3.5 型钢混凝土柱梁节点钢筋连接技术
3.5.1 适用条件和范围
该技术适用于型钢混凝土梁柱接头。
3.5.2 技术要点
（1）技术原理：型钢梁柱混凝土结构构件是由型钢梁柱、主筋、箍筋及混凝土结构组合而成。节点部位钢筋错综复杂，施工难度大，利用BIM信息技术进行钢构件和钢筋的排布和施工模拟，采用预留插筋孔、设置连接板或套筒连接等方式，可完成型钢梁柱混凝土结构节点的钢筋连接。
（2）技术特点：通过对型钢混凝土组合结构的每一个连接点绘制钢筋穿过型钢腹板穿孔节点大样，预先计划型钢混凝土结构梁柱节点纵向钢筋弯折和锚固及穿孔情况。型钢柱、梁构件实行工厂化制作，保证构件尺寸、精度及开孔位置的准确，使得梁柱纵向受力钢筋能准确、顺利地穿过型钢梁、柱，避免了现场纠偏、补开孔的工作量，保证了质量和施工进度。
（3）关键设备资源配置要求：采用二氧化碳保护焊机及专用焊丝，材料质量及性能符合国家相关现行标准的规定，所有材料应附质量合格证明书。焊接施工时，必须保证现场电压足够，以免影响焊接质量。专业焊工进行现场焊接，焊接方式采用二氧化碳保护焊。
3.5.3 施工要求
柱、梁钢筋穿过型钢柱、梁是相互交错的，在施工中应全面考虑各种钢筋穿插先后顺序，以便更好地快速施工。
应用BIM技术进行钢筋碰撞检查，优化钢筋排布，准确定位和直观反映型钢预留插筋孔位置，见图3-5。
图3-5 梁柱节点三维图
梁主筋与型钢柱连接处处理，主要采用梁主筋绕柱、梁主筋直接穿型钢柱腹板或翼缘板、梁主筋焊接在牛腿连接板上、钢柱翼缘板上焊接机械连接套筒等几种方式或其组合。
采用梁主筋直接穿型钢柱腹板或翼缘板时，现场施工方便，在型钢梁、型钢柱腹板及翼缘板预留孔，开孔直径为d+2mm，但腹板打孔定位精度要求高，同时也需校核打孔标高累计误差，同时型钢腹板截面损失率应小于腹板面积的25%，见图3-6。
图3-6 梁主筋穿型钢柱节点图
采用牛腿连接板时，梁主筋与连接板上皮焊接，现场焊接作业量较大，现场作业困难，采用在钢结构加工场制作时焊接，既可保证焊接质量，也减少了现场焊接工作量，见图3-7；梁主筋与连接板采用二氧化碳保护焊，焊缝长度为双面焊5d（≥90mm），焊脚尺寸不小于8mm，见图3-8。
图3-7 工厂加工焊接牛腿连接板
图3-8 钢筋与连接板焊接
采用在钢柱翼缘板上焊接机械连接套筒时，套筒焊接端加工成坡口，见图3-9、图3-10，套筒焊接采用二氧化碳保护焊，坡口满焊后，再沿焊接套筒周圈增加角焊缝，焊脚尺寸不小于8mm。
图3-9 不同规格的可焊性套筒
图3-10 焊接套筒连接
梁上部钢筋配置数量较多时，钢筋连接处集中应力可能对柱翼缘板造成屈服破坏节点。型钢柱翼缘板连接钢筋数量超过4根时，在钢筋连接部位增加拉结钢板形成刚性节点，钢板厚度18mm，材质为Q345，焊脚尺寸不小于8mm，见图3-11。
图3-11 焊接加强连接钢板
梁角筋构造，当梁截面尺寸大于型钢柱截面尺寸时，角筋贯通或满足锚固长度；当梁截面尺寸小于等于型钢柱截面尺寸时，角筋采用焊接套筒连接或直接锚固处理（直锚长度≥0.4LaE且弯锚长度≥15d），见图3-12。
图3-12 角筋直接锚入柱内
技术应用依据：《组合结构设计规范》JGJ 138、《复杂劲钢结构钢筋混凝土施工工法》LEGF-226—2012、《型钢混凝土组合结构施工工法》LEGF-301—2012、《超大截面劲性混凝土框架结构施工工法》LEGF-496—2017。
3.5.4 实施效果
该技术有效解决了错综复杂的钢筋与对应的型钢的纵横交错布置和绑扎，减小了施工难度，提高了钢筋绑扎质量，取消了钢筋弯锚焊接在型钢柱上的传统工艺，节省了大量钢筋。同时，由于工艺的改进，焊接效率也得到了很大提高，人工耗时减少了大约50%，缩短了工期，提升了工程质量。
运用BIM技术对型钢结构的每一个连接点综合排布优化，绘制钢筋穿过型钢腹板穿孔节点大样，预先计划型钢混凝土结构梁柱节点纵向钢筋弯折和锚固及穿孔情况，对型钢柱、梁构件实行工厂化制作，保证了构件尺寸、精度及开孔位置的准确，避免了现场纠偏、补开孔的工作量。通过型钢混凝土柱梁节点钢筋连接工艺的改进，节省了大量钢筋，达到节材的要求。
3.5.5 工程案例
（1）由烟建集团有限公司承建施工的烟台蓬莱国际机场航站楼工程，建筑面积为89395m2，地下一层，地上四层，于2012年3月开工，2015年4月竣工。主体结构中的部分框架柱采用十字形型钢柱代替钢筋形成劲性混凝土柱，共计86个。本工程的突出特点是钢筋直径较大，箍筋众多，并且部分穿形钢梁或者型钢柱腹板或腹板，增加了钢筋绑扎难度。梁柱节点钢筋纵横交错，加之型钢柱节点构造复杂，混凝土浇筑难度大大增加。采用本技术，有效地解决了节点区域钢筋绑扎、模板支设和混凝土浇筑的难点，工程质量满足了规范要求，加快了施工速度，产生了良好的效益。
（2）由烟建集团有限公司承建施工的山东东方海洋精准医疗科技园办公楼工程位于烟台市莱山区，施工时间为2016年8月至2017年8月。本工程共9层，一层属劲性混凝土框架结构，结构层层高9.45m，劲性混凝土框架柱截面尺寸为2m×2m，十字形型钢骨架尺寸为1.5m×1.5m；劲性混凝土梁截面尺寸1.5m×2.5m，工字型钢筋骨架尺寸为1.9m×0.8m，最大跨度19.8m。劲性混凝土框架柱中纵向钢筋为56根，钢筋规格为HRB 500∅32mm。劲性混凝土框架梁中，纵向钢筋共计73根，上部钢筋为27根，下部钢筋为46根，钢筋直径为32mm。无论是劲性混凝土框架梁或者是劲性混凝土框架柱，钢筋含量均较大。本技术充分解决了超大截面劲性混凝土梁柱节点构造复杂、大量梁柱纵筋、箍筋穿过型钢翼板腹板、施工难度大等问题，施工顺序安排合理。配合采用高抛自密实混凝土，确保混凝土浇筑质量。通过应用该技术，工程质量满足规范要求，节约投资约30万元，工期提前12天，取得了良好的社会效益和经济效益。
（3）由威海建设集团股份有限公司承建施工的威海市游泳馆及附属设施建设项目位于威海市的中心城，北侧现为威海体育场，西侧为威海体育馆，南侧为文化中路，地下一层，地上五层。地下一层为车库及设备房，一层为商业配套，二层、三层为训练池、比赛池、更衣室及办公用房，四层为戏水池及办公用房，五层为办公及设备用房，其中，地下建筑面积8360.34m2，地上建筑面积28856.61m2，总建筑面积37216.95m2。本工程共有35根型钢柱，每根型钢柱每层为4个节点，共有700个节点，柱截面尺寸1200mm×800mm、1000mm×1000mm和1000mm×800mm三种类型，型钢梁截面尺寸为700mm×2000mm、600mm×900mm和450mm×850mm三种类型。