型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工技术分析

型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工技术分析

李恒

普洛斯投资（上海）有限公司  上海市    200121

摘要：本文以某建筑工程为例，对型钢混凝土结构施工的特点进行了介绍。型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工的特点为：施工过程较为复杂且难度较大，在整体施工过程中需要对柱梁节点中的钢筋之间的相对空间位置进行深入分析，并以此作为基础进行相应的施工设计。在此基础上，本文围绕钢柱和钢筋混凝土梁钢筋之间的连接、劲型钢柱和钢筋混凝土梁钢筋连接的过程中的梁主筋的高度差问题、劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋的特殊连接等施工难点及解决措施展开分析，希望为从业人员提供一定的参考。

关键词：型钢结构构件；混凝土结构；钢筋节点；相对空间位置；梁主筋高度差

引言：在工程领域中，型钢是一种自带一定截面形状和尺寸的条形钢材，按照现行金属产品目录可分为大型、中型、小型三种类型；按照钢冶炼质量方面的差异，可分为普通型钢和优质型钢。以型钢为主要材料制成的构件与混凝土结构钢筋节点的施工存在一定的难点，在实际施工中需要重点解决。

1.型钢混凝土结构施工的特点简析

1.1工程概况

某商用综合办公楼工程地下部分共计三层，地上部分共计24层。具体的构造为：中间区域呈现出明显的“下沉庭院”模式，四周环绕的楼层高度各不相同。其中，位于北方的建筑是塔楼形式，最高楼层为24层；位于南面的建筑同样是塔楼，但最高楼层仅有8层；位于东面的建筑提供办公业务，最高楼层同样为8层。西面无建筑。整个建筑呈现出“匚”字形的特点，整个建筑回形环绕。

由于建筑的构造较为特殊，故拟采用的建筑结构与普通建筑结构相比应有所区分[1]。经过梳理后发现，本工程现场施工阶段需要使用的构件包括劲型钢柱、钢梁、钢板剪力墙等。核心的施工要素为：劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋应该通过合理的方式完成连接。除此之外，包括劲型钢柱箍筋之间的连接、混凝土柱筋与钢梁之间的连接、钢板剪力墙与柱箍筋之间的连接、型钢柱双排主筋柱脚板节点方面在内的施工等均应受到重点监管，均会在不同程度上影响工程质量。

1.2型钢结构构件与型钢混凝土结构钢筋节点施工中的注意事项

在本工程中，为尽量提高工程的施工效果、全面保证施工质量，在施工开始前，设计人员便需围绕柱梁节点内多种钢筋之间的相对空间位置进行系统性分析。在此基础上，还可以运用CAD工程软件，深度绘制施工图。理想的CAD施工图应该达到以下效果：处于珠江节点交汇处的所有柱筋、梁筋，与钢骨的相对位置均应清晰、准确地呈现在CAD图中。如果图纸精度能够达到上述标准，则钢骨上贯穿的制孔标高、有关轴线的精准程度均可得到提升。除此之外，设计人员在绘制施工图时，还应围绕下列注意事项进行重点考量：其一，在条件允许的情况下，钢筋与型钢之间应该尽量避免接触，从而达到降低钢筋穿孔数量的目的。笔者询问很多建筑工程设计人员后发现，在部分设计人员的认知中，如果使钢筋与型钢之间发生接触，有利于提高钢筋的分布均匀度，可降低构件受力方面产生的矛盾。但完成这种设计后，型钢截面的损失率会在一定程度上降低，施工的难度会不同程度加大。其二，设置在节点位置的钢筋对应的三维空间的定位同样应该进行系统性地设计——主梁钢筋与次梁钢筋之间存在平面冲突，梁钢筋与柱钢筋之间存在立面冲突。如果对上述情况缺乏重视，则会降低节点位置钢筋的布置科学性，将会对后续施工造成隐患。其三，深化设计阶段，设计人员务必提前确定好柱箍筋的穿孔定位，并令包括为避开型钢而进行弯折处理的主筋及其他所有主筋均处于箍筋范围内。其四，在完成型钢钢筋定位制孔图的编制之后，设计人员必须经过多次检验，确保每一个节点的设计都具有科学性。如果对该环节缺少重视，则在现场成孔作业阶段极有可能出现各种突发问题，影响工期及工程整体质量。

2.型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工的难点以及处理方式

2.1型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工的特点

型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工过程较为复杂，且难度较高，其在施工过程中包含多个难点需要进行科学处理[2]。在整体施工过程中需要对柱梁节点中的钢筋之间的相对空间位置进行深入分析，并以此作为基础进行相应的施工设计。在设计过程中，必须将梁筋、柱筋以及钢骨之间的位置，以及其中的柱梁节点都准确地落实到设计图纸当中，以确保施工过程中，节点施工的精确度。在施工中，为了提高对各难点的处理效果，应对多个因素加以充分考虑，其中包括控制钢筋与型钢之间的距离，尽量使二者分离，并且，即使钢筋有利于保证整个结构的受力平衡，但也要尽可能地减少钢筋的穿孔数，以此降低型钢截面的损失程度，使施工难度有所降低。其次，要在施工过程中对节点位置加强注意，尤其对该位置的钢筋摆放情况和空间情况加以研究，避免发生其中主次梁钢筋之间的冲突以及梁柱钢筋之间的冲突问题。另外，要在设计阶段就将柱箍筋的穿孔位置确定好，并确保施工过程中的所有主筋都能够在箍筋定位范围之内。

在对型钢钢筋定位做好相应的设计图纸后，还需要根据现场实际情况进行反复检查和试验，确保设计的合理性后才能将其应用于实际施工当中，以此保证后续工作的施工质量。除此之外，还需要注意在施工过程中一旦涉及到纵筋穿型钢梁翼缘的施工环节时，都需要加强重视程度，由于这些环节的施工难度相对较大，且施工过程较为复杂，应对其中的梁柱连接节点尽量简单处理，保证施工质量的同时提高施工效率。

2.2劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋的连接施工难点及处理方式

在型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工当中，进行钢柱和钢筋混凝土梁钢筋之间的连接是其中的难点之一，针对这一施工过程中，需要进行多次焊接工作，将牛腿板在十字钢柱翼缘的基础上加以焊接，并将牛腿板与钢筋之间进行焊接，使梁两侧的钢筋从十字钢柱中穿过，并根据梁铁的位置情况对腹板位置进行开孔工作，具体劲型钢柱和钢筋混凝土梁钢筋连接的节点如下图1所示：

图1 劲型钢柱和钢筋混凝土梁钢筋连接节点图

在劲型钢柱和钢筋混凝土梁钢筋连接的过程中，需要注意梁主筋的高度差问题，尤其是结构中垂直方向的高度差情况[3]。通常情况下，上方设置东西钢筋、下方设置南北钢筋，此时在垂直方向的牛腿板的位置需要参照梁主筋以及牛腿板自身的厚度加以确定，一般要与梁主筋相错开且根据其厚度保持2.5厘米以内的距离误差。在这一施工过程中，如果梁钢筋的上铁或者下铁中有一个为两层钢筋结构时，都需要对牛腿板进行错层处理，若在此过程中，缺少错层处理环节，即使在理论上该设计方式满足标准要求，但是很难将其落实到实践当中，焊接过程也难以顺利进行。所以，通常在这种情况下，要将两层的牛腿板以15厘米的间距错开，为后续焊接两排钢筋的工作提供充足的空间。除此之外，如果在这一环节双层牛腿板中有牛腿加长，那么牛腿板也需要对应加长。

2.3劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋连接过程中的连接特殊性

除了以上基本的劲型钢柱与钢筋混凝土梁钢筋连接难点外，两者在连接过程中的特殊性连接也是其中的难点之一。当型钢柱位于柱翼缘板上且在其上方布置工字型钢牛腿时，则需要将钢牛腿与钢筋混凝土梁主筋之间以焊接的方式相互连接。在实际施工过程中，钢筋混凝土梁上方的纵筋有不同的排列情况，包括单排和多排，其中以双排的情况最为常见。双排纵筋在施工的过程中需要与双层的牛腿板之间以5d双面贴焊的设计方式进行连接，且控制两层牛腿板之间的间距，通常在80厘米左右，以此为后续的焊接工作提供充足的空间条件。在以上施工准备的基础上，进行套筒的焊接和加工。在焊接套筒时，为了确定其施工位置可以通过相应的软件设备进行放样设定，确保其焊接位置与施工现场的纵筋位置相一致，并将已完成焊接的套筒与端头套丝相互连接。

在具体焊接施工的过程中，将钢牛腿的水平连接板与钢筋混凝土梁上部的钢筋板保持水平位置放置，运用双面贴焊的方法将连接板的上方与梁主筋之间相互连接，且应控制焊接缝隙为5d左右的长度。为了保证焊接的质量，可以选用特定的焊材且确保焊接工艺的选用适当。当工程中使用十字形钢混凝土柱作为结构时，可直接在边柱的位置对部分的梁主筋进行锚入，使其到达柱腹板的位置。在这一过程中，要控制柱腹板的面积区域，并根据柱腹板的区域选择合适的锚入方法，若区域小于1需要采用直锚的方式，若区域在0.4-1之间，则需要采用弯锚的方式。如果柱腹板的区域小于0.4，则需要在弯锚的方式下结合使用与之相符合的缩锚筋，并将其与柱腹板之间以焊接的方式相连。在这种焊接方式下，注意型钢柱腹板开孔位置的精确度，便能够保证梁主筋在型钢柱腹板的开孔下顺畅通行，为现场施工提供较大的便利。另外，还需要对南北与东西向梁主筋的相对位置以及梁主筋的外围空间，且确保型钢腹板的截面损失情况要控制在25%以内。

2.4劲型钢柱筋的连接施工

在实际施工过程中，劲型钢柱箍筋的连接方式也是其中的一个重点内容，因为该连接方式在设计过程中的合理性并不一定适用于实际的施工过程[4]。比如在设计过程中采用穿钢结构腹板的方式对劲型钢柱箍筋加以连接，但是这种设计方式在实际施工中却很难实现。在实际施工过程中如果仅按照设计设计图纸进行，那么很可能导致箍筋在施工时会受到影响被深化为开口箍筋，在原本工作的基础上还需要对箍筋之间相互连接的位置进行焊接工作，这种情况不仅会导致工作量增加、工作难度加大，还会很大程度的影响整个结构的承载强度。因此，针对这种情况，要想解决这个难点，施工方应加强与设计方之间的沟通，在实际施工的过程中适当改变操作方法。首先，在角钢上作开孔处理，并将其焊接到型钢柱腹板上，在经过设计与对设计结果进行核算后，确定穿腹板内箍筋的情况，并在施工过程中将该过程转变为拉钩形式。或者，与设计单位加强对钢筋直径的沟通，对其加以改善，并将构造钢筋适当焊接到钢柱腹板上，并结合柱主筋的实际情况，采取拉钩的连接方式，将柱主筋与构造钢筋之间相互连接。

2.5混凝土柱筋与钢梁的连接施工

型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工中，混凝土主筋与钢梁之间的连接也是难点之一，且在该施工过程中对施工人员的能力有较高的要求。针对这一难点，在解决的过程中，要根据实际情况进行，当在型钢梁的作用下，导致劲型钢柱的外围纵筋被截断时，那么在施工的过程中就需要将连接板分别布置在型钢梁的上下翼缘柱上，并保持其在纵筋的内侧位置，并在连接板之上将被截断的钢筋采用强焊接的方式相连，同时运用角焊缝的连接方式将连接板焊接到翼缘之上。在这一过程中需要加强注意焊缝的质量，使其符合相关的焊接规定及焊缝质量标准。在这种处理方式下，型钢混凝土结构的节点施工能够被进一步优化，且使操作更为简便，不仅有效提高施工质量，还有效加快了施工的进度，对于后续的施工检查等工作也打下了重要的基础。

结语：为解决型钢结构构件与混凝土结构钢筋节点施工中的诸多疑难问题，提高工程质量，现场技术人员及管理人员需围绕“质量”、“控制”两项内容开展相关工作。具体而言：其一，应对钢柱进行精准加工，可以在图纸深化阶段开始便重点针对腹板开孔位置、牛腿板位置展开校核，确保进场钢柱在质量安全方面均得到多次复核。其二，确定型钢钢柱无质量问题后，应着手进行吊装作业，且在吊装过程中务必保证钢柱精准对接焊缝。其三，进行钢筋加工作业时，应确保每一根梁筋都完成切头处理。其四，在进行钢筋剥肋作业时，应注意观察丝扣的完整程度，且在完整加工丝扣后，如果无法及时开展安装作业，则应做好防护工作，尽量降低施工现场的钢筋安装偏差发生率。

参考文献：

[1]曾碧桑. 钢筋混凝土框架结构节点施工质量控制要点分析[J]. 江西建材,2020,(02):66+68.

[2]陈文杨. 现浇钢筋混凝土框架结构节点施工质量控制[J]. 江西建材,2019,(12):135-136.

[3]王现武. 关于复杂钢骨混凝土劲性结构穿钢筋节点施工技术分析[J]. 建筑技术开发,2019,46(08):42-43.

[4]孙大朋. 型钢混凝土组合结构梁柱节点钢筋施工技术[J]. 城市建设理论研究(电子版),2018,(04):121-124.