型鋼混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造技術(shù)探討

羅來(lái)勇 董 婕

（1.江蘇揚(yáng)建集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000；2.揚(yáng)州市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)又被稱為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)或勁性混凝土結(jié)構(gòu)，在我國(guó)建筑工程中有著較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用歷史，且我國(guó)在2001 年出版的《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工要點(diǎn)予以明確說(shuō)明。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)型鋼骨架的組合應(yīng)用形成的一種穩(wěn)定性及強(qiáng)度較高的混凝土結(jié)構(gòu)，具有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的雙重特點(diǎn)。從型鋼混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)比分析可以看出，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)所使用的的鋼筋材料數(shù)量較鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省很多，在保證結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)，降低了成本損耗。且該結(jié)構(gòu)中混凝土截面面積較小，在確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，降低結(jié)構(gòu)自重。另外，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延展性得到提升，可很好的滿足大跨度工程的建設(shè)要求。

基于此，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用到高層、超高層及大跨度建筑結(jié)構(gòu)施工中來(lái)，并為我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。不過(guò)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在使用中也存在一些問(wèn)題，如鋼結(jié)構(gòu)與土建施工存在較多的交叉施工現(xiàn)象、梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鋼筋過(guò)于集中的情況，這些問(wèn)題導(dǎo)致梁柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提高，不利于連接作業(yè)的有效開展，且結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也使得節(jié)點(diǎn)連接復(fù)雜性有所增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。本文就結(jié)合揚(yáng)州殘疾人托養(yǎng)服務(wù)中心項(xiàng)目中型鋼混凝土結(jié)構(gòu)工程的具體施工情況，從設(shè)計(jì)和施工角度對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式及節(jié)點(diǎn)處理措施進(jìn)行分析和探討，以供參考。

1 工程概況

揚(yáng)州殘疾人托養(yǎng)服務(wù)中心項(xiàng)目基地位于揚(yáng)廟鎮(zhèn)西環(huán)路東側(cè)，揚(yáng)冶路南面的規(guī)劃路南側(cè)，占地31349.0 平方米。建筑物二至五層，中心主體建筑是五層托養(yǎng)樓，東側(cè)為四層培訓(xùn)樓和二層后勤服務(wù)樓，西側(cè)為挑高三層體育中心?？偨ㄖ娣e19938.12 平方米。

西側(cè)的體育中心建筑面積6350 平方米，地上三層，地下一層；挑高三層，設(shè)籃球，網(wǎng)球，羽毛球，乒乓球訓(xùn)練館，還設(shè)有舞蹈房，音樂(lè)室等多種文化用房；地下一層為設(shè)備用房、汽車停車庫(kù)?；@球，網(wǎng)球，羽毛球場(chǎng)需要大空間。結(jié)構(gòu)采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。

2 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)技術(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程型鋼混凝土柱高12.3m，混凝土截面700×900mm，內(nèi)部鋼構(gòu)件采用板材Q345B，腹板厚度16mm，翼緣板厚度25mm，一級(jí)焊縫， 組成400×600mm 工字型截面， 縱向受力鋼筋為18Φ25，見(jiàn)圖1 型鋼結(jié)構(gòu)柱截面圖。梁跨度21.1m，混凝土截面600×1200mm，內(nèi)部鋼構(gòu)件采用板材Q345B，腹板厚度16mm，翼緣板厚度25mm，一級(jí)焊縫， 組成350×1000mm 工字型截面，見(jiàn)圖2 型鋼結(jié)構(gòu)柱截面圖?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30。

2.2 型鋼混凝土柱與型鋼混凝土梁型鋼的節(jié)點(diǎn)連接

圖1 型鋼結(jié)構(gòu)柱截面圖

圖2 型鋼結(jié)構(gòu)梁截面圖

型鋼混凝土柱與混凝土梁節(jié)點(diǎn)的連接方式需要根據(jù)框架柱的設(shè)置形式選擇合理的連接方式。本工程中的柱型鋼以配實(shí)腹工字鋼為主，柱型鋼貫穿上下節(jié)點(diǎn)位置，梁型鋼存在兩側(cè)斷開情況，這時(shí)節(jié)點(diǎn)連接方式可以采用焊接或螺栓連接這兩種。在采用焊接連接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施焊接操作，以確保焊接質(zhì)量。在采用螺栓連接方式時(shí)，需要對(duì)螺栓孔對(duì)型鋼削弱的影響實(shí)行全面考量，保證連接效果。

1） 全焊接連接，最常見(jiàn)到的焊接方式以坡口全熔透焊和面角焊縫焊接這兩種為主。前者用在翼緣焊接上，后者用在腹板焊接上。2） 全螺栓連接，其是利用摩擦型高強(qiáng)螺栓完成連接作業(yè)的。3） 栓焊混合連接，將梁翼緣與柱利用全熔透焊接方式實(shí)行連接，將梁腹板和柱利用高強(qiáng)螺栓連接。這種連接方式可有效增強(qiáng)梁柱間的穩(wěn)固性，并實(shí)現(xiàn)兩者間的相互影響，即互相形成兩者的錨固件，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和可靠性。這樣也可降低錨固件的實(shí)用數(shù)量，減少施工成本的損耗。

本工程采用的是栓焊混合連接如圖3。

圖3 型鋼結(jié)構(gòu)柱與型鋼結(jié)構(gòu)梁連接圖

2.3 型鋼混凝土柱與混凝土梁的節(jié)點(diǎn)連接

型鋼混凝土柱與混凝土梁連接時(shí)，在工字型截面腹板方向采用打孔法，不過(guò)在鋼骨柱腹板打孔作業(yè)時(shí)，要保證型鋼腹板的截面損失率在腹板總面積的25%以內(nèi)，從而減少截面壓力，降低截面重量。如果施工中需要在翼緣上設(shè)置穿孔，則需在翼緣周邊設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)板，以免造成結(jié)構(gòu)損壞。設(shè)計(jì)時(shí)不宜在型鋼翼緣上打孔，型鋼混凝土柱與混凝土梁連接時(shí)，可以在工字型截面翼緣板的方向上利用鋼牛腿連接方法來(lái)保證節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。

在使用鋼牛腿連接方法時(shí)，需要注意的內(nèi)容有：鋼牛腿的高度要小于梁高，大約在梁高的0.7 倍左右。另外，鋼牛腿連接方法落實(shí)中會(huì)受到較多因素的影響，如鋼筋保護(hù)層位置設(shè)置的合理性；橫梁與縱梁主筋打孔施工時(shí)，高度與方向設(shè)置的合理性；牛腿腹板為鋼骨柱箍筋時(shí)，與主筋預(yù)留孔貫通位置的合理性；牛腿翼緣板需要設(shè)置成柱主筋并進(jìn)行開孔處理。這些因素的影響很容易使連接穩(wěn)固性出現(xiàn)偏差，所以在實(shí)際施工作業(yè)中，有必要結(jié)合實(shí)際情況采取科學(xué)有效措施實(shí)施優(yōu)化處理，以此強(qiáng)化型鋼混凝土柱與混凝土梁的節(jié)點(diǎn)連接效果，充分發(fā)揮兩者作用和功效，進(jìn)而增強(qiáng)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和可靠性，增大工程施工的安全系數(shù)。

本工程采用的連接方式如圖4。

圖4 型鋼結(jié)構(gòu)柱與混凝土梁結(jié)構(gòu)梁連接圖

3 轉(zhuǎn)換梁上柱插筋構(gòu)造

轉(zhuǎn)換梁上生根混凝土柱時(shí)，在型鋼梁上下翼緣根據(jù)混凝土柱縱筋的位置設(shè)置穿筋孔，柱縱筋與型鋼梁上下翼緣穿孔塞焊。型鋼梁上柱插筋構(gòu)造見(jiàn)圖5。

圖5 轉(zhuǎn)換梁上框架柱平面圖

4 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱腳

型鋼混凝土柱的柱腳一般采用埋入式柱腳，本工程有一層地下室，型鋼混凝土柱的最大內(nèi)力在地下室頂板標(biāo)高處，而地下室的結(jié)構(gòu)采用的是小跨度的混凝土結(jié)構(gòu)。柱腳內(nèi)力較小，而且由于上部結(jié)構(gòu)的跨度較大，基礎(chǔ)梁的配筋較多。采用埋入式柱腳對(duì)于施工比較困難。本工程采用的是非埋入式剛接柱腳。有利于基礎(chǔ)的施工。

5 結(jié)語(yǔ)

在工程實(shí)施過(guò)程中型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況選擇最合理的方式，降低施工難度，提高了工效，以保證工程的質(zhì)量、進(jìn)度和成本要求。