崔 進(jìn)， 茍生貴， 張寶云， 付效鐸

（中建八局第三建設(shè)有限公司，北京 100097）

勁性構(gòu)件是由外部鋼筋、核心型鋼以及混凝土3種材料組合而成的一種構(gòu)件,有良好的抗震性能，較強(qiáng)的承載力以及較好的耐久性和耐火性[1]。隨著鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)形式日益增多，衍生出較多復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，勁性柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)區(qū)往往是導(dǎo)致整個(gè)框架破壞的原因之一[2]。勁性柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)配筋較復(fù)雜，施工困難，連接構(gòu)造是組合結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)[3]。勁性柱與鋼結(jié)構(gòu)梁連接節(jié)點(diǎn)的做法通常是在連接一側(cè)焊接牛腿，在牛腿上焊接鋼筋連接器或開(kāi)設(shè)穿筋孔，增加工作量且造價(jià)較高。本文提出采用鋼結(jié)構(gòu)圍板代替勁性柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋和模板的方法，增加節(jié)點(diǎn)部位強(qiáng)度，減少連接節(jié)點(diǎn)區(qū)的施工難度，更好的保證澆筑質(zhì)量，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及施工要求。

1 工程概況

某項(xiàng)目地下4 層、地上17 層，外框勁性柱截面為十字形鋼柱，水平受力體系為H 型鋼結(jié)構(gòu)梁，與核心筒連接采用預(yù)埋板加連接板的鉸接節(jié)點(diǎn)，與型鋼柱連接采用型鋼牛腿加全熔透焊接的剛接節(jié)點(diǎn)，與次梁采用鉸接節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)部位螺栓均采用10.9s 扭剪型高強(qiáng)螺栓，樓板采用鋼筋桁架樓承板。

外框勁性柱每層約為50 根，柱截面尺寸為1 100 mm×1 100 mm，1～4層采用C70混凝土澆筑,以上各層采用C50 混凝土澆筑，型鋼柱鋼板厚度為18 mm。鋼結(jié)構(gòu)梁每層約為260 根（包括主次梁），框架梁截面最大高度為880 mm，鋼板厚度為30～50 mm。見(jiàn)圖1。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)BIM模型

2 節(jié)點(diǎn)區(qū)做法

常規(guī)的勁性柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)區(qū)做法工作量大，節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋密集，需在牛腿上開(kāi)設(shè)較多的穿筋孔，削弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，現(xiàn)場(chǎng)施工困難；同時(shí)受鋼梁牛腿影響，需將模板分段拼裝，加固體系無(wú)法形成閉環(huán)。

對(duì)勁性柱核心區(qū)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，采用鋼結(jié)構(gòu)圍板代替柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋及模板。鋼結(jié)構(gòu)圍板在工廠加工制作一次成型，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需進(jìn)行勁性柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋綁扎及模板支設(shè)，圍板與柱中伸出的牛腿翼緣及加勁肋進(jìn)行焊接固定。

對(duì)勁性柱圍板進(jìn)行定位，主要確認(rèn)圍板尺寸、位置、標(biāo)高，鋼板屈服強(qiáng)度不得＜十字型鋼柱屈服強(qiáng)度，鋼板的的厚度應(yīng)≥原箍筋直徑。鋼結(jié)構(gòu)制作深化圖紙樣板，規(guī)范和統(tǒng)一深化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[4]。

按照勁性柱截面尺寸及牛腿尺寸，定制梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼結(jié)構(gòu)圍板，圍板圍繞節(jié)點(diǎn)核心區(qū)形成閉環(huán)，無(wú)牛腿部位使用豎向鋼板與十字柱翼緣焊接固定，減少變形。圍板分段與鋼柱牛腿加勁板、上下翼緣焊接；頂面與牛腿上翼緣平齊，底面與高度較高的牛腿下翼緣平齊，截面尺寸與勁性柱成形面相同；外表面與勁性柱澆筑完成面一致，縱向受力鋼筋通過(guò)圍板內(nèi)側(cè)伸至上一層。模板支設(shè)時(shí)頂部伸出圍板底部≥100 mm，內(nèi)側(cè)貼緊圍板外表面，混凝土從圍板頂部澆筑，勁性柱腹板位置留設(shè)≥300 mm 澆筑孔，振搗棒通過(guò)澆筑孔伸至柱內(nèi)進(jìn)行混凝土振搗。見(jiàn)圖2。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)圍板設(shè)置

3 施工要點(diǎn)

3.1 工廠加工

圍板由鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家進(jìn)行加工制作，所用材料必須符合國(guó)家規(guī)范要求，材料規(guī)格、外觀、尺寸、材質(zhì)等需與設(shè)計(jì)圖紙一致。施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和驗(yàn)收[5]，重點(diǎn)檢查焊接部位焊縫質(zhì)量，鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)由專(zhuān)業(yè)焊工施焊，焊絲型號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)，不允許存在裂紋、弧坑縮孔或焊瘤缺陷，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸加工。鋼結(jié)構(gòu)圍板表面無(wú)裂紋，圍板尺寸應(yīng)與勁性柱相同，無(wú)變形，防銹漆噴涂厚度符合要求。加工時(shí)核查圍板標(biāo)高，以防出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)。加工制作、運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中應(yīng)注意成品保護(hù)，防止圍板變形。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)圍板承載能力、抗彎、抗剪性能及混凝土側(cè)壓力進(jìn)行計(jì)算，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑及結(jié)構(gòu)使用安全。

3.2 主筋及模板施工

勁性柱主筋采用直螺紋套筒連接，如主筋遇牛腿無(wú)法伸至上一層時(shí)，在當(dāng)前樓層底牛腿上翼緣搭筋板，樓層頂牛腿下翼緣設(shè)置直螺紋套筒，均需與牛腿焊接固定，便于施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員操作，其余鋼筋全部伸至上一層。搭筋板高度要求必須滿(mǎn)足鋼筋雙面焊接搭接長(zhǎng)度5 d（d為鋼筋直徑）的要求，因鋼筋上端需擰在直螺紋套筒內(nèi)，為施工方便，鋼筋總長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足凈高尺寸，故需增加搭筋板高度，在原高度上增加一個(gè)直螺紋套筒長(zhǎng)度。當(dāng)柱縱向受力鋼筋可彎折繞開(kāi)牛腿時(shí)，應(yīng)按照1∶6的斜率適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置，減少主筋斷開(kāi)的情況。除圍板內(nèi)無(wú)需設(shè)置箍筋外，其余部分均需按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置箍筋且必須為封閉箍。見(jiàn)圖3。

圖3 鋼筋連接

勁性柱模板采用鋁合金模板，支設(shè)時(shí)直接將模板內(nèi)表面貼合在鋼結(jié)構(gòu)圍板的外表面，頂面應(yīng)超出圍板下口100 mm 以上，保證結(jié)合部位不漏漿。鋼結(jié)構(gòu)圍板垂直度優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)直接支設(shè)模板且減小了施工現(xiàn)場(chǎng)模板支設(shè)、支撐體系無(wú)法加固等困難。鋁合金模型頂部為鋼柱牛腿時(shí)，應(yīng)將模板頂緊貼牛腿下翼緣并加設(shè)海綿條。采用方柱扣或槽鋼等無(wú)對(duì)拉螺桿的加固體系進(jìn)行勁性柱鋁合金模板加固，使用安全計(jì)算軟件對(duì)加固體系間距進(jìn)行計(jì)算，確保安全，不發(fā)生漲模現(xiàn)象。

混凝土從鋼結(jié)構(gòu)圍板頂部進(jìn)行澆筑，鋼骨柱在加勁板位置留設(shè)澆筑孔，便于混凝土澆筑及振搗。

使用鋼結(jié)構(gòu)圍板極大程度降低了勁性柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的鋼筋密度，有利于高強(qiáng)度混凝土澆筑，需加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)振搗，拆模后及時(shí)進(jìn)行覆膜養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)論

勁性柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)圍板代替箍筋，解決了牛腿腹板位置開(kāi)孔問(wèn)題，減少因開(kāi)孔造成鋼結(jié)構(gòu)損傷，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需進(jìn)行箍筋焊接作業(yè)，優(yōu)化傳統(tǒng)箍筋施工繁瑣的問(wèn)題；遵循建筑抗震設(shè)計(jì)中“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則，提高梁柱節(jié)點(diǎn)位置抗剪及抗彎性能，既保證結(jié)構(gòu)安全，又增加了現(xiàn)場(chǎng)施工便捷性。

使用鋼結(jié)構(gòu)圍板作為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)模板，在配模時(shí)無(wú)需考慮節(jié)點(diǎn)部位的模板支設(shè)時(shí)拼板困難、模板支撐體系受鋼構(gòu)件影響加固困難等問(wèn)題，除勁性柱節(jié)點(diǎn)區(qū)外，其他部位模板支設(shè)按照正常方式施工，直接與鋼結(jié)構(gòu)圍板搭接固定，保證了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土澆筑質(zhì)量。

施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑強(qiáng)度各不相同，柱混凝土強(qiáng)度高于板混凝土，使用鋼結(jié)構(gòu)圍板有效解決了混凝土混澆問(wèn)題，使得節(jié)點(diǎn)部位混凝土強(qiáng)度易于控制，澆筑樓板混凝土?xí)r混凝土不易流入鋼結(jié)構(gòu)圍板內(nèi)，免于傳統(tǒng)的模板支設(shè)方法中攔槎的繁瑣工序。主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，水平及豎向結(jié)構(gòu)可分開(kāi)施工，即勁性柱混凝土澆筑與樓板混凝土澆筑無(wú)影響，相互不受制約，可視施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況統(tǒng)籌安排。

鋼結(jié)構(gòu)圍板的應(yīng)用有效解決了在勁性柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋綁扎及模板支設(shè)困難的問(wèn)題，減少了現(xiàn)場(chǎng)焊接及綁扎作業(yè)工作量，全部采用工廠制作的方式，一次成型，提高現(xiàn)場(chǎng)的施工效率，極大程度降低了工程施工成本，縮短建設(shè)工期，加快施工效率且現(xiàn)場(chǎng)安裝便捷，符合國(guó)家提倡的節(jié)能、綠色環(huán)保發(fā)展理念。