鋼結(jié)構(gòu)柱腳梁柱交接處鋼筋連接器的應(yīng)用與研究

程曹軼

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處縱筋收口的處理直接影響著施工質(zhì)量，通過(guò)對(duì)開(kāi)孔和焊接牛腿兩種連接方式進(jìn)行比較分析，引舉項(xiàng)目實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹鋼筋連接器的施工方法，為在其它類型鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用提供一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；梁柱交接處；鋼筋連接器

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在大型場(chǎng)館類建筑及超高層中廣泛應(yīng)用，施工過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)與土建交叉作業(yè)也越來(lái)越頻繁，尤其是梁柱交接處縱筋的收口，如果處理不好會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠性產(chǎn)生影響，而且也會(huì)給施工帶來(lái)不便，影響工程進(jìn)度與質(zhì)量。因此，需要一種施工方便，質(zhì)量可靠的梁柱縱筋收口處理連接技術(shù)。

1 施工中的困難

梁柱交接處縱筋收口處理是指梁柱縱筋為了滿足錨固要求，與型鋼構(gòu)件進(jìn)行連接或貫穿的節(jié)點(diǎn)形式。由于鋼柱牛腿的存在，使得在梁柱交接處梁的縱筋無(wú)法穿過(guò)進(jìn)行連接或滿足梁支座處的錨固長(zhǎng)度，從而導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)處施工質(zhì)量很難控制，影響施工進(jìn)度。

2 常規(guī)做法分析

2.1 開(kāi)孔

開(kāi)孔就是在縱筋與型鋼相貫時(shí)，在相貫處的型鋼構(gòu)件上預(yù)留孔或現(xiàn)場(chǎng)割孔，使鋼筋從型鋼上通過(guò)，主要特點(diǎn)如下：

2.1.1 按照規(guī)范不宜在柱內(nèi)型鋼的翼緣上開(kāi)孔，即使在腹板上預(yù)留貫穿孔，也要嚴(yán)格控制型鋼腹板截面損失率不大于25%，因此限制了貫穿縱筋的數(shù)量，在配筋率較高的結(jié)構(gòu)中無(wú)法單獨(dú)使用。

2.1.2 該方法削弱了截面強(qiáng)度，降低了結(jié)構(gòu)可靠性。

2.1.3 該方法開(kāi)孔有兩種途徑：（1）制作時(shí)預(yù)留貫穿孔，對(duì)施工精度要求很高，因?yàn)榭字睆揭话惚蠕摻钪睆酱?～4mm，鋼柱安裝的標(biāo)高誤差或者是截面的扭轉(zhuǎn)誤差都有可能導(dǎo)致鋼筋無(wú)法穿過(guò)，因此現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行擴(kuò)孔。（2）直接現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔，雖然可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開(kāi)孔，能夠保證鋼筋順利穿過(guò)，但加大了與土建交叉作業(yè)，尤其在型鋼腹板厚度較大的情況下，會(huì)延誤施工進(jìn)度。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔一般都采用氣割開(kāi)孔，開(kāi)孔精度差，對(duì)截面削弱嚴(yán)重，降低結(jié)構(gòu)可靠性。

2.1.4 如果施工隊(duì)伍素質(zhì)較高，構(gòu)件制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝精度均能夠保證的前提下，本方法如采用工廠預(yù)留穿筋孔的方式，可以加快施工速度，而且成本較低。

2.2 焊接鋼牛腿

焊接牛腿主要用于混凝土梁與型鋼混凝土柱的連接節(jié)點(diǎn)，是在型鋼柱上設(shè)置鋼牛腿，然后將混凝土梁縱筋與鋼牛腿進(jìn)行焊接的節(jié)點(diǎn)處理方法。該方法在具體施工中有以下幾個(gè)弊端：（1）鋼牛腿在工廠制作構(gòu)件時(shí)加工并焊接到相應(yīng)的型鋼上，由于梁鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度只有35mm，因此施工時(shí)對(duì)梁柱的標(biāo)高控制要求比較高，若控制不好，容易出現(xiàn)露筋，影響施工質(zhì)量。（2）縱筋安裝結(jié)束后，需要將縱筋與鋼牛腿焊接，加大了鋼結(jié)構(gòu)和土建交叉作業(yè)，尤其在梁截面大、鋼筋密時(shí)，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)處的梁箍筋進(jìn)行預(yù)留施工，待下部縱筋焊接完后再綁扎，否則將由于鋼筋過(guò)密無(wú)法焊接，因此會(huì)影響施工進(jìn)度。（3）在鋼柱上設(shè)置鋼牛腿會(huì)使節(jié)點(diǎn)處的用鋼量增加，增加了工程造價(jià)。（4）鋼牛腿的存在，會(huì)阻礙柱縱筋的上下貫穿和牛腿處的鋼筋綁扎，因此需要對(duì)牛腿進(jìn)行適當(dāng)開(kāi)孔，給施工帶來(lái)不便。（5）在鋼牛腿的末端，由于截面的承載力和剛度突變，易發(fā)生混凝土擠壓破壞。

3 鋼筋連接器連接技術(shù)

工程中梁柱縱筋的對(duì)接一般都采用鋼筋連接器進(jìn)行機(jī)械連接，該連接方式施工工藝較為成熟，因此該連接方式通過(guò)轉(zhuǎn)化運(yùn)用到鋼結(jié)構(gòu)梁柱交接處縱筋收口處理能起到較好的運(yùn)用效果。

鋼筋連接器連接技術(shù)是一項(xiàng)利用鋼筋連接器，將其一端與型鋼構(gòu)件焊接，另一端與梁柱縱向鋼筋進(jìn)行機(jī)械連接的施工方法，該施工方法與開(kāi)孔或焊接牛腿的這兩種傳統(tǒng)方法相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）連接方式構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確，避免了穿孔對(duì)型鋼截面的削弱，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)剛度，采用機(jī)械連接避免了鋼筋焊接收縮變形對(duì)其造成物理、化學(xué)性能的影響。（2）鋼筋連接器易于定位，在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際條件在綁扎梁鋼筋前進(jìn)行焊接，減少了與土建施工交叉作業(yè)，施工起來(lái)速度快，同時(shí)也不會(huì)因?yàn)闃?biāo)高誤差而造成縱筋連接困難。（3）通過(guò)鋼筋連接器焊接連接，增大了鋼筋和型鋼連接面積，提高了連接可靠性。

當(dāng)然，該連接方法的使用也具有一定的局限性，該方法比較適用于一端與鋼柱相連，另一端為自由錨固的情況，如果兩端均為鋼柱，采用此種方式則對(duì)鋼筋的下料精度有很高要求，但總體來(lái)說(shuō)與開(kāi)孔或焊接牛腿相比有較大優(yōu)勢(shì)。

4 鋼筋連接器應(yīng)用案例

目前許多鋼結(jié)構(gòu)工程施工中穿孔和焊接牛腿被廣泛使用，但鋼筋連接器連接受力更為合理，施工方便，而且經(jīng)濟(jì)，越來(lái)越多的被采用，這種施工方法會(huì)是以后發(fā)展的一種趨勢(shì)。

某會(huì)展中心工程項(xiàng)目為例，總建筑面積32747.82m2，地上兩層，建筑高度21.2m，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土獨(dú)立柱基，主體結(jié)構(gòu)為鋼框架結(jié)構(gòu)，屋面為鋼桁架結(jié)構(gòu)，最大跨度54m。鋼筋連接器用于外包混凝土鋼柱腳與鋼筋混凝土地梁交接處的梁柱連接節(jié)點(diǎn)縱筋收口處理，鋼柱主要為截面尺寸□300×10～□700×24mm箱型柱，共兩百多根，每個(gè)梁柱交接處節(jié)點(diǎn)焊接6～12個(gè)鋼筋連接器用于梁主筋和鋼柱的連接。施工時(shí)，待箱型鋼柱安裝、校正、焊接完成后，結(jié)合梁主筋圖紙和實(shí)際標(biāo)高，在鋼柱相應(yīng)位置焊上鋼筋連接器，待土建施工綁扎梁鋼筋時(shí)，將梁主筋螺紋一端與焊好的鋼筋連接器機(jī)械連接，實(shí)際操作如下圖。

通過(guò)使用鋼筋連接器，減少了用鋼量，避免了使用穿孔對(duì)箱型鋼柱的截面削弱，同時(shí)避免了鋼結(jié)構(gòu)與土建交叉作業(yè)，加快施工進(jìn)度，同時(shí)降低成本，保證工程質(zhì)量，取得了較好的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比，鋼筋連接器很好的解決了梁柱交接處節(jié)點(diǎn)收口處理問(wèn)題，相對(duì)于開(kāi)孔與焊接鋼牛腿，施工起來(lái)更加方便、經(jīng)濟(jì)，對(duì)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生削弱，保證結(jié)構(gòu)可靠性。盡管該施工方法在實(shí)際施工運(yùn)用中還有一定局限性，但實(shí)際工程中，由于其加快工程進(jìn)度、保證工程質(zhì)量、同時(shí)降低了工程成本，所以必將被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用及推廣。

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