维普资讯 http://www.cqvip.com 羹 鲢萱里 《中国高新技术企业 浅谈钢一混凝土组合扁梁楼盖的应用 文／欧阳新发 【摘要】 钢一混凝土组合扁梁楼盖不仅能显著地降低建筑的层高、围护结构费用和基础压力．从而达到满 足房屋建筑方面的要求，同时能减少结构的总用钢量，降低结构的单位造价，但当扁梁处于边跨和施：Ｙ－阶段 时受较大的偏心荷栽，必须考虑扁梁的受扭。 【关键词】钢结构 组合扁梁楼盖 普通的钢一混凝土组合梁是将混凝土楼板搁置在钢梁的上冀缘 《钢结构设计规范》（ＧＢ５００１７—２１３０２）验算钢构件的强度、刚度、整体 上，通过剪力连接件将钢梁和混凝土楼面板连成整体而共同工作 的。混凝土楼板既承受竖向荷载，又作为组合梁的翼缘参与梁的受 力，使梁由纯钢梁受弯状态改变为混凝土受压和钢梁受拉状态．从 而达到了充分利用材料的目的。 １组合扁梁的受力特性 近年来，随着多层轻型房屋钢结构（包括轻钢住宅）的发展，为 降低结构高度，并充分考虑楼盖与钢梁的组合作用，出现了将混凝 土楼板放置在钢梁的下翼缘上的新型钢一混凝土组合梁即组合扁 梁。组合扁梁楼盖由钢梁和预制钢筋混凝土空心楼板组成。其中预 制钢筋混凝土楼板搭在钢梁的下翼缘上．加配横向钢筋和钢丝网． 其目的是保证在扁梁达到强度极限状态前不发生混凝土纵向剪切 破坏．剪力连接件可保证剪力有效地传递及叠合板能共同工作。组 合扁梁楼盖有以下特性： （１）能降低结构高度，增加建筑有效使用净空，也相应地减少了 围护结构、装修和管线设施的费用： （２）楼盖下表面平整，有利于房间的灵活布置及自由分隔，且不 需要做吊顶： （３）钢梁内嵌于混凝土楼板中，其整体稳定和局部稳定性都得 到保障，无需再做验算，整体性能更好； （４）混凝土包覆钢梁，大大提高了钢梁的防火能力，降低了防火 费用。试验表明在无任何肪火措施的条件下，扁梁的耐火极限可达 １ｈ。 本文结合某多层轻钢住宅楼．讨论组合扁梁楼盖的设计和施工 技术。 ２工程概况 某多层轻钢住宅楼，平面形状为矩形．建筑面积约５３００ｍ ．最大 单元的建筑面积为１４８ ｍ２。外墙采用２４０ｍｍ厚加气混凝土砌块，分 户墙采用２００ｍｍ厚加气混凝土砌块．内隔断为１００ｍｍ厚菱镁土板。 部分楼盖采用大跨度预应力混凝土空心板（简称ＳＰ预应力空心 板），其他均为１５０ｍｍ厚预制混凝土板。 ２ １结构布置 本工程的标准层结构平面局部布置图（略），首层层高３．５ｍ；其 他层层高３．０ｍ，建筑总高２１．５ｍ：柱距纵向为４．０ｍ；横向为７．０ｍ。采 用普通钢框架结构体系，主梁采用焊接工字形截面，大开间处采用 扁梁：柱采用焊接截面，框架的横向和纵向梁柱按刚性连接设计，次 梁为工字形截面单跨简支梁；基础采用柱下独立基础。 ２．２组合扁粱楼盖 本工程屋盖采用彩色金属屋面体系，在各楼层大开间单元局部 采用组合扁梁楼盖，楼板搭在钢梁的下冀缘上，ＳＰ板厚１５０ｍｍ，板门 加现浇层厚９４ｍｍ．板端预留埋件．并与钢筋焊接，提高楼盖整体性。 ３设计分析 本工程采用Ｑ３４５一Ｂ钢材．设计依据为相关的设计规范、规程及 建筑设计单位提供的建筑方案。 基本风压取０，３５ＫＮ／ｍ ；设计地震裂度为７度，Ⅱ类场地。 计算分析采用通用有限元软件ＡＮＳＹＳ进行结构静力分析，按 一２２０一 稳定和局部稳定性，抗震验算按底部剪力法考虑。 ４组合作用受力分析 在使用荷载作用下，组合梁的钢梁处于弹性工作阶段，跨中混 凝土板的压应变也位于应力一应变曲线的上升段．所以在正常使用 极限状态下，组合梁采用换算截面法接弹性理论计算。组合扁梁作 为框架梁时，在荷载作用下，梁端将出现负弯矩区，在地震作用下， 负弯矩区长度甚至达到梁跨的一半左右．负弯矩区偏安全只考虑钢 梁与通长的负弯矩钢筋组合，正弯矩区考虑钢梁与｛昆凝土的组合。 在结构分析时．楼板与扁梁的组合作用按有效宽度来考虑，取跨度 的１／４且不超过相邻梁的中心线的距离。刚度取正弯矩区和负弯矩 区的平均值 根据以上分析，按楼板组合作用计算构件截面和承载力，并对 梁、柱截面规格尺寸进行优化和归并，以节省钢材和减少构件的种 类，梁柱尺寸见下表。 构件截面尺寸表 ／ｍｍ 构件 ｌ 尺寸 １构件 Ｉ 尺寸 ｌ 主梁 工４００ｘ１８０ｘ８ｘ６ ｌ 屋面梁 工３０ｏｘ１８０ｘ８ｘ６ 次梁 工３００ｘ８０ｘ８ｘ６ ｌ 柱 工３００ｘ３００ｘ１２ｘ８ 扁梁 工２８Ｏ×ｌ４Ｏ×ｌ６×１０ｘ２１０ 计算分析表明，各种梁、板、柱和墙的设计强度均不超过规范规 定的设计限值．结构构件的强度、刚度和稳定性好，并均符合规范和 设计要求。 ５施工控制要点 ５．１保证组合扁粱楼盖整体性的措施 为保证ＳＰ板、后浇层与钢梁共同工作．施工时采取以下构造措 施。 （１）为保证楼板的整体性．ＳＰ板中预埋件与钢梁下冀缘绕用角 焊缝连接，现浇混凝土层内构造配筋（６６＠２００ ｍｍ）；放置１５０ ｍｍ厚 ＳＰ板（即ＳＰＤ１５Ｄ板，该板为椭圆形孔．长轴和短轴分别为９５ｍｍ和 ５７ ｍｉｌ１）时，板间的缝隙用水泥砂浆填充密实。在钢梁上布置栓钉 １３×３５ ｍｍ，间距６０ ｍｍ。 （２）在距扁梁轴线１．８ｍ范围内配沿扁梁轴线方向、间距为１ｏｏ ｍｍ的 １４的负弯矩钢筋，其端头焊在柱和梁的翼缘上。 （３）垂直于扁梁轴线方向布置２．Ｏｍ长、间距为３００ ｍｉｌｌ的掷的 分布筋，并与负弯矩钢筋点焊在一起形成钢筋网。 ５．２施工阶段的抗扭措施 组合扁梁施工时．先铺ＳＰ板再浇叠合层。由于扁梁的下翼绕一 般做得较宽．当梁处于边跨和施工阶段时梁受偏心荷载较大，必须 考虑受扭。铺板有三种方式：①为消除偏心荷载，铺设一块ＳＰ板后 紧接着铺相邻跨；②先铺完一跨ｓＰ板后再铺相邻跨；③铺完几块ｓＰ 板后紧接着铺扣邻跨的ＳＰ板加以平衡．以减少偏心荷载；第一种方 式偏心荷载较小，不用验算，但施工较麻烦；第二种方式施工虽简 单，但偏心荷载很大，若施工时不采取特殊措施，扁梁一般不能满足 抗扭要求；第三种方式施工较简便，也能部分消除楼板的偏心荷载， 但此时钢梁处于复杂的弯扭组合作用下．须进行抗扭计算以确定一 维普资讯 http://www.cqvip.com ¨ 进行验算： ＋ 引－（】 Ｍｈ Ｍ 一 蝮鲤 ｍ中国高新技术企业 ③降低边梁的标高，让楼板搭在对称工字钢的中心以消除偏 次性铺板的长度。为设计方便，通常采用简化验算方法，按如下公式 荷载；心荷载。 上述三种方法中．第三种方法比前两种节省用钢且施工简便， 因此本工程采用该方案。 ６结柬语 式中：Ｍｘ为钢梁简支时在荷载ｗｌ＋ｗ２作用于绕Ｘ轴的弯矩； Ｍｖ为钢梁上翼缘板简支时在荷载Ｗｌｅ／ｈ作用下绕Ｙ轴的弯矩；Ｍｂ 扁梁和边跨梁施工中，采用上述抗扭处理措施，不仅非常有效， 为钢梁绕Ｘ轴的弯矩承载力；Ｍｅｙ为钢梁上冀缘板绕Ｙ轴的弯矩承 而且施工非常方便。加快了施工进度，缩短了施工周期。 载力；ｗ。为施工荷载设计值＋混凝土自重设计值；ｗ 为钢梁自重设 计值；ｅ为偏心矩；ｈ为钢梁上、下翼缘形心间的距离。 ５．３边跨粱的抗扭措施 参考文献 ［１】建筑结构静力计算手册（中国建筑工业出版社１９９６，６版） 当偏梁位于边跨时．不能靠采用合理的铺板方式利用邻跨楼板 『２１ＤＢＩ１５—２—９Ｏ 建筑结构荷载规定 来平衡或减少偏心荷载．只能采取其他措施。一般有三种方式：①墙 『３１ＪＧＪ１３８—２００１ 型钢混凝土组合结构技术规程 体砌在边梁的下翼缘上．利用墙体的自重来平衡偏心荷载；②把边 『４１ＧＢ５０２０５—２００２梁改为箱形梁，增加截面的抗扭抵抗矩，依靠钢梁自身来抵抗偏心 钢结构工程施工质量验收规范 （作者单位系祁阳县第三建筑工程有限公司） （上接２１５页） 航．故仅用于一般不通航的河道上。 ４压浆加固法 ｍ２——系数，一般为０．１３—０．１７，跨径越大，所用系数越大； ｋ——荷载系数，同前： 中ｎ＝０．６时，ｃ＝１．３—１．４；ｎ＝０．５时，ｃ＝１．４—１、５；ｎ＝０．４时，ｃ＝１．５。 ２拱上加设拱圈加固法 采用１：２的水泥砂浆将裂缝表面封住，每隔２０厘米留出压浆 浆压力为０．４—０．６Ｍｐａ，压浆时。压浆孔的临孔为排气孔，待到排气孔 冒浆后．封堵着两个孔，进行第三号孔压浆，第四号孔排气，以此类 ４结论 ｃ——与拱厚度系数ｎ有关的系数（ｎ值可查有关手册）。其 孔．待封浆砂浆结硬后，用水灰比为０．８：１的水泥砂浆压灌裂缝。压 从拱圈上面加设一层新拱圈，即开挖原拱顶填土层直到拱背． 推，完成全拱压浆。 洗净修补好，凿毛。加筑新拱圈．不仅加固了拱圈，而且将原有开裂 的拱连在一起，也利于桥梁排水。加固时，加筑部分新拱圈厚度可采 本文系统介绍了石拱桥承载力评估的基本方法，并总结了一些 用上述方法拟定。原拱圈如有损坏．应先用喷注高标号水泥砂浆等 石拱桥加固的经济实用方法，在广大县乡公路石拱桥的承载力评估 方法修理后再砌新拱圈。在考虑加固拱圈时．应同时考虑墩台受力 与加固中具有一定的推广价值。 是否安全等因素。当多孔石拱桥需全部加固新拱圈时，在拆除拱上 填料时，须特别注意保持两边对称、同时进行，以确保连拱作用的均 参考文献 匀受力。 ３钢杆件拉结法 ［１］罗英，唐襄澄．中国石拱桥研究［Ｍ］．北京：人民交通出版社， １９９３ 为防止拱脚位移，提高拱的承载能力，也可在拱圈跟部凿开混 【２】姚玲森．桥梁工程［Ｍ】．北京：人民交通出版社，１９９９ 凝土，外露钢筋后焊接钢拉杆铆座（或在清理混凝土表层后以环氧砂 ［３］戴崇安．石拱桥施工［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９８２ 浆粘结铆座）装置拉杆螺栓（带有花篮螺丝伸缩装置的拉杆）铆固拱 ［４］崔飞．桥梁参数识别与承栽能力评估［Ｄ］．上海：同济大学，２０００ 脚。采用钢拉杆的加固措施．使桥下净空大幅度降低，将会影响到通 （作者单位系广西宜州市公路管理所） （上接２１６页） 时倒排工期。 八、搞好成本管理 程，如果便道、便桥、边施工边通车的路段不能通行，机械、材料、人 员就无法进场开展工作，同时还会打乱施工秩序，造成经济损失和 质量问题。 成本管理就是通过成本核算来计划和控制经济活动。施工现场 十、加强初期养护。配合交工验收 管理要达到的目的就是通过对工程进度、质量的控制来降低工程成 为了保持路容、路貌，保证公路各项能力的正常发挥，使工程顺利通 本，提高经济效益。不计成本．不搞核算的粗放型管理只能导致工程 过交工验收，施工单位要加强工程的初期养护，对工程外观进行整 干的越多亏得越大。为此，要注意抓好以下工作。 １．完善成本管理制度，使采购、库存、发放、使用等每一环节在制 度在约束下进行。 修，并注意以下问题。 １．全面检查路基、路面、桥涵、构造物、交通安全设施，存在问题 及时处理。 ２．根据施工定额对各分项工程进行成本控制。力求使人工、材 料、机械控制在规定的范围内。 对已经出现或可能出现的超支采取应对措施。 料、机及管理费计算出该工程的实际成本，与施工控制预算比较，查 ２．清理路基、路面上的施工废料；按路基标准横断面整修路肩、 边坡；清理桥涵、构造物上的附着砂浆；修补路面及构造物的局部损 ３、分项或分部工程完成后，要对照施工控制预算进行成本预测。 坏；使公路线型顺适、整齐美观。 ３．按照《公路工程竣工验收办法》的要求，写出施工总结，恢复路 综上所述，公路工程施工的现场管理是一项复杂的系统工程， ４．单位工程完成后，要及时进行成本核算，根据实际发生的工、 线控制点，标注里程桩号，为质量鉴定创造条件。 找成本管理中的问题。 不同的工程项目．所采取的管理措施应有所不同，作为施工单位的 ５．工程全部完成后，要结合施工控制预算、计量支付进行效益分 现场管理者要与时俱进。大胆探索新的管理思路，通过加强施工的 析．总结经验教训。 现场管理，使工程质量、进度和效益不断得到提高。 九、做好施工保通 施工现场保通关系到施工能否正常进行。无论是新建还是改建工 （作者单位系河北省遵化市市政建设工程公司） 一２２１—