勁性混凝土組合結構典型節點深化設計

中建一局集團第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概況

辦公商業樓（民源大廈）工程位于北京市朝陽區光華路，工程中勁性結構主要為勁性鋼骨柱、勁性鋼骨梁、4#塔樓北側桁架結構及各個塔樓之間連廊鋼結構部分。

2 典型節點深化設計

2.1 組合結構典型節點深化設計原則

1）柱縱筋遇H型鋼梁翼緣時，縱筋與套筒連接，套筒與鋼梁翼緣焊接；

2）柱箍筋遇H型鋼梁腹板時，箍筋與H型鋼梁內加勁板焊接，或在鋼梁腹板上開孔以使箍筋穿過；

3）梁拉筋遇H型鋼梁腹板時，在H型鋼梁腹板上開孔，同一排相鄰拉筋孔間距為非加密區箍筋間距的2倍，當設有多排拉筋時，上下2排拉筋孔豎向錯開設置；

4）混凝土次梁縱筋遇H型鋼梁腹板時，在H型鋼梁腹板上開孔，以使梁縱筋穿過；

5）梁筋遇圓鋼管柱時，盡量繞過鋼骨（繞鋼骨時可并筋，φ28 mm及以下的鋼筋并筋數量不得超過3根，φ32 mm的鋼筋并筋數量不得超過2根）；無法繞過時，梁筋上鐵上排和下鐵下排采用搭筋板與鋼骨焊接；梁筋上鐵下排和下鐵上排采用鋼筋連接器或搭筋板與鋼骨焊接；

6）柱縱筋遇梁筋搭筋板時，在搭筋板上開槽，以使柱縱筋穿過；

7）梁縱筋遇H型鋼柱時，采用搭筋板與鋼骨焊接；

8）梁柱節點區排筋時，應優先保證懸挑梁有效截面尺寸，其次保證勁性框架梁有效截面尺寸，最后保證混凝土框架梁有效截面尺寸；

9）梁、柱鋼筋保護層厚度取（20+d）mm，其中d為箍筋直徑。

2.2 梁柱節點排筋、布筋深化設計

工程中根據各方簽訂的深化設計原則，對所有勁性混凝土組合梁柱節點進行排筋、布筋的深化設計，將復雜節點處鋼筋與鋼骨的關系全面、直觀地進行展示，避免現場施工的盲目性，降低施工難度，有效提高作業效率，保證工程質量。勁性混凝土組合結構梁柱節點排筋深化如圖1、圖2所示。

圖1 梁柱節點排筋平面示意

2.3 鋼結構構件深化設計

排筋深化設計完成后由業主設計部、設計單位、監理單位、專業分包單位進行審核，檢查深化設計的合理性和可操作性。各方審核通過后，鋼結構單位根據排筋深化圖進行鋼結構構件的深化設計，對鋼骨和鋼筋進行立體定位。

圖2 梁柱節點排筋深化示意

鋼結構構件在工廠加工時，根據鋼結構構件深化設計完成構件開孔、焊接搭筋板或鋼筋連接器等工序，以滿足鋼筋與鋼骨的位置要求。

1）鋼骨柱縱筋與混凝土梁搭筋板沖突時，在搭筋板上開槽，以保證柱縱筋順利通過，如圖3所示。

2）鋼骨柱縱筋與鋼骨梁翼緣沖突時，用鋼筋連接器將柱縱筋連接于鋼骨梁翼緣，保證柱縱筋有效連接，如圖4所示。

圖3 鋼骨梁搭筋板開槽

圖4 鋼梁翼緣焊接鋼筋連接器

3）柱箍筋在梁柱節點區內遇鋼梁腹板時，在鋼梁腹板上開孔，保證柱箍筋順利通過，或箍筋斷開與連接板（加勁板）焊接，如圖5所示。

4）鋼骨梁鋼筋遇鋼骨柱時，上鐵上排與下鐵下排采用搭筋板與鋼骨柱連接，保證梁縱筋有效連接，如圖6所示；上鐵下排與下鐵上排盡量繞過鋼骨柱，無法繞過時用鋼筋連接器與鋼骨柱連接。

圖5 箍筋連接板焊接

圖6 鋼骨梁搭筋板

5）鋼骨梁鋼筋遇鋼梁腹板時，在鋼梁腹板上開孔，保證鋼骨梁鋼筋正常通過，如圖7所示。

6）次梁鋼筋遇鋼梁腹板時，在鋼梁腹板上開孔，保證次梁鋼筋正常通過，如圖8所示。

圖7 鋼梁腹板開孔

圖8 鋼骨梁腹板開孔

3 組合結構施工配合及注意事項

3.1 鋼結構構件安裝

鋼骨采用現場塔吊吊裝，吊裝完成后采用加勁肋及普通螺栓臨時連接，并采用纜風繩進行勁性臨時固定，糾正垂直度，微調平面位置及柱頂標高后，與已安裝完成的鋼骨焊接牢固。

3.1.1 工藝流程

吊裝→檢查垂直度、軸線偏差、標高→臨時固定→復核調整→點焊固定→焊接翼板、腹板→焊縫外觀檢查→超聲波探傷

3.1.2 安裝控制

在影響鋼結構構件安裝精度的因素中，既有加工誤差，也有安裝誤差，為保證構件安裝準確，為梁柱節點施工創造條件，在構件吊裝就位后，需進行反復檢測，糾正安裝誤差，施焊過程中若發現焊接變形影響垂直精度，應及時調整。

3.1.3 標高控制

根據設計要求，確定擬安裝構件標高，誤差控制在-3～+3 mm以內，若構件間出現縫隙，應用鋼墊片進行調整。

3.1.4 垂直度、偏扭控制

在型鋼柱相互垂直兩翼緣板畫出柱身中心線，根據樓層軸線，用2臺經緯儀從不同方面進行觀測，控制其垂直度及偏扭程度。鋼結構構件的安裝精度直接影響到梁柱節點施工，故必須嚴格控制，逐層復核調整，防止誤差累積。

3.2 梁柱節點鋼筋綁扎

勁性混凝土梁柱節點鋼筋操作要點如下[1]。

1）將鋼骨表面清理干凈，檢查施工作業的操作平臺，確保搭設穩固，安全防護到位。

2）根據梁柱節點排筋深化設計，將梁、柱主筋進行穿插、綁扎，需焊接部位待鋼筋安裝到位后，由鋼結構施工單位專業焊工進行焊接。

3）柱箍筋綁扎：先安裝內箍筋，再安裝外箍筋。箍筋與主筋要垂直，箍筋轉角處與主筋交點處均要綁扎，主筋與箍筋非轉角部分的相交點呈梅花狀交錯綁扎。箍筋的彎鉤疊合處應沿柱子四周交錯布置，并綁扎牢固。

4）安裝保護層卡環，采用特制的塑料卡環，安裝在柱主筋上，隔筋布置，間距1 000 mm。自檢合格后進行隱蔽驗收。

3.3 梁柱節點模板支設

梁柱接頭模板按框架梁個數制作定型模板，在木工加工車間進行批量制作，充分保證加工精度，以保證梁柱接頭處構件截面尺寸及混凝土外觀質量。模板第1道為厚0.50 mm鍍鋅鐵皮，第2道為厚5 mm多層板，第3道為50 mm×100 mm木方，前3道均沿柱高方向滿鋪，第4道采用厚18 mm多層板定做成型，沿柱高方向間距300 mm布置，第5道背楞采用φ48.30 mm×3.60 mm雙鋼管，間距不大于300 mm，第6道采用φ48.30 mm×3.60 mm雙鋼管作為柱箍，間距不大于300 mm。在模板和柱混凝土之間加海綿條，防止漏漿。模板靠緊后用雙鋼管柱箍從框架梁下部箍緊（框架梁范圍采用對拉螺栓），防止脹模，柱箍不少于3道，間距不大于300 mm，定型模板構造如圖9所示。

圖9 梁柱節點模板構造

3.4 梁柱節點混凝土澆筑

1）勁性混凝土組合結構梁柱節點鋼筋密集，混凝土澆筑、振搗困難，工程質量很難保證。經與業主、設計院溝通，決定在梁柱節點區內視鋼筋密集程度，現場簽證采用自密實混凝土進行澆筑；梁柱節點區鋼柱側面設置4個φ20 mm的排氣孔，沿鋼管柱均勻布置，便于鋼柱內氣體的排出并通過流出的漿體辨別柱內混凝土的性能。

2）節點區鋼柱內存在加勁板，為保證鋼管柱內混凝土的澆筑質量，鋼管混凝土柱內采用自密實混凝土澆筑；鋼柱內加勁板角部開設φ40 mm排氣孔，數量不少于4個，便于隔板下側角部的氣體排出，保證混凝土密實度。

4 深化設計成果鞏固

1）工程中鋼骨柱鋼骨截面較大，加之梁筋搭筋板、鋼骨栓釘及部分鋼牛腿的影響，柱箍筋無法按常規工序綁扎。采取措施：鋼骨安裝前先將整層柱箍筋預留于柱根部，待鋼骨安裝完成后再逐一布置、綁扎；部分鋼骨柱箍筋仍安裝困難的，經與業主、設計院溝通，將此部分封閉箍筋改為拉鉤。

2）鋼管內混凝土無法進行振搗，加之鋼管內有內環板，鋼管內混凝土澆筑質量無法保證，采取措施如下[2]。

（1）經與業主、設計院溝通，鋼管內采用自密實混凝土，采用高拋法進行澆筑，料斗的下口尺寸比鋼管內徑小100～200 mm，以便混凝土下落時，管內空氣能夠排出；

（2）在澆筑混凝土前先灌100～200 mm同配比混凝土的水泥砂漿，可在混凝土澆筑中起到緩沖作用，防止混凝土在澆筑時石子彈跳造成砂石分離，出現爛根等質量問題；

（3）由于鋼管內存在內環板，混凝土澆筑時環板周圍混凝土澆筑質量難以保證，容易充氣，因此在環板上側設置排氣孔，為保證環板處混凝土的澆筑質量，澆筑時利用振搗棒從鋼管外側對環板周圍混凝土進行點振（振搗時間不宜過長），使氣體通過排氣孔排出，通過排氣孔內流出的漿體判斷混凝土澆筑質量。當混凝土澆筑至鋼管頂端時，為防焊接高溫影響混凝土的質量，混凝土只澆筑到離鋼管頂端300 mm處，每節鋼管柱澆筑完后，清除掉上面的浮漿，用塑料布將管口封住，安裝上一節鋼柱前將鋼管內的積水、浮漿、松動的石子及雜物等清除干凈；

（4）梁柱節點區內鋼筋密集，空間狹小，混凝土澆筑質量無法保證，采取措施：經過與業主及設計院協商，當梁柱節點區鋼筋密集，采用混凝土澆筑困難時，現場簽證確認采用與梁強度相同的自密實混凝土澆筑；

（5）鋼梁下部混凝土密實度無法保證，采取措施：澆筑鋼骨梁混凝土時，采用由中部向兩邊擴展的澆筑方式，且鋼骨梁混凝土先從鋼梁一側下料，用振動棒在鋼梁一側振搗，將混凝土從鋼梁底擠向另一側，直到混凝土高度超過鋼梁下翼緣板，然后改為雙側對稱下料、對稱振搗。當混凝土澆筑到上翼緣板時，混凝土從跨中開始下料，混凝土由跨中向兩端延伸振搗，以保證混凝土澆筑質量。

5 結語

目前在建筑行業勁性混凝土組合結構應用越來越廣泛，但勁性混凝土組合結構的梁柱節點區內鋼筋密集，鋼骨眾多，在常規施工方法下，勁性混凝土梁柱節點施工質量很難保證。

工程中通過對所有勁性混凝土組合構件進行深化設計，優化排筋、布筋，提前在鋼結構構件上開孔、焊接搭筋板或鋼筋連接器，保證了鋼筋與鋼骨的合理穿插、可靠連接，有效解決了鋼筋與鋼骨位置沖突問題，使勁性混凝土組合結構質量得到保障，降低了施工難度，有效提高了作業效率，縮短了施工工期。