钢骨混凝土

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钢骨混凝土范文第1篇

关键词：钢骨-钢管混凝土柱 应力-应变关系 偏心受压 数值分析

中图分类号：TU39 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（b）-0056-03

Abstract：Currently， there are some studies about steel tubular column filled with steel-reinforced concrete.Though there are rare studies on steel tubular column filled with steel-reinforced concrete under eccentric compression. In this article， stress-strain relation of core concrete is put forwarded which considers the influence of section stress gradient to confining effect. This relation is used to the numerical analysis of the steel tubular column filled with steel-reinforced concrete under eccentric compression. In this method， lateral deflection curve of the beam is assumed， and then additional moment on lateral deformation produced by axial force is considered when the critical section is analyzed. Compared with the test result， this numerical analysis is proved to be of high precision and could be used as a reference for the similar test analyses and engineering applications.

Key Words：Steel tubular column filled with steel-reinforced concrete；Stress-strain relation；Eccentric compression；Numerical analysis

钢骨-钢管混凝土柱是综合钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱的优缺点而提出的一种重载柱的新模式。它由钢管、钢骨及管内混凝土3种材料组合而成，偏心荷载作用下由于钢管、钢骨和混凝土之间的相互作用，钢骨、钢管和混凝土都处于三向应力状态，同时钢骨-钢管混凝土偏压柱的受力性能受材料非线性和几何非线性的双重影响，因此对其进行承载能力分析亦较为复杂。

目前国内对钢骨-钢管混凝土柱的承载力已做过一些研究[1-3]，但对偏压柱承载能力的研究较少，鉴于此，笔者在研究已有应力-应变关系的基础上提出了适用的偏压柱核心混凝土应力-应变关系模型，并据此考虑几何非线性和材料非线性建立钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力数值分析方法，经与试验结果比较，该数值方法具有较高的精度，可为类似试验研究和工程应用提供参考。

1 材料应力-应变关系模型

1.1 钢骨、钢管应力-应变关系

钢材的单轴应力-应变曲线一般可简化为线弹性、非线性弹性段、塑性段、强化段和二次塑流5个阶段[4]。文献[3]通过对较短的非线性弹性曲线段进行简化，综合考虑计算的简单性和合理性，提出了4段曲线构成的钢材一维应力-应变曲线，经试验验证，该模型对钢管混凝土结构的数值模拟较为可靠[3]。该文采用该一维应力-应变关系作为钢骨、钢管的本构模型。

1.2 核心混凝土应力-应变关系

核心混凝土的该构关系较为复杂，而且它在钢骨-钢管混凝土构件中的作用极其重要，因此，混凝土本构关系模型是分析的关键所在。

针对钢管混凝土柱核心混凝土应力-应变关系模型的研究较多，文献[3]认为：对于钢管混凝土偏压柱由于应力梯度的存在，使得截面上的应力分布不均匀，从而导致钢管径向应力的梯度分布，削弱了钢管对核心混凝土的紧箍约束作用。并且偏心率越大，这种削弱作用越明显。而对于钢骨-钢管混凝土组合柱，文献[2]考虑到在钢管混凝土中插入钢骨后，钢骨与钢管的协同工作将进一步改善高强混凝土的脆性特性，随着配骨指标的增大，高强混凝土的延性将得到提高。在此基础上，根据以往研究结果及试验结果提出一维形式的核心混凝土应力-应变关系模型。

事实上，在考虑钢骨、钢管与混凝土相互作用时，若核心混凝土的应力-应变关系采用一维形式表达，截面上纵向应力的梯度分布对紧箍力的削弱作用应该在应力-应变关系中得到反映。据此，笔者在文献[2]提出的应力-应变关系模型中引入紧箍作用应力梯度修正系数[3]，得到以下混凝土本构关系。

（1）

其中：

式（1）中：ε0和σ0分别为核心混凝土应力-应变关系曲线第一段与第二段交接点的应变和应力；θ为套箍指标；ρ为配骨指标；为混凝土轴心抗压强度；At、As和分别为钢管、钢骨和混凝土的截面面积；和分别为钢管和钢骨的材料屈服强度；为紧箍作用应力梯度修正系数。

2 截面分析

为便于计算，钢骨-钢管混凝土柱截面分析时采用以下基本假定。

（1）组合柱在偏压作用下，在截面的受压区，混凝土、钢管、钢骨的轴向应力采用前述应力-应变关系确定；而在截面的受拉区，混凝土的受拉应力忽略，但钢管和钢骨仍采用前述本构关系来确定。

（2）组合柱截面应变分布符合平截面假定。

（3）钢管、钢骨及混凝土之间无滑移现象。

截面分析的基本原理为，将截面沿偏心方向划分成有限数量的纤维条带，如图1所示。截面计算时，先假定截面中性轴处应变和截面曲率，然后根据平截面假定求得各纤维条带的应变，应用前述的应力-应变关系求解得到钢骨、钢管和混凝土的应力值，对截面应力进行积分求得内部轴力之和，判断该内力是否与外力平衡，若平衡，标明所假定的截面应变和曲率是合适的，否则应进行调整，直至满足平衡条件。

3 钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力计算

钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力计算通常采用的方法是在截面上考虑材料非线性问题，然后沿轴向将偏压柱简化为梁单元，进行几何非线性分析。几何非线性分析方法常用的有两种：一种是将柱沿轴线方向划分成有限数量的梁单元，通过迭代求解；另一种方法是假定梁柱的横向挠度曲线的线形，然后在分析关键截面时，考虑轴向力在横向变形上产生的附加弯矩作用。第一种分析方法是常规的结构分析方法，求解过程较为复杂。第二种方法实际上是一种截面分析方法，相对于第一种方法而言较为简单，在组合梁柱构件的分析中应用较为广泛。笔者采用第二种分析方法，计算简图如图2所示。

当偏压柱两端为铰接时，柱挠曲线假定为正弦半波曲线，即：

（2）

式中：为柱中部的侧向挠度；为截面沿轴向的高度；为柱的长度。

4 试验研究与比较分析

为验证文章提出的承载能力分析方法，选用6组试件进行偏压承载能力试验研究，各试件参数详见表1。

图3列出钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力数值计算结果与试验结果的比较。

由以上数值分析曲线与试验结果对比可以看出：（1）文章依据提出的材料应力-应变关系模型进行数值计算分析，数值计算结果与试验结果吻合较好。（2）此次试验SE1～SE4试件长细比为16，为偏压短柱[6]，LE1、LE2试件长细比分别为32和40，为偏压长柱，就文章所研究结果来看，对于钢骨-钢管混凝土组合短柱偏压柱，考虑偏压对套箍指标的削减作用计算出的承载力能力与试验值较为接近，而对于钢骨-钢管混凝土组合长柱，不考虑偏压对套箍指标的削减作用计算的承载能力与试验值吻合更好。

5 结语

在研究已有应力-应变关系的基础上提出了适用的钢骨-钢管混凝土偏压柱核心混凝土应力-应变关系模型，并据此考虑几何非线性和材料非线性建立钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力数值分析方法，经与试验结果比较，该数值方法具有较高的精度，可为类似试验研究和工程应用提供参考。

参考文献

[1]王清湘，赵大洲，关萍.钢骨-钢管高强混凝土轴心组合柱力学性能的试验研究[J].建筑结构学报，2003，24（6）：44-50.

[2]赵大洲.钢骨-钢管高强混凝土组合柱力学性能研究[D].大连：大连理工大学，2003：1-104.

[3]陈宝春，王来永，韩林海.钢管混凝土偏心受压应力-应变关系模型研究[J].中国公路学报，2004，17（1）：24-28.

[4]韩林海.钢管混凝土结构[M].北京：科学出版社，2000.

钢骨混凝土范文第2篇

摘 要：高层建筑越来越多，带转换层的建筑也比较普遍。转换层的存在使竖向刚度发生突变导致力的传递发生改变，在转换层处受力变得复杂，在考虑地震情况下，更是复杂。所以对转换层的研究是非常必要的。

关键词：钢骨；梁；计算原理

1、钢骨混凝土梁的性能

钢骨混凝土（SRC）构件和普通钢筋混凝土（RC）构件相比，其受力性能的差别主要表现如下：1、SRC构件的含钢量比RC构件的含钢量大得多，所以SRC构件比RC构件的刚度明显提高。这为在风荷载和地震作用下控制结构的水平位移提供了有利的条件。2、SRC构件的强度、刚度和延性较好，采用SRC结构不仅具有足够的抗震能力，而且可以使得梁、柱等构件截面大大减小，因此能减少构件的面积，降低建筑物高度，在改善房间功能、降低造价和能耗及结构抗震方面都极为有利，可获得较好的综合效益。3、SRC构件的混凝土有利于提高型钢的整体稳定性，防止发生局部屈曲、弯曲失稳及梁发生侧向失稳的不利现象。4、SRC构件的耗能性能好。从试验中得到SRC柱滞回曲线饱满，所围的面积较大，这说明其耗能性能好。

2、钢骨混凝土梁计算的基本假定

我国冶金部颁布的《钢骨混凝土结构设计规程》Isl（YBgo82一97）中规定：型钢混凝土框架梁的正截面受弯承载力应按下列基本假定进行计算；

（1）截面应变分布符合平截面假定；

（2）不考虑混凝土的抗拉强度；

（3）受压边缘混凝土极限压应变气取0.003，相应韵最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计值关，受压区应力图形简化为等效的矩形应力图，其高度取按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数0.8，矩形应力图的应力取为混凝土轴心抗压强度设计值；

（4）型钢腹板的应力图形为拉、压梯形应力图形。设计计算时，简化为等效矩形应力图形；

（5）钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变气取0.01。

（6）在计算钢骨混凝土构件的刚度时，可以认为钢骨混凝土构件的刚度是型钢刚度与混凝土部分刚度的叠加。即：

（4―1）

（4―2）

（4―2）

式中：E、I、A――等效截面的材料弹性模量、惯性矩、截面积； 、 、 ――钢骨的材料弹性模量、惯性矩、截面积； 、 、 ――混凝土的材料弹性模量、惯性矩、截面积。

严格的讲（4一1）、（4一2）、（4一3）式应同时满足，但各软件的条件不同，要求输入的参数不同，有时很难同时满足。采用哪个公式得到的结果和实际较符合，还没有发现相关的研究。本文针对通用软件ANSYS要求输入的参数，对钢骨混凝土构件的弹性模量进行研究。

3、钢骨混凝土梁承载力的计算

3.1正截面抗弯承载力

充满型钢骨混凝土框架梁是以“适筋梁”破坏作为其抗弯承载力的极限状态，充满型实腹式钢骨混凝土框架矩形截面梁达到抗弯承载力极限状态时，钢骨混凝土梁中型钢上、下翼缘达到屈服强度设计值 、 。计算时把上、下翼缘分别作为纵向受力钢筋考虑，型钢腹板并没有完全屈服。此时，腹板承担了弯矩 、轴向力 。对型钢腹的应力分布进行积分，并作一些简化就可以得到 和 。简化的条件是 ，表示型钢腹板上端处于受压区，同时 ，表示型钢腹板处于受拉区。

其正截面受弯承载力按下列公式计算：抗震设计时

（4―4）

（4―5）

――型钢混凝土梁正截面承载力抗震调整系数， =0.75

、 ――混凝土等效矩形应力的图形系数，仅与混凝土应力应变曲线有关。当混凝土等级部超过C50时 取1.0， 取0.8。

――型钢受拉翼缘和纵向受拉钢筋合力点至混凝土受压外边缘的距离， ；

――为型钢混凝土梁截面高度， 为型钢受拉翼缘与纵向受拉钢筋合力点至混凝土受拉边缘的距离；

――充满型实腹式型钢混凝土梁矩形截面的宽度；

――混凝土受压区高度；

、 ――分别为型钢受拉、受压翼缘截面行心至混凝土截面边的距离；

、 ――分别为纵向受拉、受压钢筋合力点至混凝土截面边的距离；

、 ―分别为梁中型钢受拉、受压翼缘的截面面积；

、 ――分别为梁中钢筋受拉、受压钢筋的截面面积；

、 ――分别为纵向受拉、受压钢筋的强度设计值；

、 ――分别为型钢抗拉、抗压强度设计值；

――混凝土的轴心抗压强度设计值；

――型钢腹板承担的轴向合力；

――型钢腹板承担的轴向合力对型钢受拉翼缘和纵向受拉钢筋合力点的力矩；

当满足 ， 条件时，型钢混凝土梁内型钢腹板的抗弯承载力 ，、轴向承载力 ，分别按以下公式计算：

（4―6）

（4―7）

――混凝土相对受压区高度， ；

――型钢腹板厚度；

――型钢翼缘厚度；

――型钢翼缘高度；

――型钢腹板上端至梁截面上边缘距离与 的比值；

――型钢腹板下端至梁截面上边缘距离与 的比值。

3.2钢骨混凝土梁的抗剪承载力计算

目前，钢骨混凝土构件受剪承载力的计算主要有三种方法：前苏联将型钢腹板看作连续分布的箍筋，采用钢筋混凝土梁的计算方法；日本采用剪力分配计算方法，认为剪力由型钢部分和钢筋混凝土部分一起承担，而型钢部分和钢筋混凝土部分的受剪承载力分别不低于各自承担的剪力；我国两个规则在梁的抗剪承载力计算时采用同样的计算原理；采用叠加计算方法，认为型钢部分与钢筋混凝土部分受剪承载力之和作为钢骨混凝土构件的受剪承载力。当型钢含量较少时采用钢筋混凝土梁的计算方法得到的结果比较符合实际，剪力分配计算方法理论上较为合理，但计算复杂，剪力的分配也不易准确。

截面受剪承载力试验表明，当 超过一定值后，剪压破坏时型钢不会达到屈服，箍筋也有可能不屈服，因此，钢骨混凝土梁的受剪截面应符合下列条件：

（4―8）

――梁斜截面受剪的承载力抗震调整系数， =0.85；

――混凝土强度影响系数，当混凝土强度不超过C50时， 取1.0；当混凝土强度为C80时， 取0.8，其间按线性内插法确定。

《型钢混凝土组合结构技术规程》中，在均布荷载作用下，实腹式型钢混凝土框架梁的斜截面受剪承载力按下列公式计算

（4―9）

式中： ――计算截面剪跨比，可取元 ， 为计算截面至支座截面或节点边缘的距离。计算截面取集中荷载作用点处的截面。当 3时取 =3。

――配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积； ――沿构件长度方向箍筋的间距

钢骨混凝土范文第3篇

【关键词】钢骨混凝土结构；施工

1 前言

钢骨混凝土结构（Steel Reinforced Concrete，简称SRC）是钢筋混凝土结构与钢结构的一种组合结构形式，它是在钢筋混凝土中配置钢骨（型钢），并使钢骨与混凝土组合成为一个整体共同工作。与钢结构相比，钢骨混凝土结构具有承载力大、刚度大、抗震性能好、结构局部稳定和整体稳定性好及钢材用钢量少等优点，被广泛用于高层及超高层建筑中。在此，本文就钢骨混凝土结构的施工技术进行阐述，以供参考。

2 钢骨混凝土结构的特点

2.1 钢骨混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，承载力较高，约为钢筋混凝土结构的1.5-2.0倍。由于承载力的提高，可使构件截面尺寸减小，利于减轻结构的自重，增加使用空间，并降低基础造价。

2.2钢骨混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，其刚度较大。

2.3 钢骨混凝土结构的抗震性能比钢筋混凝土结构好，具有较好的延性和耗能特性。

2.4与钢结构相比，钢骨混凝土结构可节省很多钢材，其耗用钢材每平方米可减少近30%。

2.5 由于混凝土可以作为型钢的保护层，劲性混凝土结构的耐久性、耐火性，无疑要比钢结构好得多，它比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。

2.6 钢骨本身是劲性承重骨架，在施工阶段可以起钢骨架的作用，焊接工作量远小于一般钢结构；可以利用钢骨承受施工阶段的荷载，并可将模板悬挂在钢骨架上，省去支撑，加快施工速度，缩短施工周期。

3 钢骨混凝土结构施工工艺

3.1 施工工艺流程

工艺流程：钢骨制作半成品检验一钢柱定位放线钢柱（梁）吊装高强螺栓安装钢柱（梁）验收钢柱（梁）钢筋绑扎一钢柱（梁）支模钢柱（梁）浇筑混凝土混凝土养护拆模。

3.2 钢骨柱与混凝土梁的连接方式

3.2.1梁钢筋从钢骨上开的钢筋孔中穿过；

3.2.2在与钢骨混凝土柱连接的梁端，设置一段钢梁与梁主筋搭接；

3.2.3梁内部分主筋穿过钢骨混凝土柱连续配置，部分主筋在柱两侧截断，与钢骨伸出的钢牛腿可靠焊接。

3.3 施工要点

3.3.1梁、柱钢骨制作

（1）梁、柱钢骨均采用焊接型钢，其制作工艺流程为：放样下料钢板除锈、调直、整平精密气割精调、整平打磨拼装施焊超声波探伤翼板矫正精密钻孔产品验收合格出厂。

（2）焊接前应将焊接面的油、锈清除，其焊接质量应满足一级焊缝质量要求，不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。

（3）工字形和十字形钢骨柱腹板与翼缘、水平加劲肋与翼缘的焊接，应采用坡口熔透焊缝，水平加劲肋与腹板连接采用角焊缝。

（4）在焊接过程中应对焊接电流、焊接速度、焊接顺序、焊接位置等进行检查，有焊缝缺陷的，应及时予以处理。

（5）在制作钢骨过程中，为了防止焊接变形，焊接时应采取相对两面同时进行和预热措施，其焊接预热温度控制在100-150℃，预热区在焊接坡口两侧各80-100mm范围内。

3.3.2钢柱吊装

（1）在吊装前，应依据设计图纸，在柱底座钢板上弹出型钢柱的纵横安装中心控制线和标高控制线，并绘制测量成果记录，交付验收。

（2）钢柱进场后，应严格检查验收构件的质量，即检查钢柱的长度、断面以及挠曲、牛腿位置、穿筋孔位置间距等，同时还应检查构件纵横两个方向的安装中心线，以确保其符合吊装的要求。

（3）在吊装前，应先将钢柱表面的铁锈、泥土、油污和其它杂质清除干净。

（4）吊装时，采用两点立吊，单机回转法起吊。起吊时，钢柱的根部要垫实，通过吊钓的起升、变幅和吊臂的回转，逐步将钢柱扶直。严禁柱端部在地面上拖拉。

（5）当钢柱基本对准安装轴线后，应缓慢下落，调整到完全对准轴线后，用钢楔垫起，点焊定位，拉紧柱上端的3根缆风绳，做临时固定。

（6）钢柱安装完成后，应用经纬仪测定垂直度，要求其位置精确、垂直度无偏差。

3.3.3 钢梁的安装

（1）钢梁吊装用专用扁担，采用两点吊，吊点位置距离钢梁端为梁长的1 /4，吊点的构造形式采用在梁上用钢丝绳和吊环捆死，再连到吊索上。

（2）钢梁就位前，其所对应的钢柱必须校正完毕，包括标高、位移和垂直度。钢梁吊装就位后，在每个节点上用两只过镗冲对齐节点板上的左右螺孔。

3.3.4 高强螺栓安装

（1）在安装高强螺栓前，应清除干净其摩擦面的浮绣和杂质，确保螺栓自由穿入。

（2）在安装高强螺栓时，应先用手动扳手拧紧螺栓孔，拔出过镗冲，再进行高强螺栓的安装。

（3）若高强螺栓不能自由穿入时，应调整构件之间的间距，保证钢构件的安装误差在允许误差范围内，若仍不能穿入时，则应进行扩孔或更换连接板。扩孔的最大孔径应小于1.2倍螺栓直径。

（4）高强螺栓拧紧为初拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%，当天安装的螺栓应在当天终拧完毕。终拧结束后，螺栓丝扣外露应为2 ～3扣，目测尾部梅花头拧掉为合格。

3.3.5 钢骨混凝土的浇筑

（1）浇筑混凝土前，应进行坍落度检测和和易性外观检测，要求混凝土坍落度宜为（240±10）mm；水灰比不大于0.4；粗骨料粒径宜为5-20mm。

（2）在浇筑混凝土前，为防止混凝土烂根，应在底部接茬处先浇筑50-100mm厚与柱体混凝土成分相同的减石子砂浆。

（3）在浇筑的过程中，柱体混凝土应分层连续浇筑、振捣，其高度不得超过300mm，其间隔时间不得超过混凝土初凝时间。

（4）混凝土振捣方式：①按照布置的点位进行插入式振捣，在柱体模板外侧采用附着式振动器进行振捣；②振动棒通过模板对混凝土进行振捣，振捣时在振动棒与模板接触部位垫方木，避免振动棒与模板直接接触；③在暗柱等钢筋十分密集、插入式振动棒无法插入的部位，采用钢管辅助振捣的方法。

（5）振捣时，应做到“快插慢拔”。 在振捣过程中，将振动棒上下略微抽动，以使砼上下振捣均匀，在振捣上层砼时，插入下层内50mm左右，以消除两层间的接缝。振动器插点要均匀排列，振动器不能紧靠模板且尽量避开钢筋进行振捣。

（6）应严格控制混凝土的振捣时间，每一振点的延续时间，以表面呈现浮浆和不再沉落、不再出现气泡为标准，以免碰撞钢筋、模板、预埋件、预埋管等。

（7）为保证钢柱混凝土密实，应在钢骨柱四周均匀下料和振捣，采用套管伸入钢柱内每块隔板下方约10cm处，依次从小到上分段灌筑，每端高度不大于1m，并分段振捣，以免混凝土离析在隔板下形成空洞。

（8）应适当延迟混凝土的拆模时间，常温以24h为宜，保证拆模时，柱体不粘模、不掉角、不裂缝。在混凝土拆模后，立即覆盖麻袋片并浇水养护，养护时间不少于7d，浇水次数以保持混凝土面湿润为准，以防止混凝土表面出现裂纹。

4 结束语

综上所述，钢骨混凝土结构具有承载力大、刚度大、抗震性能好、结构局部稳定和整体稳定性好及钢材用钢量少等优点，值得大力推广应用。但由于钢骨混凝土结构是一种新型结构体系，且节点形式复杂、钢筋密集、施工精度高，要更好地促进其应用，则应进一步研究其施工方法和施工工艺，以不断提高结构的抗震性能，不断提高工程的品质和质量。实践证明，钢骨混凝土结构是一种值得推广的良好的结构体系。

参考文献：

[1]刘杰.对建筑工程中钢骨混凝土结构的探讨[J].黑龙江科技信息，2010，（17）.

钢骨混凝土范文第4篇

关键词: 结构转换层；撑体系施工；钢结构施工；钢筋施工；模板施工；混凝土施工

1、工程概况

某商住楼工程由主楼、次楼和裙楼组成，钢筋混凝土框架－剪力墙结构，地下1层，主楼地上22层，建筑高度为105.6m，总建筑面积78733m2。该工程主楼由A、B两栋单体组成，在6层、13层、20～21层分别设置钢桁架，将两栋单体连为一体。6层为钢骨混凝土转换层，平面尺寸为（25.2m×20.7m）,主梁4根，长25.2m，呈东西向布置，中间两根主梁（L～M轴）标高为23.55m，截面为600mm×1600mm；南北两边侧主梁（K、N轴）标高为23.67m，截面为600mm×800mm，同时，在该主梁下连接钢桁架。次梁截面300mm×700mm呈南北向布置，长20.7m，间距4.2m；楼层现浇板厚150mm。

施工顺序：先施工两侧单体至17层，再施工6层钢结构转换层。

A、B两单体主体结构施工时，在两单幢主体边框柱（⑤、⑧轴*K N轴）钢骨柱的标高23.67m处，预先制作留设1000mm长的工字钢梁。

2、转换层施工难点

(1)高空间模板支撑体系施工，高空间，大跨度，悬空作业。

(2)钢结构工字钢梁及钢桁架梁的起吊、安装、定位难。

(3)主梁钢筋施工，主梁为工字钢梁与钢筋配筋梁相结合的钢骨梁，两侧主体已施工完，钢筋的长度确定精度要求高，钢筋安装难。

(4)主梁模板施工，主梁中包含了钢骨梁，主梁的模板承受的荷载大，梁两侧模板的合拢难，对拉螺栓定位固定难。

(5)混凝土浇筑，钢骨梁内不仅布置了密集的钢筋，还有工字钢梁，混凝土的振捣难。

3、转换层施工工艺流程

4、转换层施工要点

4.1大跨度结构楼面模板支撑体系施工

(1)支撑体系的设计

主楼⑤～⑧交K～N轴处1至5层没有楼板和柱，为全中空形，钢骨混凝土转换层现浇楼板厚150mm，跨度25.2m×20.7m。采用钢管脚手架模板支撑系统，模板支撑高度23.55m，通过设计计算，板支撑立杆间距布置最大为800mm×900mm；梁截面（600mm×1600mm）支撑立杆间距布置，纵向跨距400mm，梁截面两侧立杆间距1200mm，中间再增加2根立杆，该梁部位4根立杆，间距400mm；梁截面（600mm×800mm）支撑立杆纵向跨距800mm，两侧立杆间距1000mm，中间再增设1根立杆，该梁部位3根立杆，间距500mm；截面（300mm×700mm）梁支撑立杆布置最大跨距为900mm，中间设置一根立杆，该梁部位3根立杆，间距450mm；所有水平拉杆下部距地300mm，上部间距1550mm，梁两侧立杆水平拉杆沿梁方向设置；纵向剪刀撑按层高设置到顶，间距4200mm，在10.45m、19.45m标高楼层处搭设水平剪刀撑，脚手架四周与已施工完成的两侧主楼结构层面梁上预埋钢管拉结，大梁及现浇板下支撑大横杆的扣件均采用双扣式，具体情况见图1。

图1 高支撑脚手架立杆平面布置图

(2)材料要求

支撑脚手架钢管采用Φ48×3.0mm钢管，其材料的机械性能必须符合《普通碳素结构钢技术条件》中Q235A级钢的有关标准；扣件应采用可锻铸铁制作，扣件螺栓拧紧扭矩达到65N・m时，扣件不得破坏，扣件质量还应符合《钢管脚手架扣件》有关规定，扣件要与钢管能配套使用。

(3)施工

①施工准备

施工前由工程技术人员按有关脚手架的要求，向搭设和使用人员进行技术交底。按规范规定的要求对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收，不合格产品不得使用。

②支撑体系的搭设

严格按施工图纸及《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）要求搭设，操作人员必须持证上岗。

每搭完一步脚手架后，按规范的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

(4)注意事项

①该楼层现浇板模板支架荷载标准值:N=1.20NG+1.40NQ=1.20×5.564+1.40×2.160=9.7kN/m2,

该工程地下2层人防顶板300mm厚能承受55kN/m2，为了能让1至5层现浇板模板支架荷载垂直传到地下2层人防顶板，原对应的该项部位有地下1层支撑脚手架暂不拆除，待该部位23.55m标高楼面梁板混凝土达到设计强度的100%后再拆除。

②该部位地下室1、2层均有一条后浇带，为使地下2层人防顶板能承受模板支架荷载，地下2层后浇带两侧搭设双排脚手架撑到地下2层人防顶板。

③对南北两侧梁的模板支撑脚手架先搭设到桁架底部，待桁架安装结束后再往上搭设到顶。

4.2钢结构施工

利用梁模板的支撑体系作为钢梁及钢桁架的临时支撑，待南北两侧梁即K、N轴模板支撑脚手架搭设至水平桁架底部，开始钢结构桁架施工。

安装水平钢桁架时，以混凝土模板支撑作为水平桁架临时支撑，水平桁架整体拼装总重13.8t，利用现场ZSC7030塔吊起吊，最大起重量限载为8t，因此，在厂内加工时水平桁架分两段整体加工，起吊后将钢梁临时安放在模板支架上，支架上先放50mm×100mm的木枋作托板。水平桁架安装结束后再安装竖向桁架以及上部钢梁。

同样，中间两根主梁即L、M轴的工字钢梁，也利用模板支撑架作为临时支撑，此钢梁也分两段加工和吊装就位，两段钢梁之间通过高强螺栓连接并进行焊接连接。

4.3钢筋工程施工

(1)材料的选择

按照设计图所注的钢筋规格要求选用相应的材料，其形状、尺寸、数量、间距、锚固长度的接头设置必须符合设计要求和施工规范规定。

(2)钢筋的加工成型

梁长25.2m，梁主筋的连接采用滚压直螺纹连接。因两侧主楼已施工，该部位梁的长度尺寸已受到约束，不能出现偏差，否则主筋的连接接头就无法进行。主筋的最后一个接头仅能在模板支架上操作，为了确保其精度，对每根主筋先用50m钢卷尺测量出A、B两主楼间的净距，再进行计算需用的接头个数和每个接头间的净距，接头的丝扣数，然后进行钢筋接头连接的加工，每根主筋最后的一个接头两根钢筋采用正反丝连接。

4.4模板施工

(1)为保证楼板支模可靠，施工模板全部采用厚度为18mm的胶合板，胶合板下铺放50mm×100mm木方，用扣件式钢管脚手架搭设的排架作为模板支架。间距为300mm的木方搁在水平钢管上。

(2)梁模板采用侧模包底的支模法，便于拆除侧模以利周转，保留底模及支撑有待混凝土强度的增长。

(3)梁底模板厚度为50mm。梁起拱高度为全长跨度的1.5/1000。

(4)梁侧模采用HRB钢Φ12的对拉螺栓，间距450mm。对拉螺栓从工字钢翼缘上留孔处穿过，以防胀模。

(5)混凝土达到拆模设计强度后方可进行拆模，拆除过程中必须遵照混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）中的规定进行。

4.5混凝土工程的施工

(1)混凝土浇筑时采用两个班组，用一台固定泵和一台汽车泵输送混凝土，浇筑顺序由⑥、⑦轴线中间向两侧⑤、⑧轴线浇筑，每个班组安排10人。

(2)对模板及其支架、钢筋和预埋件必须进行检查，并作好记录，符合设计要求后方能浇筑混凝土。

(3)在浇筑混凝土前，清理模板内的杂物，并对模板缝隙和孔洞堵严，对木模板应浇水湿润，但不得有积水。

(4)混凝土浇筑时自梁中端向两侧依次浇筑，浇筑过程做到振捣密实。

(5)按照设计的混凝土强度和坍落度，加强对混凝土坍落度的检测，及时进行混凝土试留置，以检测其强度。

(6)浇筑混凝土过程中，应严格保持钢筋平直、位置和保护层厚度正确，并应严格保证预埋件和预留孔洞的位置正确。

(7)加强对混凝土的养护，特别是对梁的养护，改进其养护方法，除了板面浇水外还应在板下浇水，在满堂脚手架未拆除前用高压水枪对梁进行浇水养护。

5、结束语

钢骨混凝土结构转换层施工完毕，经相关部门检测，质量可靠，施工全过程安全，节省工期，节约成本。

参考文献：

钢骨混凝土范文第5篇

关键词：加固；角钢；极限承载力；环箍效应

中图分类号：TU317文献标识码：A 文章编号：

0 前言

通过观察试验柱的变形和破坏特征，分析角钢、缀板、混凝土的应力应变的变化规律，研究角钢厚度、缀板间距及偏心距大小对角钢约束混凝土柱环箍效应的影响，得出了加固后的柱子极限承载力、延性都得到了大幅度的提高，偏心受压柱的环箍效应不是特别明显以及缀板间距减小后，极限承载力得到较大提高，环箍效应更加明显的结论。

2 试验方案

2.1构件制作

本次试验共设计4根混凝土柱，截面尺寸200mm150mm900mm，柱两端设计450mm200mm150mm的柱端头，长细比为4.5，型钢和缀板宽度为30mm。1根为未加固柱，编号为Z1；3根为缀板间距为218mm，角钢厚度为4mm、5mm、6mm的加固柱，编号为Z2（轴压）、Z3（小偏心），Z4（轴压）。本次试件的混凝土强度设计等级为C20，角钢和缀板为Q235规格的。

应变片的位置设计如图2.2所示。

图2.2应变片布置图

2.2 实验材料

（1）钢材：角钢为30×30×4，缀板的宽度为30mm，厚度为4mm，缀板和角钢通过焊接组成钢骨架，通过试验测得钢的材料特性见表2.2。

表2.2角钢和缀板性能参数（单位：MPa）

（2）混凝土：水泥采用硅酸盐32.5水泥；石子采用卵石；砂子采用河砂；按C20强度等级设计混凝土配合比。混凝土采用人工搅拌并且一次浇筑成型，试件在试验室自然养护28天。测试在标准条件下的混凝土立方体，确定混凝土抗压强度。表2.3为3个混凝土试块的立方体抗压强度和弹性模量的试验值。

表2.3混凝土试件力学参数（单位：MPa）

（3）钢筋：对3组的钢筋进行屈服强度的试验，测得数据如表2.4所。

表2.4钢筋性能参数（单位：MPa）

（4）电阻应变片：采用河北省邢台金力传感元件厂制造的电阻应变片，选择两种型号的应变片按条件分别贴在角钢、钢筋、缀板和混凝土上，应变片参数见表2.5。

表2.5电阻应变片参数

2.3试验过程及现象

Z1在轴心荷载作用下，整个截面的应变几乎处于均匀分布的状态。当荷载较小时，混凝土和钢筋都处于弹性阶段。随着荷载的增大，混凝土压缩变形增加的速度快于荷载增长速度。同时，在相同荷载增量下，钢筋的压应力比混凝土的压应力增加得快。在试验中可观察到，随着荷载的继续增大，柱端开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，纵筋发生压屈，呈现向外凸出的趋势，混凝土被压碎，在荷载达到420KN时，柱子遭到严重破坏。

Z2是轴心受压加固柱，端部首先产生纵向裂纹，随着荷载的加大，裂纹不断增多，同时伴随有混凝土破碎的声音；当荷载快要达到破坏荷载时，纵向裂缝变化相当明显，裂缝数量还在不断增加，而且裂缝的宽度还有长度突然变宽、变长，加固柱钢骨架端部的缀板产生明显外凸；当荷载接近500KN时，端部的角钢首先发生弯曲破坏，连接角钢的缀板断开，角钢发生了扭曲，已经破坏。当荷载到达528KN时，受压区混凝土被压碎，加固柱停止加载。

Z3是小偏心外包钢加固受压柱，伴随着荷载增加，端部受压区的混凝土产生的裂纹有增多的趋势，同时可以发现有混凝土破碎的声音；当荷载达到420KN左右时，加固柱的偏心受压的一面产生的纵向裂缝变化很剧烈，裂缝变长变宽。荷载到达495KN时，缀板与角钢断开，受压区混凝土完全破坏。

Z4是由五根缀板加固的轴心受压柱，在荷载达到430KN时，加固柱中部的混凝土首先产生竖向的裂缝。随着荷载的继续加大，中部混凝土已经出现的裂缝发展并不是特别明显，裂缝增长增宽的趋势不是很大，同时可以看到，钢骨架中部的外包角钢和缀板出现了往外侧凸出的现象；当荷载达到550KN时，加固柱的混凝土部分出现了比较大的区别，混凝土裂缝发展和角钢往外侧凸出都不明显的地方位于柱子有缀板连接处，其它不在缀板保护下的部分，裂缝发展趋势和角钢往外侧凸出现象比较明显。荷载到达612KN时，混凝土柱子遭到破坏但可以看到外包角钢并未屈服破坏。

3试验分析

根据实验数据可得到加固柱混凝土和角钢的荷载应变关系，如图2.4、2.5、2.6、2.7、2.8所示：

图2.4 Z2外包角钢的荷载-应变关系图2.5 Z2外包缀板的荷载-应变关系

图2.6Z3受拉区角钢的荷载-应变关系

图2.7Z3受拉区缀板的荷载-应变关系图2.8Z4角钢的荷载-应变关系

4结论

（1）由角钢和缀板对钢筋混凝土柱的环箍效应，加固后的柱子极限承载力得到了明显的加强，但对于偏心受压柱，环箍效应的效果不是特别显著。

（2）从试验现象可以看到，加固后的试件在破坏前具有明显的外在表现，表现出了良好的延性。由加固后试件的混凝土的应变曲线可以看到，试件的延性得到了提高。

（3）从试件的破坏特征可以看到，试件在中上部附近出现了角钢的弯曲和缀板的变形情况，形成了试件的薄弱区域，从而导致试件的破坏。Z2试件还出现了缀板和角钢的裂开现象，建议实际工程中加强角钢与缀板的连接。

（4）缀板间距减小后，极限承载力得到较大提高，环箍效应更加明显，所以缀板间距是影响环箍效应的重要因素。

参考文献：

[1]姜绍飞， 刘之洋， 林泉洪．外包角钢短柱的性能分析与研究[J]．东北大学学报， 1997，(01) ．CAO Lu，LIU Ying，

[2]姜绍飞等．外包钢轴压短柱的试验研究与性能分析[J]．实验力学，1997(2)

[3]惠静薇．考虑应力历史的湿式外包角钢加固柱的试验及计算研究[D]．西安理工大学， 2001