復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋優(yōu)化和施工技術(shù)

謝東 胥悅 丁寧

近年來，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，各種大型建筑很多，涉及公共大型建筑的質(zhì)量要求越來越高。梁柱作為結(jié)構(gòu)中的重要節(jié)點(diǎn)部位，最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性，因此提高梁柱節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量尤為重要，基于復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)的施工優(yōu)化技術(shù)展開論述。

公共大型建筑; 復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)； 施工技術(shù)

TU755.3+3 B

［定稿日期］2023-01-05

［作者簡介］謝東（1991—），男，本科，工程師，主要從事項(xiàng)目技術(shù)管理工作；胥悅（1985—），男，本科，高級工程師，主要從事技術(shù)、質(zhì)量、安全等管理工作；丁寧（1982—），男，本科，高級工程師，主要從事項(xiàng)目施工生產(chǎn)管理工作。

梁柱是住宅整體建筑最重要的承重結(jié)構(gòu)，直接影響建筑的穩(wěn)定性，特別是目前大型公共建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)鋼筋復(fù)雜、密集，接點(diǎn)處理需要較高的技術(shù)水平，實(shí)際工程中梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生損傷，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性下降影響著人們的人身安全。為提高梁柱節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量，加強(qiáng)梁柱節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量監(jiān)督力度十分必要，本文對成都天府國際機(jī)場T2航站樓復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)施工優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 施工難點(diǎn)分析

由于T2航站樓樓板存在大量截面尺寸較大的梁，柱構(gòu)件尤其是4層梁，主梁大部分截面尺寸可達(dá)1 600 mm×900 mm，1 000 mm×1 000 mm，1 000 mm×1 300 mm，1 800 mm×900 mm；鋼筋密集、直徑大、多梁交叉，由于鋼筋聚集在有限的節(jié)點(diǎn)空間，鋼筋布置容易出現(xiàn)碰撞問題，同時(shí)給混凝土振搗施工帶來一定難度，為保障混凝土施工質(zhì)量必須進(jìn)行預(yù)置設(shè)計(jì)，否則會(huì)影響鋼筋安裝及混凝土成型質(zhì)量［1］。

2 鋼筋安裝工程的質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)安全

（1）縱向受力鋼筋錨固長度影響混凝土結(jié)構(gòu)承載力。

（2）縱向受力鋼筋間距影響混凝土澆注質(zhì)量。

（3）受縱向力的鋼筋間距影響梁柱節(jié)點(diǎn)的抗彎力。

（4）鋼筋混凝土保護(hù)層厚度影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。

（5）環(huán)箍間距影響梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域抗剪強(qiáng)度。

3 利用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維可視化模型

在大型公共建筑中，由于梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域往往存在不規(guī)則的異形結(jié)構(gòu)，使用BIM建模預(yù)置復(fù)雜的梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋，并使用可視化的BIM模型向施工人員講解，大大節(jié)約了時(shí)間成本。在鋼筋焊接梁柱點(diǎn)施工過程中通常對鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加處理，從而提高鋼筋結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)效果，如果梁柱節(jié)點(diǎn)截面積過小，為了有效提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，采用縱向鋼筋疊加的施工方法增加縱向鋼筋結(jié)構(gòu)的上下重合點(diǎn)，可以使鋼筋結(jié)構(gòu)呈折彎狀，在重合區(qū)域作焊接處理，可以有效提高梁柱節(jié)點(diǎn)整體的安全性和穩(wěn)定性［2］。

建筑信息化模型（BIM）作為一種新的建模理念和三維技術(shù)成為技術(shù)人員進(jìn)行三維仿真分析的必備工具。運(yùn)用三維布局深化設(shè)計(jì)軟件和施工仿真深化設(shè)計(jì)軟件對具體工程中的典型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，可以解決設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工時(shí)存在的問題（圖1）。

3.1 具體流程

現(xiàn)場調(diào)研，總結(jié)問題原因，得出技術(shù)措施—運(yùn)用BIM技術(shù)—Tekla Structures鋼筋配置，三維仿真分析—IFC格式文件—Navisworks鋼筋粘結(jié)施工，三維仿真分析—總結(jié)—技術(shù)說明，指導(dǎo)施工。

3.2 典型節(jié)點(diǎn)技術(shù)措施

典型問題分析見表1。

3.3 BIM 建模分析

3.3.1 構(gòu)筑混凝土構(gòu)件

混凝土構(gòu)件建模見圖2、圖3。

3.3.2 構(gòu)筑柱筋

根據(jù)柱面對柱鋼筋進(jìn)行精確取樣，并在三維可視化模型中實(shí)現(xiàn)。粗調(diào)主筋位置，避免碰撞梁鋼筋（圖4）。

3.3.3 構(gòu)筑梁筋

根據(jù)施工圖及已布置的柱鋼筋進(jìn)行三維可視化布置，盡量避免梁柱鋼筋碰撞（通過觀察操作），保證鋼筋間距符合規(guī)范要求（圖5～圖7）。

3.3.4 碰撞檢測

導(dǎo)入Navisworks，進(jìn)行軟碰撞檢測，確認(rèn)布局后有操作空間。導(dǎo)出下拉列表并調(diào)整原始下拉列表。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的不當(dāng)問題，可以改善設(shè)計(jì)上的溝通。

3.3.5 工程模擬

碰撞檢測后確定布置原則，確?，F(xiàn)場施工方便，然后進(jìn)行施工模擬。鋼筋工長、施工人員、BIM技術(shù)負(fù)責(zé)人協(xié)商確定施工程序，完成施工模擬［3］。

采用布局合理的節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行技術(shù)說明，正確指導(dǎo)施工（圖8）。

4 節(jié)點(diǎn)環(huán)箍處理

在梁柱節(jié)點(diǎn)施工過程中，容易出現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)環(huán)箍施工的質(zhì)量問題。梁柱節(jié)點(diǎn)處于梁和柱結(jié)構(gòu)之間，起著支撐和受力的作用，梁柱節(jié)點(diǎn)中的施工質(zhì)量對整個(gè)建筑的施工質(zhì)量有著非常重要的影響。梁柱節(jié)點(diǎn)處施工技術(shù)比較復(fù)雜，相關(guān)施工技術(shù)要點(diǎn)較多。施工中經(jīng)常出現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)環(huán)箍筋施工質(zhì)量不良等問題。在梁柱節(jié)點(diǎn)，容易出現(xiàn)箍筋間距不合理、箍筋數(shù)量錯(cuò)誤、箍筋質(zhì)量不合格、箍筋缺漏、箍筋長度不足等問題，這些問題梁柱節(jié)點(diǎn)遇到地震等自然災(zāi)害時(shí)梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，造成建筑物倒塌等。

節(jié)點(diǎn)環(huán)箍處理是加固梁或柱節(jié)點(diǎn)，提高梁和柱節(jié)點(diǎn)承載能力，由于節(jié)點(diǎn)環(huán)箍處理技術(shù)難度大，選擇工作經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的施工人員，按標(biāo)準(zhǔn)要求，對梁高進(jìn)行精確計(jì)算要作好節(jié)點(diǎn)間隙處理工作。施工時(shí)采用鋼筋將梁和柱捆扎纏繞，并在節(jié)點(diǎn)處縱向和橫向交替的環(huán)箍方式，將環(huán)箍節(jié)點(diǎn)制作成燈籠形狀，可以確保梁柱的穩(wěn)定性，然后對鋼筋的連接點(diǎn)進(jìn)行焊接加固等，對交接的鋼筋環(huán)箍進(jìn)行固定處理環(huán)箍交接牢固，對梁柱能起到穩(wěn)定的作用［4］。

5 混凝土澆筑

由于梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋密集，混凝土澆筑時(shí)混凝土材料無法到達(dá)柱或梁的底部，梁柱接頭澆筑不密實(shí)，因此施工前應(yīng)預(yù)先在節(jié)點(diǎn)部位鋼筋施工中留有一定的振動(dòng)棒工作空隙，在混凝土施工前進(jìn)行試振且為確?；炷翝仓尚唾|(zhì)量，混凝土采用自密實(shí)混凝土澆注（圖9）。

在進(jìn)行梁柱交接處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同部位的強(qiáng)度要求配置相應(yīng)等級的混凝土，在梁柱底部留有約25 mm寬的施工間隙，當(dāng)混凝土低于結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度時(shí)不能取得加固效果，強(qiáng)度高于

結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，在梁柱接頭附近的梁板，進(jìn)行澆筑時(shí)先澆筑柱，再澆筑梁柱接頭，最后澆筑梁板的順序，確保澆筑質(zhì)量。6 混凝土澆筑施工中出現(xiàn)裂縫

混凝土裂縫是梁柱節(jié)點(diǎn)施工存在的主要問題，產(chǎn)生混凝土裂縫的原因很多，水灰比配置不合理、水泥強(qiáng)度不足、攪拌用水不當(dāng)、細(xì)骨料等級配置等問題時(shí)，容易產(chǎn)生裂縫，在混凝土澆筑過程中速度過快，振動(dòng)時(shí)間不足也會(huì)產(chǎn)生裂縫［5］。

應(yīng)對每車混凝土進(jìn)行坍落度測量和嚴(yán)格管控，采購合格原料，建立和完善管理制度及使用原材料臺(tái)賬，對混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)［6］。

7 梁柱節(jié)點(diǎn)夾渣缺陷

梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋配筋密度較大，鋼筋約束結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾渣在該部位的不同分布情況表明混凝土在梁柱節(jié)點(diǎn)處表現(xiàn)出不同的緊密狀態(tài)，因此修補(bǔ)比較困難施工單位在對混凝土柱體夾渣缺陷進(jìn)行調(diào)查分類的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的修復(fù)方案，進(jìn)行有針對性的加固，不能單純按照統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同位置的修復(fù)處理，根據(jù)缺陷程度制定修復(fù)方案可以節(jié)約人力、物力及財(cái)力。

8 結(jié)束語

在建筑工程中，梁柱節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量是非常重要的一環(huán)，直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，因此需要提高施工人員的質(zhì)量意識，充分運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，不斷提高質(zhì)量水平，推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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