建筑工程中型钢混凝土组合结构施工技术
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【摘要】现阶段，建筑工程施工中对型钢混凝土梁、柱局部构件实验研究到现在对型钢混凝土结构整体模型、节点构造的试验研究，以及在考虑型钢与混凝土之间的粘结或设置剪切连接件的实验模拟，做一系列的研究就是为了能建立合理的强度、刚度、变形和裂缝开展的计算理论和分析方法。本文简要介绍了型钢混凝土组合结构的特点，并结合工程案例，从钢筋混凝土梁节点和柱节点钢筋设计这两方面对其工艺流程进行了阐述。
【关键词】框架梁柱节点；型钢混凝土结构；钢筋混凝土结构
1 型钢混凝土组合结构的特点分析
以型钢和钢筋混凝土组成的型钢混凝土组合结构，对钢结构来说，钢筋混凝土为新的组成部分，对钢筋混凝土来说，型钢是新的组成部分。相对于钢结构和钢筋混凝土结构，型钢与混凝土组成的结构性能，既有量的改变又有质的改变，既发挥了两种结构各自的优点，有克服了各自的缺点，具有如下的特点：
1.1 相对于钢结构的优点
（1）外包钢筋混凝土能够承受拉、压、弯、剪能力，并且能够约束型钢或钢板，提高型钢的抗屈曲能力，因而可以大大地节约钢材，降低造价。
（2）外包钢筋混凝土部分兼有防火、耐久的作用，省去了钢结构的防护层，这对建筑的安全起到至关重要的作用。
（3）钢结构的抗水平力作用（一般为风载及地震作用）的刚度较小，水平位移较大，不易满足建筑物稳定性和舒适度等要求，但型钢混凝土组合结构刚度大、容易满足水平变位限值的要求。
1.2 相对于钢筋混凝土结构的优点
（1）钢筋混凝土结构中的混凝土是脆性材料，在受力以后容易产生裂缝、破碎、剥落等现象。钢筋混凝土结构构件的受剪、受压破坏都是脆性破坏，在地震时经常发生，且震害严重。当钢筋混凝土结构内部加入型钢以后，型钢改变了其脆性破坏的性质，刚度塑性变形的性质在结构中起主导作用，从根本上改善了构件的抗震性能。
（2）型钢的材料强度远大于混凝土，在钢筋混凝土截面中增加了型钢，既可以满足高层建筑高压力高延性要求的前提下，减小构件的截面，克服钢筋混凝土结构的胖柱问题，同时，由于型钢没有像混凝土那样的受压徐变问题，因此减少了长期受压时的变形问题。
（3）钢筋混凝土短柱多发生剪切破坏的震害，而型钢混凝土中的型钢腹板有效地承担剪力作用，避免剪切破坏。
（4）钢筋混凝土柱震害常有柱端混凝土被压碎剥落，钢筋呈灯笼状，失去承载力的现象发生。而在型钢混凝土柱的柱端，型钢外部的混凝土破坏，型钢内部混凝土受型钢的约束，与型钢共同工作仍能承载，使房屋在大震时坏而不倒。
2 工程概况
某大厦工程分为A、B座两栋，A栋为底商住宅楼，剪力墙结构；B栋为综合办公楼，框架结构。A、B两栋建筑相距12m，在结构标高69.45m处设有一连接A、B座的高空通廊，采用型钢混凝土纯悬挑粱板结构，分别从A，B座向外悬挑6m，连廊宽度为4.3 m，型钢混凝土梁截面尺寸为0.95m×0.4m，内部设置600×250 ×25×40的H型钢，配置钢筋骨架，型钢梁的长度不等，单根型钢最短为10.9m，最长为14.96m。
3 工艺原理
根据型钢梁、钢筋混凝土梁柱的截面尺寸和位置，设计梁柱钢筋穿过型钢或与型钢连接的构造措施，使现场型钢混凝土组合梁的型钢、梁柱的钢筋实际完成情况满足图纸和规范要求。
采用在节点处将混凝土梁底部竖向加腋，底层钢筋弯锚伸人柱内，柱主筋遇型钢梁不能穿越时在翼缘板上适当打孔，柱箍筋穿越时在腹板上钻孔，在节点处腹板两侧焊接加劲板。有效解决了型钢梁与钢筋混凝土框架梁柱交叉节点部位的钢筋穿越问题，而且保证了框架梁钢筋进入框架柱的锚固长度，确保了结构的整体性，简单易行，避免了工序的复杂化，节约了工期。
4 工艺流程
熟悉施工图纸计算尺寸，绘制节点图工厂制作型钢梁（包括打孔、焊接加劲板）现场型钢梁钢筋绑扎型钢梁整体吊装就位钢筋混凝土梁柱钢筋绑扎模板钢筋验收合格混凝土浇筑。
因为型钢混凝土梁柱节点的形式根据结构形式的不同而不同，型钢混凝土梁一钢筋混凝土梁柱连接是其中的一种。由于型钢梁、钢筋混凝土梁截面尺寸大，且钢筋粗、数量多，而依据设计要求，钢筋在遇到型钢梁时，腹板不能钻大直径孔，柱钢筋遇到翼缘板尽量不打孔。钢筋混凝土梁主筋直径一般为22mm～32 mm，造成与型钢梁相交底层贯通筋无法正常穿越。
4.1 钢筋混凝土梁节点钢筋设计
由于原设计图仅有型钢梁位置、配筋情况，而没有节点详图，需对钢筋混凝土梁的钢筋进行深化设计，解决梁的上下排钢筋在遇到型钢梁的型钢时如何穿过或如何连接问题。
1）钢筋混凝土梁主筋绕过型钢。
钢筋混凝土梁顶部钢筋可从型钢顶直接通过。但对于底部钢筋，由于一般框架梁截面尺寸大，主筋大多配置为22mm～32mm的三级钢，且一般为上下两排，依据工程实际经验，需在型钢梁腹板上开直径55mm的孔才能使混凝土粱主筋顺利穿过，这样大大削弱了型钢的整体刚度和稳定性，要求节点具有足够的强度则无法保证，因此需要解决底部钢筋穿越型钢梁腹板的问题。
基于纯悬挑梁及各类梁的悬挑端部配筋构造，我们将底部钢筋按照最大1：6的弯度弯折后也同样能绕过型钢梁，但弯折后锚人柱内长度要符合抗震ιaE，混凝土梁底部形成竖向加腋。这样，不仅解决了混凝土梁底部钢筋绕过型钢腹板的问题，而且保证了梁柱节点具有足够强度及整体稳定性。
2）钢筋混凝土梁构造筋焊于组合梁型钢腹板。
混凝土梁构造筋既不能绕过组合梁型钢，也没有足够空间穿过型钢腹板，只能与型钢腹板焊接连接，具体做法：在节点处构造筋部位梁型钢腹板上附加连接钢板，钢筋焊接在连接钢板上。连接钢板采用30mm厚同材质钢板，宽度与型钢翼缘板相同，长度同腹板高度。为了保证连接钢板与梁型钢腹板的连接质量，连接钢板均在构件加工厂与型钢腹板焊接。
4.2钢筋混凝土柱节点钢筋设计
1）柱主筋设计。
在梁型钢的翼缘板宽度范围内的钢筋混凝土柱主筋需贯通型钢梁翼缘板，为了便于穿孔，将柱主筋截成上下高出梁型钢300mm～400mm（以保证纵向钢筋接长），柱主筋穿孔后在搭接位置双面焊接5d（d为主筋直径），柱主筋在穿孔部位塞焊。值得注意的是梁型钢翼缘板是主要受力构件，打孔减少了受力面积，需在梁型钢腹板两侧焊接加劲板，以便增加翼缘板的抗弯能力，增加钢梁整体刚度。
2）柱箍筋设计。
柱箍筋设计就是解决柱箍筋穿过梁型钢腹板的问题，一般钢筋混凝土柱的箍筋在设计图中均为封闭箍筋，但在梁柱节点部位，柱箍筋要穿过梁型钢，封闭箍筋无法安装。因此，为满足柱箍筋的安装要求，需在梁型钢的腹板上开孔使箍筋穿过，而且需将封闭箍筋改为两个开口箍（ 形），柱箍筋安装后在搭接位置焊接10d（d为箍筋直径），以满足搭接要求。
无论型钢的翼缘板还是腹板开孔均不能采用现场火焰开孔，必须提前计算好开孔位置，做出节点详图，在构件加工厂采用机械式开孔，开孔后在腹板两侧加焊加劲板。
5 结语
在型钢组合梁与钢筋混凝土梁柱节点处理上，采用在节点处将混凝土梁底部竖向加腋，底层钢筋弯锚伸入柱内，柱主筋遇型钢梁不能穿越时在翼缘板上适当打孔，柱箍筋穿越时在腹板上钻孔，在节点处腹板两侧焊接加劲板。解决了节点处钢筋的穿越问题，且保证了框架梁钢筋进入框架柱的锚固长度，确保在技术上可行，经济上合理，有效的保证了工程质量并加快工期。