型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点施工

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摘要：某工程南塔8层以下、北塔22层以下采用型钢组合结构。型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点方式比较复杂。现通过对型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点的施工进行分析，找出其施工特点与疑难点，可作为相关工程类似情况提供参考。

关键词：型钢柱连接节点

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：

1 工程概况

某工程由商业、办公及公寓共同组成，位于某市商业核心区。工程地下2层，地上共35层，总建筑面积16.69万m2，总高度为163.9m。结构体系为框架-剪力墙结构。1～6层为商业，7层以上分南北两栋独立塔楼，北塔楼为公寓式办公，35层，22层以下采用型钢混凝土柱；南塔楼为酒店式公寓，32层，8层以下采用型钢混凝土柱。笔者通过工程型钢柱与钢筋混凝土梁施工，对型钢柱与混凝土梁连接节点施工进行一些总结与探讨。

2 型钢柱与钢筋混凝土梁连接节点方式与特点

型钢柱与钢筋混凝土梁节点连接可设置钢牛腿、连接板、型钢柱腹板穿孔、钢筋连接器或梁主筋锚入柱五种方式。下面笔者分别对这五种节点连接方式进行分析。

2.1 型钢柱在柱翼缘板上设置工字型钢牛腿，钢筋混凝土梁主筋与钢牛腿采用焊接或搭接方式连接。采用这种节点连接方式，梁主筋与型钢柱连接施工便利，但在钢牛腿末端，截面承载力和刚度存在突变，容易发生混凝土挤压破坏。同时，采用设置工字钢钢牛腿，也不是最经济的连接方式。

2.2 型钢柱在梁主筋标高位置采用连接板，梁主筋与连接板上皮或下皮焊接。采用这种节点连接方式，现场焊接作业量较大，且梁主筋与连接板下皮焊接是仰焊，现场作业困难。如需与连接板下皮焊接，采用在钢结构加工场制作时焊接，即可保证焊接质量，同时也减少现场焊接工作量。

2.3 如采用型钢腹板穿孔方式，梁主筋可直接通过型钢柱，方便现场施工。但采用这种方式，腹板打孔定位精度要求高，同时也需校核腹板打孔标高累计误差；同时型钢腹板截面损失率应小于腹板面积的25%。

2.4 采用钢筋连接器连接，连接器与型钢柱翼缘板焊接，钢筋与连接器丝接。梁跨内主筋可采用机械连接或焊接，现场施工方便。采用这种连接节点，钢筋连接器在钢结构加工厂焊接，减少现场焊接作业量，但连接器焊接定位精度要求高。

2.5 采用梁主筋在型钢柱腹板区域直接锚入柱的连接节点，现场施工方便。但柱头部位钢筋较密，且存在多根框架梁相交于同一柱头的现象，导致多层钢筋互相重叠，钢筋与型钢柱连接及钢筋标高的控制难度很大，且易造成混凝土浇筑困难和钢筋与混凝土握裹效果差。

3 本项目型钢柱与钢筋混凝土梁节点施工技术

项目监理及施工单位在接到结构设计文件后，认真熟悉设计文件，并与结构设计人员协商，最终确定本项目钢筋混凝土梁与型钢柱节点连接采用型钢柱翼缘区域焊接钢筋连接器与型钢柱腹板区域梁主筋直接锚固的组合方式。

针对本项目型钢柱为十字截面型钢柱，且在梁标高区域内设置了两道或三道水平加劲肋及型钢柱箍筋需穿越柱腹板的做法，在型钢柱深化设计时对上述部位进行了优化。

针对型钢柱是居中或偏心设置及梁主筋设计要求，在钢结构深化设计时就将型钢柱翼缘板焊接钢筋连接器数量与位置确定，以便连接器在工厂内就焊接完毕。钢筋连接器(连接器外观照片为图1)与柱翼缘板焊缝为部分熔透焊，焊角高度6mm，焊缝外观达到二级。考虑到梁主筋布置、主筋间距及连接器施焊角度要求，钢筋连接器净距≥40mm。每根型钢柱出厂前标注出标高基准线与型钢柱中心线，便于型钢柱现场安装时轴线与标高校核。

图1：钢筋连接器外观

型钢柱节点核心区上层水平加劲肋考虑到梁主筋在节点去交叉造成钢筋重叠，同时考虑到大部分梁主筋配筋规格，将水平加劲肋标高下降或上升，以减少型钢柱腹板部位梁主筋直接锚固交叉，梁主筋突出梁标高范围。工程实际钢筋混凝土梁与型钢柱连接的截面高度有950mm与750mm两种。当与型钢柱连接的梁高度一致时，型钢柱有两道水平加劲肋，将上层水平加劲肋下降60mm，以使型钢柱腹板位置的梁主筋全部搁置在加劲肋上，如图2。当与型钢柱连接的梁X向与Y向截面高度不一致时，型钢柱有三道水平加劲肋，将上层加劲肋下降60mm，中间层加劲肋不变，下层加劲肋上升60mm，以使梁主筋搁置加劲肋或从加劲肋下部穿越锚固，如图3。

图2图3

结构设计要求型钢柱小箍筋需穿越柱腹板，无法从柱上口向下套入，且小箍

筋本身直径较大而尺寸较小，无法掰开就位。为此与设计单位沟通，建议将小箍筋变为U型箍筋，安装后单面焊接。设计单位重新进行受力核算后，同意修改方案。根据型钢柱箍筋配置参数，腹板在焊接作业前进行打孔作业，孔径为D+5mm。

4 梁柱连接节点施工疑难点

4.1 钢筋连接器纵轴垂直于型钢柱翼缘板，如单节型钢柱发生垂直偏差或型钢柱整体扭转，使钢筋连接器纵轴与梁主筋不重合，将导致梁主筋在施工时不顺直，存在安装初应力。

4.2 钢筋连接器与翼缘板焊接，设计明确按照I级直螺纹套筒机械连接标准采用试件检测。同时咨询工程当地建筑工程质量检测中心，因梁主筋为HRB400-32，无法进行现场检测。试件质量与工程实体质量相同度的识别。

4.3 型钢柱箍筋全段加密，箍筋间距100mm，U型箍筋现场焊接作业量大，最多处一根柱有420道焊缝，箍筋焊接质量控制。

5 结束语

综上所述，根据工程特点，在型钢柱深化设计前组织熟悉钢结构与钢筋施工的技术人员对结构设计文件熟悉，充分考虑型钢柱与钢筋混凝土梁连接节点要求与施工便利，并与结构设计人员协商，确定型钢柱与钢筋混凝土梁连接节点方式，有效地保证了工程质量。

参考文献：

[1]《型钢混凝土组合结构构造与计算手册》刘维亚

[2]《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138-2001