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轉(zhuǎn)換層鋼骨混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：本文結(jié)合錦州國(guó)際酒店的施工過程，分析和探討解決完善轉(zhuǎn)換層勁性構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、制作、安裝、鋼筋綁扎、模板設(shè)計(jì)與施工、混凝土澆筑等一系列施工工藝，總結(jié)形成一套轉(zhuǎn)換層勁性梁柱節(jié)點(diǎn)的施工技術(shù)，為類似工程施工提供借鑒。
    關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層 勁性梁柱節(jié)點(diǎn) Xsteel建模

    一、工程概況：
    錦州國(guó)際酒店工程位于錦州市松山新區(qū)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(jié)構(gòu)形式為鋼骨混凝土－剪力墻結(jié)構(gòu)體系。該工程轉(zhuǎn)換層位于6層（標(biāo)高29.050m處），轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換層勁性梁柱節(jié)點(diǎn)施工特點(diǎn)
    1.節(jié)點(diǎn)鋼筋錨固要求高
    由于勁性梁柱節(jié)點(diǎn)處不僅有鋼柱和鋼梁相交而且梁柱鋼筋也在此交匯，此節(jié)點(diǎn)形式即不能削弱鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，同時(shí)還要滿足框架主梁的鋼筋錨固要求。因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的存在，而且作為轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)配筋量也比普通層的配筋量大的多，因此鋼筋、鋼鋼結(jié)構(gòu)難免發(fā)生矛盾，導(dǎo)致鋼筋的施工難度異常之大。
    3.模板施工復(fù)雜
    鋼骨柱、鋼骨梁模板支設(shè)無法按照常規(guī)模板支設(shè)安裝對(duì)拉螺栓，特別在弧形梁、梁柱節(jié)點(diǎn)部位模板加固也是該工程的一個(gè)新課題。
    4.混凝土施工難度大
    因轉(zhuǎn)換鋼梁截面大，再加上轉(zhuǎn)換梁的上部鋼筋非常密集，致使轉(zhuǎn)換梁的混凝土澆筑非常困難。

    三、施工流程

    四、施工要點(diǎn)
    1.鋼結(jié)構(gòu)施工
    1.1 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)考慮原則
    1.1.1 深化設(shè)計(jì)時(shí)要詳細(xì)核對(duì)柱、梁鋼筋的數(shù)量、間距、標(biāo)高及箍筋的布置。
    1.1.2 如果轉(zhuǎn)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(yù)留貫穿孔時(shí)，也要嚴(yán)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(zhuǎn)換梁鋼筋與型鋼柱翼緣相交時(shí)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(shè)計(jì)不能影響模板工程，同時(shí)應(yīng)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(yīng)為一級(jí)全熔透焊縫，工廠焊接。穿筋孔工廠預(yù)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(jì)算確定。


    1.2 Xsteel建模
    Xsteel建模是轉(zhuǎn)換層勁性梁柱節(jié)點(diǎn)順利施工的前提，利用計(jì)算機(jī)對(duì)勁性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬可以提前清晰的反映梁柱節(jié)點(diǎn)中鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋的交叉關(guān)系，對(duì)鋼構(gòu)件穿筋孔或牛腿的設(shè)置，及節(jié)點(diǎn)處鋼筋的下料提供了直觀的參考依據(jù)。設(shè)計(jì)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(cè)通過的方式。下圖為利用計(jì)算機(jī)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬（如下圖）

    1.3 鋼構(gòu)件的制作質(zhì)量
    鋼構(gòu)件的制作質(zhì)量是施工的前提，項(xiàng)目部派專人駐加工廠，加強(qiáng)構(gòu)件加工的過程控制。加工前檢查鋼材的材質(zhì)和規(guī)格，其應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并附有質(zhì)量證明書；同時(shí)在構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理和質(zhì)檢人員進(jìn)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(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001），發(fā)現(xiàn)不合格的構(gòu)件不得進(jìn)入下一道工序。（如下圖）。

    1.4 鋼柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)焊接
    由于轉(zhuǎn)換層鋼柱及鋼梁大多采用厚板（≥40mm），節(jié)點(diǎn)為全融透焊接，為保證節(jié)點(diǎn)的焊接質(zhì)量，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接，焊縫等級(jí)為一級(jí)。施工過程中，明確選用技術(shù)熟練的隊(duì)伍，并完成現(xiàn)場(chǎng)考試，合格后才能上崗；由專業(yè)責(zé)任師對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)交底，強(qiáng)調(diào)過程控制。焊接時(shí)采用對(duì)稱交叉分層的焊接方法，焊接過程中要及時(shí)交流監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過對(duì)稱交叉分層的焊接方法及時(shí)找正、消除溫差變形的影響，確保成型后構(gòu)件的軸線位置、垂直度、上下段錯(cuò)邊、標(biāo)高符合要求。


    1.5 焊接質(zhì)量控制
    1.5.1 焊接環(huán)境溫度不宜低于5℃，環(huán)境濕度不易高于80%，焊接時(shí)采取防風(fēng)措施。
    1.5.2 焊接前應(yīng)將待焊區(qū)域及兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污、水分等雜質(zhì)去除。
    1.5.3 焊縫超聲波探傷檢驗(yàn)應(yīng)在焊縫焊完24小時(shí)后進(jìn)行，對(duì)每一條焊縫都進(jìn)行超聲波探傷。發(fā)現(xiàn)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(jìn)行返修，確保施工質(zhì)量。

    2.鋼筋施工
    2.1轉(zhuǎn)換層梁柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)的型鋼與梁縱向鋼筋容易發(fā)生矛盾，當(dāng)發(fā)生該矛盾時(shí)解決的原則為：與設(shè)計(jì)方、構(gòu)件加工廠協(xié)商，通過在牛腿上的開孔使鋼筋穿過鋼構(gòu)件，保證鋼筋的連續(xù)性。牛腿上的孔應(yīng)在鋼構(gòu)件安裝前完成，禁止現(xiàn)場(chǎng)開孔。
    2.2轉(zhuǎn)換梁鋼筋綁扎在梁柱節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)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(gòu)件，箍筋大了將應(yīng)影響保護(hù)層及可能出現(xiàn)漏筋現(xiàn)象。箍筋的翻樣可以采用計(jì)算機(jī)制圖，準(zhǔn)確計(jì)算出大小，以提高鋼筋綁扎的質(zhì)量。
    3.模板施工
    3.1轉(zhuǎn)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(duì)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(zhuǎn)換梁腹板中間位置焊T16×4標(biāo)準(zhǔn)螺母，間距900mm，在模板合模后對(duì)照螺母位置安裝對(duì)拉螺栓，拆模后將臨時(shí)螺栓切除。
    4.砼施工
    4.1考慮到轉(zhuǎn)換層梁柱中H型鋼限制了混凝土的流動(dòng)，并且節(jié)點(diǎn)處的箍筋和拉筋較密，同時(shí)由于轉(zhuǎn)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(duì)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(shí)將坍落度調(diào)至180mm。
    4.2施工過程中選用Φ30的振搗棒進(jìn)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(shí)度。
    4.3對(duì)局部振動(dòng)棒不易插入的地方，采取在轉(zhuǎn)換梁的側(cè)模上預(yù)留振搗口的方式進(jìn)行砼振搗。


    五、施工體會(huì)
    1.使用xsteel軟件進(jìn)行建模，滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的同時(shí)滿足鋼筋的錨固要求。
    2.充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在施工中的應(yīng)用，以達(dá)到降低成本、控制質(zhì)量的作用。
    3.本工程鋼骨混凝土中鋼筋混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)按照《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）要求進(jìn)行質(zhì)量控制，在滿足國(guó)家規(guī)范要求的同時(shí)，我們又進(jìn)一步要求按照《遼寧省結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，增加了質(zhì)量的控制力度。通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，鋼骨安裝質(zhì)量和焊縫要求達(dá)到國(guó)家有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，同時(shí)混凝土的施工質(zhì)量也取得了理想的效果。


    參考文獻(xiàn)：
    1. 《中國(guó)大型建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)與施工》中國(guó)建筑工業(yè)出版社
    2. 《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）
    3. 《建筑施工手冊(cè)》中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2003.
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