勁性鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

劉 春 燕

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原　030006)

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·施工技術(shù)·

勁性鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

劉 春 燕

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原030006)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了勁性鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的施工原理，從前期策劃、二維數(shù)據(jù)參數(shù)核定、鋼骨柱安裝等方面，闡述了勁性鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的操作要點(diǎn)，解決了梁柱節(jié)點(diǎn)處型鋼與鋼筋之間的排布連接問題。

鋼骨柱，梁柱節(jié)點(diǎn)，混凝土，箍筋

1　工程概況

近10年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，勁性鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在很多高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)體系同時(shí)具有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的滿足抗震和承載能力的需要。

我單位在太原市公安局業(yè)務(wù)技術(shù)用房工程中應(yīng)用到了這種勁性鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)體系，其中鋼骨柱、梁均采用了焊接H型鋼。這種結(jié)構(gòu)形式很好的滿足了抗震和承載能力的需要。但同時(shí)，面對(duì)此結(jié)構(gòu)體系的施工，增加了一定困難，尤其是該工程中梁柱節(jié)點(diǎn)多，梁結(jié)構(gòu)上下排主筋多為2排，多者在梁根部達(dá)到4排，型鋼截面尺寸大，型鋼梁、柱與周圍主筋、箍筋的重疊交叉布置層數(shù)多，鋼筋分布非常密集，這就造成梁柱節(jié)點(diǎn)域的穿筋、連接、綁扎等方面施工難以控制。施工時(shí)，如何真正有效地解決勁性混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處型鋼、鋼筋之間的排布連接問題是我們研究的課題。

2　施工原理

根據(jù)樓層將鋼骨柱按照每兩層或三層劃分施工段，將鋼骨柱拼接位置定位超出樓板頂1.3 m。再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，利用CAD，Xsteel建模軟件，對(duì)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)，將節(jié)點(diǎn)交叉處梁多排鋼筋穿插排布精準(zhǔn)定位，并確定梁主筋施工時(shí)穿插的先后順序，以便保證位置準(zhǔn)確和節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量。在確定鋼筋節(jié)點(diǎn)排布后，根據(jù)需要采用不同的連接構(gòu)造形式：在型鋼腹板上鉆孔穿鋼筋、通過加勁板焊接鋼筋連接、翼緣板上焊接直螺紋套筒機(jī)械連接等方式。這一切需要在深化設(shè)計(jì)中進(jìn)行，最后出具施工圖指導(dǎo)施工(見圖1)。

3　關(guān)鍵工序及操作要點(diǎn)

3.1施工順序

前期策劃→二維數(shù)據(jù)參數(shù)核定→二次深化設(shè)計(jì)→鋼骨柱、梁制作→鋼骨柱、鋼骨梁安裝→柱主筋、箍筋穿插、連接→柱模板、梁(板)底模施工→梁主筋、箍筋的穿插、連接→梁側(cè)?！壴邃摻睢炷翝仓?。

3.2操作要點(diǎn)

1)前期策劃。施工段的劃分：熟悉圖紙，綜合考慮加工制作、運(yùn)輸分段和現(xiàn)場(chǎng)吊裝能力的要求，根據(jù)層高將鋼骨柱分段，其高度一般為樓層的1層～2層為宜，即考慮塔吊或吊車的起吊能力，底部柱比上部柱重等因素，底部可按一層加工一節(jié)、上部可按兩層加工一節(jié)，以減少現(xiàn)場(chǎng)焊接節(jié)點(diǎn)。鋼骨柱連接位置確定：將鋼骨柱拼接位置定為超出樓板頂1.3 m，利于焊工操作。

型鋼與鋼筋的連接方法確定：

a.鋼筋主筋與型鋼腹板相交時(shí)，型鋼腹板開孔，使鋼筋通長穿過；邊柱時(shí)，在型鋼柱梁筋高度位置加焊水平連接板，鋼筋與加勁板焊接連接。

b.鋼筋主筋與型鋼翼緣板相交時(shí)，型鋼翼緣板在梁筋相應(yīng)位置一端焊接直螺紋套筒，與鋼筋采用機(jī)械連接法連接，另一端加設(shè)加勁板與鋼筋焊接連接。

c.柱箍筋內(nèi)套與型鋼腹板相交時(shí)，將箍筋內(nèi)套全部變?yōu)槔^，拉鉤穿過腹板。

2)二維數(shù)據(jù)參數(shù)核定。根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)節(jié)點(diǎn)域處梁柱連接節(jié)點(diǎn)內(nèi)相關(guān)二維數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，其中包含型鋼的布置，標(biāo)高及長度，以及與其相配合的混凝土柱、梁的截面尺寸、標(biāo)高位置、型鋼中栓釘?shù)拈g距及鋼筋排布情況。

3)二次深化設(shè)計(jì)。待各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)核定后，利用CAD制圖軟件將所有穿筋孔、滾軋直螺紋焊接、翼緣上連接用加勁板的位置在每層構(gòu)件梁柱節(jié)點(diǎn)詳圖上分別標(biāo)注清楚。

再運(yùn)用“Xsteel鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件”，建立三維模型，模型中包括鋼骨柱、鋼骨梁的截面尺寸、材料規(guī)格、穿筋眼距、尺寸間距、節(jié)點(diǎn)類型、材質(zhì)等在內(nèi)的所有信息，各個(gè)零部件運(yùn)用不同的顏色表示出來，通過360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能觀看，能夠反映梁柱節(jié)點(diǎn)中鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋的交叉關(guān)系，同時(shí)直觀的顯示確定鋼筋與型鋼穿插排布位置點(diǎn)。

當(dāng)相對(duì)位置關(guān)系有沖突重合的現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)更正節(jié)點(diǎn)詳圖。待核對(duì)無誤后，AutoCAD繪制出每個(gè)鋼骨節(jié)點(diǎn)處的詳圖，在對(duì)鋼構(gòu)件穿筋孔、滾軋直螺紋套筒焊接、加勁板設(shè)置等技術(shù)參數(shù)審核無誤后，出具加工及安裝時(shí)使用的深化設(shè)計(jì)圖。

4)鋼骨柱、鋼骨梁制作。鋼骨柱、梁的制作按設(shè)計(jì)要求，在符合相應(yīng)資質(zhì)和技術(shù)能力要求的廠家完成。制作時(shí)按設(shè)計(jì)要求，腹板穿孔、翼緣板連接用加勁板、直螺紋套筒的焊接等均在工廠內(nèi)完成。

鋼骨腹板穿孔在加工車間直接進(jìn)行，鋼筋穿過鋼柱腹板，梁腹板開孔后，截面受到一定程度的削弱，首先要保證腹板截面面積的削弱不會(huì)影響構(gòu)件正常使用，根據(jù)04SG523型鋼混凝土組合構(gòu)造圖集要求，腹板開孔面積損失率不得大于25%；當(dāng)型鋼腹板截面損失率大于25%時(shí)，應(yīng)對(duì)腹板補(bǔ)強(qiáng)，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制開孔位置尺寸，確保施工準(zhǔn)確性。

在鋼骨柱上開鋼筋孔，開孔孔徑大小考慮熱軋帶肋鋼筋肋高影響，開孔直徑比框架梁鋼筋直徑大6 mm，保證框架梁主筋通過。開孔時(shí)，豎向間距與設(shè)計(jì)間距相同。

翼緣板焊接套筒的直徑及螺紋絲扣應(yīng)與鋼筋尺寸配套。采購時(shí)選擇可焊性較強(qiáng)的且與焊接鋼材匹配的、底端帶坡口的套筒。在經(jīng)過試焊確定各項(xiàng)焊接技術(shù)參數(shù)后，方可開展工廠批量化焊接。套筒部位施焊時(shí)，應(yīng)分層進(jìn)行，保證焊縫質(zhì)量。

在鋼構(gòu)件制作完成后，按照設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求對(duì)鋼骨柱、梁的焊縫進(jìn)行無損檢測(cè)，對(duì)套筒焊接部位也要進(jìn)行檢測(cè)，待檢查合格后進(jìn)行運(yùn)輸安裝。

5)鋼骨柱、鋼骨梁安裝。鋼骨柱吊裝前，對(duì)標(biāo)高、軸線進(jìn)行復(fù)測(cè)。吊裝時(shí)利用鋼柱定位連接板的螺栓孔，采用專用吊具，吊具用螺栓與鋼柱連接板連接。

鋼骨柱吊裝采用2根等長1寸粗鋼絲繩，采用兩個(gè)8 t卡環(huán)，具體吊點(diǎn)及吊具設(shè)置如圖2所示。

6)柱主筋、箍筋穿插、連接見圖3。

型鋼柱安裝完畢后，按照先主筋后箍筋的順序進(jìn)行。

柱主筋連接時(shí)，直徑大于16 mm的鋼筋連接可采用直螺紋和電渣壓力焊的連接方式，需要在方案中確定并執(zhí)行。

柱箍筋安裝時(shí)，在按照常規(guī)方法固定好外箍筋后，當(dāng)柱主筋較密時(shí)，將采用拉鉤形式直接穿過箍筋眼與外箍筋連接，拉筋需彎

折135°，且平直段不小于10d。當(dāng)柱主筋間距能夠滿足焊接操作時(shí)，將柱箍筋做成兩個(gè)U形，穿過梁鋼骨上預(yù)留孔進(jìn)行焊接連接，搭接位置距箍筋轉(zhuǎn)角處150 mm，焊接長度單面焊10d。通常采取主筋避讓鋼梁的做法；節(jié)點(diǎn)處箍筋的連接方式同柱箍筋安裝。

對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)處，柱主筋與型鋼梁相遇時(shí)，通常采取主筋避讓鋼梁的做法；節(jié)點(diǎn)處箍筋的連接方式同柱箍筋安裝。

7)梁主筋、箍筋的穿插、連接。柱模板、梁(板)底模的施工按照常規(guī)方法支設(shè)后，進(jìn)行梁筋的施工。梁鋼筋排布按照先主梁后次梁的順序進(jìn)行布置，避免鋼筋工程施工時(shí)的交叉影響。施工順序：梁主筋連接→綁扎箍筋→安裝綁扎梁腰筋→拉鉤連接。

梁主筋施工：當(dāng)與柱腹板相接時(shí)：梁主筋從孔內(nèi)一一穿過型鋼柱腹板。施工到邊柱時(shí)，梁主筋與柱腹板上的加勁板焊接連接，焊接長度滿足單面焊10d。與鋼柱翼緣板相交時(shí)：梁主筋的連接由兩人操作完成，將連接鋼筋擰入直螺紋套筒一端，待固定好后將鋼筋的另一端與對(duì)面鋼骨柱加勁板焊接，焊接要求同上述要求，從而保證梁主筋的貫通。

箍筋施工：在梁主筋上按照設(shè)計(jì)間距劃位置點(diǎn)。箍筋的彎鉤放置在梁面，相鄰彎鉤錯(cuò)開放置。將箍筋套在梁主筋上，同時(shí)將箍筋上部與主筋綁扎牢固。箍筋綁扎要將箍筋與主筋的交點(diǎn)全部綁扎牢固。

拉鉤連接：拉鉤直接穿過箍筋眼與外箍筋連接，拉筋彎鉤需彎折135°，且平直段不小于10d。

待梁側(cè)模和板模板施工完畢后，進(jìn)行混凝土的澆筑。

8)混凝土的澆筑。由于梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋較為密集，商品混凝土要保證具有較好的流動(dòng)性和良好的可泵性、保塑性，不產(chǎn)生離析泌水；同時(shí)通過試配降低水化熱，提高后期強(qiáng)度和耐久性，改善混凝土施工性能。澆筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑高度，每次不得超過500 mm，如柱與梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí)，應(yīng)用鋼絲網(wǎng)片與四周梁板隔開，當(dāng)梁、板混凝土澆筑到該位置時(shí)，用與柱同標(biāo)號(hào)的混凝土澆筑梁、柱接頭處，振搗密實(shí)后，再澆筑、振搗與梁、柱接頭處接觸的梁、板混凝土。鋼骨梁混凝土澆筑采用立式澆筑法，即混凝土從鋼骨單側(cè)上口灌入，下料高度高于下翼緣高度，用插入式振搗器進(jìn)行內(nèi)部振搗，待混凝土從鋼梁下翼緣另一側(cè)溢出后方可從梁兩側(cè)同時(shí)下料澆筑。

4　結(jié)語

通過運(yùn)用“CAD制圖軟件和Xsteel鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件”，將節(jié)點(diǎn)交叉處梁多排鋼筋穿插排布精準(zhǔn)定位，通過在型鋼腹板上鉆孔穿鋼筋、加勁板焊接鋼筋連接、翼緣板上焊接直螺紋套筒機(jī)械連接等連接方式，成功解決了梁柱節(jié)點(diǎn)域鋼筋排布密集，型鋼鋼骨梁、柱與主筋、箍筋穿插復(fù)雜的問題，對(duì)同類型的梁柱節(jié)點(diǎn)施工具有一定的借鑒作用。

Construction technologies of beam-column joint of steel skeleton concrete

Liu Chunyan

(Shanxi 1st Construction Group Co., Ltd, Taiyuan 030006, China)

Combining with engineering examples, the paper introduces construction principles of beam-column joint of steel skeleton concrete, describes operation points of beam-column joint of steel skeleton concrete from aspects of preliminary planning, two-dimensional data parameter check and steel skeleton column installation, and finally solves the distribution and connection problems of steel section and steel at beam-column joint.

steel skeleton, beam-column joint, concrete, stirrup

1009-6825(2016)25-0089-02

2016-06-25

劉春燕(1984- )，女，工程師

TU375

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