新型SRC梁-RC柱节点施工技术研究

广西建工集团有限责任公司 南宁 530012

0 前言

型钢混凝土结构（Steel Reinforced Concrete，简称SRC）是一种内配型钢的组合结构，该类结构具有承载力高、延性好、抗震性能优越等优点，目前，这种组合结构常应用于一些重荷载、大跨度、超高层的土木结构工程中，具有良好的经济效益和实用价值，得到了研究学者的高度关注，成为结构工程领域重要的研究方向。型钢混凝土梁和钢筋混凝土柱组成的节点是一种新型节点形式，目前国内外均未见相关文献报道。该类型钢混凝土结构的梁、柱节点复杂，节点中型钢的布置、钢筋绑扎及模板支设等工艺均不同于普通钢筋混凝土节点，也与常规型钢混凝土梁柱节点有所区别。我们知道，节点是有效连接梁、柱构件并使二者共同工作的重要部分。因此，新型SRC梁-RC柱节点的施工质量好坏直接影响到整个结构的安全性，该类节点的施工工艺将是施工控制的重点。

1 工程概况

泰合-青年城二区项目位于南充市滨江中路与胜利路交叉口、滨江大道嘉陵江边。本工程共4 栋楼，其中2#、3#楼为30～33 层高层住宅楼、1#楼为27 层办公、酒店，4#楼为3～5 层商业裙楼，项目整体设3 层地下室，1～3#楼为框支剪力墙结构，4#楼为框架结构。在1#楼地下室顶板Ⅱ-7、Ⅲ-1轴交1-J、1-T轴之间有3 条分别为12.55 m、11.85 m、10.55 m的型钢混凝土框架梁，尺寸均为800 mm×1 500 mm，设计混凝土强度等级为C40。整个梁构件质量达30 t，作为转换层结构梁构件，其作用是梁上抬柱。梁内型钢为工字钢，截面尺寸为1 000 mm×500 mm×20 mm×20 mm，与型钢混凝土梁相连的框架柱为钢筋混凝土柱构件，截面尺寸为700 mm×900 mm、1 100 mm×1 100 mm两种。梁内型钢在两侧柱端与外侧平齐，共设计6 个节点，混凝土强度等级与柱构件相同，均为C50。型钢采用Q345B，焊条采用E50型。其构件布置及尺寸、配筋如图1所示。

2 施工中的重点、难点分析

本工程为实腹式型钢混凝土梁构件，质量达30 t，且节点区钢筋和型钢布置较密，实际施工中将面临型钢构件的制作安装、节点区构造复杂及混凝土浇筑困难等问题。

（a）对于型钢混凝土梁构件，既要考虑现场型钢的吊装、节点区型钢和钢筋的布置，又要满足结构构件的稳定性。为实现型钢、焊接构件的精准定位，梁内型钢实行工厂化制作，提高型钢构件制作的尺寸精度，进而确保安装的准确性。

（b）节点区型钢与钢筋的合理布置是保证节点工作安全可靠的前提，研究并弄清楚节点的连接方式、构造非常重要。特别是型钢梁腹板翼缘开孔补强及节点箍筋做法等工艺均需准确定位。因此，对节点区柱钢筋和节点区箍筋与梁型钢的连接将是施工中首要考虑解决的问题。

图1 构件平面布置及构造示意

（c）节点区钢筋较密，为保证节点区混凝土的振捣质量，采用配制自密实混凝土进行浇筑。自密实混凝土配合比的设计原则应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）、《自密实混凝土应用技术规程》（CECS 203—2006）等规范要求。并根据试验最终确定自密实混凝土工作性控制参数范围。

3 施工过程控制要点

3.1 工艺流程

搭设支撑架体→安装梁底钢筋及型钢梁槽支撑垫架→深化设计各节点图→型钢梁加工制作、运输→型钢梁安装→外围梁钢筋绑扎及侧模加固螺杆腹板上焊接固定→混凝土柱钢筋绑扎→柱混凝土浇筑→梁侧模安装→节点混凝土浇筑→构件养护

3.2 型钢制作和吊装[1-4]

（a）对型钢实行工厂化制作前应进行深化设计，制作时对型钢混凝土梁结构的每一个连接点绘制钢筋穿过型钢翼缘或腹板穿孔及补强的节点大样，预先计划型钢混凝土结构梁-钢筋混凝土柱节点内钢筋弯折、锚固及穿孔补强位置。

（b）搭设钢管支架，将底部主筋排布于每3 m一道的钢板底座支架上，纵向钢筋的排距采用Φ28 mm的短钢筋控制，短钢筋间距以2 m为宜，然后再用22#铁丝将短钢筋固定在支架上。

（c）吊装型钢梁采用2 台吊车协同工作，吊点根据设计要求预留，并依照轴线位置调整定位。

（d）型钢梁安装就位，位置校正无误，并连结牢固验收合格后，方可进行普通钢筋的绑扎、连接、锚固。型钢混凝土结构的钢筋绑扎，与钢筋混凝土结构中的钢筋绑扎基本相同。

型钢梁侧面钢筋的排布。型钢梁侧面的主筋之间、主筋与型钢翼缘之间的净间距应≥20 mm，以保证梁底混凝土的密实，如图2所示。

型钢梁中部腹板两侧可设2 排纵筋，以固定拉结筋，避免在腹板上开孔。

3.3 型钢梁钢筋在节点区的绑扎

图2 型钢梁侧面钢筋布置

梁底筋与钢筋混凝土柱钢筋连接时，如两个方向上的钢梁高度一致，则梁底筋可直接插进混凝土柱；若不一致，则梁底较高的型钢梁底筋须焊接至增加的托板上，或是满足锚固长度的情况下向下弯锚至混凝土柱内。

3.4 混凝土柱筋与型钢梁的连接

3.4.1 柱纵筋与型钢梁的连接

柱的纵向钢筋不能穿过型钢梁的翼缘板，因此柱的纵向钢筋只能避开型钢梁设在柱截面的四角或无梁的部位。如柱钢筋不能避让，必须穿过型钢翼缘，则考虑柱纵筋穿过型钢梁翼缘的做法。先准确定位纵筋穿过的位置，上下竖直，然后进行机械开孔（开孔要加强） ，孔径应比纵筋直径大2 mm。穿孔柱筋预留搭接双面焊的长度为5d。柱筋在节点区的布置如图3、图4所示。

3.4.2 柱箍筋与型钢梁的连接

在梁、柱节点部位，由于整根箍筋无法穿过，箍筋应为两端用电弧焊焊接至型钢梁腹板上，采用单面焊接。或者箍筋加工成开口套，安装时与腹板上预焊的锚固筋（在工厂预焊） 焊接，腰筋拉钩焊接在型钢梁腹板加强钢带上。箍筋采取单面焊的形式，焊缝长为10d。

3.5 模板支设

（a） 柱模板主要采用两种形式：当柱截面≤800 mm时，可采用柱外加箍的形式；当柱截面＞800 mm时，须在柱的中间增加对拉螺栓。

（b）梁支撑系统的设计必须考虑型钢结构和钢筋的质量，混凝土、支撑结构自重及施工荷载。梁侧模板需设对拉螺栓时，可在型钢梁腹板上设耳板，将其固定于耳板上，耳板应在钢结构深化设计时考虑并在工厂加工时完成。图5为梁侧模加固示意。

图3 纵向钢筋在柱截面构造

图4 柱纵筋穿过梁翼缘做法

为保证梁的截面尺寸，除竖向均采用钢管加固外，在梁高的方向上间距Φ180 mm、在梁长的方向上间距1 m设置耳板，用Φ12 mm钢筋对拉螺栓加固，Φ12 mm钢筋不套丝的一端带90°弯钩，平直部分为120 mm和型钢焊接，拆除模板后截掉多余的部分并作防腐处理。

图5 梁侧模加固示意

3.6 混凝土浇筑

对钢筋密集，难以使用振动棒进行振捣的型钢混凝土梁柱节点，应选用具有自流平和自密实性能的混凝土进行浇筑[5]。

浇筑时，泵口应距柱口有一定距离，应使混凝土拌和物沿柱模板侧壁流向柱底，以避免柱内形成“空气包”影响混凝土浇筑质量。应先浇捣柱头处C50混凝土，混凝土浇筑高度略大于设计标高，振实后的标高应是设计标高，振捣密实后再浇筑与柱头相连接的梁、板低标号混凝土。在距柱边300 mm处设快易收口网。对于型钢混凝土梁构件，应自梁的一侧进行，待另一侧的混凝土自型钢梁底部溢出后，再两侧同时浇筑。

浇筑过程中，振捣持续时间不能过长，一般每个振捣点振捣时间不超过3 s。还需实施外部辅助振捣措施，如利用橡皮锤敲击梁的侧模、底模，尤其是柱子四角处应多敲击，这样可以检查混凝土浇筑是否密实，而且有利于排出混凝土内部的气泡。当节点浇筑面与型钢面相平时，混凝土摊铺略高于型钢面，稍加振捣，使混凝土浆料把型钢翼缘板与腹板阴角位置填充饱满，再浇筑至正常梁面标高。浇筑完成后立即对混凝土构件进行养护。

浇筑前对自密实高性能混凝土进行了试配[6]，C40混凝土采用32.5级水泥配制，C50混凝土采用42.5级水泥配制，配合比为：水泥∶粉煤灰∶碎石∶中砂∶水∶外加剂= 385∶165∶835∶830∶180∶6.6（以质量计）。试配后各参数良好，均能达到设计和规范要求。

4 结语

型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱节点是一种新型节点形式，研究这种新型节点有效的施工工艺对提升工程的质量和施工效率有着非常重要的实际意义。通过对实际施工中问题的处理，得出以下结论：

（a）实行工厂化制作，提高型钢构件制作的尺寸精度，进而确保安装的准确性。实际施工时避免了现场纠偏、补开孔的工作量，保证了质量和施工进度，具有较高的应用推广价值。

（b）通过对型钢梁腹板翼缘开孔补强以及节点箍筋做法等工艺的研究，解决了型钢混凝土结构施工的难题，使型钢梁翼缘板开孔补强、型钢梁与混凝土结构的连接、梁柱节点箍筋做法等达到设计要求，从而保证结构受力的传递。

（c）自密实混凝土具有许多振动密实混凝土所不具备的优点。本次对具有较密钢筋的节点区采用自密实混凝土，对确保节点质量起到关键作用。