關于房建工程中梁柱節點的施工技術要點

段國平

摘? ? 要：隨著我國市場經濟的飛速發展，我國建筑業的發展也進入到高速運轉的階段，當前，建筑的速度有所加快，并且由于預制裝配式構件都可以在工廠進行制作，裝配的工序都有嚴格的要求，所以能夠確保房屋的質量。節點作為房建結構的關鍵，對于整個結構都有重要的意義，對于保證房建的質量十分重要。

關鍵詞：房建工程;梁柱節點;施工技術要點

1? 引言

節點作為鋼框架結構的重要組成部分，對鋼框架整體受力性能、抵抗變形能力有著重要影響，國內外多次地震災害作用下，鋼結構的破壞通常發生在節點處。

2? 裝配式混凝土框架結構預制構件拼裝節點

鋼筋間距應在滿足規范要求的前提下，預留現場拼裝時施工誤差及鋼筋相互避讓所需間距。為保證鋼筋避讓的鋼筋間距控制要求，并使現場安裝方便，在前期結構截面設計時，特別要注意構件截面寬度的確定，要適當加大構件截面面積，控制構件的截面配筋率及鋼筋數量，為預制構件安裝節點設計創造相互避讓的條件，從而為生產與安裝提供便利。進行截面選取時，除考慮結構計算需要，還要根據鋼筋的錨固形式考慮鋼筋的錨固構造要求，如框架梁的底筋錨入柱中的最小長度、頂層柱的縱向鋼筋錨入屋面梁的長度、次梁底筋深入主梁的最小長度等，構件截面的尺寸應滿足鋼筋錨固要求，以實現拼裝節點設計的合規性和安全性目的。節點設計要兼顧現場施工現澆與鋼筋如何放置的問題，現澆層的鋼筋在節點處的施工操作空間要留足，如梁柱連接節點核心區箍筋的放置空間，現場施工的接駁鋼筋、焊接鋼筋的施工操作空間等。節點設計要結合現場預制構件吊裝順序綜合考慮，提前確定現場預制構件的吊裝順序，然后根據吊裝順序考慮節點鋼筋的避讓做法，從而避免現場安裝出現碰撞導致無法安裝的情況發生。

3? 梁柱節點的連接分類

3.1? 濕連接

首先用少量的腳手架支撐住預制梁，將預制板安裝在預制梁的上方，然后將預制柱安裝到位，將預制梁和預制柱疊合的層面以及節點的核心處布置一些鋼筋，再現澆混凝土。濕連接的方法只需要少量的腳手架固定住預制梁，不需要大量的腳手架以及現場模板，減少了現場施工的成本和造價。但是需要在預制梁和預制柱的節點中捆扎鋼筋，過度的鋼筋捆扎會使得混凝土在澆筑的過程中出現澆筑不嚴實的現象，影響預制裝配混凝土的整體質量，影響整體結構的安全性。

3.2? 托座式梁柱連接節點

這種連接方式主要是憑借托座的可靠性進行連接。這種方式根據托座的可靠性可以分為三種。第一種是明托座式梁柱連接節點。這種方式目前在預制鋼筋混凝土應用比較多，主要是這種方式的承載能力大，節點的剛性比較好，能夠提供良好的結構效能，但是這種連接方式的托座占用面積較大，節點的美觀度比較低。第二種是暗藏式混凝土托座式梁柱連接節點。這種方式下將預制柱的托座做成了既美觀又不占用空間的暗托座，在對于美觀要求比較高的建筑中比較常用。但是因為在制作的過程中托座的高度要設計成為與梁同高，所以在節點承載力的設計方面還存在一定的問題，節點連接的局限性比較大。第三種是暗藏式鋼托座式梁柱連接節點。這種連接方式是為了改善之前使用的暗藏混凝土托座中承載力不足的問題，在保證節點美觀的情況下提升節點的承載力，改善混凝土托座的局限。

4? 試驗方法

為分析建筑用鋼結構梁柱節點力學性能，進行了試件承載力強度、柱對節點分布力學性能影響、梁對節點分布力學性能影響試驗，具體如下：（1）試件承載力強度設建筑用鋼結構梁柱節點承受的加載力依次是正向與負向，將正向加載下的位移延性系數設為1.5、1.9、2.2、2.6、2.8，負向加載下的位移延性系數設為-1.9、-2.2、-2.6、-2.8、-3.3，分析設計的5種鋼結構梁柱節點的應力變化。（2）柱對節點力學性能影響：①當建筑鋼結構梁柱遭到正向加載力，且位移延性系數是1.5時，將軸壓比設成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，柱直徑、梁翼緣寬度、梁翼緣厚度設成10、9、5.5m，分析此條件下，梁柱節點的應力情況。②當建筑鋼結構梁柱遭到正向加載力，且位移延性系數是1.5時，將柱直徑設成5、6、7、8、9、10m，軸壓比、梁翼緣寬度、梁翼緣厚度設成0.5、9、5.5m，分析此條件下，梁柱節點的應力情況。（3）梁對節點力學性能影響：①當建筑鋼結構梁柱遭到正向加載力，且位移延性系數是1.5時，將梁翼緣寬度設成5、6、7、8、9m，軸壓比、梁翼緣厚度、柱直徑設成0.5、5.5、8m，計算A1～A5試件梁柱節點處應力，分析其力學性能。②當建筑鋼結構梁柱遭到正向加載力，且位移延性系數是1.5時，將梁翼緣厚度依成5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5m，軸壓比、梁翼緣寬度、柱直徑設成0.5、9、8m，計算A1～A5試件梁柱節點處分布應力，分析其力學性能。

5? 初始剛度計算

連接節點的初始剛度是指在彎矩作用下，M-θ曲線處于彈性范圍內時連接節點所具有的剛度，通常用彈性極限對應的割線斜率描述節點初始剛度。節點剛度是衡量節點轉動能力的重要參數，節點轉動的根本原因是節點區域的變形，本文基于鋼框架柱栓焊混合拼接節點的變形特征和破壞模式，提出節點初始剛度的計算模型。在彎矩作用下，假設鋼柱截面變形符合平截面假定，對于H型鋼柱，截面的正應力沿截面高度線性分布，翼緣部分的彎曲正應力最為顯著。在拼接節點區域，翼緣采用全熔透坡口對接焊連接，且焊材可以實現與鋼材等強，因此翼緣部分保證了拼接節點強度和剛度的連續性。在腹板區域，上下柱端不連續且沒有接觸頂緊，不能夠傳遞荷載，只能通過拼接板實現協同受力和變形。GB 50661—2011《鋼結構焊接規范》要求焊縫兩側腹板開孔，規定半徑不小于35mm，以便加襯墊保證翼緣全焊透，從而限制了拼接板的寬度，不能實現腹板全尺寸拼接覆蓋。因此拼接節點腹板處承受的彎矩相較于連續截面有所下降，從而造成翼緣較大的彎曲正應力和變形，兩側翼緣的變形差直接導致了螺栓群的轉動，即節點域的轉角θ。根據節點區域的變形及轉動特征，對于常見雙軸對稱H型截面柱及對稱螺栓群布置，現做出如下基本假定：（1）螺栓群的轉動中心與螺栓群的幾何中心重合;（2）螺栓群的幾何中心位于截面中性軸上。根據以上分析及假設，可得出鋼柱栓焊混合拼接節點轉動的本質是翼緣變形引起的螺栓群轉動，螺栓群的轉動中心位于截面中性軸上，且螺栓群的轉動形式取決于柱截面的應力分布情況。

6? 結語

總而言之，在進行預制混凝土框架結構拼裝節點的設計時，一方面要考慮節點設計要滿足規范的構造要求，如錨固長度、錨固形式等，另一方面要滿足預制構件現場安裝的要求，考慮實際施工時的碰撞問題。對于常見的混凝土框架結構的建筑均可上述幾種節點做法進行拼裝節點設計。

參考文獻：

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