型鋼混凝土組合結構的鋼筋節點設計深化與施工

鄭根發（中機中聯工程有限公司，重慶400039）

型鋼混凝土組合結構的鋼筋節點設計深化與施工

鄭根發（中機中聯工程有限公司，重慶400039）

型鋼混凝土組合結構涉及很多鋼筋節點，在施工過程中，節點設計、鋼筋排布等對實際施工質量影響很大，因此，深化鋼筋節點設計，加強各個專業施工人員的溝通，并綜合考慮各個因素，優化設計方案至關重要。對此，本文將結合工程實例，詳細探究型鋼混凝土組合結構的鋼筋節點設計深化與施工。

型鋼混凝土；鋼筋節點；設計深化與施工措施

1 引言

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

2 工程概況

某商業綜合體造價約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，為框架結構。該商業連體建筑中，某一商業用樓地上3層，地下1層，高度為18m，為框架結構；另一商業用樓，地上9層，地下1層，高度為39.2m，為框架結構。

3 型鋼柱與鋼筋梁連接節點

本工程大量框架柱采用型鋼混凝土組合結構柱 （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級的低合金高強度結構鋼，鋼板厚度20mm。

4 本土程型鋼柱與鋼筋梁節點施土中的設計優化

4.1 連接節點施工難點

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

（2）SRC柱與RC梁連接節點的形式比較復雜，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）柱頭節點由于多根RC梁相交，造成多層鋼筋互相重疊。

4.2 原節點設計方案（如圖1）

SRC柱與RC梁連接節點原設計方案說明：

RC梁在SRC柱與RC梁連接節點位置上部與下部分別包含8根鋼筋。當梁寬大于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先在牛腿上主筋位置焊接綴板，主筋焊在綴板上。

4.3 原設計方案不足之處

（1）SRC柱與RC梁連接節點工作面狹窄、部分主筋需要現場仰焊，現場施焊難度較大，焊接質量難以保證。

（2）由于RC梁現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，現場施工時無法保證RC梁主筋與牛腿板焊接質量。

圖1 SCR柱與RC梁梁面縱筋焊接連接原設計圖

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

（4）由于鋼牛腿的存在，導致梁柱節點澆搗混凝土時振動棒難以插入，梁柱節點混凝土澆搗質量無法保證。

（5）SRC柱與RC梁連節點的絕大多數RC梁主筋需要和牛腿板現場焊接，現場焊接工作量大，關鍵工序的的施工效果會直接影響工期。

（6）按原設計方案，需要花費大量技術工時和材料，施工成本較高。

4.4 優化后的設計方案（如圖2）

SCR柱與RC梁連接節點優化后的設計方案：

（1）經過設計單位結構核算，采用等強度鋼筋代換，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化設計圖

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

（3）如果RC梁的寬度與SRC柱翼緣的寬度的差值在120mm以內，并且當鋼筋保護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，與上述（2）相同，無需進行補強。

（4）優化牛腿板構造，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，調整現場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柱在工廠預先放樣RC梁主筋位置，然后在翼緣板主梁鋼筋穿入位置預先采用機械式開孔，開孔面積嚴格按照設計單位核算結果，使梁柱節點位置部分梁主筋能夠直接貫通連接。

（7）改變牛腿板構造，增加了梁柱節點工作面空間，便于澆搗混凝土，保證了梁柱節點混凝土澆搗的施工質量。

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

（9）優化后的設計方案，較原方案減小了人工和材料費，節約了施工成本。優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，縮短了關鍵工序的持續時間。

5 型鋼組合結構節點常用施工方法

5.1 打孔法

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

圖3 梁型鋼腹板和連接托座預留孔示意圖

5.2 鋼牛腿連接法

鋼牛腿設置如圖4所示，在設計過程中，需要考慮以下幾點：設置鋼筋保護層；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。為了保證結構本身強度，梁柱連接節點鋼筋往往設置較多，需要在設計單位同意的前提下根據現場實際情況對鋼筋進行等強代換或調整鋼筋上下排布置。

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的低合金高強度結構鋼，此連接方式能解決穿孔連接方式削弱型鋼結構的強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鋼筋彎折后從外側繞過柱型鋼，但彎折彎度不應超過1：6，因此受梁、柱尺寸限制。當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 結語

本文主要介紹了型鋼混凝土組合結構柱與鋼筋混凝土梁連接節點常用的施工方法，并結合工程實例，詳細分析了梁柱節點優化設計的過程，指導性和可操作性較強，為型鋼混凝土組合結構的順利實施提供了技術保證，以期為今后的類似工

程提供實踐經驗。

[1]陳敏敏，吳學軍，熊 壯，等.型鋼混凝土組合結構鋼骨開孔與穿筋深化設計[J].施工技術，2013（08）：12～16.

圖6 梁主筋與型鋼混凝土柱連接示意圖

[2]王續東.談型鋼混凝土組合結構施工質量控制[J].山西建筑，2013（05）：212～213.

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

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2095-2066（2016）05-0143-03

2016-1-10