混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工技术.pdf

建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 22 期 2023 年 11 月Vol.54 No.22 Nov.20232694混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工技术李厚杰（北京建工四建工程建设有限公司，100024，北京）摘要：目前钢结构建筑逐渐被广泛应用，但地下室一般仍采用混凝土结构，需要在地下 1 层设置转换构件，涉及梁纵向钢筋与劲性钢柱连接的问题。设计图纸和施工图集中仅提供了混凝土梁上下铁各 1 层钢筋遇劲性钢柱的施工作法，但实际工程中存在上下铁两层或多层钢筋遇劲性钢柱的复杂施工情况，若采用传统施工工艺，使用一长一短上下两层连接板与钢筋搭接焊，则会产生柱纵筋与搭接板、柱箍筋与钢托座腹板、墙竖向分布筋与搭接板相碰的情况，大幅增加现场施工难度。自主研究了套筒和连接板交错设置的新工艺，解决了梁上或下铁遇多层纵向钢筋遇劲性钢柱的连接问题，避免了钢筋与连接板碰撞的情况，减少了现场施工量和施工难度，对工程施工进度具有重要意义。关键词：纵向钢筋；劲性柱；墙竖向分布筋；套筒和连接板中图分类号：TU 391 文献标志码：B 文章编号：1000-4726(2023)22-2694-04CONSTRUCTION TECHNOLOGY FOR ZIGZAG FASTENING OF MULTIPLATE LAYERS OF STEEL BARS OF CONCRETE BEAM AND STEEL COLUMNLI Hou-jie(ECEG NO.4 Construction Engineering Co.,Ltd.,100024,Beijing,China)Abstract:At present,steel structure buildings are widely applied,but concrete structures are often adopted for basements.Transition members are required on the basement layer,involving the connection between longitudinal steel bars of beams and rigid steel columns.Design drawings and construction drawings only show the connection of one layer of steel bars on and under concrete beams with rigid steel columns.However,complex connections of two or more layers of steel bars and rigid steel columns are involved in the actual construction.In the conventional construction process,long and short connecting plates are lap welded with steel bars,which may cause collision between longitudinal bars of columns and lap plates,between column stirrups and steel bracket webs and between vertical bars of walls and lap plates,and greatly increase difficulties in construction on site.A new process of zigzag fastening of sleeves and connecting plates is studied independently,to solve the problems in connection between multiple layers of longitudinal bars on and under beams and rigid steel columns,avoid collision between bars and connecting plates,and reduce the construction quantity and difficulty on site.This is of important significance for the construction progress.Keywords:longitudinal bar;rigid column;vertical bar of wall;sleeve and connecting plate钢结构建筑在高层、超高层建筑上的应用日益成熟，已逐渐成为主流建筑工艺，是未来建筑的发展方向，但一般地下室仍采用混凝土结构，需要在地下 1层设置转换构件，涉及梁纵向钢筋与劲性钢柱如何连接的问题。设计图纸和施工图集中仅提供了混凝土梁上下铁各 1 层钢筋遇劲性钢柱的施工作法，但在实际工程中存在上下铁两层或多层钢筋遇劲性钢柱的复杂施工情况。随着社会的发展，科技的不断进步，混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工越来越困难。海口中心项目地下 3 层，地下框架为外包混凝土钢管柱，项目部在施工策划前期，提出了套筒和连接板交错设置的新工艺，解决了梁上或下铁遇多层纵向钢筋遇劲性钢柱的连接问题，避免了钢筋与连接板碰 撞的情况，减少了现场施工量和施工难度。1 工程概况海口中心工程位于海口市秀英区，总建筑面积约133 918 m2。地下 3 层，采用钢筋混凝土框架 剪力墙结构体系，地下框柱均为外包混凝土钢管柱，并在基础筏板上嵌固生根，共计 57 根；地上 57 层，为带侧壁支撑框架结构体系。钢结构工程总量约3.8万t，钢构件总计 14 万件。在 11 层、25 层、40 层共设置收稿日期：20230810作 者 简 介：李 厚 杰（1991），男，河 北 沧 州 人，工 程 师，e-mail：.2023 年 11 月26953 道桁架层；在 652 层的内筒周边共设置 146 副阻尼墙，其中粘滞阻尼墙 106 副，软钢阻尼墙 40；顶部设有停机坪、1 根长 45.6 m 的避雷针和外围 1 圈花架。工程效果如图 1 所示。图 1 工程效果图海口中心项目地下 3 层结构施工，存在众多混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接的情况，项目部前期做过众多科研分析与理论计算，海口中心项目为纯钢结构施工。2 混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接技术创新点2.1 混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接创新分析梁筋一端采用搭接板双面 5 d 搭接焊，搭接板设置在劲性柱纵筋内侧，避免了劲性柱纵筋和箍筋、墙竖向钢筋与搭接板碰撞，减少了车间开孔数量，提高了车间加工效率。与传统劲性结构梁筋连接节点相比，采用混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接技术，有效避免了墙竖向钢筋、梁纵向钢筋分段搭接连接和箍筋开口套搭接连接，保证了现场施工质量。使用混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接技术，有效减少了现场钢筋穿孔、搭接数量，工厂预制化加工，方便了现场施工，提高了现场施工效率。当上铁 2 层钢筋为非通长钢筋时，可采用两端均设置套筒连接的方式，方便了现场施工，提高了现场施工效率。混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接优先使用套筒连接，且搭接板宽度相对较窄，减少了钢材使用量。2.2 混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接创新原理梁下铁有 2 层钢筋时，采用 1 层钢筋一端搭接板5 d 搭接焊、另一端套筒螺纹连接；2 层钢筋连接时将 1 层钢筋的连接器颠倒设置。当梁上铁有 2 层钢筋时，采用 1 层钢筋一端搭接板 5 d 搭接焊、另一端套筒螺纹连接；若 2 层钢筋为非通筋可以断开，采用两端均设置套筒螺纹连接的 方式。搭接板宽度至少满足与梁筋双面搭接焊 5 d，搭接板与劲性钢柱在车间熔透焊接。套筒采用带坡口的焊接型短套筒，套筒与劲性钢柱在车间熔透焊接。为了保证现场施工效率，在支设模板和梁筋套筒连接后，仍采用在梁中用方木把梁纵筋架起，增大作业面后，圈套绑扎箍筋的传统施工工艺。多层梁筋与劲性钢柱连接如图 2 所示。劲性钢柱下铁 1 层筋下铁 2 层筋焊接搭接板焊接型短套筒上铁 2层筋上铁 1层筋（a）焊接型短套筒混凝土梁焊接搭接板劲性钢柱（b）焊接搭接板混凝土梁焊接型短套筒劲性钢柱（c）图 2 多层梁筋与劲性钢柱连接示意（a）立面；（b）剖面 1；（c）剖面 23 混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工3.1 施工工艺流程混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工工艺流程：套筒、连接板车间预制加工吊装钢柱、支设模板一端梁筋套筒螺纹连接梁中架起纵筋、套箍 筋梁中架起纵筋、套箍筋另一端梁筋与搭接板焊李厚杰：混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工技术建 筑 技 术第 54 卷第 22 期2696接铺设板筋、浇筑混凝土。3.2 操作要点3.2.1 套筒、连接板车间预制加工（1）采用可焊接型短套筒与钢柱在车间焊接在一起，沿套筒倒角施焊 1 周。（2）搭接板采用开破口等强焊接，与钢柱在车间焊接在一起，搭接板宽度至少满足钢筋搭接焊5 d，且在柱纵向钢筋内测，搭接板长度与梁截面宽度等长。3.2.2 吊装钢柱、支设模板（1）将钢柱用塔式起重机吊至预定位置，使用全站仪对钢柱平面位置和标高进行校正，随后拧紧螺母，固定钢柱。（2）根据施工方案和设计图纸搭设脚手架体和梁、板模板。3.2.3 一端梁筋套筒螺纹连接（1）根据拧入套筒长度和柱间净距，精确计算出钢筋总长度，截断钢筋后对钢筋一端套丝。（2）将加工好的钢筋放入梁模板内，适当倾斜钢筋，按从下至上的顺序依次将梁筋套丝端拧入套筒，如图 3 所示。铜板焊缝短套简钢筋丝头图 3 可焊接型短套筒螺纹连接示意3.2.4 梁中架起纵筋、套箍筋（1）在梁中将梁纵向钢筋用方木分层架起。（2）把预先制作好的箍筋从梁中套入，并沿着梁长度方向均匀分散，与梁纵筋绑扎固定牢靠。（3）撤掉方木，将梁纵向钢筋方平，调整梁筋位置（图 4），梁纵向钢筋分层架起。方木架体梁纵筋梁木模板图 4 梁纵向钢筋分层架起示意3.2.5 另一端梁筋与搭接板焊接采用二氧化碳气体保护焊，将梁纵向钢筋另一端与搭接板双面搭接焊 5 d。3.2.6 铺设板筋、浇筑混凝土（1）根据设计图纸，将楼板钢筋铺设绑扎完毕，并经监理检查验收合格。（2）根据设计强度要求，联系搅拌站，浇筑梁、板混凝土。4 质量控制要点4.1 可焊型短套筒连接质量控制要点（1）可焊接短套筒与劲性钢柱的焊接应采用熔透焊缝与角焊缝组合焊缝。（2）施工人员焊接完成后，应逐个对焊缝进行外观质量检查，需符合 GB 506612011钢结构焊接规范中相应规定。（3）钢筋丝头加工应符合 JGJ 1072016钢筋机械连接 技术规程相关规定。4.2 搭接板连接质量控制要点（1）钢筋搭接板与钢柱焊接连接板采用 T 形焊接，可参照 16G 519多、高层民用建筑钢结构节点构造详图中推荐的单破口或双破口全熔透等强焊接，焊缝质量达到一级，焊后进行超声波无损探伤等级至少达到级。（2）钢筋与钢板搭接焊时，焊接接头应符合下列规定：钢筋搭接焊焊条或焊丝以及钢筋搭接长度与焊缝宽度及焊接过程中质量应满足 JGJ 182012钢筋焊接及验收规程匹配的焊材型号。（3）焊接环境应符合下列要求。1）当焊接区风速超过 8 m/s 在现场进行焊条电弧焊时，当风速超过 2 m/s 进行二氧化碳气体保护电弧焊时，均应采取挡风措施。2）雨天、雪天施焊时应采取有效遮蔽措施。焊后未冷却接头不得碰到雨和冰雪，且应采取有效防滑、防触电措施。焊接作业区相对湿度不大于 90%。3）钢筋中使用电弧搭接焊及环境温度要求需满足 JGJ 182012钢筋焊接及验收规程中相应的规范要求。4.3 其他质量控制要点（1）套筒螺纹连接和搭接板焊接接头，需进行工艺检验，工艺检验不合格时，应进行工艺参数调整，合格后方可按最终确认的工艺参数进行接头批量加工。（2）应在劲性钢柱内对应套筒和连接板位置设 2023 年 11 月2697置加劲肋，加劲肋厚度同钢筋直径或搭接板厚度两者较大值。（3）套筒之间净距应不小于 30 mm，且应不小于连接器外直径。（4）钢 筋 安 装 偏 差 及 检 查 方 法 应 该 符 合GB 502042015 混凝土结构工程施工质量验收规范有关规定。5 安全措施（1）在吊装作业前应确认构件重量，检查吊具、吊索的安全性；起吊过程中信号工应选择视线良好、安全可靠的位置进行指挥；构件下放时应缓慢下落。（2）搬运和安装钢筋人员应协调配合，互相呼 应，并佩戴手套。搬运时必须按顺序从上往下逐层取运，严禁从下抽拿。（3）临电管理落实专人负责制，临电所需电 缆、用电设备的安装及拆除、现场照明均由专业电工担任。要使用的电动工具，必须安装漏电保护器，值班电工要经常检查、维护用电线路及机具，认真执行用电标准，保持良好状态，保证用电安全万无一失。（4）钢筋切断操作前必须检查切断机刀口，确定正确安装、防护罩牢靠、空运转正常后再进行操作，断料时要握紧钢筋，手与刀口的距离不得小于15 cm，严谨用手直接清除刀口附近的断头和杂物。6 结论与传统施工工艺相比，本工法不仅节约了钢材，而且避免了柱纵筋与搭接板、柱箍筋与钢托座腹板、墙竖向分布筋与搭接板相碰的情况，减少了车间制孔数量，避免了钢筋穿孔搭接工序，降低了施工难度。以 1 根 400 mm600 mm 的混凝土梁为例，其上下铁均为双层 4 根 25 的纵向钢筋，柱加密区箍筋 12100 mm，人、材、机成本节省 1 000 元左右。此技术优先使用套筒连接，且搭接板宽度仅需满足钢筋 5 d 搭接焊接即可，钢材、焊材等高耗能材料的使用量较少，减少了社会资源的占用，减轻了环境污染。同时，该工法还减少了车辆制孔数量和焊接工程量，并避免了现场钢筋穿孔搭接这种复杂施工工艺，提高了劲性结构的车间制作和现场安装效率，节约了工期，社会效益良好。现阶段此技术已应用于海口中心项目、海口美兰国际机场二期扩建工程航站楼项目、磁各庄留置保障用房等工程。与传统施工工艺相比，本技术不仅节约了钢材，而且避免了柱纵筋与搭接板、柱箍筋与钢托座腹板、墙竖向分布筋与搭接板相碰的情况，减少了车间制孔数量，避免了钢筋穿孔搭接工序，降低了施工难度。参考文献1 赵宪军,王删燕.钢结构高强度螺栓抗滑移系数测定研究 J.安装,2000(1):1213.2 钢结构工程施工规范:GB 507552012S.3 钢结构焊接规范:GB 506612011S.4 惠文飞.某多层钢筋混凝土框架结构加层加固研究D.呼和浩特：内蒙古农业大学,2021.5 赵楠.多层钢筋混凝土框架结构施工期可靠性分析 D.西安:西安建筑科技大学,2008.6 雷开贵,邓子辰.多层粘钢加固钢筋混凝土梁的有限元静力分析J.四川建筑科学研究,2003(1):2224.7 李瑞,王新征.多层混合房屋现浇钢筋混凝土梁常见裂缝的原因分析及预防 J.河南建材,2010(3):3435.8 史志强.全装配钢骨混凝土多层住宅结构体系的研发 D.太原：太原理工大学,2004.9 田子东,孙铭辰,申波,等.多层大跨度钢筋混凝土空腹夹层板楼盖施工方法 J.四川水泥,2020(10):160161.10 刘虎虎.多层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计解析 J.建筑技术开发,2021,48(7):1112.李厚杰：混凝土梁多层钢筋与钢柱交错连接施工技术河北省加强预拌混凝土质量管理为加强河北省工程质量监管，河北省住房城乡建设厅印发关于进一步加强预拌混凝土质量管理的通知（以下简称“通知”），进一步加强预拌混凝土质量管理，严防重大工程质量事故发生。通知要求，各级住房城乡建设部门必须严格依照法律法规强化预拌混凝土质量监管，严格落实各项法律法规和技术规范标准，压实建设、设计、施工、监理、预拌混凝土、检测等单位对混凝土结构工程的质量管理责任，加强生产、运输、施工、验收环节全链条管理，确保整体工程质量。建设单位要严格执行工程发包承包法规制度，不得直接发包预拌混凝土专业分包工程，并合理确定项目建设工期。预拌混凝土企业应建立完善的质量管理体系，强化原材料进场、试验、生产及销售运输等环节管理。在预拌混凝土现场质量管理方面，要加强混凝土进场、浇筑过程管理，监理单位应加强对进场混凝土强度等级的核实工作，严禁出现混凝土混用情况发生，严格督促施工单位按设计及规范要求，编制梁柱节点不同强度等级混凝土浇筑专项施工方案并落实到位。检测单位应严格按照法律法规和有关技术标准对混凝土试块开展检测，及时将见证取样检测过程中发现的违法违规行为和不合格检测结果向有关单位和部门报告。(内容来源：河北省住房和城乡建设厅网站)