張祖昆

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和建筑工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，大跨度的建筑已經(jīng)成為建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要方向之一。而由混凝土包裹型鋼做成的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)(SRC)，充分發(fā)揮了鋼與混凝土兩種材料的特點(diǎn)，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有抗震性能好，抵抗變形能力強(qiáng)，整體穩(wěn)定性高，相對(duì)節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)。因此，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)有著廣闊的應(yīng)用前景。

1 概述

“山西體育中心”的訓(xùn)練基地運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練A館工程，為丙級(jí)體育建筑(沒有賽事要求的體育建筑)，工程總建筑面積約為: 24 122.10 m2，建筑高度:22.45 m(最高點(diǎn)高度)，地上4層。結(jié)構(gòu)形式:主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其中部分梁柱采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)形式。由于這種結(jié)構(gòu)體系明顯的優(yōu)勢(shì)，故在近年的建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于種種原因，使得這種結(jié)構(gòu)體系在梁柱節(jié)點(diǎn)位置處鋼筋與型鋼的連接導(dǎo)致傳力體系無法連續(xù)貫通的問題尤為突出，在施工中應(yīng)對(duì)其加以重視。

2 工藝原理及關(guān)鍵技術(shù)

鋼骨混凝土框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)該保證梁中鋼骨部分承擔(dān)的彎矩傳遞給柱中鋼骨，梁中鋼筋混凝土部分的彎矩傳遞給柱中鋼筋混凝土。本工藝關(guān)鍵技術(shù)為通過在型鋼柱翼緣上加焊鋼筋托板及加勁板，保證縱向受力鋼筋在型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)處的貫通及結(jié)構(gòu)受力的有效傳遞，從而保證型鋼和鋼筋在節(jié)點(diǎn)處為一個(gè)統(tǒng)一受力整體。

3 施工工藝流程及施工要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

測(cè)量放線→構(gòu)件加工→焊接鋼筋托板→型鋼柱安裝→型鋼梁安裝→鋼筋綁扎。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

各類型鋼混凝土柱節(jié)點(diǎn)連接，均宜采用柱型鋼貫通型，且柱中縱向受力鋼筋不應(yīng)在中間各層節(jié)點(diǎn)截?cái)?。另外，由于在有梁約束的節(jié)點(diǎn)區(qū)，型鋼混凝土柱型鋼的抗剪承載力較大，宜盡可能減少梁縱向鋼筋穿過型鋼混凝土柱的數(shù)量，且不宜穿過型鋼混凝土柱翼緣，以保證開孔處的抗剪承載力不被削弱。

1 )型鋼混凝土柱與型鋼混凝土梁的連接。節(jié)點(diǎn)內(nèi)梁、柱型鋼的連接構(gòu)造應(yīng)滿足GB 50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的構(gòu)造要求。為了保證梁端的內(nèi)力更好地傳遞，還應(yīng)沿高度方向，在型鋼柱對(duì)應(yīng)型鋼梁的上、下翼緣處設(shè)置水平加勁肋。加勁肋應(yīng)與梁端型鋼翼緣等厚，且其厚度不小于12 mm，加勁肋形式宜便于混凝土的澆筑。2)型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)連接。型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接的形式有:鋼筋混凝土梁鋼筋貫通、鋼筋混凝土梁縱筋與短鋼梁搭接、鋼筋混凝土梁縱筋焊于鋼牛腿三種連接方式。對(duì)于鋼筋混凝土梁縱筋與短鋼梁搭接連接，在柱的型鋼上加焊一段工字形短鋼梁，并在頂部加焊兩排栓釘連接件，其間距不小于100 mm。鋼筋混凝土梁的縱向鋼筋應(yīng)伸入型鋼混凝土柱的節(jié)點(diǎn)，且應(yīng)滿足鋼筋錨固要求。當(dāng)無法滿足錨固長(zhǎng)度時(shí)，在型鋼柱上焊接鋼筋托板，將梁縱向鋼筋雙面焊在托板上，同時(shí)在型鋼柱腹板內(nèi)加設(shè)一道水平加勁肋，托板和加勁肋厚度不宜小于柱翼緣厚度，當(dāng)必須在柱內(nèi)型鋼翼緣上預(yù)留貫穿孔時(shí)，宜按柱端最不利內(nèi)力組合計(jì)算預(yù)留孔承載力，若不滿足，應(yīng)予以補(bǔ)償。

3.2.2 施工要點(diǎn)

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土包裹型鋼而成的構(gòu)件，其特征是在型鋼結(jié)構(gòu)的外面有一層混凝土外殼，配合使用縱向鋼筋和箍筋。

型鋼加工:根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖紙?jiān)诩庸ぼ囬g將型鋼梁和型鋼柱進(jìn)行加工，加工時(shí)根據(jù)梁柱節(jié)點(diǎn)標(biāo)高加焊橫向鋼筋托板，托板寬度為型鋼柱翼緣寬b，托板厚度不小于型鋼柱翼緣厚度。

梁上部鋼筋托板位置=h1－a－d。

梁下部鋼筋托板位置=h2+a+d。

其中，h1為梁頂標(biāo)高;h2為梁底標(biāo)高;a為梁鋼筋保護(hù)層厚度;d為梁縱向受力鋼筋直徑。

施工中應(yīng)確?，F(xiàn)場(chǎng)型鋼柱拼接和梁柱節(jié)點(diǎn)連接的焊接質(zhì)量，其焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足一級(jí)焊縫質(zhì)量要求。對(duì)一般部位的焊縫，應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量的檢查，并應(yīng)達(dá)到二級(jí)焊縫質(zhì)量等級(jí)要求。水平加勁肋與翼緣的焊接應(yīng)采用坡口熔透焊縫;鋼筋托板與翼緣的焊接、水平加勁肋與腹板的焊接可采用角焊縫。

構(gòu)件加工完成后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，按照鋼結(jié)構(gòu)施工方案進(jìn)行型鋼梁柱的吊裝、校正。柱縱向受力鋼筋連接:型鋼柱混凝土結(jié)構(gòu)中的縱向鋼筋宜采用直螺紋套筒連接。對(duì)于柱縱向鋼筋貫通，在已焊好的梁鋼筋托板上鉆孔，鉆孔直徑應(yīng)比柱縱向受力鋼筋直徑大10 mm左右，以保證柱鋼筋能穿過。同時(shí)在型鋼梁翼緣與鋼筋托板之間加焊一塊豎向鋼筋托板，將柱鋼筋雙面焊在豎向托板上，保證焊縫長(zhǎng)度不小于5d，為了保證托板處型鋼柱抗剪能力不受影響，沿高度方向上，在柱腹板兩側(cè)各焊接一塊水平加勁肋，加勁肋位置與橫向鋼筋托板位置相同(見圖1，圖2)。

梁縱向受力鋼筋連接:鋼筋混凝土梁的縱向鋼筋應(yīng)伸入型鋼混凝土柱的節(jié)點(diǎn)，且應(yīng)滿足鋼筋錨固要求。當(dāng)無法滿足錨固長(zhǎng)度時(shí)，將不滿足要求的梁縱向鋼筋雙面焊在橫向托板上，同時(shí)應(yīng)保證焊縫長(zhǎng)度不小于5d(見圖3)。

混凝土澆筑:在梁柱接頭處和梁的型鋼翼緣下部，由于澆筑混凝土?xí)r有部分空氣不宜排出，或因梁的翼緣過寬導(dǎo)致混凝土不宜充實(shí)和填滿處。為此，要在一些部位預(yù)留排出空氣的孔洞和混凝土澆筑孔，在梁柱接頭處和梁型鋼翼緣下部等混凝土，應(yīng)用小型振搗棒仔細(xì)進(jìn)行澆筑和搗實(shí)，以確保其密實(shí)度。

4 結(jié)語

山西體育中心是省十大重點(diǎn)工程，其中運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練基地訓(xùn)練A館，部分主體工程中運(yùn)用了這一結(jié)構(gòu)體系，通過對(duì)方案的選定、優(yōu)化，解決了鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處的鋼筋的貫通問題。

［1］ GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ 《建筑施工手冊(cè)》編委會(huì).建筑施工手冊(cè)［M］.第4版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

［3］ GB 50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］ JGJ 81-2002，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程［S］.

［5］ 李興華.鋼骨柱施工中的難點(diǎn)和要點(diǎn)［J］.山西建筑，2010，36(5)：168-169.