曹曉霞 山西昌興致誠建筑工程有限公司
把型鋼插入鋼筋混凝土中的結構形式叫做型鋼混凝土組合結構,在超高層建筑以及大跨度結構中,這種型鋼混凝土結構應用較為廣泛。鋼筋混凝土中加入型鋼以后,由于型鋼良好的延展性以及強度使得這種組合結構具備很強的承載能力與剛度,抗震性能也得到了很大的提高。節點施工是型鋼混凝土結構中最重要的一環,形式復雜,連接多樣,施工難度也很高。當前如何進行節點施工,保證施工質量降低施工難度已經成為了型鋼混凝土組合結構研究的新課題,本文通過實際工程對該問題進行了探究。
在相關的施工規范中規定鋼筋不應當穿過型鋼柱的翼緣,也不能夠與型鋼直接進行焊接。所以,一般在施工中通過鋼筋直螺紋連接器、鋼筋連接板進行鋼筋與鋼骨的連接,或者在型鋼上進行穿孔連接。這些施工方法各自都有優點與缺點。
采用直螺紋連接器指的是鋼筋混凝土梁的上下受力鋼筋與對應的型鋼柱受力部位的連接,這種施工工藝在工廠的構件制作中先把連接器焊接在型鋼柱上,現場施工的時候在鋼筋上直接滾扎出直螺紋,然后將鋼筋與連接器連接擰緊。
鋼筋連接板指的是在型鋼柱對應混凝土梁上下縱筋的位置設置連接板,將鋼筋連接到連接板上進行節點連接,采用這種連接方式能夠降低現場施工的精度要求,較好地應對鋼筋位置偏離等情況,因此連接的效率較高,工程變更起來方便。
型鋼柱穿孔連接是指混凝土梁對應的縱橫向鋼筋位置在對應部位開孔連接,鋼筋貫穿型鋼的腹板。這種方法的施工是在工廠生產中進行腹板開孔,現場施工時直接穿過孔洞進行連接。這種連接方法的現場施工比較簡單,縱向梁鋼筋甚至不需要斷開,因此梁鋼筋的施工質量可以得到有效保證,有利于結構安全與質量。
如果施工的建筑樓層較少,結構簡單,可以只在混凝土框架柱上設置型鋼,常用的一些型鋼種類有焊接十字形、焊接H形、焊接箱形等,對于不同的結構可以采用不同的截面,由于不同節點的鋼筋與型鋼柱的連接位置不同,因此也可以混合搭配使用上述的幾種鋼筋連接方式。
根據框架梁與型鋼柱的連接角度和型鋼柱的特點,節點的連接主要采用兩種:如果框架梁的縱向鋼筋與H 形鋼柱的翼緣板垂直,則可以采用直螺紋連接器進行連接;如果梁的縱向鋼筋與H形鋼柱的翼緣板平行、與腹板垂直,可以采用鋼筋現場彎錨,連接于連接板上的形式進行連接。梁的縱向鋼筋如果與H 形鋼柱的翼緣板垂直相交,也能夠采用鋼筋連接板進行連接的方式,由于連接板的尺寸較大,因此需要避開混凝土柱的縱向鋼筋,梁縱向鋼筋如果采用了多排或者兩排的時候,也可以采用一排連接板,一排直接與直螺紋連接器連接的方式進行連接。梁縱向鋼筋與H 形鋼柱的腹板如果垂直相交,也可以采用型鋼柱腹板穿孔連接的方式進行連接(如果型鋼柱的厚度較大或者鋼筋比較密集時除外)。在鋼筋混凝土梁的一端如果采用一種連接方式,在另一端也可以采用另一種連接方式,這樣會減小現場施工的難度,提高施工效率,降低現場鋼筋施工偏差的影響。
型鋼混凝土柱與普通鋼筋混凝土梁節點連接的施工難度較大,易產生安全隱患,因此為了提高節點施工質量需進行研究、制定專門施工措施。
在型鋼混凝土的組合結構中,如果有外力作用,節點的梁根部受損比較嚴重,因此變形是從混凝土梁的根部開始的,如果工程中采用鋼套筒進行連接,結構的整體性與結構的安全性就會降低,因此針對連接板較大,難以滿足現場鋼筋混凝土梁鋼筋焊接質量的問題,可以將梁邊緣的縱筋通過水平加腋的方式繞過鋼骨的翼緣再進行自然彎折,保證部分鋼筋的整體性。在混凝土的施工中,由于型鋼結構與鋼筋的連接導致部分結構的密度較大,普通混凝土難以振搗密實的問題,可以將所采用的混凝土提高等級,采用細石混凝土,提高狹小空間混凝土的施工質量與密實度。
通過對型鋼柱與鋼筋混凝土梁之間的連接可以看出,采用直螺紋連接器進行鋼筋混凝土梁與型鋼柱連接的方式比較簡單方便,而且質量容易保證,但是受到施工偏差的影響較大。采用鋼筋連接板進行連接比較靈活,對現場的要求較低,能夠提高施工效率。這兩種方法常用于混凝土梁與型鋼柱翼緣板的連接。型鋼柱腹板穿孔進行鋼筋連接的施工能夠提高結構的整體性與抗震性能,但是對現場施工的精度要求較高,不適用于厚板的開孔。因此在實際施工中應當具體采用哪種連接方式或者連接方式的組合需要綜合考慮多種因素。為了保證施工的質量,針對存在的連接問題進行了優化,能夠提高結構的整體性與抗震性能,因此在施工中還應當多考慮成本與質量問題。