劲性混凝土结构施工工艺简述

劲性混凝土结构施工工艺简述

摘要：劲性钢筋混凝土结构也称作型钢混凝土组合结构，是由混凝土包裹型钢形成的结构。这种结构在各国有不同的名称，在欧美等西方国家将这种结构称为混凝土包钢结构，在东亚某岛国则称为钢骨钢筋混凝土。在苏联时期则称为劲性钢筋混凝土，我国过去由于种种原因也沿用了这种名称。本文现就劲性混凝土结构施工工艺做简要论述。

关键词：劲性混凝土型钢结构钢板构件

型钢混凝土特征是在型钢结构的外面有一层混凝土的外壳。型钢混凝土中的型钢除采用轧制型钢外，还广泛使用焊接型钢。此外还配合使用钢筋和钢箍。型钢混凝土土梁和柱是最基本的构件。

型钢可以分为实腹式和空腹式两大类。实腹式型钢可由型钢或钢板焊成，常用的截面形式有i、h、工、t、槽形等和矩形及圆形钢管。空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而组成。型钢混凝土组合结构的混凝土强度等级不宜小于c30。

一、劲性钢筋混凝土结构的特点

劲性钢筋混凝土结构的特点如下：

（1）型钢混凝土中型钢不受含钢率的限制，型钢混凝土构件的承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力一倍以上，因而可以减小构件截面。对于高层建筑，构件截面减小，可以增加使用面积和层高，经济效益很大。

（2）型钢在混凝土浇筑之前以形成钢结构，具有较大的承载能

力，能承受构件自重和施工缝荷载，可将模板悬挂在型钢上，模板不需设支撑，简化支模，加快施工速度。在高层建筑中型钢混凝土不必等待混凝土达到一定强度就可继续施工上层，可缩短工期。由于无临时立柱，为进行设备安装提供了可能。

（3）型钢混凝土组合结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，尤其是实腹式型钢，因而此种结构有良好的抗震性能。

（4）型钢混凝土组合结构较钢框架在耐久性、耐火等方面均胜一筹。最初人们把钢结构用混凝土包起来，目的是为了防火和防腐蚀，后来经过试验研究才确认混凝土外壳能与钢结构共同受力。型钢混凝土框架较钢框架可节省钢材50%或者更多。

二、劲性混凝土结构的构造

1、一般构造。

型钢混凝土组合结构构件中，纵向受力钢筋直径不宜小于16mm，纵筋与型钢的净间距不宜小于30mm。型钢的混凝土保护层最小厚度，对梁不宜小于100mm，，且梁内型钢翼缘离梁两侧距离之和不宜小于截面宽度的1/3；对柱不宜小于120mm。型钢混凝土组合结构构件中的型钢钢板厚度不宜小于6mm。

2、型钢混凝土框架柱。

型钢混凝土框架柱的型钢宜采用实腹式宽翼缘的h型轧制型钢各种截面型式的焊接型钢，非地震区或设防烈度为6度地区的多高层建筑，可采用带斜腹杆的构件式焊接型钢。型钢混凝土框架柱中箍筋的配置应符合混凝土结构设计规范中的规定。

柱箍筋加密区长度以外，箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的一般，且对一级、二级抗震等级，箍筋间距不应大于10d；对三级抗震等级不宜大于15d，d为纵向钢筋直径。型钢混凝土框架柱全部纵向受力钢筋的配筋率不宜小于0.8%；受力型钢的含钢率不宜小于4%，且不宜大于10%。框架柱内纵向钢筋的净距不宜小于60mm。

3、型钢混凝土框架梁。

由型钢混凝土柱和梁可以组成型钢混凝土框架。框架梁可以采用钢梁、组合梁或钢筋混凝土。在高层建筑中，型钢混凝土框架中可以设置钢筋混凝土剪力墙，在剪力墙中也可以设置型钢支撑或者型钢桁架，或在剪力墙中设置薄钢板，这样就组成了各种型式的型钢混凝土剪力墙。型钢混凝土剪力墙的抗剪能力和延性比钢筋混凝土剪力墙好，可以在超高层建筑中发挥作用。

三、劲性混凝土结构施工

型钢混凝土结构与普通钢筋混凝土结构的区别在于型钢混凝土结构中有型钢骨架，在混凝土未硬化之前，型钢骨架可作为钢结构来承受荷载，因此施工时可以利用这个特点，合理选择模板材料和支模方法。在高层建筑现浇型钢混凝土结构施工中，经济效益较显著的模板体系有；无支撑模板体系、升梁提（滑）模体系和外挂脚手升降体系等。

1、型钢和钢筋施工。

型钢骨架施工应遵守钢结构的有关规程。安装柱的型钢骨架时，

现在上下型钢骨架连接处进行临时连接，纠正垂直偏差后再进行焊接或高强螺栓固定，然后在梁的型钢骨架安装后，要在此观测和纠正因荷载增加、焊接收缩或螺栓松紧不一而产生的垂直偏差。

施工中要确保现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，并应达到二级焊缝质量等级要求。工字形和十字形钢柱的腹板与翼缘、水平加劲肋与翼缘的焊接应采用坡口熔透焊缝，水平加劲肋与腹板连接可采用角焊缝。箱形柱隔板与柱的额焊接，宜采用坡口熔透焊缝。栓钉焊接前，应将构件焊接面的油、锈清除；焊接后栓钉高度的允许偏差应在±2mm以内，同时按有关规定抽样检查其焊缝质量。

在梁柱接头处和梁的型钢翼缘下部，由于浇筑混凝土时有部分空气不易排出，或因梁的型钢翼缘过宽妨碍浇筑混凝土，为此要在一些部位预留排除空气的孔洞和混凝土浇筑孔。

2、模板与混凝土浇筑。

型钢混凝土结构与普通钢筋混凝土结构的区别，在于型钢混凝土结构中有型钢骨架，在混凝土未硬化之前，型钢骨架可作为钢结构来承受荷载，为此，施工中可利用型钢骨架来承受混凝土的重量和施工荷载，为降低模板费用和加快施工创造了条件。可将梁底模用螺栓固定在型钢梁或角钢桁架的下弦上，可完全省去梁下的支撑。楼盖模板可用钢框木模板和快拆体系支撑，达到加速模板周转的目的。

施工型钢混凝土结构，还可用升梁体模体系，它是将屋面框架

梁设计成双肢梁，在地面制作后，在双梁网格上铺设脚手板构成施工操作平台。双梁网格下悬挂框架柱、梁和剪力墙等的模板，以及吊梁和吊脚手等。升板挂机在柱的型钢骨架上。施工时，按规定的程序用升板机提升双梁网格平台，同时即可提升柱、梁、墙的模板，每注一层提升一层，逐步形成框架。

网格梁双肢之间的空隙恰为各楼层梁的平面位置，双肢纵横交叉处为柱，升板机吊挂与柱的型钢骨架上。对双肢网格梁，处按使用荷载计算外，还应按施工荷载进行核算。梁的侧模挂在吊梁上，底模用螺栓固定在梁的型钢骨架上，当升板机提升时，侧模随操作平台上升，而底模则固定在型钢骨架上，待混凝土达到规定强度后拆除。施工时有关型钢骨架的安装，应孙周钢结构有关的规范和规程。

至于型钢混凝土结构的混凝土浇筑，应遵守有关混凝土施工的规范和规程，在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不易充分填满处，要仔细进行浇筑和捣实。型钢混凝土外包的混凝土外壳，要满足受力和耐火的双重要求，浇筑时要保证其密实度和防止开裂。

四、结束语

劲性混凝土施工与普通框架结构基本一致，存在不同的是型钢影响混凝土浇筑，在施工时尤为注意。由于高强混凝土质量易受各种微小因素的影响，故从原材料选用，搅拌、振捣、养护等各环节严格控制。劲性混凝土工程可解决高层建筑的特殊问题，可减少梁柱截面，调节轴压比，提高结构的承载力，具有广阔的应用和发展