合工程項目建設(shè)要求。

圖2 組合柱梁節(jié)點設(shè)計

5.2 二次灌漿料施工與鋼筋綁扎

在建筑工程施工中，在混凝土澆筑施工中，為了提高鋼結(jié)構(gòu)柱腳以及制作部位混凝土澆筑密實度，需進行二次灌漿施工，在此過程中，可采用高強度無收縮灌漿料進行充填灌漿。在灌漿料配合比設(shè)計中，應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員進行監(jiān)督檢查，嚴(yán)格控制灌漿料配合比標(biāo)準(zhǔn)型。在灌漿料拌和中，人工拌和很難保證灌漿料均勻性，對此，可采用機械設(shè)備進行拌和，保證灌漿料均勻性。在鋼筋綁扎施工中，在鋼筋下料前，首先需對施工人員做好技術(shù)交底工作，確保所有施工人員均能夠詳細了解節(jié)點深化設(shè)計要求。在鋼筋綁扎施工中，應(yīng)注意對于柱豎向鋼筋接頭，需合理規(guī)避焊接縫，保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量。

5.3 模板支設(shè)與混凝土

在該超高層建筑工程鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)施工中，模板支設(shè)以及混凝土澆筑是十分關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，需在施工現(xiàn)場進行模板支設(shè)。在本工程施工中，在模板支設(shè)時，在型鋼梁腹板上開設(shè)對拉螺桿孔，有利于模板對拉安裝，同時可滿足層高控制要求，對于柱頂部以及鋼梁節(jié)點，需單獨配模板，提高模板利用率。另外，在柱模板斜率控制方面，選用投影法，通過將樓面模板定位線與投影線進行有效結(jié)合，能夠有效提高測量精度。在組合柱混凝土澆筑施工中，應(yīng)注意連續(xù)澆筑，同時及時進行均勻振搗，保證混凝土結(jié)構(gòu)強度。

6 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合實例，對鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)在超高層建筑工程施工中的應(yīng)用方式進行了詳細探究。鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮鋼骨結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點，同時還可提高結(jié)構(gòu)延性，能夠滿足超高層建筑施工中結(jié)構(gòu)形態(tài)多樣化、抗震性高等需要，應(yīng)用前景比較好。在鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)施工中，不同專業(yè)之間應(yīng)做好協(xié)調(diào)配合，因此對施工質(zhì)量的要求比較高，施工單位應(yīng)對工程設(shè)計方案以及施工組織方案進行深入分析，在實際施工中加強施工現(xiàn)場布局規(guī)劃、鋼筋連接控制、模板支撐控制、混凝土澆筑等，通過優(yōu)化施工組織提高施工效率，積累施工經(jīng)驗，保證超高層建筑工程施工質(zhì)量。