型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点施工工法

型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点施工工法广西建工集团第一建筑工程有限责任公司唐光暹郑毅成翠艳葛智超黄扬发挥钢结构和钢筋混凝土结构各自材料的优点，具有承载力高，延性好，抗震性能优越等优点，成为结构工程领域重要的研究方向并在工程建设中广泛应用。型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点是一种新型组合节点形式，国内外均未见相关文献报道。该类节点复杂，型钢的吊装定位、节点核心区钢筋绑扎、混凝土的浇筑工艺均不同于普通的钢筋混凝我们知道，节点是有效连接梁、柱构件并使二者共重我公司在施工四川省南充市泰合·青年城项目过程中，通过优化创新、方案改革，总结了型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点施工方法。采用本工法，该工程节点施工质量满足设计要求，缩短工2.1应用CAD三维建模技术，优化型钢梁开孔位置及节点区内钢筋精确定位排布，提高型钢梁加工制作的准确性。2.2型钢梁构件实行工厂化制作，避免了现场纠偏、补开孔的工作量，保证构件尺寸、精度及开孔位置的准确，保证了柱纵向受力钢筋能准确、顺利的穿过型钢梁。2.3对节点区自密实混凝土进行试配，并根据试验最终确定自密实混凝土工作性控制参数范围，保证了节点区混凝土的质量。2.4充分利用梁内型钢的结构刚度进行梁支撑系统的设计计算，梁侧模板需设对拉螺栓时，可在型钢梁腹板上设耳板，将其固定于耳板上，耳板应在钢结构深化设计时考虑并在工厂加工时完成。2.5本工法具有施工简单、快捷、易于掌握，施工综合费用低等特点，保证了质量和施工进度，有较高的应用推广价值。型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点是型钢混凝土结构中的一种新型节点形式。本工法适用于型钢混凝土梁柱节点的施工，也适用于型钢混凝土梁与钢筋混凝土梁、柱相交的结构体系。型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点具有梁内型钢吨位大、节点区钢筋和型钢布置较密等特点，实际施工中将面临型钢构件的制作安装、节点区构造复杂及混凝土浇捣困难等问题。4.1通过对型钢混凝土梁构件中的型钢构件进行深化设计，确定节点区型钢梁翼缘板开孔及补强的节点大样后进行预制加工，对型钢混凝土梁结构的每一个连接点绘制钢筋穿过型钢翼缘或腹板穿孔及补强的节点大样，预先计划节点纵向钢筋弯折、锚固及穿孔补强情况。4.2通过对型钢梁腹板翼缘开孔补强及节点箍筋做法等工艺的研究，解决了型钢混凝土结构节点传递。4.3利用自密实混凝土进行节点区混凝土的浇筑，以解决因节点钢筋密集、难以振捣的课题，保证节点区混凝土的质量。5.1施工工艺流程梁侧模安装→混凝土试配→节点区混凝土浇筑→构件养护。5.2操作要点5.2.1深化设计1.采用CAD三维建模技术，优化型钢梁混凝土与钢筋混凝土梁、柱中钢筋和型钢的定位排布，同时合理编排焊接顺序。2.绘制每一个柱或次梁纵向钢筋穿过型钢梁翼缘或腹板穿孔及补强的节点大样。3.绘制每一个根钢梁内肢箍及次梁箍筋与型钢梁相交时需穿孔的大样图。mm确定，实际施工时必须保证孔径有钢筋直径加6~8mm，同时还必须保证同一根钢筋在型钢中有可能穿过两个以上的孔。穿孔位置应避免在型钢的组合焊缝处。件的制作与安装比例翻样后下料。要求预留制作与安装所需的焊接收缩量及切割、刨边和铣平等加工余量参考值如下表梁加工参数表表5.2.2-1纵长焊缝——每条焊缝每米为0.5mm纵长焊缝——每条焊缝每米为0.2mm加劲板焊缝——每对焊缝为1mm型钢梁加工参数表精密切割1铣平将制作好的钢梁用平板运输车至现场，用汽车吊吊至地面，钢梁吊装前应先在钢梁腹板侧边焊吊耳，用人字扒杆及卷扬机将钢梁移至塔吊回转半径范围内。凝土强度达到设计强度后，用塔吊将钢梁吊运至梁模板支撑体系上并找正位置，割掉钢梁腹板吊耳。钢梁翼缘中心线应对正柱轴中心线，以保证钢梁轴线位置，在安装钢梁过程中，利用钢梁腹板两侧安装设备上的水平调节丝杆来调节钢梁的垂直度，利用自行设计在混凝土柱上的竖向调节丝杆来调整钢梁的标高。型钢型钢梁安装的允许偏差对柱子承压加劲板中心5.2.3模板支设由于截面内有型钢，梁侧模安装加固采用的对拉螺栓无法拉通，因此采用在型钢腹板纵向每隔1.0m，沿梁高方向每隔180mm设置耳板，耳板采用焊接方式，并在耳板上钻孔，孔眼尺寸应为螺栓余的部分并作防腐。耳板应在钢结构深化设计时考虑，并在工厂加工时完成。图5.2.3为节点区梁侧模加固示意图。柱、梁钢筋穿过型钢梁是相互交错的，在施工中应全面考虑梁、柱钢筋穿过型钢梁时各种钢筋穿插先后顺序，以便更好快速施工。但在施工中要尽可能减少对型钢梁截面的影响，影响较大时必须进行补强措施，当梁、柱中钢筋避开不了型钢时，应采取措施。1)搭设钢管支架后，将底部主筋排布于每隔3m一道的钢板底座支架上，纵向钢筋的排距采用φ28mm的短钢筋控制，短钢筋间距以2m为宜，然后再用22#铁丝将短钢筋固定在支架上。2)如梁底筋与钢筋混凝土柱钢筋连接时两个方向上的钢梁高度一致，则梁底筋可直锚进混凝土筋须焊接至增加的托板上，或是满足锚固长度的情况下向下弯3)型钢梁安装就位，位置校正无误，并连结牢固验收合格后，方可进行普通钢筋的绑扎、连接、锚固。型钢混凝土结构的钢筋绑扎，与钢筋混凝土结构中的钢筋绑扎基本相同。①箍筋可自弯钩处掰开，套入主梁后，复原、绑扎、固定后，再焊接弯钩。②梁顶多排纵向钢筋之间可采用短钢筋支垫来控制排距。混凝土梁纵向钢筋水平方向的净间距，因符合GB50010中的规定：梁上部纵向钢筋水平证梁底混凝土的密实。6)型钢梁中部腹板两侧可设2排纵筋，以固定拉结筋，避免在腹板上开孔。型钢侧面钢筋布置用纵筋垫筋@2000并用扎丝与栓钉固定剪力栓钉202．钢筋混凝土次梁与型钢混凝土主梁连接1)次梁中的上皮钢筋布置在主梁上皮钢筋的上方通过，下皮钢筋与型钢混凝土主梁连接采用次焊接连接且焊接长度为400mm，钢筋混凝土次梁与型钢混凝土主梁连接示意图如图5.2.4-2所示。5.2.4-2钢筋混凝土次梁与型钢混凝土主梁连接构造2)型钢梁与普通钢筋混凝土次梁交接部位。因次梁的底筋遇型钢而无法贯通，可在型钢梁上增造3)型钢梁的主筋钢筋分别从型钢上部及型钢底部穿过，不需要穿过型钢梁的截面，而与钢筋混凝土次梁相交的箍筋内箍需从型钢梁截面穿过当开孔的削弱面积大于截面积的25%时需做补强处理。3．混凝土柱筋与型钢梁的连接1)柱的纵向钢筋不能穿过型钢梁的翼缘板，因此柱的纵向钢筋只能避开型钢梁设在柱截面的四如柱钢筋不能避让，必须穿型钢翼缘，则参照柱纵筋穿型钢梁翼缘做法示意图。先准确定位纵筋然后进行机械开孔(开孔要加强)，孔径应比纵筋直径大2mm。穿孔柱筋预留搭接双面焊长度为5d。当柱钢筋穿过翼缘板时，采用使用连接钢板采用是钢筋塞焊方式处理或采用2)柱箍筋与型钢梁的连接在梁柱节点部位，由于整根箍筋无法穿过，箍筋应为两端用电弧焊焊接至型钢梁腹板上，采用单面焊接。或者箍筋加工成开口套，安装时，与腹板上预焊的胡子筋(在工厂预焊)焊接，腰筋拉钩焊接4．钢筋安装需注意的事项1)为了减少柱和次梁纵筋穿过型钢翼缘，当纵筋绕开型钢后，内肢箍五角筋时，采用增设架立筋的方法现场稳定的钢筋骨架。2)纵向型钢混凝土梁与柱、次梁连接时，柱、次梁的纵筋在型钢梁的腹板或翼缘板穿孔必须相4)选用低氢型的焊接材料，考虑到焊接接头与母材等强的原则选用E5015型电焊条。底氢型焊，为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降必须采用以下措施：选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺。焊道的宽度不大于焊对钢筋密集，难以使用振动棒进行振捣的型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱节点，应选用具有自流平和自密实性能的自密实混凝土进行浇筑。1.配制原理配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计，将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服，使混凝土流动性增大，同时又具有足够的塑性粘度，令骨料悬浮于水泥浆中，不出现离析和泌水问题，能自由流淌并充分填充模板内的空间，形成密实且均匀的胶凝结构。因此，在配制中主要应采取以下措施：1)借助以萘系高效减水剂为主要组分的外加剂，可对水泥粒子产生强烈的分散作用，并阻止分水剂的减水率应不低于25%，并且应具有一定的保塑功能。2)掺加适量矿物掺合料能调节混凝土的流变性能，提高塑性粘度，同时提高拌合物中的浆－固3)掺入适量混凝土膨胀剂，减少混凝土收缩，提高混凝土抗裂能力，同时提高混凝土粘聚性，改善混凝土外观质量。适当增加砂率和控制粗骨料粒径不超过20mm，以减少遇到阻力时浆骨分离的加2.试配参数目标流动性、间隙通过能力、填充能力几个方面指标来确定自密实混凝土的拌合物性能。1)流动性价自密实混凝土流动性的指标。间隙通过能力根据施工部位配筋较密的状况，有必要检验混凝土拌合物通过钢筋间隙的能力。试验采用如图5.2.5-1所示装置，试验时使混凝土拌合物从a向b水平流动通过间距8cm的钢筋栅(栅格间距也为8cm)，分别检测a，b区域的混凝土容重和高差，通过对混凝土流经钢筋栅前后容重和高度差的比较来评价混凝土拌合物通过钢筋间隙的能力。0钢筋栅b2000a500填充能力是衡量自密实混凝土工作性能的一个重要指标，一般采用填充能力是衡量自密实混凝土工作性能的一个重要指标，一般采用BOX模型试验来检验。为更好的模拟混凝土在现场的施工性能，根据浇筑部位的实际情况，对BOX模型进行了改良，改良后的U。(1)木制“U”型槽(2)钢筋网试验时，混凝土从一端倒入，在不加任何外力的情况下，流经布有钢筋网的中段，直至混凝土装比要求有：较低的粗骨料含量和足够粘度的砂浆。3.混凝土配合比设计1)根据所使用的外加剂的性能特点，设定混凝土的含气量；L；3)根据砂的级配情况设定体积砂率(即砂性存在着地域差异问题，本文尝试使用普遍的体积占砂浆体积的百分比)，得到砂的用量；4)根据掺合料掺入比例和目标强度等级确定体积水胶比，得到用水量和胶凝材料量；5)根据胶凝材料的组成比例分别确定各类胶凝材料用量。6)通过试验试配调整减水剂用量，直至满足自密实性能检测要求。7)如果无法通过调整减水剂用量来满足自密实性能检测要求，则需要根据原材料性能状况改变合比例-石子用量。2)外加剂品种对混凝土拌合物的性能有着显著的影响。通过调整其掺量，可以配制出流动性能拌合物。自密实外加剂中增粘组份的掺量与混凝土用水量有较大的关系，提高混凝土用水量需适当增加增粘剂4)对于自密实混凝土来说，较小的流动性损失是很重要的，因为自密实混凝土需要依靠自重和混凝土互相挤压来流动，以达到填充密实的效果，如果先入仓混凝土流动性损失过快，后入仓混凝土的流动密实过程就会受阻，导致缺陷的产生。大粒径不大于20mm时，混凝土拌合物的整体性较好，可以自流通过间距为8cm的钢筋栅，填充密表5.2.5灰水型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱组合节点的混凝土浇筑与普通混凝土浇筑基本相同，都应遵循国家规定，在施工中由于梁型钢翼缘下部部位混凝土不易充分后的标高应是设计标高，振捣密实后再浇筑与柱头相连接的梁、板低标号混凝土。在距柱边300mm行，待另一侧的混凝土自型钢梁底部溢出mm筑。mm浇筑过程中，振捣持续时间不能过长，一般每个振捣点振捣时间不超过3秒。还需实施外部辅助振捣措施，如利用橡皮锤敲击梁的侧模、底模，尤其是柱子四角处应多敲击，这样可以检查混凝土浇筑是否密实，而且有利于排除混凝土内部的气泡。节点浇筑面平型钢面时，摊铺略高于型钢面，稍加振捣，使混凝土浆料把型钢翼缘板与腹板阴角位置填充饱满，再浇筑至正常梁面标高。浇筑完成后立劳动力组织计划表表5.3对现场作业给予技术指导、安全管理对型钢进行加工检查现场作业安全是否符合要求钢筋加工和绑扎土浇筑、振捣固协助配合其它工种工作人员钢筋加工安装视工程大小和工期要求调整人数12345678686.1材料B焊接材料、高强度螺栓、普通螺栓应具有质量证明书，所主要材料表表6.1.113结构梁、板、柱2t3t45栓、螺帽M706Φ48×3.5t726.2机械设备主要机械设备配备表1机台22卷扬机套13套24台3钢梁和钢筋焊接5台16泵台1土7输车辆1梁的运输8台59台入式振动器台5台1全站仪索佳B40台1水平测量7.1质量标准7.2质量控制措施Q《圆柱7.2.3型钢开孔必须准确，开孔直径、间距需要与柱纵筋、箍筋直径及间距相对应。穿插塞焊时要保证纵向钢筋的竖直及箍筋保持水平。7.2.4钢结构安装前，应对柱及梁槽的平面位置和标高进行检查验收。7.2.5钢筋接头位置、箍筋间距、箍筋弯钩角度、钢筋混凝土保护层厚度必须符合施工规范及设计的要求，焊渣要清除干净，并做好隐蔽验收。、烧物。一级焊缝应进行7.2.7模板安装应拼缝严密平整，保证不漏浆、不错台、不跑模、不涨模、不变形。捣密实、到位。浇筑完成后的节点通过声波透射法进行密实度检验合格率应达到100%。8.1认真贯彻“安全第一、预防为主、全面治理”的方针，根据国家有关规定，结合施工现场实际管理网络，执行国家和上级部门制定的各项安全规程，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2从型钢梁的制作加工、安装方法及质量要求，在每一工序施工前均由技术人员进行详细交底8.3在钢梁起吊前应检查梁底支撑系统和复测相应关键点标高并试吊，检查起吊机具有完好性，设警戒绳，派专职安全员现场值勤。起重指挥人员需要高度集中注意力，严禁违章指挥。8.4在钢结构吊装时，为防止人员、物料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网和设置操作平台。8.5危险吊装区域应拉设警戒绳，派专职安全员现场值勤。8.6焊接作业人员应接受技术及安全作业培训后方可上岗，焊工要戴好护目镜。对工人进行安全教育，增强工人的安全意识，杜绝工人违章作业。8.7操作工人必须正确佩戴好劳动安全防护用品，尤其持振捣棒者必须戴好安全帽，绝缘手套，穿绝缘鞋和防护裙。许有破损的电线、电缆。9.1施工现场采取防尘及防辐射等措施，工完场清，控制扬尘排放。9.2优先选用先进的环保机械。模板、钢筋加工安装和混凝土浇筑时，严格控制噪声污染。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。9.3减少施工垃圾的产生，应对模板、钢筋短料进行筛选，回收利用。9.4所有原材料及工程剩余材料应堆放整齐，不得随意乱放，应划分原材料和成品区域，不得混放。现场设置消防器材和灭火设施。9.5遵照国家和行业的各种环境保护规定实施环境保护。10.1经济效益在泰合青年城二区工程施工中，采用型钢混凝土梁组合结构，充分利用了地下车库的使用空间，土的需求及施工机械台班、人工等的使用花费，最终节约材料、人工、管理综合费用约18万元。采用本工法