钢骨混凝土组合框架结构节点设计

钢骨混凝土组合框架结构节点设计

程涛 符标总 叶佐彬 郭沃培 颜亚波

中建八局第一建设有限公司，山东 济南 250000

摘要：它描述了钢骨混凝土组合框架结构节点之间的关系。根据节点连接的简单结构、强受力和施工方便的原则，深化了原有结构的连接方法，强调了施工阶段的关键技术问题和协调问题，施工质量得以保证。

关键词：组合结构;钢骨混凝土;节点;深化设计

钢筋混凝土结构是一种组合结构，其中钢筋混凝土构件的结构属于由钢筋混凝土柱、钢梁或钢筋混凝土梁组成的框架结构。大跨承载力高钢筋混凝土框架结构的梁节点和柱节点的连接比普通钢筋混凝土框架和钢筋框架更为复杂。因此，节点结构在整个结构设计过程中尤为重要。

1工程概况

本项目主要是一个工业厂房项目，包括一号厂房建筑面积68575.91㎡，二号厂房建筑面积50483.04㎡，地下车库建筑面积29556.17㎡，总建筑面积约14.61万㎡、基础为承台板基础，主体结构为钢筋混凝土框架结构，钢骨混凝土结构,钢结构，钢混结构。地下室部分为钢骨混凝土结构，包括地下室167根钢筋混凝土柱、26根钢骨混凝土柱和197根钢骨混凝土梁。刚性钢构件均焊接H型钢和箱型型钢，劲性钢构件的材质为Q355-B。劲性钢柱、钢梁的部分为圆柱头焊钉。劲性柱和刚梁的翼缘和腹板梁翼缘设有栓钉，劲性的钢柱栓钉为19×200mm，钢梁栓钉为19×100mm，抗拉强度等于或大于400 N/mm2。

2钢骨混凝土节点形式

1.钢骨混凝土组合柱的造型。钢骨混凝土组合柱的截面尺寸为1100 x 1100、1200 x 1200、900 x 900等。混凝土柱中钢骨的尺寸分别为H500*400*20*30 H型钢骨和600×600*40*40（mm）箱型钢骨。钢骨和底板用锚固螺栓连接，C45在柱底部和底板之间填充了高强度的灌浆料。由于钢骨截面小于混凝土柱截面，钢筋沿钢骨柱外部锚入基础内，锚固长度符合16G101-3规范要求，如图1所示。

图1钢骨混凝土柱

2.型钢-混凝土梁(GGL)与柱的交点造型。型钢混凝土柱剖面尺寸:1200 x 1200mm，内部刚性钢筋构件:600*600*40*40的箱型钢骨，型钢混凝土梁剖面尺寸:2000x1100mm，内钢构件:H1600 x500 x30x 40。

3钢结构节点深化设计

由于钢结构是主体结构中的一个重要的构件，因此钢结构构件更容易破坏钢筋。因此，在制作钢结构的加工图时，必须事先考虑钢筋施工的节点处理方法，以确保构件在加工过程中预埋。由于本工程各要素范围广泛，根据JGJ138的要求，钢筋混凝土组合结构技术规程根据简单节点连接结构、等强受力和施工方便性等原则，深化了原有结构的连接方法。流程：分析原结构加工图→深化钢结构加工图、深化钢筋混凝土节点→设计批准→加工钢结构→验收钢结构处理构件→钢结构布置位置→绑扎钢筋→模板支撑→实施。

1.对钢筋混凝土组合柱柱脚(GGZ)研究。钢骨与底板之间连接地脚螺栓，钢骨柱底板与基础底板之间灌注高强灌浆料。混凝土柱会根据梁钢筋的位置避免相交，因此当钢筋穿过钢筋时不会发生冲突。

2.深化钢筋混凝土预制柱配筋结构(GGZ)。（1）GGZ上框架梁配筋的大小预留孔决定。首先，04SG523型钢混凝土组合结构应兼顾减少型钢截面损失和施工困难。直径开孔通常比钢筋大5-8mm，工程梁的钢筋主要为25-28mm。为了便于施工，在深化钢结构设计并与设计者协商后，开孔尺寸统一为36mm。（2）GGZ上框架梁预开节点设计。由于结构梁的钢筋截面在北、南、东、西都相同，因此需要在设计的深化阶段确定钢结构和钢筋加工单元的位置。在本项目中，北-南钢筋的开放式中心梁上的截面距离为“保护层厚度+钢筋直径+1/2”，而钢筋的开孔中心点梁上的截面距离为“保护层厚度+1/2钢筋直径+30mm”以保证混凝土的握裹力。（4）钢骨柱拉钩设计深入。框架柱的箍筋和拉钩准确贯穿钢柱，腹板上按箍筋间距为100/200mm，孔穿过拉钩20mm。本工程柱规格、楼层高度和抗震等级不同，各柱箍筋加密区各层不同。为便于施工，每根钢柱间隔开开孔100mm，加密区间隔开100mm，未加密区每隔200mm一个孔穿一个，加工箍筋时加工成45°弯钩，施工时180°直钩，然后穿钢骨柱后手工煨弯成45°。(5)深化设计钢骨柱、钢骨梁、斜支柱。在三个构件相交的地方，钢骨梁的钢筋必须穿过钢骨柱和斜支柱，必须穿过钢骨梁和斜支柱，施工精度有限，因此该部分钢筋要求做三维立体图，当钢梁钢筋穿过钢柱和斜支柱翼缘部分时，可以重新排列钢梁的钢筋，使其绕过钢骨柱，以确保其完整性钢骨柱翼缘。当钢柱钢筋穿过钢梁翼缘时，钢筋根据5D双面焊接要求焊接在连接板上，加强钢梁处的劲板，连接件焊接在顶部的相应位置。斜柱钢筋必须根据锚固长度定位到钢梁上。柱框架中的钢筋孔必须保留给钢梁和斜柱。

4劲性钢结构施工中的配合及注意事项

1.底板钢筋施工阶段，埋设组合柱地脚螺栓、钢板，各部门密切配合，地脚螺栓临时固定钢筋应焊接拉钩。

2.组合柱的钢结构带有栓钉，主筋与钢骨之间的间隙较小，工作面较小，可使用施工步骤先连接四边形钢筋，然后箍筋绑扎，最后绑扎其他主筋。

3.如果钢结构连接需要焊接连接，则钢结构连接的底部模具必须在安装钢梁后连接混凝土梁，然后安装底模及侧模，其施工技术与普通混凝土梁不同。

4.同时施工斜支与竖向钢骨柱，包括绑扎钢筋、模板支架的安装和混凝土浇筑。

5.组合柱的高密度混凝土柱形钢筋和栓钉。在混凝土中，最好使用小于30mm的振捣棒。振动过程中易于插入和上拔，层的高度可以适当降低以确保混凝土的密度。

6. 当梁跨度较大时，穿孔钢筋相对较长，可以与多个工人一起工作，密切合作，并降低工作效果。

7.钢结构加工完成后，总承包人与监理、甲方和分包公司合作，前往加工厂检查零部件。不合格零件进入作业前将由加工厂处理。

结语

由于参与装配结构的施工分包单位很多，在钢结构设计的深化阶段，土建专业需要详细交底钢筋的施工工艺和详细结构，以深化钢结构设计。因此，在设计的深化阶段，可以避免漏孔和错孔。在钢筋混凝土框架结构的设计和实施中，节点结构的设计和实施是不容忽视的重要环节，梁柱节点结构设计的合理性与整体结构设计的合理性相关，影响了实施方便性和成本，因此，根据混凝土结构梁和柱的材质类型选择不同类型的连接节点对于确保结构的整体安全性和可靠性至关重要。

参考文献：

［1］李楠．钢骨混凝土组合结构施工技术［J］．施工技术，2019，39(10):89-92．

［2］张江．钢骨混凝土组合结构的应用和施工［J］．沿海企业与科技，2019(9):122-125．