钢-混凝土组合结构中梁柱节点型钢与钢筋连接工程施工总结

◎冯建飞

绪论

随着我建筑业的蓬勃发展钢-混凝土组合结构的应用也越来越广泛，钢-混凝土组合结构构件是由型钢和混凝土两种不同性质的材料组合而成，这种组合结构能够有限的发挥两种材梁的各自优势，并规避了各自的不足，在建筑、桥梁的施工领域取得了良好的应用效果。具有缩短工程的施工周期提供建筑抗震性能等良好效益。在钢-混凝土组合结构施工中两种材质主要是通过钢筋与型钢的连接使其形成一个整体，所以型钢与钢筋连接工程的施工质量事关重要，尤其是型钢混凝土梁柱节点部位，在此结合北京市昌平区某办公楼项目应用实例，对梁柱节点各种类型的型钢与钢筋连接的施工技术、施工组织管理和质量控制重难点进行研究分析，进而到达提高施工效率、保证施工质量的目的。为今后同类工程的施工提供借鉴。

一、情况介绍

北京市昌平区某办公楼项目，工程总建筑面积127670㎡，其中地下建筑面积71556㎡，地下结构形式为（型钢）混凝土-框架剪力墙结构，地下部分总用钢量约1500吨，共有各类型钢柱223根、型钢梁构件495根，施工中涉及大量钢筋与型钢连接节点，现场主要使用到的节点有5类，分别为钢筋绕开型钢、型钢开孔钢筋贯穿、钢筋通过连接板与型钢连接、钢筋通过型钢牛腿进行连接、钢筋通过连接器与型钢连接。在图纸会审钢结构构件加工图纸深化阶段前多次与设计单位沟通协商，优化结构配筋，确定每个节点部位适用的连接形式，工厂加工完成后现场按图进行安装，项目施工过程中严把每道施工工序质量，实现型钢与钢筋连接分项工程顺利完成且施工质量优良。

二、钢筋绕开法

通常来说采用钢筋绕开法，相对比较简单，部分角部边排钢筋、钢骨柱为翼缘较窄的H型钢、梁截面宽度大于柱内型钢的截面宽度时可采用，但实际，在梁柱节点中往往难以通过绕开法解决所有钢筋与型钢连接问题，施工制约条件多，大部分钢筋难以实现，现场钢筋加工有一定的困难，梁柱节点梁纵筋绕开柱钢骨需进行1：6的角度弯折绕过，柱纵向钢筋一般先行施工，柱钢筋安装后，梁纵向侧绕钢筋安装不易，且后期混凝土浇筑时较为不便。当柱型钢的翼缘较宽时还需采取水平加腋的方式进行处理。实际施工中应用比例较低。

图2-1 钢筋绕开型钢柱示意

三、钢筋穿孔法

当钢筋无绕过可能时可在型钢柱腹板上设置钢筋穿孔，将梁纵向钢筋采用双排构造等措施，使钢筋尽可能多的绕过型钢柱翼缘。采用此种方式时，柱内型钢翼缘应尽量为窄翼缘。深化设计时需要考虑的施工因素较多难以齐全，两个方向均有梁筋穿过时开孔高度需错开，开设孔洞难以准确，施工精度要求较高，钢柱安装高度出现差值时会造成原本开设的洞口无法使用，现场施工较大规格钢筋穿型钢时难度大。且型钢开孔钢构件截面缺损率可能超过规范所允许的面积要求，难免对钢构件受力产生不利影响。梁柱节点箍筋施工时多采用开孔方式，施工较为困难时将封闭箍筋分解为U型或L型形式，穿过型钢后再焊接形成封闭箍筋。（按单面焊接，长度不小于10d，焊接位置错开）

图3-1 梁纵筋穿型钢示意

图3-2 箍筋型钢穿孔示意

四、钢筋连接板型

施工步骤：连接板加工→连接板焊接→连接板质量验收→梁上层钢筋连接焊接→梁底部钢筋焊接→钢焊接质量验收。其中钢筋连接板在工厂完成焊接（焊接板长度应为5d+20mm），现场进行钢筋与焊接板间焊接施工，施工中钢筋下料长度需严格控制，现场钢筋安装施工焊接工作量大，施工宜受天气因素制约，焊接产生大量有害气体污染环境。且梁底钢筋焊接时，梁高大于700mm则在上部难以施焊需要在两侧搭设操作平台以便工人施焊，同时焊接完成后产生大量焊渣，清理工作量大。施工前虽已做焊接工艺评定，但对于现场钢筋与连接板的焊接质量缺少真实的试验验证，仅可通过过程观察判断施工质量。钢筋与连接板的搭接电弧焊接头应满足下列要求：1）焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；2）焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹；3）钢筋与连接板搭接焊接接头尺寸偏差及缺陷允许至应符合规范GB50901-2013表10.2.5的规定。

图4-1 钢筋焊接板示意

五、钢筋牛腿连接型

钢筋牛腿连接型基本与钢筋连接板型一致，多在设计节点为型钢柱与型钢梁节点时应用。相比较而言，梁底钢筋在牛腿底部时需要仰焊施工，操作难度大焊接质量把控不易，实际施工中模板安装时需留设焊接操作面，增加木工配合工作量，对工程整体施工进度较不利。

图5-1 牛腿型钢现场图

六、钢筋连接器型

钢筋通过焊接套筒与型钢进行连接，钢筋与型钢连接采用的套筒均为可焊接机械连接套筒，经过试验检测，其抗拉强度值满足不小于钢筋抗拉强度标准值得1.1倍的要求，连接套筒与钢构件焊接全部采用加工厂等强焊接完成（每一类需在构件加工厂选取3个又代表性的接头试件进行抗拉强度试验，按《钢筋机械连接技术规程》进行评定），现场完成钢筋与机械套筒的组合安装，施工制约因素少，安装效率高，节点施工质量相对有保障，施工中应注意对焊接套筒的成品保护避免污染混凝土堵塞等现象产生。多用于型钢混凝土柱纵向受力钢筋与型钢之间的连接使用，另外现场安装钢筋时钢筋中间需进行搭接焊。用于梁纵向钢筋与型钢柱连接时，连接数量多时钢筋连接器接头处较为密集不利于后续混凝土施工，钢筋安装不易，操作尤其是大梁纵向钢筋端部带拐头时。当大梁纵向钢筋端部带拐头时可采用新型可调节钢筋连接器，用以解决钢筋安装时难以进行拧紧作业的问题，新型可调节钢筋连接器是由钢结构连接套（即可焊接机械连接套筒）、连接螺杆、锁紧螺母、钢筋连接套组成的，施工工流程为工厂焊接钢结构连接套→现场钢筋下料、钢筋丝头加工→钢构件安装就位→安装连接螺杆、锁紧螺母、钢筋连接套→对正钢筋→反转钢筋连接套→锁紧螺母紧固→检查验收。施工时型钢构件进入现场后，吊装完成钢结构后便可旋入连接螺杆，再在连接螺杆上分别旋入两锁紧螺母及钢筋连接套，将钢筋丝头与钢筋连接套对齐后反转钢筋连接套与钢筋丝头完成连接，最后将两锁螺母分别与钢结构连接套、钢筋连接套锁紧完成钢筋连接。对作业工人进行专业培训后，每组仅需要2-3个工人便可完成施工，操作简单。

图6-1 柱钢筋连接器示意

图6-2 梁钢筋连接器示意

图6-3 新型可调钢筋连接器组成

七、分析总结

1.对比分析。

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2.总结。

实际施工中需结合具体工程情况，提前与设计单位及专业施工单位沟通，选择适合的钢筋与型钢连接方式，实际施工总往往不是单一的采用一种形式，较多采用的是贯穿法与焊接板或者连接器组合的方式来解决复杂节点型钢与钢筋连接问题。

在型钢构件首次安装时即确定统一标高，向上安装过程中严控施工误差，确保后续钢筋连接施工时不应构件高度变化造成二次调整。

施工中应注意多专业的协调配合，例如模板施工部署。