型钢混凝土梁—柱节点（共9篇）
型钢混凝土梁—柱节点 篇1
引言
型钢混凝土组合结构由于其使用功能好、施工快捷、造价低、性能好等优点, 在实际工程中得到了较为广泛的应用。近年来对型钢混凝土组合结构构件的研究较多, 也日趋成熟, 但对节点研究较少。节点是连接梁和柱的关键部位。梁和柱的内力通过节点传递, 因此节点工作的安全可靠是保证结构正常工作的前提。同时节点处于压弯剪复合应力状态, 受力比较复杂。因此研究并弄清楚节点的受力性能、破坏机理, 使节点设计得传力明确, 计算可靠, 构造合理是十分重要的。同时, 为保证组合结构的梁柱节点区混凝土的密实性, 节点的连接构造还应做到构造简单, 便于浇筑混凝土, 确保梁端型钢部分的应力能可靠地传递到柱型钢。
1 型钢混凝土梁柱构件组合型式
型钢混凝土构件是在混凝土中主要配置型钢, 也配置构造钢筋及少量受力钢筋。配钢的形式主要有实腹式型钢和空腹式两大类。实腹式型钢主要有工字钢、槽钢及H型钢等。空腹式配钢是由角钢构成的空间桁架式的骨架。梁型钢和柱型钢翼缘用焊接或螺栓连接。当为焊接时, 应保证焊接质量, 符合钢结构规范的规定。当为螺栓连接时, 应考虑螺栓孔对型钢削弱的影响。
型钢混凝土结构中常遇见三种梁节点的组合形式:
(1) 型钢混凝土梁-型钢混凝土柱的节点连接;
(2) 钢梁-钢混凝土柱的节点连接;
(3) 钢筋混凝土梁-型钢混凝土柱的节点连接。
型钢的连接形式要易于混凝土的浇灌, 保证节点区混凝土的密实性, 柱中型钢和主筋的布置应为梁中主筋穿过留出通道。梁中主筋不应穿过柱型钢翼缘, 也不与柱型钢直接焊接。型钢腹板部分应设置钢筋贯穿孔时, 截面缺损率不应超过腹板面积的20%。
节点型钢部分的连接形式, 分为柱翼缘贯通形和梁翼缘贯通形。采用柱翼缘贯通形时, 应在梁翼缘位置设置加筋肋。各种连接形式的特点如下:
(1) 水平加劲肋形式:应力传递平顺合理, 是型钢节点的常用连接形式, 但由于有水平加劲肋的存在, 使混凝土的浇筑产生一定的困难, 应采取相应的构造或从施工工艺解决的措施 (如图1 (a) ) 。
(2) 水平三角加劲肋形式:改变了形式1中混凝土浇筑困难的条件, 但是应力的传递比形式1差[9]。三角加劲肋使柱子腹板产生较大的应力集中, 应进行有关的验算 (如图1 (b) ) 。
(3) 垂直加劲肋的形式:混凝土易于浇筑, 但翼缘的应力, 要通过柱翼缘和垂直加劲肋传递, 应力传递不直接, 性能不如前两种形式。
(4) 翼缘贯通形式:将型钢柱翼缘切断后焊在贯通的梁翼缘上, 其传递应力性能和形式1大致相同, 因此应力传递没有什么问题, 但同样存在混凝土浇筑困难的问题。
2 型钢混凝土梁柱节点连接型式与构造要求
型钢混凝土梁柱节点的连接, 均宜采用柱型钢贯通型, 型钢混凝土柱内型钢截面形式和纵向钢筋的配置应便于梁内纵向钢筋贯穿节点。在型钢混凝土组合结构中, 根据梁柱节点连接型式的不同, 可以分为三类:
(1) 型钢混凝土柱与型钢混凝土梁的连接。一般情况下, 梁内型钢与柱内型钢在节点内应采用刚性连接。节点内梁、柱型钢的连接构造 (如图1 (a) 、图2) 应满足《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) [8]的构造要求。为了保证梁端内力更好地传递, 还应沿高度方向, 在型钢柱对应于型钢梁的上、下翼缘处设置水平加劲肋, 加劲肋形式宜便于混凝土浇筑, 水平加劲肋应与梁端型钢翼缘等厚, 且其厚度不宜小于12mm。
(2) 型钢混凝土柱与钢梁的连接。为保证节点的内力传递, 梁内型钢翼缘与柱内型钢翼缘应采用全熔透焊缝连接, 梁腹板与柱宜采用摩擦型高强度螺栓连接, 悬臂梁段与柱应采用全焊接连接。连接节点内梁、柱型钢的连接构造, 应满足GB50017-2003《钢结构设计规范》及JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》[9]的构造要求 (如图3) 。图中型钢梁与型钢柱采用现场焊接, 施工时, 先将钢梁与钢柱用安装螺栓进行连接, 然后再进行焊接。这种连接方法要求梁、柱连接处焊缝应满足抗弯、抗剪的强度要求, 同时现场的焊接质量应有可靠保证。
(3) 型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接。这种连接中要求钢筋混凝土梁的纵向钢筋应伸入型钢混凝土柱节点, 且应满足钢筋锚固要求, 因此可采用钢筋混凝土梁纵向贯通、钢筋混凝土梁纵筋与短筋梁搭接、钢筋混凝土梁纵筋焊于钢牛腿三种连接方式。此外, 钢筋混凝土梁纵向钢筋也不应与型钢混凝土柱内型钢直接焊接。当必须在型钢混凝土柱内型钢翼缘上预留贯穿孔时, 宜按型钢混凝土柱端最不利组合的内力验算预留孔的承载力, 若不满足, 应予以补强。当必须在型钢混凝土柱内型钢腹板上预留贯穿孔时, 型钢混凝土柱内型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积的25%。
3 节点探讨与几点构造建议
型钢混凝土柱中纵向受力钢筋不应在中间各层节点中截断。型钢混凝土框架柱、梁的纵向受力钢筋在梁柱节点区的锚固和搭接应符合GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的规定。
根据型钢混凝土与型钢混凝土梁连接的二级抗震等级其他层中间节点和端梁柱节点公式:
式中—考虑地震作用组合的框架节点左、右两侧为型钢混凝土梁的梁端弯矩设计值;
HC—节点上柱和下柱反弯点之间的距离;
Z—梁端上部和下部钢筋合力点或梁上部钢筋加型钢上翼缘和梁下部钢筋加型钢下翼缘合力点, 或型钢上、下翼缘合力点之间的距离;
Hb—梁截面高度;当节点两侧梁高不相同时, 梁截面高度Hb应取其平均值。
在这个公式中Mbl, Mbr, Z, Hb都是恒定不变的, 唯有会因型钢混凝土柱的翼缘受到截面消弱而减小。HC减小Vj势必也会减小, 因为型钢混凝土梁、柱类构件比较巨大, 无法用实验证明, 但可以通过给公式赋以一定的值来观察公式结果变化的趋势。
根据多数转换梁的实践证明, 在型钢混凝土结构构件中必须对此进行设计的改进, 否则不仅设计的思想在施工难以进行, 而且会降低工程的质量, 所以对型钢混凝土类结构建议进行如下改进:
(1) 利用等强代换, 减少截面内主梁钢筋的数量。比如工程中主筋采用的二级钢筋, 能否考虑用三级钢或四级钢取代, 钢筋数量减少, 自然节点部位处理起来就比较简单, 就不出现柱子中型钢截面的削弱。
(2) 采用增加梁的高度, 来改变主梁钢筋的分布。在原有钢桁架梁的基础上, 通过在其上或其下增加附梁的方式, 将原有截面中减少的钢筋在附梁中以一个大于1的系数假设, 通过设计验算应该说可以实现。
摘要：型钢混凝土结构作为一种重要的结构型式, 其主要优点是组织形式比较灵活, 结构受力良好, 大大提高结构的抗剪、抗弯能力, 被较多应用到高层建筑和一些大跨度结构中。尤其节点是框架类结构的关键部位和薄弱环节, 各国学者都非常重视节点性能的研究。然而型钢混凝土结构由于其构件形式特点, 其节点连接成为型钢结构的难点, 尤其是在配有钢筋情况下, 其连接的型式更为复杂, 本文着重从型钢混凝土梁柱节点连接型式与构造要求进行深入的探析。
关键词：型钢混凝土结构,节点,连接型式,构造要求
型钢混凝土梁—柱节点 篇2
【关键词】框架结构；节点；混凝土；裂缝
在高层框架建筑结构中，梁柱节点布局十分复杂，多数工程因为施工不当或者节点施工技术不精湛的限制，使得节点处一直处于建筑施工的薄弱环节，且造成了大量的材料浪费。这种现象在建筑领域并非是个别问题，已成为整个框架结构施工的通病，值得我们在施工中加以重视。
1、梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法
在梁柱节点的施工中，根据混凝土强度等级的不同，施工方法也有所变动，不能对这些施工技术一概而论。目前，我们常见的梁柱节点不同强度等级的混凝土施工方法如下：
1.1不同等级混凝土邻接面的留设
框架结构是高层建筑工程施工的主要结构形式，节点作为框架结构中最关键的连接枢纽，有着数量多、布局复杂的特点。在设计工作中，对节点的结构组合、应力计算结果都要求要保证在同一平面内，且混凝土等级要达到预计标准。钢筋混凝土框架结构在施工中，通常都是将水平施工缝置放在柱脚，也有一些单位在柱顶也留置了相应的施工缝。若是在同一层施工中，竖向构件与水平构件必须要同时进行浇筑、振捣，这样可以避免在柱顶形成施工缝。
1.2梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
高层建筑是目前的主流建筑物，在施工中多数都是以商品混凝土或者是在施工现场建立搅拌站泵送振捣的。在这种施工条件下，梁柱节点的核心部位混凝土振捣极为困难。目前常见的这一区域混凝土浇筑方法为：在柱顶不管是否留置施工缝，均应当采用塔吊或者混凝土输送泵将配和好的混凝土输送到浇筑位置，然后采用分层振捣的方式来振捣。需要注意的是，在楼面梁板的振捣中，需要提前留置出45°斜面，在混凝土初凝之前用泵送的方式将混凝土浇筑在梁板上。以这种方法进行节点混凝土浇筑的时候，需要控制好混凝土等级，避免因为混凝土强度差异而使相邻平面出现冷缝，同时需要在梁柱顶部或者底部留置施工缝，用来缩小节点核心区域的振捣时间，提高混凝土施工速度，避免因为振捣混凝土而产生裂缝。同时，在梁柱节点核心区也是整个框架结构中钢筋最为密集的地区，因此振捣的时候需要采用小型的振动棒进行振捣，以避免出现振捣死角以及漏振。对于那些钢筋过度密集的部位，需要事先和设计单位联系，并及时的采取防范措施，确保混凝土振捣工作的顺利开展，保证核心区混凝土的耐久性与整体性。
2、梁柱节点随同楼面一起浇捣
梁柱节点同楼面一起浇筑、振捣是相对传统的梁柱节点不同强度等级混凝土振捣而言的，在振捣中不需要对不同强度等级的混凝土进行区分，这样有效的节省了施工时间，且避免了在施工中产生冷缝，但是这种施工方法在使用中仅局限于柱子混凝土与梁板结构的混凝土等级相差不超过二级。在施工中提前指出，梁柱节点随同楼面一起振捣的时候，如果选用梁板混凝土强度基准，那么整个建筑结构极容易出现竖向荷载力不足的现象，以及在地震作用下容易出现核心点去承载力不足的问题，甚至影响到建筑物使用年限，因此在施工中很少选用这一方法进行施工。
3、控制和消除梁柱节点处裂缝的具体措施
3.1裂缝出现原因
在高层框架建筑结构施工中，梁柱节点不同混凝土强度等级施工通常都是按照先柱后梁的施工顺序施工。经过多年施工实践发现，这种施工方法经常会在梁柱节点处、不同等级的混凝土交接处产生一些细微的裂缝。经过观察与研究得出，这些裂缝不是因为荷载而引起的裂缝，因此并不影响结构安全。但是它的出现必然会给住户以及施工监理带来不满，因此虽然裂缝细微、影响不大，但还需要我们认真落实每一道施工步骤，从严要求、针对裂缝产生原因有目的的采取相应的预防措施，尽可能的将各种裂缝控制在预计范围内，从而提高施工质量。
(1)在我国建筑施工当中，梁柱节点出的混凝土普遍存在着等级差异、变化明显的特征，在施工中必然会选择两种不同强度的混凝土进行施工。两种混凝土等级不相同必然会造成水泥用量、水泥品种选择上存在差异。在不同强度等级的混凝土上，水泥用量、陪和比、用水量都存在差异，由水泥水化热所产生的温度变化也有着一定的差异，这是交接部位出现裂缝的主要原因。
(2)在施工中，柱子断面、刚度增加的同时，梁截面相对较小，受到柱子强大约束力的影响，混凝土收缩限制较大，这也容易造成裂缝的出现。
(3)随着建筑结构的增大，商品混凝土所占比例越来越突出，高强度、大体积的混凝土越来越常见，这些混凝土普遍存在着水泥用量多、水灰比大、含砂率高的特点，这也是导致不同等级混凝土交接部位产生裂缝的原因。
(4)在现浇混凝土制度的影响下，经常会出现梁板上面水分保养充足，下方得不到有效的水分补充，这就容易出现内外不均匀收缩问题，也容易梁板结构两侧出现裂缝。
3.2防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析，采取改进的具体措施如下：
(1)要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
(2)节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
(3)梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。
(4)在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁板的抗裂性。
(5)加强混凝土的养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架未拆除之前，可以用高压水枪对梁进行浇水养护，并推迟梁侧模的拆模时间。严格控制节点区柱子部位混凝土的坍落度，该部位混凝土宜采用塔吊输送，以降低坍落度。若柱混凝土坍落度较大，柱头混凝土应待梁板混凝土卸料后再振捣，以避免柱混凝土浆液过多的透过钢丝网流失到梁中。
4、結语
高层建筑的框架结构节点处，经常会出现柱混凝土强度等级比同一层梁板高的情况，通常的施工方法是先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分，然后于初凝前再浇梁板混凝土。只要采取的针对性措施到位，并精心施工，梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝完全可以得到避免。
参考文献
[1]唐日辉.论建筑构件节点不同强度等级混凝土的常见施工方法[J].黑龙江科技信息,2009(05)
[2]范文生.梁、柱节点不同强度等级混凝土的施工及问题分析[J].民营科技,2009(03)
[3]周平,董国荣.梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法[J].黑龙江科技信息,2007(10)
型钢混凝土梁—柱节点 篇3
型钢混凝土(SRC)结构是由钢筋混凝土和其内置型钢骨架组成的一种新型结构,作为钢—混凝土组合结构的一种主要形式,其内置的型钢骨架可以是工字钢、十字型钢、角钢等。与我们熟悉的传统钢筋混凝土结构相比,承载能力高,刚度大,抗震性能好是型钢混凝土组合结构的主要优点,同时可有效减少构件截面、增加建筑使用空间、改善钢筋混凝土的脆性剪切破坏,加快施工进度;与钢结构相比,可以节约钢材(可比采用纯钢结构节约50%以上[1,2]),增大刚度,有效阻止型钢的屈曲,提高结构的抗火性能和耐久性。目前,国内已有很多学者对型钢混凝土结构进行了研究,然而对梁柱节点的研究却不多见。连接建筑中重要部位梁和柱的节点承受着弯压剪复杂的应力状态,国家标准建筑抗震设计规范中提出的“强柱弱梁,强节点强锚固”的设计意识正体现了节点在结构设计中的重要地位[2]。目前,我国国内在梁柱节点受力方面的研究很少,限制了该结构体系的发展和应用[1],所以需要加强对型钢混凝土梁柱节点的理论研究。
1 型钢混凝土梁柱节点形式
型钢混凝土梁柱节点的形式根据结构形式的不同主要有以下5种[1,14]:
1)RC梁—SRC柱节点;
2)SRC梁—SRC柱节点;
3)S梁—SRC柱节点;
4)SRC梁—RC柱节点;
5)SRC梁—S柱节点。
针对钢筋混凝土造价低的特点,在国内外许多工程上广泛采用的是型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁结合使用,不仅受力合理,经济上也有很大优势,基于这个原因,国内许多学者针对以梁中纵筋在节点区的锚固连接上的RC梁—SRC柱节点所做的试验研究较多。RC梁—SRC柱的节点构造形式主要有以下几种:
1)钢筋混凝土梁中设置的纵筋在型钢混凝土柱的两侧断开,并与型钢柱的翼缘进行可靠的焊接,并根据规范在相应部位设置加劲肋[2]。
2)在型钢混凝土柱内型钢上类似厂房柱那样布置“工字钢”形式的牛腿,钢筋混凝土梁中的部分主筋连续穿过型钢混凝土柱,其他部分梁内的主筋在柱两侧截断与设置的“工字钢”牛腿进行焊接连接[15,16]。
3)在文献[1]中采用梁纵筋贯通的形式,削弱的柱翼缘由角钢进行补强,角钢与钢板的组合形成牛腿,试验表明此种构造方法是正确的,破坏为典型的梁受弯破坏,满足了“强柱弱梁,强节点强锚固”的设计原则。
柱钢骨在SRC梁—SRC柱和S梁—SRC柱的节点连接中一般连续设置,而将型钢柱两侧的梁中的型钢断开并与柱型钢翼缘用焊接或螺栓连接的方式进行可靠连接,在S梁—SRC柱的连接节点中应采用刚性连接。梁中型钢在SRC梁—RC柱的连接节点中可不截断连续通过节点,型钢混凝土梁中主筋也保持连续贯通,而钢筋混凝土柱中主筋则在梁钢翼缘两侧及翼缘中通过,且在节点中可配置交叉斜筋(利用柱边的中间两三根竖向钢筋在节点内向对边的对应位置弯折而成),节点内水平箍筋的体积配箍率不应小于0.3%。而在SRC梁—S柱的连接节点中,梁型钢在柱两侧断开,但应与翼缘可靠地连接[3,4]。
2 型钢混凝土梁柱节点的抗震性能
研究证明,型钢混凝土梁柱节点在水平低周反复荷载作用下表现出良好的抗震性能:
1)抗剪承载力。由于内部含有型钢,其抗剪承载力比普通钢筋混凝土梁柱节点要高很多。影响因素主要有型钢含钢率、箍筋的配箍率、混凝土的强度等级、轴压比、型钢的形式以及节点核心部位的混凝土所受到的约束程度等[11]。
2)延性和耗能性能。试验证实,型钢混凝土节点具有很好的延性和耗能性能优势,钢筋混凝土节点的滞回环有所谓的“捏缩”现象,延性系数仅为2.0左右;型钢混凝土节点在达到极限荷载后承载力并不是急速下降而是缓慢下降,滞回环呈现出丰满的梭型,延性系数均大于4.0,具有良好的延性和耗能能力[9]。在文献[2]中,试验结果分析发现,当型钢混凝土节点在最大荷载时,等效粘滞阻尼系数达0.3左右,大约是钢筋混凝土节点的3倍。
3)节点核心区的刚度退化和剪切变形。试验表明,按GB 50010-2002混凝土结构设计规范最小配箍率的要求设计的型钢混凝土节点,其节点的剪切变形要比相同条件下的普通钢筋混凝土节点要小很多,节点刚度退化缓慢。型钢混凝土梁柱节点核心区的约束程度和梁中纵筋在节点区的锚固连接状况是影响节点刚度退化的主要因素[7]。
3 节点抗剪承载力计算方法分析
对于钢筋混凝土结构,一般有以下几种受力机理:1)斜压杆机理;2)桁架机理;3)剪摩机理;4)组合块体形式下的抗剪机理。由于型钢混凝土节点中的混凝土与钢筋混凝土节点中的混凝土破坏现象较为相似,可以采用斜压杆机理建立型钢混凝土结构节点的抗剪承载能力计算公式。
文献[9]给出节点抗剪承载力公式为:
其中,fc为混凝土轴心抗压强度;kw对于内节点为0.8,对于边节点取0.9,其承载力主要由混凝土、钢骨腹板及箍筋共同承担。但是该公式要在各种框架节点形式下求出γ,并且未能考虑柱轴压比和梁内纵筋的影响。
文献[10]给出节点的抗震承载力公式为:
Vu=Vwh+Vih+Voh+Vcs (2)
其中,Vwh为型钢腹板抗剪承载力,
文献[15]建议的地震作用组合下型钢混凝土梁柱节点的受剪承载能力计算公式为:
其中,δj为节点形式系数,为考虑梁柱对节点核心区混凝土约束程度,采用节点形式系数,对于十字节点取3.0,T字形节点取2.0,L形节点取1.0,其系数是根据日本有关试验结果给出的。
文献[16]给出在地震作用组合下节点的受剪承载力计算公式:
一级抗震等级:
二级抗震等级:
当为型钢混凝土柱与型钢混凝土梁连接的节点时α=0.3,β=1.0;SRC柱—RC梁节点时α=0.14,β=0.35,SRC柱—S梁节点时α=0.25,β=1.0。
其中,ϕj为梁柱节点的位置影响系数,对中柱节点可以取系数1.0,边柱节点和顶层中间节点取系数0.7,顶层边节点取系数0.4;ηj为梁对节点的约束影响系数,一般情况下取1.0;hj为节点关键核心部位水平截面的高度,hj=hc;bj为节点关键核心部位水平截面的宽度,当梁截面宽度bb≥bc/2时,取bj=bc,当bb<bc/2时,取bj=bb+0.5hc和bj=bc二者中的较小值。
式(5)未给出其SRC梁—RC柱的连接和SRC梁—S柱的连接节点的α,β系数,而且只考虑其抗震等级为一、二级时的抗剪承载力,当三、四级时,未给出公式计算。
文献[19]给出节点抗剪承载能力计算公式:
其中,ϕ为节点位置影响系数,对中节点取1,边节点取0.8,当ω≥0.25时,ψ=1+1.7(ω-0.25),当ω<0.25时,ψ=1,其中ω=A/(hcbc),表示约束梁截面在节点范围内的面积覆盖率;η为折算截面轴压比,
4 型钢混凝土梁柱节点研究中存在的问题
1)针对节点方面的系统性试验研究较少,目前型钢混凝土梁柱节点的试验研究大都集中在SRC柱—RC梁的连接构造和节点承载力上,缺乏系统性;SRC柱—SRC梁的连接节点试验进行较多的是节点的破坏形态和承载力方面的科学研究,其对梁柱节点的连接构造和受力机理的研究还不够深入;SRC柱—S梁连接节点的试验研究则较少,限制了其在超高层、大跨建筑中的应用和发展;另外,关于型钢高强混凝土组合结构节点的试验研究资料很少,研究主要是针对具体工程进行的试证性试验研究,缺乏系统性。而且还加强对装配整体式型钢混凝土框架节点和型钢混凝土转换节点等试验研究,以增加工程上的应用。
2)对节点的内力传递机理不明确。由于上文提到型钢节点主要有五种节点形式,而且节点处于压弯剪复合受力状态,内力传递机理较复杂。国内规程中大都参考日本的规定,但是日本主要采用SRC柱—S梁,而我国大部分采用SRC柱—RC梁,因此有必要对此规定进行合理性的研究。
3)节点承载力计算公式还有待进一步改进和完善,主要是如何考虑如梁柱的约束、轴压比、箍筋对混凝土约束等因素对混凝土抗剪能力的影响,还有对装配整体式型钢混凝土框架节点和型钢混凝土转换节点公式进行验证和推导,使型钢混凝土有更广阔的前景。
总之,目前国内急需进行系统的关于型钢混凝土节点的设计方法,受力机理和抗震性能的研究,主要有轴压比的影响(文献[2]指出,节点开裂剪力与极限剪力随轴压比的增大而提高,但该文献是在轴压比小于0.5的情况下得出的,在大于0.5时未给出结论,而且该结论是对SRC柱—SRC梁节点,对于其他形式的节点还有待于研究,还有轴压比在什么范围内会由剪切破坏转化为受压破坏)、骨架曲线及滞回曲线特征、刚度退化及计算方法等,以期为型钢混凝土节点分析和设计提供参考,从而为其推广应用打下坚实的基础。
摘要：介绍和分析了当前常用的型钢混凝土梁柱节点构造形式,以及国内关于型钢混凝土梁柱节点的抗剪承载力计算公式和节点受力机理,并对其节点的抗震性能和设计研究中存在的主要问题进行分析,以期为型钢混凝土梁柱节点设计提供指导。
型钢混凝土梁—柱节点 篇4
【关键词】混凝土强度等级；梁柱节点；处理
混凝土强度等级不同，结构梁柱节点处理需注意的细节也就不同，原因在于混凝土强度等级会度梁柱节点施工质量产生影响，所以必须依据混凝土强度等级进行梁柱节点施工，以免处理不当，引发施工问题。为了探讨建筑工程梁柱节点施工工艺，笔者现以混凝土框架建筑工程为例，对混凝土框架建筑不同强度等级下的梁柱节点处理措施作详细分析，内容如下。
1.混凝土框架建筑施工中存在的问题
混凝土框架建筑施工可能会受到混凝土强度等级的影响，尤其是在梁柱混凝土工程施工中，混凝土强度等级不同，处理难度就越大，就越需要在梁柱节点处理前期弄清混凝土的强度等级，确保梁柱节点处理的有效性，以免在引发施工问题的同时，降低了混凝土结构强度，影响了结构的受力性能。
现代混凝土框架结构建筑在设计施工时一般遵循“强柱弱梁”设计原则，目的是为了提高建筑结构的抗震性，防止建筑在震中倒塌。除了该设计原则外，现代建筑施工还会坚持“强节点、强锚固”以及“强剪弱弯”两项设计原则。为了满足上述设计要求，现浇混凝土框架结构建筑的柱混凝土强度比梁混凝土强度要高很多倍，且建筑楼层数量越多，高度越高，梁混凝土强度与柱混凝土强度之间的差距就越大，设计施工难度系数便越高。深析现浇混凝土框架结构建筑施工工艺，不难发现梁柱节点处理是其施工中的一个关键点，也是建筑施工中存在的一个关键问题，一旦施工处理不当，建筑工程质量及建筑结构稳定性必将受到影响。为此现代建筑施工还应重视梁柱节点处理，重视不同混凝强度等级下的梁柱节点处理。
2.不同强度等级下的混凝土梁柱节点施工
2.1不同强度等级下的混凝土邻接面留设
现代建筑大多采用钢筋混凝土做主要施工材料，建筑结构形式也多以钢筋混凝土结构为主。基于这一结构背景，建筑结构梁柱节点的复杂性更深，设计时极易受荷载组合内力影响，为满足设计需要，要求建筑竖向结构的混凝土强度等级必须大于横向结构上的混凝土强度等级，因而导致梁柱混凝土强度差出现，增加了梁柱节点处理难度。如果建筑工程结构属钢筋混凝土结构，则梁柱节点施工一般会在柱脚位置留设水平施工缝，若柱顶也需留设，则多留于相应的梁底处。如果施工时建筑竖向结构构件与横向结构构件同时进行混凝土浇筑、振捣，则无需留设施工缝。
2.2混凝土强度等级不同下的梁柱混凝土浇捣
根据高层建筑多数使用商品混凝土或现场搅拌站泵送浇捣的情况，梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法为：不管柱顶留或不留施工縫，均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施，确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
2.3梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时（10N/mm2） ，可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用。
3.梁柱节点裂缝处理
梁柱节点施工中可能会产生裂缝，这需要在施工时对裂缝做正确处理，以免影响施工质量。在处理裂缝之前，应先对裂缝产生的原因进行分析，观点如下：
3.1裂缝产生的原因
梁柱节点裂缝形式多为微裂缝，这类裂缝并非荷载力作用造成，不是结构裂缝，所以不会对建筑结构稳定性造成过大影响，但由于裂缝的存在影响美观性，所以施工中仍然需要采取措施对裂缝进行控制。梁柱节点处理中裂缝产生的原因包括以下几个部分：
（1）梁柱节点位置，梁混凝土强度与板混凝土强度是有所差距的，当差距为两个等级时，混凝土结构的水泥用量、水灰比设计、施工用水等都不相同，从而导致混凝土浇筑施工产生不同的水化热，收缩性能有异，最终造成梁柱节点裂缝，影响建筑美观。
（2）梁柱交界处施工，柱子的断面面积比梁结构截面面积要大，结构刚度也相对要强，柱混凝土结构收缩会对梁混凝土结构收缩性能产生约束，进而导致混凝土裂缝。
（3）不同强度等级混凝土中，强度较高的混凝土水泥用量较多，内部含砂率、坍落度也比强度等级低的混凝土要大，加之梁柱节点施工存在不同强度等级，所以很容易产生高低混凝土强度等级差，导致梁柱交界处裂缝。
3.2防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析，采取改进的具体措施如下：
（1）要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
（2）节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
（3）梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。
（4）在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。
4.结束语
综上所述，现代建筑施工中难免会遇到梁柱节点处理问题，考虑到梁柱节点处理工艺的好坏直接影响着建筑结构的施工有效性，甚至有可能对建筑结构稳定性造成影响，所以本文强调建筑施工必须做好不同强度等级下的梁柱混凝土结构施工，依据混凝土强度等级来施工梁柱构件，以免破坏结构受力，影响梁柱节点部位的施工质量。在本篇文章中，笔者着重论述了不同混凝土强度等级下的梁柱节点处理问题，并给出了相应的处理措施，希望对同行工作有所帮助。 [科]
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型钢混凝土钢结构梁柱吊装工艺 篇5
某工程位于广州珠江新城花城大道与海清路交界处, 本工程总建筑面积约11.63万m2, 其中地下为三层, 地上由5栋44层结构组成, 分别为T1-T5栋。其中T1栋建筑总高度均为146.8m, T2栋、T3栋、T4栋和T5栋为建筑总高度均为149.95m。
从-3层至4层各层的结构标高为-3层-12.200m、-2层-8.200m、-1层-4.200m、1层±0.000m、2层7.95m、3层11.1m、4层16.8m。
T1~T3栋相互紧邻。T4、T5栋相互紧邻。如图1:
2 钢结构工程概况
本工程钢结构工程包括五栋住宅楼-12.2m标高~16.8m标高的H型钢和十字型钢钢骨柱, 还有+16.8m标高的焊接H型钢钢骨梁。
本工程钢结构用钢量:钢柱1372.16t, 钢梁399.82t。
3 现场施工条件
T1-T5栋位于项目北区, 项目地下室有三层。现场布置有土建施工用塔吊, 起重量最大6t, 除少量预计埋件外, 其他钢结构均不用塔吊进行吊装。北区基坑边缘距离围墙最宽处约10m, 最窄处不到3m, 造成吊装机械只能在围墙外站位。由于基坑与围墙间的部分空地并不多, 仅约5m宽, 土建已经用作钢筋堆场及加工场, 现场工地内已没有场地提供给钢结构作为堆场。待钢结构要安装时, 直接从花城大道上的货车用300t汽车吊将待安装的钢结构吊装到位。
4 钢结构现场安装方案
4.1 施工准备
⑴在现场钢结构安装前, 施工技术人员必须熟悉合同、图纸及规范, 编制详细的施工组织设计、各分项工程技术交底, 做好各项施工技术准备。
⑵主要机械设备确定
(1) 主要吊装机械
钢结构安装考虑到构件重量重, 工期又紧, 现场钢结构主要利用汽车吊进行吊装。每阶段钢结构安装均采用1台300t汽车吊。
(2) 本工程钢结构现场连接方式主要为焊接连接, 由于钢柱截面尺寸较大, 为增加焊接效率, 采用手工焊和CO2半自动焊结合, 以加快焊接速度。根据本工程的现场焊接工作量, 需配置CO2半自动焊机10台、交流弧焊机5台。
(3) 测量仪器的准备:本工程需配备全站仪1台、经纬仪2台、水准仪2台及50m卷尺若干等, 所有测量仪器在使用前, 均需计量标定, 并在计量有效期内使用, 超过有效期的要重新计量。
⑶构件进场验收检查
钢构件进场后, 按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符, 发现问题及时在回单上说明, 反馈给工厂, 以便更换补齐构件。按设计图纸、规范及工厂质检报告单, 对构件的质量进行验收检查, 做好检查记录。为使不合格构件能在厂内及时修改, 确保施工进度, 也可直接进厂检查。主要检查构件外形尺寸、螺孔大小和间距等。检查用计量器具和标准应事先统一。
制作超过规范误差和运输中变形的构件必须在安装前在地面修复完毕, 减少高空作业。
⑷钢构件堆场安排、清理
按照安装流水顺序将配套好运入现场的钢构件, 利用现场的装卸机械 (主要利用汽车吊) 尽量将其就位到吊机的回转半径内。钢构件堆放应安全、整体, 防止构件受压变形损坏。构件吊装前必须清理干净, 特别在接触面、摩擦面上, 必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。
⑸现场柱基检查
(1) 定位轴线的检查
根据控制定位轴线引到柱位置的基础上, 定位线必须重合封闭, 每根定位线的总尺寸误差是否超过控制数, 定位轴线必须垂直或平行;定位轴线的检查应由业主、监理、总包 (土建) 、安装联合进行检查, 对检验的数据要统一认可后才能进行钢结构的柱脚预埋;要把检验合格的建筑物定位轴线引到柱顶上。
(2) 柱间距检查
柱间距检查是在定位轴线被认可的前提下进行的, 用标准钢卷尺实测柱间距, 柱间距的偏差值应严格控制在±2mm以内;
(3) 柱中心线的检查
检查柱中心线与定位轴线的偏差。钢结构的安装质量和工效与柱基的定位轴线、基础标高直接有关, 必须对定位轴线的间距、柱基面标高和地脚螺栓预埋位置进行检查、测量, 并经过监理及相关部门复测合格后才可进行下一节柱子的安装。
4.2 钢结构施工阶段现场吊机布置情况分析
本工程钢结构的施工主要为5栋住宅楼的-12.2m标高~16.8m标高的钢骨柱的吊装 (-3F~3F层) 及16.8m标高层 (4F) 的钢梁的吊装。
考虑到钢结构施工周期较短, 吊装内容也不是非常多, 现场施工时, 土建总包单位布置的塔吊没有考虑钢结构的吊装, 现场仅布置供土建施工的小型塔吊, 如图4所示。
现场布置的塔吊均为60m臂长塔吊, 塔吊的起重性能如表1所示。
从表1可以看出, 现场塔吊的最大起重能力为6t。
4.3 劲性钢骨柱及框架梁分段
分段原则:本工程钢柱类型主要为焊接H型钢柱和十字形柱, 其中焊接H型钢柱截面较小, 数量也较少。主要钢柱截面均为十字形。根据相关文件要求, 钢柱共分为四个吊装段:
第一吊装段:负三层;第二吊装段:负二层、负一层;第三吊装段:首层;第四吊装段:二层、三层。
显然分段最重为钢柱类型六, 对应钢柱编号为GGZ7, 分布在T4、T5栋建筑中, 最大分段重量11.18t。
4.4 钢结构安装思路及流程
考虑到本工程钢结构只是下部几层存在, 且主体结构位于大面积地下室内部。根据土建进度要求, 纯钢结构的吊装基本不会交叉进行。再综合考虑工程周边施工情况, 钢结构吊装时, 总体方案考虑为:
⑴预埋件采用土建塔吊进行吊装, 钢柱、钢梁均采用300吨汽车吊进行吊装。
⑵钢柱分为四个吊装段:第一段负三层, 第二段负二、一层, 第三段首层, 第四段二、三层。位置选在楼层面标高以上1.2m处。
注:当吊重大于3t时, 必须采用4倍率。
⑶因为每个吊装段工期仅为2d, 为保证吊机的安装效率, 安装吊机站位均在基坑外围或围墙外。
⑷每个吊装段施工均采用1台300t汽车吊吊装, 先吊装钢结构, 再交付土建单位进行核心筒和楼面的施工。
4.5 吊装工况分析及吊装机械选择
4.5.1 T1、T2、T3栋钢柱吊装
⑴钢柱第一段吊装
钢柱第一段长5.2m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重5.26t;H型钢柱, 6吊, 分段重不过2t。共36吊。
⑵第二段吊装
钢柱第二段长8.2m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重8.30t;H型钢柱, 分段重不过3t。共36吊。
⑶第三段吊装
钢柱第三段长7.95m, 分为两种:十字钢柱, 30吊, 分段最重8.05t;H型钢柱, 6吊, 分段重不过3t。共36吊。
⑷第四段吊装
钢柱第四段长7.65m, 分为两种:十字钢柱, 分段最重7.74t;H型钢柱, 分段重不过3t。共36吊。
上述四个吊装段均采用1台300t汽车吊吊装, 汽车吊在基坑边或围墙外站位, 选用60m主臂工况, 吊装半径36m时额定吊装重量13.5t, 满足钢柱吊装要求。
4.5.2 T4、T5栋钢柱吊装
⑴钢柱第一段吊装
钢柱第一段长5.2m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重7.1t;十字钢柱, 22吊, 分段最重5.26t;H型钢柱, 4吊, 分段重不过2t。
⑵第二段吊装
钢柱第二段长8.2m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重11.18t;十字钢柱, 22吊, 分段最重8.30t;H型钢柱, 分段重不过3t。
⑶第三段吊装
钢柱第三段长7.95m, 分为三种:双十字钢柱, 2吊, 分段重10.84t;十字钢柱, 22吊, 分段最重8.05t;H型钢柱, 4吊, 分段重不过3t。
⑷第四段吊装
钢柱第四段长7.65m, 分为三种:双十字钢柱, 分段重10.43t;十字钢柱, 分段最重7.74t;H型钢柱, 分段重不过3t。
上述四个吊装段均采用1台300t汽车吊吊装, 汽车吊在基坑边或围墙外站位, 选用60m主臂工况, 吊装半径36m时额定吊装重量13.5t, 满足钢柱吊装要求。
4.6 钢柱的吊装工艺
4.6.1 首节钢柱吊装
首节钢柱即地下室钢柱吊装, 由大型汽车吊在围墙外进行吊装。
钢柱吊装时均需要设置四道缆风绳进行固定和调整。钢柱用四根缆风绳和倒链临时固定;用千斤顶校正柱脚对中, 经纬仪测量钢柱垂直度, 柱脚螺帽固定。然后与预埋分段进行焊接连接。
钢柱的垂直度校正, 采用布置两台经纬仪在两个方向上进行测量, 利用缆风绳调整。水平偏移则在钢柱脚部设置千斤顶进行调整。
4.6.2 地上部分钢柱吊装
⑴钢结构安装施工流程
先安装外框架钢柱, 完成后, 再进行核心筒部分的施工, 步骤为:底板混凝土施工→首段钢柱吊装→负二层楼板混凝土施工→第二段框架钢柱吊装→首层楼板混凝土施工→第三段框架钢柱吊装→第二层楼板混凝土施工→第四段框架钢柱吊装→二层、三层梁板混凝土施工→转换梁钢梁安装。 (上层钢结构吊装前, 吊装部位的混凝土需达到相应合格的强度方可吊装) 。
⑵钢柱吊装工艺
(1) 吊装准备
本工程超高层结构钢柱主要为焊接H型钢钢骨柱、焊接异型十字型截面钢骨柱、钢管混凝土柱等几种, 最重钢柱分段重量为11.18t。根据钢构件的重量及吊点情况, 准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。在柱身上绑好爬梯, 并焊接好安全环, 以便于下道工序的操作人员上下、柱梁对接及设置安全防护措施等。
(2) 吊点设置
钢柱吊点的设置需考虑吊装简便, 稳定可靠。为避免钢构件的变形, 钢柱吊点设置利用两个临时连接耳板作为吊点。为了保证吊装平衡, 在吊钩下挂设两根足够强度的单绳进行吊运, 钢柱起吊前绑好爬梯。
(3) 钢柱吊装
吊装前, 下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净, 保证上下节钢柱对接面接触顶紧。两组临时连接板用双夹板和临时螺栓连接固定, 钢柱焊接完成2/3后割除。
下节钢柱的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内, 在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理, 逐节进行纠偏, 避免造成累积误差过大。
钢柱吊装到位后, 钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合, 并四面兼顾, 活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上, 穿好连接螺栓, 连接好临时连接夹板, 并及时拉设缆风绳并设置斜撑对钢柱进一步进行稳固。钢柱完成后, 即可进行初校, 以便钢梁的安装。
(4) 钢柱垂直度整体校正
外立面钢柱垂直度应整体考虑, 用倒链、钢丝绳将钢柱往同一方向牵拉校正。
钢柱校正后, 在柱顶用钢卷尺丈量两根钢柱之间的间距尺寸, 复核间距正确无误才能交下道工序。配合经纬仪进行测量定位, 对于梁柱节点位置处的牛腿, 钢柱安装采用全站仪对各对接口进行定位复测。
在柱顶架设水准仪, 测量各柱顶标高, 根据标高偏差进行调整。可切割上节柱的衬垫板 (3mm内) 或加高垫板 (5mm内) , 进行上节柱的标高偏差调整。
(5) 钢柱安装注意事项
钢柱吊装应按照各分区的安装顺序进行, 并及时形成稳定的框架体系;
每根钢柱安装后应及时进行初步校正, 以利于钢梁安装和后续校正;
校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑, 全面兼顾, 每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求;
钢柱安装前必须焊好安全环及绑牢爬梯并清理污物;
利用钢柱的临时连接耳板作为吊点, 吊点必须对称, 确保钢柱吊装时为垂直状;
每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上, 不得从下层柱的轴线引上;
结构的楼层标高可按相对标高进行, 安装第一节柱时从基准点引出控制标高标识在混凝土基础或钢柱上, 以后每次使用此标高, 确保结构标高符合设计及规范要求;
当本层钢柱和框架主梁吊装完成, 采取高强螺栓连接完成后, 应及时催促土建单位进行十字柱内混凝土浇灌;
上部钢柱之间连接的连接板待校正完毕, 并全部焊接完毕后, 将连接板割掉, 并打磨光滑, 并涂上防锈漆。割除时不要伤害母材;
起吊前, 钢构件应横放在垫木上, 起吊时, 构件在地面上不得有拖拉现象, 回转时, 需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓慢进行, 就位时缓慢下落, 防止擦坏螺栓丝口。
4.7 钢梁吊装
⑴钢梁吊装概况
本工程钢梁主要为17.3m标高层的大截面钢骨梁, 钢骨梁主要截面为H2200×400×35×25、H2200×300×35×25、H2200×400×35×35、H2100×2500×30×16。
钢骨梁最大截面为H2200×400×25×35, 每米重量0.64t, 根据现场情况, 钢骨梁吊装时, 主要也是利用300t汽车吊进行吊装。
钢骨梁的最大跨度为8m, 考虑到十字钢柱的截面减少量及钢柱牛腿的影响, 钢骨梁的最大吊装跨度约6.5m, 因此其最大吊装重量为0.64×6.5×1.1=4.58t, 显然小于钢柱的吊装重量。
⑵钢梁吊装
钢梁总体随钢柱的安装顺序进行, 相邻钢柱安装完毕后, 及时连接之间的钢梁使安装的构件及时形成稳定的框架, 并且每天安装完的钢柱必须用钢梁连接起来, 不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时稳固。按“先主梁后次梁, 先下层后上层”的安装顺序进行安装。
⑶焊接平台设置
焊装平台采用型钢构件焊接而成, 周围设置防护栏杆, 并满挂密目网用于安全防护之用。
⑷钢梁的就位与临时固定
钢梁吊装前, 应清理钢梁表面污物;对产生浮锈的连接板和摩擦面在吊装前进行除锈。待吊装的钢梁应装配好附带的连接板, 并用工具包装好螺栓。
所有梁吊装前应核查型号和选择吊点, 以起吊后不变形为准, 并平衡和便于解绳, 吊索角度不得小于45°, 构件吊点处采用麻布或橡胶皮进行保护。钢梁水平吊至安装部位, 用两端控制缆绳旋转对准安装轴线, 随之缓慢落钩。钢梁吊到位时, 要注意梁的方向和连接板靠向, 为防止梁因自重下垂而发生错孔现象, 梁两端临时安装螺栓 (不得少于该节点螺栓数的1/3, 且不少于2颗) 拧紧。钢梁找正就位后用高强螺栓固定, 固定稳妥后方可脱钩。
⑸钢梁安装注意事项
在钢梁的标高、轴线的测量校正过程中, 一定要保证已安装好的标准框架的整体安装精度。
钢梁安装完成后应检查钢梁与连接板的贴合方向。
钢梁的吊装顺序应严格按照钢柱的吊装顺序进行, 及时形成框架, 保证框架的垂直度, 为后续钢梁的安装提供方便。
型钢混凝土梁—柱节点 篇6
1 工程概况
某大厦位于市区繁华地带, 施工场区狭窄。建筑面积9.5m2, 公寓楼地上45层, 地下3层, 总建筑高度150.2m, 为型钢混凝土框架柱—剪力墙结构。本工程型钢柱为十字型型钢 (如图1) , 分为偏心与不偏心两种。焊接质量要求:钢牛腿与翼缘板、翼缘与腹板、腹板与腹板 (水平) 、型钢柱拼接为一级焊缝, 腹板与腹板 (竖向) 为二级焊缝。以型钢框架柱 (XKZ1) 为例, 具体见图1和表1。
2 梁柱节点二次深化设计
梁柱节点处为施工过程中控制的重点、难点, 重中之重是解决柱筋、梁筋与型钢柱的连接及穿插施工问题。在设计图的基础上进行梁柱节点二次深化设计, 可较好地解决型钢柱与框架梁主筋连接问题, 且方便指导工。二次深化设计应分层、分柱进行, 主要采用以下3种方式解决。
⑴梁主筋应尽量绕过钢柱或穿过腹板, 且贯通;
⑵梁柱节点处增设钢牛腿, 梁主筋与钢牛腿翼缘处焊接连接;
⑶在型钢柱翼缘对应部位焊接直螺纹套筒与梁主筋 (两排筋) 连接。以梁主筋穿过型钢柱腹板而贯通为例进行二次深化设计。
3 吊装方案
本工程制定钢柱及材料的吊装方案应重点考虑如下因素:
⑴施工场地狭小, 材料堆放及加工区严重受限;
⑵工程场地地处繁华地带, 周边环境异常敏感, 南、北及西侧均无交通道路, 仅东侧燕儿岛路可通行, 而燕儿岛路属交通干道, 在交通高峰期交通堵塞状况严重;
⑶塔吊端起吊能力有限。
3.1 塔吊的选择
工程项目部充分考虑吊装荷载及施工场地的要求, 同时着眼于施工成本的节约, 综合分析后选用了FQ/23B型塔吊, 塔吊的主要技术参数见表2。
3.2 型钢柱吊装分节细化
工程中型钢柱吊装按楼层分节 (每2层或3层作为一个吊装节) , 每延长米型钢柱重量约为0.4t。具体分节按楼层高度、塔机与型钢柱的分布情况及塔吊, 在相应工作幅度范围内的起吊能力分节, 标准节每节型钢柱重约3.6t, 即3层为一个吊装节, 22A轴线四支柱2层为一个吊装节, 重约2.4t, 满足塔吊吊装要求。
3.3 吊装
采用塔吊一点式吊装方案, 钢结构在厂家加工制作完毕后, 运输车辆临时停靠在燕儿岛路, 用塔式起重机将型钢柱及所需材料直接吊装在操作层上组织施工, 可解决燕儿岛交通及施工场地问题。
4 型钢混凝土工序组织
型钢混凝土结构施工过程中各工序工种穿插作业, 相互制约。前期施工阶段准备不足, 将对约束事件施工进度计划控制产生不利的影响, 未形成有效流水施工, 窝工现象严重, 使进度滞后。在施工整个过程中不断总结经验, 划分施工段的流水施工、调整各工序之间的关系, 并按工程量重新确定劳力数量, 在加快施工进度的同时节约了近1/3的劳力成本, 效果理想。
4.1 前期施工阶段工序组织
在地下1层及裙房施工阶段, 整层楼面作为一个施工段, 钢筋、模板、混凝土及安装工程、幕墙预埋的劳力数量均按一个施工段配置, 且劳力需求量大。在楼面混凝土浇筑完毕后统一吊装、焊接型钢柱。此时钢筋工、木工均无工作面, 劳力出现窝工现象, 造成施工进度缓慢。
混凝土浇筑→放线、验收→型钢柱吊装、焊接→验收→竖向钢筋绑扎→竖向模板施工→平台模板施工→平台钢筋绑扎→验收→上层混凝土浇筑以上为施工工序之间的逻辑关系, 但施工过程中劳力需求量大, 且时常出现窝工现象, 对施工成本的节约不利, 同时工序之间间隔时间较长, 不益于施工进度的控制。
4.2 工序逻辑关系的调整
通过对前期施工过程的不断总结, 为方便流水施工, 合理解决各工序工种的穿插施工, 遂将标准层按南北两个方向在中部划分为Ⅰ、Ⅱ两个施工段, 并按施工段的工程量重新确定劳力数量。同时为最大限度的缩短各工序之间的时间间隔, 对各工序之间的逻辑关系进行必要的调整, 在一定程度上缩短了工期, 节约了成本。
4.2.1 关键工序控制图技术
为科学合理组织施工, 最大限度的压缩工期, 基于工程横道图原理, 编制了能够直观地体现关键工序逻辑关系调整控制技术方案。关键工序逻辑关系调整控制图, 如图5所示。图5中TL是施工启动准备时间;F/S为完成/开始时间;Δti为各工序约束事件解决应提前的时间;ΔT (ΔT=Tr-Tp) 为工期缩短时间, 其中Tp为调整后工期, Tr为调整前工期。
4.2.2 工序逻辑关系网络图
将公寓楼施工层按南北两个方向在中部划分为Ⅰ、Ⅱ两个施工段, 在竖向模板施工的同时 (模板准备启动及小面积展开阶段) 穿插进行型钢柱的精确校正及焊接工序, 之后对柱体箍筋快速调整到位。平台模板工序结束后, 后续工作由单一的钢筋绑扎调整为钢柱吊装、初步校正与钢筋绑扎同期展开 (即与钢柱平行施工) 。同时出于缩短工期的考虑, 在平台钢筋施工的同时进行上一层竖向钢筋的施工。此种施工方式优势为同一工种连续施工, 受其它工序、工种的制约较小, 可在一定程度上提高工人的可操作程度, 进而加快施工进度。同时也可为梁、板混凝土浇筑完毕后迅速进入模板施工工序提供工作面。现仅截取一个施工段作为研究对象 (Ⅰ段) , 工序逻辑关系调整后网络图, 如图2所示。
A-钢柱校正、焊接;B-墙、梁底模;C-柱箍筋调整;D-梁筋绑扎;E-平台模板;F-梁筋焊接;G-平台底筋;H-钢柱吊装;I-接Ⅱ段模板;K-下一层墙筋;L-下一层柱筋;M-GBF管安装;N-混凝土泵管;P-平台上排筋;Q-混凝土浇筑;R-下一层模板。
4.2.3 关键线路
Ⅰ段墙、梁底模→Ⅰ段平台模板→Ⅰ段平台底筋→下一层墙筋→GBF管安装→平台上排筋→混凝土浇筑
本施工工序逻辑关系的调整是对传统施工模式的转变, 其主要特点如下:
⑴模板后续工序为型钢柱吊装、初步校正 (钢筋绑扎同期进行) ;
⑵平台钢筋施工的同时进行下一层竖向钢筋施工;
⑶楼面混凝土浇筑完毕后立即进行模板施工, 同时穿插型钢柱的校正、焊接;
⑷型钢柱的吊装与焊接分别与钢筋、模板工序平行施工, 由关键工序转变为非关键工序。
5 结束语
合同工期作为施工单位完成本工程项目的最后期限, 为确保在合同工期内完成所有工程任务, 施工单位自行确定内控工期 (内控工期≤合同工期) , 以摆脱后续施工出现恶性抢工的被动局面.超高层建筑型钢混凝土结构由于受其本身工序间的相互制约的影响, 易造成施工进度缓慢, 施工单位如何在合同工期约束内制定并完成内控工期目标尤为重要。本工程在施工机械的合理选择、型钢柱与土建部分梁柱节点二次的深化设计, 充分发挥了网络图的优点。通过对施工工序逻辑关系的调整, 采用平行施工与穿插施工相结合, 最大限度地缩短了工期, 加快了施工速度, 在内控工期目标内完成了施工任务。并在加快施工进度的同时大幅提高周转材料 (如木方、模板、脚手架等) 的周转速度, 进而达到节约施工成本的目的。
摘要：本文结合工程实际, 对某大厦型钢混凝土结构施工关键技术进行了探讨, 取得了良好的效果。可为类似工程提供参考。
关键词：型钢结构,施工,技术
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型钢混凝土梁—柱节点 篇7
1.1 不同等级混凝土邻接面的留设
在钢筋混凝土结构中, 高层建筑框架结构的梁柱节点比较复杂, 由于荷载组合及内力计算的结果, 要求同一层的竖向结构 (柱、墙) 混凝土强度等级高于水平结构 (梁、板) 的混凝土强度等级。钢筋混凝土框架结构, 水平施工缝通常留于柱脚, 柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣, 则柱顶不留施工缝。
1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
根据高层建筑多数使用商品混凝土或现场搅拌站泵送浇捣的情况, 梁柱节点核心区的混凝土, 不管柱顶留或不留施工缝, 均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位, 分层振捣, 在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前, 随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时, 应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝, 所以, 应在柱顶梁底处留设施工缝, 以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间, 避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时, 对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣, 杜绝漏振死角, 对于钢筋确实过分密集的情况, 应事先和设计单位联系采取适当的技术措施, 确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。通常的施工方法是先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分, 然后于初凝前再浇梁板混凝土。
当混凝土标号不一样时, 肯定得两次施工, 这样就存在接头问题。施工缝留在梁底可以, 但节点区必须要用高强砼浇捣, 可以在节点往外30cm梁部位用专用细钢丝网做隔断, 施工也是很方便的。节点砼应按照C40柱砼进行浇筑.并按梁高的1/2留置, 呈45度角与梁、板C25砼结合。
当梁柱砼标号不一样时, 梁柱接头处理方法有两种:一是, 在梁钢筋绑扎完成沉梁后, 用收口网在梁头附近封闭, 位置图纸应标注, 用柱砼标号的砼浇梁注节点, 后用梁砼标号砼浇梁板。二是, 在浇柱前, 在梁柱节点增加插筋, 数量规格图纸应标注, 用梁砼标号砼浇梁板。第二种方法施工方便。不过要是相差一个等级都不会进行处理, 相差两个等级以上就要进行处理。处理方法有两种, 一种是在浇筑柱时在接头位置加插此钢筋, 第二种是在二分之一梁高位置加钢丝网做成斜口, 并进行混凝土浇筑, 但是现在大部分施工不会进行处理, 这方面可能都没怎么注意了。书上有句话叫“强柱弱梁”, 说的原理基本上就是梁、柱节点砼标号不一致的时候标号取高标号, 一般做法在相差一个标号时也就是浇到梁底, 相差两个标号时就在梁部位拦钢丝网。
2 梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法, 给施工带来不便, 且容易形成邻接面的冷缝, 故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时 (10N/mm2) , 可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出:此时, 梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度, 会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足, 以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足, 所以一般不应采用。
3 控制和消除梁柱节点处裂缝的具体措施
3.1 产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
根据我公司在高层建筑工程施工中的实践, 梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣, 也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。经现场察看和讨论分析认为, 这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝, 并不影响结构的安全使用。虽然微裂在混凝土中是很难避免的, 但是应从严要求, 分析原因, 采取有效措施, 尽量控制和消除这类裂缝, 进一步提高工程质量。其具体原因是:
(1) 梁柱节点处, 混凝土的强度等级相差较大, (相差两个等级) 时, 不同强度等级的混凝土, 其水泥用量、水灰比、用水量都不同, 柱子体积大, 水泥用量多, 产生的水化热高, 高低强度等级混凝土的收缩有差异, 所以在其交界附近容易产生裂缝。
(2) 柱子断面大, 刚度大, 梁的截面相对较小, 受柱子的强大约束, 梁混凝土的收缩受限制, 也容易产生裂缝。
(3) 商品混凝土配合比中, 高强度等级混凝土的水泥用量偏多, 水灰比、含砂率、坍落度偏大, 也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝。
(4) 现浇梁板的梁在板下, 上面保养的水被板充分吸收, 而梁得不到充足的养护水分, 造成梁的内外不均匀收缩, 也容易导致梁的两侧面产生裂缝。
(5) 有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少, 对梁的抗收缩裂缝不利。
3.2 防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析, 采取改进的具体措施如下:
(1) 要求混凝土搅拌单位调整配合比的设计, 在满足强度等级及可泵性的条件下, 对柱子混凝土, 应减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量, 并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
(2) 节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则, 即先浇高强度等级混凝土, 后浇低强度等级混凝土, 严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土, 事先作好技术交底和准备工作。
(3) 梁板的混凝土采用二次振捣法, 即在混凝土初凝前再振捣一次, 增强高低强度等级混凝土交接面的密实性, 减少收缩。
(4) 在产生裂缝相对较多的梁的侧面, 增加水平构造钢筋, 提高梁的抗裂性。
(5) 严格控制混凝土拌合物的坍落度, 节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送, 以期降低坍落度。在现场, 对每车混凝土都应进行坍落度检测。
(6) 加强混凝土的养护, 特别是梁, 除了板面浇水外, 还应在板下梁侧浇水, 在满堂承重脚手架未拆除之前, 可以用高压水枪对梁进行浇水养护, 并推迟梁侧模的拆模时间。
4 结束语
劲性钢骨混凝土梁柱节点施工技术 篇8
关键词：钢骨柱,梁柱节点,混凝土,箍筋
1 工程概况
近10年来,随着我国经济的发展和科学技术的不断进步,劲性钢骨混凝土结构在很多高层建筑中得到广泛应用。这种结构体系同时具有钢结构和混凝土结构的双重优点,能够很好的满足抗震和承载能力的需要。
我单位在太原市公安局业务技术用房工程中应用到了这种劲性钢骨混凝土结构体系,其中钢骨柱、梁均采用了焊接H型钢。这种结构形式很好的满足了抗震和承载能力的需要。但同时,面对此结构体系的施工,增加了一定困难,尤其是该工程中梁柱节点多,梁结构上下排主筋多为2排,多者在梁根部达到4排,型钢截面尺寸大,型钢梁、柱与周围主筋、箍筋的重叠交叉布置层数多,钢筋分布非常密集,这就造成梁柱节点域的穿筋、连接、绑扎等方面施工难以控制。施工时,如何真正有效地解决劲性混凝土梁柱节点处型钢、钢筋之间的排布连接问题是我们研究的课题。
2 施工原理
根据楼层将钢骨柱按照每两层或三层划分施工段,将钢骨柱拼接位置定位超出楼板顶1.3 m。再根据设计图纸,利用CAD,Xsteel建模软件,对钢骨混凝土结构梁柱节点进行二次深化设计,将节点交叉处梁多排钢筋穿插排布精准定位,并确定梁主筋施工时穿插的先后顺序,以便保证位置准确和节点连接质量。在确定钢筋节点排布后,根据需要采用不同的连接构造形式:在型钢腹板上钻孔穿钢筋、通过加劲板焊接钢筋连接、翼缘板上焊接直螺纹套筒机械连接等方式。这一切需要在深化设计中进行,最后出具施工图指导施工(见图1)。
3 关键工序及操作要点
3.1 施工顺序
前期策划→二维数据参数核定→二次深化设计→钢骨柱、梁制作→钢骨柱、钢骨梁安装→柱主筋、箍筋穿插、连接→柱模板、梁(板)底模施工→梁主筋、箍筋的穿插、连接→梁侧模→绑扎板钢筋→混凝土浇筑。
3.2 操作要点
1)前期策划。施工段的划分:熟悉图纸,综合考虑加工制作、运输分段和现场吊装能力的要求,根据层高将钢骨柱分段,其高度一般为楼层的1层~2层为宜,即考虑塔吊或吊车的起吊能力,底部柱比上部柱重等因素,底部可按一层加工一节、上部可按两层加工一节,以减少现场焊接节点。钢骨柱连接位置确定:将钢骨柱拼接位置定为超出楼板顶1.3 m,利于焊工操作。
型钢与钢筋的连接方法确定:
a.钢筋主筋与型钢腹板相交时,型钢腹板开孔,使钢筋通长穿过;边柱时,在型钢柱梁筋高度位置加焊水平连接板,钢筋与加劲板焊接连接。
b.钢筋主筋与型钢翼缘板相交时,型钢翼缘板在梁筋相应位置一端焊接直螺纹套筒,与钢筋采用机械连接法连接,另一端加设加劲板与钢筋焊接连接。
c.柱箍筋内套与型钢腹板相交时,将箍筋内套全部变为拉钩,拉钩穿过腹板。
2)二维数据参数核定。根据结构施工图和钢结构设计图纸,对节点域处梁柱连接节点内相关二维数据参数进行核对,其中包含型钢的布置,标高及长度,以及与其相配合的混凝土柱、梁的截面尺寸、标高位置、型钢中栓钉的间距及钢筋排布情况。
3)二次深化设计。待各项技术参数核定后,利用CAD制图软件将所有穿筋孔、滚轧直螺纹焊接、翼缘上连接用加劲板的位置在每层构件梁柱节点详图上分别标注清楚。
再运用“Xsteel钢结构详图设计软件”,建立三维模型,模型中包括钢骨柱、钢骨梁的截面尺寸、材料规格、穿筋眼距、尺寸间距、节点类型、材质等在内的所有信息,各个零部件运用不同的颜色表示出来,通过360°连续旋转功能观看,能够反映梁柱节点中钢结构及钢筋的交叉关系,同时直观的显示确定钢筋与型钢穿插排布位置点。
当相对位置关系有冲突重合的现象时,及时更正节点详图。待核对无误后,Auto CAD绘制出每个钢骨节点处的详图,在对钢构件穿筋孔、滚轧直螺纹套筒焊接、加劲板设置等技术参数审核无误后,出具加工及安装时使用的深化设计图。
4)钢骨柱、钢骨梁制作。钢骨柱、梁的制作按设计要求,在符合相应资质和技术能力要求的厂家完成。制作时按设计要求,腹板穿孔、翼缘板连接用加劲板、直螺纹套筒的焊接等均在工厂内完成。
钢骨腹板穿孔在加工车间直接进行,钢筋穿过钢柱腹板,梁腹板开孔后,截面受到一定程度的削弱,首先要保证腹板截面面积的削弱不会影响构件正常使用,根据04SG523型钢混凝土组合构造图集要求,腹板开孔面积损失率不得大于25%;当型钢腹板截面损失率大于25%时,应对腹板补强,施工时应严格控制开孔位置尺寸,确保施工准确性。
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6 mm,保证框架梁主筋通过。开孔时,竖向间距与设计间距相同。
翼缘板焊接套筒的直径及螺纹丝扣应与钢筋尺寸配套。采购时选择可焊性较强的且与焊接钢材匹配的、底端带坡口的套筒。在经过试焊确定各项焊接技术参数后,方可开展工厂批量化焊接。套筒部位施焊时,应分层进行,保证焊缝质量。
在钢构件制作完成后,按照设计和规范的要求对钢骨柱、梁的焊缝进行无损检测,对套筒焊接部位也要进行检测,待检查合格后进行运输安装。
5)钢骨柱、钢骨梁安装。钢骨柱吊装前,对标高、轴线进行复测。吊装时利用钢柱定位连接板的螺栓孔,采用专用吊具,吊具用螺栓与钢柱连接板连接。
钢骨柱吊装采用2根等长1寸粗钢丝绳,采用两个8 t卡环,具体吊点及吊具设置如图2所示。
6)柱主筋、箍筋穿插、连接见图3。
型钢柱安装完毕后,按照先主筋后箍筋的顺序进行。
柱主筋连接时,直径大于16 mm的钢筋连接可采用直螺纹和电渣压力焊的连接方式,需要在方案中确定并执行。
柱箍筋安装时,在按照常规方法固定好外箍筋后,当柱主筋较密时,将采用拉钩形式直接穿过箍筋眼与外箍筋连接,拉筋需弯折135°,且平直段不小于10d。当柱主筋间距能够满足焊接操作时,将柱箍筋做成两个U形,穿过梁钢骨上预留孔进行焊接连接,搭接位置距箍筋转角处150 mm,焊接长度单面焊10d。通常采取主筋避让钢梁的做法;节点处箍筋的连接方式同柱箍筋安装。
对于梁柱节点处,柱主筋与型钢梁相遇时,通常采取主筋避让钢梁的做法;节点处箍筋的连接方式同柱箍筋安装。
7)梁主筋、箍筋的穿插、连接。柱模板、梁(板)底模的施工按照常规方法支设后,进行梁筋的施工。梁钢筋排布按照先主梁后次梁的顺序进行布置,避免钢筋工程施工时的交叉影响。施工顺序:梁主筋连接→绑扎箍筋→安装绑扎梁腰筋→拉钩连接。
梁主筋施工:当与柱腹板相接时:梁主筋从孔内一一穿过型钢柱腹板。施工到边柱时,梁主筋与柱腹板上的加劲板焊接连接,焊接长度满足单面焊10d。与钢柱翼缘板相交时:梁主筋的连接由两人操作完成,将连接钢筋拧入直螺纹套筒一端,待固定好后将钢筋的另一端与对面钢骨柱加劲板焊接,焊接要求同上述要求,从而保证梁主筋的贯通。
箍筋施工:在梁主筋上按照设计间距划位置点。箍筋的弯钩放置在梁面,相邻弯钩错开放置。将箍筋套在梁主筋上,同时将箍筋上部与主筋绑扎牢固。箍筋绑扎要将箍筋与主筋的交点全部绑扎牢固。
拉钩连接:拉钩直接穿过箍筋眼与外箍筋连接,拉筋弯钩需弯折135°,且平直段不小于10d。
待梁侧模和板模板施工完毕后,进行混凝土的浇筑。
8)混凝土的浇筑。由于梁柱节点钢筋较为密集,商品混凝土要保证具有较好的流动性和良好的可泵性、保塑性,不产生离析泌水;同时通过试配降低水化热,提高后期强度和耐久性,改善混凝土施工性能。浇筑时,应严格控制浇筑高度,每次不得超过500 mm,如柱与梁的混凝土强度等级不同时,应用钢丝网片与四周梁板隔开,当梁、板混凝土浇筑到该位置时,用与柱同标号的混凝土浇筑梁、柱接头处,振捣密实后,再浇筑、振捣与梁、柱接头处接触的梁、板混凝土。钢骨梁混凝土浇筑采用立式浇筑法,即混凝土从钢骨单侧上口灌入,下料高度高于下翼缘高度,用插入式振捣器进行内部振捣,待混凝土从钢梁下翼缘另一侧溢出后方可从梁两侧同时下料浇筑。
4 结语
型钢混凝土梁—柱节点 篇9
随着我国城市化进程的不断加快, 多层及高层建筑在解决城市用地方面发挥着积极的作用, 更多的高层建筑在外观、样式上获得了新的突破和发展。高层建筑的质量是根本, 从高层建筑的设计到施工, 会遇到很多的问题。其中, 较为常见的梁柱混凝土强度等级造成的一些施工不便, 需要我们进行深入的研究和处理, 否则将会使得混凝土的强度降低, 影响整个建筑的结构受力。在现浇柱混凝土框架结构的高层建筑施工过程中, 为了有效的提升结构的抗震性能, 一般通过"强柱弱梁"、强剪弱弯、强节点, 强锚固的设计方法来进行设计。
因此, 设计和施工的时候柱混凝土的强度等级, 多数都高于梁板混凝土强度等级, 并且随着建筑高度的不断增加, 这两者的设计强度之间的差距会越来越大。这一区段主要存在于建筑物的下层结构。为了有效的满足柱的轴压比, 需要同时做好截面的控制, 不能让截面过大, 柱需要通过使用高强度的混凝土来实现。但是, 对于以受弯为主的梁板来讲, 较高强度的混凝土是不合适也不需要的, 首先较高强度的混凝土对梁板的抗弯承载力的贡献不是很明显, 其次, 较高强度的混凝土对构件承受混凝土收缩应力、温度应力等也会产生不利的影响。
2 梁柱节点不同强度混凝土的施工工艺
2.1 不同等级混凝土邻接面的留设
在建筑物钢筋混凝土的结构内部, 框架结构的梁柱节点是非常复杂的, 所以荷载组合与内力计算的结果, 要求同一层的竖向结构其混凝土的强度级别, 要比水平结构的混凝土的强度要高。在钢筋混凝土的框架结构施工中, 水平施工缝躲在柱脚部位存留, 柱顶部位如果要留出水平施工缝, 那么要留在梁的底部。如果同层的竖向构件与水平构件是一起进行混凝土的浇捣, 那么在柱顶则不需要留出施工缝。
2.2 梁柱节点的浇捣施工
在混凝土没有完全凝固以前, 随着泵送浇筑楼面梁板的混凝土, 通过这一方法浇捣楼层柱、墙、梁板时候, 要做好高低强度等级混凝土相邻面冷缝的控制, 适合在柱顶梁底的位置设置一定的施工缝, 以有效的降低节点核心区域高强度混凝土的浇捣时间, 减少因为混凝土高低强度产生的接面冷缝。并要对梁柱节点放进密集的核心区域, 通过使用小型的插入振捣器来强化振捣的效果, 有效的避免漏振造成的死角。在钢筋的确密集的条件下, 要实现同设计部门取得联系, 以更有利的措施, 来保证节点核心位置混凝土的密实性与设计强度的实现。
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法, 给施工带来不便, 且容易形成邻接面的冷缝, 故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时, 可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出:此时, 梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度, 会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足, 以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足, 所以较少使用这一技术。
3 有效控制和避免梁柱节点位置裂缝的策略
3.1 梁柱节点位置裂缝的成因
总结前期的施工经验, 梁柱节点不同的混凝土强度都是按照先柱后梁的顺序进行浇捣的, 也有少部分楼层在梁柱节点位置, 高低强度等级的混凝土交界面位置产生细小的裂缝。通过仔细的研究和分析得出, 这些细微的裂缝并不是荷载作用下产生的结构裂缝, 这些裂缝的存在不影响整个建筑结构的安全性。这些细微的裂缝在混凝土施工中式特别难避免的, 但是我们也要从严要求, 找出产生裂缝的原因, 通过有效控制措施的使用, 最大程度上避免这些裂缝的产生。细微裂缝的成因有:
首先梁柱的节点位置, 混凝土的强度等级存在较大的差别, 如果出现两个以上等级差别时候, 那么不同强度等级的混凝土, 它的水泥的使用量、水灰的比例、拌制时的用水量都有差异, 在柱子体积越大的情况下, 水泥的用量就越多, 产生的水化热将越多, 就容易造成这些裂缝的产生。其次, 柱子的断面大, 刚度大, 梁的截面就变的相对较小, 受到柱子的强大约束, 混凝土的收缩受到一定程度的限制, 也会造成裂缝的产生。再次, 在商品混凝土搅拌的过程中, 由于高强度混凝土的水泥用量过大, 水灰比例、含砂率以及坍落度过大, 也会造成高低强度混凝土交界附近裂缝的产生。在现浇梁板的梁位于板的下面, 保养的时候上面的水被板全部的吸收, 使得梁不能获得足够的水分, 导致梁的内外产生不均匀的收缩, 也会造成梁的两个侧面产生一些裂缝。
3.2 避免梁柱节点裂缝产生的措施
首先, 在混凝土搅拌厂要做好混凝土配合比的控制, 在强度等级和可泵性实现的前提下, 对柱子部位的混凝土降低水泥的用量, 降低含砂率、提高石子的含量, 降低混凝土的坍落度、减少混凝土的用水量, 并通过调整煤灰和外加剂的比例来提高混凝土搅拌的质量。其次, 节点位置的混凝土要按照先高后低的浇捣策略来施工, 就是先进行高强度等级混凝土的浇注, 再进行低强度等级混凝土的浇注, 要对现浇柱混凝土初凝前的继续浇捣梁板混凝土进行严格的控制, 在施工前做好准备和技术交底等工作。
其次, 梁板的混凝土要通过二次振捣法进行施工, 就是在混凝土初凝之前进行振捣, 以实现高低强度混凝土交接面相互间的密实, 降低收缩率。在容易发生裂缝的梁的侧面, 要通过增加水平构造钢筋, 来有效的提高梁自身的抗裂性能。要对混凝土拌合物的坍落度进行严格的控制, 节点的核心柱子位置的混凝土使用塔吊来输送, 以更好的降低混凝土的坍落度。在施工的现场, 要做好每车混凝土的坍落度检测。施工的过程中, 要做好混凝土的养护工作, 尤其是梁, 除了进行面板的浇水之外, 还要在板下梁侧进行浇水。在满堂承重脚手架没有拆掉以前, 通过高压水枪对梁做浇水养护, 并科学的推迟梁侧模的拆除时间。
结语
综上所述, 建筑物的框架结构的节点位置, 经常会产生柱混凝土的强度等级, 要大于相同梁板混凝土强度的情况, 一般的施工方法是先对节点处得混凝土强度等级高的主要部分进行浇注, 然后在混凝土初凝前再进行梁板混凝土的浇注。因此, 这需要施工的时候采用有针对性的措施, 做好施工质量的管理和控制, 最大程度上避免梁柱节点高低强度等级混凝土交界位置的裂缝产生, 提高混凝土施工的质量。
摘要：本文在分析建筑结构施工中存在问题的基础上, 就梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法进行了探讨, 并提出了控制和消除梁柱节点位置裂缝的操作手段, 旨在为提高建筑施工的质量, 做出理论层面的参考。
关键词：建筑工程,梁柱节点,混凝土强度
参考文献
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