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房建工程中梁柱节点的施工技术要点
摘要:现阶段的房建工程市场上,很多都为高层建筑,建筑结构的复杂性使得在结构施工中的难度系数较高,特别是梁柱节点施工中,常常会面临很多的施工问题。部分房建工程的梁柱节点施工中,存在着一定的问题,严重影响了整个建筑结构的安全与稳定,为有效提高房建工程的结构性能,施工企业需重视梁柱节点的施工,严格遵守相应的施工规范。基于此,本文将研究的重点放在梁柱节点的施工上,详细探析了梁柱节点各个环节的施工要点,对实际的梁柱节点施工具有指导价值。
关键词:房建工程;梁柱节点;施工技术
现阶段,随着人们对房建工程建设施工提出的新要求,各个房建工程项目的实施中,都要重视新工艺与新技术的使用。我国多年以来的房建工程项目数量持续增多、规模日渐扩大,各个房建项目实施时,梁柱节点的施工难度大,也是最容易出现问题的部分。就当下房建工程领域梁柱节点的施工情况,表现在混凝土裂缝等多个方面,为达到梁柱节点施工的最佳效果,有关施工人员在现场需重视受力分析,并在每一个部分的施工作业中,加强技术管理和质量控制。
1.高层建筑梁柱节点类型
在房建工程项目的实施中,梁柱节点为结构体系中的关键构成要素,在具体的施工作业进行中,往往会依据在结构体系中梁柱节点的位置来进行划分,主要包含有中柱节点、角柱节点、中层节点与边柱节点几种。由于节点位置的差异,使得在结构施工作业的进行中,梁柱的交叉结构也各有各的特点,受力结构也有所区别[1]。根据大量的工程经验,在不同的节点下,其节点周边往往分布有梁结构,梁结构可以承受一部分的外力作用。当角柱节点所承受的外力较大时,节点往往会受到一定的干扰,而如果为边界节点,柱子的抗弯曲能力较大,可形成强柱弱梁的结构体系。对于梁与柱的连接,大多采用的是刚性连接,主要有以下几种:(1)梁翼缘、腹板与柱连接上,采用全熔透焊接方式,为全焊接节点,如图1;(2)梁翼缘与柱全熔透焊接,梁腹板与柱螺栓连接,为栓焊混合节点,如图2;(3)梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接,为全栓接节点。
2.高层建筑梁柱节点施工的影响因素
在当前的很多房建工程中,在开展施工作业的过程中,绝大部分为露天作业,这种露天施工环境下,很多环节的施工效果可能会受到外部环境因素的干扰,再加上工程有严格的工期限制,在受到外部条件的影响后,可能会出现盲目赶工的现象。对现代房建工程的施工作业来说,由于结构体系庞大,施工材料的需求量大,如混凝土的需求量庞大,一旦在施工作业中的外部温度变化异常,材料性能将发生一定的变化,干扰正常施工进度的同时也影响了工程质量。许多房建工程为高层建筑,其承重结构包含有拉结钢筋、混凝土砌块、砂浆,所构成的整体性结构下,节点位置的承载力能否达到相应的要求,也会影响到梁柱节点的施工效果。
3.房建工程中梁柱节点施工中存在的问题
3.1梁柱节点箍筋施工中存在的问题
在房建工程的结构施工中,梁柱节点是重点性的施工部分,在具体的施工处理中,极易发生梁柱节点箍筋施工方面的问题。从结构体系来看,梁柱节点位于梁与柱的中间部位,具有支撑与承重的双重作用,一旦梁柱节点未按照施工规范来进行处理,势必会导致其施工效果无法达到预期,增大房屋建筑的结构质量和安全风险。现场施工作业中,梁柱节点箍筋质量不合格的问题比较突出,具体表现在箍筋间距不合理、数量偏少、质量不达标、漏扎、长度偏小等方面,在出现了这些质量问题的情况下,后续一旦房建结构受到了巨大的外力作用,在梁柱节点部位可能会出现严重的损坏[2]。
3.2梁柱节点混凝土浇筑施工中出现裂缝
梁柱节点的施工中,对于混凝土施工也有着严苛的规定,如果存在混凝土浇筑方面的问题,必然会伴随着混凝土裂缝的出现。混凝土的使用可提高房建工程的结构强度,如果在混凝土的制备过程中缺乏质量管理,可能会导致混凝土的性能不达标,增大裂缝的出现几率。在混凝土制备时,对于水泥型号、水灰比等的要求较高,如果水灰比控制不当、水泥强度不够、搅拌用水不合规、细骨料级配不高,都会导致混凝土性能难以与结构要求相一致。此外,混凝土浇筑环节,浇筑速度过快、振捣速度不均匀、振捣时间不够等,也会引起混凝土裂缝。
4.房建工程中梁柱节点的施工技术要点
4.1模板设计
房建工程的梁柱节点施工中,需重视模板设计,在传统的施工模式下,多使用圆柱头来进行模板设计,这种设计方法仅仅是用于同一种梁柱截面,且在施工过程中也必须要保障梁体高度的合理性。在当下的房建工程施工中,这种模板设计暴露了很多的问题,后续施工作业的进行中,圆柱头模板的体积庞大,施工时的时间消耗长、操作不便。因此,为提高梁柱节点的施工效果,需改变原先的模板设计理念,以保障施工的便捷性。设计人员分开圆柱头上部的4个叶片与下半部分,将下半部分再细分为4个叶片以后采用螺钉连接的方式,如果在工程现场的施工作业中有关于圆柱头高度调整的固定,可通过螺钉的操作来完成,因为螺钉的使用,模板组装和拆卸都更具灵活性[3]。在具体的梁柱模板设计中,需注意以下要点:选择6mm厚度的钢板为模板板面,厚8mm的钢板为边框、厚6mm的钢板为加强肋,相对间距全部为200mm,在模板边框位置设置17mm×25mm的长圆孔,均分为8片以后组织加工,使用螺钉实现连接。在这一系列的处理结束以后,根据对梁高变化规律的掌握,将连接螺丝的间距设置为50mm,临近两篇之间预留2mm的安装或者拆除余量。
4.2钢筋搭接
4.2.1钢筋的梁内搭接
在房建工程的施工现场,如果施工人员能够精准对竖向或者水平构件加以精准判定,并在梁底截面进行施工缝的布设,就可以在梁高区域内开展梁柱钢筋的搭接处理,具体的施工作业中,沿节点外、梁顶来进行搭接接头区的设置,且搭接长度要严格控制,伸到梁体内的柱外端竖向钢筋截面在所在截面的比例必须超过65%。
沿节点顶部将梁宽之外的柱外侧纵拓展到柱内并依据相应的规定来实施弯折处理,保持8d以后将其截断。一旦观察柱存在有2层配筋,处于柱顶第2层的钢筋,严禁直接向下部实施弯折处理,如果在柱顶顶部分布有厚度超过80mm的现浇板,且混凝土强度等级达到了C20以上的情况,梁宽之外的柱外侧钢筋,可直接伸到板缝并开展锚固处理。梁体上部的竖向钢筋需沿节点上边界、外侧拓展弯折,直到达到了梁底后,及时将其折断。
4.2.2钢筋的柱顶搭接
在梁柱节点的施工中,如果存在钢筋柱顶搭接的部分,为保障搭接处理效果,有关施工人员需了解搭接区段基本为直线段,处于高应力区域中,需对钢筋下伸的搭接长度加以科学控制,柱筋延伸到柱顶以后,使其朝向节点弯折,开展切断处理。
4.2.3顶层端节点钢筋的搭接处理
在开展房建工程项目的梁柱节点施工中,关于钢筋搭接处理,也需重视顶层端节点钢筋的搭接,根据现场的施工经验,梁内搭接的方法应用较多,但在一些房建工程中,局部柱与屋面梁之间的宽度可能相对较大,利用梁内搭接的方法很难达到预期的效果,比如,很可能导致伸进梁中的柱外侧纵向钢筋截面面积难以达到实际的施工要求。如果在工程现场施工作业的进行中采用柱顶搭接的方式,当梁宽超过了柱宽,为扁梁框架结构时,也无法保障搭接处理的最佳效果[4]。出于这些方面的因素考虑,在柱顶搭接作业中,可针对不同方向搭接的构件实施分别浇筑,在柱上梁底截面的下方,设置混凝土施工缝,经由这种处理方式,施工缝与柱体中部的距离大大减小,在这种情况下,相当于对柱体开展了两次浇筑作业,对于柱体的受力不利,在利用柱顶搭接时,为保障最佳的搭接处理效果,需保持竖向、水平构件浇筑的同步性。
4.3混凝土浇筑
房屋建筑工程项目中的梁柱节点施工,同样存在混凝土浇筑环节,在开展浇筑施工作业时,必须要严格遵循相应的施工规范。在很多房屋建筑的梁柱节点施工中,常常面临柱体混凝土设计强度超过梁板的情况,在市场上的很多房建工程,其建筑高度非常大,在建筑体高度持续增大的过程,柱体混凝土强度与梁板混凝土的强度差值越来越大。为在施工作业中确保轴压比、柱体截面都符合相应的施工要求,在浇筑施工作业中,应选用高级别混凝土。
对于以受弯为主的梁板来说,在具体的浇筑作业中,不需特别选用高强度的混凝土,主要是因为即使采用了高强度的混凝土,也很难改变梁板的抗弯承载性能,甚至高强度混凝土可能会对构件承受混凝土收缩压力、温度应力等造成不利影响。就现行的相关施工规范来说,并未针对梁柱节点区的混凝土提出相应的要求,但虽然如此,为使得梁柱节点的施工可符合质量要求,在实际的施工处理中,必须要重视梁柱节点部位的混凝土浇筑。
一般情况下,如果梁、柱混凝土强度等级不超5MPa时,可直接选用低等级混凝土来开展浇筑作业,但如果而针对强度等级差异在10MPa以上时,必须要采用高等级的混凝土,且在浇筑施工的过程中,要保障浇筑方法的正确性。
在工程现场的混凝土浇筑中,如果梁板浇筑时未依据相应的施工规定做好现场的组织安排,在接槎位置可能会形成冷缝。因此,为保障梁柱节点混凝土的施工质量,有关设计人员在具体的工作进行时,要考虑混凝土浇筑时可能存在的影响因素,并针对这些影响因素提前制定对应的控制措施,以使得现场的混凝土浇筑作业可规范、有序实施。作为施工单位,在工程现场要做好对设计图纸的细化,细分各个岗位人员的责任,做种施工组织设计。
当前的市场上,很多的房建工程都为高层建筑,由于建筑层数高、高度大,在开展施工建设的过程中需做好受力分析,加强结构设计,制定最符合工程实际情况的梁柱节点施工方案。对于层数较高的房建项目,对于竖向构件和水平构件来说,必须要保障混凝土强度等级的合理性,在整个施工建设中,竖向构件的混凝土强度等级要合理,等级种类数据与竖向构件截面的变化需保持错层同步性。水平构件的混凝土强度等级也要与施工要求相一致。
关于梁柱节点的混凝土施工作业,为达到最佳的施工效果,在工程现场需注意的问题是比较多的,如对于施工人员来说,他们要严格执行梁、柱体等级混凝土差异性在相同浇筑面的接槎处理,当涉及到流水区段的浇筑作业时,为保障最佳的施工效果,应考虑浇筑面宽度、浇筑速度,由专业的施工人员根据对实际情况的掌握,对梁板、梁柱节点区所对应的混凝土体积加以精准计算,在此前提下,依据工程量、施工要求,确定不同等级混凝土的用车数量、浇筑时间。根据实际的施工经验,2种混凝土接槎处理时间必须要严格控制在2h以内,在但在具体施工时,也需避免出现低等级混凝土流入高等级混凝土的现象。为保障现场作业的高效开展,在施工企业中可安排2个班组来负责现场的施工任务,两个班组分别负责梁板、梁柱节点的浇筑,在梁板混凝土与桩体边界相接近部位,应率先开展梁柱节点区域的混凝土浇筑任务。为避免梁板混凝土因为流速过快而导致低等级混凝土进入梁柱节点区域的现象,在柱体外侧30mm的部位要实施快易收口网来实现隔离。
4.4防裂施工
4.4.1裂缝的防治
部分房建工程的梁柱节点施工中,常常会出现裂缝问题,为减少这一问题的出现,具体的施工作业进行时,需加强裂缝的防治。如果工程为钢筋混凝土结构,节点两端拐角部位常常会出现防护层过厚的现象,如果出现这一方面的情况,此处出现结构裂缝的几率较高,随着时间的逐步延长,将伴随着防护层的掉落,导致钢筋外露,结构强度显著减小。针对梁柱节点施工中所面临的这一问题,可在梁柱节点部位进行防护网的设置,经由防护网的布设,可使得此部位的抗裂性显著增强[5]。搭接梁结构与框架柱时,需确保梁体结构钢筋完全被柱体结构钢筋所包裹,一旦梁体边界与柱体的一边齐平,有关施工人员需根据最终的施工规范,将梁体结构的上部钢筋与下部钢筋实施弯折,在弯折部位增设2根钢筋,做好箍筋端部与主筋的绑扎。
4.4.2混凝土的二次抹压
为减少混凝土裂缝的出现,当混凝土振捣按照相关规定结束后,有关施工人员要及时采用抹子来进行表层的刮平,经由这种处理方式,混凝土的结构强度显著提高。现场施工作业中,关键要保障混凝土的抗裂性,而为达到这一目标,可引入二次抹压技术,在首次刮平结束以后,立即对混凝土结构开展二次抹压。但在抹压处理的过程中,也需考虑现场的气候特点,依据对气候条件的分析,保障前后抹压时间间隔的合理性,否则,如果间隔时间过短,很难达到理想的效果。
4.4.3混凝土的养护
梁柱节点的混凝土浇筑作业完成后,需通过养护来保障混凝土的整体性能。当前的工程市场上,很多的房屋建筑工程均采用的是预拌混凝土,对于这类混凝土来说,为达到理想的施工效果,需确保周边环境符合施工要求,只有如此,才可使得混凝土施工质量达到要求。养护工作要尽早开展,有关施工人员需在混凝土表面实施洒水,避免现场温度偏高而导致混凝土中的水分蒸发与散失。具体的养护工作进行时,可在混凝土表面覆盖一层草帘或者防护薄膜,以通过这种方式来对混凝土实施保温与保湿处理。但梁柱节点部位的混凝土养护,与其他部位的混凝土养护还是有所差异的,需对梁柱板面、背部都实施洒水养护,以通过这种处理方式来预防混凝土裂缝的出现。在梁柱结构承重支架拆除之前,需在梁体部位开展喷水作业,以延长拆模时间,强化结构性能。
结束语:
房建工程项目的实施中,梁柱节点的施工要求高、难度大,为达到最为理想的施工效果,有关施工人员需根据对房建工程结构的分析,注意梁柱节点中各个技术要点的掌握,加强施工过程中的技术管理。
参考文献
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[4]郭丹,贺文星.美标AISC DG4端板节点计算与国标对比[J].钢结构(中英文),2021,36(4):18.
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