勁性混凝土梁柱節點處深化設計的應用

李 敏

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030006)

勁性混凝土梁柱節點處深化設計的應用

李 敏

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030006)

結合工程實例，對勁性混凝土組合結構施工時梁柱節點區域的穿筋、連接、箍筋綁扎等施工難題進行了研究，并從梁柱節點設計深化入手，運用軟件建立了三維模型，據此細化了節點，提升了鋼骨混凝土結構梁柱連接的精度。

鋼骨混凝土梁柱節點深化設計，CAD制圖，安裝施工

0 引言

鋼骨混凝土組合結構具有鋼結構和混凝土結構的雙重優點，在建筑工程中已廣泛應用。但在型鋼混凝土組合結構實際施工時，對梁柱節點域處的穿筋、連接、綁扎各專業施工的銜接等方面很容易產生問題，由于梁、柱型鋼的截面尺寸大，且鋼筋粗、數量多，造成梁柱節點的處理復雜。如何真正有效地解決鋼骨混凝土梁柱節點問題是我們施工過程中面臨的一項科技攻關課題。

1 工程概況及施工難點

我單位施工的太原市公安局業務技術用房工程1號樓、3號樓主體結構中部分框架柱采用勁性鋼柱結構，型鋼為H型鋼柱，其結構形式為型鋼外面包混凝土的構件，如圖1所示。在勁性鋼柱中，型鋼的對接采用焊接連接，焊縫等級為一級；型鋼與混凝土梁鋼筋的連接采用機械連接，型鋼腹板方向為型鋼開孔，鋼筋直接穿過腹板，型鋼翼緣板方向為翼緣板上焊接直螺紋套筒與鋼筋機械連接。鋼骨柱鋼骨梁節點鋼筋連接示意圖見圖2。以3號樓為例，3號樓鋼骨混凝土組合結構柱，標高從基礎底標高到27.9 m，采用H型鋼加工而成，共計50根；其中H500×300×25×25共有26根，H850×300×30×30共有24根。在3層，5層，7層設置鋼筋混凝土鋼骨梁，其中3層1根，型號為H1 500×300×25×25，5層，7層各4根，共計9根,其中H1 700×300×25×25共計6根，H1 200×300×20×20共計2根。型鋼與混凝土鋼筋的連接方法為：鋼筋穿型鋼腹板方向時，型鋼腹板開孔，使鋼筋通長穿過，腹板開孔尺寸應滿足規范要求；鋼筋穿型鋼翼緣板方向時，型鋼翼緣板上焊接直螺紋套筒，與鋼筋采用機械連接法連接。3號樓構件布置圖見圖3。該工程中鋼骨柱多，型鋼柱、梁截面尺寸大，梁柱節點域處的穿筋、連接、箍筋綁扎等方面施工難以控制。在工程施工中，型鋼的每個節點位置尺寸都直接影響工序的施工，型鋼的開孔位置及套筒焊接位置都必須符合設計要求，才能滿足土建鋼筋及模板工序的施工。所以為滿足施工及設計要求，對每個型鋼節點都需進行點深化設計。通過確定鋼筋與鋼骨柱的配合關系，用來指導工程施工。

2 節點深化設計

鋼結構二次深化設計是鋼骨梁鋼骨柱節點順利施工的前提，在進行鋼結構二次深化設計的過程中，首先根據樓層將鋼骨柱分段，施工將每兩層劃分為一個施工段，減少現場焊接節點；同時將鋼骨柱拼接位置定為超出樓板頂1.3 m，利于焊工操作,再根據設計圖紙來確定梁柱節點位置。

通過對設計圖紙的熟悉，掌握型鋼的布置，標高及長度，以及與其相配合的混凝土柱、梁的截面尺寸、標高位置及配筋分布，通過計算來確定鋼骨柱鋼骨梁與鋼筋的對應關系。確定好對應關系后，利用CAD制圖將每層構件梁柱節點處鋼結構及鋼筋的交叉關系，鋼構件穿筋孔、滾軋直螺紋焊接等的位置直觀的繪制于圖紙上，使腹板開孔、直螺紋套筒焊接位置的準確性大大提高。

鋼骨柱節點見圖4，圖5。

通過繪制鋼柱節點詳圖，可以清晰顯示混凝土梁與鋼柱的位置關系。繪制完節點詳圖后，為驗算其準確性，通過Xsteel建模對勁性節點進行模擬，提前清晰的反映梁柱節點中鋼結構及鋼筋的交叉關系，可以直觀的檢查出其相對位置關系是否有沖突重合的現象，以便及時更正，并且對鋼構件穿筋孔、滾軋直螺紋焊接等的設置，以及節點處鋼筋的下料提供了直觀的參考依據，從而使腹板開孔、焊接套筒位置的準確性大大提高。在確認核實無誤后于構件制作廠加工。

3 現場施工

根據設計圖紙要求腹板方向鋼筋穿過鋼柱腹板，梁腹板開孔后，梁截面受到一定程度的削弱，首先要保證腹板截面面積的削弱不會影響構件正常使用，根據04SG523型鋼混凝土組合構造圖集要求，腹板開孔面積損失率不得大于25%，當型鋼腹板截面損失率大于25%時，應對腹板補強，鋼柱開孔采用磁力鉆于車間進行開孔，嚴格控制開孔位置尺寸，確保工程質量(見圖6)。

翼緣板方向采用焊接直螺紋套筒，連接工藝原理使用于連接的套筒具有可焊性，可方便實現與型鋼柱間的焊接連接；套筒的直徑及螺紋絲扣應與鋼筋相同，可方便實現框架梁筋與框架梁間的連接；連接施工時由持證焊工先將帶有內螺紋的可焊性套筒按指定位置焊接在型鋼柱上，將帶有右旋螺紋的鋼筋旋入可焊性套筒并連接牢固，由焊縫和螺紋共同傳力的一種鋼筋等強度連接方法。在現場實際施工過程中，由于土建結構與鋼結構的交叉作業，標高軸線等會有些許偏差，導致部分直螺紋套筒不能利用，工程質量受到影響。為此我們采取部分套筒于鋼柱安裝完畢后進行焊接，這樣可以避免由于安裝誤差導致的混凝土梁保護層不符合規范要求的情況，確保工程質量(見圖7)。

在套筒焊接完成后可以進行焊縫磁粉探傷，進行焊縫外觀質量檢查(見圖8)。

4 注意事項

鋼構件的制作質量是鋼結構工程施工的重要影響部分。在本工程施工中，除型鋼截面尺寸、板材規格、腹板中心偏移、翼緣板垂直度等控制點外，鋼柱鋼梁深化設計節點更要嚴格控制，型鋼腹板開孔應符合規范要求，超出規范要求的要對腹板進行補強，孔距與配合的鋼筋尺寸要相符；開孔位置及標高要與鋼筋配筋相符。翼緣板焊接套筒的位置、套筒材質、規格應符合設計要求，套筒材質應與焊接母材相近，易于焊接。型鋼翼緣板方向的螺紋套筒位置與腹板方向的開孔位置應按鋼筋排布先主梁后次梁的關系進行布置，避免鋼筋工程施工時的交叉影響。

5 結語

通過鋼骨混凝土結構梁柱節點的深化設計，利用計算機采用CAD繪圖、Xsteel建模，清晰地反映梁柱節點中鋼結構及鋼筋的交叉關系，保證了鋼筋定位的準確性。施工過程中通過嚴格的執行與控制，不僅加快施工進度，而且提升了鋼骨混凝土結構梁柱連接的工程質量和節點域承載能力。為今后類似工程的施工起到了借鑒作用。

Application of deepen design of steel-reinforced concrete beam-column joint

Li Min

(Shanxi1stConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with engineering examples, the paper studies the steel-reinforced concrete structure construction difficulties including steel tendon, connection, and binding in beam-column joint region. Starting from the aspect of deepeen design of beam-column joint, it establishes three-dimensional model with software, and specifies the joint. As a result, it improves the beam-column connection accuracy of steel-reinforced concrete.

deepen design of steel-reinforced concrete beam-column joint, CAD charting, installation construction

2015-08-27

李 敏(1973- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0123-02

TU375

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