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钢管芯钢筋混凝土柱结构施工工法

1.前言

钢管芯钢筋混凝土柱是特殊的型钢混凝土结构，它不受含钢率限制，刚度大，承载能力高，结

构耐久性和耐火度优良。在超高层建筑中，结合钢结构的强度、延性好和混凝土结构刚度好、单价

低的优点,能有效提高承载力，减小柱的断面尺寸，提高抗震性。钢管芯钢筋混凝土柱与H型、十字

型型钢混凝土柱区别就是钢管芯混凝土柱在柱中央设有钢管芯，外围还有大直径受力纵筋，钢管芯

混凝土柱结构受力低于钢管砼结构但优于H型、十字型型钢混凝土柱结构，耗钢量略大于H型、十

字型型钢混凝土柱结构但少于钢管砼柱结构。因此在超高层建筑物中作为中段受力柱结构，上下段

分别为钢管砼柱结构和H型、十字型型钢混凝土柱结构。我司在工程实践中总结编写了本工法。

2.工法特点

2.0.1施工中各工种协调部署要求高，包括钢结构制造与安装、钢筋制安、钢模板安装、混凝

土浇筑等。

2.0.2钢管芯、翅片芯等构件可实行工厂化制作，可保证尺寸要求，以便于现场安装。并且有

利于节省工期和文明施工。

2.0.3构件焊接量大，焊接技术要求高。

3.适用范围

本工法适用于超高层建筑中现浇钢管芯钢筋砼柱结构。

4.工艺原理

钢管芯混凝土结构柱是在圆型普通混凝土柱中间设有钢管芯，以提高承载力，减小柱的断面尺

寸，提高抗震性，满足力学和建筑构造要求。施工中，先根据设计图纸在工厂制作钢管芯与连接翅

片芯，运至施工现场后进行安装，在楼层梁柱结点处为满足梁柱钢筋布设,断开钢管芯而用连接翅片

芯相连接，再安装内箍筋、砼柱纵筋和螺旋箍,接着安装钢模，最后浇筑芯内微膨胀砼和柱砼。

5.工艺流程及操作要点

5．1、施工工艺流程：

钢管芯与连接翅片制作→钢管芯与连接翅片现场安装→安装内箍筋、柱纵筋和螺旋箍→安装钢模

→浇筑芯内微膨胀混凝土与浇筑混凝土柱砼→模

钢拆除→柱养护

图1.施工工艺流程

5．2施工要点

5.2.1连接翅片芯与钢管芯制作

连接翅片芯与钢管芯由工厂集中制作。

1）连接翅片芯有a、b型，是在φ16的无缝钢管径向呈90°焊接4片20mm厚的钢板，钢板高

度有1400mm、800mm、2100mm等。a型翅片芯用于上下层柱的钢管芯与钢管芯连接，宽度伸出钢

管芯管外侧12mm；b型翅片芯用于钢管芯柱与钢管柱的连接，宽度伸出钢管柱管外侧12mm；满足

焊接要求。用D=210mm、t=12mm、中心留φ60mm孔的环形钢板封焊芯管下口。

图2.连接翅片芯截面图

2）钢管芯采用12mm厚Q235B钢材卷制而成。钢管芯按楼层分段。

其制作工艺：放样→切割→卷制→焊接→检验与补焊

制作的难点主要在于卷制，卷管制作技术措施：

(a)、根据钢板的规格尺寸，划出每段管芯的排版图。

(b)、钢板在卷管前，先压头，使钢板卷管的接口焊缝不出现棱角直段，以保证卷管的圆度要求。

(c)、卷管过程中，卷管方向应与钢板压延方向一致，并严格控制椭圆度、焊缝间隙，错边量。

钢板卷管的焊接采用埋弧自动焊的方法，焊接时电流、电压及焊接速度应工艺参数和相关规程

操作，所有焊缝均应满足一级焊缝的要求，并按规定进行100%超声波探伤检查。

组装前应熟悉柱加工图，仔细核对零件的几何尺寸及各零、部件之间的连接关系，认真检查组

装用零件的编号、材质、尺寸、数量、平直度、切割精度等是否与图纸及工艺要求相符。

5.2.2连接翅片芯与钢管芯的连接

为便于现场安装，须事先在工厂将连接翅片芯先安装于钢管芯上。钢管芯钢管两端沿轴线切割

4处22mm宽缝槽，缝槽深为300mm，切割缝槽可在钢管芯钢管卷制后进行。将连接翅片芯插入钢

管芯钢管缝槽内，钢管芯钢管与翅片满焊，并且保证其同圆度，消除应力，备用。

5.2.3钢管芯的安装

a、钢管砼柱与钢管芯柱相连

图3.钢管混凝土柱与钢管芯连