型钢混凝土组合结构的钢筋节点设计深化与施工.pdf

型钢混凝土组合结构的钢筋节点设计深化与施工 高强’ 鲁红喜 冯波 吕兆健 黄成’ 1 ． 中建一局集团第五建筑有限公司 北京 1 0 0 0 2 4 ；2 ． 义乌世茂中心发展有限公司 义乌 3 2 2 0 0 1 摘要型钢混凝土组合结构涉及到的复杂节点较多，因此在施工过程中需要考虑的因素也特别多，特别是当混凝土梁 或者钢骨梁遇型钢柱连接时，往往不可避免地要遇到型钢柱阻碍钢筋穿插。因此在钢结构深化设计阶段，深化设计人 员一定要与土建分包、钢结构分包、机电专业等相关人员做好沟通，综合考虑各种相关的因素，优化钢筋节点设计， 以避免造成不必要的损失。 关键词型钢混凝土组合结构 型钢 钢筋 穿孔 连接节点 深化设计 中图分类号T U7 5 5 文献标志码B D OI 1 0 1 4 1 4 4 ／ j ． c n k i ． j z s g ． 2 0 1 5 ． 0 5 ． 0 2 0 De t a i l e d De s i g n a n d Co n s t r u c t i o n o f Re b a r Co nn e c t i o n s i n Pr o fil e S t e e l a nd Co n c r e t e Co mb i n e d S t r u e t u r e G A O Q i a n g ’ L U H o n g x i ’ F E N G B o L u Z h a o j i a n ’ HU A NG C h e n g ’ 1 ． C h i n a C o n s t r u c t i o n F i r s t Gr o u p T h e F if t h C o n s t r u c t io n C o ． ． L t d ． B e ij i n g 1 0 0 0 2 4 2 ． Sh ima o Ce n t e r De v e lo p me n t Co ． ， L t d ． Yiwu 3 2 2 0 01 1 工程概况 义乌世贸中心位于义乌市金融商业 区，紧邻国际商贸 城 ，基地位于城北路与福 田路之间 ，项 目周边有市海关 、 国际商贸城等重要设施 ，整体区位突出。本工程地上总建 筑面积约5 2 万 m ，包括2 6 0 m超高层酒店 、1 5 0 m 高级住 宅2 栋 、1 5 0 m 公寓式酒店以及大型综合商业与配套设施。 超高层酒店核心筒为钢筋混凝土墙 、板 ，核心筒外 围为十 字形钢组合柱 、型钢梁 、桁架板组合楼板 ，屋面为钢筋混 凝土结构停机坪 。在2 2 层 、3 5 层 、4 7 层设置3 道B R B 屈曲 约束支撑。裙房部分梁为预应力钢骨组合梁。高级住宅及 公寓式酒店1 ～ 5 层部分为型钢混凝土柱。工程效果如 图l 所 示 图1 工程效果图 2 涉及穿筋的主要特殊节点形式 本工程 中涉及到构造复杂的节点类 型较多 ，涉及到的 作者简介高强 1 9 8 2 一 ，男，本科，工程师。 通信地址北京市朝阳区定福庄北里1 号鲁班大厦1 2 1 1 室 圃建 筑 狍 工 第 3 7 卷 第 5 胡 钢结构 构件截 面类型 主要有L 形角钢 、H型钢梁 、十字形 钢柱 、H 型钢柱。其 中需要穿筋的钢结构组合节点类 型包 括 柱脚节点 、H 型钢梁与十字形钢柱连接节点 、H 型钢梁 与H 型钢柱连接节点 、H 型主钢梁与H 型次钢梁连接节点 、 H 型钢梁与剪力墙连接节点 、L 形角钢与剪力墙连接节点 、 B R B 屈 曲约束支撑与钢柱、钢梁连接节点等r J 0 l。 2 ． 1 柱脚节点 柱脚节点包含2 种形式 H 型钢柱柱脚节点、十字形钢 柱柱脚节点。 1 H 型钢柱主要用于高档住宅及公寓式酒店1 ～ 5 层。 通过在下层框架柱顶或者转换梁顶设置预埋件 ，H 型钢柱 与锚板通过连接板穿高强螺栓连接。其 中预埋件锚栓锚人 框架柱或转换梁内，当转换梁高无法满足锚栓锚 固长度j a 要求时，将锚栓设计成带弯勾形式。如图2 所示。 肠籼 板 图2 H 型钢柱柱脚与预埋件连接示意 2 十字形钢柱主要用 于超高层酒店外 围结构。通过 在基础筏板顶预埋底座 ，十字形钢柱 与底座用高强螺栓连 接 。其 中钢柱外包钢筋紧靠柱脚外侧按要求锚入筏板中。 同时，若有钢筋必须穿过底座的锚板时 ，应在底座锚板上 预先留设满足穿筋要求大小的孔洞 ，以确保钢筋能按设计 量 。 姗 峨 稿 收 喜 冯 波 吕 兆健 黄 成 型钢混凝土组合结 构的钢 筋节点设计深化与施工 在实际施工过程 中需要在型钢上开孔穿插的除 了柱梁 的主筋 、箍筋 、腰筋 、拉结筋 以及构造筋外 ，还有一些其 他需要开孔贯通的，如支模时需要用的对拉螺栓孔 、机电 等相关专业预留埋件所需的孔眼以及型钢柱与底座连接时 需要预留的高强螺栓孔等等 。型钢在加工的过程中要认真 进行深化设计 ，避免现场在型钢上开孔。 4 节点处钢筋穿插原则 4 ． 1 钢 骨梁 、混凝土梁纵筋遇型钢柱做法 由于钢骨梁与型钢柱连接时钢骨梁钢筋 的穿插较为复 杂 ，因此将连接形式分为5 种类型。 1 梁上铁或者下铁钢筋多于2 排时 ，第 1 排纵筋中间 3 根通过套筒与钢骨柱翼缘连接，第1 排其余纵筋腹板穿孔 锚固 连续梁则连续布置 ；第2 排纵筋在腹板中穿孑 L 锚固 连续梁则连续布置 ；第3 排钢筋遇腹板处钢筋端部上弯 或者下弯 ，满足锚 固要求 锚 固水平段和总长均需满足规 范要求 。 2 梁上铁或者下铁钢筋为1 排或2 排时 ，第1 排纵筋 中 4 0 ％ ～ 5 0 ％与钢骨横隔板焊接 图8 ，焊接长度需满足钢 筋连接长度要求 单面焊为l O d ，双面焊为5 d ，其 中d 为钢 筋直径 ；其余纵筋遇腹板处钢筋端部上弯或下弯 ，满足 锚 固要求。 图8 第1 排纵 筋中4 0 ％ ～5 0 ％与钢骨横 隔板焊接 3 梁上铁或者下铁钢筋为l 排或2 排时，第l 排纵筋 中 间3 根或者2 根通过套筒与钢骨柱翼缘连接 ，其余纵筋遇腹 板处钢筋端部上弯或者下弯 ，满足锚固要求。 4 梁上铁或者下铁钢筋为1 排且较少时，纵筋遇翼缘 或腹板处钢筋端部上弯或者下弯 ，满足锚固要求。 5 当角部斜梁与型钢柱连接时 ，根据梁宽及钢筋排布 情况，可将梁端适 当加宽形成水平加腋形式 。梁上铁或下 铁的中部纵筋遇翼缘或腹板处钢筋端部上弯或下弯 ，满足 锚固要求。梁上铁或下铁的两侧纵筋则按照 1 6 的角度锚 入型钢柱中，其中梁水平腋的宽度根据纵筋弯锚 的角度来 调整 图9。 4 ． 2 柱 、梁箍筋及构造筋遇钢骨做 法 柱 、梁箍筋遇到钢骨梁时 ，需要根据不 同情况来决定 相应的做法 。本工程中对于柱 、梁箍筋遇到钢骨梁时，主 团建 筑 狍 工 3 7 Jg 第 5 朝 图9 角部斜梁与型钢柱连接 要采取 了以下几种做法 1 对配筋较多的钢骨柱箍筋进行了一些调整从而避免 了在钢骨柱上开孔 ，同时也方便 了现场施工。其中主要的 调整为 将部分原本封闭的内箍变为元宝箍筋 ，同时在钢 骨柱 内增加构造筋 ，将部分原来 的大内箍调整为多个小的 内箍 图l 0，增加的构造筋为 西1 4 m m 三级螺纹钢筋 ， 采 用搭接连接 ，搭接长度按规范的规定。 图1 O 调整后的钢 骨柱及箍筋示意 2 对配筋较为简单的型钢混凝土柱的箍筋做法也进行 了一些调整。现场实际施工过程 中发现 ，在混凝土柱 中存 在钢骨的情况下 ，一个完整的内箍是无法穿过钢骨的 ，因 此 ，必须得将完整的内箍分解成2 个部分来进行施工 ，即将 完整的内箍分解为2个U 形箍 图1 1 ，其中U 形箍相互搭 接部分的搭接长度要满足规范要求 ，若搭接长度达不到规 范要求 ，则要进行焊接 ，焊接时须满足单面焊 l O d d 为箍 筋直径 的要求。 溃 醚塔拯长 躞则搭接 ．否则婶接 画 图1 1 钢骨柱 内箍调整做法示意 3 柱外围箍筋遇梁钢骨或柱牛腿时均穿孔通过 ，箍筋 采用u 形箍搭接或焊接 图l 2 。 4 对于钢骨梁而言，梁的拉筋往往要穿过钢骨梁。本 工程钢骨梁的拉筋为 西8 m m圆钢。为了顺利将拉筋穿过钢 壹 塑 墨 塾童 鎏 墨 堡 苎 壁 塑 望 鳖 圭 鱼 堕 塑 塑堕 蔓 塞 塑 骨 ，拉筋在加工时，将一端按要求加工成1 3 5 。 ，另外一端 则不进行弯折 ，待现场将拉筋穿过钢骨之后 ，再人工将未 弯折端按要求弯成1 3 5 。。 图1 2 柱箍筋穿钢骨 5 梁的腰筋遇钢骨时，若能从钢骨外侧通过，则直接 通过 ；若不能通过，则根据腰筋类型分2 种做法 腰筋为构 造筋时 ，直接伸至钢骨柱腹板处弯锚 若直锚长度满足要 求则不需要弯锚 ；腰筋为抗扭筋时 ，按照梁纵筋的做法 穿过钢骨柱 若直锚长度满足要求则不需要弯锚 。 4 ． 3 剪力墙遇型钢柱做法 1 剪力墙连梁纵筋遇钢骨柱时，做法同钢骨梁 、混凝 土梁遇钢柱做法。 2 剪力墙水平筋遇钢骨柱时，与十字钢骨柱腹板相交 可采用穿孔通过 ，其余情况均采用绕开通过 ；与矩形钢骨 柱相交 ，能直接通过时直接通过 ，其余均穿过钢骨柱 ；当 剪力墙为3 排筋时 ，中间一排顶住钢骨柱后弯锚。 4 - 4 剪力墙暗柱遇钢骨做法 当剪力墙暗柱遇钢骨时，纵筋从钢骨侧边通过 ，箍筋 伸入钢骨柱内长度必须满足规范要求 的长度 ，箍筋遇翼缘 的焊接长度应满足双面焊5 d d 为箍筋直径 的要求，如 图 1 3 所示 图1 3 剪力墙暗柱箍筋遇钢骨柱做法示意 5 型钢开孔原则 型钢 混凝土结构是 型钢和混凝土共 同受 力的构件 ， 在型钢上开孔必然会对型钢造成一定的损伤 ，对型钢受力 造成一些不利的影响。综合以上考虑 ，施工之前 ，设计人 员 、土建分包 以及钢结 构分包必须要相互 沟通 ，相互交 底 ，确定好开孑 L 的位置 、间距以及大小。因此型钢在加工 制作时就应当预先 留好钢筋穿插需要的孔眼 ，严禁现场施 工过程 中在型钢上开孔 。现场必须要开孔时 ，需经设计人 员的同意 1 。 5 ． 1 留孔尺寸 在型钢上开孔既要保证方便现场钢筋穿插 ，同时要兼 顾减少型钢有效截面的损失。根据相关规范规定 ，型钢上 开孔的直径一般要 比钢筋直径大5 ～8 m m 。为了便于现场施 工 ，经与设计人员沟通 ，将开孔 的大小统一设定为比钢筋 直径大8mm。 5 ． 2 开孔位置 1 梁纵筋开孔位置的确定。根据规范要求 ，钢筋开孔 中心点距梁顶的高度为 “ 保护层厚度 箍筋直径 1 ／ 2 梁纵筋 直径”。梁纵筋为多排时 ，上下排孔的间距按 照一个钢筋 的直径 ，同时为了便于施工，取2 5 m m 。当有垂直相交的双 向梁需要穿过 同一型钢柱时，按照截面大的梁钢筋在下 的 原则开孔 。 2 箍筋及拉筋开孔位置的确定。箍筋开孔时要注意加 密区和非加密区间距 的不同 、抗震等级不同对加密区长度 的影响以及层高和跨度 的不同。为方便钢骨的加工 ，经与 设计商量 ，开孔时孔 的间距统一按照加密区的间距 ，在现 场施工的过程中，加 密区按照加密区间距穿筋 ，非加密区 按照非加密区间距穿筋。 6 结语 本工程在深化设计的过程中，深化设计人员及时与各 分包的管理人员进行沟通 ，确保了深化设计 的方案满足现 场施工的要求 ，避免了一些不必要的损失 ，同时也积累了 弥足珍贵的施工经验 ，可供相关工程参考。 ◇◇ 参考 文献◇◇ [ 1 ] 曲晟 型钢混凝 土组合结构柱与钢 筋混凝土梁连接节点施工技术[ J ] ． 福建建筑 。2 0 1 4 2 9 5 9 6 ． [ 2 】吴晨． 浅谈型钢混凝土组合结构梁、柱钢筋绑扎施工方法[ J 】 ． 建设科 技， 2 0 1 4 1 1 1 1 6 ． [ 3 】石雄伟， 雷丹，赵衍红， 等 冈 板混凝土一 体外预应力组合结构加固钢筋 混凝土箱梁【 J ] ． 公路交通科技 应用技术版， 2 0 1 4 7 2 2 2 5 ． 【 4 】许珍珍，谢增波， 何勇 钢与混凝土组合结构与钢筋混凝土结构过渡构 件的抗震性能研究展望【 J 】 ． 中国建设信息， 2 0 0 7 2 2 5 9 6 1 ． 【 5 ]王福元． 型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工技术[ J ] l 山西建 筑． 2 0 1 4 1 9 1 1 0 1 1 1 ． [ 6 ]游冬． 型钢混凝土柱与框架梁钢筋复杂节点施工技术[ J ] ．黑龙江科技 信息． 2 0 1 4 2 4 1 8 1 ． [ 7 ]周楚兵． 钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究[ J ] ． 山西 建筑， 2 0 1 4 3 0 5 3 5 4 ． [ 8 ]段祥东屋 顶钢结构梁与钢筋混凝土柱节点施工技术[ J ] _ 科学与 财富， 2 0 1 4 5 3 0 1 ． 2 0 1 5 - 一 ．5 B u il d i n g C o n s t r u c t i 。 n 囫