型钢混凝土结构梁柱节点的处理及质量控制措施

型钢混凝土结构梁柱节点的处理及质量控制措施

摘要：型钢混凝土具有节约钢材、提高混凝土利用率、降低造价、提升抗震性能、施工方便等许多优点，在高层建筑中使用越来越广泛。本文结合工程实例，分析了型钢混凝土梁柱节点处理方法，并介绍确保梁柱节点施工质量的工程措施。

关键词：型钢混凝土；梁柱节点；处理方法；施工质量；工程措施

1、引言

型钢混凝土结构因为具有节约钢材、提高混凝土利用率、降低造价、提升抗震性能、施工方便等优点，在高层建筑中被越来越广泛地使用。型钢混凝土结构中最常见的节点形式为梁柱节点，在梁柱节点区域，材料性能、截面形式均发生突变，承受荷载集中，成为整个构件的安全性能关键区域，也成为设计者和施工者高度重视的内容。本文结合工程实例，分析了型钢混凝土梁柱节点的处理方法，并介绍确保梁柱节点施工质量的工程措施。

2、梁柱节点处理方法

2.1 型钢混凝土柱与钢梁的节点处理

苏州大学新校区炳麟图书馆主楼平面呈碗状圆弧形，由内至外分别为A轴（半径14米）、1/A轴（半径17.2米）、B轴（半径22.184米）、D轴（半径25.6米）、F轴（半径31.1米）和G轴（半径34米）。采用型钢混凝土结构，钢柱的截面型式为双翼缘十字柱，钢梁、横梁、联系梁均为H型钢。在梁柱节点布有大量穿过型钢的钢筋，会导致型钢的翼腹板开孔过多，削弱构件有效截面，从而降低结构安全系数，无法达到“强节点，弱构件”的要求，且极大的降低了施工的可操作性。

梁柱节点处理方法：采用“柱筋通，梁筋断”的方式，主梁中型钢与柱中型钢的十字型双翼连接，梁的钢筋贯通梁柱连接节点（如图1所示），使用连接板和劲板焊接于钢柱的钢筋相贯位置。钢筋通过焊于连接板上，以达到连续传力的目的，该项目在2007年获得了“鲁班奖”。

图1 “柱筋通，梁筋断”方式的施工图

2.2 型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点处理

（1）型钢柱上开孔

位于苏州市昆山花桥国际商务城C-25地块的易方寻呼产业园工程，建筑面积106053㎡，1#楼地上18层、地下1层，建筑总高度94.75米。柱子采用型钢混凝土，其钢柱截面形式分为工字型及十字型，采用Q345B钢材，截面尺寸为800 x 800，混凝土标号C40。本工程中与型钢混凝土柱配合使用的大都为钢筋混凝土梁，大跨度梁中钢筋较多，与柱中型钢节点构造十分复杂，这些都给我们的施工带来了不小的难度（如图2所示）。

图2 梁、柱截面图

梁柱节点处理方法：梁上下层主筋靠近H型钢柱翼缘板两边的开孔穿过，中间在H型钢翼缘面加设钢劲板和钢筋焊接，保证焊缝长度。腹板位置开孔穿箍筋，考虑开孔太多，要增设补强板，但焊缝太密，造成腹板变形严重；所以腹板加厚，保证强度，只开孔不补强（如图3所示）。

图3 梁柱节点处理施工图

（2）钢套筒连接

昆山市某创业服务中心大楼位于昆山市前进西路，体育馆南侧，是一座综合性的行政办公大楼，框剪结构，地下一层，地上十九层，建筑高度99m，总建筑面积56800 m2。该工程从地下室~6层，在6~7/ C～E轴范围内，采用型钢混凝土柱，总高为37.49m。型钢混凝土柱截面积为1000x1000，型钢采用十字形，800x800x280x280x20x20x24x24，每边8C25纵筋；相交的混凝土梁截面包括350x900，400x1000，450x1600，梁上部支座钢筋采用C25，分2~3排布置，每排5~7根；下部最多13根C25，分2排伸入支座。

梁柱节点处理方法：采用钢套筒连接技术，采用直螺纹套筒焊接在型钢柱翼缘上，考虑到梁截面宽于型钢翼缘，因此梁角钢筋采用腹板开孔穿过，保证钢筋在箍筋加密区的机械连接接头不大于50%。梁底通长钢筋一端用套筒连接，一段采用连接板，方便施工（如图4所示）。

图4 梁柱节点设计详图

3、施工质量控制措施

型钢混凝土梁柱节点施工质量的好坏取决于多个因素，是一个综合性的控制过程。为保证型钢混凝土结构梁柱节点的施工质量，应主要从以下几个方面重点控制。

3.1 原材料

用于工程的材料必须有检测复试报告和出厂合格证，复试检测不合格的材料严禁用于工程，包括加工钢构件用的钢板、套筒、栓钉、主体结构用的钢筋、混凝土等。严格控制钢构件出厂检查和进场验收两道关，钢构件焊接质量和外观满足相关验收规范及设计要求后方可出厂和安装，不满足要求的坚决不予出厂或退货。

3.2 施工测量

利用全站仪将图纸上型钢构件的坐标点位精确的放样到施工现场，做为整体控制网。使用钢尺对位置点进行测量时，用水准仪协助控制尺子两端水平，拉尺用力均匀一致，距离测量均采用来回两次拉尺的方法。利用周边构件如混凝土柱等，将标高引至其上，构件吊运时均由该点直接用钢卷尺向上量测，利用水准仪往返测量与基准标高校核。垂直度则利用经纬仪观测型钢棱角来进行控制。

3.3 型钢构件安装

分件吊装型钢梁、柱等构件，待安装就位后及时进行矫正、固定。当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。在钢构件起吊及就位处采用垫木板等方法保护构件边角以免破坏。构件吊至就位位置上方200mm处，先使其稳定，对准螺栓孔缓慢下落，下落过程中应避免磕碰丝口，落实后及时调整其轴线位置、标高、垂直度。调整完毕后，用螺栓拧紧固定，同时安装临时固定的构件。高强度螺栓先进行初拧，初拧合格后做出标记，然后按从中间向两端的顺序依次紧固螺栓。若个别螺栓连接孔出现偏孔现象，应采用微型砂轮磨光机或人工挫销进行修正。

3.4 钢筋绑扎

在对型钢混凝土组合结构梁进行钢筋绑扎时，必须先定位，安装主筋，接着再套箍筋、钢筋等，待准备工作全部做好后便进行合模。柱主筋在进行连接的过

程中，注意主筋连接应通过柱外连续对钢筋作相应的绑扎连接，主筋插人箍筋内必须采取由上向下的方式，并与下部接头连接。在主筋连接好后，必须及时作进一步的全面绑扎。如果有内层钢筋，则需先将内层钢筋进行连接，再对外层钢筋进行连接。

3.5 模板搭设

型钢梁截面尺寸一般比较大，模板支撑体系需经过计算，确定支撑架体的横纵向间距及梁侧对拉螺栓的排距和间距，按规范要求增加构造措施。由于梁内型钢的影响，对拉螺栓无法直接穿过型钢梁，在征得设计院同意的前提下可采用将对拉螺栓分成两部分对称焊接到型钢梁腹板上，从而对梁模板进行固定。对于跨度较大的型钢梁，应按设计要求起拱，若设计无具体要求，起拱高度一般为跨度的1/1000～3/1000，其中考虑到型钢梁下支撑脚手架易产生挠度，型钢梁起拱高度还可以再增大一些。

3.6 混凝土施工

由于劲性混凝土中钢筋一般过密，因此混凝土振捣时应尽量减少碰振钢筋、型钢、模板、吊环及预埋件等现象。振捣混凝土时不能漏振，也不得过振。混凝土的振捣随浇随振捣，振捣棒垂直插入混凝土中，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，以使上下层混凝土互相结合紧密；操作时要做到快插慢拔，以免发生分层离析现象或空洞现象。振捣器的插点要均匀排列，排列方式采用行列式和交错式两种，由振捣手灵活掌握。插点间距不超过40cm，振捣器距模板宜大于20cm。为保证已浇筑好的混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度和耐久性，防止产生收缩和温度裂缝，必须认真做好养护工作。由于劲性混凝土梁通常跨度较大，因此劲性混凝土应严格拆模强度，同时已拆除模板及支撑的结构，应在混凝土达到设计强度后方能承受全部设计荷载，施工中严禁超载使用。

4、结论

随着社会的不断发展，型钢混凝土结构将在高层建筑中更加广泛的使用。而型钢混凝土的梁柱节点关系着整个工程的质量，因此不仅要选择科学合理的设计方案，更要重视施工过程各个环节的质量控制，充分发挥型钢混凝土结构形式的优势。

参考文献：

[1] 都书巍. 型钢混凝土结构梁柱节点优化与深化设计[J]. 建筑科技情报，2013（4）：37-40.