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摘要：星河湾总部大楼工程结构采用钢管柱框架+钢筋混凝土核心筒体系，钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点如何连接是一个难题。经过常用的梁柱节点连接方式进行比选后，决定采用在钢管柱上增加环形钢牛腿的节点形式，并通过采用在钢柱于加工厂制作时即先预制环形钢牛腿的方式，保证了钢牛腿的加工精度，加快施工速度的同时，也降低了施工成本，具有一定的推广价值。
关键词：钢管混凝土柱；钢筋混凝土梁；环形钢牛腿加工；连接节点
1工程概况
星河湾总部大楼工程非地下室±0.00m楼板区域采用钢管混凝土柱+钢筋混凝土梁的结构形式。在对梁柱节点连接形式进行比选后，项目部决定采用在钢管柱上增加环形钢牛腿的节点形式。
2施工工艺特点
2.1施工质量可靠
环形牛腿可以在钢圆柱在钢结构工厂内加工时进行加工，环梁钢筋可以先制作钢筋下料单，通过专业的钢筋公司定型生产，施工质量可以得到很好的控制。
2.2施工速度快
相对于在牛腿上焊接钢筋和在钢柱上焊接套筒两种连接方式，环形牛腿在现场仅进行钢筋绑扎，施工效率较高，施工工艺简单，避免因施工质量出现返工，能有效加快施工进度。
2.3施工成本低
环梁钢筋为弧形，加工难度大，对工人的技能水平要求高，要对对操作人员进行培训，否则容易造成大量浪费。选择在工厂大批量定型化加工并编号，比现场加工的质量要高，减少损耗。环形钢牛腿与钢柱在钢结构工厂一起加工，精度和质量均比现场高，且现场进行钢结构不规则构件切割施工难度较大。综上所述施工成本能有效降低。
3施工工艺流程及操作要点
本工程共计16根钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接，钢柱在钢结构工厂加工，钢牛腿采用厚22mm的钢板焊接而成，现场在钢牛腿上绑扎环形梁和框架梁及楼板混凝土，最后采用高抛法浇筑钢管柱混凝土。
3.1工艺流程
梁柱节点方案确定→环形牛腿加工→环梁钢筋加工→模板安装→梁柱节点钢筋绑扎→楼板混凝土浇筑→钢管柱混凝土浇筑。
3.2梁柱节点方案确定
本工程非地下室1层楼板区域有16根钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接，通过对钢筋混凝土框架梁配筋的核算，优化了框架梁的配筋，梁柱平面图中框架梁的位置和标高，在钢柱上增加环形钢牛腿，钢牛腿上方直接绑扎环梁，普通框架梁采用纵筋锚入环梁，悬挑框架梁上部纵筋贯穿钢管柱。
图1 环形牛腿梁柱节点示意
3.2.1钢筋混凝土环梁。环梁截面高度宜比框架梁高度高50mm，且宜不小于0.5倍钢管混凝土外径，环梁截面宽度宜不小于框架梁截面宽度，且满足框架梁底部纵筋铀固长度，锚固长度应满足《混凝土结构设计规范》（GB50010—2011）的规定，普通框架梁主筋应锚入环梁，悬挑框架梁上部主筋的50%应贯穿钢管柱，环梁上、下主筋截面积，分别不应小于框架梁上、下最大主筋截面积的0.7倍。
3.2.2框架梁纵筋优化。根据抗震设计计算要求，悬挑框架梁上部主筋应贯穿环梁和钢管混凝土柱，根据原框架梁配筋，需要在钢柱上开许多孔，对钢柱承载力有影响，故通过计算，将主筋直径加大，悬挑框架梁上部50%的主筋需贯穿钢柱，其余主筋需锚入环梁内，悬挑框架梁下部主筋和普通框架梁主筋均不需要贯穿钢柱，只需要锚入环梁内即可。根据框架梁平面位置和截面高度，需对每一个梁柱节点设计详细的钢柱加工图纸，便于钢柱开孔和环形钢牛腿加工。
3.2.3环形钢牛腿。在梁柱节点上增加环形钢牛腿能加强该节点的抗震性能，通过计算确定环形钢牛腿采用厚22mm的钢板焊接而成，环形牛腿实际上是由2个圆环组成，圆环内径1350mm,外径1950mm,圆环之间增加竖向加劲肋板，肋板厚22mm,所有钢板材质均为Q345B,肋板间距为300mm。
3.3环形牛腿加工
由于本工程首层楼层板下有大部分钢筋混凝土梁和部分钢框梁，梁柱节点比较复杂，钢柱加工前均需对每个梁柱节点给出详细的加工图纸，区别钢梁和混凝土梁，对环形钢牛腿的标高必须反复核对，钢柱上开孔精度要求较高。开孔的数量为悬挑框架梁上部优化后主筋根数的50%,现场监造人员必须100%检查。
钢柱运至现场后，现场技术入员应立即进行核对，发现不合适的，应组织专业人员现场进行整改，整改完成后报监理工程师复查。
3.4环梁钢筋加工
环梁主筋采用Ф28mm的钢筋，环梁截面宽度不宜小于梁柱节点中框架梁宽度最大值，所以环梁加工前需确定每一个环梁的截面尺寸，编制钢筋下料表。根据环梁钢筋精度要求，决定将加工任务委托给专业钢筋加工公司，并利用特殊的模具，将现场下完料的钢筋加工成圆形，并根据钢筋料单编号，分批次运至现场备用，环梁钢筋运至现场后应立即安排试装，培训熟练操作人。
3.5模板安装
根据高支模施工方案，搭设满堂脚手架支撑系统，安装模板，考虑到环梁钢筋数量较多，直径较大，加工和安装会有一定的误差，模板安装时适当放大梁柱节点处的内尺寸。
3.6梁柱节点钢筋绑扎
由于环梁处钢筋非常密集，需按优化后的梁筋进行安装，保证梁纵筋的锚固长度。长度不足时需采用焊接加长。梁主筋完成后后进行箍筋及板筋的绑扎，其他专业的预留预埋工作穿插进行
3.7楼板混凝土浇筑
楼层板混凝土浇筑前，设计、监理及施工单位技术人员需现场进行检查，确认无误后再浇筑混凝土，由于梁柱节点处钢筋较密，故应采用坍落度大于180mm的混凝士，并采用较细的振捣棒振捣密实。
3.8钢管柱混凝土浇筑
本工程塔吊30层以下钢管柱采用C60混凝土。地下室钢管柱混凝土施工阶段采用汽车泵直接泵送浇筑。地下室钢管为2层为一段，为保证钢管混凝土浇筑密实性，钢管柱混凝土的浇筑采用高抛自密实免振混凝土。
4结语
通过对梁柱节点的提前设计，把比较困难的技术问题提前消化，分解各个工序，将精度和难度较大的工序安排在工厂加工，使施工质量有了保证。大批量定型化加工也降低了施工造价，加快了主体结构施工进度。
参考文献
[1]李庆达,曾令锐,郭磊,等.钢管混凝土柱上的环梁节点施工技术[J].建筑施工,2014，03-0251-03.
[2]伍嘉陵,余学军,夏能安等.超高层建筑钢管混凝土柱及环梁施工技术[J].建筑技术,2002，33(105)：342-343.
论文作者:左义旺
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/11
标签：梁柱论文; 节点论文; 环形论文; 混凝土论文; 钢管论文; 框架论文; 加工论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;