型钢混凝土的设计与施工

型钢混凝土的设计与施工

阎济源

（贵阳铝镁设计研究院有限公司, 贵州 贵阳 550081）

摘要：本文论述了型钢混凝土组合结构设计的概念，并与钢筋混凝土、钢结构梁比较的优缺点，并给出设计型钢混凝土梁计算实例，并对梁柱节点梁水平钢筋、箍筋、主筋、柱加劲板的布置连接提出了解决办法。

关键词：型钢混凝土；挠度；节点构造

中图分类号:T U755.2 文献标识码:A 文章编号：1671-3362（2013）04-0051-02

1 型钢混凝土（SRC）简介

1.1 SRC优点

型钢混凝土结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种组合结构形式。由型钢、主筋、箍筋及混凝土组合而成，核心部分有型钢，其外部则为以箍筋约束并配置适当纵向受力主筋的混凝土结构。使用的型钢可分为实腹式和空腹式两大类：实腹式型钢构件可由型钢或钢板焊成，常见的截面形式有I、H等，也有矩形及圆形钢管。空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢组成。空腹式型钢比较节约钢材，但制作费用较高，抗震性能相对较差。目前应用不多。实腹式型钢由于制作简便、承载力大，因此被广泛采用。

与钢结构相比．型钢混凝土结构具有以下优点：① 良好的耐久性和耐火性；②节约钢材；③ 受力性能好；④结构刚度大，外力作用下变形小．在风载荷和地震作用下，结构的水平位移可严格控制。使用的型钢规格较小、钢板厚度较薄，比较符合目前我国钢材轧制的实际情况。缺点：结构自重较大，施工较复杂。

与钢筋混凝土相比，型钢混凝土结构具有优点：①承载力高：②施工周期短；③抗震性能好。缺点：浇注比较困难：钢材较费，建设费用较高。

型钢混凝土从结构形式方面讲，适用于框架、框架一剪力墙等多种结构体系。

2 工程实例

2.1 概况

图1 二层楼面结构布置图

本工程为某集团调度控制中心，地下一层，地上三层。最大跨度达到29.4x30.0m。由于业主的要求，楼面具有中庭花园及企业展示大厅的功能。此部位的梁具有跨度大，受荷大的特点。本工程采用SRC结构方案。

2.2 SRC构件截面设计

从图一可以看出，在二层楼面，梁最大跨度达到29.4m，本工程采取了主次梁结构布置，以29.4m跨度方向为主梁。现对其中一榀框架进行分析，见图2。

29.4m型钢混凝土梁计算

本工程采用“SATWE”（中国建筑科学研究院编制）软件进行内力分析， 29.4m跨度梁的跨中弯矩M =12052kN/ m2，支座弯矩M =10386 kN/m2，剪力V=3092kN。梁截面采用450mmx1200mm，梁内型钢为H990x300x20x30。按照《型钢混凝土组合技术规程》要求，梁受拉钢筋配筋率>0.3%，跨中下部钢筋面积为450x1200*0.003=1620时，梁正截面承载力容许值为13210.8 kN/m2＞12052 kN/m2，抗弯承载能力满足要求=4740.5kN＞3092 kN，满足斜截面抗剪，梁箍筋按构造要求配置。根据规范要求，构件设计还需满足正常使用极限状态。即挠度<1/300，最大裂缝宽度<0.2mm。按照《型钢混凝土组合技术规程》中最大裂缝宽度计算公式（5.2.2-1）计算，如按构造配筋，根据裂缝计算公式算得最大裂缝宽度0.43＞0.2mm，不满足裂缝最大限值要求。由于使用层高限制无法加大梁截面，采取增配钢筋达到减小裂缝的目的。经计算当钢筋增配至20根25时，裂缝宽度为0.186mm＜0.2mm，满足要求。在确定上下表面配筋的情况下，经计算梁的最大挠度=80.7mm， L/d=364＞300，满足挠度要求。最终该梁截面及型钢不变，配筋则加大至上部14根25，下部20根25。据此，在跨度大、承受荷载较大的情况下，正常使用极限状态往往对设计起到控制作用。

3 梁柱节点设计

在型钢混凝土组合结构的梁柱节点部位，由于梁、柱型钢的截面尺寸大，且钢筋粗、数量多，型钢混凝土框架梁柱节点尽管在《04SG523》中已有较详细的构造做法。但是对于梁水

平钢筋在节点位置的复杂关系如何调节以及在节点域柱箍筋与

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加大。

4.2应急管理

4.2.1基坑顶地面沉降

若在施工过程中，出现异常情况，在及时向有关单位汇报的同时，根椐实际情况选取应急方案：

1）补设锚杆（索）。2）在地面出现裂缝区域，采用0.5的纯水泥浆进行灌注（注浆压力宜为0.2~0.3MPa）；3）在基坑顶部区域，打入竖向的[48的钢花管，进行静力注浆;4）当基坑发生整体或局部土体滑移失稳时，应在坡顶卸载、在坡脚下用砂包反压，或在基坑内侧土体打入短桩，及时降低地下水位，加强地表排水。5）当基坑周边建筑物发生严重开裂、倾斜时，应立即组织人员紧急疏散，进行回填反压，并及时组织人员进行加固处理，同时上报上级主管部门。

4.2.2围护结构出现漏土现象

本工程围护体为单排钻孔灌注桩，随土方开挖的不断深入，对相邻支护桩间接缝处可能会出现的漏土情况，采取的办法是将相邻桩间处砼凿除清理后，用砖砌或快硬早强砼及时进行封堵。防止因桩间土体流失而造成地面沉陷。

4.2.3围护结构和支撑的受力与变形速率变化过大

由于基坑内土方开挖，造成基坑内支撑应力增大，使基坑围护结构和支撑的受力与变形速率变化突然增大，基坑出现险情。对此情况，采用注浆，进行快速回填、坑外卸载等措施进行坑内外加固，确保基坑安全。

4.2.4回弹变形过大，基坑有失稳趋势

基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效力应将基坑底面产生一定的回弹变形（隆起）。回弹变形量的大小与土的种类，是否浸水、基坑深度、基坑面积、基坑暴露时间及挖土顺序等因素有关。回弹变形有效应力的变化，减少暴露时间，并在基坑开挖前和开挖中，均应保证基底排水的正常、有序进行。

4.2.5发生流砂、管涌和坑底土体隆起

围护墙体的渗水与漏水。对渗水量较小，不影响施工也不影响周边环境的情况，应采用引流方法明沟排水的方法。对渗水量大，但没有泥砂带出，而对周边环境影响不大的情况应采用合适堵漏的方法。对渗、漏水量很大的情况，如漏水位置离地面不深处，可采用钢板封堵后用密实混凝土进行封堵。

如漏水位置埋深较大，则可在墙后采用压密注浆方法，也可采用高压喷射注浆封堵方法。基坑渗水部位用管井降水。基坑顶水平位移较大或深层土体位移较大、速率较快，有条件部位进行坑外卸土，无放坡条件处加设钢斜撑、用土钉加固，另外考虑坑底回填土、草包叠袋；放坡坡面出现滑移或沉陷现象，用松木桩加固坡脚或用土钉加固坡面。

5结束语

基坑工程技术随着城市建设的发展，越来越多的适用于各种各样的基础工程施工中，随之而来的是基坑工程施工过程中带来的各种各样的问题，由于深基坑施工环境更加复杂，施工场地更加狭小，由于种种原因，基坑塌方时有发生，造成不必要的损失和事故，社会影响严重。项目部必须派专业技术人员，对整个施工过程进行跟踪，对遇特殊情况，及时采取应对措施或向设计、监理及建设单位反馈，做到信息化和动态施工，确保深基坑开挖施工安全。

参考文献

[1]J G J120-99,建筑基坑支护技术规程[S].

[2] GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[ S].

[3] J G J94-2008,建筑桩基技术规范[S].

（编辑：张慧）

柱主筋、柱加劲板时如何布置箍筋，未作说明，因此需对上述情况进行分析，提出下列解决方法。

（1）当柱主筋遇见型钢梁时中间位置主筋要在钢梁位置断开并与型钢梁的腹板对齐，然后采用钢牛腿通过焊接连接，其他位置的钢筋在型钢梁位置按坡度比例绕过型钢梁，不在型钢梁上翼缘开孔，箍筋的接头用细钢丝绑扎；进行箍筋套设绑扎时，在柱箍筋与柱主筋、柱加劲板空间交错位置，以柱加劲板上表面为基准线布置箍筋，在基准线间调整箍筋的布置间距。

（2）当梁钢筋遇见型钢柱时，对于Y向梁中间水平钢筋在该型钢柱处断开并采用钢牛腿与型钢柱翼缘通过焊接连接，对于X向梁中间水平钢筋采用在型钢腹板上开孔穿过，其他钢筋按一定比例关系直接绕过钢柱，在施工中梁主筋遇见十字型钢柱时梁上下翼缘板中间位置中间位置的XY向水平钢筋在钢柱处断开，并通过钢牛腿与该型钢柱翼缘焊接连接，其他位置的水平钢筋绕过型钢柱翼缘穿过腹板开孔连接；主梁钢筋遇见H型钢柱时，如钢柱翼缘较窄，则其中Y向的中间位置梁水平钢筋采用钢牛腿与柱翼缘焊接连接，其他位置的钢筋直接绕过H型柱；其中X向中间位置梁水平钢筋穿过H型钢柱腹板开孔后连接，其他位置的梁水平钢筋直接绕过型钢柱连接；若H型柱翼缘较宽，其中Y向的中间位置水平钢筋采用钢牛腿与柱翼缘焊接连接，其他位置的钢筋按比例变截面绕过H 型钢柱连接；其中X向中间位置梁水平钢筋穿过H型钢腹板开孔后连接，其他位置梁水平钢筋按比例变截面绕过H型钢柱连接。

上述梁柱钢筋变截面绕过对应型钢柱的坡度比例小于1:6,钢板腹板开孔面积不超过腹板面积的20%。柱箍筋套设绑扎时，柱箍筋与柱主筋、柱加劲板空间交错位置，以柱加劲板的上表面为基准线有序间隔布置箍筋。

4 小结

本文以某调度控制中心工程为实例，探讨了SRC在结构中的应用。并对SRC梁柱节点在钢筋较复杂情况下的构造有序的解决了错综复杂的钢筋与对应型钢的纵横交错布置和绑扎，简化施工，加快了施工精度，使工程质量和安全生产得到保证。

（编辑：张慧）

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型钢混凝土的设计与施工

作者：阎济源

作者单位：贵阳铝镁设计研究院有限公司,贵州贵阳,550081

刊名：

中国建筑金属结构

英文刊名：China Construction Metal Structure

年，卷(期)：2013(8)

本文链接：https://www.360docs.net/doc/1015349612.html,/Periodical_zgjzjsjg201308036.aspx