[摘要]:介绍在大型商业综合体结构施工过程中劲性结构钢筋与钢结构“综合连接”技术,通过对不同类型的复杂型钢梁柱节点的深化处理,根据国家技术规范要求,合理排布节点区域钢筋,针对不同的型钢节点,采取不同的钢筋连接处理措施,特殊节点特殊处理,可操作性更强,降低了施工工艺难度,减少了钢筋搭接接头数量,保证了钢筋与钢结构的连接质量,降低了成本,节约了施工工期。在施工过程中,采取型钢节点单独验收的措施,保证了复杂型钢节点的施工质量,结构安全性和可靠性得到了有力保障。
[关键字]:型钢、梁柱节点、钢筋、套筒、连接板
中***分类号:TU391 文献标识码: A
一、工程概况
中粮・成都大悦城施工总承包工程项目位于成都市武侯区大悦路。占地面积约68000O,总建筑面积约313758O,其中地下室三层(局部两层)建筑面积约166598O,地上六层(局部三层)建筑面积约147160O,项目包含一栋33层塔楼(一期只施工至地上6层)和一栋6层裙楼。地下室主要功能为车库、设备及配套服务用房,其中地下三层及地下二层局部为平战结合的人防工程;地上部分主要功能为零售商业、餐饮、电影院、KTV、电玩城、儿童乐园、室内商业步行街及办公楼等。
本工程整个地下室连为一体,在地下室顶板处有局部下沉广场,整个结构在地下室顶板以上设缝,地上分为A、B、C、D、E共5个结构单元。A、B、C、D结构单元为裙房部分,采用钢筋混凝土框架结构,局部框架梁、柱采用型钢混凝土结构,局部大跨梁采用型钢预应力混凝土梁;E结构单元为塔楼部分,采用框架-核心筒结构,框架柱在下部采用型钢混凝土柱,在上部采用普通混凝土柱, 主楼核心筒边缘构件局部位置在下部配置构造型钢。
二、工程特点分析
本工程为大型商业综合体,异形结构多、跨度大、转换结构多,型钢柱、型钢梁分布广,整个工程共有型钢柱165根,型钢梁142根,局部跨度达到12m的转换梁采用型钢预应力混凝土梁。型钢梁梁柱钢筋密集,局部梁面筋多达四层,节点钢筋连接复杂。针对复杂型钢梁柱节点,规范要求梁钢筋与型钢柱的连接采用连接板或套筒连接,若单独使用套筒或连接板的单一连接方式,遇到多层梁钢筋同时与型钢柱连接时,现场操作面间隙狭窄,施工难度大、钢筋连接质量难以保证。
三、确定施工方法
1、工程特点
(1)本工程为大型商业综合体,单层面积大、异性结构多。
(2)本工程跨度大、转换结构多,型钢柱、型钢梁、预应力梁较多。
(3)本工程梁柱配筋较大,钢筋密集、层数多,局部柱配筋达78根32的钢筋,梁配筋达上下各28根直径32的钢筋,钢筋间距较小。型钢梁柱节点位置钢筋连接复杂,特别是预应力梁和多节点梁柱节点位置,多个方向梁钢筋叠加,钢筋层数最多达10层。
2、钢筋与钢结构综合连接技术
为了提高现场可操作性,降低施工工艺难度,减少钢筋搭接接头数量,降低成本,节约工期。针对大悦城项目实际情况,经过设计院多次复核后,最后决定复杂型钢梁柱节点钢筋采用“钢筋与钢结构综合连接技术”。即在普通套筒连接和连接板连接的基础上根据现场实际情况,在满足国家规范及相关技术规程的要求下,针对不同的节点,提出具体的钢筋与钢结构连接方式。有效的避免了单一的套筒或连接板的连接方式的局限性。
“钢筋与钢结构综合连接技术”在充分利用了传统套筒连接和连接板连接的优点的基础上,避免了只采用套筒或连接板连接的单一连接方式导致现场施工操作面狭窄,施工难度大,钢筋连接质量难以保证等缺点。结合现场实际施工工艺和工人操作习惯,根据各个节点的钢筋排布情况,有针对性的提出“套筒与连接板相结合”、“腹板穿孔”、“梁加腋”、“增加传力板”等多种连接方式相结合的综合连接技术。
“钢筋与钢结构综合连接技术”充分利用了各种钢筋连接方式的优点,提高了现场可操作性,降低了施工工艺难度,减少了钢筋搭接接头数量,保证了钢筋与钢结构的连接质量,降低了综合成本,节约了工期,取得了一定的经济效益。
四、钢筋与钢结构综合连接技术
1、单排梁钢筋与型钢柱连接
1)连接板连接
当梁钢筋为单排钢筋排布时,操作空间较大,根据规范要求,梁钢筋与型钢柱可采用连接板连接,双面焊5D(“D”为钢筋公称直径,下同),具体连接方式示意详***1。
***1 套筒连接示意*** ***2 连接板连接示意***
2)套筒连接
当梁钢筋为单排钢筋排布时,操作空间较大,根据规范要求,梁钢筋与型钢柱也可采用套筒连接。具体连接方式示意详***2。
3)连接板与套筒综合连接
当梁钢筋两端同时与型钢柱连接时,若两端同时采用套筒连接,因现场型钢柱已安装就位,要实现钢筋两端均能拧进套筒,则必须是该根钢筋在搭接区段断开,采用搭接的形式。但大部分与型钢柱连接的梁钢筋直径较大、根数较多。GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中第8.4条规定:“轴心受拉及小偏心受拉的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接;其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时,受拉钢筋直径不宜大于25mm,受压钢筋直径不宜大于28mm”,且同一搭接区段内接头数量不得超过50%。因此当梁钢筋两端同时与型钢柱连接时,为避免大直径钢筋出现搭接接头,减少搭接接头数量,可采用一端用套筒连接,另一端用连接板连接,也可两端都采用连接板连接。具体连接方式示意详***3及***4。
***3 一端连接板连、一端套筒连接示意*** ***4 两端均为连接板连接示意***
采用连接板与套筒综合连接时,因两端型钢柱已安装就位,考虑到型钢柱定位误差,为防止钢筋尺寸出现偏差而导致钢筋与连接板焊接长度无法满足5d的要求,或钢筋过长现场无法安装,因此梁钢筋应根据现场实际量取尺寸下料。
2、两排及以上梁钢筋与型钢柱连接
1)奇数排连接板连接,偶数排套筒连接
当梁钢筋为两排及以上时,若钢筋都使用连接板连接,下排钢筋的连接点会被上排钢筋的连接板挡住,箍筋与连接板或套筒位置冲突,焊接操作空间狭小,焊接质量难以保证。为保证钢筋连接质量,此时采用奇数排钢筋连接板连接,偶数排钢筋套筒连接的方式,能够有效增大钢筋与连接板焊接时的操作空间。具体连接方式示意详***5。
***5 多排梁钢筋与型钢柱连接示意***
2)多排密集排布钢筋综合连接技术
当梁钢筋为多层且排布较密集时,若钢筋全部采用上述连接方式,往往会出现钢筋间距过小,无法满足规范要求,此时应尽量减少梁纵筋与型钢柱翼缘的连接数量,能从翼缘两侧穿过梁纵筋的尽量直接锚入柱子,并根据提前深化的钢筋排布在型钢柱翼缘上开孔(腹板开孔面积不得超过腹板总面积的25%),钢筋从孔中穿过锚入柱子另一侧,连续梁能拉通的尽量拉通。梁筋穿钢柱腹板时,存在多个方向的钢筋同时穿孔,为避免钢筋穿孔位置冲突,各个方向的梁钢筋在腹板上的穿孔位置标高应相互错开,腹板开孔外径标高净间距宜为5mm。具体连接方式示意详***6。
***6 多排密集排布钢筋综合连接示意***
3、斜梁钢筋与型钢柱连接
本工程局部位置存在梁与柱在水平面上不是正交,部分梁钢筋与型钢柱是斜交,若使用套筒连接,套筒精度必须保证与梁的角度一致,要求套筒焊接时精度很高,工厂焊接斜向套筒式,由于受焊接应力影响,套筒焊接角度很难保证。为避免此处因误差而导致梁钢筋无法与型钢柱连接,梁钢筋与型钢柱采用连接板连接。具体连接方式详***9。
***7 斜梁钢筋与型钢柱连接示意***
4、柱纵筋与型钢梁连接
当柱纵筋被钢梁挡到时和箍筋被钢梁牛腿挡到时,纵向钢筋尽量避开,如无法避开可以将该处钢筋打断,但需在相应钢梁位置处增加套筒连接,增加加劲传递板,箍筋可焊在加劲板上,如下***所示:
***8 柱纵筋与型钢梁的连接示意***
5、型钢混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的连接
与型钢梁连接的普通钢筋混凝土梁一般为次梁,因其操作空间相较于型钢梁柱节点处较大,钢筋层数及根数较少,操作简便,往往容易被忽视,随意施工,这也成为工程质量及结构安全的重大隐患。普通混凝土梁钢筋与型钢梁连接节点是一个不容忽视的节点,此处梁面筋能拉通尽量拉通设置,若遇边梁或变标高位置可考虑梁面筋在型钢梁外侧向下弯锚15D。梁底角部钢筋可在型钢梁腹板上开孔穿过直锚。其余钢筋靠近腹板弯锚。与型钢梁连接的普通混凝土梁钢筋具体连接方式详***9。
***9 与型钢梁连接的普通混凝土梁钢筋连接示意***
6、复杂型钢梁柱节点钢筋验收
复杂型钢梁柱节点钢筋连接作为主体结构过程中的重点控制项目,钢筋连接形式、锚固长度、与连接板的焊接质量、拧进套筒的丝口长度等做为验收的主要控制项目。如果节点钢筋按照常规要求,待所有梁板钢筋绑扎完成后一起验收,若局部不满足要求需要整改,因钢筋与型钢连接基本都是焊接,整改难度较大。因此在施工过程中,提前对钢结构安装进度进行验收,提高钢结构安装精度。严格实行“三检制”,复杂型钢柱梁柱节点钢筋单独组织验收,验收合格后才能开始大面积梁板钢筋绑扎。
五、结束语
劲性结构钢筋与钢结构综合连接,作为主体结构施工过程中的控制重点,施工过程中必须加强对钢结构的安装精度控制,提前深化各个节点钢筋排布,钢筋待钢结构安装就位后现场量取尺寸下料。本工程根据各种类型钢梁柱节点钢筋连接的不同情况,根据相应国家规范及技术规程,针对各个节点制定具有针对性的处理方式,采取了劲性结构钢筋与钢结构综合连接技术有效地降低了施工工艺难度,保证了复杂型钢梁柱节点钢筋连接的可靠性,取得了一定的经济效益。并将型钢梁柱节点单独组织验收,完善隐蔽资料,保证了复杂型钢节点的钢筋施工质量,结构安全性和可靠性得到了有力保障。
参考文献:
[1]GB50010-2010 [混凝土结构设计规范].
[2]12SG904-1 [型钢混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详***].
[3]11G101-1 [混凝土结构施工***平面整体表示方法制***规则和构造详***].
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