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1、1型钢砼组合结构施工工法型钢砼组合结构施工工法主要完成人：牟 强 熊昌金 刘先耀1、前 言型钢砼组合结构（SRC） ，作为一种复合型结构形式，其刚度大、强度高、充分发挥了钢材和砼的特性，在高层建筑中被广泛应用。近年来，在工业高层建筑中也越来越多的被应用。特别在抗震地区的工业建筑的高层大型设备厂房宜采用型钢砼组合结构，如：大型乙烯、大型煤化工装置中，超大型设备越来越多；且由于工艺流程集中，要求厂房为多层或高层框架结构，承重结构若单纯采用钢筋砼结构或钢结构，很难满足要求。型钢砼组合结构（SRC）强度大，刚度大，承载力能力高，其经济性、安全性，耐久性及结构自身具有防火防腐特性，适于多层或高层建筑，在
2、应用中有其独特的适应性。在国内，SRC 结构施工技术的研究，有中化集团编制的劲钢结构施工工艺标准。但该工艺标准基本为钢结构施工工艺标准和钢筋砼结构施工工艺标准的结合，对 SRC 结构施工技术的论述深度不够，适用性较差，没有体现出型钢结构和砼结构在施工过程中的资源和各个分项工程的优化组合。从施工技术角度考虑，SRC 结构不是两种结构形式简单的叠加，而是两种结构形式在施工工艺上的搭配和材料特性的互补。在 SRC 结构施工过程中，我们开发形成了一套完整的施工方法，采用该工法不仅保证了 SRC 结构按期完成，而且各个分项分部工程质量合格率达到 100%。2、型钢砼组合结构施工工法特点型钢砼组合结构（S
3、RC）采用型钢、纵向钢筋、箍筋、砼组成。在施工时，将型钢砼组合结构分为两大分部工程：与型钢有关的工程称为钢结构分部工程，型钢为钢结构工程的主要构件；与纵向钢筋、箍筋、砼有关的工程称为砼结构分部工程。两个分部工程划分后便于施工管理和施工组织，也便于对钢结构工程和砼结构工程中的各个工序、各个分项工程进行技术革新和质量控制。SRC 结构中的钢结构工程与砼结构工程在施工过程中相互交插、相互影响，相互制约。钢结构位于砼结构内部，如果钢结构未完成施工，则砼结构不能开始施工；而且钢结构施工时先于砼结构，因而钢结构的吊装、找正、焊接也会影响砼结构施工。如果砼结构不能及时跟上钢结构施工进度，钢结构吊装用的塔式起
4、重机塔身附着杆无处附着，塔吊高度达不到钢结构吊装要求，钢结构吊装工作不能进行，影响钢结构施工。SRC 结构由于是钢结构和砼结构按一定的规律组合而成，SRC 结构与普通钢结构、砼结构施工既有相同之处，又有不同点，在施工方法上既有钢结构和砼结构本身的施工方法又有两种结构组合在一起独特的施工方法。SRC 结构施工工法着重体现两种结构施工有机组合。采用 SRC 施工中对钢结构工程、钢筋工程、模板工程、砼工程、脚手架工程、垂直运输机械等优化组合，保证了每个结构层施工未超过 20 天，而且各个分项工程合格率达到 100%。23、适用范围本工法适用于工业建筑中结构设计采用 SRC 结构的多层或高层框架施工。
5、4、工艺原理采用统筹法的原理对型钢砼组合结构中的各个分部分项工程，如：钢结构工程、钢筋工程、模板工程、砼工程、脚手架工程、垂直运输机械等在施工中优化组合，使各个工序和分项工程在施工中合理搭配、衔接、工序间做到无缝连接，从而保证 SRC 结构科学施工。充分利用 SRC 结构中钢结构工程特性，做到节约成本。由于钢结构自成体系，在施工中能独立承受荷载的特点，可减少砼结构施工时复杂的脚手架工程；钢结构先于砼结构施工，可以提前进行纵向钢筋绑扎工作，加大工序间的搭接强度。充分对结构进行分析，分析各个工序作业难度和特点，提高型钢结构安装技术、钢筋穿筋绑扎技术、模板支设加固技术、砼工程浇筑养护技术、脚手架工程
6、及安全防护技术等主要施工技术和方法，制作专门工具，进行技术攻关，保证各个工序的作业质量。5、工艺流程及操作要点5.1、SRC 结构施工工艺流程5.1.1、SRC 结构施工流水段划分由于 SRC 分为两大分部工程：钢结构和砼结构，为了避免钢结构和砼结构在同一作业面内出现上下垂直交插作业，便于垂直运输机械的调配，组织 SRC 结构施工时，将 SRC 结构从建筑物中部或是有变形缝处将整个结构分成两个流水作业段，进行统筹作业，减少两种结构的相互影响。5.1.2、施工工艺流程段钢结构施工砼结构钢筋、模板施工段钢结构施工砼结构钢筋、模板施工、段砼结构砼浇筑养护5.1.3、施工顺序施工准备基础施工钢结构材料
7、进场验收第一层钢柱柱脚栓钉焊接验收第一层钢构安装第一层钢柱柱脚灌浆第一层钢柱钢筋绑扎第一层脚手架搭设第二层钢结构安装第一层柱侧模支设、加固第一层柱砼浇筑第一层梁底模板铺设第一层梁钢筋绑扎第一层梁侧模板支设第一层板楼板模板支设第一层楼板钢筋绑扎第一层梁、板模板清理第二层钢柱钢筋绑扎第一层梁模板加固第一层梁板砼浇筑第二层脚手架搭设第三层钢结构安装第二层柱侧模支设、加固第二层柱砼浇筑第二层梁底模板铺设第二层梁钢筋绑扎第二层梁侧模板支设第二层板楼板模板支设第二层楼板钢筋绑扎第二层梁、板模板清理第三层钢柱钢筋绑扎第二层梁模板加固第二层梁板砼浇筑第 n 层施工35.2、SRC 结构施工操作要点5.2.1、
8、钢结构工程钢结构工程，其安装工序为：钢结构验收、吊装、组对、找正、连接，其关键工序为钢结构吊装、组对、找正。钢结构吊装采用塔式起重机单构件吊装；钢结构组对、找正采用二次组对、找正法进行单构件高空作业组对、找正。一次组对、找正，保证钢柱的垂直度和轴线位置不超过规范规定；二次组对找正，保证柱梁形成的结构体系的空间尺寸符合规范要求。钢结构验收包括：钢结构基础验收、构件进场验收、焊接材料和高强螺栓件验收。（1）组织对钢结构柱杯口基础进行验收， 钢结构基础验收允许偏差 表 1项 目允许偏差（mm）项 目允许偏差（mm）底面标高0.0 -5.0杯口垂直度/，且10.0杯口尺寸5.0 位 置10.0（2）构
9、件进场验收1） 钢结构构件由制造厂家加工运至现场，并提供钢结构原材料质量证明书，钢材化学性能试验报告、化学分析检测报告，钢结构构件合格证，钢结构零部件加工工程检验批记录，钢结构焊接工程检验批记录，钢结构组装工程检验批记录，钢结构超声波探伤报告，钢结构埋弧焊焊剂、焊丝质量证明书，电焊条合格证，焊接工艺评定，钢结构加工图，抗滑移试验报告。2）钢结构构件进场主要检验焊缝观感质量和钢构件几何尺寸。钢结构构件进场主要检查项目及允许偏差 表 2项 目允许偏差（mm）项 目允许偏差（mm）构件长度 3.0钢柱、梁截面几何尺寸3.0钢柱梁弯曲矢高L/1000 且10.0钢梁螺栓孔径最外测安装孔距3.0坡口角度
10、5梁端板对腹板的垂直度2.0钝边1.0螺栓孔孔径+ 0.210.00（3）焊接材料和高强螺栓件验收1）焊条合格证、质量证明书要齐全，抽检的焊条无药皮脱落的现象。2）大六角高强度螺栓使用前要送到当地检测部门检测出扭矩系数平均值。3）钢结构摩擦面抗滑移系数现场要复检，所用试件由钢结构制造厂家加工，必须是同一材质、同一摩4擦面处理工艺、同批制作，以每 2000 吨为一批。4）钢结构用高强度大六角头螺栓螺纹要无损伤、长度符合定做要求，公称直径允许偏差为 0.00 -0.21mm，核对生产厂家提供的高强度螺栓原材料质量证明书、高强度螺栓、螺母、垫片产品质量证明书和检测报告。钢结构吊装采用 K26/40
11、型塔式起重机进行单构件吊装作业。K26/40 型塔式起重机的主要性能参数如下图示：最大起重量（图 1）K26/40 型塔式起重机性能参数图K26/40 型塔式起重机根据起重量和工况，塔身每 30m 至少和框架附着一次。塔吊布置如下图：2#1#图 2 塔吊布置示意图（3）钢柱吊装吊装钢柱采用专用吊耳吊装。吊装时，在柱顶部安装螺栓孔处利用高强螺栓连接钢柱和吊耳，吊耳中5心开孔作为主吊点。如图 3 所示：钢柱限位板自制吊耳安装螺栓（图 3）钢柱吊装用吊耳示意图1）吊装螺栓计算计算：吊耳与钢柱连接采用 5.6 级 M24 普通螺栓，吊耳采用 =20 mmQ235-B 钢板制作，钢柱最大重量为7.5t，
12、索具为 0.5t。受剪承载力设计值Nvb= fvbnv(d24 ) 承压承载力设计值Ncb=dtfcb nv受剪面数目d 螺杆直径fvb fcb 螺栓抗剪强度设计值和母材承压强度设计值fvb=190N/ mm2 ，fcb=210N/ mm2（5.6 级螺栓设计值）t 同一受力方向承压构件的较小总厚度受剪承载力设计值：Nvb=1901（3.142424）/4=85910.4N承压承载力设计值：Ncb=2420210=100800N取较小者，吊装时螺栓主要承受剪力 N=485910.4343641.6N2）吊装时最大动荷载：F=K（m1+m2）gm1钢柱质量（Kg）m2索具质量（Kg）g重力加速度
13、 m/s2 6K动荷系数，取 K=1.1F=1.1(7500+500)9.8=86240N343641.6N 螺栓抗剪满足要求。F=86240N100800N 吊耳局部受压满足要求3）钢梁吊装钢梁吊装采用两点捆绑式吊装，钢丝绳采用 21.5637+1170 钢丝绳制成 2 根绳扣。（4）钢结构组对、找正1）钢结构组对钢结构组对采用单构件高空组对。钢结构组对时，采用从中间向两边的顺序进行安装，减少加工和安装误差积累。钢柱组对时，利用上下两节钢柱之间的限位板和钢柱的安装螺栓进行组对，钢柱组对时，保证钢柱的上下轴线偏移和钢柱的垂直度满足规范要求。钢柱和钢梁组对时，保证钢柱与钢梁连接螺栓孔偏移符合规范
14、求，钢柱与钢梁连接满足空间结构尺寸。钢柱组对时，为保证钢柱和稳定性和安全性，钢柱组对和一次找正完成后，上下两节钢柱每边分别在翼缘两侧焊接 50mm 长的焊缝。钢柱与钢梁组对时，采用安装螺栓进行柱梁安装，每根梁两端分别安装 3 组 5.6 级普通螺栓。6 组螺栓的受剪承载力设计值：Nvb=61901（3.142424）/4=515462.4N78400 N（钢梁最大重量）2）钢结构找正钢柱一次找正时，利用上下两节钢柱之间的限位板对柱轴线位置进行初找，初找完成后利用钢柱的安装螺栓进行紧固，紧固完成后，从两个方面分别架设两台经纬仪对钢梁进行精找，保证钢柱的轴线位置偏差和钢柱垂直度满足要求，精找完成后
15、，对上下两节钢柱进行焊接固定，完成一次找正。钢梁与钢柱连接时，每四根钢梁和钢柱形成一个安装单元，梁柱二次找正时，主要目标保证梁柱的空间结构轴线和垂直度满足要求。由于钢梁在安装过程中，因为加工和安装精度的原因，会引起钢柱的垂直度变化，因此，钢梁安装后，须对安装单元进行二次找正。二次找正，利用钢柱可以调节的特性进行找正，钢柱主要连接为安装螺栓连接，焊缝主是保证钢柱的安全性和稳定性，因此，钢梁安装后，可以对钢柱进行微调，以保证梁柱体系空间尺寸。5.2.2、砼结构工程砼结构工程，其施工工序为：钢筋加工、模板加工、脚手架搭设、柱钢筋绑扎、梁底模铺设、梁钢筋绑扎、梁柱侧模加固支设，楼板平台模板支设、楼板平
16、台钢筋绑扎、整体浇筑。其中关键工序为钢筋绑扎、模板支设加固、砼浇筑、脚手架搭设。（1）型钢砼组合结构钢筋施工技术主要为：柱钢筋绑扎和梁纵向钢筋如何穿过型钢结构腹板上的孔洞7和钢筋的连接技术。1）钢筋绑扎形式型钢砼组合结构中柱、梁钢筋主要形式为下图 4 示，钢筋主要布置在柱的角部，型钢结构起钢筋骨架作用：纵向受力筋纵向受力筋架立筋116架立筋116角筋125(共4根)2252525252525架立筋120(共4根)与 钢梁上、下翼缘焊接（图 4）柱梁钢筋绑扎形式型钢砼组合结构中纵向钢筋一般要求穿过型钢腹板，进行直行通过连接，但是由于在工业建筑中，砼柱、梁截面尺寸较大，梁纵向负弯距钢筋要求穿过钢柱，但是由于钢柱翼缘的
