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关于复杂工程中劲性钢筋混凝土梁柱节点的施工
作者：傅磊
来源：《建筑工程技术与设计》2015年第03期
【摘要】随着建筑的工程的复杂程度逐渐增加，劲性钢筋混凝土结构体系的应用施工越来越多。本文以某建筑工程的施工为背景，介绍了劲性钢筋混凝土梁柱节点的施工技术。工程中经过对型钢混凝土梁、柱节点施工的提前深化、 提前优化，施工质量得到了保障，工程按时完成。本文劲性钢筋混凝土梁、柱节点施工质量控制具有很好的案例性，为以后同类施工提供了很好的参考作用。
【关键词】劲性钢筋混凝土；节点；优化；施工 1、工程概况
本文施工工程总建筑面积约5万m2，地下2层、地上4层，其建设规模较大。工程结构形式为框架-剪力墙结构，典型柱网为9m×9m，其中部分结构为型钢混凝土结构，型钢部位有型钢柱和型钢梁。虽然工程用钢量不是很大，但存在较多的型钢梁、柱节点，且结构截面积相对较小，钢筋较密，在进行型钢混凝土组合结构实际施工时，梁柱节点处的穿筋、钢结构与钢筋交叉作业的衔接等方面都会产生问题。型钢柱截面有H400×400×16×25，┼500×300（200）×16×25，H500×400×16×25，H400×400（200）×16×25。 型钢梁截面有H450×400×16×30，H750×400×16×30，□1000×600×22×36，H1600×400×22×40，钢结构用钢量为1200t。 2、主要施工措施
（1）进行计算机模拟排布三维放样。钢筋排布原则为：尽量排布贯通筋，减少节点焊筋量，在设计允许的情况下尽量加大钢筋间距、保证焊接操作空间、提高焊接质量，使钢筋尽可能绕开钢柱，梁柱十字节点纵横向钢筋排布合理无冲突，可操作性强。（2）电脑三维放样后筛选排布过密， 纵横钢筋冲突，钢筋排距过小、无法焊接等施工操作有问题节点。可按以下方法处理：1）钢筋代换；2） 按设计要求控制最大间距将梁钢筋向钢柱两侧排布，中部钢筋间距按设计要求控制；3）劲性柱腹板在梁上下部位钢筋位置各开穿筋孔，焊接加强板；4）经设计单位同意，将钢筋布置调整到两排或三排， 同时注意十字交叉节点纵横向钢筋叠合尺寸错开标高。（3）梁柱节点梁钢筋排布原则：柱翼缘方向排筋先排1排，第2排筋分布到钢柱两侧穿过，两侧可排到第3排筋。柱腹板方向先由穿筋孔穿通筋，然后将剩余钢筋排布到钢柱两侧，可排至第3排。最后还有剩余钢筋与搭筋板焊接。（4）梁底筋与劲性柱连接节点：由于劲性柱混凝土先行浇筑，梁底筋与钢柱搭筋板连接板空间较小，支模后无法进行钢筋焊接。采用预焊接法即与钢柱搭筋板下表面连接的钢筋在劲性柱浇筑前预焊接钢筋段梁筋与预焊钢筋采用1级套筒连接。
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2.1框架梁钢筋穿越钢骨设计
由于本工程梁柱节点均设有钢骨，梁上下中间两根主筋在遇框架钢骨柱时需断开，断开的梁钢筋如果与竖向钢骨采用焊接连接，焊接量非常大，焊接速度跟不上，即影响了工期，又难以保证质量。在这种情况下，经设计许可，在钢结构深化设计中考虑在钢骨柱上开钢筋孔，开孔孔径大小考虑热轧带肋钢筋肋高影响，开孔直径比框架梁钢筋直径大8mm，保证框架梁主筋通过。这样即减少焊接量，又增强了工效，同时避免因钢骨开孔削弱钢骨受力。 2.2框架柱箍筋穿越钢骨设计
框架柱箍筋为封闭的四肢箍，在梁柱接头部位，柱箍筋与钢梁腹板相碰，不能采用箍筋与钢梁焊接，经与设计许可，在钢梁腹板上开箍筋孔，考虑热轧带肋钢筋肋高影响，开孔直径比框架梁钢筋直径大8mm，箍筋竖向间距与箍筋设计间距相同，同时为使箍筋绑扎方便，在不影响受力的条件下，梁柱接头处的柱箍筋做成两个不对称U型，长短边相对穿过梁钢骨上预留孔。
2.3钢筋排布的优化
型钢混凝土梁的钢筋排布如按普通钢筋混凝土梁排布，势必增加穿钢结构钢筋的数量，增加施工难度，故对梁柱节点钢筋排布进行优化，尽量增加绕过钢结构钢筋的数量，减少穿钢结构钢筋的数量。本工程劲性梁底筋配置较密、空间较小。针对劲性梁钢筋密、排布空间小的情况经设计单位同意后采取了更改梁截面，根据受力特点减少深入梁支座钢筋根数的技术措施。 2.4 代换钢筋
在梁钢筋较少的情况下， 可采取优化钢筋排布的方法，实现减弱钢筋穿过钢结构的优化效果，但是对于钢筋较多的情况， 仅采取优化钢筋排布的方法无法达到优化效果，项目部技术部门经设计同意，采取钢筋等强代换， 用大直径钢筋代换原有钢筋， 使梁筋数量减少，以达到减少钢筋穿过钢结构的优化效果。梁上下部均为26根直径25mm的钢筋， 仅优化钢筋排布后仍有16根钢筋穿过钢结构 ， 把直径25 mm的钢筋代换成32mm钢筋后， 梁上下部钢筋均变为16根直径32 mm的钢筋。 2.5搭筋板及穿筋孔设置
由于节点钢筋密集， 若不把梁柱十字交接处两个方向的梁筋标高错开， 便造成两个方向交叉钢筋空间位置重合，只能穿过一个方向的钢筋，即使另一个方向钢筋穿过，也会造成混凝土保护层厚度不符合要求，因此进行了标高调整， 因托座翼缘距混凝土表面距离固定， 所以选择改变腹板方向搭筋板及穿筋孔标高。本工程将腹板方向梁穿筋孔标高下降30mm。 穿筋孔的开孔直径参照 《型钢混凝土组合结构构造》（04SG523）规定，同时对开孔部位进行补强，焊接后由监理验收。
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2.6钢筋与钢骨连接
钢筋与钢骨梁柱连接的方法一般有三种：（1）与搭筋板焊接；（2） 预先在结构上焊接套筒进行机械连接；（3）设置穿筋孔直接穿过。本工程中，由于钢筋密集，仅靠1种方法无法解决钢筋排布问题， 因此采取3种连接方法相结合的方式进行连接。 2.6.1 梁筋与钢骨连接
钢筋与钢骨柱的连接一般位于托座位置， 直接与托座上下翼缘焊接会对钢结构截面造成不利影响，因此在托座翼缘外焊接搭筋板与钢筋进行焊接连接，搭筋板的焊接按一级焊缝进行焊接。钢柱梁距混凝土上表面150mm，距混凝土下表面100mm（图3），设计要求混凝土保护层厚度为30mm，钢筋直径以25mm为例，搭筋板设计要求厚度为30 mm， 因此搭筋板表面距混凝土外皮尺寸为60mm，由于下搭筋板与钢梁下翼缘间距只剩10mm，致使混凝土无法浇筑密实，因此把下搭筋板距混凝土外表面尺寸定为70 mm，避免出现问题。钢筋与搭筋板连接采用焊接连接， 采取双面角焊缝，焊接长度5d，本工程梁筋直径为25 mm，故焊接长度定为130mm。钢筋与下搭筋板采用预先在下搭筋板上焊接套筒进行机械连接，套筒由钢结构加工厂焊接，避免仰焊造成的施工不便与施工质量无法保证。另一个方向的腹板设置穿筋孔，同时焊接搭筋板连接钢筋。 2.6.2 柱筋与钢骨连接
由于结构柱的主筋设置较密，因此需穿过托座部分翼缘。在翼缘上开孔面积不得超过腹板截面积的20%，因此允许每侧托座翼缘部分开2个孔。不仅托座部分翼缘需开孔，还需在托座腹板部位开设箍筋的穿筋孔，箍筋穿筋孔按箍筋密度进行。 2.6.3 拉筋与钢骨连接
钢骨梁腹板位置同样需进行开孔设计，主要为拉筋的穿筋孔，拉筋间距为箍筋间距的2倍。穿筋孔沿梁长梅花状布置，间距为箍筋间距的2倍，每隔一根穿腹板，每隔一根与腹板焊接。
2.6.4 焊接质量控制
钢筋焊接采用双面焊，长度为150mm（5d）。为保证焊接质量，所有焊接均采用CO2半自动气体保护焊。焊前对焊缝两侧的油污、锈渍及其他杂物进行清理，焊接时风速不能大于三级。焊接完毕由监理对各个梁柱节点验收，验收合格后方可进行下道工序。 2.6.5 机械连接质量控制