型钢砼组合结构技术.docx

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型钢砼组合结构技术

型钢砼组合结构技术

1、型钢砼组合结构——砼内配置型钢（轧制或焊接成型）和钢筋的结构。

2、砼骨料特别要求：

型钢砼组合结构的砼最大骨料直径宜小于型钢外侧砼保护层厚度的1/3，且不宜大于25㎜。

3、设计基本规定：

3.1型钢砼框架柱的型钢，宜采用实腹式宽翼缘的H形轧制型钢和各种截面型式的焊接型钢；非地震区或设防烈度地区的多、高层建筑，可采用带斜腹杆的格构式焊接型钢。

3.2型钢砼框架梁中的型钢，宜采用充满型实腹型钢。

充满型实腹型钢的一侧翼缘宜位于受压区，另一侧翼缘位于受拉区；当梁截面高度较高时，可采用桁架式型钢砼梁。

3.3型钢砼剪力墙，宜在剪力墙的边缘构件中配置实腹型钢；当受力需要增强剪力墙抗侧力时，也可在剪力墙腹板内加设斜向钢支撑。

4、一般构造：

4.1型钢砼组合结构构件中，纵向受力钢筋直径不宜小于16㎜，纵筋与型钢的净间距不宜小于30㎜，其纵向受力钢筋的最小锚固长度、搭接长度应符合国家标准《砼结构设计规范》GB50010-2010的要求。

4.2考虑地震作用组合的型钢砼组合结构构件，宜采用封闭箍筋，其末端应有135°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10倍箍筋直径。

4.3型钢砼组合结构构件中纵向受力钢筋的砼保护层最小厚度应符合国家标准《砼结构设计规范》GB50010-2010的规定。

型钢的砼保护层最小厚度，对梁不宜小于100㎜，且梁内型钢翼缘离两侧距离之和（b1+b2），不宜小于截面宽度的1/3；对柱不宜小于120㎜。

4.4型钢砼组合结构构件中的型钢钢板厚度不宜小于6㎜，其钢板宽厚比应符合规范规定。

当满足宽厚比限值时，可不进行稳定验算。

4.5在需要设置栓钉的部位，可按弹性方法计算型钢翼缘外表面处的剪应力，相应于该剪应力的剪力由栓钉承担；栓钉承载力应按国家标准《钢结构设计规范》GBJ17-88的规定计算。

型钢上设置的抗剪栓钉的直径规格宜选用19㎜和22㎜，其长度不宜小于4倍栓钉直径，栓钉间距不宜小于6倍栓钉直径。

5、型钢砼框架梁构造要求：

5.1型钢砼框架梁的截面宽度不宜小于300㎜；截面的高度和宽度的比值不宜大于4。

5.2梁中纵向受拉钢筋不宜超过二排，且第二排只宜在最外侧设置，净距不宜小于30㎜和1.5d。

梁中纵向受力钢筋宜采用机械连接。

5.3型钢砼框架梁的截面高度大于或等于500㎜时，在梁的两侧沿高度方向每隔200㎜，应设置一根纵向腰筋，且腰筋与型钢间宜配置拉结钢筋。

梁端箍筋应加密，箍筋加密区范围，一级抗震等级时取梁截面高度的2倍，二、三、四级时取梁截面高度的1.5倍；梁净跨小于梁截面高度的4倍时，梁全跨箍筋应加密设置。

5.4型钢砼框架梁在支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，应在型钢腹板两侧对称设置支承加劲肋。

5.5对于转换层大梁或托柱梁等主要承受竖向重力荷载的梁，梁端型钢上翼缘宜增设栓钉。

型钢砼悬臂梁自由端的纵向受力钢筋应设置专门的锚固件，型钢梁的自由端上宜设置栓钉。

5.6配置桁架式型钢的型钢砼框架梁，其压杆的长细比宜小于120。

5.7开孔型钢砼梁的孔位宜设置在剪力较小截面附近，且宜采用圆形孔，并应位于梁高及型钢高度的中间区域。

当孔洞位于离支座1/4跨度以外时，圆形孔的直径不宜大于0.4倍梁高，且不宜大于型钢截面高度的0.7倍；当孔洞位于离支座1/4跨度以内时，圆形孔的直径不宜大于0.3倍梁高，且不宜大于型钢截面高度的0.5倍。

孔洞周边宜设置钢套管，管壁厚度不宜小于梁型钢腹板厚度，套管与梁型钢腹板连接的角焊缝高度宜取0.7倍腹板厚度；腹板孔周围二侧宜各焊上厚度稍小于腹板厚度的环形补强板，其环板宽度应取75～125㎜；且孔边应加设构造箍筋和水平筋。

6、型钢砼框架柱构造要求：

6.1型钢砼框架柱中箍筋加密区长度为取矩形截面长边尺寸（或圆形截面直径），层间柱净高的1/6和500㎜三者中的最大值。

剪跨比不大于2的框架柱、框支柱和一级抗震等级角柱应沿全长加密箍筋，箍筋间距均不应大于100㎜。

6.2框架柱内纵向钢筋的净距不宜小于60㎜。

6.3位于底部加强部位、房屋顶层以及型钢砼与钢筋砼交接层的型钢砼柱宜设置栓钉，型钢截面为箱形的柱子也宜设置栓钉，竖向及水平栓钉间距均不宜大于250㎜。

7、型钢砼框架梁柱节点构造要求：

1）箍筋间距不宜大于柱端加密区间距的1.5倍。

2）柱纵向受力钢筋不应在中间各层节点中切断。

3）梁中钢筋穿过梁柱节点时，宜避免穿过柱翼缘；如穿过柱翼缘时，应考虑型钢柱翼缘的损失；如穿过柱腹板时，柱腹板截面损失率不宜大于25%，当超过25%时，则需进行补强。

8、型钢砼剪力墙构造要求：

8.1钢筋砼剪力墙端部配置的型钢，其砼保护层厚度不宜大于50㎜；水平分布钢筋应绕过或穿过墙端型钢，且应满足钢筋锚固长度要求。

8.2周边有型钢砼柱和梁的现浇钢筋砼剪力墙，剪力墙的水平分布钢筋应绕过或穿过周边柱型钢，且应满足钢筋锚固长度要求；当采用间隔穿过时，宜另加补强钢筋。

周边柱的型钢、纵向钢筋、箍筋配置应符合型钢砼柱的设计要求，周边梁可采用型钢砼梁或钢筋砼梁；当不设周边梁时，应设置钢筋砼暗梁，暗梁的高度可取2倍墙厚。

9、连接构造：

9.1梁柱节点连接构造：

9.1.1型钢砼柱与型钢砼梁、钢筋砼梁、钢梁的连接，柱内型钢宜采用贯通型，柱内型钢的拼接构造应满足钢结构的连接要求。

型钢柱沿高度方向，在对应于型钢梁的上、下翼缘处或钢筋砼梁的上下边缘处，应设置水平加劲肋，加劲肋型式宜便于砼浇筑，水平加劲肋应与梁端型钢翼缘等厚，且厚度不宜小于12㎜。

9.1.2型钢砼柱与钢筋砼梁或型钢砼梁的梁柱节点应采用刚性连接，梁的纵向钢筋应伸入柱节点，且应满足钢筋锚固要求。

梁纵向钢筋不宜穿过型钢翼缘，也不应与柱内型钢直接焊接连接；当必须在柱内型钢腹板上预留贯穿孔时，型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积25%；当必须在柱内型钢翼缘上预留贯穿孔时，宜按柱端最不利组合的M、N验算预留孔截面的承载能力，不满足承载力要求时，应进行补强。

当梁柱连接在柱型钢上设置工字钢牛腿，采用搭接时，钢牛腿上、下翼缘应设置二排栓钉，其间距不应小于100㎜。

9.1.3型钢砼柱与型钢砼梁或钢梁连接时，其柱内型钢与梁内型钢或钢梁的连接应采用刚性连接，且梁内型钢翼缘与柱内型钢翼缘应采用全熔透焊缝连接；梁腹板与柱宜采用摩擦型高强度螺栓连接；悬臂梁端与柱应采用全焊接连接。

9.2柱与柱连接构造：

9.2.1在各种结构体系中，当结构下部采用型钢砼柱，上部采用钢筋砼柱时，在此两种结构类型间，应设置结构过渡层，过渡层应满足下列要求：

1）从设计计算上确定某层柱可由型钢砼柱改为钢筋砼柱时，下部型钢砼柱中的型钢应向上延伸一层或二层作为过渡层，过渡层柱中的型钢截面尺寸可根据梁的具体配筋情况适当变化，过渡层柱的纵向钢筋配置应按钢筋砼柱计算，且箍筋应沿柱全高加密。

2）结构过渡层内的型钢应设置栓钉，栓钉的直径不应小于19㎜，栓钉的水平及竖向间距不宜大于200㎜，栓钉至型钢钢板边缘距离不宜小于50㎜。

9.2.2在各种结构体系中，当结构下部采用型钢砼柱，上部采用钢结构柱时，在此两种结构类型间，应设置结构过渡层，过渡层应满足下列要求：

1）从设计计算上确定某层柱可由型钢砼柱改为钢柱时，下部型钢砼柱中的型钢应向上延伸一层作为过渡层，过渡层中的型钢应按上部钢结构设计要求的截面配置，且向下一层延伸至梁下部至2倍柱型钢截面高度为止。

2）结构过渡层至过渡层以下2倍柱型钢截面高度范围内，应设置栓钉，栓钉的水平及竖向间距不宜大于200㎜；栓钉至型钢钢板边缘距离宜大于50㎜，箍筋沿柱应全高加密。

3）十字形柱与箱形柱相连处，十字形柱腹板宜伸入箱形柱内，其伸入长度不宜小于柱型钢截面高度。

9.2.3型钢砼柱中的型钢柱需改变截面时，宜保持型钢截面高度不变，可改变翼缘的宽度、厚度或腹板厚度。

当需要改变柱截面高度时，截面高度宜逐步过渡；且在变截面的上、下端应设置加劲肋；当变截面段位于梁柱接头时，变截面位置宜设置在两端距梁翼缘不小于150㎜位置处。

9.3梁与梁连接：

9.3.1当框架柱一侧为型钢砼梁，另一侧为钢筋砼梁时，型钢砼梁中的型钢，宜延伸至钢筋砼梁1/4跨度处，且在伸长段型钢上、下翼缘设置栓钉。

栓钉直径不宜小于19㎜，间距不宜大于200㎜，且在梁端至伸长段外2倍梁高范围内，箍筋应加密。

9.3.2钢筋砼次梁与型钢砼主梁连接，其次梁中的钢筋应穿过或绕过型钢砼梁的型钢。

9.4梁与墙连接构造：

9.4.1型钢砼梁或钢梁垂直于钢筋砼墙的连接，可做成铰接或刚接。

铰接连接可在钢筋砼墙中设置预埋件，预埋件上应焊连接板，连接板与型钢梁腹板用高强螺栓连接，也可在预埋件上焊接支承钢梁的钢牛腿来连接型钢梁。

当型钢砼梁与墙需要刚接时，可采用在钢筋砼墙中设置型钢柱，型钢梁与墙中型钢柱形成刚性连接。

其纵向钢筋应伸入墙中，且满足锚固要求。

9.5柱脚构造：

9.5.1型钢砼柱的柱脚宜采用埋入式柱脚。

9.5.2埋入式柱脚的埋置深度不应小于3倍型钢柱截面高度。

9.5.3在柱脚部位，和柱脚向上一层的范围内，型钢翼缘外侧宜设置栓钉，栓钉直径不宜小于19㎜，间距不宜大于200㎜，且栓钉至型钢钢板边缘距离宜大于50㎜。

10、型钢砼结构施工及质量要求：

10.1型钢砼结构中型钢的制作必须采用机械加工；并宜由钢结构制作厂承担；制作者应根据设计和施工详图，编制制作工艺书。

型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB50205、现行国家标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81、现行国家标准《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221的规定。

10.2结构用钢应有质量证明书，型钢砼构件的型钢材料宜采用牌号Q235-B.C.D级的碳素结构钢，以及牌号Q345-B.C.D.E级的低合金高强度结构钢，质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB700、《高强度低合金结构钢》GB/T1591的规定。

焊接材料、高强度螺栓、普通螺栓应具有质量证明书，且应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB5117、《低合金钢焊条》GB5118、《熔化焊用钢丝》GB/T14957、《钢结构高强度六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈的技术条件》GB/T1228～1231的规定。

10.3型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈清除。

承担焊接工作的焊工，应按现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81规定，持证上岗。

10.4钢结构的安装应严格按图纸规定的轴线方向和位置定位，受力和孔位应正确；吊装过程中应使用经纬仪严格校准垂直度，并及时定位。

安装的垂直度、现场吊装误差范围应符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB50205的规定。

10.5型钢骨架施工应遵守钢结构有关规范和规程。

安装柱的型钢骨架时，先在上下型钢骨架连接处进行临时连接，纠正垂直偏差后再进行焊接或高强螺栓固定，然后在梁的型钢骨架安装后，要再次观测和纠正因荷载增加、焊接收缩或螺栓松紧不一而产生的垂直偏差。

施工中应确保现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，其焊缝质量应满足一级焊缝质量等级要求。

10.6对一般部位的焊缝，应进行外观质量检查，并应达到二级焊缝质量等级要求。

10.7工字形和十字形型钢柱的腹板与翼缘、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可采用角焊缝。

10.8箱形柱隔板与柱的焊接宜采用坡口熔透焊缝。

10.9焊缝的坡口形式和尺寸，应符合现行国家标准《手工电弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB985和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB986的规定。

10.10型钢钢板制孔，应采用工厂车床制孔，严禁现场用氧气切割开孔。

10.11栓钉焊接前，应将构件焊接面的油、锈清除；焊接后检查栓钉高度的允许偏差应在±2㎜以内，同时，按有关规定抽样检查其焊接质量。

10.12在梁柱接头处和梁的型钢翼缘下部，由于浇筑砼时有部分空气不易排出，或因梁的型钢翼缘过宽妨碍浇筑砼，为此要在一些部位预留排除空气的孔洞和砼浇筑孔。

10.13型钢砼结构的钢筋绑扎，与钢筋砼结构中钢筋绑扎基本相同。

由于柱的纵向钢筋不能穿过梁的翼缘，因此柱的纵向钢筋只能设在柱截面的四角或无梁部位。

在梁柱节点部位，柱的箍筋要在型钢梁腹板上已留好的孔中穿过，由于整根箍筋无法穿过，只好将箍筋分段，再用电弧焊焊接。

不宜将箍筋焊在梁的腹板上，因为节点处受力较复杂。

如腹板上开孔的大小和位置不合适时，征得设计院的同意后，再用电钻补孔或用铰刀扩孔，不得用气割开孔。

10.14型钢砼结构与普通砼结构的区别，在于型钢砼结构中有型钢骨架，在砼未硬化之前，型钢骨架可作为钢结构来承受荷载，为此，施工中可利用型钢骨架来承受砼的重量和施工荷载，为降低模板费用和加快施工创造了条件。

可将梁底模用螺栓固定在型钢梁或角钢桁架的下弦上，可完全省去梁下的支撑。

楼盖模板可用钢框木模板和快拆体系支撑，达到加速模板周转的目的。

（施工型钢砼结构，还可以用升梁提模体系，它是将屋面框架梁设计成双肢梁，在地面制作后，在双梁网格上铺设脚手板构成施工操作平台。

双梁网格下悬挂框架柱、梁和剪力墙等的模板，以及吊架和吊脚手等。

升板机挂在柱的型钢骨架上。

施工时，按规定的程序用升板机提升双梁网格平台，同时即可提升柱、梁、墙的模板，每浇筑一层提升一层，逐步形成框架。

网格梁双肢之间的空隙恰为各楼层梁的平面位置，双肢纵横交叉处为柱，升板机吊挂于柱的型钢骨架上。

对双肢网格梁，除按使用荷载计算外，还应按施工荷载进行核算。

梁的侧模挂在吊架上，底模用螺栓固定在梁的型钢骨架上，当升板机提升时，侧模随操作平台上升，而底模则固定在型钢骨架上，待砼达到规定强度后拆除。

）

10.5型钢砼结构的砼浇筑，遵守有关砼施工的规范和规程，在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等砼不易充分填满处，要仔细进行浇筑和捣实。

型钢砼结构外包的砼外壳，要满足受力和耐火的双重要求，浇筑时要保证其密实度和防止开裂。