浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法

PAGE16PAGE17浅色清水混凝土土组合结构构多构件交交叉复杂节节点施工工工法中建三局建设工工工程股份份有限限公司成成分都都公司张兴志赵云鹏马马马卫华杜杜福祥祥武雄飞飞1前言随着城市的发展展展和改造造，城城市化建建设的的加快，越越来来越多位位于城城市的中中心地地带的重重大工工程都已已不仅仅仅追求求高度度、体量量，同同时还力力求创创造出自自己独独特的建建筑形形态与人人文内内涵。这这些工工程建筑筑型体体奇异，立立面面装饰材材料独独特。建建筑奇奇异的外外形特特征给结结构设设计带来来了很很大挑战战，钢钢与混凝凝土的的组合结结构以以其经济济效益益好、受受力合合理的优优势得得到越来来越多多的应用用。清清水混凝凝土则则凭借其其天然然、厚重重的质质感以及及不剔剔凿修补补、不不抹灰的“绿色”优势得以以快快速发展展，成成为越来来越多多建筑师师的首首选。然然而，组组合结构构节点点处型钢钢与钢钢筋、钢钢筋与与钢筋之之间相相互穿插插、连连接问题题以及及混凝土土的浇浇筑问题题一直直是施工工当中中的重点点与难难点，而而清水水混凝土土对于于混凝土土成型型质量要要求又又极为苛苛刻。随随着型钢钢混凝凝土组合合结构构及清水水混凝凝土越来来越多多的采用用，寻寻求一种种合理理的施工工方法法已经成成为清清水混凝凝土组组合结构构施工工的当务务之急急。成都来福士广场场场项目工工程外外立面为为大面面积浅色色清水水混凝土土，同同时建筑筑师为为考虑建建筑群群的“通透性”，对各塔塔楼楼立面进进行了了切割，导导致致五栋塔塔楼均均呈不规规则形形态。为为解决决不规则则结构构的受力力问题题，结构构设计计过程中中在外外立面存存在许许多斜撑撑构件件。这些些斜撑撑构件与与梁、柱柱一起，形形成成了大量量多构构件相交交的组组合结构构复杂杂节点。中建三局股份公公公司结合合该工工程实际际情况况开展了了科技技创新攻攻关，形形成了浅浅色清清水混凝凝土组组合结构构多构构件交叉叉复杂杂节点综综合施施工技术术，由由于其在在处理理型钢混混凝土土组合结结构节节点施工工、清清水混凝凝土复复杂节点点浇筑筑等方面面效果果明显，质质量量可靠，取取得得了明显显的社社会效益益和经经济效益益。2工法特点浅色清水混凝土土土组合结结构多多构件交交叉复复杂节点点施工工工法具具备以以下几个个方面面的显著著特点点：1钢筋与型钢之之之间连接方方式式合理，连连接接可靠。2钢筋与钢筋之之之间穿插合合理理，钢筋筋骨架架定位准准确，为为混凝土土，尤尤其是清清水混混凝土面面预留留出足够够的保保护层厚厚度。3节点区混凝土土土浇筑密实实，清清水混凝凝土表表观质量量良好好。4现场施工操作作作性强，施施工工速度快快。3适用范围本工法适用于型型型钢混凝凝土组组合结构构节点点施工，对对清清水混凝凝土结结构节点点施工工也具有有借鉴鉴意义。4工艺原理浅色清水混凝土土土组合结结构多多构件交交叉复复杂节点点施工工是对节节点区区钢筋与与型钢钢之间连连接方方式、钢钢筋与与钢筋之之间的的穿插方方式进进行设计计、加加工、安安装，以以及节点点区混混凝土浇浇筑、养养护，现现场管管理等多多道工工序精心心控制制的产物物。5工艺流程及操操操作要点5.1施工技术术术准备1根据设计计计要求以以及规规范要求求，通通过现场场制作作1:1节点点样样板找出出施工工难点。2进行图纸纸纸会审，针针对对样板施施工中中暴露的的问题题对图纸纸进行行优化设设计。湖北省省级工法HBGF150-2010、局级工法GF/30335-20103与建设、监监监理、设设计单单位就钢钢筋与与型钢之之间的的连接方方式、连连接器选选择原原则、材材质等等进行协协商，确确定节点点区深深化设计湖北省省级工法HBGF150-2010、局级工法GF/30335-2010浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法4对节点区区区钢筋排排布、钢钢筋与型型钢连连接方式式、型型钢本体体进行行深化设设计，并并报送设设计、监监理审查查。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法5将深化设设设计原则则、设设计图纸纸整理理成套，并并进进行详细细的施施工技术术交底底。5.2作业条件件件准备1在现场按按按照施工工图纸纸选择典典型节节点做样样板大大样，通通过样样板对钢钢筋穿穿插、连连接器器选择、加加劲劲板形式式以及及施工工工艺等等进行验验证，积积累相关关经验验后进行行详细细的技能能培训训和技术术交底底，使每每名施施工人员员都熟熟悉操作作规程程和职责责。2各节点钢筋筋排排布、钢筋筋筋与型钢钢连接接方式、型型钢钢本体深深化设设计已经经完成成，并得得到设设计师认认可，构构件内型型钢在在现场定定位满满足要求求。3所有物资、机机机具、人员员都都准备完完毕，现现场具备备施工工条件。5.3施工工艺艺艺流程5.4复杂节节节点深化化设计计5.4.1深化化化设计的的原则则1深化图中钢筋筋筋排布在扣扣除除保护层层厚度度后应尽尽量均均匀。梁梁纵向向筋之间间的净净距一般般不少少于30mmmm并不小于于1..5d，；；柱柱纵筋之之间的的净距不不小于于50mmm并不不小于1..55d。2当梁、柱、斜斜斜撑钢筋在在节节点处受受其他他构件内内型钢钢阻挡或或其他他方向钢钢筋阻阻挡无法法按照照原图纸纸要求求穿插时时，可可以对钢钢筋进进行调整整，一一般情况况下只只对梁钢钢筋进进行调整整。钢钢筋调整整时应应优先考考虑调调整钢筋筋排布布，特别别注意意尽量保保持节节点钢筋筋贯通通。如确确需对对钢筋直直径作作出代换换，需需要遵循循等强强代换的的原则则。同时时尽量量只代换换支座座钢筋，贯贯通通筋不做做调整整。3在设计中型钢钢钢一般位于于构构件中部部，当当梁钢筋筋的排排布受柱柱、斜斜撑的阻阻挡时时应优先先按照照两边对对称的的原则与与型钢钢钢骨连连接。4梁、柱、斜撑撑撑纵筋的排排布布要注意意保护护层的要要求，尤尤其是清清水混混凝土保保护层层的要求求。5箍筋在型钢上上上穿孔的排排布布时需要要避开开型钢焊焊缝位位置。梁梁、柱柱、斜撑撑节点点处需注注意各各个构件件箍筋筋穿孔，避避免免遗漏。6在型钢本体深深深化过程中中要要注意混混凝土土浇筑、振振捣捣的需要要，选选取合理理的加加劲肋形形式或或在加劲劲肋适适当部位位预留留混凝土土浇筑筑孔。5.4.2钢筋筋筋深化设设计1钢筋与构件内内内型钢穿插插或或连接形形式选选择型钢混凝土钢筋筋筋穿插的的深化化设计采采用五五种方法法解决决此问题题，即即：钢筋筋绕过过型钢、钢钢筋筋伸至型型钢边边弯锚、钢钢筋筋穿过型型钢腹腹板、钢钢筋与与型钢通通过连连接板焊焊接连连接、钢钢筋与与型钢通通过焊焊接套筒筒连接接。1）钢筋绕过型型型钢：适用于钢筋能绕绕绕过型钢钢或钢钢筋按照照筋按按照最大大1::6弯折后后能能绕过型型钢的的情况，一一般般情况下下构件件的外排排钢筋筋多能符符合此此要求。钢钢筋筋绕过型型钢，则则型钢混混凝土土钢筋穿穿插问问题即转转化为为普通钢钢筋穿穿插的问问题，只只需考虑虑钢筋筋与其他他构件件钢筋之之间的的相互穿穿插关关系即可可。此此类处理理方式式对钢筋筋加工工要求低低，钢钢筋没有有与型型钢的连连接关关系，施施工简简便，因因此条条件允许许时应应优先采采用。如如图5.44..2-11。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法图5.4.21钢筋绕过过型型钢2）钢筋伸至型型型钢边弯锚锚这类处理方式仅仅仅适用于于梁筋筋，当梁梁筋伸伸至型钢钢边直直锚长度度大于于0.4LLaae时可以以采采用此类类处理理方式。此此类类处理方方式会会导致节节点区区钢筋密密集。当当梁筋为为两排排时，可可采用用上排钢钢筋向向上弯锚锚，下下排钢筋筋向下下弯锚的的方式式进行处处理，避避免钢筋筋过于于密集。但但有有多向梁梁在节节点相交交时，梁梁筋伸至至型钢钢边弯锚锚后可可能会对对其他他方向钢钢筋穿穿插造成成影响响。如图图5..4.22-22。图5.4.22钢筋筋伸伸至型钢钢边弯弯锚3）钢筋穿过型型型钢腹板这类处理方式适适适用于钢钢筋穿穿插位置置与型型钢腹板板相交交并且直直锚长长度不够够时或或钢筋穿穿过型型钢后可可贯通通排布的的情况况。腹板板应在在构件加加工厂厂采用机机械开开孔。考虑现场使用带带带肋钢筋筋的实实际情况况及施施工误差差需要要，常用用钢筋筋穿孔孔孔径一一般如下下表55.4..2--1所示：：表5.4.21钢筋筋穿穿孔孔径径表钢筋直径（mmmm）10121416182022252832穿孔直径（mmmm）15182022242628323640注：当钢筋穿插插插方向与与型钢钢腹板方方向斜斜交时，穿穿孔孔直径应应适当当放大。考虑型钢腹板对对对于保持持柱型型钢的整整体刚刚度和稳稳定性性起着重重要作作用，一一般其其穿孔率率不得得大于255%%，当穿孔孔率率大于255%%时需要对对型型钢腹板板采用用局部加加厚的的方式进进行补补强处理理，加加厚板与与型钢钢构件需需要有有可靠连连接。如如图5.44..2-33。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法图5.4.23钢筋筋穿穿过型钢钢腹板板4）钢筋与型钢钢钢通过连接接板板焊接连连接适用于构件型钢钢钢外边缘缘距离离混凝土土外边边缘距离离较大大的情况况。为为避免连连接板板伸出后后阻挡挡与其垂垂直方方向的纵纵向钢钢筋，仅仅当满满足以下下条件件是才能能选用用此类连连接方方式：L+d+ha+++10mmm（施施工误差差）≤D其中：L--连连连接板长长度；；d--连接板垂垂垂直方向向的纵纵向钢筋筋直径径；ha--纵向钢钢筋筋保护层厚厚厚度；D--型钢外边边边缘距离离混凝凝土外边边缘距距离。图5.4.24型钢梁梁截截面连接板长度确定定定：钢筋筋与连连接板之之间通通过双面面焊接接连接，焊焊接接长度为为5dd，再考虑虑焊焊接时起起弧、灭灭弧长度度（各各10mmm），以以及钢筋筋下料料长度误误差，连连接板长长度设设计如下下表55.4..2--2所示：：表5.4.22连连接接板长度度设计计表连接钢筋直径（mm）连接板长度（mmmm）22140251602818032200注：当钢筋另一一一端采用用焊接接套筒与与型钢钢连接时时，连连接板长长度还还需加上上焊接接套筒长长度。连接板宽度确定定定：当连连接板板与型钢钢翼缘缘连接时时与型型钢翼缘缘板相相同；当当连接接板与型型钢腹腹板连接接时根根据需要要连接接的钢筋筋情况况确定，一一般般与腹板板宽度度相同。连接板厚度：设设设计要求求连接接板厚度度为220mmm，采采用与型型钢本本体同材材质的的Q3455BB钢板。为了保证连接钢钢钢板与柱柱型钢钢翼缘板板的连连接质量量，连连接钢板板均在在构件加加工厂厂与型钢钢焊接接，焊接接采用用坡口融融透焊焊，焊缝缝等级级不得低低于二二级。特特别需需要注意意的是是，由于于连接接板需要要在加加工厂与与型钢钢预先焊焊接好好，当需需连接接的钢筋筋有两两排时，只只能能一排使使用连连接板连连接，另另一排采采用其其他方式式。否否则两排排连接接板之间间连接接的钢筋筋多于于一根时时，钢钢筋与钢钢筋之之间的焊焊缝现现场无法法焊接接。如图图5..4.22-55。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法图5.4.25钢筋筋与与型钢通通过连连接板焊焊接连连接5）钢筋与型钢钢钢通过焊接接套套筒连接接适用于构件型钢钢钢外边缘缘距离离混凝土土外边边缘距离离较小小的情况况。采采用的套套筒为为专用的的焊接接套筒，套套筒筒钢材为为不低低于Q34455B的低合合金金高强度度结构构钢。焊焊接套套筒长度度为440mmm，一一端预制制为445°坡口，用用于于与型钢钢焊接接连接，另另一一端与普普通直直螺纹套套筒相相同，用用于与与钢筋连连接。焊焊接套筒筒均在在钢构件件加工工厂与型型钢焊焊接，现现场施施工中只只能旋旋转钢筋筋将钢钢筋与套套筒丝丝扣相扣扣，因因此在深深化设设计中应应避免免构件同同一根根钢筋两两端均均采用焊焊接套套筒与型型钢连连接的情情况。考虑套筒与型钢钢钢连接时时焊缝缝需要，深深化化设计中中套筒筒与套筒筒之间间净距不不得少少于30mmmm，套筒边边缘缘距离型型钢边边不得少少于225mmm。焊焊接套筒筒与型型钢翼缘缘焊接接连接后后两者者垂直相相交，因因此仅钢钢筋穿穿插方向向与翼翼缘方向向正交交时可以以使用用套筒连连接。如如图5.44..2-66。图5.4.26钢筋筋与与型钢通通过焊焊接套筒筒连接接考虑套筒与型钢钢钢连接时时焊缝缝需要，深深化化设计中中套筒筒与套筒筒之间间净距不不得少少于30mmmm，套筒边边缘缘距离型型钢边边不得少少于225mmm。焊焊接套筒筒与型型钢翼缘缘焊接接连接后后两者者垂直相相交，因因此仅钢钢筋穿穿插方向向与翼翼缘方向向正交交时可以以使用用套筒连连接。2钢筋与钢筋之之之间的穿插插钢筋与钢筋之间间间穿插主主要存存在于钢钢筋绕绕过构件件内型型钢后与与其他他方向钢钢筋的的穿插，此此时时由于构构件内内很大一一部分分截面已已经被被型钢占占据，再再扣除钢钢筋的的保护层层厚度度（其中中清水水面需要要按照照35mmm考虑虑）剩余余钢筋筋穿插的的空间间十分有有限，当当梁、斜斜撑单单排钢筋筋较多多时，采采取增增加钢筋筋排数数的方式式，当当梁、斜斜撑高高度小于于等于于800mmmm时，钢筋筋可可以排布布两排排，当梁梁、斜斜撑高度度大8800mmm时时，钢筋筋可以以排布三三排。当当节点区区钢筋筋过于密密集，调调整钢筋筋排布布后仍然然无法法穿插时时，将将柱纵筋筋进行行并筋处处理，形形成钢筋筋束，但但此做法法对钢钢筋与混混凝土土之间粘粘结锚锚固强度度有所所影响，需需要要设计院院进行行复核。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法5.4.3柱内内内型钢加加劲肋肋设计浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法1工字型截面型型型钢柱，如如图图5.4..33-1。图5.4.31工字字型型截面型型钢柱柱2T字型截面型型型钢柱，如如图图5.4..33-2。图5.4.32TT字字型截面面型钢钢柱5.5复杂节节节点钢筋筋施工工1型钢定位控制制制型钢混凝土组合合合结构施施工中中，构件件内型型钢一旦旦发生生偏位，将将对对钢筋穿穿插造造成极大大影响响。可能能导致致深化设设计中中绕过型型钢的的钢筋无无法通通过，与与套筒筒连接的的钢筋筋因套筒筒偏移移不得不不随之之偏位等等一系系列问题题，在在施工过过程中中，有以以下问问题特别别需要要注意：：1）支设模板不不不能以型钢钢为为支点调调整，模模板加固固时如如需设置置对拉拉螺杆的的应避避开型钢钢，更更不能将将对拉拉螺杆直直接焊焊接在型型钢上上，如确确需通通过型钢钢的，应应提前进进行开开孔。2）施工过程中中中保护好的的缆缆风绳、倒倒链链等临时时固定定设施，不不得得随意拆拆除。3）竖向构件浇浇浇筑时，混混凝凝土尽量量对称称下料、对对称称振捣。2节点区钢筋穿穿穿插1）节点区按照照照柱纵筋、斜斜撑纵筋、梁梁纵筋的顺序序按钢筋深化化图进行穿插插。柱纵筋在在进入节点区区之前需要提提前调整好定定位，避开梁梁、斜撑型钢钢位置。2）完成柱、斜斜斜撑纵筋穿穿插插后在节节点区区之下预预留四四至五道道箍筋筋不予绑绑扎，以以便在梁梁纵筋筋穿插时时调整整柱、斜斜撑纵纵筋位置置，保保证梁纵纵筋穿穿插空间间不被被占据。3）当竖向结构构构与水平结结构构分开浇浇筑时时，竖向向结构构混凝土土浇筑筑前要在在梁外外排纵筋筋通过过位置使使用同同直径的的短钢钢筋卡位位，保保证竖向向构件件浇筑过过程中中柱、斜斜撑钢钢筋不至至偏位位后挤占占梁纵纵筋穿插插位置置。同时时，将将梁钢筋筋的连连接板、焊焊接接套筒预预先使使用塑料料薄膜膜包裹保保护，以以免在浇浇筑竖竖向结构构时被被混凝土土填埋埋、堵塞塞。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法图5.5节点区区区钢筋穿插插5.6复杂节节节点清水水混凝凝土施工工型钢混凝土组合合合结构多多向相相交的节节点中中，由于于节点点区各构构件型型钢交汇汇，钢钢筋相互互穿插插，造成成对节节点区及及节点点区下部部柱混混凝土的的下料料、振捣捣困难难，而清清水混混凝土要要求混混凝土浇浇筑必必须密实实，且且表观质质量良良好，因因此施施工中必必须采采取相应应措施施：1采用自密实混混混凝土浇筑筑。自自密实混混凝土土作为高高流态态混凝土土，既既有高度度流动动度，又又不会会离析，具具有有均匀性性、稳稳定性，可可以以可靠地地将构构件内空空隙填填满，保保证混混凝土的的密实实性。2采用外挂式振振振动器辅助助振振捣（如如图55.6--1）。由由于清水水混凝凝土对混混凝土土表观质质量的的要求，采采用用外挂式式振动动器辅助助振捣捣可以有有效减减少混凝凝土表表面气泡泡数量量。设置置外挂挂式振动动器位位置需要要设置置两道槽槽钢背背楞，外外挂式式振动器器的平平板与槽槽钢背背楞采用用螺栓栓连接。外外挂挂式振动动器使使用时震震动会会使蝴蝶蝶卡松松动，对对原有有模板加加固体体系造成成影响响。因此此使用用过程中中必须须有木工工对加加固体系系进行行维护。图5.6-1外外外挂式振动动器器辅助振振捣3当层高较高（大大大于4m）时，为为保证清清水混混凝土构构件的的浇筑效效果，采采取清水水混凝凝土柱先先行浇浇筑，清清水梁梁与楼板板、核核心筒等等一起起浇筑的的施工工方式。在在浇浇筑柱混混凝土土时梁钢钢筋还还未绑扎扎，节节点区尚尚未完完全成型型，混混凝土下下料空空间较为为充裕裕，也方方便进进行振捣捣。4混凝土班组配配配置直径3300mm的小小型型振动棒棒，对对难以振振捣的的部位进进行辅辅助振捣捣。5在型钢本体的的的深化设计计过过程中充充分考考虑混凝凝土下下料、振振捣的的需要，调调整整加劲肋肋的形形式或在在加劲劲肋上预预留混混凝土下下料孔孔、气孔孔。如如图5.66--2。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法图5.6-2预留混凝凝土土下料孔孔、气气孔6机具设备1钢筋工程：切切切割机、调调直直机、弯弯曲机机、车丝丝机、砂砂轮切割割机、钢钢筋钩子子、钢钢筋刷子子、撬撬棍、扳扳手、钢钢卷尺、钢钢筋筋连接机机具设设备。2混凝土工程：：：混凝土输输送送泵、混混凝土土运输车车、布布料杆、振振捣捣电机、铁铁锹锹、标尺尺杆、振振捣棒、平平板板式振动动器、抹抹子（混混凝土土工程的的使用用机具设设备准准备1-22套备用用）。3其他设备:塔塔塔吊、激光光经经纬仪、水水准准仪、钢钢卷尺尺、试验验检测测设备。7劳动组织1施工管理人员员员：应设置置以以下人员员：技技术负责责、深深化设计计人员员、混凝凝土施施工管理理员、钢钢筋施工工管理理员、模模板施施工管理理员、机机电管理理员、安安全管理理员、测测量管理理员、塔塔吊指挥挥。2劳务队伍：应应应按钢筋工工、木木工、混混凝土土工、力力工、电电工、机机修工工等分班班组组组织劳动动力，工工种人数数根据据实物工工程量量确定。8质量控制1钢筋与型钢连连连接可靠。焊焊接套筒、连连接板与构件件型钢之间均均采取全熔透透坡口焊，焊焊接焊缝等级级不得低于二二级。钢筋与与焊接套筒连连接时外露丝丝扣不得超过过两丝，钢筋筋与连接板焊焊接连接时采采用双面电弧弧焊，焊接长长度需满足钢钢筋直径5dd要求。2钢筋骨架定位位位准确。钢钢筋筋与钢筋筋之间间间距、钢钢筋筋保护层层厚度度满足《混混凝凝土结构构质量量验收规规范》要要求，清清水面面钢筋保保护层层厚度满满足《清清水混凝凝土应应用技术术规程程》要求求。3结构形状及尺尺尺寸应满足足设设计要求求。满满足《混混凝土土结构质质量验验收规范范》要要求。4混凝土表观质质质量良好，达达到清水混凝凝土饰面要求求。节点区施施工缝达到禅禅缝效果，错错台不超过22mm，顺直直度偏差不超超过3mm检验方法：观察察察，尺量量，检检查技术术处理理方案。9安全措施1浅色清水混凝凝凝土组合结结构构多构件件交叉叉复杂节节点施施工工法法应遵遵守国家家的《建建筑安装装工程程安全技技术规规程》等等国家家和地方方有关关施工现现场安安全生产产管理理规定2根据施工特点点点编制安全全操操作的注注意事事项及具具体施施工安全全措施施，并作作好对对操作人人员的的交底工工作。3钢筋与型钢采采采用连接板板连连接时焊焊接安安全操作作平台台使用脚脚手管管搭设，焊焊接接过程中中要做做好围挡挡，避避免焊花花飞溅溅。10环保措施1钢筋下料根据据据深化结果果进进行，力力求做做到精确确无误误，避免免材料料浪费。浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法2钢筋、混凝土土土原材料选选择择距离场场