勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)典型節(jié)點深化設(shè)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(yè)樓（民源大廈）工程位于北京市朝陽區(qū)光華路，工程中勁性結(jié)構(gòu)主要為勁性鋼骨柱、勁性鋼骨梁、4#塔樓北側(cè)桁架結(jié)構(gòu)及各個塔樓之間連廊鋼結(jié)構(gòu)部分。

2 典型節(jié)點深化設(shè)計

2.1 組合結(jié)構(gòu)典型節(jié)點深化設(shè)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(nèi)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(qū)箍筋間距的2倍，當設(shè)有多排拉筋時，上下2排拉筋孔豎向錯開設(shè)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(shù)量不得超過3根，φ32 mm的鋼筋并筋數(shù)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(jié)點區(qū)排筋時，應(yīng)優(yōu)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(jié)點排筋、布筋深化設(shè)計

工程中根據(jù)各方簽訂的深化設(shè)計原則，對所有勁性混凝土組合梁柱節(jié)點進行排筋、布筋的深化設(shè)計，將復(fù)雜節(jié)點處鋼筋與鋼骨的關(guān)系全面、直觀地進行展示，避免現(xiàn)場施工的盲目性，降低施工難度，有效提高作業(yè)效率，保證工程質(zhì)量。勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點排筋深化如圖1、圖2所示。

圖1 梁柱節(jié)點排筋平面示意

2.3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化設(shè)計

排筋深化設(shè)計完成后由業(yè)主設(shè)計部、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、專業(yè)分包單位進行審核，檢查深化設(shè)計的合理性和可操作性。各方審核通過后，鋼結(jié)構(gòu)單位根據(jù)排筋深化圖進行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的深化設(shè)計，對鋼骨和鋼筋進行立體定位。

圖2 梁柱節(jié)點排筋深化示意

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠加工時，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化設(shè)計完成構(gòu)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(jié)點區(qū)內(nèi)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(jié)構(gòu)施工配合及注意事項

3.1 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝

鋼骨采用現(xiàn)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(fēng)繩進行勁性臨時固定，糾正垂直度，微調(diào)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(fù)核調(diào)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(gòu)件安裝準確，為梁柱節(jié)點施工創(chuàng)造條件，在構(gòu)件吊裝就位后，需進行反復(fù)檢測，糾正安裝誤差，施焊過程中若發(fā)現(xiàn)焊接變形影響垂直精度，應(yīng)及時調(diào)整。

3.1.3 標高控制

根據(jù)設(shè)計要求，確定擬安裝構(gòu)件標高，誤差控制在-3～+3 mm以內(nèi)，若構(gòu)件間出現(xiàn)縫隙，應(yīng)用鋼墊片進行調(diào)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(jù)樓層軸線，用2臺經(jīng)緯儀從不同方面進行觀測，控制其垂直度及偏扭程度。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝精度直接影響到梁柱節(jié)點施工，故必須嚴格控制，逐層復(fù)核調(diào)整，防止誤差累積。

3.2 梁柱節(jié)點鋼筋綁扎

勁性混凝土梁柱節(jié)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(yè)的操作平臺，確保搭設(shè)穩(wěn)固，安全防護到位。

2）根據(jù)梁柱節(jié)點排筋深化設(shè)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(jié)構(gòu)施工單位專業(yè)焊工進行焊接。

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

4）安裝保護層卡環(huán)，采用特制的塑料卡環(huán)，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(jié)點模板支設(shè)

梁柱接頭模板按框架梁個數(shù)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(gòu)件截面尺寸及混凝土外觀質(zhì)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(gòu)造如圖9所示。

圖9 梁柱節(jié)點模板構(gòu)造

3.4 梁柱節(jié)點混凝土澆筑

1）勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點鋼筋密集，混凝土澆筑、振搗困難，工程質(zhì)量很難保證。經(jīng)與業(yè)主、設(shè)計院溝通，決定在梁柱節(jié)點區(qū)內(nèi)視鋼筋密集程度，現(xiàn)場簽證采用自密實混凝土進行澆筑；梁柱節(jié)點區(qū)鋼柱側(cè)面設(shè)置4個φ20 mm的排氣孔，沿鋼管柱均勻布置，便于鋼柱內(nèi)氣體的排出并通過流出的漿體辨別柱內(nèi)混凝土的性能。

2）節(jié)點區(qū)鋼柱內(nèi)存在加勁板，為保證鋼管柱內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)量，鋼管混凝土柱內(nèi)采用自密實混凝土澆筑；鋼柱內(nèi)加勁板角部開設(shè)φ40 mm排氣孔，數(shù)量不少于4個，便于隔板下側(cè)角部的氣體排出，保證混凝土密實度。

4 深化設(shè)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(guī)工序綁扎。采取措施：鋼骨安裝前先將整層柱箍筋預(yù)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(jīng)與業(yè)主、設(shè)計院溝通，將此部分封閉箍筋改為拉鉤。

2）鋼管內(nèi)混凝土無法進行振搗，加之鋼管內(nèi)有內(nèi)環(huán)板，鋼管內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量無法保證，采取措施如下[2]。

（1）經(jīng)與業(yè)主、設(shè)計院溝通，鋼管內(nèi)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(nèi)徑小100～200 mm，以便混凝土下落時，管內(nèi)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(xiàn)爛根等質(zhì)量問題；

（3）由于鋼管內(nèi)存在內(nèi)環(huán)板，混凝土澆筑時環(huán)板周圍混凝土澆筑質(zhì)量難以保證，容易充氣，因此在環(huán)板上側(cè)設(shè)置排氣孔，為保證環(huán)板處混凝土的澆筑質(zhì)量，澆筑時利用振搗棒從鋼管外側(cè)對環(huán)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(nèi)流出的漿體判斷混凝土澆筑質(zhì)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(zhì)量，混凝土只澆筑到離鋼管頂端300 mm處，每節(jié)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(jié)鋼柱前將鋼管內(nèi)的積水、浮漿、松動的石子及雜物等清除干凈；

（4）梁柱節(jié)點區(qū)內(nèi)鋼筋密集，空間狹小，混凝土澆筑質(zhì)量無法保證，采取措施：經(jīng)過與業(yè)主及設(shè)計院協(xié)商，當梁柱節(jié)點區(qū)鋼筋密集，采用混凝土澆筑困難時，現(xiàn)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?xí)r，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(cè)下料，用振動棒在鋼梁一側(cè)振搗，將混凝土從鋼梁底擠向另一側(cè)，直到混凝土高度超過鋼梁下翼緣板，然后改為雙側(cè)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(zhì)量。

5 結(jié)語

目前在建筑行業(yè)勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛，但勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點區(qū)內(nèi)鋼筋密集，鋼骨眾多，在常規(guī)施工方法下，勁性混凝土梁柱節(jié)點施工質(zhì)量很難保證。

工程中通過對所有勁性混凝土組合構(gòu)件進行深化設(shè)計，優(yōu)化排筋、布筋，提前在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)質(zhì)量得到保障，降低了施工難度，有效提高了作業(yè)效率，縮短了施工工期。