鋼混組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點施工工藝與質(zhì)量控制

周榮斌 王永雷

摘要：近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對工程建設(shè)也提出了新結(jié)構(gòu)體系的要求，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)就是其中之一。這種結(jié)構(gòu)具有較大的延性，抗震性能增強，且易于施工。節(jié)點是連接梁、柱的關(guān)鍵部位。文章主要就鋼混組合結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點施工工藝與質(zhì)量控制作了具體的探討，以供大家學(xué)習(xí)交流。

關(guān)鍵詞：鋼混組合結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點；施工工藝；質(zhì)量控制

在梁與柱進(jìn)行連接的過程中，節(jié)點是非常重要的部分。節(jié)點能夠傳遞梁與柱之間的內(nèi)力，可以說節(jié)點是否安全將影響到結(jié)構(gòu)是否能夠正常的進(jìn)行工作。因此，做好這方面的研究及處理是非常有必要的。

一、 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是以型鋼周圍配置鋼筋和澆筑鋼筋混凝土的埋入式組合結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系在日本稱之為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete）。在英、美等西方國家稱之為混凝土包鋼結(jié)構(gòu)（Steel Encased Concrete），在前蘇聯(lián)則稱之為勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中的型鋼與其外包混凝土結(jié)構(gòu)共同工作，兩類材料的強度都能得到充分利用。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，由于內(nèi)埋了型鋼而使結(jié)構(gòu)承載力大為提高，且具有較大的延性，抗震性能好；此外，型鋼在施工階段可做為支架結(jié)構(gòu)。與鋼結(jié)構(gòu)相比由于外包混凝土的約束，可以防止鋼構(gòu)件的局部失穩(wěn)并提高構(gòu)件的整體剛度，從而使鋼材的強度得以充分利用，節(jié)省鋼材；外包混凝土還能提高鋼構(gòu)件的耐火性和耐久性。由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)點，因而在許多國家得到了廣泛應(yīng)用。

二、節(jié)點構(gòu)造的形式

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，我們將節(jié)點分為以下幾種形式。

（一）梁是鋼筋混凝土，柱是型鋼混凝土

目前，使用鋼筋混凝土與型鋼混凝土相配合的建筑較多，因為鋼筋混凝土造價相對較低，對于這類的梁與柱之間節(jié)點的研究也相對的較多，大多數(shù)是研究鋼筋混凝土梁中在節(jié)點的區(qū)域內(nèi)縱筋的連接方面。

鋼筋混凝土的梁與型鋼混凝土的柱之間的節(jié)點，梁的鋼筋要通過柱的型鋼的兩側(cè)，梁中的鋼筋與柱中的型鋼相交時，鋼筋要在型鋼的兩側(cè)斷開，但是在柱的邊緣進(jìn)行焊接。同時，在柱的型鋼邊緣，鋼筋要設(shè)置加勁肋，加勁肋不能設(shè)置的過長，只需要在局部進(jìn)行設(shè)置就可以。對于設(shè)置的加勁肋，要使其強度大于梁的鋼筋在進(jìn)行換算之后達(dá)到的強度，這樣能夠保障拉力進(jìn)行可靠有效的傳遞，防止柱中的型鋼邊緣發(fā)生彎曲。

（二）梁是型鋼混凝土，柱是型鋼混凝土

在這種情況下，柱中的型鋼要貫通于節(jié)點，梁中的型鋼同樣在柱中型鋼的兩側(cè)進(jìn)行斷開，在柱中的型鋼邊緣進(jìn)行焊接固定。對于相對較窄的梁，梁中的型鋼可以從柱中型鋼的內(nèi)側(cè)通過，但是這種方式在施工中較為復(fù)雜。

在梁與柱之間的節(jié)點處的型鋼兩側(cè)以及梁中的型鋼上翼以及下翼的邊緣設(shè)置柱的加勁肋，保障梁的拉力能夠安全的傳到節(jié)點，防止柱中的型鋼發(fā)生彎曲。加勁肋同樣不能設(shè)置的過長，只在柱中的型鋼邊緣的局部進(jìn)行設(shè)置。

（三）梁是型鋼混凝土，柱是鋼筋混凝土

在這種情況下，梁與柱之間的節(jié)點在進(jìn)行連接時，梁中的型鋼可以直接通過節(jié)點，梁的筋要貫通，而柱中的筋要在梁中的型鋼兩側(cè)通過。

在這種結(jié)構(gòu)中，要進(jìn)行交叉的斜筋配置，梁與柱之間的節(jié)點區(qū)域中的裂度與節(jié)點對角線相平行，而通常的結(jié)構(gòu)中水平的箍筋在配置時與裂縫之間存在一定的角度，效能也會隨之降低。在框架的節(jié)點中進(jìn)行交叉的鋼筋配置，能夠?qū)⒐?jié)點的抗剪力的承載力有效的提高。具體的方法是將下層的樓柱中間豎向的鋼筋進(jìn)行彎折，彎折的方向是節(jié)點區(qū)域中對邊的位置，依據(jù)上層豎向的鋼筋接頭的位置以及類型，延伸出一段長度進(jìn)行搭接或者是焊接。

三、施工質(zhì)量控制措施

（一）原材料

用于工程的材料必須有檢測復(fù)試報告和出廠合格證，復(fù)試檢測不合格的材料嚴(yán)禁用于工程，包括加工鋼構(gòu)件用的鋼板、套筒、栓釘、主體結(jié)構(gòu)用的鋼筋、混凝土等。嚴(yán)格控制鋼構(gòu)件出廠檢查和進(jìn)場驗收兩道關(guān)，鋼構(gòu)件焊接質(zhì)量和外觀滿足相關(guān)驗收規(guī)范及設(shè)計要求后方可出廠和安裝，不滿足要求的堅決不予出廠或退貨。

（二）施工測量

利用全站儀將圖紙上型鋼構(gòu)件的坐標(biāo)點位精確的放樣到施工現(xiàn)場，做為整體控制網(wǎng)。使用鋼尺對位置點進(jìn)行測量時，用水準(zhǔn)儀協(xié)助控制尺子兩端水平，拉尺用力均勻一致，距離測量均采用來回兩次拉尺的方法。利用周邊構(gòu)件如混凝土柱等，將標(biāo)高引至其上，構(gòu)件吊運時均由該點直接用鋼卷尺向上量測，利用水準(zhǔn)儀往返測量與基準(zhǔn)標(biāo)高校核。垂直度則利用經(jīng)緯儀觀測型鋼棱角來進(jìn)行控制。

（三）型鋼構(gòu)件安裝

分件吊裝型鋼梁、柱等構(gòu)件，待安裝就位后及時進(jìn)行矯正、固定。當(dāng)天安裝的鋼構(gòu)件應(yīng)形成穩(wěn)定的空間體系。在鋼構(gòu)件起吊及就位處采用墊木板等方法保護(hù)構(gòu)件邊角以免破壞。構(gòu)件吊至就位位置上方200mm處，先使其穩(wěn)定，對準(zhǔn)螺栓孔緩慢下落，下落過程中應(yīng)避免磕碰絲口，落實后及時調(diào)整其軸線位置、標(biāo)高、垂直度。調(diào)整完畢后，用螺栓擰緊固定，同時安裝臨時固定的構(gòu)件。高強度螺栓先進(jìn)行初擰，初擰合格后做出標(biāo)記，然后按從中間向兩端的順序依次緊固螺栓。若個別螺栓連接孔出現(xiàn)偏孔現(xiàn)象，應(yīng)采用微型砂輪磨光機或人工挫銷進(jìn)行修正。

（四） 鋼筋綁扎

在對型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行鋼筋綁扎時，必須先定位，安裝主筋，接著再套箍筋、鋼筋等，待準(zhǔn)備工作全部做好后便進(jìn)行合模。柱主筋在進(jìn)行連接的過程中，注意主筋連接應(yīng)通過柱外連續(xù)對鋼筋作相應(yīng)的綁扎連接，主筋插人箍筋內(nèi)必須采取由上向下的方式，并與下部接頭連接。在主筋連接好后，必須及時作進(jìn)一步的全面綁扎。如果有內(nèi)層鋼筋，則需先將內(nèi)層鋼筋進(jìn)行連接，再對外層鋼筋進(jìn)行連接。

（五） 模板搭設(shè)

型鋼梁截面尺寸一般比較大，模板支撐體系需經(jīng)過計算，確定支撐架體的橫縱向間距及梁側(cè)對拉螺栓的排距和間距，按規(guī)范要求增加構(gòu)造措施。由于梁內(nèi)型鋼的影響，對拉螺栓無法直接穿過型鋼梁，在征得設(shè)計院同意的前提下可采用將對拉螺栓分成兩部分對稱焊接到型鋼梁腹板上，從而對梁模板進(jìn)行固定。對于跨度較大的型鋼梁，應(yīng)按設(shè)計要求起拱，若設(shè)計無具體要求，起拱高度一般為跨度的1/1000～3/1000，其中考慮到型鋼梁下支撐腳手架易產(chǎn)生撓度，型鋼梁起拱高度還可以再增大一些。

（六）混凝土施工

由于勁性混凝土中鋼筋一般過密，因此混凝土振搗時應(yīng)盡量減少碰振鋼筋、型鋼、模板、吊環(huán)及預(yù)埋件等現(xiàn)象。振搗混凝土?xí)r不能漏振，也不得過振?；炷恋恼駬v隨澆隨振搗，振搗棒垂直插入混凝土中，插入到下層尚未初凝的混凝土中約50～100mm，以使上下層混凝土互相結(jié)合緊密；操作時要做到快插慢拔，以免發(fā)生分層離析現(xiàn)象或空洞現(xiàn)象。振搗器的插點要均勻排列，排列方式采用行列式和交錯式兩種，由振搗手靈活掌握。插點間距不超過40cm，振搗器距模板宜大于20cm。為保證已澆筑好的混凝土在規(guī)定齡期內(nèi)達(dá)到設(shè)計要求的強度和耐久性，防止產(chǎn)生收縮和溫度裂縫，必須認(rèn)真做好養(yǎng)護(hù)工作。由于勁性混凝土梁通常跨度較大，因此勁性混凝土應(yīng)嚴(yán)格拆模強度，同時已拆除模板及支撐的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計強度后方能承受全部設(shè)計荷載，施工中嚴(yán)禁超載使用。

四、結(jié)語：

總之，型鋼混凝土的梁柱節(jié)點關(guān)系著整個工程的質(zhì)量，因此不僅要選擇科學(xué)合理的設(shè)計方案，更要重視施工過程各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，充分發(fā)揮型鋼混凝土結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)勢。

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