0 引言

　　随着国家经济的快速发展和城市现代化进程的加快，越来越多的大跨度、超高层建筑在城市中涌现，成为城市的重要标志。传统的钢筋混凝土结构构件尺寸较大，抗剪破坏能力较弱，而钢结构耐火耐腐蚀能力较弱，钢骨混凝土结构(steel reinforced concrete,SRC)的出现为传统钢结构和混凝土结构的不足提出新的解决方案。通过对国外相关工程数据进行统计分析发现，与采用钢结构的工程相比，采用SRC结构的工程所用钢材数量可减少一半，工程造价降低10%～40%。与传统钢筋混凝土结构相比，SRC结构使用的钢材总量较大，但是承载力获得了大幅提升并能有效减少截面尺寸，降低结构自重，使建筑物拥有更多的可利用空间，有效缩减工期，综合效益更高。

　　钢骨混凝土结构兼具钢筋混凝土和钢结构的材料特点，以其独特的优点广泛应用于工程中。与普通混凝土结构或型钢结构相比，组合结构在性能上更为优异，不仅占用空间小，承载能力强，而且具有一定的防火隔热性能。

　　1 工程概况

　　天津大学新校区学生活动中心工程建筑面积10 145m²，占地面积约5 006m²，地上2层，局部3层(见图1)。结构形式为钢筋混凝土框架结构，二区有1跨结构由箱形钢骨混凝土柱和H型钢混凝土梁组成。

　　图1 学生活动中心外景  

　　1)本工程总计涉及4处高大模板施工，高度均超过9m，其中学生活动中心二区另有3跨H型钢混凝土梁，梁截面为500mm×1 600mm，内包H型钢梁截面尺寸为250mm×1 300mm，居梁中，高度离梁底150mm，钢梁最大跨度25.4m，存在较大的施工难度。

　　2)组合结构与其他构件相交节点复杂，梁主筋锚固端与箱形钢柱焊接，局部钢筋集中，空间狭小，给工程施工带来一定困难。

　　3)SRC结构中，钢柱周围钢筋多且密集，且为满足结构抗震要求，采用的钢筋规格较大，钢柱周围布置密集的栓钉，给钢柱周围钢筋绑扎，尤其是箍筋的绑扎及竖向受力钢筋的布置带来一定难度。

　　4)组合梁、柱结构尺寸较大，给梁柱模板的支护及混凝土浇筑带来一定困难。

　　5)活动中心人员流动较大，建筑结构安全性要求高，对施工工艺和质量提出更高要求。

　　2 施工工艺

　　施工工艺流程为:型钢梁、钢骨柱制作→绑扎钢骨混凝土柱基础钢筋→安装、校核、固定钢骨混凝土柱柱脚预埋螺栓→浇筑柱基础混凝土→钢柱吊装与安装就位→型钢柱垂直尺寸偏差校正→浇筑钢柱柱芯自密实混凝土→型钢梁吊装与就位→钢骨混凝土柱筋绑扎→钢骨混凝土柱浇筑→型钢梁及楼板底模支设→型钢梁钢筋绑扎→梁板混凝土浇筑→养护→拆模。

　　2.1 钢柱及型钢梁制作

　　钢柱及型钢梁均采用焊接结构连接，鉴于钢柱、型钢梁在结构中的重要地位，其加工质量决定了工程质量。型钢梁采用组对成型整体焊接的形式。

　　钢柱采用箱形截面，柱体内部设置横向隔板。钢柱采用分段加工、多次焊接连接的方式。焊接过程中保证所有的对接焊缝质量合格，杜绝咬边、未熔合、未焊透等质量缺陷。焊接时选择科学合理的焊接工艺，对焊接完成的钢结构构件应进行探伤检查。

　　为保证混凝土与钢骨柱的黏结，本工程钢骨混凝土柱外壁四周每隔100mm垂直焊接19mm、L=80mm的锚固钢钉。

　　2.2 柱脚螺栓预埋

　　对柱脚进行临时固定后，首先用经纬仪检测柱脚垂直度，符合要求后对柱脚施焊，使之与地梁连接为一体。学生活动中心二区2根箱形钢骨混凝土柱，柱脚锚入建筑地梁基础，并设4个M20锚栓以加强端部的锚固力(见图2)。为确保钢柱构件与混凝土有效结合，从而有效传递弯矩和轴力，钢柱四周布置抗剪栓钉。

　　2.3 钢柱安装

　　工艺流程为:轴线复测→钢柱就位→临时固定→位置复测→校正固定→焊接→超声波检测→修整→浇筑混凝土。

　　2.3.1 钢柱就位

　　钢柱吊装前，在钢柱基础四周放置枕木，用于钢柱垂直度、标高的调整。钢柱标高、垂直度校至符合要求后，紧固钢柱地脚螺栓，同时收紧吊装缆风绳，钢柱底板空隙采用灌浆料浇筑密实。

　　图2 钢骨混凝土柱埋入式柱脚 

　　2.3.2 钢柱焊接及检测

　　1)将焊机吊运至工作楼层，做好设备接地并接通电源施焊，焊接作业应按要求保存焊条烘烤记录、焊工作业记录等过程资料。

　　2)学生活动中心钢柱接口的焊接，采用2名焊工以相对的位置，等速进行焊接作业，钢柱接口焊接应连续作业。

　　3)钢柱焊接完成后除进行外观检查外，还应进行焊缝探伤检验，对不合格焊缝进行返工，探伤检验合格方可进行后续工序作业。

　　2.4 钢柱柱芯混凝土浇筑

　　学生活动中心钢柱柱芯采用C40自密实混凝土，钢柱外采用C35混凝土。柱芯混凝土浇筑前首先检查清理钢柱内部杂物、积水等，并灌入厚约300mm、与浇筑混凝土同强度的砂浆，从而降低混凝土骨料沉落量。浇筑时设专人采用敲击检查的方式检验钢柱内部混凝土是否密实。

　　2.5 柱钢筋施工

　　学生活动中心柱结构主筋大多采用直径32mm钢筋，同时水平方向配有箍筋组。在钢柱上提前焊接直螺纹套筒，实现钢柱与主梁钢筋的连接。本工程箱形钢骨混凝土柱箍筋的施工难度较大，须与主筋安装穿插进行。

　　2.6 钢柱外包混凝土浇筑

　　钢柱高度均在9m以上，外包混凝土采用一次浇筑成型的浇筑方式，不应留置冷缝，保证钢骨混凝土柱整体观感。外包混凝土浇筑前首先浇筑100mm厚、与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，保证柱脚的观感质量。外包混凝土浇筑采用分层浇筑的形式，分层浇筑厚度控制在400mm。

　　2.7 型钢梁吊装、校正

　　在钢骨混凝土柱养护完成并复核无误后，开始钢梁吊装工作。钢梁吊装采用两端绑扎起吊方式，当吊至距基准面10mm时，缓慢就位，就位后进行位置调整与校正，无误后进行固定。吊装过程中，采用全站仪、水准仪进行实时监控，发现偏差立即调整纠正。

　　钢梁校正采用千斤顶和倒链，校正完成后尽快进行构件的固定。

　　2.8 梁钢筋施工

　　学生活动中心型钢梁选用钢筋直径较大，且钢筋间距较为密集，在施工前需充分分析主次梁筋、型钢梁与钢柱之间的位置关系，避免相互干涉，根据深化设计要求，型钢梁翼缘两侧均存在纵向钢筋，纵向钢筋采用钢筋端头位置锚固的方法。根据结构受力要求，钢筋接头设置在钢梁梁端两侧1/3梁长范围内，钢梁连接采用双面焊方式，同一平面内焊接接头率不得超过50%。

　　2.9 型钢梁、钢柱连接

　　1)高强螺栓安装

　　高强螺栓在施工前须有产品合格证明并经复验合格后方可投入使用。在安装过程中，应当避免螺栓损坏，从而导致螺栓扭矩系数发生变化，采用冲钉、光头撬棍等工具将相邻连接板的螺栓孔对齐，以螺栓可以自由进出为准，如施工中出现误差，应采取相应处理措施，如误差很大，在与设计单位沟通的前提下，可使用手动扩孔，严禁采用热切割方式进行扩孔，手动扩孔孔径不得超过设计孔径的1.2倍。高强度螺栓安装按照初拧、复拧、终拧顺序。安装从中间向四周对称进行，应在安装后24h完成螺栓的终拧。梁柱节点连接如图3所示。

　　图3 钢结构梁柱节点示意 

　　2)钢骨混凝土节点

　　SRC结构节点构造复杂，钢筋与钢骨结构间节点普遍采用的连接方式有钢筋连接器连接、搭接板连接等。本工程采用高强直螺纹套筒作为钢筋连接器，将其焊接于钢骨构件翼板上，通过与钢筋进行直螺纹连接，达到梁钢筋与钢柱的有效结合。

　　2.1 0 钢骨梁混凝土浇筑

　　钢梁翼缘附近钢筋较密集，对混凝土的流动性有所制约，为此采用自密实混凝土，沿钢梁轴线方向进行振捣。钢梁下层混凝土浇筑完成后，在梁两侧同时投料浇筑，当混凝土浇筑至型钢梁上翼缘上方150mm位置时，改为从梁中段位置浇筑，出料口应设在钢梁翼缘上方180mm位置，从梁中部向两侧梁端方向振捣。钢梁混凝土分层浇筑高度应≤300mm，从而避免出现冷缝，控制混凝土分层浇筑的时间。

　　3 结语

　　天津大学新校区学生活动中心组合结构施工过程中，通过深化设计、梁柱节点的合理处理及严格控制施工过程，保证了项目施工安全和质量，为项目顺利推进发挥了重要的作用。