鋼-混凝土組合結構中梁柱節點型鋼與鋼筋連接工程施工總結

◎馮建飛

緒論

隨著我建筑業的蓬勃發展鋼-混凝土組合結構的應用也越來越廣泛，鋼-混凝土組合結構構件是由型鋼和混凝土兩種不同性質的材料組合而成，這種組合結構能夠有限的發揮兩種材梁的各自優勢，并規避了各自的不足，在建筑、橋梁的施工領域取得了良好的應用效果。具有縮短工程的施工周期提供建筑抗震性能等良好效益。在鋼-混凝土組合結構施工中兩種材質主要是通過鋼筋與型鋼的連接使其形成一個整體，所以型鋼與鋼筋連接工程的施工質量事關重要，尤其是型鋼混凝土梁柱節點部位，在此結合北京市昌平區某辦公樓項目應用實例，對梁柱節點各種類型的型鋼與鋼筋連接的施工技術、施工組織管理和質量控制重難點進行研究分析，進而到達提高施工效率、保證施工質量的目的。為今后同類工程的施工提供借鑒。

一、情況介紹

北京市昌平區某辦公樓項目，工程總建筑面積127670㎡，其中地下建筑面積71556㎡，地下結構形式為（型鋼）混凝土-框架剪力墻結構，地下部分總用鋼量約1500噸，共有各類型鋼柱223根、型鋼梁構件495根，施工中涉及大量鋼筋與型鋼連接節點，現場主要使用到的節點有5類，分別為鋼筋繞開型鋼、型鋼開孔鋼筋貫穿、鋼筋通過連接板與型鋼連接、鋼筋通過型鋼牛腿進行連接、鋼筋通過連接器與型鋼連接。在圖紙會審鋼結構構件加工圖紙深化階段前多次與設計單位溝通協商，優化結構配筋，確定每個節點部位適用的連接形式，工廠加工完成后現場按圖進行安裝，項目施工過程中嚴把每道施工工序質量，實現型鋼與鋼筋連接分項工程順利完成且施工質量優良。

二、鋼筋繞開法

通常來說采用鋼筋繞開法，相對比較簡單，部分角部邊排鋼筋、鋼骨柱為翼緣較窄的H型鋼、梁截面寬度大于柱內型鋼的截面寬度時可采用，但實際，在梁柱節點中往往難以通過繞開法解決所有鋼筋與型鋼連接問題，施工制約條件多，大部分鋼筋難以實現，現場鋼筋加工有一定的困難，梁柱節點梁縱筋繞開柱鋼骨需進行1：6的角度彎折繞過，柱縱向鋼筋一般先行施工，柱鋼筋安裝后，梁縱向側繞鋼筋安裝不易，且后期混凝土澆筑時較為不便。當柱型鋼的翼緣較寬時還需采取水平加腋的方式進行處理。實際施工中應用比例較低。

圖2-1 鋼筋繞開型鋼柱示意

三、鋼筋穿孔法

當鋼筋無繞過可能時可在型鋼柱腹板上設置鋼筋穿孔，將梁縱向鋼筋采用雙排構造等措施，使鋼筋盡可能多的繞過型鋼柱翼緣。采用此種方式時，柱內型鋼翼緣應盡量為窄翼緣。深化設計時需要考慮的施工因素較多難以齊全，兩個方向均有梁筋穿過時開孔高度需錯開，開設孔洞難以準確，施工精度要求較高，鋼柱安裝高度出現差值時會造成原本開設的洞口無法使用，現場施工較大規格鋼筋穿型鋼時難度大。且型鋼開孔鋼構件截面缺損率可能超過規范所允許的面積要求，難免對鋼構件受力產生不利影響。梁柱節點箍筋施工時多采用開孔方式，施工較為困難時將封閉箍筋分解為U型或L型形式，穿過型鋼后再焊接形成封閉箍筋。（按單面焊接，長度不小于10d，焊接位置錯開）

圖3-1 梁縱筋穿型鋼示意

圖3-2 箍筋型鋼穿孔示意

四、鋼筋連接板型

施工步驟：連接板加工→連接板焊接→連接板質量驗收→梁上層鋼筋連接焊接→梁底部鋼筋焊接→鋼焊接質量驗收。其中鋼筋連接板在工廠完成焊接（焊接板長度應為5d+20mm），現場進行鋼筋與焊接板間焊接施工，施工中鋼筋下料長度需嚴格控制，現場鋼筋安裝施工焊接工作量大，施工宜受天氣因素制約，焊接產生大量有害氣體污染環境。且梁底鋼筋焊接時，梁高大于700mm則在上部難以施焊需要在兩側搭設操作平臺以便工人施焊，同時焊接完成后產生大量焊渣，清理工作量大。施工前雖已做焊接工藝評定，但對于現場鋼筋與連接板的焊接質量缺少真實的試驗驗證，僅可通過過程觀察判斷施工質量。鋼筋與連接板的搭接電弧焊接頭應滿足下列要求：1）焊縫表面應平整，不得有凹陷或焊瘤；2）焊接接頭區域不得有肉眼可見的裂紋；3）鋼筋與連接板搭接焊接接頭尺寸偏差及缺陷允許至應符合規范GB50901-2013表10.2.5的規定。

圖4-1 鋼筋焊接板示意

五、鋼筋牛腿連接型

鋼筋牛腿連接型基本與鋼筋連接板型一致，多在設計節點為型鋼柱與型鋼梁節點時應用。相比較而言，梁底鋼筋在牛腿底部時需要仰焊施工，操作難度大焊接質量把控不易，實際施工中模板安裝時需留設焊接操作面，增加木工配合工作量，對工程整體施工進度較不利。

圖5-1 牛腿型鋼現場圖

六、鋼筋連接器型

鋼筋通過焊接套筒與型鋼進行連接，鋼筋與型鋼連接采用的套筒均為可焊接機械連接套筒，經過試驗檢測，其抗拉強度值滿足不小于鋼筋抗拉強度標準值得1.1倍的要求，連接套筒與鋼構件焊接全部采用加工廠等強焊接完成（每一類需在構件加工廠選取3個又代表性的接頭試件進行抗拉強度試驗，按《鋼筋機械連接技術規程》進行評定），現場完成鋼筋與機械套筒的組合安裝，施工制約因素少，安裝效率高，節點施工質量相對有保障，施工中應注意對焊接套筒的成品保護避免污染混凝土堵塞等現象產生。多用于型鋼混凝土柱縱向受力鋼筋與型鋼之間的連接使用，另外現場安裝鋼筋時鋼筋中間需進行搭接焊。用于梁縱向鋼筋與型鋼柱連接時，連接數量多時鋼筋連接器接頭處較為密集不利于后續混凝土施工，鋼筋安裝不易，操作尤其是大梁縱向鋼筋端部帶拐頭時。當大梁縱向鋼筋端部帶拐頭時可采用新型可調節鋼筋連接器，用以解決鋼筋安裝時難以進行擰緊作業的問題，新型可調節鋼筋連接器是由鋼結構連接套（即可焊接機械連接套筒）、連接螺桿、鎖緊螺母、鋼筋連接套組成的，施工工流程為工廠焊接鋼結構連接套→現場鋼筋下料、鋼筋絲頭加工→鋼構件安裝就位→安裝連接螺桿、鎖緊螺母、鋼筋連接套→對正鋼筋→反轉鋼筋連接套→鎖緊螺母緊固→檢查驗收。施工時型鋼構件進入現場后，吊裝完成鋼結構后便可旋入連接螺桿，再在連接螺桿上分別旋入兩鎖緊螺母及鋼筋連接套，將鋼筋絲頭與鋼筋連接套對齊后反轉鋼筋連接套與鋼筋絲頭完成連接，最后將兩鎖螺母分別與鋼結構連接套、鋼筋連接套鎖緊完成鋼筋連接。對作業工人進行專業培訓后，每組僅需要2-3個工人便可完成施工，操作簡單。

圖6-1 柱鋼筋連接器示意

圖6-2 梁鋼筋連接器示意

圖6-3 新型可調鋼筋連接器組成

七、分析總結

1.對比分析。

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2.總結。

實際施工中需結合具體工程情況，提前與設計單位及專業施工單位溝通，選擇適合的鋼筋與型鋼連接方式，實際施工總往往不是單一的采用一種形式，較多采用的是貫穿法與焊接板或者連接器組合的方式來解決復雜節點型鋼與鋼筋連接問題。

在型鋼構件首次安裝時即確定統一標高，向上安裝過程中嚴控施工誤差，確保后續鋼筋連接施工時不應構件高度變化造成二次調整。

施工中應注意多專業的協調配合，例如模板施工部署。