型钢混凝土结构是一种结合了钢结构和混凝土结构优势的复合结构形式,主要应用于高层建筑和大跨度结构中。这种结构的特点显著,包括:
1. **承载能力增强**:型钢混凝土构件的承载力远高于普通钢筋混凝土构件,可以减小构件截面尺寸,从而增加使用面积并降低建筑层高,对高层建筑的经济效益尤其有利。
2. **施工效率高**:型钢预先形成钢结构,可承受自重和施工荷载,无需额外支撑,模板可以直接固定在型钢上,降低模板成本,加快施工进度。同时,不必等待混凝土完全固化即可进行上层施工,有效缩短工期。
3. **耐火与耐久性**:型钢混凝土结构的耐火性和耐久性优于钢结构,混凝土外包层参与工作,共同受力,可以节省大量钢材。
4. **抗震性能优越**:实腹式型钢混凝土结构的延性增强,抗震性能良好。
在构造方面,型钢混凝土结构主要包括以下几个关键部分:
- **型钢混凝土构件**:由型钢、纵向钢筋和箍筋组成,分为实腹式和空腹式,前者制作简单、承载力大,后者节省材料但制作成本高。
- **梁柱节点构造**:要求内力传递清晰,避免局部应力集中,主筋布置不影响混凝土浇筑,型钢焊接便捷。梁柱节点的柱主筋通常位于柱角,而梁主筋则需要穿过型钢柱腹板。
- **柱脚节点构造**:分为型钢不埋入基础和型钢伸入基础两种情况,前者需要钢底板锚固,后者型钢埋入足够深度可省去计算。
- **保护层**:根据耐火极限、钢筋锈蚀等因素确定混凝土保护层的厚度,以确保型钢和钢筋的防火性能。
- **剪力连接件**:由于型钢与混凝土的粘结应力较低,有时需要设置剪力连接件(如圆柱头焊钉)以保证两者共同工作。
在施工过程中,型钢骨架的安装和钢筋绑扎遵循钢结构施工标准,确保垂直度和准确性。柱的型钢骨架上预留给钢筋的孔洞需要相互错开,梁翼缘下的孔洞用于排除空气和浇筑混凝土。钢筋绑扎时,柱的纵向钢筋设在四角或无梁区域,柱的箍筋分段焊接,并避免直接焊在梁腹板上。
模板与混凝土浇筑是施工的关键步骤,需确保模板稳定,混凝土浇筑均匀,以形成紧密的型钢混凝土整体。在整个施工过程中,必须严格按照设计要求和施工规范进行,确保结构的安全和质量。