复杂梁柱节点核心区施工工法

复杂梁柱节点核心区施工工法xx建筑有限公司1.前言针对我国建筑领域中各种新型结构形式的不断涌现，结构设计的方式也逐渐变得多元化。

从设计的角度出发，既要保证实体结构“安全坚固”同时也要保证成型建筑的“功能使用、美观精致”，无疑，随着我国建筑业的不断发展，体量较大的商业综合体项目对后者的期望度也不断提高，也就是说，在满足“承载力极限状态”的前提下，使用者对建筑的“正常使用极限状态”有了更深层次的理解及要求。

为迎合这一建筑结构的发展趋势，结构设计中型钢构件、预应力、多梁交叉等形式在各大型商业综合体项目中频繁出现。

型钢混凝土结构相对混凝土结构而言不仅具有“承载力高、抗震性能好”的优点，同时可起到“减小构件截面尺寸，增大建筑空间使用率”的作用。

预应力混凝土可起到“提高混凝土构件的刚度、抗裂性、和耐久性”的同时可保证建筑具有“大跨度空间”。

型钢混凝土及预应力的出现在针对建筑结构实现“大跨度空间”方面作用突出，然而含有型钢梁、型钢柱、预应力、甚至多梁交叉同时出现时，其施工工艺复杂，施工难度大，尤其是此类复杂梁柱节点核心区的施工质量更是难以得到应有的保障。

此类复杂节点的梁柱核心区往往存在钢筋密集且排布错综复杂、钢筋锚固长度难以满足、与搭筋板的焊接质量难以控制、梁底部钢筋焊接操作面不足、型钢构件开孔率难以控制、钢筋叠加排布导致板面超高等施工难题。

针对这些施工难题，xx建筑有限公司通过各xx项目的经验积累，不断反思并总结，形成了“复杂梁柱节点核心区施工工法”。

2.工法特点本工法是通过多个项目的经验总结及反思积累，并在深圳xxxx、杭州xx中心一期等项目中得到实施，具备“技术上可行、管理上可控”的实行条件。

改善质量。

能够将“强节点、弱构件”的设计意图正确的引导至施工现场，而不是仅仅停留在理论设计阶段。

在复杂梁柱节点核心区施工过程中，往往会因为施工难度大，导致核心区梁钢筋锚固长度不够、焊接质量差、箍筋及柱托施工不到位等质量通病的存在，使得“强柱弱梁、强剪弱弯、更强节点”的设计原理存在一定程度上的削弱。

通过本工法可以有效的控制并改善复杂梁柱节点核心区的施工质量。

提高效率，隐蔽验收一次通过率高。

通过本工法中所明确的型钢柱、型钢梁、预应力、混凝土梁钢筋之间的施工工序，可以成功的提高施工效率和验收效率，避免因复杂节点处施工因上述所提及的施工质量通病导致隐蔽验收不合格而产生反复整改甚至大面积返工的现象，保证了施工进度及隐蔽验收一次通过率。

节约成本。

本工法中将复杂节点核心区的各型钢构件、预应力波纹管、钢筋按1:1进行合理放样，并明确施工工序，使得各构件间的空间关系、施工先后顺序清晰明了，施工一次成型率高，避免因钢筋锚固不足而采用钢筋搭接（焊接）补强、型钢开孔、返工整改期间所产生的材料浪费和不必要的劳动力投入。

降低型钢、预应力、钢筋间的互损概率。

盲目的施工会导致型钢构件开孔率难以控制、预应力波纹管位置偏位、钢筋施工难度大等问题，通过本工法中所提及的将钢结构深化图、预应力深化图、及梁柱钢筋通过综合深化放样，可有效的降低各构件间的互损概率。

避免节点区域混凝土完成面板面超高。

充分发挥本工法对各不同专业构件综合深化能够起到“各构件间空间关系清晰明了”的优点可有效避免应多梁、多排钢筋、预应力波纹管、型钢搭筋板间的多重关系导致此节点浇注成型后混凝土板面超出设计结构标高的不利现象。

3.适用范围本工法适用于体量大、结构设计复杂、含有大量型钢构件、预应力的各种工业与民用建筑，尤其是在大型商业综合体项目中可得到广泛的利用和实施。

4.工艺原理将结构图、钢结构深化图、预应力深化图进行综合深化放样，利用计算机对复杂节点进行三维建模和平面放样，各构件间的空间关系直接清晰，对细部节点相互矛盾或图纸本身存在的问题反馈至各专业及设计院重新深化审核。

在相关规范及各行业标准容许的前提下采用钢筋弯折、钢筋代换、梁截面加腋、机械锚固、降低梁顶标高、变径套筒的使用等方法对原有图纸中的钢筋排布、锚固及焊接形式、搭筋板位置、穿筋孔数量及位置进行核对并深化放样，尽可能的避让型钢翼缘、预应力波纹管，并反映在三维建模模型中，核对其空间关系。

将复杂梁柱节点的综合深化图核对无误后，出图下发施工，过程中严格监督并控制其钢筋下料、型钢吊装定位、预应力波纹管定位、施工工序和施工质量。

5.工艺流程和操作要点操作要点 复杂节点处梁钢筋及梁截面的深化及放样1.优化原则为避免复杂梁柱节点核心区梁钢筋施工时存在钢筋排布凌乱、钢筋间距不满足规范、钢筋锚固长度不足、搭筋板上钢筋焊缝宽度不足等质量缺陷，同时为避免型钢梁、柱翼缘板上因钢筋施工而随意开孔，导致型钢构件承载力削弱等现象，本工法针对此类问题，提出对梁钢筋及截面在规范容许的范围内进行优化。

根据优化对原设计的修改幅度、现场施工难以程度、对结构设计的影响大小、有利于结构安全等条件确定优化原则及程序为：是否“多通”即为保证规范中“对于支座两侧不同配筋值的上部钢筋，宜尽可能选用直径相同的钢筋，使其贯通支座，避免在支座分别锚固”的有关要求。

“可锚”本工法理解并定义为当梁钢筋无法满足贯通节点的条件时，可以选择在节点核心区进行锚固。

“少焊”本工法理解并定义为当梁钢筋无法满足贯通节点及锚固的条件时，可选择将钢筋焊接与型钢搭筋板。

2.具体优化过程中所使用的方法①钢筋代换：根据等强度代换原理将直径小、根数多的钢筋代换为直径较大的同级别钢筋，以减少钢筋根数（钢筋排数），便于钢筋贯通连接或锚固，避免钢筋在节点区分别锚固，导致钢筋过密影响混凝土浇筑、板面超高、搭筋板上钢筋过多焊缝宽度无法保证等不利因素的产生。

②钢筋弯折：经过与设计人员沟通，大直径钢筋水平方向弯折度数在30°以内对钢筋本身的受力性能并无较大影响，而规范要求弯折角度为锐角（＜90°），因此可将需弯折钢筋的角度整理并制作下料单由分包加工下料，以实现“多通、可锚”的优化原则。

③锚固形式：复杂节点区域主要包括：型钢柱（构造型钢柱）、型钢梁、柱纵筋、梁纵筋、核心区箍筋、柱托钢筋、预应力波纹管。

此区域构件多、钢筋密集，钢筋与型钢构件、预应力波纹管间碰撞机率大，钢筋锚与柱内的形式仅依靠传统的直锚形式不能满足现场实际施工，因此弯锚、机械锚固在此节点区域也要同时使用。

④梁加腋：针对某些节点，需与设计人员联系确认梁截面宽度加大100mm—200mm 对机电、建筑、精装、结构各专业是否存在无直接影响，如无影响，可适当采用梁加腋，梁边部受力钢筋可绕过型钢柱贯通或直锚。

⑤降梁顶标高：存在多梁（5条梁以上）、多排钢筋、预应力波纹管、可能导致浇筑完成后板面超高的复杂节点可考虑将梁顶标高降低30mm—50mm，并与设计核实对机电、建筑、精装、结构各专业有无直接影响。

钢筋焊接与搭筋板、锚固钢筋弯折后贯通节点复杂节点核心区柱箍筋深化及放样由于复杂节点核心区柱箍筋施工难度大，通常要贯穿型钢梁腹板，存在截面较大的型钢柱时，箍筋安装不易操作，针对这一点，在满足规范、征的设计人员认可的前提下对型钢节点的柱箍筋进行适当优化。

（下图为优化方案之一）图节点核心区柱箍筋优化预应力（后张法）波纹管避让型钢构件及钢筋的优化针对含有预应力波纹管、型钢构件的梁柱节点区域，预应力专业与钢结构专业在各自图纸的深化过程中，考虑自身专业的因素较多，普遍存在预应力与钢结构专业彼此间、土建专业间的相互配合、相互协调的因素较少，因此在某些复杂节点处各专业间的不利碰撞时而存在，可能产生互损现象，甚至导致无法施工。

在此方面，设计人员亦可能存在考虑欠妥，顾此失彼的现象，因此本工法提出将多专业共存的节点进行综合考虑、综合优化、综合放样。

注：此类节点优化仅针对后张法预应力过程中的张拉端，锚固端往往不存在与其他各专业相矛盾的现象，且施工较简易。

钢筋下料阶段的监督与控制为保证此类特殊节点核心区的施工质量，真正意义上做到安全坚固，对于钢筋施工本工法中提倡“多通、可锚、少焊”的深化放样原则，而“多通、可锚”则必须面临梁钢筋的弯折，且为满足既要避开型钢构件同时满足间距合理的要求，其钢筋下料时的弯折角度必须相对精确。

为确保这一点得到落实，本工法提出对下料单进行同步深化，对钢筋弯折角度为非特殊角度（90°、45°）的不但要标明长度、角度，同时还要注明角度的方法。

例如：传统的下料机器转盘半图—1 钢筋下料单优化 图—2 钢筋弯折角度下料径为175mm，因此下料单上要注明在转盘边缘处钢筋的弯折角度所对应的边长长度。

经多次实践并统计表明，通过此方法进行弯折角度为非特殊角度的钢筋进行下料，其角度实际值与理论值误差在1°左右，不会影响到施工。

考虑到此方法增加了钢筋加工难度，为保证钢筋加工角度的准确性，必须加强钢筋加工过程的管理力度。

施工过程中的施工工序控制施工过程中，由于各专业间配合不协调，施工顺序安排不当导致返工整改的现象普遍存在，不仅造成了进度损失，同时对项目管理的成本控制不力。

因此各专业间、各分项工程间合理的施工顺序尤为重要，本工法中对含有型钢柱、型钢梁、预应力、及混凝土结构的复杂节点的施工顺序进行明确，并在施工过程中监督执行。

复杂梁柱节点核心区的施工顺序明确为：型钢柱吊装安装柱净高范围的箍筋连接板穿孔安装部分柱钢筋施工梁底模支设梁底部钢筋施工吊装型钢梁焊接型钢梁梁面筋施工梁箍筋安装剩余柱纵筋施工核心区柱箍筋施工预应力钢绞线波纹管定位柱托、柱帽钢筋施工隐蔽验收梁侧模封闭混凝土浇筑、养护。

型钢柱、型钢梁定位及开孔率控制定位控制施工过程中应严格控制型钢梁、型钢柱的标高定位，搭筋板在加工厂与型钢构件同步加工成型的，避免因型钢柱、型钢梁的吊装误差导致搭筋板位置过高（过低）、造成钢筋保护层厚度过大（过小）。

如定位误差较大时，型钢梁翼缘板边缘距混凝土梁底或板面净距小于设计值，、梁多排钢筋施工时会出现钢筋排布不满足规范甚至出现无法施工、节点部位隆起超高的现象。

由此可见现场钢构件吊装时，其水平定位及标高定位对复杂梁柱节点核心区的施工存在较大影响。

具体控制要点如下：①对进场时钢构件的长度、截面尺寸进行严格把关，对涉及复杂节点的型钢构件应全数检查。

②型钢柱吊装前中需对地脚螺栓的位置及标高进行复核。

③每节型钢柱吊装完成后利用水准仪在型钢柱上表明结构一米线，利用钢尺复核连接板位置是否正确。

④利用结构一米线用钢尺复核型钢柱上与型钢梁的连接牛腿标高是否正确，复核无误后方可进行型钢梁的安装。

开孔率的控制钢结构专业深化单位对钢筋的穿筋孔预留工作并不能做到完全复核土建施工的要求，且大型综合体商业项目施工过程中变更频繁，型钢构件现场的开孔、扩孔问题很难避免，因此，为避免开孔率过大造成对型钢构件承载力削弱的现象，应尽可能的采用钢筋弯折绕开型钢柱贯通或锚固，不可避免时应限制型钢腹板开孔截面损失率在25%以内，否则应按04SG523《型钢混凝土组合结构构造》有关要求进行补强。