型钢混凝土结构节点构造技术探讨

黄大森

摘要：型钢混凝土组合结构综合性能优良。采用型钢混凝土组合结构在承载力允许的情况下，还能有效的增加使用面积，提高建筑的经济效益。型钢混凝土组合结构较高的延展性决定了其在建筑施工中应用的广泛性。型钢组合结构的受力能力与节点构造的处理技术有着紧密的关系。本文主要探讨了型钢混凝土组合结构的常用构造及工艺要求，分析了节点构造施工技术。旨在为型钢混凝组合结构的节点施工及处理提供一些参考。

关键词：型钢混凝土组合结构；节点；构造技术

引言：随着我国城市化进程的持续化推进，城市用地越来越紧张。为适应城市建筑多功能发展的需求，现代城市高层建筑的结构设计越来越复杂，对建筑结构施工材料、施工技术都提出了较高的要求。型钢混凝土组合结构因其较强的承载力、延展性、耐火性、耐久性等优良特性，广泛应用于高层建筑结构中。部分高层建筑中还采用了型钢混凝土结构及新型节点技术，为复杂结构的高层建筑高效、高质的施工奠定了基础。型钢混凝土组合结构中，节点构造的质量直接影响着建筑结构的质量。研究型钢混凝土结构节点构造技术对提高钢型混凝土组合结构建筑质量和施工效益有着重要的意义。

一、工程概况

某高层建筑总建筑面积289245平方米，建筑结构为典型的型钢混凝土组合结构。柱网规格为12×9米，其中型钢混凝土组合柱142根。型钢有矩形截面、圆形截面、椭圆截面。最大型钢混凝土组合结构的界面为2400mm×1600mm。工程所用钢材为H型截面、箱型截面两种型钢，材料为Q345B。钢板有多种规格，箱型最大截面尺寸为900m×900m×65mm，H型钢最大截面尺寸为750m×700m×50m×50mm。单层柱最大重量为14吨。柱主筋直径为40mm、28mm、25mm。穿型钢柱的梁筋直径为28mm、32mm。混凝土为C50预拌型。

二、组合结构及工艺要求

（一）型钢混凝土组合结构分类

型钢混凝土按照组合结构分类可分为全部结构构件和组合构件两种。它们都适用于框架、框剪、框筒、筒中筒等建筑结构体系。常用型钢混凝土的梁、柱的型钢截面有T字型、工字型、田字型、口字型、O字型等（如图1所示）。

图1 型钢混凝土梁、柱的型钢截面形式示意图

（二）型钢混凝土结构的工艺规定

型钢混凝土结构节点在构造上要求纵向受力钢筋直径应＞16毫米，型钢与纵筋净间距保持在30毫米以上。要求对梁部分的型钢混凝土保护层厚度保持在100毫米以上，对柱部分的保护层厚度保持在120毫米以上。设置在型钢上的抗剪栓钉直径为19~22毫米，抗剪栓钉的长度应控制在4倍栓钉直径以内。每个栓钉间距要保持小于栓钉直径6倍以内。框架梁截面应大于300毫米，宽、高比控制在4倍之内。梁的纵向受力拉钢筋不超过两排，配筋比例小于0.3%，直径为16-25mm，净间距＞30mm。梁上部和下部纵向钢筋深入节点的锚固构造要求应符合《混凝土结构设计规范》GBJ10-89中的相关规定。型钢混凝土框架梁的截面或高度≥500mm时，在梁的两侧沿高度方向每间隔200mm设置一根纵向腰筋。腰筋与型钢间应该配置拉结钢筋。型钢混凝土框架梁的支座位置和上翼缘受较大固定集中荷载位置，应当在型钢腹板两侧对称设置支撑加劲肋。中柱的构造按照抗震等级分为四级。开孔型钢混凝土梁的孔位应设置在剪力较少的截面附近，采用圆形孔。孔洞设置在距离支座四分之一外的位置。圆形孔动的直径应控制在0.4倍梁高以内，却小于型钢截面高度的0.7倍。当孔洞设置在距离支座四分之一位置以内时，直径应控制在0.3倍梁高以内。梁型钢腹板的厚度要大于管壁厚度，与套管连接节点角焊缝为腹板的0.7倍。腹板孔周围两侧各焊接厚度小于腹板厚度的环形补强板，环板宽度应控制在75-125mm内，且孔便应假设构造箍筋和水平筋。结构节点在焊接前应该做好焊接位置的清理。所有切割面焊接节点，对焊接接头和焊接孔采用砂纸打磨后再进行焊接。

（三）安装程序

吊装标高→绑扎节点→柱脚→螺栓定位→底板、承台混凝土浇筑→钢柱→柱脚→型钢梁→浇筑柱芯→墙、柱节点处理→墙、柱节点处理→竖向结构混凝土浇筑→梁底筋→梁底模→螺栓固定→安装水平结构模板→梁、板混凝土浇筑→型钢柱→型钢梁。

三、节点构造施工技术

（一）柱脚埋件安装技术

柱脚埋件需要从四个方向进行加固，在纵横两个方向采用经纬仪定位，防止移位。同时调整调节螺母，将钢柱调节到埋件标高的位置。

（二）柱脚灌浆料施工技术

柱脚灌浆时从一侧开始，到另一侧溢出锚板表面位置。灌浆开始后要连续进行，不允许间断。灌浆结束后，采用塑料薄膜覆盖。灌料强度＞20Mpa后才能拆除模板。灌浆结束后在自然状态下养护至少两周。

（三）柱芯混凝土施工技术

柱芯混凝土借助塔吊施工，柱芯浇筑过程中不允许振捣。浇筑后初凝时间为10小时，终凝时间为16小时。柱芯浇筑后要及时检查塌落度。若塌落情况发生在初凝时间内，需及时补浇。补浇高度同柱标高保持一致。

（四）竖向结构钢筋施工技术

型钢梁施工结束后，应做好探伤质量检查合格后再穿主次钢梁筋和预应力钢筋。竖向结构节点使用直螺纹与主筋连接，水平结构节点采用拉钩、多肢箍筋组与主筋连接，并固定节点。安装主筋时，上部、下部遇到钢梁要尽可能避开。出现无法避开的情况选择从预留孔穿过，与主筋连接。钢筋施工需要按照型钢混凝土柱子排列的顺序进行。穿孔安装箍筋时，从开口位置自上向下套型钢混凝土柱。钢筋安装完成后检查构建的闭合情况，确保每个构件节点处于充分闭合状态。

四、结语

型钢混凝土组合结构自身在复杂性建筑结构体系中有着较为明显的应用优势。在型钢混凝土组合结构施工时，应该根据不同建筑结构构造的特点来增加或减少预埋套管，设计安装流程。施工过程中要严格按照不同类型型钢混凝土结构的构造处理节点。节点位置的配筋与螺栓要根据实际设置。部分型钢混凝土组合结构节点需要采用开口箍筋的方法套绑。建筑实践证明，只有选择适合型钢混凝土结构的安装技术，才能确保型钢混凝土结构节点构造高质高效施工的同时并降低综合成本，达到提升综合经济效益的目标。

参考文献：

[1]李超.浅谈土建深化技术在型钢混凝土组合结构中的应用[J].居舍,2019(34):60.

[2]许剑峰,李立.装配式钢结构新型节点研究[J].四川建材,2020(02):72-73.