型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插深化設(shè)計(jì)探討

劉若磐 李丹丹

摘要：型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插施工是其質(zhì)量控制的隱患點(diǎn)，同時(shí)也是鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土施工流水控制的薄弱環(huán)節(jié)。結(jié)合工程實(shí)際情況，提前展開(kāi)深化設(shè)計(jì)，明確鋼筋穿插順序，合理組織各工種展開(kāi)流水作業(yè)，對(duì)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插施工進(jìn)行全面統(tǒng)一的管理。結(jié)果表明，鋼筋穿插深化設(shè)計(jì)對(duì)施工質(zhì)量和工期提供了有效保障。

關(guān)鍵詞：型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點(diǎn)；鋼筋穿插；深化設(shè)計(jì)

1 工程概況

某工程總建筑面積為176428㎡，地下2層，地上部分A樓10層，B樓2層，C樓4層，D樓18層。其中，A、B兩樓設(shè)計(jì)有型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，型鋼混凝土柱主要截面尺寸為700*700mm，其型鋼骨包括400*200mm十字形和工字型兩種，節(jié)點(diǎn)處鋼筋混凝土梁主要截面寬度為600mm，梁、柱縱筋主要為為C25和C28。

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的施工難點(diǎn)在于多梁與柱相交處鋼筋密集、層次較多，且鋼筋與型鋼骨之間不可避免的空間位置重合。本工程型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體量大、平面布置不規(guī)則、構(gòu)件尺寸大、配筋多、鋼筋直徑大，梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿插施工難度極大。如果缺少充分的深化設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致返工和窩工，或在工期壓力下出現(xiàn)在型鋼骨上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)切割焊接作業(yè)的現(xiàn)象，對(duì)工期和質(zhì)量均會(huì)造成損害。

2 深化設(shè)計(jì)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)是以選擇最佳的鋼筋穿插工藝為出發(fā)點(diǎn)，完成型鋼深化和鋼筋穿插順序的提前設(shè)計(jì)，以達(dá)到加快施工進(jìn)度和確保質(zhì)量的目的。深化中采用了繞過(guò)型鋼柱、穿過(guò)型鋼柱腹板、使用牛腿板焊接以及在柱翼緣上焊接套筒四種工藝解決，為工程順利施工提供了技術(shù)保障。

2.1 梁主筋繞過(guò)型鋼柱

鋼柱為工字型時(shí)，垂直翼緣方向兩側(cè)每排可分別繞過(guò)3根主筋，垂直腹板方向兩側(cè)每排可分別繞過(guò)1根主筋；鋼柱為十字形時(shí)，其兩側(cè)每排可分別繞過(guò)1根主筋。鋼筋較多時(shí)，將外側(cè)主筋按1：6預(yù)先彎折，每側(cè)可額外繞過(guò)1根主筋。如圖1所示。

2.2梁主筋穿過(guò)型鋼柱腹板

梁外側(cè)主筋繞過(guò)型鋼柱后，內(nèi)側(cè)主筋的穿插優(yōu)先考慮在型鋼柱上開(kāi)孔。根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，不考慮在型鋼翼緣上開(kāi)孔，則此法僅適用于垂直于腹板方向的梁主穿插。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，穿插D=25mm的螺紋鋼所需孔徑為32mm，按照腹板截面損失率<25%的規(guī)范要求，本工程腹板開(kāi)孔按每排2個(gè)控制，以保證腹板剛度和整體性。腹板孔僅限于在加工廠機(jī)械鉆孔，不能在現(xiàn)場(chǎng)采用火焰切割等辦法。

本工程十字形型鋼柱因受垂直方向翼緣板阻擋，僅在腹板靠近上下翼緣端分別有80mm寬可開(kāi)孔區(qū)域，因此每排鋼筋可從該區(qū)域分別從穿過(guò)1根主筋。十字形鋼柱上開(kāi)孔時(shí)，應(yīng)特別注意X向與Y向鋼筋錯(cuò)層問(wèn)題，留出足夠空間確保不同方向梁主筋交錯(cuò)穿過(guò)節(jié)點(diǎn)區(qū)。

工字型鋼柱腹板凈寬為340mm，開(kāi)孔位置與翼緣凈距為30mm，避免開(kāi)孔對(duì)翼緣和腹板間的焊縫造成損傷。

2.3梁主筋焊接于牛腿板

當(dāng)梁主筋較多，繞過(guò)型鋼和腹板開(kāi)孔兩種工藝結(jié)合使用仍不能解決時(shí)，本工程采用了將梁主筋焊接于牛腿板上的工藝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用14mm厚牛腿板，材質(zhì)同型鋼骨，為減小牛腿板長(zhǎng)度，便于現(xiàn)場(chǎng)施工，焊接采用雙面焊，焊縫長(zhǎng)度5d（d為鋼筋直徑），牛腿板長(zhǎng)度為180mm。因采用雙面焊接工藝，鋼筋間距應(yīng)在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（≥25且≥d）的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大，按30-35mm控制。牛腿板焊接在加工廠完成。

牛腿板焊接于翼緣上時(shí)，寬度為200mm，可焊接3根主筋，牛腿板焊接于腹板上時(shí)，寬度為340mm，扣除穿孔鋼筋占用的寬度后，同樣可焊接3根主筋。如圖4所示。

十字形鋼柱因穿孔鋼筋已占據(jù)可利用的寬度，則不采用在腹板上焊接牛腿板的工藝。180mm長(zhǎng)牛腿板焊接在鋼柱翼緣上時(shí)，柱筋需適當(dāng)調(diào)整避讓?zhuān)附釉诠ぷ中弯撝拱迳蠒r(shí)，柱筋可順利穿過(guò)節(jié)點(diǎn)。

2.4梁主筋與套筒連接

梁主筋與直螺紋套筒連接的工藝適用于梁底筋與型鋼柱的連接。梁高較大時(shí)，因作業(yè)面狹窄，采用牛腿板焊接工藝施工梁底筋中間的鋼筋較為困難，因此本工程改用套筒連接該部分鋼筋。為驗(yàn)證套筒與型鋼焊接的可靠性，項(xiàng)目部與設(shè)計(jì)、監(jiān)理協(xié)商后進(jìn)行試驗(yàn)，將套筒焊接到型鋼骨上并安裝鋼筋，通過(guò)拉拔試驗(yàn)來(lái)測(cè)試套筒與型鋼間焊縫的抗拉強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，套筒與型鋼的焊縫仍未破壞。由此證明，套筒連接的工藝可行。實(shí)際施工時(shí)，在加工廠預(yù)先焊接套筒，現(xiàn)場(chǎng)將鋼筋車(chē)絲后直接安裝到套筒內(nèi)即可。套筒凈距按≥30mm且不小于套筒外徑控制，則每排可焊接2個(gè)套筒。

根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的特殊情況綜合使用上述四種工藝，必要時(shí)采取雙排或多排鋼筋的辦法，并由設(shè)計(jì)復(fù)核，形成初步深化設(shè)計(jì)方案。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了某工程型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插深化設(shè)計(jì)方法，包括梁主筋繞過(guò)型鋼柱、穿過(guò)型鋼柱腹板、使用牛腿板焊接以及在柱翼緣上焊接套筒四種工藝，并詳細(xì)介紹了其各自的適用特點(diǎn)和深化注意事項(xiàng)，具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性和可操作性，為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插施工提供了有效的技術(shù)保障，起到了一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ138-2001，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程【S】.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

[2] 04SG523，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造【S】

[3] 12SG901-1 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工鋼筋排布規(guī)則與構(gòu)造詳圖【S】

劉若磐

摘要：型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插施工是其質(zhì)量控制的隱患點(diǎn)，同時(shí)也是鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土施工流水控制的薄弱環(huán)節(jié)。結(jié)合工程實(shí)際情況，提前展開(kāi)深化設(shè)計(jì)，明確鋼筋穿插順序，合理組織各工種展開(kāi)流水作業(yè)，對(duì)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插施工進(jìn)行全面統(tǒng)一的管理。結(jié)果表明，鋼筋穿插深化設(shè)計(jì)對(duì)施工質(zhì)量和工期提供了有效保障。

關(guān)鍵詞：型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點(diǎn)；鋼筋穿插；深化設(shè)計(jì)

1 工程概況

某工程總建筑面積為176428㎡，地下2層，地上部分A樓10層，B樓2層，C樓4層，D樓18層。其中，A、B兩樓設(shè)計(jì)有型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，型鋼混凝土柱主要截面尺寸為700*700mm，其型鋼骨包括400*200mm十字形和工字型兩種，節(jié)點(diǎn)處鋼筋混凝土梁主要截面寬度為600mm，梁、柱縱筋主要為為C25和C28。

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的施工難點(diǎn)在于多梁與柱相交處鋼筋密集、層次較多，且鋼筋與型鋼骨之間不可避免的空間位置重合。本工程型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體量大、平面布置不規(guī)則、構(gòu)件尺寸大、配筋多、鋼筋直徑大，梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿插施工難度極大。如果缺少充分的深化設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致返工和窩工，或在工期壓力下出現(xiàn)在型鋼骨上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)切割焊接作業(yè)的現(xiàn)象，對(duì)工期和質(zhì)量均會(huì)造成損害。

2 深化設(shè)計(jì)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)是以選擇最佳的鋼筋穿插工藝為出發(fā)點(diǎn)，完成型鋼深化和鋼筋穿插順序的提前設(shè)計(jì)，以達(dá)到加快施工進(jìn)度和確保質(zhì)量的目的。深化中采用了繞過(guò)型鋼柱、穿過(guò)型鋼柱腹板、使用牛腿板焊接以及在柱翼緣上焊接套筒四種工藝解決，為工程順利施工提供了技術(shù)保障。

2.1 梁主筋繞過(guò)型鋼柱

鋼柱為工字型時(shí)，垂直翼緣方向兩側(cè)每排可分別繞過(guò)3根主筋，垂直腹板方向兩側(cè)每排可分別繞過(guò)1根主筋；鋼柱為十字形時(shí)，其兩側(cè)每排可分別繞過(guò)1根主筋。鋼筋較多時(shí)，將外側(cè)主筋按1：6預(yù)先彎折，每側(cè)可額外繞過(guò)1根主筋。如圖1所示。

2.2梁主筋穿過(guò)型鋼柱腹板

梁外側(cè)主筋繞過(guò)型鋼柱后，內(nèi)側(cè)主筋的穿插優(yōu)先考慮在型鋼柱上開(kāi)孔。根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，不考慮在型鋼翼緣上開(kāi)孔，則此法僅適用于垂直于腹板方向的梁主穿插。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，穿插D=25mm的螺紋鋼所需孔徑為32mm，按照腹板截面損失率<25%的規(guī)范要求，本工程腹板開(kāi)孔按每排2個(gè)控制，以保證腹板剛度和整體性。腹板孔僅限于在加工廠機(jī)械鉆孔，不能在現(xiàn)場(chǎng)采用火焰切割等辦法。

本工程十字形型鋼柱因受垂直方向翼緣板阻擋，僅在腹板靠近上下翼緣端分別有80mm寬可開(kāi)孔區(qū)域，因此每排鋼筋可從該區(qū)域分別從穿過(guò)1根主筋。十字形鋼柱上開(kāi)孔時(shí)，應(yīng)特別注意X向與Y向鋼筋錯(cuò)層問(wèn)題，留出足夠空間確保不同方向梁主筋交錯(cuò)穿過(guò)節(jié)點(diǎn)區(qū)。如圖2所示。

工字型鋼柱腹板凈寬為340mm，開(kāi)孔位置與翼緣凈距為30mm，避免開(kāi)孔對(duì)翼緣和腹板間的焊縫造成損傷。如圖3所示。

2.3梁主筋焊接于牛腿板

當(dāng)梁主筋較多，繞過(guò)型鋼和腹板開(kāi)孔兩種工藝結(jié)合使用仍不能解決時(shí)，本工程采用了將梁主筋焊接于牛腿板上的工藝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用14mm厚牛腿板，材質(zhì)同型鋼骨，為減小牛腿板長(zhǎng)度，便于現(xiàn)場(chǎng)施工，焊接采用雙面焊，焊縫長(zhǎng)度5d（d為鋼筋直徑），牛腿板長(zhǎng)度為180mm。因采用雙面焊接工藝，鋼筋間距應(yīng)在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（≥25且≥d）的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大，按30-35mm控制。牛腿板焊接在加工廠完成。

牛腿板焊接于翼緣上時(shí)，寬度為200mm，可焊接3根主筋，牛腿板焊接于腹板上時(shí)，寬度為340mm，扣除穿孔鋼筋占用的寬度后，同樣可焊接3根主筋。如圖4所示。

十字形鋼柱因穿孔鋼筋已占據(jù)可利用的寬度，則不采用在腹板上焊接牛腿板的工藝。180mm長(zhǎng)牛腿板焊接在鋼柱翼緣上時(shí)，柱筋需適當(dāng)調(diào)整避讓?zhuān)附釉诠ぷ中弯撝拱迳蠒r(shí)，柱筋可順利穿過(guò)節(jié)點(diǎn)。

2.4梁主筋與套筒連接

梁主筋與直螺紋套筒連接的工藝適用于梁底筋與型鋼柱的連接。梁高較大時(shí)，因作業(yè)面狹窄，采用牛腿板焊接工藝施工梁底筋中間的鋼筋較為困難，因此本工程改用套筒連接該部分鋼筋。為驗(yàn)證套筒與型鋼焊接的可靠性，項(xiàng)目部與設(shè)計(jì)、監(jiān)理協(xié)商后進(jìn)行試驗(yàn)，將套筒焊接到型鋼骨上并安裝鋼筋，通過(guò)拉拔試驗(yàn)來(lái)測(cè)試套筒與型鋼間焊縫的抗拉強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，套筒與型鋼的焊縫仍未破壞。由此證明，套筒連接的工藝可行。實(shí)際施工時(shí)，在加工廠預(yù)先焊接套筒，現(xiàn)場(chǎng)將鋼筋車(chē)絲后直接安裝到套筒內(nèi)即可。套筒凈距按≥30mm且不小于套筒外徑控制，則每排可焊接2個(gè)套筒。

根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的特殊情況綜合使用上述四種工藝，必要時(shí)采取雙排或多排鋼筋的辦法，并由設(shè)計(jì)復(fù)核，形成初步深化設(shè)計(jì)方案。

2.5放樣預(yù)演

根據(jù)上述四種工藝，梁主筋在型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處的穿插方式已經(jīng)解決。但仍需通過(guò)CAD軟件放樣來(lái)預(yù)演鋼筋穿插過(guò)程，完成最終的深化設(shè)計(jì)。重點(diǎn)包括：（1）相鄰節(jié)點(diǎn)間梁鋼筋聯(lián)合校對(duì)；（2）節(jié)點(diǎn)處各梁主筋標(biāo)高交錯(cuò)問(wèn)題；（3）梁主筋與柱主筋、箍筋交錯(cuò)問(wèn)題；（4）節(jié)點(diǎn)處各梁寬度、高度不同時(shí)鋼筋穿插先后順序問(wèn)題。

首先將各節(jié)點(diǎn)深化圖與梁柱體系組合成完整的平面布置圖，根據(jù)梁配筋圖找出通長(zhǎng)鋼筋，排查是否存在通長(zhǎng)鋼筋在兩端支座處水平定位不統(tǒng)一的情況，并進(jìn)行調(diào)整；然后明確節(jié)點(diǎn)處各梁的主筋交錯(cuò)關(guān)系，適當(dāng)調(diào)整梁主筋與柱主筋、箍筋位置關(guān)系，將此部分放樣結(jié)果與擬定的穿插工藝體現(xiàn)在型鋼柱深化設(shè)計(jì)圖上。最后將節(jié)點(diǎn)處各梁的面筋、底筋（包括多層面筋和多層底筋的情況）按層分解，以每個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)為單位，繪制鋼筋穿插施工順序圖，明確各梁各排鋼筋穿插的先后順序。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了某工程型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插深化設(shè)計(jì)方法，包括梁主筋繞過(guò)型鋼柱、穿過(guò)型鋼柱腹板、使用牛腿板焊接以及在柱翼緣上焊接套筒四種工藝，并詳細(xì)介紹了其各自的適用特點(diǎn)和深化注意事項(xiàng)，具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性和可操作性，為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋穿插施工提供了有效的技術(shù)保障，起到了一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ138-2001，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程【S】.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

[2]04SG523，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造【S】

[3]12SG901-1 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工鋼筋排布規(guī)則與構(gòu)造詳圖【S】