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        復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋優(yōu)化和施工技術(shù)

        2023-06-29 08:32:18謝東胥悅丁寧
        四川建筑 2023年2期
        關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量

        謝東 胥悅 丁寧

        近年來(lái),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(zhì)量要求越來(lái)越高。梁柱作為結(jié)構(gòu)中的重要節(jié)點(diǎn)部位,最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性,因此提高梁柱節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量尤為重要,基于復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)的施工優(yōu)化技術(shù)展開(kāi)論述。

        公共大型建筑; 復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn); 施工技術(shù)

        TU755.3+3 B

        [定稿日期]2023-01-05

        [作者簡(jiǎn)介]謝東(1991—),男,本科,工程師,主要從事項(xiàng)目技術(shù)管理工作;胥悅(1985—),男,本科,高級(jí)工程師,主要從事技術(shù)、質(zhì)量、安全等管理工作;丁寧(1982—),男,本科,高級(jí)工程師,主要從事項(xiàng)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(jié)構(gòu),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(diǎn)的設(shè)計(jì)鋼筋復(fù)雜、密集,接點(diǎn)處理需要較高的技術(shù)水平,實(shí)際工程中梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生損傷,導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)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(diǎn)施工質(zhì)量,加強(qiáng)梁柱節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量監(jiān)督力度十分必要,本文對(duì)成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)T2航站樓復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)施工優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了探討。

        1 施工難點(diǎn)分析

        由于T2航站樓樓板存在大量截面尺寸較大的梁,柱構(gòu)件尤其是4層梁,主梁大部分截面尺寸可達(dá)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(diǎn)空間,鋼筋布置容易出現(xiàn)碰撞問(wèn)題,同時(shí)給混凝土振搗施工帶來(lái)一定難度,為保障混凝土施工質(zhì)量必須進(jìn)行預(yù)置設(shè)計(jì),否則會(huì)影響鋼筋安裝及混凝土成型質(zhì)量[1]。

        2 鋼筋安裝工程的質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)安全

        (1)縱向受力鋼筋錨固長(zhǎng)度影響混凝土結(jié)構(gòu)承載力。

        (2)縱向受力鋼筋間距影響混凝土澆注質(zhì)量。

        (3)受縱向力的鋼筋間距影響梁柱節(jié)點(diǎn)的抗彎力。

        (4)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。

        (5)環(huán)箍間距影響梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域抗剪強(qiáng)度。

        3 利用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維可視化模型

        在大型公共建筑中,由于梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域往往存在不規(guī)則的異形結(jié)構(gòu),使用BIM建模預(yù)置復(fù)雜的梁柱節(jié)點(diǎn)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(shí)間成本。在鋼筋焊接梁柱點(diǎn)施工過(guò)程中通常對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加處理,從而提高鋼筋結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)效果,如果梁柱節(jié)點(diǎn)截面積過(guò)小,為了有效提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度,采用縱向鋼筋疊加的施工方法增加縱向鋼筋結(jié)構(gòu)的上下重合點(diǎn),可以使鋼筋結(jié)構(gòu)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(diǎn)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(shù)成為技術(shù)人員進(jìn)行三維仿真分析的必備工具。運(yùn)用三維布局深化設(shè)計(jì)軟件和施工仿真深化設(shè)計(jì)軟件對(duì)具體工程中的典型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì),可以解決設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)存在的問(wèn)題(圖1)。

        3.1 具體流程

        現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,總結(jié)問(wèn)題原因,得出技術(shù)措施—運(yùn)用BIM技術(shù)—Tekla Structures鋼筋配置,三維仿真分析—IFC格式文件—Navisworks鋼筋粘結(jié)施工,三維仿真分析—總結(jié)—技術(shù)說(shuō)明,指導(dǎo)施工。

        3.2 典型節(jié)點(diǎn)技術(shù)措施

        典型問(wèn)題分析見(jiàn)表1。

        3.3 BIM 建模分析

        3.3.1 構(gòu)筑混凝土構(gòu)件

        混凝土構(gòu)件建模見(jiàn)圖2、圖3。

        3.3.2 構(gòu)筑柱筋

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

        3.3.3 構(gòu)筑梁筋

        根據(jù)施工圖及已布置的柱鋼筋進(jìn)行三維可視化布置,盡量避免梁柱鋼筋碰撞(通過(guò)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(cè)

        導(dǎo)入Navisworks,進(jìn)行軟碰撞檢測(cè),確認(rèn)布局后有操作空間。導(dǎo)出下拉列表并調(diào)整原始下拉列表。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的不當(dāng)問(wèn)題,可以改善設(shè)計(jì)上的溝通。

        3.3.5 工程模擬

        碰撞檢測(cè)后確定布置原則,確?,F(xiàn)場(chǎng)施工方便,然后進(jìn)行施工模擬。鋼筋工長(zhǎng)、施工人員、BIM技術(shù)負(fù)責(zé)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(diǎn)模型進(jìn)行技術(shù)說(shuō)明,正確指導(dǎo)施工(圖8)。

        4 節(jié)點(diǎn)環(huán)箍處理

        在梁柱節(jié)點(diǎn)施工過(guò)程中,容易出現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)環(huán)箍施工的質(zhì)量問(wèn)題。梁柱節(jié)點(diǎn)處于梁和柱結(jié)構(gòu)之間,起著支撐和受力的作用,梁柱節(jié)點(diǎn)中的施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)建筑的施工質(zhì)量有著非常重要的影響。梁柱節(jié)點(diǎn)處施工技術(shù)比較復(fù)雜,相關(guān)施工技術(shù)要點(diǎn)較多。施工中經(jīng)常出現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)環(huán)箍筋施工質(zhì)量不良等問(wèn)題。在梁柱節(jié)點(diǎn),容易出現(xiàn)箍筋間距不合理、箍筋數(shù)量錯(cuò)誤、箍筋質(zhì)量不合格、箍筋缺漏、箍筋長(zhǎng)度不足等問(wèn)題,這些問(wèn)題梁柱節(jié)點(diǎn)遇到地震等自然災(zāi)害時(shí)梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞,造成建筑物倒塌等。

        節(jié)點(diǎn)環(huán)箍處理是加固梁或柱節(jié)點(diǎn),提高梁和柱節(jié)點(diǎn)承載能力,由于節(jié)點(diǎn)環(huán)箍處理技術(shù)難度大,選擇工作經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的施工人員,按標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)梁高進(jìn)行精確計(jì)算要作好節(jié)點(diǎn)間隙處理工作。施工時(shí)采用鋼筋將梁和柱捆扎纏繞,并在節(jié)點(diǎn)處縱向和橫向交替的環(huán)箍方式,將環(huán)箍節(jié)點(diǎn)制作成燈籠形狀,可以確保梁柱的穩(wěn)定性,然后對(duì)鋼筋的連接點(diǎn)進(jìn)行焊接加固等,對(duì)交接的鋼筋環(huán)箍進(jìn)行固定處理環(huán)箍交接牢固,對(duì)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(diǎn)處鋼筋密集,混凝土澆筑時(shí)混凝土材料無(wú)法到達(dá)柱或梁的底部,梁柱接頭澆筑不密實(shí),因此施工前應(yīng)預(yù)先在節(jié)點(diǎn)部位鋼筋施工中留有一定的振動(dòng)棒工作空隙,在混凝土施工前進(jìn)行試振且為確?;炷翝仓尚唾|(zhì)量,混凝土采用自密實(shí)混凝土澆注(圖9)。

        在進(jìn)行梁柱交接處理時(shí),應(yīng)根據(jù)不同部位的強(qiáng)度要求配置相應(yīng)等級(jí)的混凝土,在梁柱底部留有約25 mm寬的施工間隙,當(dāng)混凝土低于結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度時(shí)不能取得加固效果,強(qiáng)度高于

        結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí),在梁柱接頭附近的梁板,進(jìn)行澆筑時(shí)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(zhì)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(diǎn)施工存在的主要問(wèn)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(qiáng)度不足、攪拌用水不當(dāng)、細(xì)骨料等級(jí)配置等問(wèn)題時(shí),容易產(chǎn)生裂縫,在混凝土澆筑過(guò)程中速度過(guò)快,振動(dòng)時(shí)間不足也會(huì)產(chǎn)生裂縫[5]。

        應(yīng)對(duì)每車(chē)混凝土進(jìn)行坍落度測(cè)量和嚴(yán)格管控,采購(gòu)合格原料,建立和完善管理制度及使用原材料臺(tái)賬,對(duì)混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)[6]。

        7 梁柱節(jié)點(diǎn)夾渣缺陷

        梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋配筋密度較大,鋼筋約束結(jié)構(gòu)復(fù)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(diǎn)處表現(xiàn)出不同的緊密狀態(tài),因此修補(bǔ)比較困難施工單位在對(duì)混凝土柱體夾渣缺陷進(jìn)行調(diào)查分類(lèi)的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的修復(fù)方案,進(jìn)行有針對(duì)性的加固,不能單純按照統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同位置的修復(fù)處理,根據(jù)缺陷程度制定修復(fù)方案可以節(jié)約人力、物力及財(cái)力。

        8 結(jié)束語(yǔ)

        在建筑工程中,梁柱節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量是非常重要的一環(huán),直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性,因此需要提高施工人員的質(zhì)量意識(shí),充分運(yùn)用先進(jìn)技術(shù),不斷提高質(zhì)量水平,推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 葉單嘯.建筑框架結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].冶金叢書(shū),2018(2):103-104.

        [2] 洞海亮,王崇,劉志群. BIM技術(shù)在復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)施工中的應(yīng)用[J]. TU74(建筑施工),2015(2): 2475-2476.

        [3] 馬泉,王偉,陳軍,等.BIM技術(shù)的剛性鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)[R].2016.

        [4] 唐志瑞,顧林杰.住宅建設(shè)工程中梁柱節(jié)點(diǎn)的施工技術(shù)要點(diǎn)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(3):143-144.

        [5] 姜錫忠.房屋建筑施工技術(shù)與質(zhì)量常見(jiàn)問(wèn)題分析[J].城市建設(shè)理論探究,2014(14).

        [6] 陳德貴,符華志,彭學(xué)標(biāo),等.框架梁柱節(jié)點(diǎn)渣缺陷分類(lèi)修復(fù)技術(shù)[J].建材開(kāi)發(fā)指南,2019,17(8):38-41.

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