大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱的施工方法

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大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱的施工方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种钢骨混凝土柱的施工方法，尤其是涉及一种大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱的施工方法，属于厂房建筑施工生产技术领域。\n背景技术\n[0002] 钢骨混凝土框架结构是继钢结构和混凝土结构之后发展起来的一种新型的建筑结构，它综合了钢结构和混凝土结构的优点，与钢结构相比，钢骨混凝土结构可提高钢结构整体和局部屈服性能，增加结构刚度和阻尼、节约钢材、防锈防腐；与混凝土结构相比，内埋钢骨架可提高结构的承载力，减小构件的截面尺寸而增加建筑使用面积、增强抗剪性能及抗弯性能。\n[0003] 目前，在民用建筑工程中使用的钢骨混凝土，如申请号为00106161.5的《钢构钢骨钢筋混凝土施工方法》中涉及到的钢骨混凝土，其施工方法采用的是在厂内预制好钢骨混凝土梁，然后再运到现场进行安装，这种方法的缺点是运输难度大，造成运输成本高，预制好后再安装，也会造成钢骨混凝土梁的重量大为增加，给安装带来极大的困难。也有在现场进行现浇的施工方法，如申请号为01100519.X的《钢骨建筑物混凝土梁及楼板的施工方法及其吊模装置》中涉及到的钢滑混凝土，其施工方法采用的是先安装钢骨梁，然后在钢骨梁外侧布置箍筋，支设模板，最后再浇筑混凝土，这种施工方法涉及到的混凝土，一是只有钢骨梁，没有钢骨柱，不存在钢骨梁和钢骨柱节点处的施工问题，二是混凝土中只有箍筋，竖向受力钢筋由钢骨梁取代，最后浇灌混凝土时的施工质量能得到保证。\n[0004] 而在厂房，尤其是在大型、高温、重载条件下工作的大型冶金工业钢骨混凝土厂房的建设中，不但有钢骨混凝土梁，还有钢骨混凝土柱，而且混凝土内部的钢骨梁和钢骨柱连接处的形式特别复杂，由钢骨柱和钢骨梁构成的钢骨架的安装精度要求特别高；另外，除了在混凝土内埋设有钢骨架以外，在钢骨架外侧的混凝土内还埋设有密集的由栓钉、受力钢筋以及横向固定箍筋构成的混凝土钢筋，这样就给混凝土钢筋的布置，特别是在连接处混凝土钢筋的布置带来了许多问题，无法保证钢骨架外侧混凝土钢筋的布置质量，浇筑后便降低了钢骨混凝土的整体质量。再加上，在钢骨架外侧增加了混凝土钢筋，混凝土的浇注也较困难，施工难度较大，钢骨混凝土的浇筑质量得不到很好的保证，现有浇筑混凝土柱的方法也是分层浇筑，层与层之间设置有冷缝，使浇筑出来的混凝土柱的外观极不美观，所以尽管钢骨混凝土框架结构尤其是大型冶金工业厂房用钢骨混凝土框架结构与钢结构和混凝土结构相比有前述的诸多优点，但是也由于钢骨混凝土在结构和工艺上存在上述的诸多技术难题，在现有建筑工程中没有能够得到广泛的推广和应用，尤其是在大型、高温、重载条件下工作的大型冶金工业厂房的建设中更是从来没有被采用过。\n发明内容\n[0005] 为了使钢骨混凝土这种新型结构能广泛的应用到现有建筑工程，特别是广泛的应用到大型、高温、重载条件下工作的大型冶金工业厂房的建设工程中，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够保证钢骨混凝土柱制作质量的大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱的施工方法。\n[0006] 为解决上述技术问题所采用的技术方案是：大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱的施工方法，包括以下步骤，\n[0007] a、安装钢骨架，先将预先制备的箱型钢骨柱安装到预埋有地脚螺栓的安装基础上，用临时固定缆风绳初步固定，并通过设置在安装基础上的安装调整垫板和缆风绳调整钢骨柱的垂直度、中心线和安装高程；然后再将预先制备的H型钢骨梁安装到相邻两根钢骨柱之间，使H型钢骨梁的上下翼板与箱型钢骨柱相应位置处内部安装的横向隔板对齐，并经初步固定后，再全熔透的焊固到钢骨柱上形成钢骨架；\n[0008] b、在钢骨架上布置混凝土钢筋，先布置钢骨柱外侧的混凝土钢筋，后布置钢骨梁外侧的混凝土钢筋，最后布置钢骨柱和钢骨梁连接处的混凝土钢筋；\n[0009] c、浇筑钢骨柱混凝土，是按下述步骤进行的，\n[0010] 1)在布置合格的钢骨柱混凝土钢筋外侧支设钢骨柱的混凝土浇筑模板，[0011] 2)采用预先将长度与钢骨柱高度相匹配的振动设备放入箱型钢骨柱箱体内的底部并起动振动设备，然后在钢骨柱上口处将混合均匀的高强无缩微膨胀混凝土抛入钢骨柱箱体内，并且在抛入混凝土的同时边振捣边提升振动设备，至到浇筑完整根钢骨柱箱体内的混凝土的高抛加振捣浇筑法浇筑钢骨柱箱体内的高强无缩微膨胀混凝土；采用先将振动设备布置到钢骨柱四周浇筑区并预先起动振动设备，然后向浇筑区均匀下料，并边振捣混凝土边向上提升振动设备，直到一次性浇筑完成整根钢骨混凝土柱的定点定位振捣浇筑法浇筑钢骨柱箱体外侧的混凝土，直到浇筑完整根钢骨柱箱体内和箱体外的混凝土；\n[0012] d、拆模、混凝土养护，待混凝土强度达到设计要求后再拆除浇筑模板，按规范要求养护混凝土。\n[0013] 上述方案的优选方式是，在浇筑钢骨柱箱体内高强无缩微膨胀混凝土时，混合均匀的高强无缩微膨胀混凝土，是从钢骨柱箱体顶部采用汽车泵送商品混凝土的方式直接抛入箱体内。\n[0014] 进一步的是，布置在钢骨架外侧的钢筋包括栓钉、竖向受力钢筋和横向固定箍筋，布置时是按下述步骤进行的，先将栓钉焊接在钢骨柱和钢骨梁上，然后再把竖向受力钢筋布置到钢骨柱和钢骨梁的外侧，最后再布置预制好的横向固定箍筋。\n[0015] 进一步的是，在浇筑钢骨柱外侧的外包钢筋混凝土前，先对钢骨架的外表面进行除锈处理，直到钢骨架的外表面呈银灰色。\n[0016] 进一步的是，用于外包钢骨架的混凝土中的石子的最大粒径小于相邻两根竖向受力钢筋的间距，混合均匀的混凝土的坍落度为200±10mm。\n[0017] 本发明的有益效果是：通过先在预埋有地脚螺栓的安装基础上，安装预先制作好的钢骨柱和钢骨梁，并通过安装调整垫板和临时固定缆风绳来调整钢骨柱的安装质量，从而有效的保证了钢骨混凝土柱浇筑前的钢骨柱的安装质量；然后再按先布置钢骨柱外侧的混凝土钢筋，后布置钢骨梁外侧的混凝土钢筋，最后布置节点处的混凝土钢筋的顺序布置钢骨架外侧的混凝土钢筋，从而有效的保证了钢骨混凝土柱上混凝土钢筋骨的布置质量；\n最后再在钢骨柱外侧支设混凝土浇筑模板，采用高抛加振捣浇筑法浇筑钢骨柱箱体内的混凝土、采用定点定位振捣浇筑法浇筑钢骨柱箱体外的混凝土，待混凝土结晶达到强度要求后拆除浇筑模板，养护混凝土，通过上述的施工方法，有效的保证了钢骨混凝土柱的整体制作质量，解决了以钢骨混凝土柱为主要承载构件之一的钢骨混凝土框架，在施工中存在的诸多问题，保证了钢骨混凝土柱的施工质量，按所述的方法对钢骨混凝土柱进行施工，可以保证以钢骨架为基础建造的大型冶金工业厂房结构的几何尺寸和承重要求。在浇筑混凝土之前，先将由钢骨柱和钢骨梁构成的钢骨架安装到位，之后再在钢骨柱和钢骨梁的外侧布置混凝土钢筋，便于连接处钢骨架的安装以及连接处混凝土钢筋的布置，保证了施工的精度要求，为后序提高钢骨混凝土的浇筑质量打下基础；混凝土浇筑时，采用高抛加振捣浇筑法和定点定位振捣法进行浇筑施工，可以有效的提高混凝土的浇筑质量，从而使由于施工工艺方面的原因，没有得到推广应用的厂房钢骨混凝土框架，在克服了上述施工工艺方面的主要缺点和难题后得到广泛的推广和应用，同时采用所述的施工方法，还可以有效的解决钢骨混凝土从结构上给施工工艺带来的技术难题，使钢骨混凝土框架在大型、高温、重载条件下工作的冶金工业厂房工程中得到推广应用。\n附图说明\n[0018] 图1为本发明涉及到的厂房钢骨混凝土框架的结构示意图；\n[0019] 图2为本发明图1的1-1部面图；\n[0020] 图3为本发明图1的2-2部面图；\n[0021] 图4为本发明图1的3-3部面图；\n[0022] 图5为本发明涉及到的钢骨混凝土框架的钢骨柱与钢骨梁节点示意图；\n[0023] 图6为本发明初步固定钢骨柱的示意图。\n[0024] 图中标记为：钢骨混凝土柱1、钢骨架3、钢骨柱31、横向隔板311、钢骨梁32、钢筋\n4、栓钉41、竖向受力钢筋42、横向固定箍筋43、浇筑模板5、地脚螺栓6、钢筋连接套筒7、缆风绳8、调整垫板9、箍筋穿过孔10。\n具体实施方式\n[0025] 如图1、图2、图3、图4、图5以及图6所示是本发明的大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱施工方法涉及到的厂房钢骨混凝土框架的结构示意图、钢骨架、混凝土钢筋的安装布置图以及钢骨混凝土柱、钢骨混凝土梁的连接示意图。下面接合附图对本发明提供的一种能够保证钢骨混凝土柱制作质量的大型冶金工业厂房钢骨混凝土柱的施工方法。本发明所述的施工方法包括以下步骤，\n[0026] a、安装钢骨架3，先将预先制备的箱型钢骨柱31安装到预埋有地脚螺栓6的安装基础上，用临时固定缆风绳8初步固定，并通过设置在安装基础上的安装调整垫板9和缆风绳8调整钢骨柱31的垂直度、中心线和安装高程；然后再将预先制备的H型钢骨梁32安装到相邻两根钢骨柱31之间，使H型钢骨梁32的上下翼板与箱型钢骨柱31相应位置处内部安装的横向隔板311对齐，并经初步固定后，再全熔透的焊固到钢骨柱31上形成钢骨架3；\n[0027] b、在钢骨架3上布置混凝土钢筋4，先布置钢骨柱31外侧的混凝土钢筋4，后布置钢骨梁32外侧的混凝土钢筋4，最后布置钢骨柱31和钢骨梁32连接处的混凝土钢筋4；\n[0028] c、浇筑钢骨柱混凝土，是按下述步骤进行的，\n[0029] 1)在布置合格的钢骨柱混凝土钢筋4外侧支设钢骨柱31的混凝土浇筑模板5，[0030] 2)采用高抛加振捣浇筑法浇筑钢骨柱31箱体内的高强无缩微膨胀混凝土、采用定点定位振捣浇筑法浇筑钢骨柱31箱体外侧的混凝土，直到浇筑完整根钢骨柱31箱体内和箱体外的混凝土；\n[0031] d、拆模、混凝土养护，待混凝土强度达到设计要求后再拆除浇筑模板5，按规范要求养护混凝土。\n[0032] 上述先在预埋有钢骨柱地脚螺栓6的钢骨柱安装基础上，安装预先制作好的钢骨柱31和钢骨梁32，并通过安装调整垫板9和临时固定缆风绳8来调整钢骨柱31的安装质量，从而有效的保证了钢骨混凝土柱1在浇筑前的钢骨柱31的安装质量；然后再按先布置钢骨柱31外侧的混凝土钢筋4，后布置钢骨梁32外侧的混凝土钢筋4，最后布置节点处的混凝土钢筋4的顺序布置钢骨架3外侧的混凝土钢筋4，从而有效的保证了钢骨混凝土柱1上混凝土钢筋4的布置质量；最后再在钢骨柱31外侧支设混凝土浇筑模板5，采用高抛加振捣浇筑法浇筑钢骨柱31箱体内的混凝土、采用定点定位振捣浇筑法浇筑钢骨柱31箱体外的混凝土，待混凝土结晶达到强度要求后拆除浇筑模板5，养护混凝土，通过上述的施工方法，有效的保证了钢骨混凝土柱1的整体制作质量，解决了以钢骨混凝土柱1为主要承载构件之一的钢骨混凝土框架，在施工中存在的诸多问题，保证了钢骨混凝土柱1的施工质量，按所述的方法对钢骨混凝土柱1进行施工，可以保证以钢骨架3为基础建造的大型冶金工业厂房结构的几何尺寸和承重要求。在浇筑混凝土之前，先将由钢骨柱31和钢骨梁32构成的钢骨架3安装到位，之后再在钢骨柱31和钢骨梁32的外侧布置混凝土钢筋4，便于连接处钢骨架3的安装以及连接处混凝土钢筋4的布置，保证了施工的精度要求，为后序提高钢骨混凝土的浇筑质量打下基础；混凝土浇筑时，采用高抛加振捣浇筑法和定点定位振捣浇筑法进行混凝土浇筑施工，可以有效的提高混凝土的浇筑质量，从而使由于施工工艺方面的原因，没有得到推广应用的厂房钢骨混凝土框架，在克服了上述施工工艺方面的主要缺点和难题后得到广泛的推广和应用，同时采用所述的施工方法，还可以有效的解决钢骨混凝土从结构上给施工工艺带来的技术难题，使钢骨混凝土框架在大型、高温、重载条件下工作的冶金工业厂房工程中得到推广应用。本发明中所述的全熔透焊接，是指在将钢骨梁32通过端部焊接到钢骨柱31上时，焊缝内不允许有超出规范要求的未焊透、未熔合以及超出规范要求的气孔、夹渣等。为了保证焊缝的质量合格，在检测焊接质量时，对现场钢骨柱31和钢骨梁32的安装焊缝要求进行超声波检测，达到设计焊缝质量要求。\n[0033] 由于在钢骨架3外侧布置的混凝土钢筋4都十分密集，给混凝土浇筑时留下的可操作空间都较小，为了既保证钢骨混凝土框架浇筑的内部质量，又保证浇筑完成后的钢骨混凝土框架的外观质量，上述实施方式中，在浇筑钢骨柱31外侧的外包钢筋混凝土时，采用了定点定位振捣浇筑法。为了使钢骨混凝土柱的浇筑工步尽量的少，又能最好的保证混凝土的浇筑质量，所述定点定位振捣浇筑法包括以下步骤，在浇灌混凝土前，先将振动设备布置到钢骨柱31四周的浇筑区并预先起动振动设备，然后向浇筑区均匀下料，并边振捣混凝土边向上提升振动设备，直到一次性浇筑完成整根钢骨混凝土柱1。这样既可以保证钢骨混凝土框架的浇筑质量，又能使整根钢骨混凝土柱1在外观上没有浇筑冷缝，从而保证钢骨混凝土柱的外观十分美观。在采用上述定点定位振捣浇筑法浇筑钢骨柱外测混凝土时，由于是预先布置振动设备，并且是从下往上一次性浇筑完成，所以在选用振动设备时，其长度应与钢骨柱31的高度相匹配。\n[0034] 由于钢骨柱31为箱型柱，为了增强钢骨柱31的承载能力，所以在箱型钢骨柱31的箱体内也浇筑有混凝土。为了保证箱体内混凝土的浇筑质量，在上述实施方式中采用了高抛加振捣浇筑法进行浇筑。所述高抛加振捣浇筑法包括以下步骤，预先将长度与钢骨柱\n31高度相匹配的振动设备放入箱型钢骨柱31箱体内的底部并起动振动设备，然后在钢骨柱上口处将混合均匀的高强无缩微膨胀混凝土抛入钢骨柱箱体内，并且在抛入混凝土的同时边振捣边提升振动设备，至到浇筑完整根钢骨柱31箱体内的混凝土。这样既可以保证钢骨混凝土框架的浇筑质量，又能提高整根钢骨混凝土柱1的承载能力。为了使钢骨柱31下部箱体内的混凝土更加密实，提高承载能力，在浇筑钢骨柱箱体内高强无缩微膨胀混凝土时，混合均匀的高强无缩微膨胀混凝土，是从钢骨柱31箱体顶部采用汽车泵送商品混凝土的方式直接抛入箱体内，给箱体内形成高抛压力，从而有效的增加钢骨柱31下部箱体内的混凝土的密实度。\n[0035] 根据钢骨混凝土框架厂房的承载要求，以及为了使混凝土与钢骨架能最大限度的结合在一起，布置在钢骨架3外侧的钢筋4包括栓钉41、竖向受力钢筋42和横向固定箍筋\n43等，为了方便这些钢筋4的布置，保证布置的质量要求，在布置时，先将栓钉41焊接在钢骨柱31和钢骨梁32上，然后再把竖向受力钢筋42布置到钢骨柱31和钢骨梁32的外侧，最后再布置预制好的横向固定箍筋43。为了使竖向受力钢筋42在浇筑过程中不会出现较大的相对移动，所以在竖向受力钢筋42之间以及外侧设置有横向固定箍筋43，此时，为了便于布置位于钢骨柱31和钢骨梁32节点处需要穿过钢骨梁32腹板的横向固定箍筋43时，预先在钢结构制作厂将钢骨梁的腹板上的箍筋穿过孔10加工钻制成型，在安装现场，再将框型横向固定箍筋43分成四根L型或两根凵型箍筋，然后再穿过箍筋穿过孔10，并在布置的过程中搭焊成框型箍筋，搭焊长度不小于10d，这样既可以保证在钢骨梁32位置处布置在钢骨柱31外侧的竖向受力钢筋42相对位置，又方便横向固定箍筋43的布置。根据厂房钢骨框架的结构特点，在布置钢骨梁32外侧的竖向受力钢筋42时，需要将钢骨梁竖向受力钢筋42两端固定到钢骨柱31上，为了既方便布置，又能保证布置的质量，钢骨梁32外侧竖向受力钢筋42的两端通过直螺纹钢筋连接套筒7固定在钢骨柱31上，其布置顺序为，先将直螺纹钢筋连接套筒7焊接到钢骨柱31上，再将竖向受力钢筋42拆分成两段，然后再在竖向受力钢筋42的端部套制螺纹，并旋接到焊接合格的直螺纹钢筋连接套筒7上，最后将相应竖向受力钢筋42连接搭焊，其搭焊长度不小于10d。为了便于钢骨梁32下方的直螺纹钢筋连接套筒7在钢骨柱31上的焊接，也可以先将所述位置的直螺纹钢筋连接套筒7在钢骨柱31安装之前先安装焊接到钢骨柱31的相应位置后，再安装钢骨柱31。采用上述的施工方法便可以保证钢骨架3外侧的混凝土钢筋4以及钢骨柱31和钢梁32连接处的混凝土钢筋4的布置质量，而且布置也十分方便。\n[0036] 为了使混凝土与钢骨架3能有效的粘结，在对钢骨架3进行外包混凝土浇筑前，先对钢骨架3的外表面进行除锈处理，直到钢骨架3的外表面呈银灰色；同时，为了保证混凝土的浇筑质量，用于外包钢骨架3的混凝土中的石子的最大粒径小于相邻两根竖向受力钢筋42的间距，混合均匀的混凝土的坍落度为200±10mm。