基本介紹
- 中文名：勁性混凝土
- 別稱：型鋼混凝土或勁鋼混凝土
- 套用學科：建築工程
- 適用領域範圍：高層建築
勁性混凝土優點：,施工要點,勁性混凝土結構的特殊問題,
勁性混凝土優點：
勁性混凝土（又稱型鋼混凝土或勁鋼混凝土）組合結構構件由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成，基本構件為梁和柱。勁性混凝土組成結構分為全部結構構件採用勁性混凝土的結構和部分結構構件採用勁性混凝土的結構。勁性混凝土具有強度高、構件截面尺寸小、與混凝土握裹力強、節約混凝土、增加使用空間、降低工程造價、提高工程質量等優點。本文結合馬鋼生產指揮中心工程施工經驗，介紹其主要施工技術要點。
施工要點
1、混凝土構件型鋼的加工：
製作工藝順序：材料檢驗→材料矯直→放樣→號料→切割→加工（矯正、成型、制孔）→對接（焊接）→焊縫檢驗→校正→組裝→焊接→校正→劃線→制孔→栓釘焊接→摩擦面噴砂→試裝→裝配→質量檢驗→編號、標識→成品檢驗→存放→傳送
2、預埋螺栓安裝施工：
在基礎混凝土施工時，施工時，採用定型模具將勁性混凝土柱位置固定，在模具上定位型鋼柱地腳螺栓的位置，確定標高和垂直度後進行螺栓加固，採用鋼筋井架固定地腳螺栓，每組螺栓採用3組井架，井架的位置儘量與結構鋼筋的位置接近，以便連線。施工人員在筏板上下兩層鋼筋網之間加固和支撐，防止地腳螺栓移位和下沉。最後利用經緯儀，水準儀進行螺栓位置及標高的檢查驗收，合格後進行混凝土澆築。待基礎筏板混凝土強度達到設計強度75%時即可進行安裝作業。
3勁性混凝土構件型鋼安裝
3.1柱內型鋼的安裝與固定
為確保勁性混凝土柱和柱內型鋼位置準確，並保證型鋼生根牢固，在型鋼下部用鋼板支墊，通過鋼絲繩上的花籃螺栓調整型鋼柱的垂直度，灌築早強微膨脹二次灌漿料，對於“工”字一次至頂，對於“十”型柱因柱較重，分段施工。安裝上柱，焊接及檢測。
①使用全站儀對勁性混凝土柱進行精確定位（偏差不超過±1mm），預埋固定型鋼的地腳螺栓，混凝土施工完畢後，及時清理並鑿毛。
②按勁性柱編號吊裝就位。利用型鋼上的加寬翼緣作型鋼的起吊點，局部利用塔吊配合，使型鋼底部的螺栓孔對準預埋螺栓，並用小塊鋼板沿型鋼四周4個角墊起約30mm。吊裝大致就位後即在勁性柱的中部及上部四個方向，用鋼絲繩一頭拴在型鋼的加寬翼緣上，一頭拴在地錨上，移開弔車臂。
④在保證型鋼垂直度的同時，勁性柱內兩根型鋼的相對位置關係尤為重要。為此於兩型鋼柱的負二層及負一層之間及時安裝型鋼樑，以校正兩型鋼的位置，保證整體性。
⑤通過結構50cm線返出勁性柱下口標高。使用薄鋼板楔塊支墊在型鋼下部，使型鋼的垂直度和標高符合要求後，擰緊地腳螺栓的螺母。用測量儀器全面檢查型鋼的標高、位置和垂直度，確認無誤後重新加固，最後在勁性柱底部灌築早強微膨脹二次灌漿料。
⑥型鋼底部灌漿：早強微膨脹二次灌漿料能自流澆築，具有不收縮，早強，高強，密實性好，使用方便等特點，為防止浪費並保證連續施工，事先根據現場實際縫隙大小和數量進行精確計算，以1根勁性柱的用量進行攪拌。在灌漿之前，各工種和工序要做好工序交接和檢查，確保萬無一失。
⑦待勁性混凝土施工至一定高度時，用鋼管在第一節勁性混凝土柱的周圍搭設施工平台，其高度低於第一節型鋼頂部50cm左右。平台寬1.2m，外側為1.5m高的護身欄桿，平台上鋪有腳手板，作為安裝及焊接第二節型鋼的操作平台，遇大風和寒冷天氣則在護身欄桿外側圍擋塑膠布或停止施工。
3.2型鋼樑的安裝和固定焊接
①安裝柱的型鋼柱時，先在型鋼柱連線處進行臨時連線，糾正垂直偏差後安裝型鋼樑。
②用汽車吊或塔吊將鋼樑運至安裝處，做臨時連線，並找正位置。
③鋼樑翼緣中心線應對正鋼柱中心線，以保證鋼樑軸線位置。
④在安裝鋼樑過程中，利用鋼腹板兩側安裝設備上的水平調節絲桿來調節鋼樑的垂直度。
⑤安裝鋼樑時，需要反覆觀測並糾正其軸線、標高、垂直度偏差值，直至符合規範要求後，方可進行對接焊。
⑥連線採用手工一級焊接。鋼樑焊接完畢後，並對鋼樑的垂直度標高進行復驗。
⑦在梁的型鋼安裝後，要再次觀測和糾正因荷載增加、焊接收縮或螺栓鬆緊不一而產生的垂直偏差，進行焊接外觀檢查。
⑧標高和軸線尺寸無誤後，按照設計及施工規範要求進行高強螺栓施擰和終擰作業。
⑨焊完後，打磨焊縫。焊縫採用小型超音波檢定儀現場檢定，合格後進行下道工序施工。
4、勁性混凝土構件的鋼筋工程
勁性混凝土中因型鋼柱和型鋼樑的存在，鋼筋工程在勁性混凝土節點施工尤為繁瑣，鋼筋製作和綁紮不如普通框架剪力牆結構簡單和通俗易懂，存在施工難點，技術人員和施工人員要多加現場指導和交底，並及時與設計人員溝通，採取相應措施解決實際問題。解決時必須在型鋼製作加工和鋼筋製作時提前提出方法和方案，並通過以下方式加以控制和實施：
①對於柱主筋與型鋼樑上下翼緣交叉、梁主筋與型鋼柱腹板交叉及柱箍筋與型鋼樑的腹板交叉的問題，可在二次設計及型鋼樑柱加工製作時解決。
②對於柱箍筋與型鋼柱的抗剪拴釘交叉的問題，可在鋼筋加工製作時解決。
勁性混凝土施工前，必須進行型鋼的二次詳細精心設計，繪出施工圖紙，以便解決型鋼下料和鋼筋穿過型鋼的問題。設計時主要解決樑柱節點部位，對一次設計圖紙詳細閱讀，逐一進行混凝土樑柱編號。節點設計時必須考慮到鋼筋數量、規格、位置和主次梁鋼筋標高，樑上下排鋼筋間距等等，以便型鋼開孔和設定鋼墊塊等等。
4.5勁性混凝土構件的模板工程
這裡尤為提到的是使用對拉螺栓時，遇到型鋼的腹板和翼緣如何處理，施工方法有兩種，一種採用周轉形式的對拉螺桿，在型鋼邊緣設定，如柱截面為1000*1000，型鋼截面為700*700，橫向設定2道對拉螺桿，此法對大截面型鋼柱不適合，柱截面不易保證，但能節約材料，加快施工進度；一種採用不周轉的對拉螺桿，直接把對拉螺桿焊接在型鋼翼緣上，待拆模後割除。
4.6勁性混凝土構件的混凝土工程
勁性混凝土施工與普通框架結構基本一致，存在不同的是型鋼影響混凝土澆築，在施工時尤為注意。由於高強混凝土質量易受各種微小因素的影響，故從原材料選用，攪拌、振搗、養護等各環節嚴格控制。型鋼結構混凝土的澆搗，應嚴格遵守混凝土的施工規範和規程，在樑柱接頭處和梁型鋼翼緣下部等混凝土不易充分填滿處，需要仔細澆搗。
總之，勁性混凝土工程可解決高層建築的特殊問題，可減少樑柱截面，調節軸壓比，提高結構的承載力，具有廣闊的套用和發展前景。
勁性混凝土結構的特殊問題
首先，鋼骨的含鋼率。關於勁性混凝土構件的最小和最大含鋼率，目前沒有統一的認識，但當鋼骨含鋼率小於2%時，可以採用鋼筋混凝土構件，而沒有必要採用勁性混凝土構件。當鋼骨含鋼率太高時，鋼骨與混凝土不能有效地共同工作，混凝土的作用不能完全發揮，且混凝土澆築施工有困難。一般說來，較為合理的含鋼率為5%~8%。
其次，鋼骨的寬厚比。鋼板的厚度不宜小於6mm，一般為翼緣板20mm以上，腹板16mm以上，但不宜過厚，因為厚度較大的鋼板在軋制過程中存在各向異性，在焊縫附近常形成約束，焊接時容易引起層狀撕裂，焊接質量不易保證。鋼骨的寬厚比應滿足規範的要求
再次，鋼骨的混凝土保護層厚度，根據規範規定，對鋼骨柱，混凝土最小保護層厚度不宜小於120mm，對鋼骨梁不宜小於100mm。
最後，要重視勁性混凝土柱與鋼筋混凝土梁在構造連線上的配合協調問題。
