復雜鋼骨混凝土勁性結構穿鋼筋節點施工技術

張誼亮，葉 桐，李鹿寧，靳交紅

(1.中國建筑第二工程局有限公司，北京 100072； 2.北京寶華國際鋼結構有限公司，北京 101400)

1 施工工程概況以及施工特點

1.1 建筑工程施工概況

對于綜合性樓層較高的建筑物，偏高層區域應該使用勁性鋼柱混凝土結構。采取這種混凝土結構的主要目的是更好地配合施工進度，選擇柱性剛，并且柱性剛的類型是由厚板拼接而成，彼此之間需要進行焊接，并且同時需要在施工現場進行安裝、起吊工作，針對性鋼柱的結構來說，需要進行深化設計，并且參與到設計制造以及現場安裝等過程，對于柱鋼的核心來說，需要在鋼筋的節點位置進行有效的處理，鋼骨混凝土在施工過程中根據存在的一系列問題，制定出合理的方案，這樣就可以保證建筑施工項目的有序開展以及滿足整體的施工要求，關于設計施工的整體進度以及相關的技術要求都需要進行控制保證，這樣就會取得較好的施工效果。

1.2 建筑工程的施工特點問題

對于混凝土結構而言，采取勁性鋼混凝土，可以有效保證建筑工程的施工進度問題，在進行現場的安裝校正以及焊接工作時，需要在圓柱形常用鋼筋捆綁完成之前，進行樓面的澆筑工作，在第一層達到一定的強度，才能夠進行上面一層的鋼柱吊裝工作，同時進行焊接以及后續的校正工作。混凝土澆筑以及吊裝的工作環節，這個環節的工作不能對其他的工序工作造成影響。在混凝土鋼筋的吊裝工作時，需要選擇合理的塔吊型號，并且根據作業要求的強度以及工作范圍，選擇塔吊的半徑。根據鋼柱所要承受的重量來要求塔吊的整體起重重量，當要求達到標準的安裝之后，才能夠進行后續的工作。通過進行交錯的方式來進行后續的工作，就可以保證在每個建筑層都具有一定的工作強度的同時各層之間需要具有勁性鋼柱的加持。勁性鋼柱需要進行吊裝焊接以及校正工作，這樣就能夠更好的滿足施工強度的要求，同時對于施工現場的鑄鋼來說，整體的工作量要求的鋼板較厚，圓柱形鋼筋對于焊接的要求以及標準是非常高的，拼接縫之間需要采取對接的方式，并且焊縫等級需要達到一定量的標準才能夠滿足工作的需求。

1.3 圖紙的設計要求

建筑單位在進行施工的過程中，需要嚴格按照設計的需求以及設計的施工圖紙進行施工，在進行柱鋼混凝土的結構優化設計時，需要對于鋼筋柱鋼的工廠制造以及加工在施工現場進行安裝節點等問題進行指導處理。建筑單位需要根據施工期間的各項工藝要求以及施工的現場環境來進行施工，同時針對節點的問題需要不斷地進行優化設計，在工作的過程中需要充分考慮鋼筋的數量、相應的規格以及主梁之間的設計問題，明確主梁之間的鋼筋間距，這樣可以方便后續的開孔以及安裝。在施工的過程中經常會出現主鋼與勁性鋼之間的交叉工作，這就需要在進行圖紙設計時，將這些可能出現的問題及時有效地處理。

2 勁性柱鋼筋的生產要求規范

2.1 基本的生產制造要求

在進行勁性柱鋼筋的生產過程中，需要遵循以下的生產要求：①所選擇的生產制造廠家必須要滿足相應的結構制造規格，這樣才能夠保證生產出來的鋼筋滿足國家規范的要求，在使用的過程中也不會出現因為鋼筋強度問題而帶來的安全問題；②關于勁性鋼筋中的材料分析，同時也需要具有一定的螺栓等方面的連接零配件，在所要求的具體連接件達到一定的設計標準要求之后，才能夠進行后續的施工安排。這也是為了滿足建筑工程在后續使用方面的問題；③在完成生產制造之后，鋼筋制成成品之后，需要根據圖紙進行驗收處理，以此來達到合格性的要求，根據相應的規范對于鋼筋之間的焊接位置，例如焊縫等需要開展探傷實驗，通過探傷檢測實驗可以更好地了解鋼筋是否滿足使用的要求，當所有的檢驗合格之后，才能夠出廠進行使用，對于制造型鋼柱的過程來說，所有的制造過程都需要有專業的人員進行現場的監督管理，在經過監督管理之后還要進行記錄分析，這樣才能夠更好地滿足生產制造的需求。

2.2 勁性柱鋼筋十字柱的制造工藝

型鋼十字柱是需要在車間內進行加工，并且的制造方式是通過分節制的制造，在對鋼筋板進行焊接處理之后，為了有效抵抗鋼筋板的變形，就需要對其進行重點控制。例如常用的型鋼鑄造材料是以低合金鋼材料為主，并且對柱鋼的厚度具有一定的要求，采取分解的方式來進行型鋼柱的制造，應考慮鋼筋的接頭位置的強度要求以及在工作起吊過程中起吊設備的承重能力。一般來說，標準的建筑物之間會采取一節性柱鋼的接頭，因此對于接頭位置具有一定的距離，要求應該位于路面的100 cm處。

2.3 型鋼十字柱的焊接工藝

對焊接性鋼十字柱來說所需要的焊接技術相當高,主要具有以下要求。

1)在實施焊接以前,首先根據焊接的試驗目標和型鋼的主要材料特點來判斷焊接的試驗方法以及工藝流程,試實驗進行以后,必須按照比較完整的試驗目標和工程的具體特點,來制定出一項比較全面的焊縫評定工藝報告,這才能夠在接下來的施工過程中,嚴格依據報告作為主體的施工要求、作為指導性的技術要求。在開展焊縫施工的過程中,先必須嚴格依據焊縫評價的項目報告來進行按照具體的技術要求根據參數條件和施工方案開展焊接,這樣就可以更大程度地保證焊接工作過程中的質量問題。

2)對于焊接工藝應該選擇采取保護焊的方式，例如進行二氧化碳氣體保護焊就可以完成低層與中層之間的焊道處理，在完成焊道處理之后，利用埋弧焊的工藝方式進行后續的焊接工作。對于二氧化碳氣體保護焊的焊接工藝來說，具體的主要參數問題是，對于焊接電流，應該選擇250～300 A。焊絲應該選擇直徑為1.2 cm，焊接電流應為30～35 V，對于焊接速度應為30～45 mm/min。以上為二氧化碳氣體保護焊工藝的技術參數。接下來是埋弧焊焊接工藝的參數問題，對于埋弧焊焊接工藝來說，焊接電流應該選擇450～500 A,焊絲對于二氧化碳氣體保護焊來說，直徑較大值為4 mm，焊接電流為36～40 V,整體的焊接速度為40～45 mm/min。在焊接的過程中，為了控制焊接變形而帶來的一些影響，對于鋼筋結構為H型鋼來說，應該選擇分段式倒退焊接以及對稱焊接的方式，在進行對稱焊接的過程中，需要保證焊接的工作電壓電流以及相應的速度問題使得各項技術符合要求參數，同時還需要保證在焊接過程中熱量分布問題，這樣就可以降低焊接變形，從而更好地使得型柱剛滿足建筑生產的需求。

3 型柱剛在工作過程中的安裝以及連接問題

3.1 型柱鋼的吊裝問題

對于柱鋼來說，其長度是按照建筑物的層高來進行劃分的，主要長度為3.9、4.2 m，同時形柱鋼的單根重量為3.5 t，若是層高超過一定的規范要求，例如34層，那么鋼柱的重量就會增加，一般來說增加至5 t左右。這就需要機械設備塔吊來完成工作的安裝，同時可以借助工作設備在工作的過程中精確地計算出相應的數據，根據施工的技術要求參數，可以獲得較為精準的結果數據。以此來滿足具體的施工要求等，經過計算機械大臂的吊裝位置為43 m時，能夠吊起來的型柱鋼的重量為53 t，這樣才能夠滿足吊裝工作過程中的重量需求問題。

3.2 第1節柱鋼的安裝以及連接問題

在安裝第1節柱鋼的過程中，首先需要將地腳螺栓進行預埋處理，同時還要檢查地腳螺栓的位置以及標出的高度，在進行吊裝之前還要對預埋的地腳螺栓、軸線位置螺栓的整體長度、螺紋的場地以及其他問題進行詳細的檢查處理。在吊裝的過程中，柱鋼和地腳螺栓之間的垂直距離有一定的要求，同時當吊裝工作穩定的時候，才能夠進行后續的工作。在停止吊裝之后需要緩慢地完成下落工作，并且需要監督管理鋼柱的底板以及螺栓的孔位情況。若是發生偏移就應該立即進行孔位的調整，確保地腳螺栓能夠順利地進入到螺栓孔之內，當所有的調整完成之后，需要擰緊螺栓螺母。這樣才是完成第1節柱鋼的安裝和連接工作。

3.3 第2節鑄鋼的安裝連接工作

柱鋼在安裝連接的時候，需要將柱鋼進行臨時的加固,在第一節的柱鋼柱腳完成以后,進行第二次的灌漿與后期的安裝處理,這樣才可以確保第1節的安裝強度問題,在以上所有的工作實現以后,就能夠完成下節的柱鋼裝配,但是對于鋼桿中的問題則是在采用高強度螺栓進行連接的同時,由于高強度螺栓也用于調整連接圓板的位置,所以必須將圓柱鋼進行重新的檢測和矯正,才可以確保在高強度螺栓工作時的強度問題。如果出現了位移問題,就需要通過精密探測儀,如經緯儀來檢測柱鋼的水平方位以及垂直位置。

4 進行結構穿鋼節點多關鍵技術問題

4.1 貫通鋼筋的安裝

對于鋼結構而言，在使用貫通結構安裝時會被安裝之類的剛度所困擾，所以如果使用梁邊部結構，就需要繞開鋼柱的困擾采取彎直角的方式，這樣會使得鋼筋在工作的過程中產生較大的水平力，從而失去縱向承載力的問題。由于這種問題的原因，在安裝的過程中需要將鋼筋進行傾斜處理，以此才能保證鋼筋在使用過程中不會產生較大的水平力問題，還可以使得傾斜處達到一定的加密，從而消除水平力，更好地滿足工作過程中的使用需求。

4.2 鋼筋副板的穿孔問題

一旦鋼筋的數量較少，在遇到腹板時，就要進行腹板的穿孔處理，將補強鋼板與鋼筋之間進行貫通，同時鋼筋的孔直徑需要變鋼筋本身的直徑大，如果是鋼柱本身為斜柱，那么鋼筋孔就應該設置為長圓孔，對于補強鋼板來說需要進行處理，那么就應該保證墻板的厚度不小于腹板的厚度，從而使得鋼筋強度滿足工作過程中的強度需求。

4.3 副板與連接板之間的焊接處理

建筑工程所需要的鋼筋結構比較多，在進行連接的過程中，需要對腹板位置進行的連接，根據設置的連接板位置以及建筑結構，對鋼筋進行節段的設置以及連接板的焊接工作，主要的焊接方式是雙面絞縫焊接。主要的計算結構強度是根據連接的厚板尺寸以及被焊件之間的強度來進行計算的，得到準確數據才可以進行后續的確定。在進行鋼筋的布置過程中，需要對連接板的位置進行確定，同時也需要設計相對應位置的鋼筋連接板，因為鋼筋之間的排列位置會對縱橫之間鋼筋的排布產生影響，原板就無法安裝鋼筋的連接，因此需要專門加設進板焊接，這種焊接方式可以為雙面角焊縫，同時對于搭板的長度有一定的要求。

5 質量控制問題分析

5.1 鋼柱安裝過程質量控制問題

對于鋼柱的安裝過程來說，需要嚴格按照國家規定的要求進行驗收處理，對于焊縫以及安裝等精度問題需要進行嚴格把控，通過第三方的檢測機構來保證焊縫的質量問題。對于主鋼定位而言，需要將主鋼的定位偏差進行控制，對于垂直度，也需要進行控制。

5.2 鋼筋安裝質量控制管理問題分析

在執行按照國家要求的規范進行生產時，對于鋼筋的質量需要進行嚴格的控制，這樣才能夠保證施工過程中的質量問題。對于鋼筋以連接板直接在焊接成樁前需要進行定位焊，這樣才能夠保證焊裝位置的準確性，同時定位焊需要具有一定的距離。對于鋼筋的質量控制而言，需滿足規范的要求，同時長度以及直徑等問題都要進行規范處理，需要做好鋼筋模板以及混凝土之間的矯正測量工作。

5.3 梁柱鋼筋節點施工技術要點分析

梁柱鋼筋節點在施工時需要注意以下幾個方面：由于鋼柱內部的原因，會導致無法使用井字的排列方式，因而只能采取八角形的骨鋼筋排列方式；其二,要進行適當的加密工作，這樣才能夠保證滿足加密區長度和高度等技術要求；第三,梁柱的節點位置應該采取骨鋼的方式或者采取骨板開孔的方式，才能夠滿足長度的要求。

勁性混凝土結構在施工的過程中，較為重要的一個環節是對其進行澆筑。因為鋼柱的存在，會使得鋼骨與螺栓孔之間存在一定的環節對應問題，這就需要在進行模板的安裝時，進行加固，從而解決模板加固之間的難度問題。對于螺釘和螺栓而言，鋼骨需要面對的問題較多，鋼筋之間的排列要求緊密一些，這樣會導致鋼筋在進行上下料時變得尤為困難，還需要振動棒不斷地插入到混凝土之內，這就會導致混凝土不夠緊實均勻，同時也會增加混凝土地落度問題，從而對配合比等產生一定的誤差。為了有效增加混凝土的強度，就需要安排專人在模板外部進行調整，這樣才可以加強混凝土之間的切合程度，同時在澆筑混凝土的過程中需要進行全程的記錄工作。

根據鋼結構施工過程中的規范驗收標準，對于鋼結構之間的焊縫以及桿安裝的精度需要進行嚴格的控制，并且需要由第三方的檢測機構進行檢測處理，這樣就能夠保證焊縫的質量，同時能夠保證工作過程滿足要求。采取復雜混凝土勁性結構的施工技術可以有效縮短整體的施工工期，與剛性連接器相比，能夠提高工作的效率。在施工的過程中可以減少施工工業人員的高空作業時間，這樣才能夠降低事故發生的幾率，從而降低了不安全的因素。對于節能環保方面來說，采取這項施工技術對環境的污染較小，同時不產生噪音，從而達到了節能環保的要求。現今鋼筋混凝土的建筑越來越多，無論從設計角度還是結構問題而言，鋼結構整體的受力較為合理，并且從含鋼量來說，含鋼量較小，這樣就經濟適用，同時對于防火性能而言，鋼筋混凝土采取外包的方式就能夠提高防火性能。

6 結束語

在完成建筑結構的施工要求之后，應該對整體的施工成果進行檢驗，進行骨鋼節點鋼筋的連接結構。與傳統的施工方式相對比，其具有提升效率，縮短時間的優點。施工技術人員的安全也會得到的提升，能夠降低事故發生的幾率，整體的安全性得到充分的提升，在施工過程中出現的不確定因素也會被有效控制，采取這種結構可以更好地降低環境污染，使得建筑工程的環保得到一定的提升，同時對于建筑施工來說也具有一定的經濟性。

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