基于提高型钢混凝土梁柱节点施工质量控制
摘要
关键词
建筑工程;型钢混凝土;梁柱节点;施工技术
正文
引言
随着钢结构制造与加工工艺的日益成熟、施工技术的不断优化,为了满足工程质量控制目标的需求,钢结构技术在房屋建筑领域得到了广泛用于高层框架结构中,其承载力、刚度大的良好抗震性能等。丁原根[1]研究了对钢柱吊装施工技术安装过程作了分析,认为采取“外控法”的总体测量策略,遵守“由整体到局部”的测量准则,可以确保钢结构的吊装质量。李一玮[2]研究了针对型钢高强度混凝土剪力墙--梁节点中梁钢筋难以锚入剪力墙中的问题,提出通过调整混凝土梁钢筋排布方式,配合使用锚固板,将梁钢筋锚入节点的优化方案。韩飞[3]研究了采用钢筋桁架楼承板,将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架,并将钢筋桁架与镀锌钢板在工厂焊接成一体的组合模板。本文以某回迁房地块项目工程,总建筑用地面积约为36442m2,地上建筑面积约为142000m2,属于结构与功能复杂等,将本次成功经验加以整理归纳,总结经验与教训,型钢混凝土梁柱节点位子的质量对建筑物的影响尤为重要,节点的质量直接影响结构安全性,作为以后有关技术规程编制的依据。
1、工程案例
某回迁房地块项目工程,工程按住宅建筑设计,项目共由7幢16~17层高层住宅和配套商业服务用房组成,结构形式:1#~12#为剪力墙结构,S1#S2#为框架结构,地面粗糙度类别B类,建筑最大标高55.500m,门窗最大标高51.560m,幕墙最大标高52.650m,基本风压:W0=0.35KN/m2;基本雪压:S0=0.55KN/m2,抗震设防烈度:6度(a=0.05g);设计地震分组:第一组;场地类别: 二类,设计等级要求:幕墙结构的
安全等级为二级,幕墙结构设计使用年限25年(预埋件设计使用年限同主体设计使用年限,后置埋件设计使用年限30年),建筑耐火等级一级,为二类防雷建筑物。
2、泽选工艺
型钢混凝土组合结构是一种新型的结构形式,型钢混凝土组合结构充分发挥了钢材与混凝土这两种材料各自的优点,在使用钢筋用量相同的条件下,提高了构件的强度,改善了构件的延性,增加结构的抗震性能,在以后的建筑的行业将被广泛使用。型钢混凝土梁柱节点位子的质量对建筑物的影响尤为重要,节点的质量直接影响结构安全性。为了确定“型钢混凝土梁柱节点施工质量”,通过实施型钢混凝土梁柱节点施工质量,使节点的位置的安全性更高,以此增强结构的抗震性能。提高型钢混凝土梁柱节点施工及施工质量控制水平,是确保工程结构质量和结构抗震性能的必要条件。
1)工艺技术:制定切实可行的具有针对性的专题施工方案和技术交底书。
2)资金、机具、材料:对施工机具、材料、工艺等需进行一定的调整和改进便可实现目标。
3)工期与现场条件:有较为合理的工期以及现场条件。
总之,经过对影响型钢混凝土梁柱节点施工质量诸多因素分析,并结合该工程及本项目部实际情况,我们认为所确定的目标是切实可行的。
3、现状调查
为了更好的了解型钢混凝土施工时造成的质量问题,对原先做过的类似结构工程进行实地考察和检查,并对型钢混凝土施工存在的质量问题展开调查,依照以建成的工程,逐个工地检查统计,如表1、2所示。
表1 型钢混凝土结构工程施工质量调查表
质量因素 | 预留孔定位质量 | 钢筋间距控制 | 节点标高控制 | 焊接质量 | 其他 |
① | 7 | 6 | 1 | 0 | 0 |
② | 6 | 7 | 2 | 2 | 0 |
③ | 7 | 7 | 1 | 2 | 1 |
④ | 8 | 6 | 1 | 0 | 0 |
⑤ | 7 | 7 | 1 | 2 | 1 |
⑥ | 8 | 6 | 2 | 1 | 1 |
合计 | 43 | 39 | 8 | 7 | 3 |
表2 梁柱节点位置施工质量问题统计表
序号 | 项 目 | 质量问题所占频数 | 频率(%) | 累计频率(%) |
1 | 预留孔定位不准确 | 43 | 43 | 43 |
2 | 梁柱节点位置钢筋间距过密(要求不 小于25mm,或不小于钢筋直径) | 39 | 39 | 82 |
3 | 节点标高误差较大(要求在30mm内) | 8 | 8 | 90 |
4 | 焊接质量不合格 | 7 | 7 | 97 |
5 | 其他 | 3 | 3 | 100 |
6 | 合计 | 100 | 100 |
根据质量缺陷排列图分析得出,“预留孔定位不准确”和“梁柱节点位置钢筋间距过密”的累计频率达82%,是“关键的少数项”,是症结之所在,严重影响型钢混凝土梁柱节点的质量问题;故首先需解决预留孔定位不准确和节点位置钢筋间距不符合要求的问题,以提高型钢混凝土梁柱节点的施工质量。如想实现制定的目标值(93%),在不考虑其他方面变化的情况下,必须降低该2项缺陷指标。
通过量化分析,我们可以得出。
1)理想状态,两项症结100%全部解决,合格率为:83.3%+82%*16.7%=96.994%>93%(目标值)
2)低线状态,两项症结75%全部解决,合格率为:83.3%+82%*16.7%*75%=93.5705%>93%(目标值)
考虑到梁柱节点施工质量缺陷原因,将控制预留孔位子的准确率和控制钢筋间距问题作为重中之重,在解决该症结方面,强化实施过程的执行与监督,通过不懈的努力,实现制定的目标值。
4、原因分析
根据现状调查结果,针对型钢混凝土梁柱节点施工质量,是确保工程结构质量和结构抗震性能的必要条件。并且召开了讨论会议,从人、机、料、法、环等5方面进行摸查,通过表3进行调查、分析、论证,逐一进行确认要因。
表3 要因分析确认表
序号 | 末端原因 | 确认方法 | 要因分析 | 结论 |
1 | 钢梁预留孔定位不准确 | 调查分析 | 各单位及时进行沟通,确保钢梁预留孔定位的准确性 | 要因 |
2 | 选用合格材料 | 调查分析 | 和材料生产厂家进行沟通,选用合格的材料 | 非要因 |
3 | 节点结构复杂,当出现 有两层钢筋时,施工难 度大,钢筋间距不符 | 现场调查 | 由技术人员进行现场指导,确保节点施工质量 | 要因 |
4 | 测量仪器和施工机具 | 现场调查 | 对测量仪器和施工机具进行检查,确保测量仪器和施工机具的精确度和正常使用。 | 非要因 |
5 | 施工作业环境 | 调查分析 | 对生产进行安排,避开不适合节点施工的天气。 | 非要因 |
6 | 节点位子因钢筋数量 众多,标高很难控制 | 现场调查 | 由专业人员进行现场监督测量,确保标高在允许范围之内 | 要因 |
7 | 岗前培训 | 调查分析 | 对工人进行岗前培训,确保节点施工之前明确节点施工的顺序等 | 非要因 |
8 | 受型钢柱牛腿的影 响,箍筋无法安装 | 调查分析 | 型钢柱梁柱节点位置柱子箍筋分段施工穿过牛腿腹板后再焊接 | 要因 |
9 | 材料进场 | 现场调查 | 对进场的进场材料进行检查,确保进场的材料质量。 | 非要因 |
10 | 保护不到位 | 调查分析 | 钢筋安装完毕,浇捣混凝土之前,避免人员在上面践踏。 | 非要因 |
根据表3所示,要因分析确认表,可以得出影响质量问题的主要原因有以下4个方面。
1)钢梁预留孔定位不准确;
2)节点结构复杂,当出现有两层钢筋时,施工难度大,钢筋间距不符合要求;
3)受型钢柱牛腿的影响,箍筋无法安装;
4)节点位子因钢筋数量众多,节点位子的标高很难控制。
5、实施对策
5.1预留孔定位不准确
针对型钢施工单位与土建施工的单位意见不一致,则需双方在实施时及时沟通。因为预留孔需在加工厂机械开孔,严禁现场使用氧气切割,所以负责型钢施工的一方要有较强的技术力量,型钢翻样人员和现场管理人员必须既懂钢结构又懂土建施工,以利于相互协调。对型钢翻样人员必须同时会钢筋翻样,这样才能做到孔位准确无误。对加工制作型钢构件的人员应有认真的态度和熟练的技术,才能确保预留孔定位的准确性。
5.2节点结构复杂
当出现有2层钢筋时,施工难度大,钢筋间距不符合要求,下层纵筋焊于钢牛腿的腹板上,上层的梁纵筋直螺纹套筒连接方式,确保钢筋不重叠。同时,钢筋混凝土梁其他的纵向钢筋应伸入型钢混凝土柱的节点,且应满足钢筋锚固要求。梁内钢筋不应与柱内型钢焊接连接。
5.3节点位子因钢筋数量众多,节点位子的标高很难控制
柱头部位框架梁纵向钢筋存在交叉现象,因此当两根框架梁在柱头部位相交时,存在钢筋超高的现象。通过讨论,决定在柱根部1.0m范围内,梁板混凝土标高可以高出设计值30mm,将来利用地面装修垫层找平。
5.4受型钢柱牛腿的影响,箍筋无法安装
型钢柱箍筋,无法从柱上口向下套人,且小箍筋本身直径较大而尺寸较小,无法掰开就位。为此研究、讨论决定将小箍筋变为拉筋,型钢柱梁柱节点位置柱子箍筋分段施工穿过牛腿腹板后再焊接。
6、结论
本文结合某回迁房地块项目工程,从施工中的节点进行了现场检查,效果明显降低了操作难度,加快了施工进度,型钢柱与混凝土梁钢筋的连接方式便于检查,有效地保证了工程质量,根据现状调查中总结的几点施工质量权限问题,有针对性的对工程进行了实地检查,总结回顾及下一步打算。
1)通过此次为起点,不断在工程其他分项展开全面质量管理,不断提高主体工程施工质量。把对新技术、新材料、新工艺的应用采用过程方法提高到一个新的水平。
2)使控制型钢混凝土梁柱节点施工质量水平有了明显的提高。同时提高我们分析问题和解决问题的能力,增强了项目部自身的凝聚力,也提高了我们的现场管理水平,并在解决问题的过程中认识到我们在现场管理中的不足,以便我们能够坚持科学的发展观,不断持续改进、完善。
参考文献:
[1]丁原根,石国.基于重型钢结构柱桅杆法吊装施工技术[J].浙江建筑,2019,36(5):42-45.
[2]李一玮,陈云瑞,等.型钢柱-梁节点钢筋排布优化设计及有限元分析[J].施工技术,2021,50(7)37-40.
[3]韩飞.型钢组合楼板在高层中庭屋面工艺对比应用[J].建筑安全,2019,34(5):4-7.
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