型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工技术

王福元

(太原市建设工程质量监督站，山西太原 030009)

1 工程概况

国家电网生产调度综合楼项目地下3层，地上22层，中间为下沉庭院，北面塔楼最高为22层，南面塔楼最低为7层，东面调度大厅为7层，主要建筑功能为生产调度和会议，整个楼宇呈回字形环绕，分九步台阶至最高。

2 本工程钢结构

本工程钢结构主要包含:劲性钢柱、钢梁、钢板剪力墙等，因此涉及到劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋连接，劲型钢柱箍筋连接，混凝土柱筋与钢梁连接，钢板剪力墙与柱箍筋连接，型钢柱双排主筋柱脚板等节点施工，主要针对以上几种节点进行阐述。

3 型钢混凝土结构施工要点

结合柱梁节点内各种钢筋的相对空间位置，运用CAD进行施工图深化设计，将柱梁节点交汇处所有柱筋、梁筋与钢骨的相对位置准确地放在图纸上，以保证钢骨上贯穿制孔标高、轴线的准确性。在此阶段，主要考虑如下因素:1)尽量将钢筋避开型钢，减少钢筋穿孔数量(虽然与钢筋尽量分布均匀有利构件受力相矛盾，但从减少型钢截面损失率、降低施工难度考虑，宜反复比较寻找最佳方案)。2)综合考虑节点位置钢筋的三维空间定位，尤其是注意主次梁钢筋的平面冲突及梁柱钢筋的立面冲突。3)深化设计首先需确定好柱箍筋的穿孔定位，并确保所有主筋(包括为避开型钢而弯折的主筋)均在箍筋范围内。4)形成型钢钢筋定位制孔图后要经多次复核，确保无误，避免现场成孔影响施工质量，耽误工期。

4 关键节点施工难点及处理方案

4．1 劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋连接

采用在十字钢柱翼缘焊接牛腿板，钢筋与牛腿板进行焊接，梁两侧钢筋穿十字钢柱，在腹板处根据梁铁定位进行开孔，如图1所示。

图1 劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋连接通用节点

要考虑垂直方向上梁主筋的高差问题，以图2为例，南北钢筋在下，东西钢筋在上，因此牛腿板的位置要在竖直方向上至少要错开梁主筋+牛腿板厚度+2．5 cm施工误差的间距，梁钢筋上铁或者下铁若为两层钢筋时，牛腿板要按照错层处理，如果没有错层，按照顶层牛腿板设计理论上可以满足设计要求，但是实际操作时无法施焊，因此需要两层牛腿板错开15 cm，满足两排筋焊接操作空间。双层牛腿板如果采用第二层牛腿加长20 cm，牛腿板加长。

4．2 劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋连接中特殊连接方式

本工程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方式连接。钢筋混凝土梁上部纵筋有单排、双排、三排等情况。其中，双排纵筋的情况居多。双排纵筋就需要双层牛腿板与之连接。梁纵筋遇牛腿板时设计连接形式为5d双面贴焊。上下两块牛腿板之间净距只有80 cm。空间太小，下排纵筋与下层牛腿板没法按设计施焊。鉴于此种情况，在加工厂加焊套筒(材质同型钢柱Q345B)。套筒的焊接位置通过Auto-CAD和3DMAX软件放样设定，需与现场纵筋摆放位置完全吻合。现场梁钢筋按图纸下料，在端头套丝与已焊套筒连接。

图2 经过优化后节点

本工程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方式连接。钢筋混凝土梁上部第一排钢筋底标高与钢牛腿水平连接板顶标高齐平。梁主筋与连接板上皮采用双面贴焊的方式连接，焊缝长度为5d。焊材为E50XX，手工俯焊，焊接质量容易保证。本工程采用十字形型钢混凝土柱。部分梁主筋在端柱和边柱处直接锚入柱腹板区域。1)柱腹板区域不小于laE，采用直锚的方式。2)0．4laE≤柱腹板区域≤laE，采用弯锚的方式。3)柱腹板区域不大于0．4laE，采用弯锚的方式并在弯折处附一根同品种、同级别、同规格的锁锚筋。锁锚筋与柱腹板焊接。本工程采用十字形型钢混凝土柱。型钢柱腹板开孔使梁主筋连续通过，既符合设计要求又方便现场施工。需要注意的是开孔位置要十分精确。考虑东西向梁主筋与南北向梁主筋上下相对位置的同时也要考虑梁纵筋遇柱外围纵筋的避让空间。除此之外，型钢腹板截面损失率不应小于腹板面积的25%。钢筋的穿孔直径按表1选用。

表1 钢筋穿孔直径表

4．3 劲型钢柱箍筋连接

原设计中劲型钢柱内箍筋采用穿钢结构腹板连接形式(见图3)，实际施工过程中无法实现，如果按照图集04SG523中进行施工，箍筋可以深化为开口箍筋，在箍筋连接位置采用焊接处理，这样做不仅会增加工作难度，而且会严重影响结构的承载力，针对这种情况，经过与设计院沟通，现场主要采用两种处理方式:1)在型钢柱腹板上焊接角钢，在角钢上开孔，穿腹板内箍筋与设计院沟通，经设计复核验算，可以变更为拉钩(见图4)。2)在钢柱腹板上加焊一根构造钢筋，钢筋直径与设计院沟通，根据柱主筋而定，内箍筋采用拉钩形式，将柱主筋与构造钢筋之间用拉钩进行连接(见图5)。

4．4 混凝土柱筋与钢梁连接

劲型钢柱外围纵筋遇到型钢梁时被截断。在型钢梁上下翼缘柱纵筋内侧分别设置连接板，被截断的钢筋等强焊接于连接板上。连接板与翼缘采用角焊缝的形式连接。焊缝质量应符合JGJ-2002建筑钢结构焊接规程规定的焊缝质量标准(见图6)。

图3 原设计节点

图4 经过优化后节点（一）

图5 经过优化后节点（二）

图6 混凝土柱筋与钢梁连接

通过上述对型钢混凝土结构节点施工的优化，降低了操作难度，加快了施工进度，为总工期实现提供保障。型钢与混凝土钢筋连接方式便于施工检查，有效的保证了施工质量。

5 质量控制

质量控制从两个方面严抓，首先劲钢方面保证钢柱加工的准确性，在图纸深化阶段对腹板开孔位置牛腿板位置一一进行校核，进场钢柱进行复核，确定无误后，进行现场吊装，吊装过程中要保证钢柱对接焊缝的精确度，其次钢筋加工方面，梁筋必须切头处理，钢筋剥肋时，保证丝扣完整，丝扣加工完整后如果没有及时进行安装要戴保护帽，目的就是减少现场钢筋安装偏差。

［1］张 峰，何凯锋．贵阳市行政中心大楼型钢混凝土施工工艺［J］．铁道工程学报，2006(4):79-85．

［2］梁睿鑫．陕西信息大厦劲性钢筋混凝土结构施工［J］．钢结构，2002(1):52-53．

［3］周明杰．钢筋混凝土组合结构设计与工程应用［M］．北京:中国建材工业出版社，2005．