型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的鋼筋節(jié)點(diǎn)設(shè)計深化與施工

鄭根發(fā)（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶400039）

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的鋼筋節(jié)點(diǎn)設(shè)計深化與施工

鄭根發(fā)（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶400039）

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)涉及很多鋼筋節(jié)點(diǎn)，在施工過程中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計、鋼筋排布等對實際施工質(zhì)量影響很大，因此，深化鋼筋節(jié)點(diǎn)設(shè)計，加強(qiáng)各個專業(yè)施工人員的溝通，并綜合考慮各個因素，優(yōu)化設(shè)計方案至關(guān)重要。對此，本文將結(jié)合工程實例，詳細(xì)探究型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的鋼筋節(jié)點(diǎn)設(shè)計深化與施工。

型鋼混凝土；鋼筋節(jié)點(diǎn)；設(shè)計深化與施工措施

1 引言

隨著房屋建筑功能要求日益多樣化，結(jié)構(gòu)高度跨度等不斷增加，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍應(yīng)用于房屋建筑施工中。型鋼混凝土的應(yīng)用有利于減輕房屋整體自重，提高房屋抗震性能，為復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)提供安全可行的計算方案。

2 工程概況

某商業(yè)綜合體造價約1.65億元，總建筑面積約為64895m2，其中某一建筑分項地上19層，地下1層，高度為80.5m，為框架結(jié)構(gòu)。該商業(yè)連體建筑中，某一商業(yè)用樓地上3層，地下1層，高度為18m，為框架結(jié)構(gòu)；另一商業(yè)用樓，地上9層，地下1層，高度為39.2m，為框架結(jié)構(gòu)。

3 型鋼柱與鋼筋梁連接節(jié)點(diǎn)

本工程大量框架柱采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱 （以下簡稱SRC柱），具體為：研究院共21個框架柱，均為SRC柱；附屬樓共10個框架柱，6個框架柱為SRC柱，與SRC柱相連接的梁為普通鋼筋混凝土梁（以下簡稱RC梁），且SRC柱與RC梁之間不設(shè)置型鋼牛腿梁。SRC柱尺寸為800mm×800mm及1000mm×1000mm，最大高度為 6.6m，RC梁截面最大寬度600mm，高度1000mm。SRC柱型鋼及鋼板采用Q235-B級的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，鋼板厚度20mm。

4 本土程型鋼柱與鋼筋梁節(jié)點(diǎn)施土中的設(shè)計優(yōu)化

4.1 連接節(jié)點(diǎn)施工難點(diǎn)

（1）對于SRC柱施工，必須在翼緣或者腹板位置精確預(yù)留鋼筋孔，對于工字型牛腿板在翼緣上的設(shè)置位置，必須保證精確可靠。

（2）SRC柱與RC梁連接節(jié)點(diǎn)的形式比較復(fù)雜，而且RC梁鋼筋是采用工字型牛腿板與SRC柱連接。如果RC梁鋼筋分為上下兩排，則RC梁鋼筋與牛腿板的焊接施工難度也會有所增加。

（3）柱頭節(jié)點(diǎn)由于多根RC梁相交，造成多層鋼筋互相重疊。

4.2 原節(jié)點(diǎn)設(shè)計方案（如圖1）

SRC柱與RC梁連接節(jié)點(diǎn)原設(shè)計方案說明：

RC梁在SRC柱與RC梁連接節(jié)點(diǎn)位置上部與下部分別包含8根鋼筋。當(dāng)梁寬大于SRC柱翼緣寬度時，中間鋼筋通過鋼牛腿與SRC柱連接。主筋與牛腿焊接前應(yīng)先在牛腿上主筋位置焊接綴板，主筋焊在綴板上。

4.3 原設(shè)計方案不足之處

（1）SRC柱與RC梁連接節(jié)點(diǎn)工作面狹窄、部分主筋需要現(xiàn)場仰焊，現(xiàn)場施焊難度較大，焊接質(zhì)量難以保證。

（2）由于RC梁現(xiàn)場綁扎后主筋位置存在一定的安裝偏差，SRC柱牛腿板若事先已在工廠完成焊接，現(xiàn)場施工時無法保證RC梁主筋與牛腿板焊接質(zhì)量。

圖1 SCR柱與RC梁梁面縱筋焊接連接原設(shè)計圖

（3）SRC柱與RC梁連接方式絕大多數(shù)依靠牛腿板，故牛腿板與SRC柱的焊接質(zhì)量至關(guān)重要，很小的缺陷都會影響SRC柱與RC梁節(jié)點(diǎn)傳力性能，甚至引起質(zhì)量事故。

（4）由于鋼牛腿的存在，導(dǎo)致梁柱節(jié)點(diǎn)澆搗混凝土?xí)r振動棒難以插入，梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土澆搗質(zhì)量無法保證。

（5）SRC柱與RC梁連節(jié)點(diǎn)的絕大多數(shù)RC梁主筋需要和牛腿板現(xiàn)場焊接，現(xiàn)場焊接工作量大，關(guān)鍵工序的的施工效果會直接影響工期。

（6）按原設(shè)計方案，需要花費(fèi)大量技術(shù)工時和材料，施工成本較高。

4.4 優(yōu)化后的設(shè)計方案（如圖2）

SCR柱與RC梁連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化后的設(shè)計方案：

（1）經(jīng)過設(shè)計單位結(jié)構(gòu)核算，采用等強(qiáng)度鋼筋代換，在保證承載能力的前提下加大RC梁主筋直徑，減小主筋數(shù)量：上排主筋由8根減小為6根，下排主筋由6根減小為4根。

圖2 SCR柱與RC梁梁面縱筋焊接連接優(yōu)化設(shè)計圖

（2）當(dāng)RC梁梁寬與SRC柱翼緣寬度差值大于120mm鋼筋保護(hù)層厚度與鋼筋直徑之和時，中間鋼筋穿入SRC柱翼緣孔內(nèi)，在柱內(nèi)型鋼翼緣上預(yù)留貫穿孔的做法經(jīng)過設(shè)計單位按柱端最不利組合的M，N驗算，預(yù)留孔截面承載能力符合要求，不需要補(bǔ)強(qiáng)。

（3）如果RC梁的寬度與SRC柱翼緣的寬度的差值在120mm以內(nèi)，并且當(dāng)鋼筋保護(hù)層厚度與鋼筋直徑之和或者RC梁寬小于SRC柱翼緣寬度時，RC梁角部鋼筋可以通過優(yōu)化方案，保證鋼牛腿與SRC柱的有效連接。將中間鋼筋穿入SRC柱翼緣孔內(nèi)，與上述（2）相同，無需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

（4）優(yōu)化牛腿板構(gòu)造，將角部鋼筋焊接于豎向牛腿板上，增加了工作面空間，避免仰焊，使焊接工作更容易操作，是保證焊接質(zhì)量的重要條件。

（5）在保證SRC柱牛腿板在工廠焊接的前提下，調(diào)整現(xiàn)場RC梁主筋綁扎順序，先將RC梁主筋焊接于牛腿板再綁扎RC梁箍筋，減小主筋安裝偏差。

（6）SRC柱在工廠預(yù)先放樣RC梁主筋位置，然后在翼緣板主梁鋼筋穿入位置預(yù)先采用機(jī)械式開孔，開孔面積嚴(yán)格按照設(shè)計單位核算結(jié)果，使梁柱節(jié)點(diǎn)位置部分梁主筋能夠直接貫通連接。

（7）改變牛腿板構(gòu)造，增加了梁柱節(jié)點(diǎn)工作面空間，便于澆搗混凝土，保證了梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土澆搗的施工質(zhì)量。

（8）由于現(xiàn)場焊接工作量減小，縮短了本工程關(guān)鍵工序持續(xù)時間，保證了工期目標(biāo)的實現(xiàn)。

（9）優(yōu)化后的設(shè)計方案，較原方案減小了人工和材料費(fèi)，節(jié)約了施工成本。優(yōu)化后的方案簡化了施工難度，因此提高了施工人員的工作效率，縮短了關(guān)鍵工序的持續(xù)時間。

5 型鋼組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)常用施工方法

5.1 打孔法

根據(jù) 《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ138-2001）規(guī)定，型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁的梁柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用剛性連接，梁的縱向鋼筋應(yīng)伸入柱節(jié)點(diǎn)，且應(yīng)滿足鋼筋錨固要求。柱內(nèi)型鋼的截面型式和縱向鋼筋的配置，應(yīng)該盡量保證梁縱向鋼筋的貫穿，在設(shè)計方案上應(yīng)該盡量減少梁縱向鋼筋穿過柱內(nèi)型鋼柱的數(shù)量，而且不宜穿過型鋼翼緣，同時也不應(yīng)該與柱內(nèi)型鋼進(jìn)行直接焊接連接；如果必須在柱內(nèi)型鋼腹板上預(yù)留貫穿孔，則型鋼腹板截面損失率應(yīng)該控制在腹板面積25%以內(nèi)；如果必須在柱內(nèi)型鋼翼緣上預(yù)留貫穿孔，則應(yīng)該按柱端最不利組合的M，N驗算預(yù)留孔截面的承載能力，如果無法滿足承載力要求時，則應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。打孔法如圖3所示。

圖3 梁型鋼腹板和連接托座預(yù)留孔示意圖

5.2 鋼牛腿連接法

鋼牛腿設(shè)置如圖4所示，在設(shè)計過程中，需要考慮以下幾點(diǎn)：設(shè)置鋼筋保護(hù)層；橫向梁主筋與縱向梁主筋打孔貫通部位在豎向高度上應(yīng)相互錯開；牛腿翼緣板在柱主筋通過位置需要開孔等。為了保證結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度，梁柱連接節(jié)點(diǎn)鋼筋往往設(shè)置較多，需要在設(shè)計單位同意的前提下根據(jù)現(xiàn)場實際情況對鋼筋進(jìn)行等強(qiáng)代換或調(diào)整鋼筋上下排布置。

圖4 鋼牛腿連接法

5.3 鋼筋連接套筒

鋼筋連接套筒連接方式如圖5所示。此連接方式要求連接套筒的鋼材為不低于Q345B的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，此連接方式能解決穿孔連接方式削弱型鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及鋼牛腿連接方式用鋼量增加的問題，能夠加快施工進(jìn)度并降低成本。

5.4 型鋼混凝土梁主筋與柱型鋼翼緣板連接

梁主筋與型鋼混凝土柱連接如圖6所示。梁上下排鋼筋的最外兩側(cè)鋼筋彎折后從外側(cè)繞過柱型鋼，但彎折彎度不應(yīng)超過1：6，因此受梁、柱尺寸限制。當(dāng)梁主筋較大時鋼筋加工難度較大且與其他梁筋連接時不易施工。

6 結(jié)語

本文主要介紹了型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱與鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)常用的施工方法，并結(jié)合工程實例，詳細(xì)分析了梁柱節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計的過程，指導(dǎo)性和可操作性較強(qiáng)，為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的順利實施提供了技術(shù)保證，以期為今后的類似工

程提供實踐經(jīng)驗。

[1]陳敏敏，吳學(xué)軍，熊 壯，等.型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼骨開孔與穿筋深化設(shè)計[J].施工技術(shù)，2013（08）：12～16.

圖6 梁主筋與型鋼混凝土柱連接示意圖

[2]王續(xù)東.談型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制[J].山西建筑，2013（05）：212～213.

[3]吳 晨.淺談型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁、柱鋼筋綁扎施工方法[J].建設(shè)科技，2014（11）：116.

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2095-2066（2016）05-0143-03

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