关于房建工程中梁柱节点的施工技术要点

段国平

摘    要：随着我国市场经济的飞速发展，我国建筑业的发展也进入到高速运转的阶段，当前，建筑的速度有所加快，并且由于预制装配式构件都可以在工厂进行制作，装配的工序都有严格的要求，所以能够确保房屋的质量。节点作为房建结构的关键，对于整个结构都有重要的意义，对于保证房建的质量十分重要。

关键词：房建工程;梁柱节点;施工技术要点

1  引言

节点作为钢框架结构的重要组成部分，对钢框架整体受力性能、抵抗变形能力有着重要影响，国内外多次地震灾害作用下，钢结构的破坏通常发生在节点处。

2  装配式混凝土框架结构预制构件拼装节点

钢筋间距应在满足规范要求的前提下，预留现场拼装时施工误差及钢筋相互避让所需间距。为保证钢筋避让的钢筋间距控制要求，并使现场安装方便，在前期结构截面设计时，特别要注意构件截面宽度的确定，要适当加大构件截面面积，控制构件的截面配筋率及钢筋数量，为预制构件安装节点设计创造相互避让的条件，从而为生产与安装提供便利。进行截面选取时，除考虑结构计算需要，还要根据钢筋的锚固形式考虑钢筋的锚固构造要求，如框架梁的底筋锚入柱中的最小长度、顶层柱的纵向钢筋锚入屋面梁的长度、次梁底筋深入主梁的最小长度等，构件截面的尺寸应满足钢筋锚固要求，以实现拼装节点设计的合规性和安全性目的。节点设计要兼顾现场施工现浇与钢筋如何放置的问题，现浇层的钢筋在节点处的施工操作空间要留足，如梁柱连接节点核心区箍筋的放置空间，现场施工的接驳钢筋、焊接钢筋的施工操作空间等。节点设计要结合现场预制构件吊装顺序综合考虑，提前确定现场预制构件的吊装顺序，然后根据吊装顺序考虑节点钢筋的避让做法，从而避免现场安装出现碰撞导致无法安装的情况发生。

3  梁柱节点的连接分类

3.1  湿连接

首先用少量的脚手架支撑住预制梁，将预制板安装在预制梁的上方，然后将预制柱安装到位，将预制梁和预制柱叠合的层面以及节点的核心处布置一些钢筋，再现浇混凝土。湿连接的方法只需要少量的脚手架固定住预制梁，不需要大量的脚手架以及现场模板，减少了现场施工的成本和造价。但是需要在预制梁和预制柱的节点中捆扎钢筋，过度的钢筋捆扎会使得混凝土在浇筑的过程中出现浇筑不严实的现象，影响预制装配混凝土的整体质量，影响整体结构的安全性。

3.2  托座式梁柱连接节点

这种连接方式主要是凭借托座的可靠性进行连接。这种方式根据托座的可靠性可以分为三种。第一种是明托座式梁柱连接节点。这种方式目前在预制钢筋混凝土应用比较多，主要是这种方式的承载能力大，节点的刚性比较好，能够提供良好的结构效能，但是这种连接方式的托座占用面积较大，节点的美观度比较低。第二种是暗藏式混凝土托座式梁柱连接节点。这种方式下将预制柱的托座做成了既美观又不占用空间的暗托座，在对于美观要求比较高的建筑中比较常用。但是因为在制作的过程中托座的高度要设计成为与梁同高，所以在节点承载力的设计方面还存在一定的问题，节点连接的局限性比较大。第三种是暗藏式钢托座式梁柱连接节点。这种连接方式是为了改善之前使用的暗藏混凝土托座中承载力不足的问题，在保证节点美观的情况下提升节点的承载力，改善混凝土托座的局限。

4  试验方法

为分析建筑用钢结构梁柱节点力学性能，进行了试件承载力强度、柱对节点分布力学性能影响、梁对节点分布力学性能影响试验，具体如下：（1）试件承载力强度设建筑用钢结构梁柱节点承受的加载力依次是正向与负向，将正向加载下的位移延性系数设为1.5、1.9、2.2、2.6、2.8，负向加载下的位移延性系数设为-1.9、-2.2、-2.6、-2.8、-3.3，分析设计的5种钢结构梁柱节点的应力变化。（2）柱对节点力学性能影响：①当建筑钢结构梁柱遭到正向加载力，且位移延性系数是1.5时，将轴压比设成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，柱直径、梁翼缘宽度、梁翼缘厚度设成10、9、5.5m，分析此条件下，梁柱节点的应力情况。②当建筑钢结构梁柱遭到正向加载力，且位移延性系数是1.5时，将柱直径设成5、6、7、8、9、10m，轴压比、梁翼缘宽度、梁翼缘厚度设成0.5、9、5.5m，分析此条件下，梁柱节点的应力情况。（3）梁对节点力学性能影响：①当建筑钢结构梁柱遭到正向加载力，且位移延性系数是1.5时，将梁翼缘宽度设成5、6、7、8、9m，轴压比、梁翼缘厚度、柱直径设成0.5、5.5、8m，计算A1～A5试件梁柱节点处应力，分析其力学性能。②当建筑钢结构梁柱遭到正向加载力，且位移延性系数是1.5时，将梁翼缘厚度依成5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5m，轴压比、梁翼缘宽度、柱直径设成0.5、9、8m，计算A1～A5试件梁柱节点处分布应力，分析其力学性能。

5  初始刚度计算

连接节点的初始刚度是指在弯矩作用下，M-θ曲线处于弹性范围内时连接节点所具有的刚度，通常用弹性极限对应的割线斜率描述节点初始刚度。节点刚度是衡量节点转动能力的重要参数，节点转动的根本原因是节点区域的变形，本文基于钢框架柱栓焊混合拼接节点的变形特征和破坏模式，提出节点初始刚度的计算模型。在弯矩作用下，假设钢柱截面变形符合平截面假定，对于H型钢柱，截面的正应力沿截面高度线性分布，翼缘部分的弯曲正应力最为显著。在拼接节点区域，翼缘采用全熔透坡口对接焊连接，且焊材可以实现与钢材等强，因此翼缘部分保证了拼接节点强度和刚度的连续性。在腹板区域，上下柱端不连续且没有接触顶紧，不能够传递荷载，只能通过拼接板实现协同受力和变形。GB 50661—2011《钢结构焊接规范》要求焊缝两侧腹板开孔，规定半径不小于35mm，以便加衬垫保证翼缘全焊透，从而限制了拼接板的宽度，不能实现腹板全尺寸拼接覆盖。因此拼接节点腹板处承受的弯矩相较于连续截面有所下降，从而造成翼缘较大的弯曲正应力和变形，两侧翼缘的变形差直接导致了螺栓群的转动，即节点域的转角θ。根据节点区域的变形及转动特征，对于常见双轴对称H型截面柱及对称螺栓群布置，现做出如下基本假定：（1）螺栓群的转动中心与螺栓群的几何中心重合;（2）螺栓群的几何中心位于截面中性轴上。根据以上分析及假设，可得出钢柱栓焊混合拼接节点转动的本质是翼缘变形引起的螺栓群转动，螺栓群的转动中心位于截面中性轴上，且螺栓群的转动形式取决于柱截面的应力分布情況。

6  结语

总而言之，在进行预制混凝土框架结构拼装节点的设计时，一方面要考虑节点设计要满足规范的构造要求，如锚固长度、锚固形式等，另一方面要满足预制构件现场安装的要求，考虑实际施工时的碰撞问题。对于常见的混凝土框架结构的建筑均可上述几种节点做法进行拼装节点设计。

参考文献：

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[2] 张爱林，吴靓，姜子钦.端板型装配式钢结构梁柱节点受力机理研究[J].工业建筑，2017（7）：6～12.