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【摘 要】 型钢混凝土柱以及钢筋混凝土梁这两者之间连接的角度变化多端,型钢柱与框架梁这两者进行连接的形式也是较为复杂。此外,型钢在加工过程中的精度要求也是极高极严。因此,本文就此为切入点,详细分析探讨了型钢混凝土结构中的梁柱节点施工技术以供参考借鉴。
【关键词】 型钢混凝土;钢筋混凝土;施工技术;节点
引言
随着中国建筑的发展,超高层建筑已经数见不鲜,而混凝土框架柱内含钢骨形式的结构设计也被广泛应用到超高层上,特别是对于抗震烈防等级要求高地区的超高层公建,设计一般采用型钢混凝土框架结构,可对于型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点施工却需要跟钢结构加工厂与现场土建钢筋施工协商后才能决定。这种节点施工如何处理以及需要采取哪些技术措施是本文的重点。
1、关键技术难点与特点的概述
1.1型钢混凝土柱体与纯钢结构相比较而言,其中存在着一个重点难题,也就是按照相应的钢筋位置在型钢柱的翼缘或腹板位置精确预留钢筋孔,在翼缘上精确设置工字型牛腿。1.2钢筋混凝土梁与主体倾斜相交,型钢的柱头部分框架梁钢筋与型钢柱之间互相连接的部位较多,框架梁的钢筋与建筑结构中的十字型钢柱相交的角度以及连接变化的角度也繁多,其产生的连接节点数量较大。1.3框架梁钢筋与钢柱进行连接的时,其连接的型极为复杂,通常情况下,施工现场都是对钢筋采取工字型牛腿或者贯通的方式来与型钢柱进行连接。当钢筋采用工字型牛腿进行连接的过程中,或者当梁钢筋的上铁与下铁之间呈现出上下两排时,必须要在施工现场分别将上下排的钢筋和连接板的上皮以及虾皮进行焊接,如此一来就导致施工难度加大。1.4柱头部位钢筋较密,且存在多根框架梁相交于同一柱头的现象,导致多层钢筋互相重叠,钢筋与十字型钢柱连接及钢筋标高的控制难度很大。1.5型钢柱和混凝土框架梁箍筋受连接工字型牛腿限制需截断再焊接,焊接工作量尤其大。
2、型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁节点的施工技术分析
2.1当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱翼缘板垂直,型钢混凝土柱翼缘板宽度≥钢筋混凝土梁截面宽度时:
2.1.1设置钢牛腿,梁纵筋与牛腿翼缘板焊接。梁纵筋遇到柱翼缘板断开,且与事先在工厂焊于钢牛腿翼缘板上的钢垫板焊接,单面焊焊缝长度应不小于15d(d为钢筋直径),双面焊焊缝长度不小于5d,且钢牛腿的长度应满足钢筋焊接长度要求。同时土建施工单位应根据示意图确定钢牛腿的设置,并与钢结构加工厂家配合,确定钢牛腿腹板预留钢筋孔的位置。两个方向的梁纵筋可在一个方向直接与钢牛腿翼缘板焊接,另一方向加设钢垫板焊接。2.1.2采用钢筋连接器(即套筒)连接。梁纵筋与型钢柱翼缘板上焊接的钢筋连接器连接,并在柱腹板对应位置设置水平加劲肋,且钢筋连接器的材质不应低于Q345B,与柱翼缘板的焊接根据强度要求可采用部分熔透或角焊缝,其在水平方向的净间距不应小于30mm和套筒径。
2.2当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱翼缘板垂直,型钢混凝土柱翼缘板宽度<钢筋混凝土梁截面宽度时:对于处于柱翼緣板宽度范围之外或相对的梁纵筋,可按1:6斜度避开直接通过。其余与钢牛腿钢垫板焊接,或者采用钢筋连接器连接,要求同上。2.3当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱腹板垂直,型钢混凝土柱腹板宽度≥钢筋混凝土梁截面宽度时:
2.3.1梁纵筋可从型钢柱腹板中开孔贯通,且在加工厂就应将孔钻好,不得在现场临时开孔、扩孔。开孔位置需应与土建钢筋放样共同商定。型钢腹板开孔截面损失率不得大于25%,否则应对腹板增设补强板,以保证钢柱强度。2.3.2梁纵筋插入混凝土柱内水平锚固长度满足≥0.4LaE(LaE为受拉钢筋抗震锚固长度),垂直锚固长度不小于15d(d为钢筋直径)时可选择弯锚,且弯锚总长度不得小于LaE。钢筋的弯锚长度跟抗震等级、混凝土强度等级及钢筋种类有关。对于不同抗震等级,不同混凝土强度等级,不同钢筋种类的钢筋,其锚固长度亦不同,且存在不同的修正系数。2.3.3梁纵筋插入混凝土柱内水平锚固长度不满足0.4LaE的要求,则需对应位置偏下设置水平加劲板或T型加劲板焊接,且在宽度方向上需满足钢筋搭焊焊缝长度要求,强度应满足钢筋混凝土梁自身受力强度要求。2.4当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱腹板垂直,型钢混凝土柱腹板宽度<钢筋混凝土梁截面宽度时:
2.4.1在对应型钢柱腹板宽度范围内的梁纵筋可开孔贯通或符合弯锚要求的进行弯锚或设置T型加劲板焊接,要求满足3.1~3.3条款。2.4.2对于距离型钢柱翼缘板过近或者相对翼缘板的梁纵筋,可按1:6斜度避开直接通过。2.5当型钢混凝土柱在非正交多方向与钢筋混凝土梁相连时,需综合考虑前四种节点施工方法,在满足规范要求的前提下,灵活应用,并参照以下原则:
2.5.1梁柱节点区梁、柱纵筋应绕过型钢翼缘通过,梁纵筋可穿型钢柱腹板通过,两个方向梁纵筋穿孔位置净距至少相差一个钢筋直径。2.5.2梁柱节点区梁腰筋如不能以1:6斜度水平绕过型钢柱,可穿钢柱腹板通过。2.5.3梁柱节点区柱箍筋遇钢梁(钢牛腿)腹板,穿孔通过。
3、结束语
总而言之,对型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁节点,正确处理好钢结构和混凝土结构之间的关系是保证施工质量的关键。在多方图纸会审、钢结构深化设计、钢结构安装、钢筋放样绑扎、混凝土浇筑等各个施工环节,各专业施工单位、各工种之间均应密切配合。施工单位在施工前应根据设计图纸进行深化,绘制更为详细的施工大样图(放大样),将钢结构与钢筋的关系表达清楚,依此确定钢筋的具体位置和下料尺寸、钢筋的绑扎顺序、钢筋与钢构件连接等具体施工措施。如发现问题,应及时与设计单位协商解决,未经设计同意,不得随意改变连接节点的具体构造。这样层层监控,严格控制施工精度才能把工程顺利完成。
参考文献:
[1]刘维亚.型钢混凝土组合结构构造与计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社.2004.
[2]任举亚,张裕刚.型钢混凝土柱施工技术的工程实践[J].广西城镇建设.2009(11).
[3]杨宇,张耿明.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术[J].科学之友.2011(14).
[4]JGJ138-2001.型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.
【关键词】 型钢混凝土;钢筋混凝土;施工技术;节点
引言
随着中国建筑的发展,超高层建筑已经数见不鲜,而混凝土框架柱内含钢骨形式的结构设计也被广泛应用到超高层上,特别是对于抗震烈防等级要求高地区的超高层公建,设计一般采用型钢混凝土框架结构,可对于型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点施工却需要跟钢结构加工厂与现场土建钢筋施工协商后才能决定。这种节点施工如何处理以及需要采取哪些技术措施是本文的重点。
1、关键技术难点与特点的概述
1.1型钢混凝土柱体与纯钢结构相比较而言,其中存在着一个重点难题,也就是按照相应的钢筋位置在型钢柱的翼缘或腹板位置精确预留钢筋孔,在翼缘上精确设置工字型牛腿。1.2钢筋混凝土梁与主体倾斜相交,型钢的柱头部分框架梁钢筋与型钢柱之间互相连接的部位较多,框架梁的钢筋与建筑结构中的十字型钢柱相交的角度以及连接变化的角度也繁多,其产生的连接节点数量较大。1.3框架梁钢筋与钢柱进行连接的时,其连接的型极为复杂,通常情况下,施工现场都是对钢筋采取工字型牛腿或者贯通的方式来与型钢柱进行连接。当钢筋采用工字型牛腿进行连接的过程中,或者当梁钢筋的上铁与下铁之间呈现出上下两排时,必须要在施工现场分别将上下排的钢筋和连接板的上皮以及虾皮进行焊接,如此一来就导致施工难度加大。1.4柱头部位钢筋较密,且存在多根框架梁相交于同一柱头的现象,导致多层钢筋互相重叠,钢筋与十字型钢柱连接及钢筋标高的控制难度很大。1.5型钢柱和混凝土框架梁箍筋受连接工字型牛腿限制需截断再焊接,焊接工作量尤其大。
2、型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁节点的施工技术分析
2.1当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱翼缘板垂直,型钢混凝土柱翼缘板宽度≥钢筋混凝土梁截面宽度时:
2.1.1设置钢牛腿,梁纵筋与牛腿翼缘板焊接。梁纵筋遇到柱翼缘板断开,且与事先在工厂焊于钢牛腿翼缘板上的钢垫板焊接,单面焊焊缝长度应不小于15d(d为钢筋直径),双面焊焊缝长度不小于5d,且钢牛腿的长度应满足钢筋焊接长度要求。同时土建施工单位应根据示意图确定钢牛腿的设置,并与钢结构加工厂家配合,确定钢牛腿腹板预留钢筋孔的位置。两个方向的梁纵筋可在一个方向直接与钢牛腿翼缘板焊接,另一方向加设钢垫板焊接。2.1.2采用钢筋连接器(即套筒)连接。梁纵筋与型钢柱翼缘板上焊接的钢筋连接器连接,并在柱腹板对应位置设置水平加劲肋,且钢筋连接器的材质不应低于Q345B,与柱翼缘板的焊接根据强度要求可采用部分熔透或角焊缝,其在水平方向的净间距不应小于30mm和套筒径。
2.2当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱翼缘板垂直,型钢混凝土柱翼缘板宽度<钢筋混凝土梁截面宽度时:对于处于柱翼緣板宽度范围之外或相对的梁纵筋,可按1:6斜度避开直接通过。其余与钢牛腿钢垫板焊接,或者采用钢筋连接器连接,要求同上。2.3当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱腹板垂直,型钢混凝土柱腹板宽度≥钢筋混凝土梁截面宽度时:
2.3.1梁纵筋可从型钢柱腹板中开孔贯通,且在加工厂就应将孔钻好,不得在现场临时开孔、扩孔。开孔位置需应与土建钢筋放样共同商定。型钢腹板开孔截面损失率不得大于25%,否则应对腹板增设补强板,以保证钢柱强度。2.3.2梁纵筋插入混凝土柱内水平锚固长度满足≥0.4LaE(LaE为受拉钢筋抗震锚固长度),垂直锚固长度不小于15d(d为钢筋直径)时可选择弯锚,且弯锚总长度不得小于LaE。钢筋的弯锚长度跟抗震等级、混凝土强度等级及钢筋种类有关。对于不同抗震等级,不同混凝土强度等级,不同钢筋种类的钢筋,其锚固长度亦不同,且存在不同的修正系数。2.3.3梁纵筋插入混凝土柱内水平锚固长度不满足0.4LaE的要求,则需对应位置偏下设置水平加劲板或T型加劲板焊接,且在宽度方向上需满足钢筋搭焊焊缝长度要求,强度应满足钢筋混凝土梁自身受力强度要求。2.4当钢筋混凝土梁在长度方向与型钢柱腹板垂直,型钢混凝土柱腹板宽度<钢筋混凝土梁截面宽度时:
2.4.1在对应型钢柱腹板宽度范围内的梁纵筋可开孔贯通或符合弯锚要求的进行弯锚或设置T型加劲板焊接,要求满足3.1~3.3条款。2.4.2对于距离型钢柱翼缘板过近或者相对翼缘板的梁纵筋,可按1:6斜度避开直接通过。2.5当型钢混凝土柱在非正交多方向与钢筋混凝土梁相连时,需综合考虑前四种节点施工方法,在满足规范要求的前提下,灵活应用,并参照以下原则:
2.5.1梁柱节点区梁、柱纵筋应绕过型钢翼缘通过,梁纵筋可穿型钢柱腹板通过,两个方向梁纵筋穿孔位置净距至少相差一个钢筋直径。2.5.2梁柱节点区梁腰筋如不能以1:6斜度水平绕过型钢柱,可穿钢柱腹板通过。2.5.3梁柱节点区柱箍筋遇钢梁(钢牛腿)腹板,穿孔通过。
3、结束语
总而言之,对型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁节点,正确处理好钢结构和混凝土结构之间的关系是保证施工质量的关键。在多方图纸会审、钢结构深化设计、钢结构安装、钢筋放样绑扎、混凝土浇筑等各个施工环节,各专业施工单位、各工种之间均应密切配合。施工单位在施工前应根据设计图纸进行深化,绘制更为详细的施工大样图(放大样),将钢结构与钢筋的关系表达清楚,依此确定钢筋的具体位置和下料尺寸、钢筋的绑扎顺序、钢筋与钢构件连接等具体施工措施。如发现问题,应及时与设计单位协商解决,未经设计同意,不得随意改变连接节点的具体构造。这样层层监控,严格控制施工精度才能把工程顺利完成。
参考文献:
[1]刘维亚.型钢混凝土组合结构构造与计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社.2004.
[2]任举亚,张裕刚.型钢混凝土柱施工技术的工程实践[J].广西城镇建设.2009(11).
[3]杨宇,张耿明.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术[J].科学之友.2011(14).
[4]JGJ138-2001.型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.