復雜梁柱節(jié)點鋼筋優(yōu)化和施工技術

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量要求越來越高。梁柱作為結構中的重要節(jié)點部位，最容易出現(xiàn)質量問題，影響整個結構的安全性，因此提高梁柱節(jié)點的施工質量尤為重要，基于復雜梁柱節(jié)點的施工優(yōu)化技術展開論述。

公共大型建筑; 復雜梁柱節(jié)點； 施工技術

TU755.3+3 B

［定稿日期］2023-01-05

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

梁柱是住宅整體建筑最重要的承重結構，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)點的設計鋼筋復雜、密集，接點處理需要較高的技術水平，實際工程中梁柱節(jié)點發(fā)生損傷，導致建筑結構整體穩(wěn)定性下降影響著人們的人身安全。為提高梁柱節(jié)點施工質量，加強梁柱節(jié)點施工質量監(jiān)督力度十分必要，本文對成都天府國際機場T2航站樓復雜梁柱節(jié)點施工優(yōu)化技術進行了探討。

1 施工難點分析

由于T2航站樓樓板存在大量截面尺寸較大的梁，柱構件尤其是4層梁，主梁大部分截面尺寸可達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)點空間，鋼筋布置容易出現(xiàn)碰撞問題，同時給混凝土振搗施工帶來一定難度，為保障混凝土施工質量必須進行預置設計，否則會影響鋼筋安裝及混凝土成型質量［1］。

2 鋼筋安裝工程的質量直接影響結構安全

（1）縱向受力鋼筋錨固長度影響混凝土結構承載力。

（2）縱向受力鋼筋間距影響混凝土澆注質量。

（3）受縱向力的鋼筋間距影響梁柱節(jié)點的抗彎力。

（4）鋼筋混凝土保護層厚度影響混凝土結構耐久性。

（5）環(huán)箍間距影響梁柱節(jié)點核心區(qū)域抗剪強度。

3 利用BIM 技術構建三維可視化模型

在大型公共建筑中，由于梁柱節(jié)點區(qū)域往往存在不規(guī)則的異形結構，使用BIM建模預置復雜的梁柱節(jié)點鋼筋，并使用可視化的BIM模型向施工人員講解，大大節(jié)約了時間成本。在鋼筋焊接梁柱點施工過程中通常對鋼筋結構進行疊加處理，從而提高鋼筋結構的焊接作業(yè)效果，如果梁柱節(jié)點截面積過小，為了有效提高鋼筋混凝土結構的整體強度，采用縱向鋼筋疊加的施工方法增加縱向鋼筋結構的上下重合點，可以使鋼筋結構呈折彎狀，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成為技術人員進行三維仿真分析的必備工具。運用三維布局深化設計軟件和施工仿真深化設計軟件對具體工程中的典型節(jié)點進行深化設計，可以解決設計和現(xiàn)場施工時存在的問題（圖1）。

3.1 具體流程

現(xiàn)場調研，總結問題原因，得出技術措施—運用BIM技術—Tekla Structures鋼筋配置，三維仿真分析—IFC格式文件—Navisworks鋼筋粘結施工，三維仿真分析—總結—技術說明，指導施工。

3.2 典型節(jié)點技術措施

典型問題分析見表1。

3.3 BIM 建模分析

3.3.1 構筑混凝土構件

混凝土構件建模見圖2、圖3。

3.3.2 構筑柱筋

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

3.3.3 構筑梁筋

根據(jù)施工圖及已布置的柱鋼筋進行三維可視化布置，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

導入Navisworks，進行軟碰撞檢測，確認布局后有操作空間。導出下拉列表并調整原始下拉列表。如果發(fā)現(xiàn)設計上的不當問題，可以改善設計上的溝通。

3.3.5 工程模擬

碰撞檢測后確定布置原則，確保現(xiàn)場施工方便，然后進行施工模擬。鋼筋工長、施工人員、BIM技術負責人協(xié)商確定施工程序，完成施工模擬［3］。

采用布局合理的節(jié)點模型進行技術說明，正確指導施工（圖8）。

4 節(jié)點環(huán)箍處理

在梁柱節(jié)點施工過程中，容易出現(xiàn)梁柱節(jié)點環(huán)箍施工的質量問題。梁柱節(jié)點處于梁和柱結構之間，起著支撐和受力的作用，梁柱節(jié)點中的施工質量對整個建筑的施工質量有著非常重要的影響。梁柱節(jié)點處施工技術比較復雜，相關施工技術要點較多。施工中經(jīng)常出現(xiàn)梁柱節(jié)點環(huán)箍筋施工質量不良等問題。在梁柱節(jié)點，容易出現(xiàn)箍筋間距不合理、箍筋數(shù)量錯誤、箍筋質量不合格、箍筋缺漏、箍筋長度不足等問題，這些問題梁柱節(jié)點遇到地震等自然災害時梁柱節(jié)點發(fā)生嚴重損壞，造成建筑物倒塌等。

節(jié)點環(huán)箍處理是加固梁或柱節(jié)點，提高梁和柱節(jié)點承載能力，由于節(jié)點環(huán)箍處理技術難度大，選擇工作經(jīng)驗豐富、責任心強的施工人員，按標準要求，對梁高進行精確計算要作好節(jié)點間隙處理工作。施工時采用鋼筋將梁和柱捆扎纏繞，并在節(jié)點處縱向和橫向交替的環(huán)箍方式，將環(huán)箍節(jié)點制作成燈籠形狀，可以確保梁柱的穩(wěn)定性，然后對鋼筋的連接點進行焊接加固等，對交接的鋼筋環(huán)箍進行固定處理環(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)點處鋼筋密集，混凝土澆筑時混凝土材料無法到達柱或梁的底部，梁柱接頭澆筑不密實，因此施工前應預先在節(jié)點部位鋼筋施工中留有一定的振動棒工作空隙，在混凝土施工前進行試振且為確保混凝土澆筑成型質量，混凝土采用自密實混凝土澆注（圖9）。

在進行梁柱交接處理時，應根據(jù)不同部位的強度要求配置相應等級的混凝土，在梁柱底部留有約25 mm寬的施工間隙，當混凝土低于結構物強度時不能取得加固效果，強度高于

結構物強度，導致混凝土出現(xiàn)裂縫在進行混凝土澆筑時，在梁柱接頭附近的梁板，進行澆筑時先澆筑柱，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、水泥強度不足、攪拌用水不當、細骨料等級配置等問題時，容易產(chǎn)生裂縫，在混凝土澆筑過程中速度過快，振動時間不足也會產(chǎn)生裂縫［5］。

應對每車混凝土進行坍落度測量和嚴格管控，采購合格原料，建立和完善管理制度及使用原材料臺賬，對混凝土加強養(yǎng)護［6］。

7 梁柱節(jié)點夾渣缺陷

梁柱節(jié)點處鋼筋配筋密度較大，鋼筋約束結構復雜，夾渣在該部位的不同分布情況表明混凝土在梁柱節(jié)點處表現(xiàn)出不同的緊密狀態(tài)，因此修補比較困難施工單位在對混凝土柱體夾渣缺陷進行調查分類的基礎上制定相應的修復方案，進行有針對性的加固，不能單純按照統(tǒng)一技術標準進行不同位置的修復處理，根據(jù)缺陷程度制定修復方案可以節(jié)約人力、物力及財力。

8 結束語

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

參考文獻

［1］ 葉單嘯.建筑框架結構中梁柱節(jié)點施工技術要點分析［J］.冶金叢書，2018（2）：103-104.

［2］ 洞海亮，王崇，劉志群. BIM技術在復雜梁柱節(jié)點施工中的應用［J］. TU74（建筑施工），2015（2）： 2475-2476.

［3］ 馬泉，王偉，陳軍，等.BIM技術的剛性鋼結構復雜節(jié)點施工技術［R］.2016.

［4］ 唐志瑞，顧林杰.住宅建設工程中梁柱節(jié)點的施工技術要點［J］. 科技創(chuàng)新與應用，2020（3）：143-144.

［5］ 姜錫忠.房屋建筑施工技術與質量常見問題分析［J］.城市建設理論探究，2014（14）.

［6］ 陳德貴，符華志，彭學標，等.框架梁柱節(jié)點渣缺陷分類修復技術［J］.建材開發(fā)指南，2019，17（8）：38-41.