（中铁十六局集团第四工程有限公司，北京 101400）

1 前言

钢骨砼结构在国内建筑工程中越来越广泛地被应用于公共建筑的大跨度结构、高层建筑等，各种类型的型钢柱与钢筋砼的良好结合能使二者充分发挥各自的优异性能，为设计人员在优化结构构件的截面上提供更多的选择。

钢骨砼（SRC）结构是指在型钢外围配置钢筋并浇筑砼的一种组合结构。基本构件为钢骨砼梁和柱，其中钢骨砼柱又简称SRC 柱。

昆明市官渡区人民医院迁建项目住院楼工程，抗震设防烈度8 度，抗震设防类别为重点设防类（乙类）。地上19 层，地下3 层（含一层夹层）；一层层高为5.1m，其余楼层层高为3.9m，建筑高度为75.65m。采用现浇钢筋砼框架-剪力墙结构，其中部分柱采用钢骨砼柱。

本文以该工程为切入点，简要介绍了钢骨砼柱的概况，并详细说明了工程中钢骨砼柱的施工工艺。

2 SRC柱基本特点

在SRC 柱中，型钢与外包钢筋砼形成整体，共同承担外荷载作用，可充分利用二者各自的优异性能。与钢筋砼柱相比，SRC 柱截面配置了型钢，承载能力、刚度等都有很大程度的提高；同时实腹式型钢的SRC 柱，抗剪承载力有很大提高，并且构件的延性获得了提高。较之与钢结构柱，SRC 结构节约钢材，造价低；同时型钢外包砼能有效防止构件的局部屈曲，提高了整体刚度。外包砼同时也改善了结构的耐久性和耐火性能，避免了钢结构需要经常维护的弱点。另外，在钢骨砼结构中配置的型钢，本身可作为承重骨架，承受施工荷载，便于施工。

总之，SRC 柱具有刚度大、延性好、抗震能力强，防火防腐性能好等优点，因此越来越广泛地被用于高层及高耸结构、地震区的建筑物、承受大荷载的结构以及大跨结构等，为工程结构抗震减震开辟了一条全新的途径。

3 SRC柱的设计与计算

试验表明，钢骨混凝土结构与钢筋混凝土结构的基本受力情况是相似的。SRC 柱正截面受压承载力分成两部分，砼、纵向钢筋、型钢翼缘承受一部分；另一部分由型钢腹板承受。钢骨砼柱正截面承载力计算应按以下基本假定计算。

1)截面始终为平面。

2)砼的抗拉强度不考虑。

4)型钢腹板的应力图简化成等效矩形应力图形。

5)钢筋、型钢的应力等于钢筋、型钢应变与弹性模量相乘，其绝对值不应大于与其相应的强度设计值；纵向受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变取为0.01。

考虑地震设计的轴心受压柱正截面受压承载力应符合公式(1)的规定

式中，N为轴向压力设计值；Ac、分别代表砼、钢筋、型钢的截面面积；fc、、fa分别代表砼、钢筋、型钢的抗压强度设计值；为轴心受压柱稳定系数。

考虑地震设计的偏心受压柱正截面受压承载力应符合公式（2）、（3）的规定

式中，Maw为型钢腹板承受的轴向合力对受拉或受压较小边型钢翼缘和纵向钢筋合力点的力矩；Naw为型钢腹板承受的轴向合力。

4 SRC柱一般规定及构造要求

钢骨砼框架柱受力型钢的含钢率不宜低于4%，且不宜超过15%。当含钢率超过15%时，应适当增加纵向钢筋与箍筋的配筋量，并宜专门研究。型钢的砼保护层最小厚度不宜小于200mm。

钢骨砼柱的纵向受力钢筋直径不宜小于16mm；柱内纵向钢筋净距不宜小于50mm，且不宜大于250mm。纵向钢筋最小锚固长度、搭接长度应符合现行国家标准的规定。

5 SRC柱施工工艺

钢骨砼柱所具有的施工难点主要包括：型钢柱垂直方向精度控制要求高；标准层施工工期较短，钢柱的吊装、梁钢筋与柱的搭接、砼浇筑等各种工序的交错施工，施工难度大；型钢柱砼浇筑、柱与上部梁交接处节点施工质量要求高；型钢柱的焊接质量控制和一级焊缝探伤检测，均应满足设计要求。

官渡区人民医院住院楼工程采用钢骨砼柱，分为A－P 型共15 种类型，钢骨为型钢。部分断面如图1 和图2 所示。具体施工流程如下。

图1 A型型钢砼柱截面（mm）

图2 B型型钢砼柱截面（mm）

5.1 型钢加工

切割前先去除母材表面的油污、铁锈和潮气，切割后气割表面应光滑无裂纹，除去所有表面残渣。切割后矫正钢材。考虑焊接变形后选择合理的焊接顺序，尽量采用对称焊接。

5.2 钢骨吊装

根据钢骨砼柱每次浇筑高度分节吊装钢骨，采用塔机进行吊装，就位后进行临时固定，经校正检验合格后再进行加固，然后与上一节已安装好的钢骨焊接。钢骨砼中钢柱安装流程，如图3所示。

第一节钢柱吊装时，先对基础进行找平，清理作业区域，在螺栓四面根据要求使用垫铁组调整钢柱标高。以旋转法一次起吊，起吊时注意避免拖拉和斜扯。每根钢柱吊装完成后，用缆风绳将其拉住，然后对其进行校正，并及时将缆风绳收紧。

第一节钢柱的吊装，安装前要对预埋件进行复测，并在基础上进行放线。根据钢柱的底标高调整好螺杆上的螺帽。为便于吊装钢丝绳的解钩和钢梁安装时人员上下施工的便利以及施工安全，钢柱吊装前还需在钢柱上固定好爬梯并套好安全绳，然后钢柱直接安装就位，见图4。

图3 钢柱安装流程图

图4 钢柱安装就位示意图

当螺杆长度影响螺帽调整时，垫块可放置在钢柱的四角，测量人员跟踪抄平，使钢柱直接安装到位。吊装校正完毕钢柱及相应钢梁后，及时对地脚进行二次灌浆，使钢柱进一步稳固。

地上钢柱吊装时，钢柱上部设立吊点，吊点采用4 块临时附着耳板。吊装前，应先清理干净下节底部的钢柱顶面和本节钢柱底面，保证对接接头与顶面接触。初步校正后，拉缆风绳临时固定。

5.3 钢筋绑扎

柱、梁和剪力墙钢筋通过钢柱缠绕在一起。在施工中，应考虑各种钢筋插入顺序，以便于更好的施工。由于钢骨砼结构中钢筋密集，如处理不好，既满足不了规范要求，还很可能影响到结构安全。所以，钢筋在钢骨柱、梁中的节点处理是很重要的，施工中要尽可能减少对钢骨柱、梁断面的影响，当梁、柱内钢筋不能避开钢筋时，采用以下规则：钢筋采用钢筋塞焊法在型钢上预焊，现场钢筋采用直螺纹套筒连接。

5.4 立模

根据现场情况合理选择模板材料和支模方法，钢骨砼模板与普通砼模板不同之处在于钢骨砼中有钢骨骨架，砼未硬化前，钢骨可作为钢结构承受荷载，即可在施工中承受砼的重量和施工荷载。

5.5 SRC柱浇筑砼

为确保砼的浇筑质量，需采取以下措施。

1）考虑到钢骨砼柱层高较高，因此在浇筑前需在钢骨柱四周搭设施工操作平台，平台应稳固，并需设有安全围挡。

2）钢柱砼采用砼泵泵送和布料杆下料。由于钢骨柱砼浇筑高度高，施工中可使用DN100 的长细软管接在布料杆前端，保证它能穿过下料孔，同时略微加大砼坍落度。

3）待钢骨柱钢筋绑扎好、柱模板支设完后，进行砼的浇筑。浇筑前，砼接触面应保持湿润。为了避免砼粗集料自由落下的反弹现象，将细软管插入下进料口进行第一次进料，使软管离砼表面的高度小于1m。

4）钢骨内砼用立式手工浇筑法，分层浇筑，分层振捣，分层厚度控制为0.5m，布料杆软管边下料边提升，同时以插入式高频振动棒振捣，上下振动，垂直且缓慢拔棒。

5）当砼浇筑到要求标高处时，改用普通型振动棒振捣，并适当控制振捣时间，使砼中石子不完全下沉，呈均匀分布。

6）为确保水泥充分水化，以防水分流失，砼施工完成后，立即用湿的阻燃草袋覆盖钢骨柱的砼表面。在砼终凝前，每隔0.5h 用人工湿润的阻燃草袋，以保证阻燃草袋的吸水饱和度。砼终凝后，表面仍用阻燃草袋覆盖，浇水养护，直至上部砼浇筑完毕。

6 结语

钢骨砼结构的优异性能和良好的技术经济指标使其前景十分光明，随着工程应用不断发展扩大，可以预想钢骨砼结构将成为继砼结构、钢结构之后的必不可少结构形式之一。