劲性结构梁(钢包砼)
劲性结构梁(钢包砼) 1 劲性结构梁、柱节点施工要点 1.1 钢管混凝土柱和钢骨(型钢)混凝土梁、柱,其在节点构造方面比较特殊,目前还未有规范及相应的结构构造措施。为了保证其结构的平安性、牢靠性,工程设计方、监理方、施工方紧密合作,从不同角度共同探讨,已确保工程质量。 1.2 柱角节点施工要点 由于本工程中矩形钢管柱的吊装施工比较特殊。常规的地下室钢柱施工方法是在基础底板完成后再行吊装,在本工程中正好相反,在基础钢筋混凝土施工前即完成了吊装工作。如何能既满意其强度要求,又能限制好其变形成为柱角埋设的一个关键性的问题 1.2.1 钢管柱柱角节点构造 基础底板板面钢筋在钢管柱位置需断开,焊接在钢管柱四周的钢牛腿上,为了保证此处及底板的连接强度,在此位置另配B14@50钢筋网片增加其及混凝土的粘结性,如下图: 1.2.2 锚栓支架和柱脚支架的埋设施工 经过及吊装单位多次商讨,最终确定了通过设置定位埋件来精确的限制其埋设位置,同时加设了斜抛撑来提高其侧向刚度并限制变形,最终通过设置调整、连接装置来进行上部矩形钢管柱的校正和固定,确保上部钢柱的施工精度。施工过程中,矩形钢管柱的结构重量和施工中产生的施工荷载全部由其底部的型钢支架来担当,因此支架的施工质量干脆关系到上部矩形钢管柱的安装精度。 1) 支架定位埋件 支架上的每个主肢下对应有一埋件,埋件采纳Q235钢板,其尺寸为200×200×20。定位埋件全部埋设在混凝土垫层内,为了提高其位置精确性采纳全站仪进行定位。同时为了提高钢管柱区域混凝土抗压强度,在柱下2m×1.5m部位配置16@100单层双向钢筋网片。支架及埋件间采纳焊接连接,如下图所示: 支架定位示意图 上部支架主肢及埋件间通过立板连接,立板尺寸为40×50×10,及埋件和主肢间均为全熔透焊缝。 2) 支架侧向变形及扭转限制 a. 由于E轴上的地脚锚栓支架高达3m,截面尺寸也达到了2m×1.5m,上部承重更达到了30t以上,为了限制其侧向变形及扭转,除了在设计支架时予以考虑外,在支架侧向增加额外的斜抛撑予以加强。 b. 对于埋入式柱脚,考虑到支架主要承受竖向荷载,且其最大高度为0.8m,钢柱却高达7m,增加其侧向的稳定性,同样也设置了斜抛撑予以加强。 详细形式如下图所示: 预埋锚栓斜抛撑示意图 埋入式柱脚斜抛撑示意图 1.3 梁柱节点构造 真对施工现场不同形式的梁柱节点,我们分别实行不同的措施,保证工程质量。 1.3.1 钢管、钢骨混凝土柱及一般框架梁节点施工 1) 钢管柱及混凝土梁连接节点 为了保证现场混凝土梁的钢筋和钢管柱间能很好的连接,我们要求钢结构加工单位,出厂前在钢管柱的牛腿上预先焊接好800mm长的短钢筋(一段已镦粗直螺纹,用于现场连接)。施工时依据现场梁的实际尺寸断料连接,确保钢筋连接的施工质量。 2) 钢骨柱及混凝土梁连接节点 钢骨柱节点钢筋的连接依据设计要求须要有两根贯穿,因此我们要求钢结构加工单位,预先在型钢的腹板位置开孔(详细尺寸由钢筋翻样确定,技术部门复核)。现场施工时,确保两根钢筋贯穿,两根钢筋锚入柱子内,最侧边的两根钢筋弯折后贯穿。 1.3.2 钢管、钢骨混凝土柱及型钢梁节点施工 1) 钢管柱及型钢梁连接节点 为保证钢梁上钢筋的连接质量,全部型钢梁上的钢筋均要求钢结构加工单位在工厂内焊接后,随钢梁一起运输置现场。施工现场吊装就位后只进行钢管柱及型钢梁的焊接工作。 2) 钢骨柱及型钢梁连接节点 型钢梁及钢骨柱连接时,在钢筋较多又不能全部焊接到钢梁面时,通过现场弯折钢筋锚入型钢柱内。同时为了保证箍筋在钢骨柱节点的闭合,我们通过要求钢结构加工单位,预先在钢梁腹板上开洞的措施(详细尺寸由钢筋翻样确定,技术部门复核)保证此处节点的质量。 a. 钢骨柱节点一 b. 钢骨柱节点二 3) 钢管柱及钢骨柱间型钢梁连接节点 钢管柱及钢骨柱连接时,由于两侧钢筋配置数量不一,我们预先在钢管柱两侧各留下一根800mm长的短钢筋,在现场用套筒连接,其余全部在工厂焊接到钢梁上。 1.4 钢管混凝土施工要点 1.4.1 钢管柱内部构造 钢管柱内部劲板犬牙交织布置,管壁上打满栓钉且及水平方向存在肯定的夹角。 钢管柱内部构造 1.4.2 存在问题 由上图可以看出,钢管柱内部构造特殊,四周打满栓钉,劲板及管壁成90度垂直,横向劲板上开洞大小只有200mm,一般的混凝土浇捣手段很难保证劲性结构的施工质量。演艺中心的上部结构荷载主要依靠108根钢管柱来承受,为了能在实际浇捣过程中取得较好的效果,满意设计的要求,浇捣混凝土拟采纳C60自密实混凝土。为确保工程质量,在施工前我们特地进行了一次模拟试验,取得第一手资料。 1.4.3 混凝土协作比设计 通过对原材料的性能进行试验,并对混凝土的协作比进行组合试验,综合混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能以及等各项指标,确定自密实混凝土协作比设计原则: 1) 由于斜撑内钢板孔径小、结构困难,因此选用粒径较小的粗骨料,以增加混凝土的密实性。 2) 采纳优质聚羧酸盐外加剂,既能保证混凝土流淌性又能防止或削减混凝土离析。 3) 在满意混凝土和易性、泵送性和现场浇筑施工性的前提下,将坍落度、扩展度分别限制在150mm~210mm和550mm~750mm范围内。 依据以上设计原则,确定自密实混凝土初步协作比如下: C60混凝土协作比(单位: kg/m3) 原材料 水 水泥 黄砂 石子 粉煤灰 矿粉 外加剂 用 量 17 0 80 4.95 设计坍落度(mm) 180±30 水胶比 0.33 砂率 44% 1.4.4 由于钢管柱及水平方向存在夹角,管内横向劲板又都及管壁垂直,依据设计要求横向劲板上允许开孔大小只有A200mm,浇捣混凝土时无法将泵管插入钢管底部。另外横向劲板及水平位置有夹角存在,浇捣过程中很简单发生空洞现象。经过及设计多次协商,最终同意在劲板的四个角上开四分之一的圆孔,孔径A50。另外要求钢结构加工单位在工艺板对应位置也相应开孔,确保混凝土浇捣过程中透气。 1.4.5 模拟试验 1) 由于无法对钢管内混凝土的浇灌质量作直观检查,在施工验收时,对构件重要的部位用超声波来检测,确保混凝土浇筑密实。即将进行的矩形钢管混凝土柱的混凝土浇筑工艺试验,主要用于确定浇筑工艺,并通过对试件的各个部位进行超声波检测,为今后管内混凝土的施工质量检验供应各项技术依据。 2) 钢管混凝土模拟试件的检测要求: 对试件的第一次检测在管内混凝土浇筑后一周以内起先,并在浇后2周、4周时在相同位置再测两次,检测部位见下图。 详细检测点布置由测试单位按规范制定。测试结束后应沿纵向割开试件,检查管内混凝土实际成型状况,并对指定部位的混凝土抽芯检验,察看粗骨料分布状况及进行芯样抗压强度试验。 3) 模拟劲性钢柱的切割分别采纳喜利得墙锯(LP-32)和链锯(WS-15)协作进行。墙锯(LP-32)将表面钢板切割后,形成一链切割缝(5厘米高、3厘米深),待表面钢板槽切割完成以后,再利用