逆作法中的型钢结构梁柱节点施工技术*

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 工程概况

陆家嘴中心区Z4-2地块公共绿地综合改造工程。为地下2层、局部地下3层，地上2层、局部地上3层结构，工程总建筑面积约37 063.5 m2，其中地下建筑面积为23 597.7 m2。

本工程基坑面积约11 160 m2。基坑采取逆作法的设计方案，立柱采用φ600 mm圆管的一柱一桩形式，利用B0层及B1的框架结构作为水平支撑结构，由于层高限制，部分框架梁内设置H型钢以弥补梁高。地下室框架柱截面尺寸为900 mm×900 mm，内设φ600 mm圆管柱；框架梁截面尺寸为600 mm×800 mm（内设500 mm×250 mm×12 mm×28 mm的H型钢）～600 mm×2 000 mm（内设1 700 mm×300 mm×18 mm×35 mm 的H型钢）。

2 施工难点

1）梁柱节点处竖向及纵、横向钢筋较多，对钢筋绑扎要求较高。

2）由于梁内埋设H型钢，造成常规逆作法梁柱节点环梁做法无法施工，需重新设计梁柱节点处处理方案。

3）圆管柱管壁厚度仅16 mm，与梁柱的钢筋无法形成有效连接，圆管柱至柱混凝土外边仅150 mm，梁柱主筋在节点处，满足规范的锚固及连接较难保证[1-3]。

3 关键技术

3.1 常规梁柱节点方案

常规逆作法方案如采用圆管柱作为立柱桩，为满足梁柱节点处钢筋与柱端部的连接满足规范要求，梁柱节点处均设置钢筋混凝土环梁，梁主筋进入环梁并满足锚固长度即可。常规逆作法梁柱节点环梁做法见图1。

图1 常规逆作法梁柱节点环梁做法示意

3.2 梁柱节点处理方案

1）节点做法调整原因：由于本工程设计采用劲性钢梁的结构形式，常规环梁节点做法中环梁主筋与梁内H型钢相互影响。故本工程无法采用环梁的梁柱节点处理方案。

2）梁柱标准节点：现以B0层某节点为处理方案标准节点。该节点处X向、Y向主梁截面尺寸均为600 mm×800 mm（内设500 mm×250 mm×12 mm×28 mm的H型钢），框架主梁上端设7φ28 mm及6φ28 mm钢筋、下端设5φ28 mm及4φ28 mm钢筋；框架柱内配4φ25 mm及12φ22 mm竖向钢筋。

3）连接钢环板：为解决梁钢筋在梁柱阶段的锚固问题，确保梁柱节点处钢筋连接做法满足验收规范要求。拟在圆管柱上下两端各设置1块厚18 mm的钢环板（钢板厚度≥0.7d，d为梁主筋直径），环板宽度70 mm，沿圆管柱一圈设置，钢环板在每根主梁方向均设置外挑板，挑板宽度300 mm、最长225 mm（图2）。

图2 钢环板做法示意

4）梁钢筋连接处理：考虑到圆管柱与混凝土外侧仅150 mm间隙，去掉钢筋保护层后仅允许120 mm钢筋通过。规范规定梁上端钢筋在支座处必须保证贯通，梁上端最多共7φ28 mm钢筋，拟在圆管柱两侧分别设置2φ28 mm钢筋绕过圆管柱，另3φ28 mm钢筋焊接固定在钢环板挑板上，钢筋与钢环板采用焊接连接（焊接长度满足双面焊5d）。下端钢筋规范允许在支座处锚固，梁下端最多共5φ28 mm钢筋，拟在圆管柱两侧分别设置1φ28 mm钢筋绕过圆管柱，另3φ28 mm钢筋焊接固定在钢环板挑板上，钢筋与钢环板同样采用焊接连接。为使钢筋绕过圆管柱，梁靠近框架柱处设置水平加腋。

5）柱钢筋设置：由于梁柱节点内H型钢与梁上下两端钢筋纵横交错，柱钢筋仅能设置在框架柱4个角部（均分处理），且必须保证柱钢筋在梁钢筋绑扎完毕后再进行插筋施工。H型钢顶部无柱钢筋区域，设置φ22 mm钢筋保证柱主筋之间间距≤300 mm，由于φ22 mm钢筋仅起抗裂作用，无需锚固至梁柱节点内。

6）梁柱节点抗剪方案：由于本工程采用逆作法施工，基础顶板兼作栈桥使用，施工荷载对结构影响较大。梁水平钢筋从圆管柱两侧绕过后，梁柱节点抗剪性能较差，原设计方案中在圆管柱上设置12φ16 mm抗剪钢筋，上下设置2排。为补强梁柱节点处抗剪性能，拟另在梁柱节点内增加8个抗剪角铁（上下两端各4个），采用5#角铁，长度150 mm[4-6]。

4 梁柱节点施工技术

1）钢筋施工流程：H型钢焊接→钢环板焊接→抗剪钢筋、角铁焊接→梁主筋绑扎、焊接→柱竖向钢筋插筋。

2）钢筋弯起设置：考虑到钢筋需从圆管柱两侧绕行，如钢筋起弯点设置在框架柱截面内，钢筋弯起角度过大，拟在框架梁靠近框架柱1 500 mm范围内增加水平加腋，水平加腋最宽处同框架柱宽，钢筋从水平加腋起弯后绕过圆管柱。水平加腋做法见图3。

3）施工时必须着重控制钢筋绑扎及钢环板设置高度的误差控制。在梁底模铺设完毕后，在底模上弹出钢筋排列分布线（尤其标明钢筋弯起位置），并在圆管柱上用红三角标识出上下钢环板设置标高线。

4）考虑到圆管柱存在一定的施工误差（设计允许1/400，即60 mm），钢筋绑扎时，所有梁主筋断料长度必须根据现场实测数据进行下料。钢筋弯曲机设置在现场平台模板上，在弯曲机上标识弯起角度，并根据现场实际尺寸进行钢筋的弯起加工。完成后的现场梁柱节点钢筋绑扎情况见图4。

图3 梁钢筋连接处理示意

图4 现场梁柱节点钢筋绑扎示意

5 结语

通过在逆作法型钢结构梁柱节点内设置钢环板，很好地解决了梁柱节点钢筋处钢筋较密且无法满足锚固长度的施工难题；通过在梁柱节点内设置抗剪钢筋、角铁，使调整后的梁柱节点满足结构抗剪的受力要求。最后形成了一套完善的型钢结构逆作法梁柱节点施工处理方案，并为今后同类型型钢逆作法工程施工提供了很好的经验参考[7,8]。