大跨度網架屋頂的鋼骨混凝土基座施工技術

□文/李樹成 馬立功 王全逵 胡杭

大跨度網架屋頂的鋼骨混凝土基座施工技術

□文/李樹成 馬立功 王全逵 胡杭

近年來，網架屋頂已廣泛應用于大型商場及體育場館等公共建筑。在現有技術中大跨度網架屋頂的支撐結構即屋頂基座多為鋼筋混凝土結構或鋼結構，但受兩種結構自身材料特點的影響，利用鋼筋混凝土結構或鋼結構作為網架屋頂的基礎，均不能充分發揮網架屋頂剛度大抗震性能好的優點。基于此，文章提出了一種新型的大跨度網架屋頂的基座即鋼骨混凝土基座，其能充分發揮鋼與混凝土兩種材料的特點，在實施中取得了良好的效果。

大跨度；網架；屋頂；鋼骨混凝土；基座

針對目前網架屋頂的支撐結構存在的問題，本文提出了一種新型的大跨度網架屋頂的基座即鋼骨混凝土基座，其能充分發揮鋼與混凝土兩種材料的特點，具有截面尺寸小、剛度大，延性及耐久性好且節省鋼材的優點，利用該基礎增加了建筑的有效使用空間，可充分發揮網架屋頂剛度大抗震性能好的優點并能提高施工精度、保證施工質量，縮短工期。

1　工程概況

某購物中心工程在圓形及橢圓形中庭處存在鋼骨結構，圓形中庭半徑10.5m，橢圓形中庭長軸半徑20.7 m、短軸半徑12.7 m，結構梁主要尺寸為500 mm×850 mm，750 mm×1 000 mm，750 mm×1 300 mm，柱尺寸主要為φ900 mm圓柱，鋼結構形式主要包含H型鋼梁及圓管柱，所用鋼材為Q 345B及Q 235B，所有原材料板材拼接焊縫、主梁及柱本體及轉換構件下的轉換鋼柱縱向全熔透焊縫，柱牛腿翼緣板全熔透焊縫，焊縫質量等級為一級，對于加勁板、隔板、牛腿腹板等與柱連接的其他全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級，除此之外的焊縫為三級。

基座主要包括圓形鋼骨混凝土柱及矩形鋼骨混凝土梁，鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁中配有鋼筋。鋼骨混凝土梁支撐于鋼骨混凝土柱上，其包括兩端支撐梁及懸挑梁，由鋼骨混凝土梁組成圓形或橢圓形空間，用于支撐建筑物上部的網架屋頂，見圖1。

圖1　鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁組成的橢圓形網架屋頂的基座

2　施工技術特點

鋼骨混凝土基座能充分發揮鋼與混凝土兩種材料的特點，具有截面尺寸小、剛度大，延性及耐久性好且節省鋼材的優點，可增加建筑的有效使用空間，能充分發揮網架屋頂剛度大、抗震性能好。

3　施工技術工藝流程和操作要點

3.1施工技術工藝流程

鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁內的鋼骨制作—鋼骨混凝土柱的鋼骨安裝—鋼骨混凝土柱的鋼筋安裝—鋼骨混凝土柱模板安裝—鋼骨混凝土柱混凝土澆搗—鋼骨混凝土梁底部鋼筋安裝—鋼骨混凝土梁的鋼骨安裝—鋼骨混凝土梁上部鋼筋安裝—鋼骨混凝土梁模板安裝—鋼骨混凝土梁混凝土澆筑—養護。

3.2施工技術操作要點

1）在鋼骨混凝土柱及鋼骨混凝土梁內的鋼骨制作過程中，H型鋼翼緣焊接采用坡角熔透焊；對接焊接順序：

（1）接口處開雙面坡口，先焊大坡口一側，焊至約15 mm深時，翻轉焊另一側；

（2）翻轉后反面采用碳弧氣刨清根，深度為4～5mm，清根后采用砂輪打磨，清除坡口內焊渣至焊道露出金屬光澤，焊接時應嚴格控制底層焊接電流，反面焊縫焊滿；

（3）再翻轉鋼板繼續焊接另一面，直至焊滿；

（4）為減小變形，以上順序亦可增加翻轉次數進行。

2）在鋼骨混凝土柱的鋼骨安裝過程中，鋼管柱即鋼骨混凝土柱內鋼骨采用塔吊分兩次吊裝，第一次先將鋼柱吊上樓層，第二次再吊裝安裝到位。鋼骨柱吊裝到位后，在安裝之前，從立柱頂端向下量出理論標高為1 m的截面并作一明顯標記，鋼骨柱的四側用數字及字母分別做好標志，便于校正立柱標高及軸線時使用。上下鋼骨柱連接時，用鋼楔子或千斤頂通過調整柱與柱之間的縫隙，按照先標高，后位移，最后垂偏的原則進行鋼結構安裝校正。鋼柱安裝時每節鋼柱垂直度校正控制采用外控借線法觀測，用兩臺經緯儀安裝在外控點位上，在兩個垂直方向上同時觀測，配合安裝校正。上下鋼骨柱進行對接時，采用全熔透坡口焊，一級焊縫。

3）在鋼骨混凝土梁底部鋼筋安裝和鋼骨混凝土梁上部鋼筋安裝的過程中，應充分考慮鋼筋的布置情況，對每個節點的鋼筋都進行CAD放樣，明確了鋼筋的位置關系，尤其在多根梁交匯于一根框架柱部位時，必須進行鋼筋排布，遇到鋼筋排列不下的問題采用鋼筋的等強度代換或等面積代換；鋼骨混凝土梁的上部縱向鋼筋應貫穿中間節點；當梁內鋼筋要穿過柱內鋼管時，應先安裝需穿過鋼管的鋼筋，再安裝不穿過鋼管的鋼筋；鋼筋連接采用機械連接；梁端第一個箍筋應設置在距離柱節點邊緣50 mm處，梁端與柱交接處箍筋應加密，加密區箍筋間距與加密區的長度均應要符合設計要求；梁側面受力筋及下部受力筋位置均應設置墊塊，以保證保護層厚度；當受力鋼筋為雙排時，用φ25 mm的短鋼筋墊在兩層鋼筋之間，短鋼筋間距2 000 mm，短鋼筋長度為梁寬減去兩側保護層厚度。

4）在鋼骨混凝土梁的鋼骨安裝過程中，應對長度＞12 m的H型鋼骨分為兩段制作安裝，鋼骨與鋼骨之間的連接采用腹板高強螺栓連接、翼緣板焊接的方法，先進行高強螺栓連接，后進行翼緣焊接；高強螺栓應在孔中自由穿入，當孔有少量錯位，用沖釘找正，然后穿入，同一節點上螺栓穿入方向一致；螺栓的緊固順序由螺栓群中部向四周擴展，由節點剛度較大的部位向剛度較小的部位過渡。

5）在鋼骨混凝土梁模板安裝過程中，應先安裝梁底模板，再安裝梁側模板，梁底模板及梁側模板均選用18 mm厚木模板；梁底模板下縱向布置40 mm×90 mm方木，方木間距均為500 mm，方木下采用鋼管作托梁，托梁直接與底部鋼管滿堂架連接；梁兩側模板外先水平設置40 mm×90 mm方木作為水平肋，水平肋外再豎向設置40 mm×90 mm方木作為縱肋，水平肋間距為250 mm，縱肋間距為500 mm；梁兩側模板通過M 12對拉螺桿連接，沿梁高度方向等距離設置三道對拉螺桿，螺桿兩端加上雙螺帽，見圖2。

圖2　鋼骨混凝土梁模板支撐

6）在鋼骨混凝土梁混凝土澆筑過程中，混凝土投料時要從型鋼兩邊下料，分層投料高度在50 cm左右；混凝土分三次分層澆筑，第一次澆至H型鋼下翼緣上緣水平位置，待混凝土達到一定的強度后，進行第二次分層澆筑，將混凝土澆筑到鋼骨梁的上翼緣上緣水平位置，待混凝土達到一定的強度后，澆筑上翼緣以上部分及混凝土樓板，混凝土澆筑成型后，及時灑水養護，24 h后適當松動梁側模，確保側向的養護效果，混凝土養護時間應在14d以上，澆筑順序見圖3。

圖3　鋼骨混凝土梁澆筑順序

4　施工效果

在大跨度網架結構中采用鋼骨混凝土基座施工技術，有效地解決了傳統施工技術中存在的不足，減小了結構構件的截面尺寸，節省了鋼材用量，減輕了結構自重，增加了建筑的有效使用空間并可使施工工期縮短，有效地解決建筑美學與結構安全的矛盾，具有較好的社會效益和經濟效益。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.006

□馬立功、王全逵、胡杭/中建二局第四建筑工程有限公司。

□TU758

□C

□1008-3197（2015）04-14-02

□2015-04-30

□李樹成/男，1974年出生，高級工程師，中建二局第四建筑工程有限公司，從事工程技術管理工作。