摘要：综合工程现场实际情况，主要介绍了施工现场劲性混凝土结构中型钢柱与剪力墙、框架梁结构系统连接技术，通过对不同类型型钢柱节点深化处理，合理布置节点处梁钢筋排布，综合不同连接处理技术优点，保证劲性混凝土结构中型钢柱与框架结构有效连接，取得良好的施工成果。
关键词：型钢 梁柱节点 连接板 可焊接套筒 WL双螺套
一、引言
随着时代的进步和科技的发展，我国高层建筑不断增多，建筑结构设计安全等级不断提高，与此同时急需一种抗震性能好、刚度强、承载能力大的建筑结构，因此型钢混凝土结构顺应而生。型钢混凝土结构，即通过劲性型钢柱与混凝土钢筋连接技术将钢-混凝土相连接的一种主要形式。该结构形式不仅具有混凝土结构的优点，还同时具有钢结构的优点。与单纯的混凝土结构相比，减轻重量，减少截面面积，增加构件的延性，同时具有更高的强度；与单纯的钢结构相比，节省钢材，降低经济支出，增加建筑物以及构件的刚度。本文从工程施工实际出发，详细阐述了该技术的施工工艺、流程及施工效果等。
二、工程概况
本工程位于北京东城区祈年大街北口，总用地面积13397.962㎡。总建筑面积为99130㎡。结构类型为框架剪力墙结构，主楼地上九层和十层，裙房地上四层和五层。从地下二层至地上A、B、C、D区域局部采用框架梁、型钢混凝土结构，共计103根型钢柱，型钢柱主要为十字形，局部剪力墙约束边缘构件内嵌有工字形型钢柱。钢筋混凝土框架梁、剪力墙与型钢柱连接（见图1）。
图1 型钢柱分布示意
三、技术难点与特点分析
本项目为档案馆综合体，结构复杂、跨度大、建筑结构安全等级高、型钢柱分布广。楼层布局复杂，层高不同，地上不同区域同层标高亦不同，型钢柱、混凝土梁钢筋密集，局部梁上、下铁钢筋多达三层，节点钢筋连接复杂。针对复杂型钢柱节点，若单独使用套筒或连接板单一连接方式，遇多层梁筋与型钢柱连接时，多层钢筋相互重叠，致使现场操作面空隙狭小，施工难度大，钢筋与十字柱型钢连接及钢筋位置、标高控制难度大。型钢柱周边剪力墙较多，与型钢柱相连剪力墙锚固长度不满足规范要求，需要对剪力墙、型钢柱连接节点进行特殊处理，工作量大。相邻轴线间型钢柱分布较多，两型钢柱间梁通长钢筋绑扎施工困难。同时，梁两侧角筋与十字柱发生碰撞，导致型钢柱节点处梁钢筋保护层厚度不易控制。
四、施工工艺与流程
为了降低施工难度，提高施工现场可操作性，加强型钢柱节点处钢筋连接施工质量，减少钢筋搭接接头数量，针对项目实际情况，项目部研究决定在采用可焊接套筒和连接板焊接工艺基础上，在满足国家规范及相应技术规程要求下，针对每个钢柱节点提出具体的钢筋与钢结构连接方式，避免采用单一套筒或连接板焊接的局限性。
“劲性钢筋与钢结构系统连接技术”充分利用可焊接套筒和连接板连接的优点，结合现场实际情况，根据每个型钢柱节点钢筋排布情况，有针对性采用“连接板与可焊接套筒相结合”、“WL双螺套”、“钢筋锚固板”、“型钢腹板开孔”、“优化钢筋排数、间距”、“角筋碰撞部位绕过型钢柱方法”，充分发挥每种方式优点，提高现场的可操作性，加强节点处钢筋连接施工质量。
（一）劲性结构处柱主筋绑扎
劲性结构处梁柱核心区位置，由于梁截面较小，钢筋较多，在满足规范要求梁钢筋间距情况下，对于柱钢筋布置限制较大，梁、柱钢筋在深化过程中需同时考虑。同时，在深化过程中亦不能忽视楼面处上下层柱配筋变化影响，在采取机械连接、插筋的同时，充分考虑钢筋位置，尤其是拉筋位于钢柱外侧（见图2），需严格控制柱钢筋安装位置，避免拉钩无法悬挂，造成现场施工困难。在框架柱柱、剪力墙暗柱钢筋绑扎完成后，放置主筋定位框对主筋位置进行定位保护，避免混凝土浇筑过程中钢筋偏移。
图2 劲性柱配筋图
（二）劲性结构处墙水平钢筋连接
剪力墙与劲性结构柱连接位置，墙水平钢筋与钢柱翼缘碰撞，致使剪力墙水平钢筋锚固长度不满足规范要求，经与设计沟通，在钢骨柱与剪力墙水平钢筋碰撞部位采用14mm厚连接板焊接连接，焊接长度≥5d，双面焊。同时，在增设墙水平钢筋连接板的同时，又导致柱拉筋与连接板冲突，致使柱拉筋无法悬挂。经设计论证，碰撞位置柱拉筋改成“八字箍”（见图3）。
图3 墙筋劲性结构碰撞处柱箍筋绑扎图
（三）劲性结构处梁钢筋绑扎
框架梁与钢柱节点部位梁主筋的连接方式：采用腹板穿孔、连接板和可焊接套筒、绕开四种方式，其中两劲性柱翼缘间通长钢筋采用WL双螺套连接件连接。
（1）连接板与可焊接套筒综合连接
为减少梁钢筋排距及相邻侧梁同排钢筋间距，充分利用连接板和可焊接套筒各自连接优点，现场采用连接板与可焊接套筒综合连接方式。同时，为了简化现场钢筋放样，加强现场施工管控，对于连接板和可焊接套筒使用采取统一规定：南北方向梁与翼缘采用连接板连接，东西方向梁与翼缘连接采用可焊接套筒（见图4）。
图4 型钢柱与混凝土梁连接
当梁钢筋为两排及以上时，若型钢柱节点都使用连接板连接，下排钢筋在连接点位置都会被上排钢筋连接板挡住，致使钢筋与连接板无法焊接。故南北向采用连接板时，遇多排梁钢筋情况，除使用连接板同时，还使用可焊接套筒配合施工。采用可焊接套筒连接，可以避免钢筋与型钢柱直接焊接，但是需要土建专业与钢结构厂家配合，对于梁节点钢筋布置共同深化，深化完成后为保证定位加工精确，降低工序难度，可焊接套筒由钢结构加工厂家焊接在型钢柱上。
两型钢柱间梁钢筋连接，因现场型钢柱均已安装就位，考虑两型钢柱间梁通长钢筋连接不便，尤其是型钢柱间两侧均为可焊接套筒时，梁通长钢筋无法连接。经研究后，决定使用WL双螺套连接件（见图5），能完美解决两刚性结构柱中间梁通长部位钢筋连接问题。同时考虑WL双螺套连接件外径过大（钢筋直径两倍），为避免采用WL双螺套连接件导致梁保护层不符设计要求，钢筋连接接头位置避开箍筋加密区，且接头位置满足规范要求。
图5 WL双螺套连接件
（2）型钢柱腹板穿孔
在钢筋腹板上开孔从而使梁钢筋顺利穿过，此方法需要在型钢柱腹板预留钢筋孔，且需位置精确，否则会给梁筋施工带来极大不便。腹板开孔需由钢结构加工场进行，由于钢结构深化厂家对于土建钢筋放样不精通，在深化过程需要土建配合，这样才能定位准确，同时也能方便后期土建队伍放样。穿孔制好后，在工厂预先试穿钢筋。对于穿孔孔洞大小，需根据钢筋型号确定，孔洞太小会导致穿筋困难，孔洞留置太大，又会影响型钢柱力学性能。经与设计沟通，腹板穿孔直径统一按下表执行：
表一 型钢柱腹板预留孔径表
现场大部分穿腹板孔洞钢筋不满足直锚要求，考虑到梁钢筋弯锚后穿腹板孔洞施工难度较大。经与设计沟通后采用锚固板技术（见图6）。利用锚固板替代钢筋弯锚，降低现场施工难度，提高钢筋安装进度。对于不满足直锚要求的梁第一排钢筋穿过十字柱腹板后采用锚固板技术，梁上铁第二排（部分第三排）非通长筋穿腹板部位，考虑到多层钢筋均需穿孔，穿孔距离不满足要求，二排及三排钢筋平直段（≥0.4Lae）伸至腹板部位弯锚。
图5 锚固板安装位置
（3）型钢柱外侧钢筋
图纸中梁位于柱中，而型钢柱位于柱中，导致部分梁两侧通长钢筋与型钢柱碰撞。对于此类问题采用钢筋绕开法，钢筋采用1：6角度弯折绕过型钢柱。
五、结语
劲性结构钢筋与钢结构系统连接，作为主体结构施工过程中重要穿插工序，同时作为施工过程中控制重点，在型钢深化设计阶段应充分把握设计图纸内容，结合现场实际情况，提前深化各个节点钢筋排布。施工过程中必须做好钢结构的安装精度控制，待钢筋安装就位后现场量取尺寸下料。本工程根据不同类型型钢柱、剪力墙、混凝土梁连接不同情况，依据国家现行规范及技术规程，针对不同节点制定针对性处理方式，采取劲性结构钢筋与型钢柱系统连接，有效降低施工工艺难度，保证复杂劲性节点钢筋可靠连接，并取得一定经济效益。
参考文献：
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（2） 李小勇，张辉，王少松等.劲性钢筋混凝土梁柱穿筋孔的确定[J].建筑技术，2012，43（11）：1049-1050.
（3） 聂猛.探讨超高层劲性结构中梁柱节点钢筋施工工艺[J].建材与装饰旬刊，2011（7）：187-188.
论文作者:于领行,张帅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：钢筋论文; 型钢论文; 腹板论文; 套筒论文; 节点论文; 结构论文; 梁柱论文; 《基层建设》2019年第21期论文;