梁明盛

奧意建筑工程設計有限公司 廣東 深圳 518000

引言

隨著我國各種建筑施工技術的不斷發(fā)展，型鋼混凝土組合結構逐漸成為高層（超高層）建筑設計中的重要形式，其應用也逐漸趨于廣泛。型鋼混凝土組合結構，也稱為SRC結構，兼具鋼筋混凝土結構和鋼結構的優(yōu)點：抗震性能優(yōu)良、耐久性佳、梁柱截面較小、抗火性能好等。然而，型鋼混凝土在施工過程中也具有一些難點，如型鋼與結構縱筋、箍筋等的連接方式較為復雜，通常有焊接、繞接、搭接等多種處理方式，有時還需要在型鋼構件上打孔穿出之后焊接等，這給施工造成了一定的難度。因此，靈活運用型鋼混凝土組合結構的相關技術就需要在設計和施工中把握好重點和難點、同時熟悉型鋼混凝土梁柱施工工藝并控制好施工質(zhì)量。

1 型鋼混凝土組合結構特點

相比于鋼筋混凝土，具有的優(yōu)點為：①具有更好的承載力，利用對型鋼應用，使得構件的強度得到合理提升。②具有更佳的抗震性能，表現(xiàn)出更優(yōu)良的延性；③構件截面相對較小，增加建筑使用空間。

相比于鋼結構，具有的優(yōu)點為：①可以在一定程度上縮減鋼材的用量，以保證鋼材的性能為基礎，可以實現(xiàn)50%以上比例的節(jié)省幅度；②構件穩(wěn)定性更加符合需求，SEC結構實現(xiàn)了混凝土、型鋼的雙重受力，整體穩(wěn)定性較好，并且局部穩(wěn)定性也同樣超過純鋼結構；③耐火性更強，同時具有更佳的抗腐蝕水平，針對型鋼混凝土組合結構，混凝土可以對鋼材起到相關的保護效果，避免腐蝕等問題的出現(xiàn)[1]。

根據(jù)上面的分析，不管是從構件的性能角度分析，還是在設計的經(jīng)濟性等方面的考慮，型鋼混凝土組合結構都具備明顯的優(yōu)勢，在高層建筑中特別適用，尤其是對于抗震性能需求較高的條件下尤其適用。

2 型鋼混凝土結構施工的重點及難點

不同型鋼混凝土構件在結構中會有連接節(jié)點，基于“強節(jié)點、弱構件”的設計原則，這些節(jié)點的設計與施工質(zhì)量是保障結構安全可靠的重點。

型鋼混凝土梁、柱節(jié)點，一般會在鋼骨剪力墻的邊緣構件中，或者鋼骨柱中見到。對比一般的鋼筋混凝土工程施工來說，型鋼混凝土工程的施工順序和工序更復雜，難度更大，對施工的要求更高。既涵蓋鋼構件的安裝工程，也涵蓋混凝土結構的模板、鋼筋、現(xiàn)澆等分項工程。如果節(jié)點設計不到位、施工出錯，很可能出現(xiàn)梁、柱鋼筋連接不滿足規(guī)范要求的情況。重新施工既增加了成本，又延長了施工周期，拖慢工程進度。因此在施工中，準確定位SRC柱鋼骨位置，把控鋼柱安裝精度，梁、柱鋼筋之間的連接和錨固要求，是保證工程質(zhì)量的關鍵，也是施工過程中的重點難點[2]。

3 節(jié)點構造、深化加工

3.1 節(jié)點構造要求

3.1.1 牛腿腹板均需插入套筒內(nèi)，與套筒單面坡口熔透焊接。一側相對的牛腿腹板宜貫通，另一側牛腿腹板通過端部T板錨固于套筒內(nèi)。腹板上下，一側與隔板坡口熔透焊接，另一側在隔板上開槽穿過并采用單面開坡口焊接。

3.1.2 鋼套筒內(nèi)隔板均貫通，且需與牛腿上下翼緣平齊，避免牛腿翼緣直接撕扯鋼套筒壁。套筒壁板與隔板為T形單面坡口焊縫。

3.1.3 水平隔板上澆筑孔、透氣孔的孔徑大小及定位需在確保結構受力安全的條件下，充分考慮現(xiàn)場施工，避免無法澆筑混凝土或混凝土成形后分塊。

3.2 深化加工要求

3.2.1 深化設計時根據(jù)設計圖對鋼結構的構造、節(jié)點構造進行完善。分析焊接應力及結構變形，提出結構預變形的處理措施；注明構件編號、定位尺寸、質(zhì)量等信息；要有能反映出工程整體三維關系、主要控制坐標等的宏觀信息，以利于安裝時測量控制。

3.2.2 加工制作時，在下料制孔、裝配控制、構件矯正、成品檢測等環(huán)節(jié)進行全過程跟蹤檢查控制。

3.2.3 焊縫交叉重合易造成應力集中，影響焊接質(zhì)量及結構安全，因此在深化設計時應注意每條焊縫的位置、施焊空間，并在構造上予以處理，盡量避免焊縫交叉重合。

4 型鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點施工技術

4.1 方案優(yōu)化

4.1.1 在梁、柱的縱向受力鋼筋與型鋼結構連接位置處，利用鋼筋直螺紋套筒的可焊性與型鋼結構焊接固定，并相應增設加勁板加強型鋼結構。

4.1.2 型鋼結構上的鋼筋直螺紋套筒、加勁板，按照深化后的施工圖在工廠定位安裝、焊接，確保焊接質(zhì)量和鋼筋直螺紋套筒的定位精度。

4.1.3 按照深化后的施工圖對型鋼結構的尺寸、安裝施工進行精確控制，保證梁、柱的縱向受力鋼筋的順利安裝連接。

4.1.4 具體連接方式如下：設計時需考慮柱內(nèi)鋼骨占位，合理選用鋼筋直徑和數(shù)量。

對于鋼骨柱截面較小，梁寬較大、鋼筋計算數(shù)量不大的情況，可以讓梁主筋全部繞鋼骨柱兩側通過，這種布置形式與常規(guī)鋼筋混凝土梁柱節(jié)點做法大致一樣。

對于鋼骨柱截面較大，梁寬較小，鋼筋計算數(shù)量較大的情況，鋼筋往往太密以致大部分無法繞過鋼骨，滿足不了錨固要求。此時也有不同的應對措施：

4.1.4.1 增大梁截面，降低配筋值。

4.1.4.2 不允許增大梁截面時，可以選用大直徑鋼筋，減少鋼筋條數(shù)，或者采用雙排、三排放置，條件允許情況梁端采用加腋方式，讓鋼筋大部分能避開鋼骨，滿足錨固要求。

4.1.4.3 無法繞開鋼骨柱的鋼筋，一般是梁寬中部的幾根鋼筋，可以在鋼骨柱側面增加搭接板牛腿，梁主筋與搭接板牛腿焊接，見圖1。此外牛腿腹板需開孔，大小根據(jù)另一垂直方向的縱筋放樣確定，盡量考慮施工方便，開孔需考慮梁二排主筋垂直交叉標高錯開。

圖1 砼梁與鋼骨柱連接做法

4.1.4.4 也可以在鋼骨柱側面增設套筒，與梁主筋進行套筒連接。

4.1.4.5 若現(xiàn)場鋼筋安裝過程中局部出現(xiàn)連接套筒失效情況，解決方案：把失效套筒割掉后補焊搭接板處理。

4.2 鋼筋連接套筒

該方法主要是在鋼骨柱翼緣板上，利用連接套筒連接梁主筋的一種方式。采取此種連接方式時，套筒的鋼材強度務必符合相應標準，通常采取低合金高強度結構鋼，應當高于Q345B?？刹扇〗墙臃绞剑附犹淄埠弯摴侵砭?，再結合部分熔透組合焊縫，還應當符合套筒的強度要求等。采取此種連接，不但可以實現(xiàn)成本的縮減，增加施工效率，還可以避免用鋼量提升和削弱鋼骨結構強度過重的問題。當梁兩端都是鋼骨柱時，都屬于螺紋連接，應當精確控制鋼筋的下料長度，在中間位置斷開梁主筋，通過正反絲扣套筒連接。并且，鋼筋連接套筒和鋼骨柱之間應當采取合理的焊接強度，必要時實施探傷檢測試驗。

4.3 型鋼混凝土結構鋼筋保護層厚度的控制

鋼筋與型鋼柱中的縱筋綁扎應保證處于垂直狀態(tài)，柱縱筋和箍筋的彎鉤直接綁扎在一起，呈現(xiàn)出交叉錯開的形狀。型鋼柱的鋼筋保護層厚度，需滿足設計要求，施工時采用保護層的墊塊厚度來確定保護層厚度。確保兩者厚度一致。對于主筋的規(guī)格來說，還需要根據(jù)墊層的尺寸和墊塊的材料強度來確定。

4.4 型鋼混凝土梁柱節(jié)點抗剪措施

梁柱節(jié)點區(qū)同時承受著水平向和豎向的彎矩與剪力，受力復雜，對抗剪承載力要求較高。節(jié)點區(qū)的梁、柱箍筋一般按加密設計，但往往由于鋼骨占位，柱中箍筋和拉筋無法采用一般的井字復核箍布置形式。此時可以采用八字箍形式來布置，箍筋適當采用較大直徑鋼筋。但較大直徑箍筋不便施工現(xiàn)場彎折，有時可以在節(jié)點區(qū)采用鋼板環(huán)帶方式來代替箍筋，以滿足抗剪要求。

4.5 型鋼混凝土梁鋼筋錨固優(yōu)化

型鋼混凝土梁中同排鋼筋應按照按一端套筒連接錨固，一端與連接板焊接進行錨固，若型鋼混凝土梁為斜梁，則型鋼混凝土梁兩側鋼筋與型鋼柱連接均采用與連接板焊接錨固。套筒布置時應滿足以下要求。①套筒凈間距不小于套筒直徑；②套筒外表面與型鋼柱翼緣應有有效的接觸面積，以保證焊縫質(zhì)量。

若型鋼混凝土梁內(nèi)縱筋穿型鋼柱腹板，腹板處應開孔，開孔大小為鋼筋直徑+8mm，若型鋼混凝土梁內(nèi)縱筋與型鋼柱腹板發(fā)生干涉碰撞，無法開孔，則腹板一側用套筒連接。同一根梁上下排鋼筋牛腿與套筒應錯向布置。套筒外徑與牛腿板上表面的凈間距應不小于D（D為套筒外徑）；若按此方案布置鋼筋后鋼筋與型鋼梁空間位置有干涉，微調(diào)鋼梁空間高度位置，上下調(diào)整距離為0mm～50mm。牛腿板長度L=5d+30mm（鋼筋與連接板雙面焊時應滿足焊縫長度為5d，考慮到連接板與鋼柱的焊腳尺寸及鋼筋現(xiàn)場下料誤差，預留30mm間隙，方便現(xiàn)場安裝施工），厚度為D=d+4mm，外框柱牛腿寬度按照勁性結構混凝土梁寬-40mm，核心筒牛腿寬度按型鋼柱翼緣寬度設置，外框柱牛腿與縱筋碰撞的在牛腿豎向開槽，開槽位置緊貼型鋼梁邊，型鋼混凝土柱縱筋外徑距混凝土邊距離為混凝土保護層厚度，開槽大小為型鋼柱對應縱筋直徑d+12mm[3]。

5 結束語

型鋼混凝土結構具有承載力強、抗震性能好等優(yōu)點，可滿足大跨度、超高層建筑的承載要求。在實施型鋼混凝土結構的過程中，把握節(jié)點區(qū)域的設計深度和控制施工質(zhì)量是重點，將節(jié)點處型鋼、鋼筋、混凝土三部分處理得當十分必要。