浅析劲性混凝土结构施工技术

劲性混凝土组合结构构件由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成，基本构件为梁和柱。劲性混凝土组成结构分为全部结构构件采用劲性混凝土的结构和部分结构构件采用劲性混凝土的结构。劲性混凝土具有强度高、构件截面尺寸小、与混凝土握裹力强、节约混凝土、增加使用空间、降低工程造价、提高工程质量等优点。在建筑工程中合理应用和发展劲性混凝土组合结构，做到技术先进，安全可靠，经济合理，确保施工质量。

一、劲性混凝土的概述

1、劲性混凝土的组成

劲性混凝土组合的结构构件是由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成的，基本构件是梁和柱。劲性混凝土组成结构分为全部结构构件采用劲性混凝土的结构和部分结构構件采用劲性混凝土的结构。

2、劲性混凝土的特点

与钢结构相比，劲性混凝土结构可节约钢材达50%以上，降低了造价。同时由于型钢外包混凝土，可以防止钢构件的局部屈曲，提高了钢构件的整体刚度，显著改善了钢构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。另外，外包混凝土也增加了结构的耐久性和耐火性，避免了钢结构防锈、防腐蚀、防火性能较差，需要经常维护的弱点。

与钢筋混凝土结构相比，劲性混凝土结构由于在截面中配置了型钢，使构件的承载能力、刚度大大提高，因而大大减小了构件的截面尺寸。同时采用实腹式型钢的劲性混凝土构件，其抗剪承载力有很大提高，并大大改善了受剪破坏时的脆性性质，延性获得了很大的提高，因此劲性混凝土结构的抗震性能明显优于钢筋混凝土结构。

二、劲性混凝土结构施工重点及难点

钢结构方面：如何选择好钢构件的吊装与安装方案，不仅直接影响到钢结构的施工进度、质量与安全，而且对于整个工程的施工进度产生很大的影响。施工的重点在于型钢中心位置的固定以及垂直度的控制。

混凝土方面：由于钢筋过于密集，并且内包有钢骨，致使钢筋与钢筋、钢筋与钢骨之间经常出现位置冲突的现象;钢筋之间间距过小，再加之钢骨的影响使得进料口面积较小，不利于混凝土下料以及振捣。所以在钢筋绑扎过程中如何合理布置主次梁间、梁柱间的钢筋;如何处理柱帽处钢筋与钢骨间的关系;在混凝土浇筑时如何保证混凝土的密实度，这些都是混凝土施工中的重点，同时也是难点。

1、制作、吊装方案的选择及型钢构件的制作

综合考虑质量、工期以及经济效益等因素，决定选用车间制作整形型钢现场吊装的方案。此方案优点在于制作速度快，节省工期，现场焊接量小，易于保证焊接质量。缺点是不易吊装，不易绑扎钢筋。严格按照设计图纸，在合格的胎架上进行钢构件的组装;组装完的钢构件，在焊接之前必须报检，检查合格后方可进行焊接;抗剪栓钉的焊接亦必须严格按照设计图纸进行。焊接完成后，检查每个抗剪栓钉是否焊牢，不符合要求者，必须打掉重焊。焊接完后，必须对焊缝表面进行适当处理。

2、钢结构的现场安装

合理安排吊装顺序和吊机行走路线，选择合理的吊机吨位。一节钢柱的安装：在进行安装一节钢柱前，要先对地脚螺栓进行检查，地脚螺栓的埋设精度直接影响钢柱的吊装，吊装前应对所有地脚螺栓的平面位置和标高进行检查，要求螺栓平面位置偏差≤2mm，标高偏差≤5mm。以汽车吊作为起升机械进行吊装。将钢柱吊至地脚螺栓上方，缓慢下落，使地脚螺栓套入钢柱柱脚底板的螺栓孔中，在柱脚加钢垫板及微调螺母调整标高到位，并进行垂直、水平调整，调整完毕后，立即将地脚螺栓螺母上紧。二节柱吊装：在一节柱脚二次灌浆、一节钢梁安装完毕后，方可进行二节柱的吊装。在连接处，一节柱与二节柱相对应的位置上均焊有连接耳板，钢柱吊装到位，用拉揽绳准确调整位置，校好垂直度后，用螺栓加垫板将上下柱耳板连接起来，作为临时固定，待焊接完成后再将耳板割除。

钢柱的校正：钢柱垂直度控制，每安装一根柱子，都用两台经纬仪进行独立校正，要求柱子初校时就要将垂直度调的非常精确。标高控制：控制点的竖向传递采用内控法，每次从首层基准点进行投测，在各层安设激光接收靶，考虑到激光束传递距离过长会发散，影响投测精度，故在工程进行中按高程要分次投测控制网，并不断与基准点复核。钢柱脚混凝土二次浇筑：钢结构校正完毕后，要用C40膨胀细石混凝土对柱脚底板与基础顶面间空隙进行二次灌浆，要求先将空隙清理干净，然后对基础顶面进行凿毛，浇水润湿，支模板，灌入细石混凝土后，捣实、抹平，最后养护成型。钢结构焊接：焊接前应清除焊缝坡口附近铁锈、油污、灰尘、水分等，不允许在母材上引弧伤害母材，焊缝要求饱满、均匀，不允许有咬肉、夹渣等现象。由于一般情况下钢结构焊缝较厚，所以焊缝横向收缩变形累计误差对钢柱垂直度影响很大，故施工前应进行专项试验，确定焊缝变形值，施工过程中采用对称施焊，尽可能减小焊接应变造成的危害。

3、混凝土的浇筑

劲性柱混凝土浇筑方法基本同混凝土柱相同，浇筑前在底部先铺垫与混凝土配合比相同减石子砂浆，并使底部砂浆厚度为50mm。混凝土分层浇筑，每层浇筑厚度为500mm。振捣棒不得触动钢筋和预埋件，振捣棒插入点要均匀，防止多振或漏振。在牛腿底部剔出V形或弧形槽，确保牛腿底部混凝土密实;浇筑时按要求进行施工缝的预留和剔凿工作。由于钢结构柱占据了很多的空间，且外牛腿钢筋较多，因此钢柱周围混凝土浇筑应进行严格的工序控制，通过认真控制混凝土的骨料粒径和坍落度，一般粗骨料粒径控制在25mm以内，塌落度要求为180～200mm之间。采用分层浇筑的方法，在钢柱四周同时下灰，每层浇筑高度500mm，采用细直径振捣棒进行混凝土振捣，不留死角。混凝土浇筑时，钢柱四周定位缆风绳不要拆除，钢柱与模板固定牢靠，同时在混凝土浇筑过程中纵横方向上使用经纬仪跟踪测量监控。发现垂直度偏差及时采取缆风绳和手动葫芦等措施进行调正。由于柱脚钢板、加筋板、钢筋间隙较密，在浇筑时必须加强底部振捣，确保底部混凝土密实，浇捣时设专人用锤头检查底部是否密实，必要时用木钻在模板底部钻孔，检查混凝土是否到位。

4、成品保护

钢柱保护：混凝土浇筑部位的钢柱根部用塑料薄膜包裹覆盖。在楼板混凝土浇筑前浇筑部位的柱筋要用φ50PVC套管套在每一根竖向主筋上（高度不小于500mm），以防止浇筑楼板混凝土时柱筋底部被污染。如有个别污染应及时清理混凝土浆，保证钢筋表面清洁，同时也要防止脱模剂污染。柱子混凝土在拆除模板后及时浇水充分润湿用塑料薄膜封闭并用胶合板封角保护，胶合板用铁丝捆绑在柱子上。