论文--型钢混凝土梁柱节点施工技术 - 图文

型钢混凝土梁柱节点施工技术

作者： 宋治伟

摘要：通过对型钢混凝土节点施工，了解它的优缺点，针对节点施工在工程中的运用，

总结实践经验，介绍了目前型钢混凝土结构施工过程中梁与柱的节点型式，分析了柱脚节点、环梁节点、加强环式节点、钢筋贯通式节点、梁柱焊接法以及施工中钢筋加腋处理型钢梁部位的结构特点，指出节点在施工中的应用及存在的一些问题，并对在未来发展提出自己的意见和建议。

关键词： 型钢混凝土 梁柱节点形式 梁柱节点构造

引言:

在建筑工程中型钢混凝土施工至今有100多年的历史，尤其近年来型钢混凝土发展迅速，对型钢混凝土的研究也越来越多，当今世界各国都已趋向采用型钢—混凝土的组合结构。而型钢混凝土组合结构作为一种极具魅力的组合结构形式,具有其他结构所不具有的独特优点,并且日益广泛地应用于各类建筑与桥梁结构中。本文总结探讨了关于型钢混凝土组合结构的施工技术，对型钢混凝土柱、梁的施工作了进一步的探讨,提出了施工方法和保证型钢混凝土结构施工质量的措施。

一：施工工艺及操作要点 1、型钢混凝土的特点

由于型钢混凝土结构中的型钢与其外包混凝土结构共同工作，两种材料的强度都能得到充分利用。与钢筋混凝土结构相比，由于内埋了型钢而使构件承载力大为提高，且具有较大的延性，抗震性能好；此外，型钢在施工阶段可作为支架结构。与钢结构相比，由于外包混凝土的约束，可以防止钢构件的局部失稳并提高构件的整体刚度，从而使钢材的强度得以充分利用，节省钢材；外包混凝土还能提高钢构件的耐火性及耐久性。由于型钢混凝土结构具有许多优点，因而在许多国家得到了广泛应用。

型钢混凝土组合结构具有良好的耐久性和耐火性。型钢外包裹的混凝土具有抵

抗有害介质侵蚀，防止钢材锈蚀等作用，同时型钢外混凝土的保护层厚度也决定结构构件的耐火性能。型钢混凝土组合结构节约钢材，由于以混凝土和型钢共同承担荷载，使型钢混凝土成为节约钢材的一个重要手段。型钢混凝土组合结构受力性能好，普通的钢结构构件常具有受压失稳的弱点，而型钢混凝土结构构件内的型钢因周围混凝土的约束，型钢受压失稳的弱点得到了克服。型钢混凝土组合结构抗震性能好，由于型

钢的设置其延性比钢筋混凝土结构有明显提高，因此在大震中此种结构呈现出较好的抗震性能。

型钢混凝土组合结构具有强度大，刚性大，延性好，抗震能力强，防火、防腐性能好的特点。

2、施工工艺流程

绑扎承台及筏板钢筋→预埋地脚埋件→浇筑底板、承台混凝土→安装第一节型

钢柱→柱脚灌浆→安装型钢梁→绑扎柱子钢筋→安装柱模板→浇筑柱子混凝土至梁底→拆除柱模→安装水平结构模板→绑扎梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→安装第二节型钢柱→安装第二节型钢梁2222222222222

3、节点型式的操作要点

（一）柱脚节点

钢结构地脚螺栓的预埋工作非常关键，它直接影响第一节型钢柱的安装精度乃至关系到整个工程钢结构的安装质量。本工程型钢柱从B1层就有，需要从基础承台内生根。 为保证第一节型钢柱的安装精度，方便地脚螺栓的预埋工作，在预埋时增加一块辅助钢垫板，该钢垫板的截面尺寸及螺栓孔位与第一节柱的柱脚完全相同。因此只需保证钢垫板的安装精度即可。

柱脚节点就是柱与基础的连接处。型钢混凝土柱中的型钢与基础的锚固连接方法有两种：埋人式和非埋人式，埋入式将型钢埋人基础一定深度；非埋入式是用地锚螺栓将型钢固定在基础表面。

地 脚 螺 栓 预 埋

第 一 节 柱 的 吊 装

工程拟采用地锚螺栓施工，施工工艺为：弹出轴线 →绑承台底及侧面钢筋→组合焊接螺栓固定框 → 放螺栓固定框 → 柱脚螺栓的最终定位 →混凝土浇筑。地脚螺栓的预埋工作非常关键，它直接影响第一节钢柱的安装精度乃至关系到整个工程钢结构的安装质量。本工程钢柱从B1层就有，需要从基础承台内生根。 为保证第一节钢柱的安装精度，方便地脚螺栓的预埋工作，在预埋时加一辅助钢垫板，该钢垫板的截面尺寸及螺栓孔位尺寸与第一节柱的柱脚完全相同。因此只需保证钢垫板的安装精度即可。安装地脚螺栓需专人在纵横两个方向用经纬仪和水准仪控制预埋件轴线及标高。并在四个方向加固，安放调节螺母利用水准仪调节螺杆的高度，保证埋件标高。校正并加固牢固，检查合格后，请监理工程师验收。预埋件验收合格后，在螺栓丝头部位上涂黄油并包上油纸保护。在浇筑混凝土前再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢固后方可进行浇灌工序。浇筑混凝土时，拉通线控制以避免埋件发生位移。从地脚螺栓的预埋到第一节柱的安装完成，施工的精确度严格的控制在了±5mm以内，达到了预期的效果。若安装第一节型钢柱，在钢柱安装前取掉辅助用的钢垫板将地脚罗栓螺纹清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复，然后吊装。若型钢柱的轴线、标高、垂直度有偏差应立即采用液压千斤顶顶起调节柱脚的上下螺母配合经纬仪或吊线进行检查校正，柱脚校正后立即紧固地脚螺栓，并将承重钢垫板上下点焊固定防止走动。 （二）环梁式节点：

该节点是对钢板加强环节点的改进, 绕钢管设置一钢筋混凝土环梁来传递弯矩, 在环梁中部或底部钢管外表面贴焊一环形钢筋, 用于传递剪力。节点整体性强、制作简单、无方向性、施工方便用钢量小、 有明显的施工与经济优势。 例如：做法就是把梁的主筋锚固在环梁内，减少了现场的焊接工作量，施工方便，降低了造价。但也有不足之处：梁端剪力是通过抗剪环筋及其贴焊焊缝传给壁管的，再经壁管穿给混凝土。如环梁出现严重的裂缝或局部破坏，抗剪环筋的抗剪承载了将大幅下降。

在现场施工过程中由于环梁施工难度较大，经过与设计院研究协商，最后设计决定将圆形环梁改为方形，大大减少了施工难度。如图

环梁做法如图：

通过钢筋绕钢柱环绕，节点箍筋与型钢柱表面焊接加固，将加工的钢筋绕柱绑扎成为方形，在环梁中间设置腰筋22间距200、箍筋8@400、环梁上下加斜筋4

20及在梁底加腋10@200，加腋钢筋绕柱安装，以增加环梁的整体性能。

环 梁 的 施 工

环 梁 的 作 用 （主筋锚入梁内） （三）加强环式节点

该节点利用上下加强环分别承受拉压力, 形成力偶来抵抗力梁端弯矩, 利用垂直肋板、型钢承重销、穿心钢板、明牛腿等来传递剪力,它的优点是传力简洁明确, 节点刚度大, 承载力高, 用于钢梁和钢柱的连接接头中施工方便, 但缺点是用钢量大, 用于钢筋混凝土楼板时施工困难, 节点在使用中灵活性和适应性较差。

现场施工过程中此节点的做法为焊接，采用二氧化碳气保焊，焊丝直径ф1.2mm，电流220~300A，电压28~36V，焊速150~500 mm/min，焊丝伸出长度约为20mm，气体流量20~80 L/min。

对于加劲板、隔板、梁悬臂段翼缘等与柱连接的其他全熔透焊缝质量等级为一级。 在现场施工过程中一般由设计院与钢构加工厂研究协商，进场后基本是成品安装。

（四）钢筋贯通式节点（型钢穿孔）

这种节点就是梁的纵筋要贯穿型钢混凝土柱，以此来传递弯距，此做法增加了施工的难度，柱内开孔会对型钢有所削弱，需增加加劲板（加强环式节点）或加劲肋来弥补这种削弱。钢骨梁的梁柱节点施工需要提前进行深化设计，在梁柱腹板上打好穿筋孔，柱箍筋采用开口套子，需要提前对称穿插并焊接后，方可进行梁主筋的施工。

型钢混凝土梁柱节点穿过型钢时，穿孔位置及穿孔直径必须符合要求：穿孔位置应尽量避开在型钢的翼缘上。在柱内型钢腹板上预留孔时，型钢腹板截面损失率不打于腹板面积的25%；穿孔的直径宜按所穿过钢筋公称直径加4～6mm确定。需要时穿孔的孔径可放宽为所穿过钢筋公称直径加8mm。当钢筋穿孔造成型钢截面损失而不能满足承载能力要求时，应对型钢采取加固补强措施，最简单的补强措施是采取型钢截面局部加厚的方法，但是要注意两个问题,一是型钢梁柱刚度不宜突变过大，二是确保不影响混凝土的浇筑质量。

主筋穿过型钢柱（穿孔处增加加劲板）

在施工过程中，经过与设计单位、监理单位协商设计，工程还可采用了梁柱焊接节法、钢筋加腋处理型钢梁部位（无法保证焊接长度及锚固采取的措施）等施工方法。

（五）梁柱焊接法

若主筋无法穿过腹板则可根据普通钢筋混凝土的规范要求核实柱边到腹板的长度能否满足锚固长度，若满足要求则按普通钢筋混凝土标准图籍≧0.4laE的锚固要求施工，若主筋即不能穿过，柱边到腹板的长度亦无法满足锚固要求则可采用单面搭接焊，将梁的主筋焊接在型钢牛腿上，焊缝长度必须满足规范要求。

普通钢筋混凝土梁主筋与型钢柱牛腿的连接采用单、双面搭接焊，绑扎前需要提前摆好梁主筋的位置，套好箍筋后穿主筋，调整梁的主筋、箍筋进行直螺纹连接，最后进行箍筋绑扎和主筋与牛腿的搭接焊。

单面搭接焊 双面搭接焊

（六）钢梁加腋

加腋处理型钢梁部位是在施工过程无法满足以上各种节点型式，而采取的措施为了满足钢筋施工过程中锚固要求，此方法与增加环梁原理基本相同，加腋钢筋要与型钢柱焊接。

加腋钢筋做法将钢筋加工成L形状，在将加工好的钢筋L面直接焊接与型钢柱表面，焊接长度保证10D，在将其余钢筋锚入框架梁内，以致加腋部位成为一个直角三角形状，加腋钢筋一部分锚入了柱内又与柱焊接，一部分锚入了梁内上下形成了一个整体性。

钢 梁 加 腋

4、梁柱节点模板、钢筋、混凝土施工要点

4.1柱主筋的施工

型钢混凝土组合结构竖向结构钢筋的施工。柱主筋φ20～φ32的钢筋，采用直螺纹连接。水平方向设有多肢箍筋组成的箍筋组及拉钩。主筋的安装与普通钢筋工程基本相同。 4.2柱箍筋的施工

箍筋是型钢混凝土组合结构中对混凝土起约束作用的重要钢筋构件，必须保证其完全闭合，并与主筋牢固连接。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋和拉筋组成，大部分箍筋均设计为φ12的钢筋，硬度大，可调性差。钢筋加工时严格控制下料长度和弯折角度，保证成品箍筋安装顺利。为加快工程进度方便施工，我们常用U型或L型开口箍筋，然后现场焊接成封闭箍筋的办法来解决。焊接位置宜避开主筋，以免伤及主筋。箍筋安装过程中要注意保护主筋连接丝头，一旦破坏将无法修复。

梁柱节点核心区范围内箍筋对提高型钢混凝土框架的延性和节点的抗震能力起着非常重要的作用，因此箍筋的构造要求非常重要，由于核心区内型钢梁柱的存在，其封闭箍筋穿过型钢则十分困难。因此，我们常采用将柱箍筋加工成90°开口箍，然后焊接在型钢梁的腹板上。

4.3本工程方柱全部配制木模板，圆柱采用定型钢模。在钢筋安装完毕，安装专业预留预埋完成，并经监理单位验收合格同意隐蔽后安装竖向结构模板，型钢混凝土结构模板施工与普通钢筋混凝土结构模板施工基本相同，但要注意以下

几点：

①.配板尺寸：竖向结构模板安装前，上部的型钢梁已经安装完毕。本工程方柱采用四片木模板组拼，方便快捷，圆柱采用定型钢模提前浇筑柱子混凝土至梁底。

②.对拉螺栓：柱箍采用槽钢加固，若柱截面小于800mm时不需要对拉螺栓，若柱截面大于800mm时采用对拉螺栓，对拉螺栓按焊接长度焊接在型钢柱上。

③.模板配制高度以能够满足层高要求即可，不要过高，否则将与柱顶部的型钢梁发生冲突；配制木模板，可拆改，增强模板施工的可调节性。

柱箍筋安装后 箍筋现场加工制

梁柱节点箍筋

安装完成后的柱模板

梁柱节点钢筋 定型钢模安装

4.4.普通型钢柱（十字柱）浇筑流程：浇筑部位施工缝的清理 → 相关专业的验收(土建、水电)→ 施工缝提前浇水湿润 → 混凝土输送泵试运行 → 铺设50mm的水泥砂浆（其配合比与混凝土的砂浆成分相同）→ 分层浇筑混凝土→分层振捣→柱上口混凝土标高检查→清除混凝土表面浮浆→拆模→养护→成品保护

4.5型钢梁混凝土的施工同普通梁板混凝土的施工，但由于节点核心区的不是有型钢梁柱通过，而且梁柱钢筋也在此交汇，混凝土浇筑比较困难必须加强核心区混凝土的振捣，可以采用30棒加强振捣或采用高塌落度细石混凝土。

5、及质量验收标准

5.1本工程实施过程中必须严格执行下列标准和规范： 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002） 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001） 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）等相关规定的有关要求 5.2质量保证措施

5.2.1从型钢梁柱的制作加工、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及现场指导。对于复杂节点的处理先做样板，组织现场操作人员现场学习，同时加强三检制度。将质量检查工作贯穿于施工全过程，并严格执行质量奖罚制度，使施工工序质量达到内控要求。

5.2.2防止钢框架、柱主筋偏位。在型钢安装、柱主筋连接时要对钢骨和连接好的柱筋进行临时固定，防止偏位或扭曲后无法套箍。对个别偏位的柱筋要在箍筋绑扎前进行调较。

5.2.3型钢柱的安装应严格按图纸规定的轴线方向和位置定位，受力和孔位应正确；吊装过程中应使用经纬仪严格校准倾斜角度，并及时定位。

表5.1地脚螺栓（柱脚预埋件）的允许偏差mm 项目 建筑物定位轴线 基础柱底标高 基础柱上的定位轴线 允许偏差(mm) l/20000,且不应大于3.0mm ±2.0 1.0 地脚螺栓位移

表5.2柱子安装允许偏差

项目 底层柱柱底轴线对定位轴线偏移 柱子定位轴线 单节柱的垂直度 主体结构的整体垂直度

2.0 允许偏差（mm） 3．0mm 1．0mm h/1000，且不大于10。0 （H/2500+10.0）且不应大于50.0 表5.3多层钢结构中构件安装允许偏差

项目 上下柱连接处的错口 同一层柱的各柱顶高度差 同一根梁两端顶面的高差 允许偏差 3．0 5．0 检验方法 水准仪检查 l/1000，且不应大于水准仪检查 10.0 主梁与此梁表面的高差 效果检查：

±2.0 用直尺和钢直尺检查

方柱 圆柱 环梁

三：梁柱节点的应用及今后在施工中要注意的问题

本技术在施工过程中得到了不断的完善和改进，最终实现了工期、质量、经

济效益的全面丰收。由于保质保量的提前完成了施工任务，因此受到了业主和监理的

一致好评。型钢混凝土在我国工程中的一些应用随着型钢混凝土研究的不断深入, 型钢混凝土在实际工程中的应用范围也在不断扩大, 涉及了建筑,工程的许多领域。目前为止，型钢混凝土梁柱连接节点研究还在不断的深入，并且出现了许多新型节点，但节点在实际应用中仍就存在许多的问题：有的刚度不大，形不成刚性节点；有的则因存在大量的穿心构件，提高了刚度增大了钢量，施工技术要求高了，焊接工作量也多了，这就与采用型钢混凝土在经济上的优势相互矛盾。总之，要研究出一种力学性能好、传力又合理、施工方便而且节省材料的节点型式成为当前研究的新问题。此外, 型钢混凝土组合结构建筑对施工队伍的施工技术要求比较高,而国内大部地区主要进行混凝土结构的施工建设,因此本工程的施工培养了一大批型钢混凝土组合结构的优秀专业施工人员，进一步促进了型钢混凝土组合结构在我国建筑行业中的发展与应用。

［参考文献］

1. 《现行建筑施工规范规范条文说明大全》-中国建筑工业出版 2. 《现代钢管混凝土结构》— 蔡绍怀著.人民交通出版 3. 《型钢混凝土组合结构技术规程》------JGJ138-2001 4. 《钢结构工程施工质量验收规范》------GB50205-2001 5. 《钢管混凝土柱的几种节点形式》----蔡健.建筑结构

一致好评。型钢混凝土在我国工程中的一些应用随着型钢混凝土研究的不断深入, 型钢混凝土在实际工程中的应用范围也在不断扩大, 涉及了建筑,工程的许多领域。目前为止，型钢混凝土梁柱连接节点研究还在不断的深入，并且出现了许多新型节点，但节点在实际应用中仍就存在许多的问题：有的刚度不大，形不成刚性节点；有的则因存在大量的穿心构件，提高了刚度增大了钢量，施工技术要求高了，焊接工作量也多了，这就与采用型钢混凝土在经济上的优势相互矛盾。总之，要研究出一种力学性能好、传力又合理、施工方便而且节省材料的节点型式成为当前研究的新问题。此外, 型钢混凝土组合结构建筑对施工队伍的施工技术要求比较高,而国内大部地区主要进行混凝土结构的施工建设,因此本工程的施工培养了一大批型钢混凝土组合结构的优秀专业施工人员，进一步促进了型钢混凝土组合结构在我国建筑行业中的发展与应用。

［参考文献］

1. 《现行建筑施工规范规范条文说明大全》-中国建筑工业出版 2. 《现代钢管混凝土结构》— 蔡绍怀著.人民交通出版 3. 《型钢混凝土组合结构技术规程》------JGJ138-2001 4. 《钢结构工程施工质量验收规范》------GB50205-2001 5. 《钢管混凝土柱的几种节点形式》----蔡健.建筑结构

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mi4p.html