不同截面SRC柱梁的节点构造在工程实践中的选用分析

倪传辉 （安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

近年来，在房屋建筑工程中，尤其是为了提高公共建筑中高层、超高层的结构整体抗震能力，结构中大量引入了SRC 柱、SRC 梁-钢骨钢筋混凝土结构，这种新型组合结构带来的SRC 柱梁与钢筋连接节点的连接便成为了施工过程中的关键点。现实工程案例中，SRC 柱梁节点处结构配筋纵横交错、十分密集，极易因设计不合理出现空间碰撞的情况。

钢骨加工一般是在加工厂提前预制完成的，作为钢骨钢筋混凝土结构施工安装的前置工序，往往在结构施工前就要完成钢骨结构二次深化。深化不仅要考虑钢骨本身的安装，还要考虑与钢筋工程的搭接节点构造，节点选择和设计会直接影响现场钢筋工程的施工。因此节点选择和设计不仅要符合规范要求及制作工艺简单，还要便于现场施工、可操作性强（本文中所提及的钢套筒均为可焊接钢套筒，并非建筑工地常见的45 号钢直螺纹套筒。SRC结构中的钢材材质多为Q355B，普通的45号钢直螺纹套筒适合氢焊和氩弧焊，不太适合气焊，焊接性能相对来讲较差，常规的焊接方法，易出现裂纹。而可焊接套筒在外观上不仅有已加工好坡口，且所用材料焊接性能更好，通常用加厚的无缝钢管制成，更适用于SRC结构）。

2 梁柱节点选用

2.1 十字型SRC柱与H型SRC梁钢筋节点设计

2.1.1 实际情况

由于十字型SRC 柱与H 型SRC 柱类似，以十字型SRC 柱分析为例，外围翼缘板为不封闭的结构，与H 型SRC 梁连接时多为正交情况，故SRC 柱竖向主筋与H 型SRC 梁上下翼缘以及H 型SRC 梁水平顶部、底部主筋与十字型SRC 柱翼缘及腹板会发生空间碰撞，造成钢筋安装困难，如图1、图2所示。

图1 节点钢筋柱纵筋碰撞示意图

图2 节点钢筋梁主筋碰撞示意图

图3 节点SRC柱竖筋连接示意图

图4 钢牛腿搭板深化示意图

因此在保证混凝土结构中配筋率、主筋锚固长度、保护层厚度等关键质量控制点符合要求的前提下，钢结构在进行节点二次深化时可通过可焊接钢套筒、钢牛腿（双）搭板以及SRC柱腹板开孔等方式解决现场施工与主筋空间碰撞的问题。

以肥西县产城融合示范区规划小学一新建项目钢结构工程为例，小学体育综合楼的劲性柱截面为焊接十字型钢柱，翼缘、腹板厚度均为30 mm，截面尺寸为500 mm×500 mm；劲性梁截面为焊接H 型钢，翼缘、腹板厚度均为30 mm，截面尺寸H1050 mm×250 mm。

2.1.2 节点设计

SRC 柱竖向主筋与H 型SRC 梁上下翼缘碰撞，若SRC 梁主筋为单排时可通过在钢梁翼缘焊接套筒或者搭板来解决，套筒必须选用可焊接钢套筒，并且要求等强熔透焊，不可选用钢筋机械连接接头用的直螺纹钢套筒，搭板选用与母材强度相同的材料且满足双面焊搭接长度不小于5d；规划小学SRC 柱截面尺寸大小900 mm×900 mm，柱竖向主筋直径25 mm，钢骨柱截面尺寸500 mm×500 mm，柱竖筋，钢牛腿宽度不得大于[900-500-50×2（主筋及对应最小保护层）]/2=150 mm，最终钢牛腿深化长度130 mm，梁水平主筋直径多为25 mm，满足搭接长度不小于5d，符合规范要求；若SRC 梁主筋为双排及以上时，受到搭接长度和保护层限制则仅可选用套筒连接方式。

SRC 梁水平顶部、底部主筋与十字型SRC 柱翼缘及腹板碰撞时，若SRC 梁主筋为单排时，可通过在SRC 柱翼缘焊接套筒、牛腿搭板、腹板开孔来解决，牛腿搭板选用与母材强度相同的材料；若SRC 梁主筋为双排及以上时，仅用某一种连接方式则会有明显弊端，例如只焊接套筒会使紧挨着的套筒无法焊接，仅用牛腿搭板会额外增加用钢量、不经济，仅用腹板开孔方式会使腹板穿孔率过大，不仅削弱结构，还增加后场用钢量和用工量，因此多排筋需要用到以上几种相结合的方式来解决纵筋空间碰撞问题，如图5 所示。另外使用钢牛腿时要注意牛腿搭板长度满足梁纵筋双面焊搭接长度不小于5d，在钢骨柱翼缘至SRC柱混凝土表面不足200 mm 时，一般不考虑使用。

图5 节点SRC梁纵筋连接示意图

存在以下两种特殊情况。①SRC梁与SRC 柱斜交，相对于十字型SRC 柱而言，斜交梁更容易处理。因十字柱为不封闭的结构，且对应钢牛腿翼缘位置均设有水平加劲肋，斜交梁的水平筋可伸入钢骨柱内部进行搭接焊，以规划小学截面尺寸500 mm×500 mm 钢骨柱为例，水平加劲肋的平面尺寸为205 mm×205 mm，梁水平筋搭接于水平加劲肋搭接长度亦可满足搭接长度不小于5d的要求，如图6 所示。其次若斜交梁顶部或者底部有二排筋，二排水平筋可伸入钢骨柱内部进行弯锚，弯锚长度按规范执行。②SRC 梁与SRC 柱偏心相交，相对于十字型SRC 柱而言，也是可以通过腹板开孔解决掉的，如图7 所示。仍以规划小学为例，偏心相交时，部分水平筋通过钢牛腿进行搭接，另一部分可通过腹板开设穿筋孔完成，开孔大小为钢筋直径+5 mm，如此一来梁水平筋无需打断，整体受力更好。其次若偏心向交梁顶部或者底部有二排筋，二排水平筋亦可通过腹板穿筋孔，另一部分无法通过穿筋孔的，可通过钢套筒或者弯锚进行施工。

图6 斜交梁钢筋搭接焊示意图

图7 偏心梁钢筋穿孔示意图

2.1.3 节点设计选用要点

十字型SRC 柱与H 型SRC 梁节点处有正交先天优势，在能保证柱竖筋保护层前提下，优先选用在十字柱翼缘焊接钢牛腿（搭板）与H 型SRC 梁纵筋搭接。

H 型SRC 梁纵筋与十字型SRC 柱腹板碰撞时，优先选择双面搭焊在柱的水平加劲肋上，非必要尽量减少开孔。

梁多排纵筋时，在十字柱翼缘处碰撞时选用“套筒+牛腿搭板”组合，在十字柱腹板处碰撞时选用“腹板开孔+水平加劲肋搭接焊”组合。

2.2 矩形SRC柱与H型SRC梁钢筋节点设计

2.2.1 实际情况

由于矩形SRC 柱与圆形SRC 柱类似，以矩形SRC柱分析为例，其外围翼缘板成型后为全封闭结构，同等条件下其侧向刚度更大，能够更有效地抵抗水平力，通常用于公共建筑中大截面SRC柱，与H型SRC梁连接时既有正交情况又有斜交情况，斜交时往往有5道及以上的梁与矩形SRC柱交叉，此时梁的纵向主筋布置在矩形SRC柱节点处更为紧密，发生空间碰撞频率更大，如图8所示。

图8 矩形柱与斜交梁钢筋碰撞示意图

与十字型SRC 柱相同的是以保证混凝土结构中配筋率、主筋锚固长度、保护层厚度等关键质量控制点为前提，与十字型SRC 柱不同的是无法开穿筋孔。因此矩形SRC 柱钢结构在进行节点二次深化时可通过适当偏移主筋位置、可焊接钢套筒、钢牛腿（双）搭板以及弯锚增加锚固长度等方式解决现场施工与主筋空间碰撞的问题。

2.2.2 节点设计

SRC 柱竖向主筋与H 型SRC 梁上下翼缘碰撞时，情况与2.1.2 类似，在此不多赘述，如图9所示。

图9 柱竖筋与钢梁翼缘碰撞节点处理示意图

以在建项目文化中心图书馆为例，劲性柱截面尺寸大小为400 mm×400 mm箱型柱，标高为-5.5～+35.4 m，材质为Q345GJB。劲性梁为宽度200～500 mm不等、高度600～900 mm不等的焊接H型钢，标高为+4.69～+35.4 m，材质为Q345GJB。4 层以下劲性梁截面尺寸为H600 mm×200 mm，因梁宽200 mm较小，柱竖筋可通过适当偏移达到不需要打断的效果，保证柱竖向钢筋的完整性，否则要进行打断在梁上下翼缘位置焊接钢套筒或者搭板进行连接；4层以上劲性梁截面尺寸多为H800 mm×500 mm，因梁宽500 mm较大，无法通过偏移主筋的方式绕开钢牛腿，因此可通过在梁（牛腿）翼缘焊接套筒或者搭接板的方式完成柱竖向钢筋的连接，如图10所示。

图10 竖筋与钢梁翼缘碰撞处理实例示意图

SRC 梁水平顶部、底部主筋与矩形SRC 柱翼缘碰撞时，若SRC 梁主筋为单排时，除了可通过在SRC 柱翼缘焊接套筒、牛腿搭板来解决，还可以通过适当偏移主筋位置来解决；若SRC 梁主筋为双排及以上时，仅用某一种连接方式则会有明显弊端，因此多排筋需要用到以上几种相结合的方式来解决纵筋空间碰撞问题，如图11所示。

图11 钢梁多排水平筋与钢柱碰撞处理示意图

以图书馆项目为例，劲性梁与劲性柱相交时，因钢柱宽度为400 mm，4 层以下劲性梁梁宽大多也为400 mm，且钢柱为矩形柱全封闭结构，无法通过开孔实现穿筋，实际操作中多以焊接搭接板及弯锚实现钢筋施工，但锚固长度需满足规范要求，如图12 所示。另外要注意正交时柱翼缘可焊接钢套筒进行连接梁水平筋，斜交时此方法不宜使用。

图12 斜交梁水平筋与矩形柱碰撞处理实例示意图

2.2.3 节点设计选用要点

矩形SRC 柱与H 型SRC 梁节点处，柱竖筋穿梁优先采用钢搭板，其容错率较高；钢套筒亦可，但使用搭板的前提条件是SRC 梁外截面足够大，梁水平筋保护层厚度有保证。

H 型SRC 梁纵筋与矩形SRC 柱碰撞时，正交时选择钢牛腿搭板（双搭板）或与套筒组合方式，斜交时优先选用钢牛腿搭板（双搭板），套筒有焊接变形，角度难以控制，不宜使用，使用牛腿搭板时需注意控制好柱竖筋保护层。

梁多排纵筋时或者搭板长度无法满足5d 时，宜采取适当偏移主筋位置及弯锚增加锚固长度等措施。

矩形SRC 柱与H 型SRC 梁节点，不论正交还是斜交，均不宜使用开孔补强的方式穿梁筋。

3 结论及建议

本文针对不同截面SRC 柱梁与H型SRC 梁节点处可能出现的主筋空间碰撞问题导致的钢筋施工难度大、效率低的普遍现象，提供了微调主筋偏向、可焊接钢套筒、钢牛腿（双）搭板以及SRC柱腹板开孔、弯锚等方式解决梁柱主筋与SRC 柱梁空间碰撞问题。针对不同节点往往要同时采用2 种及以上相结合来解决相对应的碰撞问题，通过大量工程实践案例，效果良好，不仅提高了经济效益、降低了施工难度，还加快了钢筋施工速度、缩短了工期。