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轉換層鋼骨混凝土梁柱節點施工技術

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：本文結合錦州國際酒店的施工過程，分析和探討解決完善轉換層勁性構件節點的設計、制作、安裝、鋼筋綁扎、模板設計與施工、混凝土澆筑等一系列施工工藝，總結形成一套轉換層勁性梁柱節點的施工技術，為類似工程施工提供借鑒。
    關鍵詞：轉換層 勁性梁柱節點 Xsteel建模

    一、工程概況：
    錦州國際酒店工程位于錦州市松山新區最顯著的位置，建筑面積101451m2；地下二層，地上四十三層，建筑總高度184.7m；是遼西五市最高的建筑，結構形式為鋼骨混凝土－剪力墻結構體系。該工程轉換層位于6層（標高29.050m處），轉換層鋼柱形式為“十”字形柱，柱截面尺寸1600mm×1600mm，混凝土采用C50砼澆筑；鋼梁采用“工”字形截面，尺寸最大為1100mm×1650mm，每延米重量1500kg；外包混凝土梁采用C35砼澆筑，最終成型尺寸1400mm×2000mm。


    二、此工程中轉換層勁性梁柱節點施工特點
    1.節點鋼筋錨固要求高
    由于勁性梁柱節點處不僅有鋼柱和鋼梁相交而且梁柱鋼筋也在此交匯，此節點形式即不能削弱鋼結構的強度，同時還要滿足框架主梁的鋼筋錨固要求。因此，對鋼結構及鋼筋錨固形式的要求非常高。
    2.鋼筋綁扎施工難度大
    由于梁、柱部位有鋼結構的存在，而且作為轉換層結構配筋量也比普通層的配筋量大的多，因此鋼筋、鋼鋼結構難免發生矛盾，導致鋼筋的施工難度異常之大。
    3.模板施工復雜
    鋼骨柱、鋼骨梁模板支設無法按照常規模板支設安裝對拉螺栓，特別在弧形梁、梁柱節點部位模板加固也是該工程的一個新課題。
    4.混凝土施工難度大
    因轉換鋼梁截面大，再加上轉換梁的上部鋼筋非常密集，致使轉換梁的混凝土澆筑非常困難。

    三、施工流程

    四、施工要點
    1.鋼結構施工
    1.1 節點設計考慮原則
    1.1.1 深化設計時要詳細核對柱、梁鋼筋的數量、間距、標高及箍筋的布置。
    1.1.2 如果轉換梁的鋼筋能繞過型鋼柱或按1：6打彎后能繞過型鋼柱，則鋼筋不斷開。
    1.1.3 不宜在型鋼柱的翼緣上開孔，在腹板上預留貫穿孔時，也要嚴格控制型鋼腹板截面損失率不大于25%。
    1.1.4 不宜在型鋼柱翼緣上焊接鋼筋，轉換梁鋼筋與型鋼柱翼緣相交時焊接在用于連接鋼筋的牛腿或拉筋板上。牛腿或拉筋板的設計不能影響模板工程，同時應保證鋼柱縱筋和箍筋的通過。
    1.1.5 型鋼柱上用于連接鋼筋的牛腿或拉筋板應為一級全熔透焊縫，工廠焊接。穿筋孔工廠預留。
    1.1.6 鋼筋與鋼牛腿或拉筋板的焊接需要滿足單面焊接10d，雙面焊接5d（d為鋼筋直徑），焊角高度由下式計算確定。


    1.2 Xsteel建模
    Xsteel建模是轉換層勁性梁柱節點順利施工的前提，利用計算機對勁性節點進行模擬可以提前清晰的反映梁柱節點中鋼結構及鋼筋的交叉關系，對鋼構件穿筋孔或牛腿的設置，及節點處鋼筋的下料提供了直觀的參考依據。設計原則上不允許在鋼梁上開孔，采用在鋼柱上增加連接板用于鋼筋焊接或鋼筋等截面代換使鋼筋從柱兩側通過的方式。下圖為利用計算機對梁柱節點進行模擬（如下圖）

    1.3 鋼構件的制作質量
    鋼構件的制作質量是施工的前提，項目部派專人駐加工廠，加強構件加工的過程控制。加工前檢查鋼材的材質和規格，其應符合設計要求和有關國家標準，并附有質量證明書；同時在構件進場時由現場的監理和質檢人員進行幾何尺寸（包括截面高度、寬度、腹板中心偏移、翼緣板垂直度、彎曲矢高、腹板局部平整度）的檢查，尤其檢查鋼筋孔位、連接板位置等是否符合圖紙要求；其允許偏差應滿足《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001），發現不合格的構件不得進入下一道工序。（如下圖）。

    1.4 鋼柱與鋼梁節點焊接
    由于轉換層鋼柱及鋼梁大多采用厚板（≥40mm），節點為全融透焊接，為保證節點的焊接質量，采用二氧化碳氣體保護焊接，焊縫等級為一級。施工過程中，明確選用技術熟練的隊伍，并完成現場考試，合格后才能上崗；由專業責任師對施工人員進行詳細交底，強調過程控制。焊接時采用對稱交叉分層的焊接方法，焊接過程中要及時交流監控數據，通過對稱交叉分層的焊接方法及時找正、消除溫差變形的影響，確保成型后構件的軸線位置、垂直度、上下段錯邊、標高符合要求。


    1.5 焊接質量控制
    1.5.1 焊接環境溫度不宜低于5℃，環境濕度不易高于80%，焊接時采取防風措施。
    1.5.2 焊接前應將待焊區域及兩側50mm范圍內的鐵銹、油污、水分等雜質去除。
    1.5.3 焊縫超聲波探傷檢驗應在焊縫焊完24小時后進行，對每一條焊縫都進行超聲波探傷。發現不合格的焊縫用碳弧氣刨清除焊接缺陷，并用砂輪打磨被焊部位，露出金屬光澤，采用原焊接方法進行返修，確保施工質量。

    2.鋼筋施工
    2.1轉換層梁柱節點內的型鋼與梁縱向鋼筋容易發生矛盾，當發生該矛盾時解決的原則為：與設計方、構件加工廠協商，通過在牛腿上的開孔使鋼筋穿過鋼構件，保證鋼筋的連續性。牛腿上的孔應在鋼構件安裝前完成，禁止現場開孔。
    2.2轉換梁鋼筋綁扎在梁柱節點處不能穿過的鋼筋采用與鋼柱牛腿焊接的方式，單面焊10d，雙面焊5d。轉換梁箍筋焊接在鋼梁的腹板加勁板上。

    2.3控制箍筋大小，箍筋小了將無法包住柱縱筋及鋼構件，箍筋大了將應影響保護層及可能出現漏筋現象。箍筋的翻樣可以采用計算機制圖，準確計算出大小，以提高鋼筋綁扎的質量。
    3.模板施工
    3.1轉換鋼梁因中間有鋼板貫穿全梁，模板加固無法采用原來的對拉螺栓方式加固，給模板加固和施工帶來很大困難。因此，在模板施工前需要在轉換梁腹板中間位置焊T16×4標準螺母，間距900mm，在模板合模后對照螺母位置安裝對拉螺栓，拆模后將臨時螺栓切除。
    4.砼施工
    4.1考慮到轉換層梁柱中H型鋼限制了混凝土的流動，并且節點處的箍筋和拉筋較密，同時由于轉換層的梁高較高，在施工前我們與攪拌站探討了一下混凝土的材料選擇，對混凝土中的碎石粒徑做了明確要求，采用5~16mm的小粒徑碎石，同時將坍落度調至180mm。
    4.2施工過程中選用Φ30的振搗棒進行振搗，在間隙狹小處采用鋼筋釬插搗和敲打模板方法輔助振搗，保證混凝土澆筑的密實度。
    4.3對局部振動棒不易插入的地方，采取在轉換梁的側模上預留振搗口的方式進行砼振搗。


    五、施工體會
    1.使用xsteel軟件進行建模，滿足鋼結構設計規范的同時滿足鋼筋的錨固要求。
    2.充分發揮計算機在施工中的應用，以達到降低成本、控制質量的作用。
    3.本工程鋼骨混凝土中鋼筋混凝土施工標準按照《混凝土結構施工質量驗收規范》（GB50204-2002）要求進行質量控制，在滿足國家規范要求的同時，我們又進一步要求按照《遼寧省結構金獎評審標準》執行，增加了質量的控制力度。通過嚴格的質量控制，鋼骨安裝質量和焊縫要求達到國家有關規范標準和設計要求，同時混凝土的施工質量也取得了理想的效果。


    參考文獻：
    1. 《中國大型建筑鋼結構工程設計與施工》中國建筑工業出版社
    2. 《混凝土結構施工質量驗收規范》（GB50204-2002）
    3. 《建筑施工手冊》中國建筑工業出版社.2003.
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