钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计施工探析

褚丽丽

摘   要：随着社会主义现代化建设力度的不断加强，各种新型的建筑类型涌现。新技术、新材料和新工艺的应用，促使新时期的建筑工程结构设计和施工变得愈加复杂。钢骨钢筋混凝土组合结构作为现代建筑工程的主要结构，施工难度大。梁柱节点作为组合结构内力传递和分配的关键，受力复杂，其设计和施工是否合理，在很大程度上决定了后续工程的质量。文章就钢骨钢筋混凝土组合结构的梁柱节点设计施工进行分析，把握设计要点，针对其中存在的问题寻求合理的措施予以解决，以打造高质量的工程项目。

关键词：梁柱节点;设计施工;钢骨钢筋混凝土;组合结构

梁柱节点在钢骨钢筋混凝土组合结构中占据重要地位，直接承受梁柱传递的剪力和弯矩，受力特性较为复杂。结合国内外研究，如果发生地震，梁柱节点将是最容易损坏的位置，甚至会导致建筑结构整体崩塌。面对社会对建筑质量不断提出的新要求，应该提高梁柱节点设计施工水平，制定合理的措施来解决复杂的受力问题，提升钢骨钢筋混凝土组合结构的稳定性，打造高质量的建筑工程项目;加强对钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱节点设计施工的研究，转变理念，改善结构中的问题，指导后续各项工作有序展开，打造高质量的工程项目。

1    工程概况

以某建筑工程为例，建筑总面积为6.68万m2，建筑结构为框架剪力墙—型钢混凝土组合结构，檐口高109 m。钢骨柱之间通过钢骨梁彼此连接，构成了整体的钢骨架。钢骨钢筋混凝土组合结构的梁柱节点结构复杂，类型多样，加之梁柱节点排列密集，后期的设计和施工难度较大，容易受到客观因素的影响，需要依据设计图纸，借助相应的软件进一步优化，并建立建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），指导后续施工活动有序展开。

2    钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱设计

本工程为钢骨钢筋混凝土组合结构，内部结构复杂，梁柱节点多样，有两个高位转换层。应深入优化梁柱节点设计，结合施工的具体情况，借助相应的软件建立三维建筑模型，动态调整建筑模型的不足之处，以便于合理布设钢筋，有效改善钢骨的梁柱节点设计和施工问题[1]。具体设计表现在以下两点。

2.1  腹板打孔

在钢骨钢筋混凝土组合结构梁柱设计中，选择腹板打孔、翼缘加钢筋连接器的方式，在钢骨柱腹板上打孔，建模型可以及时发现腹板打孔是否合理，比如孔径与钢筋匹配，打孔数量满足腹板强度要求，不得削弱钢骨腹板整体强度。翼缘套筒位置不易过密影响钢筋安装，如钢筋密布无法保证每根钢筋都安装对应套筒，则应考虑保证配筋率增加钢筋排数，或者采用翼缘上焊接钢筋连接板，钢筋现场焊接在连接板上，连接板宽15倍钢筋直径。在钢筋连接器或连接板位置加设加劲板，板厚大于等于钢筋直径，加劲板开设灌浆孔及透气孔满足灌浆要求。使钢骨柱位置连续贯通。工程设计优化后，摒弃原本的十字形钢骨设计，选择H型钢骨柱，此种方式可以改善钢骨柱翼缘板纵向受力钢筋不连续的问题。钢骨梁的纵筋量较多，角筋绕过钢骨柱，在腹板打孔，并且在腹板打孔位置补强，此种方式可以保证在原本钢骨柱受力形式不变的基础上，确保钢骨梁柱接头位置上的钢骨梁纵筋连续贯通。

2.2  牛腿板与直螺纹套筒交错焊接

在钢骨钢筋混凝土组合结构设计中，为了保证组合结构的整体稳定性，避免后期受到外部作用力而崩塌，可以选择牛腿板和直螺纹套筒交接焊接方式，选择直螺纹套筒焊接处理钢骨柱的纵向受力钢筋，上部连接钢骨梁下翼缘板焊接牛腿板[2]。在此基础上，通过一侧的翼缘板焊接牛腿板，促使钢骨梁纵向受力钢筋与牛腿板连接，另一侧通过螺纹套筒与纵向受力钢筋连接在一起。同时，通过焊接直螺纹套筒，使套丝与纵向受力钢筋连接，另一侧焊接在牛腿板上。需要注意的是，此种焊接方式应该选择上面焊接，以此来规避牛腿板长浇筑混凝土浇筑不便的问题[3]。牛腿板和直螺紋套筒交错焊接，此种方式有助于合理布设梁柱节点的钢筋，避免纵筋锚固难、施工不便的问题，为后续施工活动提供坚实保障。

3    钢骨钢筋梁柱节点施工要点

3.1  钢骨梁柱节点深化设计与BIM建模

在设计好钢骨钢筋梁柱节点后，应该依据设计方案规范地施工，借助专门的软件来建立BIM建筑模型，进一步优化钢骨梁柱节点设计。基于此，在保证原有设计图纸中梁柱节点受力形式不变的基础上，细化钢骨梁柱节点钢筋布设内容，建立三维建筑模型，模拟施工钢骨梁柱节点，分析设计方案的可行性，检查梁柱节点的钢筋位置和钢骨位置是否合理，二者之间是否会出现碰撞问题，保证钢筋和钢骨之间的孔隙在合理范围内，为后续混凝土浇筑活动的顺利展开奠定基础[4]。选择合适的钢筋与钢骨连接的形式，实现结构设计的深化，制定合理的施工方案。

3.2  钢筋与钢骨连接形式施工要点

在优化梁柱节点设计的同时，建立三维建筑模型，选择合适的梁柱节点构造形式，在满足质量要求的基础上，保证钢筋型号符合要求，同时，确定使用的牛腿板焊接厚度和延伸长度。在牛腿板上双面焊接纵筋，在钢骨柱腹板上焊接的同时，增设劲板，并确定合适的纵向受力钢筋型号和数量，满足不同焊接位置的需要。通过直螺纹套筒实现纵向受力钢筋的一端连接，另一端在牛腿板上通过焊接方式连接在一起，为后续施工活动的有序展开提供支持。

3.3  钢骨梁柱加工

如果在具体施工中出现钢材变形的问题，不符合变形控制范围的，可以通过机械整平校正，依据设计要求来下料和切割钢筋。在加工平台上，集中统一拼装焊接构件，借助CO2气体保护焊将钢材焊接在一起，并且对焊缝进行严格探伤检查，质量符合要求后方可进行后续工作。组装焊接后，检查成品构件质量是否符合要求，不符合要求的矫正处理或剔除，钢骨梁柱加工质量符合要求后，进行下一道工序。最后，根据图纸要求来验收组合结构的成品质量，验收合格后做好配套记录。

3.4  进场复核验收

型钢构件加工后运输到现场，由业主单位、施工单位和监理单位联合验收。梁柱节点钢筋连接形式和构件尺寸、材质符合要求，为工程安装质量提供坚实保障。

3.5  钢骨安装

钢骨安装环节，用全站仪放线定位，测设轴线尺寸，并且在焊接安装型钢梁柱的基础上，及时复核轴线与标高参数，确认钢骨柱位置尺寸准确无误后安装定位。安装钢筋时，直螺纹套筒段优先施工，然后将另一端钢筋同牛腿板焊接在一起。需要注意的是，穿筋孔不得作为吊装孔使用，由于梁柱节点的钢筋数量众多，核验钢筋直径，如需现场焊接钢筋，保证焊接质量，尤其套筒连接时，保证连接强度，及时检验。应从整体角度来合理安排竖向纵筋、水平纵筋、构造筋和梁柱模板，避免因施工工序混乱而影响整体质量，出现无法规范化进行焊接施工的情况。

3.6  混凝土浇筑

混凝土浇筑是最后的环节，同时，也是关乎组合结构整体质量和安全的关键。为了保证混凝土浇筑密实、质量符合要求、减少焊缝出现，应该做好混凝土的配合比设计，选择同等级自密实混凝土标准化浇筑施工，施工后做好保养管理、洒水养护，减缓混凝土水分的蒸发速度，在加快施工进度的同时，切实提升混凝土浇筑的效率和质量。另外，梁柱节点的混凝土浇筑如果操作不当，就可能出现裂缝。如梁柱混凝土强度等级差异大，导致混凝土邻近区域出现裂缝;混凝土配合比设计不合理，水泥量过多，水泥水化热导致混凝土内外温差过大，出现裂缝。所以，应该优化混凝土配合比设计，减少水泥用量，做好后期养护，并通过二次抹压技术来消除裂缝。

4    结语

面对现代建筑行业飞快发展的要求，应转变理念，促使钢骨钢筋混凝土组合结构设计施工进一步优化，借助软件建立BIM模型，深化设计，选择合适的连接形式，规范地施工。通过此种方式，可以在保证工程质量的同时，优化施工工艺和施工技术，降低成本，打造高质量的建筑工程项目。

[参考文献]

[1]武大伟.超高层劲性钢筋混凝土结构土建深化技术研究及应用[J].建筑施工，2019（9）：1663-1665，1669.

[2]俞忠，黃慎江.预制装配式钢骨接头钢筋混凝土边节点抗震性能有限元分析[J].工程与建设，2018（3）：377-382.

[3]杨冬，刘勇，袁光辉，等.广州白云国际机场树杈形钢骨混凝土组合结构施工技术[J].施工技术，2018（6）：146-149.

[4]刘兴国，朱宝君.箱形钢骨柱型钢组合结构大跨度悬挑钢连廊高空施工技术[J].建筑施工，2018（2）：192-194，197.