葛然 趙陽

(中建一局集團(tuán)第一建筑工程有限公司，上海 201100)

0 引言

鋼作為建筑材料開始廣泛運(yùn)用在高層、超高層建筑的施工中。鋼作為建筑材料，具有高強(qiáng)、延展性能好的優(yōu)點(diǎn)，也具有耐久性、防火性能差的缺陷。為更好的發(fā)揮鋼的優(yōu)勢，節(jié)省材料的使用，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。

1 型鋼混凝土梁柱連接做法

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，對于型鋼柱與混凝土梁的連接形式做法的研究也不斷深入。將型鋼柱與混凝土梁兩種不同的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)件在節(jié)點(diǎn)處有效組合，其內(nèi)力傳遞比純鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，同時(shí)具有兩種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)［1］?？紤]節(jié)點(diǎn)性能可靠及施工可行性，目前常見的型鋼柱與混凝土梁的連接做法為如下五種［2］:

1)設(shè)穿筋孔。即在柱鋼骨腹板上對應(yīng)梁縱筋位置留設(shè)穿筋孔，使梁縱筋不間斷直接穿過柱鋼骨。穿筋孔位置根據(jù)梁底標(biāo)高、梁面標(biāo)高、梁保護(hù)層厚度及正交方向梁鋼筋上下關(guān)系確定，并于鋼骨加工時(shí)預(yù)留。2)鋼筋接駁器。鋼筋接駁器是內(nèi)部帶有螺紋的鋼管，與直螺紋連接套筒的形式相同。鋼筋接駁器焊接于鋼骨上，梁縱筋端部加工出螺紋后，通過鋼筋接駁器與鋼骨進(jìn)行連接。鋼筋接駁器多用于鋼骨翼緣板范圍內(nèi)鋼筋與鋼骨的連接，即腹板范圍內(nèi)梁縱筋依舊可通過鋼骨開孔穿過鋼骨。3)鋼牛腿。采用鋼牛腿連接時(shí)，節(jié)點(diǎn)處用鋼量有所增加，對梁端抗剪性能可產(chǎn)生一定的有利影響;但鋼牛腿的存在造成節(jié)點(diǎn)處構(gòu)件更為復(fù)雜，鋼牛腿的存在使得柱縱向鋼筋及箍筋施工難度加大，對結(jié)構(gòu)整體性能產(chǎn)生影響。4)設(shè)置短鋼梁。設(shè)置短鋼梁做法與鋼牛腿做法有所相似，但設(shè)置短鋼梁時(shí)，需在鋼梁上下翼緣處設(shè)置栓釘，以提高鋼梁與混凝土的連接能力。短鋼梁較設(shè)置鋼牛腿的優(yōu)勢在于，梁縱筋與鋼梁連接時(shí)無需焊接，僅需滿足搭接長度，這將大大降低現(xiàn)場鋼筋施工的難度，提高施工控制質(zhì)量。設(shè)置短鋼梁適用于各種節(jié)點(diǎn)情況，包括混凝土梁與鋼梁連接、混凝土梁與柱斜交、梁柱節(jié)點(diǎn)配筋復(fù)雜等;但設(shè)置短鋼梁將大幅提升鋼材的用量，同時(shí)，鋼梁范圍內(nèi)的柱縱筋需設(shè)置接駁器進(jìn)行連接。5)綜合法。在實(shí)際工程中，由于梁縱筋可能數(shù)量眾多，單一的做法不能很好的滿足梁縱筋的連接需求。綜合法即根據(jù)實(shí)際情況，將上述兩種及兩種以上方法進(jìn)行組合使用，以更好滿足梁縱筋連接要求。其中以鋼骨開孔與鋼牛腿組合、鋼骨開孔與鋼筋接駁器組合使用最為常見。

2 梁柱節(jié)點(diǎn)做法的選用

1)考慮梁縱筋的連接方式。梁柱節(jié)點(diǎn)做法選用首先應(yīng)考慮梁縱筋與型鋼柱鋼骨之間的連接關(guān)系?；炷亮嚎v筋無論如何排列，均有一定數(shù)量的梁縱筋處于型鋼鋼骨范圍內(nèi)，梁柱節(jié)點(diǎn)做法應(yīng)設(shè)計(jì)該部分鋼筋與鋼柱連接方式及傳力的途徑。采用梁縱筋在型鋼兩側(cè)斷開后連接的做法，應(yīng)在鋼骨與連接處等高位置設(shè)置加勁板，加強(qiáng)該處鋼骨的整體性能，增強(qiáng)其抗彎、抗剪性能。2)考慮現(xiàn)場可操作性。現(xiàn)場施工過程中的可操作性是梁柱節(jié)點(diǎn)做法選用必須考慮的問題。除鋼骨開孔外，無論采取其他何種連接方式，節(jié)點(diǎn)處用鋼量或鋼筋量均有增加，對應(yīng)節(jié)點(diǎn)處原有柱縱筋、柱箍筋可能受到影響。鋼骨截面較大，鋼骨與柱筋之間間距較小時(shí)，若采用鋼牛腿時(shí)柱主筋則還需穿過鋼牛腿，導(dǎo)致施工難度增加。3)考慮對混凝土密實(shí)性的影響。連接做法對混凝土澆筑密實(shí)程度會(huì)產(chǎn)生重要的影響。如采用鋼筋接駁器時(shí)，由于鋼筋接駁器外徑大于鋼筋直徑，若相鄰兩個(gè)鋼筋接駁器距離過近，則可能導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)兩接駁器之間無法填充入骨料，降低該處的混凝土密實(shí)度及鋼筋的握裹力;或采用兩層鋼牛腿時(shí)，若兩層牛腿之間間距過小，兩層牛腿之間混凝土不易澆實(shí)。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

杭州某工程為集辦公、酒店于一體的綜合性建筑，建筑高度200 m，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，地下3 層，地上43 層。每層含型鋼柱36 根。型鋼柱中鋼骨為十字形、H 形，其鋼骨、加勁板均采用Q345B鋼材，錨栓及其他預(yù)埋件采用Q235B 鋼材。

建筑柱網(wǎng)尺寸為9 m×9 m，型鋼柱典型截面尺寸地下為1 600 mm×1 600 mm、地上為1 400 mm×1 400 mm，與型鋼柱相交混凝土梁典型截面尺寸為650 mm×700 mm。典型節(jié)點(diǎn)如圖1，圖2 所示。

圖1 梁柱節(jié)點(diǎn)做法

圖2 型鋼鋼骨截面

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程梁柱節(jié)點(diǎn)采用多種連接方式:鋼骨翼緣范圍內(nèi)，第一排鋼筋采用與牛腿焊接，第二排鋼筋采用鋼筋接駁器的形式;翼緣范圍外，鋼筋采用鋼骨開孔縱筋直穿的形式。

3.2 施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制

1)節(jié)點(diǎn)深化。由于節(jié)點(diǎn)處鋼骨開孔、接駁器及鋼牛腿焊接均在鋼結(jié)構(gòu)加工場完成，節(jié)點(diǎn)深化首先應(yīng)確定鋼骨開孔數(shù)量、接駁器數(shù)量、牛腿板及接駁器標(biāo)高?，F(xiàn)場典型節(jié)點(diǎn)中，鋼骨截面為十字形，與正交雙向梁相交。a.鋼骨開孔。鋼骨上設(shè)置穿筋孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)穿過鋼筋的直徑及數(shù)量開設(shè)。穿筋孔直徑應(yīng)比鋼筋直徑略大以便于鋼筋穿過。兩向均有梁縱筋需穿過鋼骨時(shí)，兩向的穿筋孔標(biāo)高要相互錯(cuò)開，以便于兩向梁縱筋的上下排布。b.鋼牛腿及接駁器。雙向鋼牛腿及鋼筋接駁器標(biāo)高一致，牛腿設(shè)置標(biāo)高可按以下公式確定:上牛腿設(shè)置標(biāo)高=梁面標(biāo)高-鋼筋保護(hù)層厚度-梁縱筋直徑-箍筋直徑;下牛腿設(shè)置標(biāo)高=梁底標(biāo)高+鋼筋保護(hù)層厚度+箍筋直徑+牛腿板厚度。

2)鋼筋綁扎。a.柱筋排布。本工程型鋼柱自建筑最下層起，在地下室底板施工時(shí)，型鋼柱鋼骨預(yù)埋柱腳螺栓施工完成后，在柱腳螺栓上放出鋼骨翼緣板范圍，自柱縱筋插筋時(shí)控制柱主筋位置。在確保柱鋼筋保護(hù)層厚度及柱縱筋間最小凈距(50 mm)的情況下，盡量減少翼緣板范圍內(nèi)柱縱筋的數(shù)量，本工程按翼緣板范圍內(nèi)縱筋間距250 mm～300 mm 并不少于3 根控制。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際操作情況說明，柱筋間距調(diào)整后，梁縱筋連接施工操作面得到很大改善，施工進(jìn)度有所提高，更利于連接質(zhì)量的控制。b.梁縱筋綁扎及焊接。梁縱筋綁扎按從下到上、從內(nèi)到外的順序進(jìn)行。梁跨兩端均為型鋼柱時(shí)，梁縱筋綁扎需格外注意。梁跨兩端均采用鋼筋接駁器連接時(shí)，需在梁跨間設(shè)置鋼筋接頭。鋼筋接頭位置應(yīng)符合鋼筋連接的要求，同時(shí)，該處接頭建議不采用直螺紋套管連接。

3)混凝土澆筑。節(jié)點(diǎn)處澆筑宜采用小粒徑石子混凝土澆筑，梁柱節(jié)點(diǎn)處一次澆筑完成。當(dāng)梁柱混凝土強(qiáng)度不一致時(shí)，梁柱節(jié)點(diǎn)澆筑強(qiáng)度與柱強(qiáng)度相同。梁柱節(jié)點(diǎn)澆筑時(shí)，采用小直徑的振搗棒進(jìn)行振搗，并且對于不同強(qiáng)度混凝土的連接處充分進(jìn)行二次振搗，防止裂縫的產(chǎn)生?；炷翝仓瓿珊螅皶r(shí)進(jìn)行覆蓋并進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)現(xiàn)已廣泛運(yùn)用在高層及超高層結(jié)構(gòu)的建設(shè)中。型鋼混凝土的梁柱節(jié)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)受力性能的重要部分，也是施工中質(zhì)量控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在節(jié)點(diǎn)處如何處理好型鋼與鋼筋的受力關(guān)系和傳力路徑，在現(xiàn)場施工中如何能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，成為影響結(jié)構(gòu)性能的很大因素。實(shí)際施工過程中，單一的連接方式往往無法很好的滿足節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工的需求，多種連接方式的組合運(yùn)用成為節(jié)點(diǎn)連接做法的發(fā)展方向。通過對連接方式和工程實(shí)例的研究和分析，得到型鋼柱與混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)在施工中的控制要點(diǎn)，提高節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量，從而保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

［1］鄭山鎖，李 磊.型鋼高強(qiáng)高性能混凝土結(jié)構(gòu)基本性能與設(shè)計(jì)［M］.北京:科學(xué)出版社，2012.

［2］侯敬會(huì)，左迎輝.淺析混凝土梁與鋼骨柱連接的幾種梁柱節(jié)點(diǎn)形式及其利弊［J］.建筑知識(學(xué)術(shù)刊)，2013(3):462-463.