浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法Word文件下载.docx
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4工艺原理
浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工是对节点区钢筋与型钢之间连接方式、钢筋与钢筋之间的穿插方式进行设计、加工、安装，以及节点区混凝土浇筑、养护，现场管理等多道工序精心控制的产物。
5工艺流程及操作要点
5.1施工技术准备
1根据设计要求以及规范要求，通过现场制作1:
1节点样板找出施工难点。
2进行图纸会审，针对样板施工中暴露的问题对图纸进行优化设计。
3与建设、监理、设计单位就钢筋与型钢之间的连接方式、连接器选择原则、材质等进行协商，确定节点区深化设计的原则。
4对节点区钢筋排布、钢筋与型钢连接方式、型钢本体进行深化设计，并报送设计、监理审查。
5将深化设计原则、设计图纸整理成套，并进行详细的施工技术交底。
5.2作业条件准备
1在现场按照施工图纸选择典型节点做样板大样，通过样板对钢筋穿插、连接器选择、加劲板形式以及施工工艺等进行验证，积累相关经验后进行详细的技能培训和技术交底，使每名施工人员都熟悉操作规程和职责。
2各节点钢筋排布、钢筋与型钢连接方式、型钢本体深化设计已经完成，并得到设计师认可，构件内型钢在现场定位满足要求。
3所有物资、机具、人员都准备完毕，现场具备施工条件。
5.3施工工艺流程
5.4复杂节点深化设计
5.4.1深化设计的原则
1深化图中钢筋排布在扣除保护层厚度后应尽量均匀。
梁纵向筋之间的净距一般不少于30mm并不小于1.5d，；
柱纵筋之间的净距不小于50mm并不小于1.5d。
2当梁、柱、斜撑钢筋在节点处受其他构件内型钢阻挡或其他方向钢筋阻挡无法按照原图纸要求穿插时，可以对钢筋进行调整，一般情况下只对梁钢筋进行调整。
钢筋调整时应优先考虑调整钢筋排布，特别注意尽量保持节点钢筋贯通。
如确需对钢筋直径作出代换，需要遵循等强代换的原则。
同时尽量只代换支座钢筋，贯通筋不做调整。
3在设计中型钢一般位于构件中部，当梁钢筋的排布受柱、斜撑的阻挡时应优先按照两边对称的原则与型钢钢骨连接。
4梁、柱、斜撑纵筋的排布要注意保护层的要求，尤其是清水混凝土保护层的要求。
5箍筋在型钢上穿孔的排布时需要避开型钢焊缝位置。
梁、柱、斜撑节点处需注意各个构件箍筋穿孔，避免遗漏。
6在型钢本体深化过程中要注意混凝土浇筑、振捣的需要，选取合理的加劲肋形式或在加劲肋适当部位预留混凝土浇筑孔。
5.4.2钢筋深化设计
1钢筋与构件内型钢穿插或连接形式选择
型钢混凝土钢筋穿插的深化设计采用五种方法解决此问题，即：
钢筋绕过型钢、钢筋伸至型钢边弯锚、钢筋穿过型钢腹板、钢筋与型钢通过连接板焊接连接、钢筋与型钢通过焊接套筒连接。
1）钢筋绕过型钢：
适用于钢筋能绕过型钢或钢筋按照筋按照最大1:
6弯折后能绕过型钢的情况，一般情况下构件的外排钢筋多能符合此要求。
钢筋绕过型钢，则型钢混凝土钢筋穿插问题即转化为普通钢筋穿插的问题，只需考虑钢筋与其他构件钢筋之间的相互穿插关系即可。
此类处理方式对钢筋加工要求低，钢筋没有与型钢的连接关系，施工简便，因此条件允许时应优先采用。
如图5.4.2-1。
图5.4.2-1钢筋绕过型钢
2）钢筋伸至型钢边弯锚
这类处理方式仅适用于梁筋，当梁筋伸至型钢边直锚长度大于0.4Lae时可以采用此类处理方式。
此类处理方式会导致节点区钢筋密集。
当梁筋为两排时，可采用上排钢筋向上弯锚，下排钢筋向下弯锚的方式进行处理，避免钢筋过于密集。
但有多向梁在节点相交时，梁筋伸至型钢边弯锚后可能会对其他方向钢筋穿插造成影响。
如图5.4.2-2。
图5.4.2-2钢筋伸至型钢边弯锚
3）钢筋穿过型钢腹板
这类处理方式适用于钢筋穿插位置与型钢腹板相交并且直锚长度不够时或钢筋穿过型钢后可贯通排布的情况。
腹板应在构件加工厂采用机械开孔。
考虑现场使用带肋钢筋的实际情况及施工误差需要，常用钢筋穿孔孔径一般如下表5.4.2-1所示：
表5.4.2-1钢筋穿孔孔径表
钢筋直径（mm）
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
穿孔直径（mm）
15
24
26
36
40
注：
当钢筋穿插方向与型钢腹板方向斜交时，穿孔直径应适当放大。
考虑型钢腹板对于保持柱型钢的整体刚度和稳定性起着重要作用，一般其穿孔率不得大于25%，当穿孔率大于25%时需要对型钢腹板采用局部加厚的方式进行补强处理，加厚板与型钢构件需要有可靠连接。
如图5.4.2-3。
图5.4.2-3钢筋穿过型钢腹板
4）钢筋与型钢通过连接板焊接连接
适用于构件型钢外边缘距离混凝土外边缘距离较大的情况。
为避免连接板伸出后阻挡与其垂直方向的纵向钢筋，仅当满足以下条件是才能选用此类连接方式：
L+d+ha+10mm（施工误差）≤D
其中：
L--连接板长度；
d--连接板垂直方向的纵向钢筋直径；
ha--纵向钢筋保护层厚度；
D--型钢外边缘距离混凝土外边缘距离。
图5.4.2-4型钢梁截面
连接板长度确定：
钢筋与连接板之间通过双面焊接连接，焊接长度为5d，再考虑焊接时起弧、灭弧长度（各10mm），以及钢筋下料长度误差，连接板长度设计如下表5.4.2-2所示：
表5.4.2-2连接板长度设计表
连接钢筋直径（mm）
连接板长度（mm）
140
160
180
200
当钢筋另一端采用焊接套筒与型钢连接时，连接板长度还需加上焊接套筒长度。
连接板宽度确定：
当连接板与型钢翼缘连接时与型钢翼缘板相同；
当连接板与型钢腹板连接时根据需要连接的钢筋情况确定，一般与腹板宽度相同。
连接板厚度：
设计要求连接板厚度为20mm，采用与型钢本体同材质的Q345B钢板。
为了保证连接钢板与柱型钢翼缘板的连接质量，连接钢板均在构件加工厂与型钢焊接，焊接采用坡口融透焊，焊缝等级不得低于二级。
特别需要注意的是，由于连接板需要在加工厂与型钢预先焊接好，当需连接的钢筋有两排时，只能一排使用连接板连接，另一排采用其他方式。
否则两排连接板之间连接的钢筋多于一根时，钢筋与钢筋之间的焊缝现场无法焊接。
如图5.4.2-5。
图5.4.2-5钢筋与型钢通过连接板焊接连接
5）钢筋与型钢通过焊接套筒连接
适用于构件型钢外边缘距离混凝土外边缘距离较小的情况。
采用的套筒为专用的焊接套筒，套筒钢材为不低于Q345B的低合金高强度结构钢。
焊接套筒长度为40mm，一端预制为45°
坡口，用于与型钢焊接连接，另一端与普通直螺纹套筒相同，用于与钢筋连接。
焊接套筒均在钢构件加工厂与型钢焊接，现场施工中只能旋转钢筋将钢筋与套筒丝扣相扣，因此在深化设计中应避免构件同一根钢筋两端均采用焊接套筒与型钢连接的情况。
考虑套筒与型钢连接时焊缝需要，深化设计中套筒与套筒之间净距不得少于30mm，套筒边缘距离型钢边不得少于25mm。
焊接套筒与型钢翼缘焊接连接后两者垂直相交，因此仅钢筋穿插方向与翼缘方向正交时可以使用套筒连接。
如图5.4.2-6。
图5.4.2-6钢筋与型钢通过焊接套筒连接
2钢筋与钢筋之间的穿插
钢筋与钢筋之间穿插主要存在于钢筋绕过构件内型钢后与其他方向钢筋的穿插，此时由于构件内很大一部分截面已经被型钢占据，再扣除钢筋的保护层厚度（其中清水面需要按照35mm考虑）剩余钢筋穿插的空间十分有限，当梁、斜撑单排钢筋较多时，采取增加钢筋排数的方式，当梁、斜撑高度小于等于800mm时，钢筋可以排布两排，当梁、斜撑高度大800mm时，钢筋可以排布三排。
当节点区钢筋过于密集，调整钢筋排布后仍然无法穿插时，将柱纵筋进行并筋处理，形成钢筋束，但此做法对钢筋与混凝土之间粘结锚固强度有所影响，需要设计院进行复核。
5.4.3柱内型钢加劲肋设计
1工字型截面型钢柱，如图5.4.3-1。
图5.4.3-1工字型截面型钢柱
2T字型截面型钢柱，如图5.4.3-2。
图5.4.3-2T字型截面型钢柱
5.5复杂节点钢筋施工
1型钢定位控制
型钢混凝土组合结构施工中，构件内型钢一旦发生偏位，将对钢筋穿插造成极大影响。
可能导致深化设计中绕过型钢的钢筋无法通过，与套筒连接的钢筋因套筒偏移不得不随之偏位等一系列问题，在施工过程中，有以下问题特别需要注意：
1）支设模板不能以型钢为支点调整，模板加固时如需设置对拉螺杆的应避开型钢，更不能将对拉螺杆直接焊接在型钢上，如确需通过型钢的，应提前进行开孔。
2）施工过程中保护好的缆风绳、倒链等临时固定设施，不得随意拆除。
3）竖向构件浇筑时，混凝土尽量对称下料、对称振捣。
2节点区钢筋穿插
1）节点区按照柱纵筋、斜撑纵筋、梁纵筋的顺序按钢筋深化图进行穿插。
柱纵筋在进入节点区之前需要提前调整好定位，避开梁、斜撑型钢位置。
2）完成柱、斜撑纵筋穿插后在节点区之下预留四至五道箍筋不予绑扎，以便在梁纵筋穿插时调整柱、斜撑纵筋位置，保证梁纵筋穿插空间不被占据。
3）当竖向结构与水平结构分开浇筑时，竖向结构混凝土浇筑前要在梁外排纵筋通过位置使用同直径的短钢筋卡位，保证竖向构件浇筑过程中柱、斜撑钢筋不至偏位后挤占梁纵筋穿插位置。
同时，将梁钢筋的连接板、焊接套筒预先使用塑料薄膜包裹保护，以免在浇筑竖向结构时被混凝土填埋、堵塞。
图5.5节点区钢筋穿插
5.6复杂节点清水混凝土施工
型钢混凝土组合结构多向相交的节点中，由于节点区各构件型钢交汇，钢筋相互穿插，造成对节点区及节点区下部柱混凝土的下料、振捣困难，而清水混凝土要求混凝土浇筑必须密实，且表观质量良好，因此施工中必须采取相应措施：
1采用自密实混凝土浇筑。
自密实混凝土作为高流态混凝土，既有高度流动度，又不会离析，具有均匀性、稳定性，可以可靠地将构件内空隙填满，保证混凝土的密实性。
2采用外挂式振动器辅助振捣（如图5.6-1）。
由于清水混凝土对混凝土表观质量的要求，采用外挂式振动器辅助振捣可以有效减少混凝土表面气泡数量。
设置外挂式振动器位置需要设置两道槽钢背楞，外挂式振动器的平板与槽钢背楞采用螺栓连接。
外挂式振动器使用时震动会使蝴蝶卡松动，对原有模板加固体系造成影响。
因此使用过程中必须有木工对加固体系进行维护。
图5.6-1外挂式振动器辅助振捣
3当层高较高（大于4m）时，为保证清水混凝土构件的浇筑效果，采取清水混凝土柱先行浇筑，清水梁与楼板、核心筒等一起浇筑的施工方式。
在浇筑柱混凝土时梁钢筋还未绑扎，节点区尚未完全成型，混凝土下料空间较为充裕，也方便进行振捣。
4混凝土班组配置直径30mm的小型振动棒，对难以振捣的部位进行辅助振捣。
5在型钢本体的深化设计过程中充分考虑混凝土下料、振捣的需要，调整加劲肋的形式或在加劲肋上预留混凝土下料孔、气孔。
如图5.6-2。
图5.6-2预留混凝土下料孔、气孔
6机具设备
1钢筋工程：
切割机、调直机、弯曲机、车丝机、砂轮切割机、钢筋钩子、钢筋刷子、撬棍、扳手、钢卷尺、钢筋连接机具设备。
2混凝土工程：
混凝土输送泵、混凝土运输车、布料杆、振捣电机、铁锹、标尺杆、振捣棒、平板式振动器、抹子（混凝土工程的使用机具设备准备1-2套备用）。
3其他设备:
塔吊、激光经纬仪、水准仪、钢卷尺、试验检测设备。
7劳动组织
1施工管理人员：
应设置以下人员：
技术负责、深化设计人员、混凝土施工管理员、钢筋施工管理员、模板施工管理员、机电管理员、安全管理员、测量管理员、塔吊指挥。
2劳务队伍：
应按钢筋工、木工、混凝土工、力工、电工、机修工等分班组组织劳动力，工种人数根据实物工程量确定。
8质量控制
1钢筋与型钢连接可靠。
焊接套筒、连接板与构件型钢之间均采取全熔透坡口焊，焊接焊缝等级不得低于二级。
钢筋与焊接套筒连接时外露丝扣不得超过两丝，钢筋与连接板焊接连接时采用双面电弧焊，焊接长度需满足钢筋直径5d要求。
2钢筋骨架定位准确。
钢筋与钢筋之间间距、钢筋保护层厚度满足《混凝土结构质量验收规范》要求，清水面钢筋保护层厚度满足《清水混凝土应用技术规程》要求。
3结构形状及尺寸应满足设计要求。
满足《混凝土结构质量验收规范》要求。
4混凝土表观质量良好，达到清水混凝土饰面要求。
节点区施工缝达到禅缝效果，错台不超过2mm，顺直度偏差不超过3mm
检验方法：
观察，尺量，检查技术处理方案。
9安全措施
1浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法应遵守国家的《建筑安装工程安全技术规程》等国家和地方有关施工现场安全生产管理规定
2根据施工特点编制安全操作的注意事项及具体施工安全措施，并作好对操作人员的交底工作。
3钢筋与型钢采用连接板连接时焊接安全操作平台使用脚手管搭设，焊接过程中要做好围挡，避免焊花飞溅。
10环保措施
1钢筋下料根据深化结果进行，力求做到精确无误，避免材料浪费。
2钢筋、混凝土原材料选择距离场地八百公里以内的生产厂家，控制材料的运输距离，节约能源。
3做到工完场清。
11效益分析
11.1社会效益
浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工工法的实施有着巨大的社会意义，不仅节约了施工工期，对改善结构性能，提高结构的安全性也有着重要意义。
通过多构件交叉复杂节点施工工法的实施，解决了型钢混凝土施工过程中的一个难点，对于推进型钢混凝土组合结构的应用具有重要意义。
同时，自密实清水混凝土在结构中的实施也对国内清水混凝土的施工具有重要意义。
11.2经济效益
1节点区清水混凝土结构的平整度、光洁度等指标都达到了清水饰面混凝土要求，直接作为饰面，减少了结构表面的装修费用,大大节约工程造价，也节约了工期。
2型钢混凝土组合结构的成功实施，大大节约了结构施工工期，每层节约时间约2天，为项目节约大量成本。
12工程实例
成都来福士广场项目工程外立面为大面积浅色清水混凝土，五栋塔楼均呈不规则形态，存在大量大开洞、大悬挑结构，外立面存在许多斜撑构件。
如图12-1、12-2。
图12-1T1区外立面构件内型钢示意
图12-2构件型钢骨架
本工程目前主体结构施工完成40%，多构件交叉复杂节点施工效果非常良好，节点区混凝土的颜色、平整度、光洁度、禅缝等指标均达到了预期效果，清水混凝土的施工质量得到了美国建筑师的高度评价，也获得了业主、设计、监理以及众多参观者的一致好评。
如图12-3。
图12-3浅色清水混凝土组合结构多构件交叉复杂节点施工实例
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