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1、型钢混凝土结构转换层施工技术研究与应用,青岛建设集团总承包公司 二00七年九月,青岛建设集团,曾 炜,目录,1、前言 2、研究方案 3、关键技术及综合技术研究 4、技术创新点 5、技术经济效果,前言,1.1研究背景及意义1.1.1 研究背景随着现代建设的日益发展，高层建筑越来越多，建筑物正向体型复杂、功能多样、造型新颖的方向发展。在同一座建筑中因使用功能的多样化要求，房屋开间、进深的不统一，这样就要求柱网尺寸及墙体数量有所不同。为了适应建筑功能的变化，使结构的受力体系更为科学合理，就必须设置结构转换层。由于建筑朝着高层和超高层形式发展，相应转换层结构中转换构件承托的层数也增多，同时，又由于建筑
2、上对层高及空间的种种要求和限制，这使得工程应用中对型钢混凝土材料的引入势在必行。随着建筑朝高层与超高层形式发展，转换层承托的荷载也在增大，同时，由于建筑上对层高和空间的种种限制，导致在整体结构计算的时候，梁的抗弯、抗剪都会出现超筋现象，如果仍然采用普通钢筋混凝土结构就会无法满足要求。这时，采用型钢混凝土转换层结构就可以很好的解决。,研究背景,型钢混凝土与钢筋混凝土结构以及钢结构相比，其优越性表现在:(1)型钢混凝土承载力高，基本不受含钢率的限制，可大大减小转换结构构件的截面尺寸，增加使用面积，降低层高，其经济效益较好。(2)型钢混凝土结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，具有良好的抗震性能。(3
3、)型钢混凝土结构与钢结构相比具有良好的耐久性和耐火性能。(4)由于混凝土和型钢共同承担荷载，因此比纯钢结构节约钢材。(5)受力性能好。普通钢结构构件常具有易受压失稳的弱点，而型钢混凝土结构构件内的型钢因受周围混凝土的约束，型钢受压失稳的弱点得到了改善。(6)施工周期短。型钢混凝土中的型钢在混凝土未浇筑以前就己形成钢结构骨架，它具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工荷载，并且可将模板固定在型钢上，又可以节省部分为支模板而设置的支撑体系，从而减少了支模板的人工和材料。此外，型钢混凝土多层和高层建筑不必等待混凝土达到一定强度就可以继续施工上层，其施工周期比混凝土结构大为缩短。目前，国外采用型钢
4、混凝土转换构件的实际工程较多，国内采用的型钢混凝土转换构件也逐渐增多。国内典型的型钢混凝土转换结构应用的有北京国际贸易中心国际旅馆，26层，框架剪力墙结构，上层为剪力墙结构的客房，第四层为转换层，转换梁跨距为9.0 m，转换大梁采用1.8 m高内埋工字钢的型钢混凝土梁，承托上部20层的荷载。,研究背景,目前在建筑工程中常用的转换层主要结构形式有：梁式、箱形、板式和桁架式。其中型钢混凝土梁式转换层应用最为广泛。因其传力直接、明确，路径清楚，受力性能好，构造简单，施工方便且能较早形成稳定的受力体系，设计计算容易而在国外应用最为广泛。,1.1.2 研究意义,由于国内采用型钢混凝土转换层结构的实际工程
5、还不多，可供查询参考的成熟施工技术资料不多，可供借鉴的工程实例也比较缺乏，因此随着多功能高层建筑增多，越来越多的型钢混凝土转换层结构被采用，亟待形成一套成熟的施工技术。在此背景下，青岛建设集团公司把“型钢混凝土结构转换层施工技术”作为一个重点攻关课题，结合青岛市企业经营者评荐中心的型钢混凝土结构转换层工程，对该课题进行了全面系统的研究。转换层的自重利施工荷载往往非常大，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计。转换层的混凝土自重以及施工荷载是非常大的，因此确定转换层底模板的支撑系统是转换层施工的关键之一。本工程采用型钢混凝土转换层，将型钢与模板连为一体，以承受全部大梁自重及施工荷载，
6、大梁一次浇捣成型。该方案可节省模板支撑材料，适用于转换梁跨度大且转换层下部大空间层高大的情况，可加快施工进度。,研究意义,型钢混凝土结构转换层施工相对普通钢筋混凝土结构转换层，工期长，工序多，施工难度大，而工程合同工期紧，因此型钢混凝土结构转换层的施工工期是制约整个工程工期的关键因素。本课题通过对混凝土的选择及浇筑、型钢混凝土结构转换层工程技术中的型钢加工、钢筋的绑扎、模板的选择及加固等问题的研究形成一套施工技术，不仅节约大量的自然资源和社会资源，而且还大大节省工期，对工程按期竣工具有非常重大的现实意义，将来在该类转换层结构的施工具有指导意义。,1.2本课题要解决的问题,本课题主要研究解决以下
7、问题：（1）型钢结构加高密度配筋条件下的混凝土浇筑密实问题；（2）钢筋绑扎、模板施工工艺优选；（3）型钢结构安装工艺优选；（4）型钢混凝土转换层工艺流程优选。,2 研究方案,2.1 工程概况青岛市企业经营者评荐中心扩建工程，总建筑总面积14967，主楼为酒店、裙房为游泳池和网球场，投资建成后为五星级酒店，见图1所示。青岛市企业经营者评荐中心扩建工程结构形式为框架剪力墙结构，其中工程主楼第二层为转换层，上层为框架结构的客房，转换梁跨距为18.0 m，转换大梁采用2.1 m高内埋工字型型钢的型钢混凝土梁，承托上部7层客房。,工程概况,型钢混凝土结构转换层层高7.0m，型钢柱净高6.8m，型钢混凝土
8、柱截面尺寸分别为900900mm、11001200mm，型钢净尺寸相应分别为300450mm、400500mm；型钢混凝土梁截面尺寸分别为6001200mm、6002100mm，型钢净尺寸相应分别为220900mm、3001800mm；跨度有14m、18m两种，其中跨度为18m的两架梁KL301上生成两个结构柱，如图2所示。,2.2 工程的技术难点,在对该工程型钢混凝土结构转换层的图纸、现场现有吊装设备、现场吊装环境等相关资料进行研究分析后，得出本工程有以下施工技术难点：,1）混凝土工程,上层结构的型钢柱需要在型钢混凝土梁上生根，但梁柱节点处配筋较密，所以必须优选型钢安装、钢筋绑扎以及模板支设
9、的工艺流程。经钢筋排布深化设计后主筋最大间距仅为40mm，为保证混凝土的密实度和设计强度，必须对混凝土配比进行试验研究，以确保骨料能顺利通过40mm的主筋间隙。,2）钢筋工程,由于该型钢混凝土转换梁中型钢的影响，导致局部钢筋过密，特别是边角部位，远远大于规范要求，所以必须对钢筋工程进行深化设计、对钢筋加工制作和安装进行研究。针对型钢混凝土与普通混凝土的结构形式不同，采取不同的施工工艺。,3）模板工程,考虑到型钢混凝土结构中型钢自身能够承受一定的荷载，特别是型钢混凝土结构梁，在进行模板工程设计时，对荷载组合中的荷载仅考虑混凝土荷载、模板自重及施工荷载；钢筋自重考虑由型钢结构承担。由于梁截面尺寸为
10、6002100mm，梁高较高，再加上混凝土的侧压力比较大，必须对模板的侧模进行有效的加固。但由于中间钢骨的存在，设计方不允许在钢骨上穿孔，传统的对拉螺栓加固法无法使用；即使设计方允许在钢骨上开孔，传统的对拉螺栓施工时对穿也比较困难。因此针对此难题必须研究出一种经济合理的模板加固方案，既能满足加固要求，又能方便施工，加快施工速度。由于转换层制约着上部结构的施工，因此该型钢混凝土转换层是制约整个工程工期的关键。同时业主对整个工程的工期要求比较紧。因此，必须合理优选施工工艺，以加快施工进度，节约工期。,2.3 研究及实施过程2.3.1 课题研究的主要内容,青岛建设集团,针对上述施工技术难点，青岛建设
11、集团公司成立课题组，确定了以下几点主要研究内容：（1）保证混凝土密实的技术研究（2）型钢混凝土转换层工艺流程研究（3）型钢结构安装工艺研究（4）钢筋绑扎、模板施工工艺研究,2.3.2 方案研究分析、论证与试验研究,青岛市企业创业者评荐中心项目部在接到设计图纸后，根据对图纸内容的初步理解，成立了专门的课题研究组。经研究分析，确定了以下研究内容：1）混凝土工程2）钢筋工程3）模板工程,1）混凝土工程,混凝土采用自密实混凝土。进行了混凝土配合比设计，进行了实验室研究，并在现场进行了现场试验和足尺模拟试验。,2）钢筋工程,钢筋制作、加工现场安装现场绑扎焊接隐蔽验收。钢筋连接原设计为直螺纹机械连接，经现
12、场放样发现，安装时将无法安装到位满足规范要求，于是及时与设计方沟通主筋改为冷挤压机械连接。在不改变受力状态的情况下，改变箍筋形式，梁柱交接范围内的柱箍筋全部采用“U”型箍筋焊接于梁端加劲肋，柱主筋绕过梁内型钢，不焊接在型钢上。钢筋混凝土梁纵筋尽量绕开钢柱，若梁纵筋必须在腹板上穿孔，孔径不得大于纵筋直径+2mm，孔径截面总面积不得大于腹板截面总面积的20%，且必须采用机械穿孔。因梁柱接头处牛腿影响，柱中间箍筋无法象普通混凝土一样，从柱顶向下套，只能人工搬开成品箍筋套过柱纵筋后复原。该工程中型钢混凝土结构中的钢筋局部配筋过密，现场钢筋无法安装施工。设计之初，型钢梁的主筋之间理论间距仅为15mm，为
13、确保工程的顺利实施，通过与设计单位沟通，在不改变受力的情况下，对钢筋排布进行了深化设计。按照钢筋深化设计方法，进行了足尺模拟试验。,3）模板工程,模板材料选择模板加工安装顺序确定。模板材料选用12mm厚竹胶板，龙骨采用50mm80mm木方。对拉螺栓选用12一级钢，厂家制作，按照计算设置。因梁柱内有钢骨，施工前与型钢厂家共同确定位置后采用在钢骨上焊接拉结片的固定方式。拉结片采用5mm厚40mm40mm钢片，中心开16孔。支撑体系采用普通钢管扣件。进行了现场足尺模拟试验研究。,图3 课题组在现场进行技术研究,2.3.3 施工过程,2006年3月上旬成立了课题组，对图纸进行了深化设计。根据型钢梁深化
14、设计，在工程开工前20天进行原截面实验梁施工。3月29日开始浇筑预埋件，4月30日型钢混凝土转化梁全部浇筑完成。,现场吊装实况图,现场吊装实况图,吊装现场接头螺栓固定,3 关键技术及综合技术研究,3.1保证混凝土密实的技术研究3.1.1 配合比设计试验研究时，分别使用了山铝P.O42.5R普通硅酸盐水泥、山铝P.O32.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用青岛电厂二级粉煤灰，外加剂采用聚羧酸减水剂，掺量为胶凝材料用量的1.2%。试验采用的水为普通自来水。根据根据国内外目前自密实混凝土的研究的有关文献资料，并结合初步研究成果，共设计了18组试验。具体试验方案见表1。,3.1.2自密实混凝土工作性的研究,
15、自密实混凝土的工作性应包含填充性、间隙通过性和抗离析性等几方面的含义。试验分别测试坍落度（SL）、坍落扩展度（SF）、流动时间（T50）、L型仪（h2/h1）试验、V型漏斗（TV）试验。试验结果见表2。,表2 自密实高性能混凝土工作性,从表2中可以看出：（1）在一定范围内，随着胶凝材料用量的增加，水胶比的变小，对自密实混凝土的坍落度变化不敏感，而对坍落扩展度的影响较敏感，而对T50、TV 则影响比较大，因此用T50、TV能较好的测量自密实混凝土的填充性。另外，胶凝材料用量的增加，自密实混凝土的密度相应变小。（2）在一定范围内虽砂率的增加T50、TV的变化趋势在变小，这是由于砂率的变化也带来了混
16、凝土摩阻系数的变化，随着砂率的增大，混凝土的的填充性的增加。观察砂率变化时混凝土的坍落度和坍落扩展度关系曲线，可以看出，随着砂率的变化，坍落度变化不明显，而扩展度变化幅度较大，但趋势不很明显。由此也说明仅用坍落度来表征自密实混凝土的工作性是不科学的。（3）粉煤灰掺量的适当增加自密实混凝土的T50、Tv有所增加。粉煤灰的掺加自密实混凝土的密度在下降。由于粉煤灰微细颗粒的填充作用优化了混凝土的颗粒级配，同时粉煤灰的分散作用使水分均匀分散，提高了整个浆体的均匀性。因此掺加粉煤灰可以提高新拌混凝土的抗离析和抗泌水性能。（4）由于高效减水剂对水泥颗粒的高度分散作用，低水胶比混凝土也可以获得大的流动性，但
17、是由于水泥颗粒与水分的充分接触也会造成早期水化反应速度加快，水化生成物增多，因而引起混凝土坍落度损失问题。粉煤灰的使用减少了胶凝材料中的水泥的比例，使整个体系的反应速度减慢，水化反应生成物减少。因此，粉煤灰可明显改善混凝土的坍落度损失。粉煤灰掺量越大，改善作用越明显。,混凝土的配合比对自密实混凝土工作性和硬化的性能影响显著。适宜的配合比的混凝土完全可以实现自流平和自密实。图6和图7为自密实混凝土拌和物工作性情况，图8是L仪试验情况。,图6 搅拌机中的自密实混凝土拌合物,图7 自密实混凝土拌合物摊展情况,图8 L仪试验情况,根据试验最终确定自密实混凝土工作性控制参数范围，只有将工作性参数控制在此
18、范围内才能保证混凝土实现自密实，具体参数确定如下：1）坍落度（SL）=250mm270mm；2）坍落扩展度（SF）=550mm650mm；3）T50流动时间=5s10s；4）L型仪（h2/h1）=0.850.97；5）V型漏斗（TV）=8s15s；6）拌合物表观密度2300kg/m3。,3.1.3 自密实混凝土强度试验结果,优良的工作性是自密实高性能混凝土的一个基本要求，是一种工艺要求，也是获得优良的混凝土结构的根本保证。作为工程结构材料，混凝土硬化后的强度等性能才是其最主要的性能。试验测得表1中各种混凝土的强度列于表3中。表3中的试验数据表明，所设计的混凝土的28d强度分布在32.8MPa5
19、7.0MPa之间，60d强度分布在40.0MPa67.0MPa之间，完全满足了C30、C40和C50的技术要求。,表3 自密实高性能混凝土强度试验结果,根据上述试验研究结果，综合考虑施工性能、强度及成本等多种因素，给出了C30、C40和C50自密实高性能混凝土的参考配合比，如表4。,表4 自密实高性能混凝土参考配合比,由于本工程最终采用C40的混凝土，所以根据试验确定的C40自密实混凝土配合比，根据施工现场砂、石子的含水率调整成施工配合比，进行现场搅拌，由于自密实混凝土组成成分多，其中有的掺量很少，为保证混凝土拌合物的均匀性，搅拌使用强制式搅拌机，搅拌时间不得少于3分钟。投料顺序为：细骨料、水
20、泥、掺和料水1/2外加剂粗骨料另外1/2的外加剂。,3.1.4 现场试验验证,经过现场搅拌10盘自密实混凝土，测定统计每盘自密实混凝土工作性参数范围如下：1）坍落度（SL）=253mm271mm；2）坍落扩展度（SF）=561mm647mm；3）T50流动时间=5s10s；4）L型仪（h2/h1）=0.870.97；5）V型漏斗（TV）=8s14s；6）拌合物表观密度=23402370kg/m3。每盘制作自密实混凝土试块一组3块，试块制作过程中严禁振捣、插捣，分2次均匀将拌合物装入试模中，中间间隔30秒，然后刮去多余的混凝土拌合物，最后用抹刀将表面抹平。对混凝土的试块28d进行统计评定，试块的
21、平均强度47.2MPa，满足强度要求。试验过程中还进行了坍落度经时损失的测定，实验证明配制的混凝土具有较好的保塑性。试验验证完成后进行模拟试验。,3.1.5 现场足尺模拟试验,模拟试验是完全模拟评价中心劲钢混凝土柱、梁的真实施工状况，由青岛建设集团组织实施，试验采用现场制作1000mm长，界面尺寸600mm1200mm的试验劲钢混凝土梁，梁内型钢采用木材代替，模拟试验的劲钢混凝土梁配筋见图9。模板封闭完成后，采用配制的自密实混凝土浇筑，免振一次成型。混凝土浇筑后24h拆除侧模，检查其外观，发现混凝土填充性良好，未发现蜂窝、麻面，更未发现有孔洞存在，混凝土梁棱角分明，表面密实。选取梁的上、中、下
22、3处混凝土块进行比较未发现粗骨料分布有显著区别，证明混凝土无离析现象，选取内部和外部混凝土进行比较，亦未发现骨料分布有异常，证明模拟试验取得成功。同时，进行了钢筋绑扎试验，为钢筋工程、模板支设工艺等提供了现场试验研究。在试验中，对试验段型钢结构绑扎，在试验中发现箍筋锚固端过长，经深化设计，并经设计方同意，箍筋必须改设为焊接封闭箍，方便了施工。,图9 模拟试验劲钢梁配筋端视照片,3.2 型钢混凝土转换层工艺流程研究,型钢混凝土转换层的施工方法由于型钢的存在，与普通钢筋混凝土的施工不同，它具有自己的特色。施工中要充分认识到这种结构形式的优点，充分利用它的长处，例如，可以利用型钢骨架具有一定的承载能
23、力作为施工的模板支撑，不必等到混凝土达到一定的强度，以便缩短工期等。,3.2.1 对转换梁配筋的深化设计研究,对钢筋而言，型钢混凝土结构的钢筋绑扎与钢筋混凝土结构中的钢筋绑扎基本相同，但是也有其特点，由于柱子的纵向钢筋不能穿越梁的翼缘，因此，纵向钢筋最好设置在柱子截面的四角或没有梁的部位，如果实在无法避免穿越，应该工厂预留穿钢筋的孔洞。,1）钢筋配筋优化设计,该工程中型钢混凝土结构中的钢筋局部配筋过密，现场钢筋无法安装施工。设计之初，型钢梁的主筋之间理论间距仅为15mm。为确保工程的顺利实施，通过与设计单位沟通，在不改变受力的情况下对钢筋排布进行了深化设计，箍筋由六肢箍改为四肢箍，箍筋由142
24、00变为16100。优化前其配箍率为（1）优化后其配箍率为（2）由此可见，优化后配箍率没有减少反而增加了，因此满足受剪要求。,主梁下主筋由五排改为六排，根据原设计方案排列完梁纵筋，纵筋净空仅有5mm10mm，优化设计后梁纵筋净空基本能达到20mm25mm。优化后主梁上下纵筋面积不变，所以对型钢混凝土梁的受弯性能没有影响。优化后型钢梁的主筋间距变为40mm，便于混凝土浇筑施工。详见图10、11。,图10优化设计前KZL301配筋图（mm）,图11 优化设计后KZL301钢筋布置图（mm）,2）施工工艺流程深化设计,针对型钢混凝土与普通混凝土的结构形式不同，采取不同的施工工艺。普通钢筋混凝土施工工
25、艺流程：普通钢筋混凝土柱：柱位置放线钢筋绑扎验收模板支设混凝土浇筑；普通钢筋混凝土梁：梁位置放线梁底模板支设梁主筋安装梁箍筋绑扎钢筋绑扎验收梁侧模板支设模板验收混凝土浇筑。型钢混凝土施工工艺流程：型钢混凝土柱：柱位置放线柱中型钢吊装就位柱纵筋对接穿套柱箍筋绑扎中间箍筋校正柱中型钢位置绑扎柱脚处箍筋钢筋绑扎验收模板支设混凝土浇筑。型钢混凝土梁：梁位置放线型钢梁吊装型钢梁接头连接或焊接完成搭设钢筋绑扎操作平台及钢筋支架梁下部纵筋就位冷挤压连接或焊接到位梁上部纵筋安装主次接头处次梁主筋安装箍筋安装绑扎或焊接钢筋绑扎验收梁底模板支设梁侧模板支设模板验收混凝土浇筑。通过以上对比不难发现，型钢混凝土柱施工
26、工序比普通钢筋混凝土柱增加了两道工序：柱中型钢吊装就位及校正柱中型钢位置，同时它也打乱了普通钢筋混凝土工程中钢筋绑扎的工序。箍筋绑扎由普通混凝土中自下而上绑扎，改为型钢混凝土中先绑扎柱中间再绑扎柱两端；型钢混凝土梁施工工序比普通钢筋混凝土柱增加了三道工序：型钢梁吊装、型钢梁接头连接或焊接完成、搭设钢筋绑扎操作平台及钢筋支架。特别是梁内型钢下翼缘板下部钢筋有两层，由于型钢下翼缘板底面距梁底仅有150mm，梁下部钢筋的连接及绑扎操作空间很小，通过分析研究决定采用“逆作法”，即将两下部钢筋由上往下逐层连接、绑扎。,3.3型钢结构安装工艺研究3.3.1型钢柱支座埋设,预埋必须符合设计要求和标准的规定：
27、用水准仪找出各预埋板顶面的标高差和水平高差。用水平尺找出和预埋板面的水平度，并认真记录。如果经检测发现有数据超过允许误差现象，就要对其进行处理，可采用钢板垫平或调整支承槽钢长度来修正预埋板顶面标高差即水平高差。严格按照施工图纸要求并由技术人员配合，在各预埋板找出各轴线位置，并用墨线弹好。验收时应准备好验收资料和各种实测数据。为了预埋柱脚螺栓位置正确，增设了螺栓套架，套架采用5mm厚环形钢板制作。由于混凝土结构中钢筋的影响，锚栓安装困难，位置难以固定。为了保证埋设精度，首先在5mm厚环形钢板上确定四个锚固螺栓的相对位置，防止在浇灌混凝土时螺栓的相对位置移动变形，然后将锚栓定位固定。中间开孔，以保
28、证钢板下混凝土浇筑密实。浇注混凝土后，待混凝土初凝固前校正螺栓位置，见图12。,图12 锚栓固定架示意图,3.3.2机械选择,根据青岛评荐中心工程当时实际进度及现场实际条件，经过吊装专业人员多次踏勘现场，最后选用25t汽车一台，选用120t汽车吊一台。其中3个柱采用25t汽车吊；其余构件采用120t汽车吊。吊车性能对比见表5。,25t汽车吊吊装的构件单件重量2.5t，吊装水平距离612m不等，吊装高度1924m不等。120t汽车吊吊装的构件最大单件重量12t，吊装水平距离1224m不等，吊装高度1924m不等。本工程吊车布置图见图13。,3.3.3型钢柱安装,钢骨安装过程测量控制，就是控制柱顶
29、平面网的放线质量，控制柱顶标高值的精度，以及钢骨位移允许公差、钢骨垂直度、倾斜角的测量控制等内容。1）柱顶平面放线。钢骨顶部的平面放线是利用主轴线的竖向传递来测设的。控制主轴线控制网的传递精度，是保证钢结构安装质量的关键。本工程主轴线的传递是用经纬仪竖向投测。每安装一层钢骨，就利用经纬仪将各钢骨各控制轴线引到该层柱的柱顶。测量放线需选择能保证测量精度的仪器，并选择适宜的时间，如避开钢骨吊装晃动期间，避开日照强烈和风速过大的时候。2）钢骨安装垂直度的测量和控制本工程型钢柱中钢骨是竖直的，安装时，在保证轴线正确的前提下，只要控制其垂直度就可以了。其垂直度的测量直接用两台经纬仪进行，方法是用经纬仪后
30、视东西和南北方向柱脚下的定位轴线，然后再仰视同方向柱顶的测量标记线，当柱底定位轴线与柱顶测量标记线一致时，说明钢骨在某个方向上垂直。当东西和南北方向都垂直时，整个钢骨就垂直了。3）钢骨的垂偏还可以用下列方法来控制和调整 利用焊接收缩来调整钢柱垂偏是钢骨安装中经常使用的方法。安装时，钢骨就位，上节钢骨柱底中心线对准下节钢骨柱顶中心线。而上节钢骨柱顶的中心线可以在未焊前向焊接收缩的相反方向预偏一定值。通过焊接收缩，使钢骨达到预先控制的垂直精度。控制柱底位移来调整钢骨的垂偏。如钢骨垂偏尺寸过大，个别情况下可以调整柱底中心线的就位偏差，来调整钢骨的垂直精度。但是这种位移偏差一般不能超过3mm。,3.4
31、钢筋、模板施工工艺研究,3.4.1梁、柱节点施工工艺研究根据现场试验，在梁柱节点的部位，柱子的箍筋要从预留好的型钢梁的孔洞中穿过，所以要把整根箍筋分成两段或四段。穿好绑扎固定焊接。因为节点区受力复杂，对型钢开孔，严格要求在工厂预留，严禁在现场用气割开孔。钢骨连接，按设计图纸中的要求采用连接板和螺栓固定，但螺栓孔是不能任意扩孔的。在安装过程中，施工附加荷载均由梁的临时接头承担。在调整高度和垂直度后紧固螺栓。然后把上、下翼缘板采用坡口焊缝作永久连接，翼缘板采用坡口焊缝，现场焊接。焊缝必须经超声波探伤检验合格，质量等级均为级，自检数量100%，自检质量合格率100%。,3.4.2钢筋工程施工工艺,1
32、）型钢、钢筋工程在型钢骨架的施工中，应该遵守钢结构的有关规程，在安装柱的型钢骨架的时候，需要重复观测纠正其垂直的偏差值。首先在上下型钢骨架连接处安设临时的连接，然后观测并纠正其垂直偏差，再进行焊接和螺栓固定；其次是在梁的型钢骨架安装后，要再次进行观测并纠正因荷载和焊接或螺栓等导致的误差。由于型钢骨架的存在，很难避免钢筋的穿越，在加工型钢梁柱骨架时，应该在工厂预留穿钢筋的孔洞，而且要注意由于钢筋的交错，所以预留的空洞要交叉布置，在腹板预留的孔洞的孔径，既要满足穿越钢筋的方便，也不能过多的损伤型钢腹板，一般预留孔洞的孔径比钢筋的直径大4到6mm为好。型钢梁中主筋固定方法选用对比见表6。因此型钢梁中
33、主筋固定方法采用焊钢筋支架，这种方法经济效果较好。,表6 主筋固定方法对比,最后确定梁、柱钢筋绑扎顺序如下：柱钢筋绑扎顺序：型钢柱吊装就位柱纵筋对接穿套柱箍筋绑扎中间箍筋校正型钢柱位置绑扎柱脚处箍筋钢筋验收。梁钢筋绑扎顺序：型钢梁吊装完成搭设钢筋绑扎操作平台及钢筋支架梁下部纵筋就位冷挤压连接焊接到位梁上部纵筋安装。,3.4.3模板工程施工工艺,型钢混凝土柱的模板工程与普通钢筋混凝土柱的模板工程相差不大，但应考虑模板加固时，型钢对对拉螺栓的影响，特别是柱头、柱脚部位。型钢混凝土梁的模板工程与普通钢筋混凝土柱的模板工程不同，一般普通钢筋混凝土梁先支设梁底模板，然后进行梁钢筋绑扎，钢筋验收后进行梁侧
34、模板支设加固。而型钢混凝土结构梁，因梁中型钢的影响，必须待钢筋绑扎完成后，经验收才能进行梁底模板及侧模板支设。往往还因型钢腹板不允许开孔，加固用对拉螺栓无法施工，本工程选用对拉螺栓连接耳板。对拉螺栓选用12一级钢，进行厂家制作，按照计算设置，因梁柱内有钢骨，施工前与型钢厂家共同确定位置后焊接连接耳板固定方式。连接耳板采用5mm厚40mm40mm钢片，中心开16孔。设计了对拉螺栓连接耳板，避免了在型钢梁腹板上穿孔，方便了模板支设。表7为单个梁模板支设选择对比表，由表中可看出，连接耳板支设方式可节省人工、缩短工期，经济效果好。,表7 单个梁模板支设选择对比表,3.6型钢混凝土结构转换层综合施工技术
35、,近年来，国内对型钢混凝士组合结构转换层的研究越来越多，设计师们也越来越意识到这种结构形式的优越性，对它的运用也是日益增加。随着对型钢混凝土结构了解的日益加深，我国也相应的积累了不少的经验。综上所述，青岛建设集团对青岛市企业经营者评荐中心扩建工程中的型钢混凝土转换层工程方面进行了详细的研究，形成了混凝土工程、模板工程、钢筋工程、自密实混凝土施工技术方面一整套技术（见表8），为将来实施超高层建筑结构型钢混凝土转换层工程积累了丰富的经验。,表8 型钢混凝土结构转换层综合施工技术,4 技术创新点,（1）型钢混凝土中的型钢在混凝土未浇筑以前就己形成钢结构骨架，可将模板固定在型钢上。但是在支设模板时，不
36、可避免地要在型钢上打孔，这样会造成对型钢造成损伤，影响其强度。本课题设计了一种新型对拉螺栓耳板，避免的在型钢梁腹板上穿孔，方便了模板支设。（2）针对型钢混凝土转换层钢筋局部过密的特点，详细研究了自密实混凝土配合比设计与施工技术。（3）本课题通过对型钢混凝土结构转换层工程技术中的型钢加工、钢筋的绑扎、模板的选择及加固、混凝土的选择及浇筑等问题的研究形成了一套综合施工技术，将来在该类转换层结构的施工具有指导意义。,5 技术经济效果5.1 技术效果,（1）设计了对拉螺栓耳板，避免的在型钢梁腹板上穿孔，方便了模板支设，为以后施工提供了经验。根据型钢混凝土中的型钢在混凝土未浇筑以前就己形成钢结构骨架，它
37、具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工荷载，并且可将模板固定在型钢上，又可以节省部分为支模板而设置的支撑体系。（2）通过施工前对型钢混凝土结构转换层工程技术中的型钢加工、钢筋的绑扎、模板的选择及加固、混凝土的选择及浇筑等问题进行试验研究，解决了施工中的难题，大大节省工期，对工程按期竣工具有非常重大的现实意义，将来在该类转换层结构的施工具有指导意义。,5.2 工期分析,型钢混凝土结构转换层施工相对普通钢筋混凝土结构转换层，工期长，工序多，施工难度大，而工程合同工期紧，因此型钢混凝土结构转换层的施工工期是制约整个工程工期的关键因素。本课题通过对型钢混凝土结构转换层工程技术中的型钢加工、钢筋的
38、绑扎、模板的选择及加固、混凝土的选择及浇筑等问题的研究形成一套综合施工技术，可节约大量的自然资源和社会资源，而且还大大节省工期，对工程按期竣工具有非常重大的现实意义。青岛市企业经营者评荐中心工程通过前期对型钢混凝土结构转换层工程技术中的型钢加工、钢筋的绑扎、模板的选择及加固、混凝土的选择及浇筑等问题的的仔细研究，结果表明合理的机械选择、施工工艺流程和钢筋模板等关键施工工艺是保证结构工程工期、加快施工速度的关键。对比同样转换层2004年施工的青岛信息大厦工程的工期提前了15天。,5.3 经济与社会效益分析5.3.1经济效益,1）通过深化设计，减少了钢筋用量，比深化设计前，钢筋用量减少约20%。（2）由于模板方案合理选择，减少了周转材料的使用数量，减少了钢管等支撑加固费用，节省钢管每平米约3米，木方每平米节约40%。（3）合理的分段吊装降低了大型机械的使用费，加快了施工速度，节约了周转材料租赁费用。（4）用粉煤灰替代水泥，节约水泥30%，,5.3.2社会效益,（1）形成的型钢混凝土结构转换层综合施工技术，能够保证质量。（2）加快施工速度，降低工程总价。（3）可以使型钢混凝土转换层得以推广应用，减小结构断面，增加建筑的使用空间。（4）粉煤灰替代水泥节约了社会资源，保护了环境，减少了污染。,谢谢大家！,青岛建设集团,
