不同截面SRC柱梁的節點構造在工程實踐中的選用分析

倪傳輝 （安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

近年來，在房屋建筑工程中，尤其是為了提高公共建筑中高層、超高層的結構整體抗震能力，結構中大量引入了SRC 柱、SRC 梁-鋼骨鋼筋混凝土結構，這種新型組合結構帶來的SRC 柱梁與鋼筋連接節點的連接便成為了施工過程中的關鍵點?，F實工程案例中，SRC 柱梁節點處結構配筋縱橫交錯、十分密集，極易因設計不合理出現空間碰撞的情況。

鋼骨加工一般是在加工廠提前預制完成的，作為鋼骨鋼筋混凝土結構施工安裝的前置工序，往往在結構施工前就要完成鋼骨結構二次深化。深化不僅要考慮鋼骨本身的安裝，還要考慮與鋼筋工程的搭接節點構造，節點選擇和設計會直接影響現場鋼筋工程的施工。因此節點選擇和設計不僅要符合規范要求及制作工藝簡單，還要便于現場施工、可操作性強（本文中所提及的鋼套筒均為可焊接鋼套筒，并非建筑工地常見的45 號鋼直螺紋套筒。SRC結構中的鋼材材質多為Q355B，普通的45號鋼直螺紋套筒適合氫焊和氬弧焊，不太適合氣焊，焊接性能相對來講較差，常規的焊接方法，易出現裂紋。而可焊接套筒在外觀上不僅有已加工好坡口，且所用材料焊接性能更好，通常用加厚的無縫鋼管制成，更適用于SRC結構）。

2 梁柱節點選用

2.1 十字型SRC柱與H型SRC梁鋼筋節點設計

2.1.1 實際情況

由于十字型SRC 柱與H 型SRC 柱類似，以十字型SRC 柱分析為例，外圍翼緣板為不封閉的結構，與H 型SRC 梁連接時多為正交情況，故SRC 柱豎向主筋與H 型SRC 梁上下翼緣以及H 型SRC 梁水平頂部、底部主筋與十字型SRC 柱翼緣及腹板會發生空間碰撞，造成鋼筋安裝困難，如圖1、圖2所示。

圖1 節點鋼筋柱縱筋碰撞示意圖

圖2 節點鋼筋梁主筋碰撞示意圖

圖3 節點SRC柱豎筋連接示意圖

圖4 鋼牛腿搭板深化示意圖

因此在保證混凝土結構中配筋率、主筋錨固長度、保護層厚度等關鍵質量控制點符合要求的前提下，鋼結構在進行節點二次深化時可通過可焊接鋼套筒、鋼牛腿（雙）搭板以及SRC柱腹板開孔等方式解決現場施工與主筋空間碰撞的問題。

以肥西縣產城融合示范區規劃小學一新建項目鋼結構工程為例，小學體育綜合樓的勁性柱截面為焊接十字型鋼柱，翼緣、腹板厚度均為30 mm，截面尺寸為500 mm×500 mm；勁性梁截面為焊接H 型鋼，翼緣、腹板厚度均為30 mm，截面尺寸H1050 mm×250 mm。

2.1.2 節點設計

SRC 柱豎向主筋與H 型SRC 梁上下翼緣碰撞，若SRC 梁主筋為單排時可通過在鋼梁翼緣焊接套筒或者搭板來解決，套筒必須選用可焊接鋼套筒，并且要求等強熔透焊，不可選用鋼筋機械連接接頭用的直螺紋鋼套筒，搭板選用與母材強度相同的材料且滿足雙面焊搭接長度不小于5d；規劃小學SRC 柱截面尺寸大小900 mm×900 mm，柱豎向主筋直徑25 mm，鋼骨柱截面尺寸500 mm×500 mm，柱豎筋，鋼牛腿寬度不得大于[900-500-50×2（主筋及對應最小保護層）]/2=150 mm，最終鋼牛腿深化長度130 mm，梁水平主筋直徑多為25 mm，滿足搭接長度不小于5d，符合規范要求；若SRC 梁主筋為雙排及以上時，受到搭接長度和保護層限制則僅可選用套筒連接方式。

SRC 梁水平頂部、底部主筋與十字型SRC 柱翼緣及腹板碰撞時，若SRC 梁主筋為單排時，可通過在SRC 柱翼緣焊接套筒、牛腿搭板、腹板開孔來解決，牛腿搭板選用與母材強度相同的材料；若SRC 梁主筋為雙排及以上時，僅用某一種連接方式則會有明顯弊端，例如只焊接套筒會使緊挨著的套筒無法焊接，僅用牛腿搭板會額外增加用鋼量、不經濟，僅用腹板開孔方式會使腹板穿孔率過大，不僅削弱結構，還增加后場用鋼量和用工量，因此多排筋需要用到以上幾種相結合的方式來解決縱筋空間碰撞問題，如圖5 所示。另外使用鋼牛腿時要注意牛腿搭板長度滿足梁縱筋雙面焊搭接長度不小于5d，在鋼骨柱翼緣至SRC柱混凝土表面不足200 mm 時，一般不考慮使用。

圖5 節點SRC梁縱筋連接示意圖

存在以下兩種特殊情況。①SRC梁與SRC 柱斜交，相對于十字型SRC 柱而言，斜交梁更容易處理。因十字柱為不封閉的結構，且對應鋼牛腿翼緣位置均設有水平加勁肋，斜交梁的水平筋可伸入鋼骨柱內部進行搭接焊，以規劃小學截面尺寸500 mm×500 mm 鋼骨柱為例，水平加勁肋的平面尺寸為205 mm×205 mm，梁水平筋搭接于水平加勁肋搭接長度亦可滿足搭接長度不小于5d的要求，如圖6 所示。其次若斜交梁頂部或者底部有二排筋，二排水平筋可伸入鋼骨柱內部進行彎錨，彎錨長度按規范執行。②SRC 梁與SRC 柱偏心相交，相對于十字型SRC 柱而言，也是可以通過腹板開孔解決掉的，如圖7 所示。仍以規劃小學為例，偏心相交時，部分水平筋通過鋼牛腿進行搭接，另一部分可通過腹板開設穿筋孔完成，開孔大小為鋼筋直徑+5 mm，如此一來梁水平筋無需打斷，整體受力更好。其次若偏心向交梁頂部或者底部有二排筋，二排水平筋亦可通過腹板穿筋孔，另一部分無法通過穿筋孔的，可通過鋼套筒或者彎錨進行施工。

圖6 斜交梁鋼筋搭接焊示意圖

圖7 偏心梁鋼筋穿孔示意圖

2.1.3 節點設計選用要點

十字型SRC 柱與H 型SRC 梁節點處有正交先天優勢，在能保證柱豎筋保護層前提下，優先選用在十字柱翼緣焊接鋼牛腿（搭板）與H 型SRC 梁縱筋搭接。

H 型SRC 梁縱筋與十字型SRC 柱腹板碰撞時，優先選擇雙面搭焊在柱的水平加勁肋上，非必要盡量減少開孔。

梁多排縱筋時，在十字柱翼緣處碰撞時選用“套筒+牛腿搭板”組合，在十字柱腹板處碰撞時選用“腹板開孔+水平加勁肋搭接焊”組合。

2.2 矩形SRC柱與H型SRC梁鋼筋節點設計

2.2.1 實際情況

由于矩形SRC 柱與圓形SRC 柱類似，以矩形SRC柱分析為例，其外圍翼緣板成型后為全封閉結構，同等條件下其側向剛度更大，能夠更有效地抵抗水平力，通常用于公共建筑中大截面SRC柱，與H型SRC梁連接時既有正交情況又有斜交情況，斜交時往往有5道及以上的梁與矩形SRC柱交叉，此時梁的縱向主筋布置在矩形SRC柱節點處更為緊密，發生空間碰撞頻率更大，如圖8所示。

圖8 矩形柱與斜交梁鋼筋碰撞示意圖

與十字型SRC 柱相同的是以保證混凝土結構中配筋率、主筋錨固長度、保護層厚度等關鍵質量控制點為前提，與十字型SRC 柱不同的是無法開穿筋孔。因此矩形SRC 柱鋼結構在進行節點二次深化時可通過適當偏移主筋位置、可焊接鋼套筒、鋼牛腿（雙）搭板以及彎錨增加錨固長度等方式解決現場施工與主筋空間碰撞的問題。

2.2.2 節點設計

SRC 柱豎向主筋與H 型SRC 梁上下翼緣碰撞時，情況與2.1.2 類似，在此不多贅述，如圖9所示。

圖9 柱豎筋與鋼梁翼緣碰撞節點處理示意圖

以在建項目文化中心圖書館為例，勁性柱截面尺寸大小為400 mm×400 mm箱型柱，標高為-5.5～+35.4 m，材質為Q345GJB。勁性梁為寬度200～500 mm不等、高度600～900 mm不等的焊接H型鋼，標高為+4.69～+35.4 m，材質為Q345GJB。4 層以下勁性梁截面尺寸為H600 mm×200 mm，因梁寬200 mm較小，柱豎筋可通過適當偏移達到不需要打斷的效果，保證柱豎向鋼筋的完整性，否則要進行打斷在梁上下翼緣位置焊接鋼套筒或者搭板進行連接；4層以上勁性梁截面尺寸多為H800 mm×500 mm，因梁寬500 mm較大，無法通過偏移主筋的方式繞開鋼牛腿，因此可通過在梁（牛腿）翼緣焊接套筒或者搭接板的方式完成柱豎向鋼筋的連接，如圖10所示。

圖10 豎筋與鋼梁翼緣碰撞處理實例示意圖

SRC 梁水平頂部、底部主筋與矩形SRC 柱翼緣碰撞時，若SRC 梁主筋為單排時，除了可通過在SRC 柱翼緣焊接套筒、牛腿搭板來解決，還可以通過適當偏移主筋位置來解決；若SRC 梁主筋為雙排及以上時，僅用某一種連接方式則會有明顯弊端，因此多排筋需要用到以上幾種相結合的方式來解決縱筋空間碰撞問題，如圖11所示。

圖11 鋼梁多排水平筋與鋼柱碰撞處理示意圖

以圖書館項目為例，勁性梁與勁性柱相交時，因鋼柱寬度為400 mm，4 層以下勁性梁梁寬大多也為400 mm，且鋼柱為矩形柱全封閉結構，無法通過開孔實現穿筋，實際操作中多以焊接搭接板及彎錨實現鋼筋施工，但錨固長度需滿足規范要求，如圖12 所示。另外要注意正交時柱翼緣可焊接鋼套筒進行連接梁水平筋，斜交時此方法不宜使用。

圖12 斜交梁水平筋與矩形柱碰撞處理實例示意圖

2.2.3 節點設計選用要點

矩形SRC 柱與H 型SRC 梁節點處，柱豎筋穿梁優先采用鋼搭板，其容錯率較高；鋼套筒亦可，但使用搭板的前提條件是SRC 梁外截面足夠大，梁水平筋保護層厚度有保證。

H 型SRC 梁縱筋與矩形SRC 柱碰撞時，正交時選擇鋼牛腿搭板（雙搭板）或與套筒組合方式，斜交時優先選用鋼牛腿搭板（雙搭板），套筒有焊接變形，角度難以控制，不宜使用，使用牛腿搭板時需注意控制好柱豎筋保護層。

梁多排縱筋時或者搭板長度無法滿足5d 時，宜采取適當偏移主筋位置及彎錨增加錨固長度等措施。

矩形SRC 柱與H 型SRC 梁節點，不論正交還是斜交，均不宜使用開孔補強的方式穿梁筋。

3 結論及建議

本文針對不同截面SRC 柱梁與H型SRC 梁節點處可能出現的主筋空間碰撞問題導致的鋼筋施工難度大、效率低的普遍現象，提供了微調主筋偏向、可焊接鋼套筒、鋼牛腿（雙）搭板以及SRC柱腹板開孔、彎錨等方式解決梁柱主筋與SRC 柱梁空間碰撞問題。針對不同節點往往要同時采用2 種及以上相結合來解決相對應的碰撞問題，通過大量工程實踐案例，效果良好，不僅提高了經濟效益、降低了施工難度，還加快了鋼筋施工速度、縮短了工期。