刘声辉
(福建一建集团有限公司，福建三明365000)
摘要：型钢混凝土组合结构在我国建筑工程中应用广泛，但型钢混凝土组合结构在节点施工方面难度较大。结合某体育中心工程实例，就型钢混凝土组合结构施工中的节点技术重点、难点及施工中需注意的问题进行探讨，有效保证了施工质量与安全。
关键词：型钢混凝土组合结构；型钢柱梁；组合结构节点；深化设计；连接方法
Abstract:Steel reinforced concrete composite structures are widely used in building projects in China,but steel reinforced concrete composite structures are more difficult to construct joints.Taking one sports center as an example,the paper discusses the key points,difficulties and problems needing attention in the construction of steel reinforced concrete composite structures,so as to effectively ensure the construction quality and safety. Key words:steel reinforced concrete composite structure;steel column beam;composite structure node; deepening design;connection method
0引言
在钢筋混凝土结构中增加配置型钢的结构称为型钢混凝土组合结构，由于在混凝土结构中配置了型钢骨架，与普通钢筋混凝土结构、钢结构相比，其强度、刚度、延性大大提高，具有结构承载力大、刚度大、抗震性能好、防火防腐性能好的特点，因此在一些大空间大跨度、重载的结构中适宜采用型钢混凝土组合结构。某体育中心项目，主体结构柱、梁采用型钢混凝土组合结构，由于型钢砼组合结构在施工过程中存在交叉施工，组合结构节点的质量不易控制等问题，所以从深化设计到施工现场都应采取一系列应对措施，保证型钢混凝土结构的施工安全、质量与进度。 1工程概况
某体育中心项目包含体育馆、游泳馆和体育场，为钢筋混凝土框剪结构，上空采用大跨度钢网架结构屋盖，支承于周边框架柱上。体育馆周边一圈共34根十字钢柱、2根圆管柱和4根工字钢梁；游泳馆周边一圈共37根十字钢柱和4根圆管柱；体育场共45根十字钢柱和2根圆管柱，高度18.50~38.5m之间。2工程结构技术重点、难点
型钢混凝土组合结构的构件节点设计形式多，有如下类型:
(1)方形十字型钢混凝土组合柱，见图1。
(2)矩形工字型钢混凝土组合梁，见图2。
(3)圆形十字型钢混凝土组合剪力墙，见图3。
(4)圆形十字型钢混凝土组合柱，见图4。
(5)圆形钢管混凝土组合柱，见图5。
型钢柱构件通过埋件在混凝土基础结构上，有土建、钢结构交叉、穿插施工。型钢柱构件组合十字柱尺寸大、重量大。
地昔尼尔型钢混凝土组合结构包括钢结构深化设计、制作、安装、钢筋、模板、混凝土等多种工序，施工中具有以下特点:
(1)型钢柱混凝土组合结构内混凝土柱钢筋多、钢构件栓钉密集、箍筋加工复杂、绑扎困难；柱头部位存在多根框架梁相交于同一柱头的现象，且钢筋较密，导致多层钢筋互相重叠，很难控制十字型钢柱与穿梁纵向钢筋的标高及钢筋连接。(2)型钢混凝土组合结构柱的截面形式多变，模板设计、混凝土浇筑困难。
激光发射器刘声辉：型钢混凝土组合结构在施工中的应用
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(3)型钢混凝土组合结构柱内钢结构与混凝土结构梁相交点多，特别是弧形梁钢筋斜交钢柱处理复杂。
(4)型钢混凝土组合结构内钢结构与混凝土结构的施工顺序对质量影响较大。3型钢混凝土组合结构构造节点处理措施
型钢混凝土组合结构柱梁节点钢筋，梁(柱)钢筋在上部或下部遇有型钢柱(梁)时，需要提前进行深化设计，连接方式主要为穿孔法、钢筋连接套筒法、钢牛腿连接法。3.1穿孔法
穿孔法指在柱主筋或梁主筋遇到型钢钢骨的时候在钢骨的相应位置打孔，使钢筋贯通的处理方法。采用穿孔方式时，设计上应减少梁纵向钢筋穿
过型钢柱内的数量，且不宜穿过型钢翼缘。钢骨柱腹板打孔时，型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积25%，当必须在型钢翼缘上穿孔时需要设置大量板补充其强度，钢筋穿孔造成型钢截面损失而不能满足承载能力要求时，应对型钢采取加固补强措施，最简单的补强措施是采取型钢截面局部加厚的方
法，但是要注意两个问题，一是型钢梁柱刚度不宜突变过大，二是确保不影响混凝土的浇筑质量。在钢骨柱腹板内穿孔使梁主筋贯通时，梁主筋一般会出现以下两种情况:
(1)梁主筋只需在钢骨柱腹板上开孔贯通，需要考虑面筋(底筋)纵横向双排交叉钢筋穿过钢柱时相对标高位置及砼保护层厚度的控制，特别在构件节点深化加工制作时需要重点控制并做好标记(包括轴线编
号、X/Y 方向的标记)。
(2)需要同时贯通钢骨柱及翼缘板宽度范围内的梁主筋，要求穿孔使3块钢板贯通，严格控制3
个孔相互之间的相对位置。这种连接方式需要使用
超长钻头，存在以下三种弊端:①钻头的磨损会非常严重，当钢骨柱截面大于钻头工作长度时钻头就无法继续使用，必须更换钻头成本增加;②3块钢板相互之间有一定的空隙，钻头在穿透前一张板接触到下一张板时容易断裂。另外，穿孔法的连接方式需要在钢骨柱上钻很多的孔，大量的工作聚集于这一环节，无法整体展开工作面，会出现工期增加的情况，所以制作前应深化设计，尽量在厂制作加工取孔;③特别是本工程较多弧形梁与型钢柱斜交非正交的穿孔复杂问题，有些深化厂制无法完成，更需要施工现场解DAPD001
决。
3.2
钢筋连接套简
钢筋连接套
简法是指在钢骨柱翼缘板上采用焊
接专用套筒与梁钢筋连接，再通过
连接套简与粱
图1方型十字型钢混凝土组合柱
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图2
矩形工字型钢
混凝土组合梁
图3
圆形十字型钢
混凝土组合剪力墙
图4圆形十字型钢混凝土组合柱
刘声辉院型钢混凝土组合结构在施工中的应用
图5圆型钢管混凝土
组合柱
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主筋机械连接的方式。
采用钢筋连接套筒的连接方式时，对专用套筒的钢材强度要求较高，一般采用不低于Q345B的低合金高强度结构钢。套筒与钢骨柱翼缘的焊接可采用角接与部分熔透组合焊缝，并要满足连接套筒的等强度要求。这种连接方式不仅能降低成本、加快施工进度、避免与土建交叉施工频繁，还能解决用钢量增加与消弱钢骨结构强度过重的缺点。此种连接方式在当梁两端均为钢骨柱的时候，两端均为螺纹连接，钢筋下料长度要控制准确，将梁主筋从中间处断开，采用正反丝扣套筒连接。同时，此种连接方式对于钢筋连接套筒与钢骨柱之间的焊接质量要求严格，需要做探伤检测试验。
3.3钢牛腿连接法
钢牛腿连接法是指在钢骨柱翼缘板上焊接钢牛腿。部分梁主筋与钢牛腿可靠焊接，部分主筋从钢骨柱翼缘外侧侧绕，部分主筋在钢骨柱腹板穿孔贯通。
采用钢牛腿连接方式时钢牛腿的高度不宜小于0.7倍的梁高，钢牛腿的设置需要考虑很多因素，主要包括牛腿腹板为钢骨柱箍筋及被阻碍的梁主筋留孔贯通牛腿翼缘板需为被阻碍的柱主筋开孔，钢筋保护层的留置，纵向梁主筋与横向梁主筋均应相互错开打孔贯通时的高度方向等方面。这种连接方式有两个弊端:①牛腿的设置增加了钢结构节点区域的用钢量，使整个工程的重量增加了。这既不符节约社会的理念，也不符合工程项目经济方面的要求。另外，钢牛腿的末端截面的承载力和刚度突变，极易出
现混凝土挤压变形的情况。②钢筋在梁柱连接节点处设置过于集中，这就使得设置钢牛腿时穿筋的问题非常复杂。另外，这种连接方式在保证结构本身强度的前提下，会导致配筋率较高、单排钢筋数量过多时无法满足穿筋要求。框架梁内部分主筋可在型钢柱两侧截断后与型钢混凝土柱伸出的型钢牛腿可靠搭接或焊接，型钢牛腿的长度由焊接强度决定，型钢牛腿的高度由主筋间位置决定。当采用搭接时，需要在型钢牛腿的上下翼缘上设置两排间距大于100mm、直径不小于19mm、与型钢边缘的距离不小于50mm的栓钉连接件。框架梁内穿过型钢混凝土柱连续配置的主筋面积超过l/3，在框架梁端至牛腿端部1.5倍梁高范围内要设置箍筋加密区。
4型钢混凝土组合结构柱梁节点砼浇捣
梁柱节点核心区的不只是有型钢梁柱通过，而且梁柱钢筋也在此交汇，混凝土浇筑比较困难，必须加强核心区混凝土的振捣，十字型钢柱应在柱四角进行插棒振捣，每次浇捣高度500mm~600mm，振捣棒插入混凝土的深度以进入下一层混凝土50mm 为宜，做到快插慢拔，梁筋较密时可以采用30棒加强振捣或采用高塌落度细石混凝土。
5结语
综上所述，型钢混凝土组合结构在建筑中的应用越来越多。在型钢混凝土组合结构中，梁柱节点是结构的受力核心区，是结构最先破坏的位置。但是，在具体施工过程中，混凝土型钢组合柱因受各种因
素的影响而易出现一系列的施工质量安全问题，如果梁柱的节点遭到破坏，型钢混凝土组合结构很容易倒塌，另外，梁柱节点的修复也非常困难。因此，对混凝土型钢组合柱施工技术要点进行探讨，有着极其重要的意义。
作者：刘声辉(1969-)，大专，高级工程师，建筑工程专业。
(收稿日期:2019-7-20)
刘声辉：型钢混凝土组合结构在施工中的应用
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(来源：中国建材信息网)
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