高层超高层钢结构施工技术

精品文档高层超高层钢结构施工技术2.4.3.1概述1、钢的种类高层建筑钢结构用钢有普通碳素钢、普通低合金钢和热处理低合金钢三大类。大量使用的仍以普通碳素钢为主。我国目前在建筑钢结构中应用最普遍的是Q235钢。《高层建筑钢结构设计与施工规程》规定:①基于高层钢结构的重要性，把冷弯试验、冲击韧性、屈服点、抗拉强度和伸长率并列为钢材力学性能的五项基本要求，这五项指标皆合格的钢材方可采用。②对于抗震高层钢结构，钢材的强屈比应不低于1.2，对8度以上设防的钢结构，应不低于1.5。③有明显的屈服台阶，伸长率应不小于20%，应具有良好的延性和可焊性。对于钢柱，为防止厚板层状撕裂，对硫、磷含量需作进一步控制，应不大于0.04%.2、钢材品种在现代高层钢结构中，广泛采用经济合理的钢材截面，见下表。应充分利用结构的截面特征值，发挥最大的承载能力。传统的工字钢、槽钢、角钢、扁钢有时仍有使用，但由于其截面力学性能欠佳，已渐被淘汰。钢材的品种及性能3、钢结构构件A.柱子高层钢结构钢柱的主要截面形式有箱形断面、H形断面和十字形断面，一般都是焊接截面，热轧型钢用得不多。就结构体系而言，筒中筒结构、钢混凝土混合结构和型钢混凝土结构多采用H形柱，其他多采用箱形柱;十字形柱则用于枢架结构底部的型钢混凝土枢架部分。B.梁和桁架高层钢结构的梁的用钢量约占结构总用钢量的65%，其中主梁占35%~40%。因此梁的布置力求合理，连接简单，规格少，以利于简化施工和节省钢材。采用最多的梁是工字截面，受力小时也可采用槽钢，受力很大时则采用箱形截面，但其连接非常复杂。截面高度相同时，轧制H型钢要比焊接工字截面便宜。对于重荷载或传递弯矩，则采用焊接箱形梁。当净空高度受到限制时，也可采用双槽钢和钢板组焊而成的截面，钢梁内部必须作防锈处理。把桁架用于高层钢结构楼盖水平构件，可作到大跨度、小净空，工程管线安装方便。平行弦桁架是用钢量最小的一种水平构件，但制造比较费工费时。楼盖钢桁架一般由平行的上下弦杆和腹杆(斜撑和竖撑或只用斜撑)组成。弦杆和腹杆可采用角钢、槽钢、T型钢、H型钢、矩形和正方形截面钢管等钢材。4、钢结构的连接节点连接节点是钢结构中极其重要的结构部位，它把梁、柱等构件连接成整体结构系统，使其获得空间刚度和稳定性，并通过它把一切荷载传递给基础。连接节点本身应有足够的强度、延性和可靠性，应能按照设计要求工作，制作和安装应当简单。连接节点按其传力情况分为铰接、刚接和介于两者之间的半刚接。设计中主要采用前两者，半刚接采用较少。在实际工程中真正的铰接和刚接是不容易做到的，只能是接近于铰接或刚接。按连接的构件分主要有钢柱柱脚与基础的连接、柱柱连接、柱梁连接、柱梁支撑连接、梁梁连接(梁与梁对接和主梁与次梁连接)、梁混凝土筒连接等。5、钢结构的加工制造由于高层建筑钢结构的精度要求高，因此，构件的加工制造一般由专门的钢结构加工厂在工厂预制完成。2.4.3.2高层钢结构安装1、高层钢结构安装的特点①由于结构复杂而使施工复杂化。②高空作业受天气的影响较大。③高空作业工作效率低。④施工安全问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 十分突出。2、高层钢结构安装前的准备工作①安装机械的选择高层钢结构安装都用塔式起重机，这就要求塔式起重机的臂杆足够长以使其具有足够的覆盖面;要有足够的起重能力，满足不同部位构件起吊要求;钢丝绳容量要满足起吊高度要求;起吊速度要有足够挡位，满足安装需要;多机作业时，相互要有足够的高差，互不碰撞。②安装流水段的划分一个立面安装流水段内的安装顺序高层钢结构安装需按照建筑物平面形状、结构形式、安装机械数量和位置等划分流水段。总原则是:平面流水段划分应考虑钢结构安装过程中的整体稳定性和对称性，安装顺序一般由中央向四周扩展，以减少焊接误差。立面流水段划分，一般以一节钢柱高度内所有构件作为一个流水段。一个立面安装流水段内的安装顺序如上图所示，钢结构 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 单元施工顺序如下图所示。钢结构标准单元施工顺序③钢构件的运输和堆放a.运输。b.中转。c.配套。d.现场堆放。④钢构件预检a.出厂检验。b.计量工具。c.预检。⑤柱基检查a.定位轴线检查。b.柱间距检查。c.单独柱基中心线检查。d.柱基地脚螺栓检查。e.基准标高实测。⑥标高块设置及柱底灌浆a.标高块设置。柱基表面采取设置临时支承标高块的方法来保证钢柱安装控制标高，要根据荷载大小和标高块材料强度确定标高块的支承面积。b.柱底灌浆。一般在第一节钢框架安装完成后即可开始紧固地脚螺栓并进行灌浆。灌浆前必须对柱基进行清理，立模板，用水冲洗基础表面，排除积水，螺孔处必须擦干，然后用自流平砂浆连续浇灌，一次块，到时试压，作为验收资料完成流出的砂浆应清除干净，加盖草包养护。砂浆必须做试验。3、钢结构构件的连接（1）焊接连接现场焊接方法一般用手工焊接和半自动焊接两种方法。焊接母材厚度不大于30mm时采用手工焊，大于30mm时采用半自动焊，此外尚需根据工程焊接量的大小和操作条件等来确定。手工焊的最大优点是灵活方便，机动性大;缺点是焊工技术素质要求高，劳动强度大，影响焊接质量的因素多。半自动焊接质量可靠，工效高，但操作条件相应比手工焊要求高，并且需要同手工焊结合使用。高层钢结构构件接头的施焊顺序，比构件的安装顺序更为重要。焊接顺序不合理，会使结构产生难以挽回的变形，甚至会因内应力而将焊缝拉裂。焊接时应注意：a.柱与柱的对接焊，应由两名焊工在两相对面等温、等速对称焊接。b.梁、柱接头的焊缝，一般先焊H型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板。梁的两端先焊端，待其冷却至常温后再焊另一端。c.柱与柱、梁与柱的焊缝接头，应试验测出焊缝收缩值，反馈到钢结构制作单位，作为加工的参考。要注意焊缝收缩值随周围已安装柱、梁的约束程度的不同而变化。(2)高强度螺栓连接钢结构高强度螺栓连接，一般是指摩擦连接。它借助螺栓紧固产生的强大轴力夹紧连接板，靠板与板接触面之间产生的抗剪摩擦力传递同螺栓轴线方向相垂直的应力。因此，螺栓只受拉不受剪。施工简便而迅速，易于掌握，可拆换，受力好，耐疲劳，较安全，已成为取代铆接和部分焊接的一种主要的现场连接手段。高强度螺栓的类型，除厂大六角头普通型外，广泛采用的是扭剪型高强度螺栓。扭剪型高强度螺栓是在普通大六角头高强度螺栓的基础上发展起来的。区别仅是外形和施工方法不同，其力学性能和紧固后的连接性能完全相同。高强度螺栓连接的运输、装卸、保管过程中，号、规格分类保管。在安装使用前严禁任意开箱。高强度螺栓施工包括摩擦面处理、螺栓穿孔、要防止损坏螺纹。应按包装箱上注明的批螺栓紧固等工序。4、钢结构构件的安装工艺(1)钢柱安装第一节钢柱是安装在柱基临时标高支承块上的，钢柱安装前应将登高扶梯和挂篮等临时固定好。钢柱起吊后对准中心轴线就位，固定地脚螺栓，校正垂直度。其他各节钢柱都安装在下节钢柱的柱顶(采用对接焊)，钢柱两侧装有临时固定用的连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板作临时固定。钢柱起吊有两种方法，一种是双机抬吊法；另一种是单机吊装法。(2)框架钢梁安装钢梁在吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。钢梁采用两点起吊，一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度，对质量较小的次梁和其他小梁，常利用多头吊索一次吊装数根。水平桁架的安装基本同框架梁，但吊点位置选择应根据桁架的形状而定，需保证起吊后平直，便于安装连接。安装连接螺栓时严禁在情况不明的情况下任意扩孔，连接板必须平整。(3)墙板安装装配式剪力墙板安装在钢柱和楼层框架梁之间，剪力墙板有钢制墙板和钢筋混凝土墙板两种。剪力支撑安装部位与剪力墙板吻合，安装时也应采用剪力墙板的安装方法，尽量组合后再进行安装。(4)钢扶梯安装钢扶梯一般以平台部分为界限分段制作，构件是空间体，与框架同时进行安装，然后再进行位置和标高调整。在安装施工中常作为操作人员在楼层之间的工作通道，安装工艺简便，定位固定较复杂。(5)高层钢框架的校正选择标准柱和基准点，按照校正流程进行校正，校正时的允许偏差在 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范围内。(6)楼面工程及墙面工程高层钢结构中，楼面由钢梁和混凝土楼板组成。它有传递垂直荷载和水平荷载的结构功能。楼面应当轻质，并有足够的刚度，易于施工，为结构安装提供方便，尽可能快地为后继防火、装修和其他工程创造条件。A.楼板种类高层钢结构中，楼板种类有压型钢板现浇楼板、钢筋混凝土叠合楼板、预制楼板和现浇楼板。①压型钢板现浇楼板。②钢筋混凝土叠合楼板。③预制楼板。④现浇楼板。B.墙面工程高层钢框架体系一般采用在钢框架内填充与钢框架有效连接的剪力墙板(亦称框架一剪力墙结构)。这种剪力墙板可以是预制钢筋混凝土墙板、带钢支撑的预制钢筋混凝土墙板或钢板墙板，墙板与钢结构的连接用焊接或高强度螺栓固定，也可以是现浇的钢筋混凝土剪力墙。为减轻自重，对非承重结构的隔墙、围护墙等，一般广泛采用各种轻质材料，如加气混凝土、石膏板、矿渣棉、塑料、铝板、玻璃围幕等。(7)安全施工措施钢结构高层和超高层建筑施工，安全问题十分突出，应该采取有力措施以保证安全施工。①在柱、梁安装后而未设置压型钢板的楼板时，为便于人员行走和施工方便，需在钢梁上铺设适当数量的走道板。②在钢结构吊装期间，为防止人员、物料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网。安全网分平网和竖网。③为便于接柱施工，并保证操作工人的安全，在接柱处要设操作平台，平台固定在下节柱的顶部。④钢结构施工需要许多设备，如电焊机、空气压缩机、氧气瓶、乙炔瓶等，这些设备需随着结构安装而逐渐升高。为此，需在刚安装的钢梁上设置存放施工设备用的平台。固定平台钢梁的临时螺栓数要根据施工荷载计算确定，不能只投人少量的临时螺栓。⑤为便于施工登高，吊装钢柱前要先将登高钢梯固定在钢柱上。为便于进行柱梁节点紧固高强度螺栓和焊接，需在柱梁节点下方安装吊篮脚手架。⑥施工用的电动机械和设备均需接地，绝对不允许使用破损的电线和电缆，严防设备漏电。施工用电器设备和机械的电缆，需集中在一起，并随楼层的施工而逐节升高。每层楼面须分别设置配电箱，供每层楼面施工用电需要。⑦高空施工，当风速达10m/s时，有些吊装工作要停止;当风速达到15m/s时，一般应停止所有的施工工作。⑧施工期间应该注意防火，配备必要的灭火设备和消防人员。2.4.3.3钢结构防火与防腐1、防火工程钢结构高层建筑要特别重视火灾的预防。因为钢材热传导快，比热小，虽是一种不燃材料，但极不耐火。当钢构件暴露于火灾高温之下时，其温度很快上升，当其温度达到600℃时，钢的结构发生变化，其抗拉强度、屈服点和弹性模量都急剧下降(如屈服点可下降60%)。另外，钢柱以及承重钢梁会由于挠度的急剧增大而失去稳定性，导致整个建筑物坍垮。钢结构防火工程的目的，在于用防火材料阻断火灾热流传给钢构件的通路，延缓传热速率(延长钢构件升温达到临界温度的时间)，使钢结构在某一个特定时间内能够继续承受荷载。（1）耐火极限等级钢结构构件的耐火极限等级，是根据它在耐火试验中能继续承受荷载作用的最短时间来分级的。耐火时间大于或等于30min，则耐火极限等级为F30，每一级都比前一级长30min，所以耐火时间等级分为F30,F60,F90,F120,F150,F180等。钢结构构件耐火极限等级的确定，依建筑物的耐火等级和构件种类而定;而建筑物的耐火等级又是根据火灾荷载确定的。火灾荷载，是指建筑物内如结构部件、装饰构件、家具和其他物品等可燃材料燃烧时产生的热量。与一般钢结构不同，高层建筑钢结构的耐火极限又与建筑物的高度相关，因为建筑物越高，重力荷载也越大。高层钢结构的耐火等级分为Ⅰ、Ⅱ两级，其构件的燃烧性能和耐火极限应不低于下表的规定。2.防火材料钢结构的防火保护材料，应选择绝热性好，具有一定抗冲击振动能力，能牢固地附着在钢构件上，又不腐蚀钢材的防火涂料或不燃性板型材。选用的防火材料，应具有国家 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 机构提供的理化、力学和耐火极限试验检测报告。防火材料的种类主要有：①热绝缘材料;②能量吸收(烧蚀)材料;③膨胀涂料。大多数最常用的防火材料实际上是前两类材料的混合物。采用最广的具有优良性能的热绝缘材料有矿物纤维和膨胀骨料(如蛙石和珍珠岩)；最常用的热能吸收材料有石膏和硅酸盐水泥，它们遇热释放出结晶水。（2）防火 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 方法钢结构高层建筑的防火是十分重要的，它关系到居住人员的生命财产安全和结构的稳定。高层钢结构防火措施的费用一般占钢结构造价的18%~20%，占结构造价的9%~10%，占整个建筑物造价的5%~6%。钢结构构件的防火措施见上表。2、防腐工程（1）钢结构腐蚀的化学过程与防腐蚀方法钢结构腐蚀的程度和速度，与相对大气温度以及大气中侵蚀性物质的含量密切有关。研究表明，当相对大气湿度小于70%时，钢材的腐蚀并不严重;只有当相对大气湿度超过70%时，才会产生值得重视的腐蚀。在潮湿环境中，主要是氧化腐蚀，即氧气与钢材表面的铁产生化学作用而引起锈蚀。防止氧化腐蚀的主要措施是把钢结构与大气隔绝。如在钢结构表面现浇一定厚度的混凝土覆面层或喷涂水泥砂浆层等，不但能防火，也能保护钢材免遭腐蚀。另外，在钢结构表面增加一层保护性的金属镀层，也是一种有效的防腐方法。（2）钢结构的涂装防护用涂油漆的方法对钢结构进行防腐，是用得最多的一种防腐方法。钢结构的涂装防护施工，包括钢材表面处理、涂层设计、涂层施工等。①钢材表面处理。进行钢材表面处理，先要确定钢材表面的原始状态、除锈质量等级、除锈方法和表面粗糙度等。②涂层设计。涂层设计包括涂料品种选择、确定涂层结构和涂层厚度。③涂层施工。（3）金属镀层防腐锌是保护性镀层用得最多的金属。在钢结构高层建筑中亦有不少构件是采用镀锌来进行防腐的。镀锌防腐多用于较小的构件。镀锌可用热浸镀法或喷镀法。热浸镀锌在镀槽中进行，可用来浸镀大构件，镀的锌层厚度约为80~100μm。喷镀法可用于车间或工地上，镀的锌层厚度约为80~150μm。在喷镀之前应先将钢构件表面适当打毛。钢结构防腐的费用，约占建筑总造价的0.1%~0.2%。一个较好的防腐系统，在正常气候条件下的使用寿命可达10~15年。在到达使用年限的末期，只要重新油漆一遍即可。2.4.4高层/超高层钢筋混凝土-钢组合结构的施工技术钢筋混凝土-钢组合结构(Concretefilledsteeltubular(CFST)structures)是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的新型结构。该组合结构主要有以下几种结构形式：①钢--混凝土组合受弯结构；②钢骨混凝土（劲性混凝土）结构；③钢管混凝土结构和外包钢结构。2.4.4.1钢管混凝土概述1、钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度而形成的构件。一般的，我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。2、截面形式工程中常见的截面形式有：正方形、矩形和圆形。钢管混凝土钢管4、钢管混凝土特点（1）结构特点：众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。（2）钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面：①承载力高、延性好，抗震性能优越。　　钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。　　塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试件压缩到原长的2/3，纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。剥去钢管后，内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱，但仍保持完整，并未松散，且仍有约5%的承载力，用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。在这方面，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，结构的吸能性能特别好，无刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。②施工方便，工期大大缩短。　　钢管混凝土结构施工时，钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。③有利于钢管的抗火和防火。　　由于钢管内填有混凝土，能吸收大量的热能，因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀，增加了柱子的耐火时间，减慢钢柱的升温速度，并且一旦钢柱屈服，混凝土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高，因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。经实验统计数据表明：达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多，随着钢管直径增大，节约涂料也越多。④耐腐蚀性能优于钢结构。　　钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多，抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用，使钢管内部的混凝土处于三向受压状态，使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构的施工难度大，施工成本较高。相比之下，方钢管混凝土结构的施工较为方便，但钢管混凝土受到的约束作用较小，结构的承载力较低。⑤施工方便。　　钢管混凝土柱的零件较少，焊缝少，构造简单，柱脚常采用在混凝土基础上预留杯口的插入式柱脚，因而工厂制造比较简单，同时构件自重较小，运输和吊装也较易，施工很简便，而且钢管混凝土柱采用板材卷制，板材厚度都不大，一般在40mm以内，无论工厂焊接和现场进行对接，都没有什么困难。同时，与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能，兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，所以管内没钢筋，省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺，又由于柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板，同时也省了支模和拆模等工序。近年来，泵送混凝土相当普遍，现场浇灌并无困难，我国创造并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法，更简化了现场灌混凝土的工序，简便了施工。也有在管柱下部开临时浇灌孔，用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法，既快，又保证浇灌质量。而且，在浇筑后，钢管内处于相当稳定的湿度条件，水分不易蒸发，省去浇水养护工序，简化了混凝土的养护工艺。⑥经济效益好。2.4.4.2钢管混凝土的发展钢管混凝土是在劲性混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的。最早采用钢管混凝土的工程之一是1879年英国的severn铁路桥桥墩。前苏联乌拉尔的伊谢特铁路桥采用钢管混凝土构件做拱形桁架的上弦和上部建筑的柱子，省钢25％。1961年比利时建造船坞时，采用钢管混凝土构件做桁架的压杆和立柱，比钢结构节省钢材40%。法国巴黎居民区的第一座摩天大楼采用了钢管混凝土框架柱，比钢结构节省钢材40%。前苏联在一些吊车栈桥（跨度达48m）中采用钢管混凝土结构，比全钢结构节省钢材12％－28％，降低造价28%，比钢筋混凝土结构省钢9%，降低造价56%。日本、瑞士等国在输电跨越塔中采用了钢管混凝土结构，也都取得了显著的经济效益。在20世纪60年代以前，由于钢管内浇注混凝土的施工工艺尚未得到很好的解决，现场的施工操作显得繁琐，钢管混凝土结构在施工性能方面的优势没有得到应有的发挥。到80年代后期，由于泵送混凝土工艺的发展，解决了现场钢管内部浇灌混凝土的工艺问题，加上现代高强混凝土需要用钢管约束来克服其脆性。因此，钢管混凝土结构在美国和澳大利亚等国的高层建筑中得到了广泛应用，被认为是高层建造技术的一次重大突破。我国钢管混凝土结构技术的开发和应用已有近40年的历史。1966年钢管混凝土结构应用于北京地铁车站工程，70年代又在单层工业厂房、重型构架中得到了成功的应用。自1990年在四川省旺苍县建成跨度为115米的我国第一座钢管混凝土拱桥以来，在10来年的时间里，我国已经建成了100多座钢管混凝土拱桥，其中跨度在100米以上的就有30多座，尤其是重庆市万县长江公路大桥，跨度达到420米，一跨过江。近10年来，随着国家经济的迅猛发展，钢管混凝土结构在我国的高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效地应用，推动了建造技术的发展。2.4.4.3钢管混凝土施工技术1、施工方法钢管混凝土浇筑方法：可采用泵送顶升浇筑、立式手工浇筑、高位抛落无振捣法。立式手工浇筑法：混凝土自钢管上口灌入，当管径大于350mm时，用插入式内部振捣器振捣密实，每次振捣时间不少于30s，混凝土一次浇筑高度不超过2m.当管径小于350mm时，可采用附着在钢管外壁的外部振捣器进行振捣，外部振捣器的位置应随混凝土浇灌的进展而加以调整，外部振捣器的工作范围，以钢管横向振幅不小于0.3mm为有效，振幅可用百分表实测，振捣时间不小于1min，混凝土一次浇灌的高度应不大于振捣器的有效工作范围和2~3m柱长。高位抛落无振捣法：该种方法是以混凝土下落是产生的动能达到振实混凝土的目的。它适用于管径大于350mm、高度不小于4m的情况。对于抛落高度不足4m的区段，应用内部振捣器振密，一次抛落量宜在0.7m2。2、注意事项所采用的混凝土配合比、坍落度应符合要求，为满足坍落度要求，应掺加适量减水剂；为减少混凝土收缩，可掺入适量的混凝土微膨胀剂。钢管内混凝土的浇筑宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间，需要留水平施工缝时，应将柱端管口封盖，以防止杂物、雨水等落入钢管内。每次浇灌混凝土前，应先浇灌一层10-20mm厚的与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，作为接触砂浆，以做好水平施工缝的连接处理。钢管内混凝土的浇灌质量，可采用敲击法进行初步检查，如有异常，则应用超声波进行检测。对于混凝土浇筑不密实的部位，可采用局部钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。3、施工实例深圳赛格广场高355米，地上72层，是目前世界上最高的钢管混凝土结构建筑，也是深圳主体楼层最高的建筑。广州国际金融中心----广州西塔，成了名幅其实的广州最重要的新地标。432米西塔可抗八级地震。被称作“通透水晶”的西塔有如站立在广州城市新中轴线的窈窕美女。亮丽的身段是钢管混凝土巨型斜交网格外筒，纤纤骨架是钢筋混凝土内筒，连接内外筒的是钢—混凝土组合楼盖。独特的筒中筒结构体系在目前的世界超高层建筑中是唯一的。香港“国际金融中心”大厦 420米，88层国金二期办公室升降机大堂国际金融中心二期(国金二期)，楼高415.8米，是香港第一高楼，世界第六高楼，完工于2003年，一般说有地上88层，但事实上建筑结构（蓝图）有90层楼，地下6层，楼面面积18万5，805平方米，设有22层交易楼层，有多达62部电梯。其外型设计与国金一期相似，墙均为玻璃幕墙，在顶层设计皇冠式和象牙形装饰，晚间由投射灯照射。香港金融管理局总部设于国金二期，是金管局于2001年4月以接近37亿港元向发展商购入，包括顶楼在内共14层办公室面积，曾被部份人士批评浪费公帑。金管局目前持有34万平方呎楼面，分别位于55至56楼、77至88楼，部份楼层出租予香港按揭证券公司及国际结算银行等相关金融机构。金融管理局总裁任志刚的办公室位于88楼，并可使用私人专用电梯出入，以加强保安及隐私。杭州瑞丰国际商务大厦是杭萧钢构制作安装的国内第一幢采用矩形钢管混凝土结构的高层建筑，此结构形式系国家经贸委与建设部2000年技术创新重点专项计划之一，此工程的建设被列为杭州市建筑新技术应用示范工程实施项目。本工程地下2层，地上裙房6层，东塔楼（宾馆）为15层，高58.5米，西塔楼（写字楼）为24层，高88.2米，柱网尺寸为7.6m×7.6m，建筑面积为51095平米，采用矩形钢管混凝土框架-筒体结构。柱采用矩形钢管混凝土组合柱，梁采用焊接H型钢-混凝土连续组合梁，楼盖采用压型钢板组合楼盖，筒体采用钢筋混凝土结构；本工程除4根钢柱截面为□600×600外其余均为□500×500，材质为Q345B，最大板厚为28mm，钢柱内灌混凝土强度等级由C55渐变至C35；主梁截面高度为400，次梁截面高度为350，用钢约3000吨。2.4.4.4钢-混凝土组合楼盖结构1、组合梁板的基本原理A．非组合梁由混凝土板和钢梁组成的楼盖结构中，若二者交界面处没有连接措施，则在竖向荷载作用下，混凝土板截面和钢梁截面的弯曲变形相互独，各自有中和轴。若忽略摩擦力，交界面上仅有竖向压力，二者之间必定发生相对水平滑移错动。所以，其受弯承载力M=M1+M2。B．组合梁如果在钢梁上翼缘设置足够的抗剪连接件并伸入混凝土板形成整体，阻止板和钢梁之间的相对滑移，使二者的弯曲变形协调，共同承担荷载的作用，则称为组合梁。在荷载作用下，组合梁截面仅有一个中和轴，混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力。与非组合梁相比，组合梁的中和轴高度和内力臂增大，其受弯承载力显著提高。组合梁的截面高度大，因而刚度也大。掀起作用一般在板梁交界面上的竖向分布力为压力。当荷载作用于钢梁上时，交界面上竖向分布力为拉力，将引起板、梁的分离。组合梁中这种上下层分离的趋势称为掀起作用。由于掀起力远小于交界面上的剪切力，而且抗剪连接件的形状具有一定的抗掀起作用，在设计中一般不进行抗掀起计算。在压型钢板-混凝土楼板中，钢板和混凝土的组合作用不是通过抗剪连接件，而是依靠压型钢板的纵向波槽，钢板上的压痕、开的小洞、冲成的孔眼或在钢板上焊接的横向钢筋等措施实现的。2、完全抗剪连接和部分抗剪连接根据抗剪连接件的布置、数量和受剪承载力，可把组合梁分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁两类。完全抗剪连接：即使在梁产生弯曲破坏的最不利截面处再增加连接件的数量，梁的受弯承载力也不再增加时的抗剪连接设计。部分抗剪连接：抗剪连接件的数量少于完全抗剪连接所需要的数量时。在实际工程中，在满足设计要求的情况下，采用部分抗剪连接可以取得较好的经济效益。2.4.4.5压型钢板-混凝土组合板压型钢板-混凝土组合板的优点非组合板若仅考虑把压型钢板作为浇注混凝土时的永久性模板使用，则压型钢板只需要满足施工阶段的承载力和变形要求。施工完成后，全部使用荷载由混凝土板承受。其设计方法与钢筋混凝土板相同，对压型钢板的截面构造也无特殊要求。组合板若压型钢板除在施工阶段作为模板使用外，在使用阶段还作为混凝土板的受力钢筋或部分受力钢筋，与混凝土共同工作承担使用荷载。此时，为保证混凝土与压型钢板的共同工作，在压型钢板表面需设置抗剪齿槽或者采取开孔洞、焊接短钢筋、横向钢筋等措施，以抵抗交界面的纵向剪力和竖向揿起力。此外，还要考虑对板的防火性能和耐久性能的要求。常见的压型钢板和混凝土的组合形式见图。压型钢板-混凝土组合板具有下列优点：①压型钢板可作为浇灌混凝土的模板，节省了大量木模板及支撑；②压型钢板非常轻便，堆放、运输及安装都非常方便；③使用阶段，压型钢板可代替受拉钢筋，减少钢筋的制作与安装工作。④刚度较大，省去许多受拉区混凝土，节省混凝土用量，减轻结构自重；⑤有利于各种管线的布置、装修方便；⑥与木模板相比，施工时减小了火灾发生的可能性；⑦压型钢板也可以起到支撑钢梁侧向稳定的作用。。1欢迎下载