李景文1，刘 洋2，申士杰2
（1．河北工业大学土木工程学院，天津300401；2．中建一局集团建设发展有限公司，北京 100102）
[摘要]虽然钢骨混凝土( SRC)组合结构在超高层建筑中的应用越来越多，但是像框架柱、主梁同为钢骨混凝土组合结构，次梁为钢筋混凝土梁的结构形式还比较少见，结构形式更加复杂，对深化设计和施工质量的要求更高，施工难度更大。结合无锡恒隆广场综合发展项目实例，详细介绍了此类超高层组合结构的深化设计、施工工艺及施工组织中的关键技术问题。
[关键词]高层建筑；钢骨混凝土；组合结构；施工；应用
[中图分类号]TU398+．7[文章编号]1002-8498(2016)08-0043-04
1工程概况
无锡恒隆广场综合发展项目地处无锡市中心区域，包括1个大型高级购物中心，2栋高层办公楼。主塔楼地上44层，建筑总高度为249. 09m，主要型钢截面为H形、十字形及箱形，钢结构用量约1.5万t，结构形式为型钢混凝土框架+钢筋混凝土简体结构体系。框架柱、框架主梁同为钢骨混凝土组合结构，次梁为钢筋混凝土结构，相比钢骨混凝土组合柱+钢梁、混凝土柱+钢骨混凝土组合梁、钢骨混凝土组合柱+混凝土梁等组合形式较复杂，此种结构形式工程中比较少见。
2施工难点
虽然现在超高层建筑越来越多，但从总体行业发展来看，类似于本工程框架柱、框架主梁同为钢骨混凝土组合结构，次梁为钢筋混凝土梁的结构形式在组合结构中比较少见，结构形式更加复杂，缺乏成熟的施工经验，对前期的深化设计准备和施工过程中的质量控制要求更高，总体施工难度更大。本工程的主要施工难点如下。
1)核心筒内布置30根不连续钢骨暗柱，“悬浮”于楼层板标高，其自身及与外框钢骨结构不能形成有效的框架体系，安装比较困难，质量难以保证，与土建交叉施工非常紧密，对整体工期非常不利。
2)核心筒周围连着25根钢筋混凝土梁和10根钢骨混凝土组合梁。核心筒与周围梁连接节点的深化设计直接影响到核心筒模板体系及整个工程施工工序的组织。
3)本工程主塔楼6层以上外框钢骨柱相对轴线双向倾斜内收，且组合梁、柱相交均存在夹角，为非正交，构件尺寸较大，钢筋设置较多，节点形式复杂，钢筋绑扎不便。
4)土建作业与钢结构施工交叉更加紧密，在交叉流水施工中，施工冲突更多，协调配合困难。
3 主要节点深化设计
在进行深化设计前，要充分理解设计意图，与土建、机电、幕墙等单位技术人员充分沟通，根据总体施工部署，充分考虑各专业施工工艺，合理选择连接节点，尤其要重点处理好钢骨混凝土组合梁、柱钢筋和钢骨相交部位的连接节点。
3.1 不连续钢骨暗柱深化
核心筒内30根不连续的钢骨暗柱截面为HW250×250 x9 x14，HN400×200×8x13，布置在楼层梁截面上下各返1 m/0.5m范围，长度为2.2~2. 8m。其中有10根型钢暗柱与外框钢骨梁连接（见图1a），其余20根型钢暗柱间设有钢板组合梁（见图1b），且大部分暗柱与外框混凝土次梁相交。
由于钢骨柱在核心筒墙内为不连续设置，与外框钢骨结构不能形成有效的框架体系。如每层核心筒竖向结构混凝土按照常规一次性浇筑，则需要在绑扎核心筒竖向钢筋的同时把每层的钢骨柱固定。交叉作业非常紧密，且安装困难，定位及垂直度难以控制。如核心筒竖向结构混凝土分2次进行浇筑，虽可解决钢骨柱安装问题，但会降低整体施工进度．对工期影响非常大。
通过与设计、业主单位进行沟通，经原设计计算复核确认，同意把与外框梁连接的10根不连续的钢骨柱调整为通长设置，并在核心筒钢骨柱间设置临时钢梁，方便钢柱安装定位及质量控制。其余20根钢骨柱截短与钢板梁同高设置，使钢骨结构设置更趋于合理，便于施工，对工程质量和进度也起到了积极作用，同时也减少了工作量。
3.2核心筒周围的梁节点处理
本工程核心筒四周连接有10根外框钢骨混凝土组合梁及25根钢筋混凝土梁，且所有组合梁和大部分混凝土梁与核心筒都存在一定的夹角。如按照常规的核心筒爬模施工，则需要处理的节点非常复杂，且质量不易保证。经过综合对比，选择了让核心筒与外框结构同步进行施工的方案。经过原设计计算复核并同意，此部分节点的处理方案为：钢骨梁或者钢筋混凝土梁遇型钢柱后在允许的情况下首先选择绕过，如图2a所示。如钢筋无法绕过钢柱时，则可在钢柱上焊接钢筋连接板，钢筋与连接板焊接，如图2b所示。
3.3 组合柱箍筋排布设计
在钢骨混凝土组合结构中，由于钢筋混凝土组合柱箍筋较密，型钢柱腹板厚度较厚，不便于在型钢柱腹板大量开孔；且如果采用箍筋通过型钢骨柱腹板开孔穿过（见图3a），由于开孔较多，绑扎钢筋时，不便于操作，降低效率。通过合理选择箍筋形式，可以使箍筋不穿过型钢柱腹板（见图3b），尽可能地减少钢骨与钢筋的直接交叉。经过原设计计算复核并同意，一般可将组合柱封闭型箍筋调整为开口或者套箍，提高钢筋施工效率。
3.4组合柱梁节点设计
1)钢骨混凝土柱的竖向钢筋在条件允许的情况下尽量避开型钢梁位置，或完全避开型钢梁布置后，在型钢梁翼缘板上下设架立筋。
2)钢骨混凝土梁主筋在条件允许的情况下也应首先选择避开型钢柱，必要时钢筋可按照1：6打弯绕开型钢柱；本工程外框钢骨柱翼缘板宽度为350mm，经过与设计沟通确定所有外框梁钢筋均可弯锚至钢柱内，避免了使用钢筋连接器，降低了难度，方便施工，节点如图4a所示。
3)在型钢牛腿腹板位置需开设柱箍筋孔或者箍筋焊接劲板来保证箍筋在柱牛腿部位顺利连接，如图4b，4c所示。但在方便箍筋绑扎的情况下，应尽量减少现场钢筋焊接，方便施工。
4)倾斜钢柱在变截面节点处的设计，宜在变截面临界的楼层梁标高位置前完成变化，避免组合柱外形尺寸变小后，造成钢筋施工困难。
5)钢柱倾斜节点设计时，倾斜节点宜和下节型钢柱设成一体，柱顶断面宜和倾斜钢柱垂直设置以方便型钢柱的安装。
3.5 钢骨梁对拉螺杆孔设计
钢骨混凝土组合梁截面较大时，为确保浇筑安全需设置模板对拉螺杆。因此在钢结构深化阶段就需要提前考虑在型钢梁腹板预留对拉螺杆孔，在工厂完成加工，对拉螺杆孔需避开型钢梁连接栓焊节点及型钢组拼接头焊缝等位置，如图5所示。
3.6其他注意事项
1)钢骨混凝土梁相交节点或与钢筋混凝土梁相交节点，如果相交部位要通过2排或更多梁的纵向钢筋，那么空间相对紧张，设计时应该充分考虑，留足钢筋空间。
2)钢骨混凝土折梁型钢弯折形式及与钢筋布置关系，需注意保证钢筋的顺利布设和混凝土保护层厚度。
3)钢骨混凝土梁中型钢梁上下翼缘板至混凝土边保护层厚度需满足规范及施工要求。
4)由于钢骨混凝土组合结构节点构造一般相对比较复杂，有时会出现钢筋排布困难。当钢筋确实无法合理排布时，应及时与设计单位沟通调整钢筋排布方式或进行代换。
4 结构施工阶段
4.1 钢结构预埋施工
钢骨混凝土组合结构中柱脚（或支座）锚栓、与核心筒连接钢梁埋件、动臂式塔式起重机埋件等都需要提前预埋。埋件需考虑与钢筋布置协调，埋设定位后需采取措施予以加固。后续构件安装前，需对埋件定位进行测量核对，对于不符合要求的埋件提前进行处理。
4.2钢结构测量定位
钢结构安装测量定位的精度不仅对钢结构后续安装有影响，也直接影响到后续钢筋的绑扎、模板的支设等工序，对工程整体质量也会产生影响。尤其是对倾斜钢骨柱测量需采用全站仪进行精确定位，确保安装误差范围满足规范要求。组合结构中土建和钢结构必须使用同一基准点开展测量工作在施工过程中需定时定期进行相互校核轴线定位，避免不同工序间定位轴线出现偏差。
4.3二次灌浆料施工
为了保证钢结构柱脚或者支座部位混凝土的密实，一般会设置30~ 70mm厚的二次灌浆层，使用高强度无收缩灌浆料填充。灌浆料配制必须由专人负责监督检查，要严格按照产品说明书上的配制比例进行拌制，宜采用机械搅拌，搅拌均匀后方可使用。
4.4钢筋绑扎
钢筋下料之前，技术人员必须对工人做好深化设计图纸中组合结构节点、特殊部位钢筋排布和连接形式等详细交底。
同时需要提前协调好钢筋、预埋件和钢构件安装的施工顺序。柱竖向钢筋接头位置宜躲开钢柱对接焊缝，以方便钢构件安装及焊接。
4.5模板支设
本工程外框钢骨混凝土组合柱均采用组拼式钢模板，钢骨混凝土组合梁采用常规的木模板。钢骨混凝土组合梁中型钢梁腹板开设对拉螺杆孑L，模板支设后可进行对拉。柱模板配置满足层高要求即可，柱顶部与钢梁节点部位可单独配模板，提高模板的周转利用，同时避免柱顶部位与钢梁发生冲突。
对于外框倾斜的钢骨混凝土组合柱需利用投影法控制柱模板斜率，在楼面放设模板定位线，结合图纸弹出倾斜柱模的相关投影线，然后进行测量控制，以确保模板安装精准。
4.6混凝土
组合柱混凝土的浇筑应在钢骨柱四周均匀下料和振捣，混凝土浇筑必须连续作业，边浇筑混凝土边向上缓慢提升振动棒。
组合梁混凝土的浇筑一般混凝土宜从钢梁的一侧开始浇筑，混凝土达到一定高度后，再从两侧同时浇筑，过程中做好振捣，保证浇筑质量。
4.7 统筹施工及专业协调
组合结构施工过程中，在做好技术、施工准备的前提下，需要重点做好专业的统筹安排及专业协调工作，尤其是土建与钢结构专业。
1)组合结构施工中，一般钢结构先进行施工，土建结构后施工。土建和钢结构两个专业之间，应拉开适当的距离。如无法有效拉开作业面时，则需进行分区分段组织流水作业，最大程度地减少土建和钢结构相互交叉影响。
2)组合结构施工中，塔式起重机的使用时间往往是土建和钢结构争抢的资源。应根据各自工序需求及进度要求，专人负责合理调配塔式起重机的使用。塔式起重机吊次不足时，在保证夜间照明及做好安全防护的情况下，如钢筋等土建材料可安排夜间进行吊运。
3)组合结构施工中，当钢结构和钢筋交叉施工特别紧密时，由于钢结构焊缝检测需在焊后24h后进行，故需提前安排好焊缝探伤检测。
4)组合结构施工中，地脚锚栓及动臂式塔式起重机埋件等预埋施工时，土建与钢结构应充分做好配合，确保钢结构预埋件的施工精度。
5 结语
本工程框架柱、梁同为钢骨混凝土的组合结构，具有更好的抗震性能和抗火性能，且将大大减少工程后续的维护检修费用。本工程通过前期的深化设计，对核心筒不连续钢骨暗柱、与核心筒连接梁节点、钢骨混凝土组合柱箍筋、钢骨混凝土组合梁柱节点等部位进行合理有效的处理，降低了施工难度；通过合理安排、工序间紧密衔接，过程中严格地对质量进行控制，使工程能够顺利完成。
