型钢混凝土组合结构快速安装施工技术探讨
来源:用户上传
作者:
摘要：建筑改变城市，二十一世纪不仅是个智能化、数字化时代，还是一个建筑的时代。建筑是一个城市的地标，一座城市拥有独特的建筑，将会带给这座城市无尽的财富。随着我国的建筑行业技术不断创新，很多的高层、超高层建筑拔地而起，这也要求我们建筑发展有着质量更好，更新颖，效率更高，更安全的结构形式，而型钢混凝土的与钢结构的组合出现，正满足建筑行业各方面的需求，因此，高层、超高层结构都广泛应用型钢混凝土组合结构。但型钢混凝土组合结构在实际工程施工过程中，与土建交叉施工较频繁，尤其是梁与柱节点焊接及吊装施工工艺十分复杂，安装工艺较为粗略，返工频率较高，所以该节点安装及焊接质量成为重中之重。
本文结合远大钢结构装配式集成建筑《19天建成57层的小天城项目》，阐述了型钢混凝土结构劲性结构施工的复杂过程，探讨了关于型钢混凝土结构的生产加工、梁与柱节点吊装方式及焊接质量的利弊，为劲性结构梁柱节点焊接快速安装提供了实践方法。
关键词：型钢混凝土结构；快速安装；柱节点焊接；焊接质量
引言
通过布置钢筋在型钢周围，再进行浇筑所得到的混凝土结构就是型钢混凝土结构。型钢混凝土结构有两种：一种是实腹式型钢混凝土结构；一种是空腹式型钢混凝土结构。相比之下前者更为实用。但是它的制作成本又比后者高。
1工艺原理
型钢混凝土组合结构是指型钢由钢筋混凝土包腹所形成的组合结构，型钢构件是其主要部分，也就是说，合适的纵向受力肋设置在其外侧，并设置有约束力混凝土构件。在施工过程中，最好先按照设计的要求经专业的钢结构加工厂加工成型后，再运送到施工现场，接着安排专业的吊装队伍来吊装成型的钢结构，最后以外包的形式经由专业的施工队伍来施工。
2型钢混凝土结构的优点
型钢混凝土结构是高层、超高层建筑中施工最为独特的建筑结构，其自身的优点较多，因此深受建筑业的青睐，更多的是得到较多业主认可，其优点有以下几点：
（1）型钢不受钢含量的限制，刚性大，承载能力高，
（2）钢结构的横截面积小，在允许结构承载力的情况下，可以增加使用面积和层高。对于高层建筑的经济效益显著；
（3）型钢混凝土柱结构具有高延性和优良的抗震性能；
（4）型钢混凝土柱结构具有优异的耐久性和耐火性；
（5）型钢在浇筑混凝土之前已形成钢结构，并且具有大的承载能力，并且能够承受部件的重量和施工负荷。因此，不需要提供支撑，模板可以直接悬挂在钢型材上，这样可以降低模板的成本，加快施工速度；
（6）没有必要等到核心混凝土达到一定强度才能继续安装上部钢结构构件，有效缩短施工周期；
3型钢混凝土结构存在的施工难题
虽然型钢混凝土结构的优点非常多，但它在施工过程中也存在一些不足：
（一）型钢梁、柱制作
型钢加工是以1：1的尺寸严格按设计图纸及规范要求进行加工制作，由于设备及操作人员原因，加工出的构件边缘切口不齐，棱边缺口，打磨不平，钢梁、柱翼缘变形严重。给安装带来较大影响，变形严重的需返厂重新加工。
（二）型钢结构安装施工
（1）测量定位
在提升过程中由于其自身重量引起的部件变形，由日照的温差引起的膨胀变形，以及由于焊接引起的收缩变形。从而影响结构的安装精度。在从部分结构到整个结构的安装工程中，由于测量仪器的操作，如果不采取相应的措施，则测量数据的累积误差增加，反复校正，反复调试将会给结构带来严重的质量问题，影响安装效益。
（2）吊装就位及节点连接
在柱安装过程中，需急时安装临时支撑，必要时增加调节杆、缆风绳或者葫芦吊临时固定，以防构件失稳。上部结构的提升必须在下部结构就位后进行，并且可以在重复测量和紧固支撑构件之后进行调整。
在梁节点安装时，发现部分螺栓孔洞错位，导致柱、梁反复校正，反复调试。无法校正时对梁腹板进行扩孔、敲打，让螺栓自由穿入。从而影响安装质量及安装效益。
（3）现场焊接
一般柱、梁交接部位的焊接都采用手工电焊，有些型钢柱、梁加工后的构件切口不齐，棱边缺口，打磨不平，钢梁、柱翼缘变形严重，对接焊接时，需反复校正，确保外缘V型或K型坡口全截面彻底焊透。未能通过探伤的焊缝应保持平整并重新焊接。对焊接质量及安装时间上造成较大的影响。
完成钢构件施工后钢筋的安装，钢筋致密，钢构架表面覆盖剪力钉，使钢筋安装造成困难；
4建议
综合上诉所存在的问题，影响型钢因素的条件较多，拖延工期，造成人力物力资源的浪费。目前建筑都走向工业化、数字化、智能化道路，为实现建筑施工领域革命，改变传统落后技術，为了使得项目增值，我们应该提高劳动生产率，提升建筑整体科技力量。例如建筑机器人机器设备的应用。
（1）在原材料切割及加工时，改变其切割工艺及焊接方法，避免其翼板变形；
（2）通过机器与BIM相结合，设定程序，实现全自动化精确定位安装及焊接。
（3）采用先进合理的科学安装方案，将型钢柱、梁精准的吊装到所设定的标高和轴线位置。利用机器设备得到精确定位，实现牢固的托举，然后用机器人手自动焊接使其固定。可以避免施工反复校正，反复调整及临时支撑。
（4）大部分需采用焊缝开坡口焊接，此处的焊接工艺相当高，必须重复多层焊接，这样焊接也比较困难，采用机器人来实现自动化焊接，用智能识别焊缝来检测探伤，确保焊缝质量。
（5）钢筋在与型钢之间穿刺，遇到较多阻碍，可以通过BIM技术进行碰撞试验，以避免现场返工；
结束语
随着社会需求的发展，对建筑行业的要求不断提高，例如：“远大钢结构装配式建筑的推广，全工厂式生产加工，现场搭积木式的拼装，低碳环保绿色建筑”。既要在提高建筑工程施工效率的同时，也要总结以往的施工技术不断突破开发先进的施工技术，才能使建筑行业得到不断发展。而传统的型钢混凝土结构截面尺寸大，占据空间较多，工艺较为复杂，安装质量及效益无法满足当今建筑兴业的需求。随着时代的进步和发展，更需要不断进行对技术的创新，才能实现建筑行业发展不断突破。
俗话说“万丈高楼平地起”再辉煌的建筑，都需要坚固的基础，再好的团队，都要源自于好的管理，一个优秀的团队只要充分发挥其优势，与科学施工技术相结合，避免了那些多余的时间间隙，如果建筑机器人能够广泛应用于实际工程中，不但可以降低建筑工人的劳动强度和意外伤害，而且能提高作业效率和质量，还能缩短项目的建筑工期，节省成本，给项目制造更大经济效益。
参考文献
[1]李永清等，h型钢混凝土组合结构梁柱节点处施工技术探讨，1009-6825（2011）29-0023-02
[2]于庆荣，美维山.型钢混凝土结构在我国的发展[J].夭津建 设科技，2003（2）：8 6-88.
[3]04SG523，型钢混凝土组合结构构造[S].
[4]JGJ 138-2001，型钢混凝土组合结构技术规程[SJ].
（作者单位：中交第三航务工程局有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14727782.htm
