一种多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点施工方法

摘要

本发明涉及一种多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点施工方法，节点包括多个放射状连接于钢管柱上的钢牛腿和一环梁，多个钢牛腿内端穿入钢管柱内且在钢管柱内相互焊接连接，多个钢牛腿外端穿接于环梁内，所述环梁包括环梁骨架和设置于环梁骨架内的混凝土环梁内芯，环梁骨架由两层环梁底筋、两层环梁顶筋和环梁箍筋组成，每层环梁底、顶筋的多个钢筋圈同一平面同心且经多个箍筋绑扎绑扎；两层环梁底筋和两层环梁顶筋经多个环梁箍筋绑扎。节点结构简单，节点内无钢筋密集、脆性受力薄弱处，载荷传递稳定，能安全、稳定承载框架梁，具有施工便捷、周期短、成本低的优点，适用于高层及超高层建筑具有多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点的施工。

说明书

技术领域

本发明涉及一种柱梁节点施工方法，具体说是一种利用多向穿心钢牛腿、环梁浇注钢管混凝土柱梁节点施工方法。

背景技术

钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点，近年来钢管混凝土结构逐渐被应用于建筑结构尤其是在高层及超高层建筑结构中。钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点设计，直接影响到结构的整体刚度、受力性能和安全性，也影响到施工的难易和工程进度，因而成为钢管混凝土结构中的钢管混凝土柱节点设计关键环节。

现有技术采用钢管柱悬挑钢牛腿连接框架梁的结构满足钢管混凝土柱节点设计要求，传统的悬挑钢牛腿结构是通过钢牛腿一端直接连接或穿接于钢管柱上，钢牛腿另一端直接连接框架梁，该结构的钢管柱连接多个钢牛腿，钢管柱上连接节点处钢筋密集，节点脆性加强，抗震性能较差，且多个钢牛腿直接由钢管柱上分出，影响钢管混凝土柱节点美观。

在专利号为201010570396.5的环梁、环形钢牛腿柱劲性连接节点及其施工方法中，通过环形钢牛腿套接于钢骨柱上，在环形钢牛腿上架设环梁，由环梁上连接出多根框架梁，由环梁上发射连接多根框架梁，能有效解决框架梁连接节点不美观的问题，其不足之处在于：环形钢牛腿由上、下环板和竖向肋板组成，在制作时须适配钢骨柱尺寸，制作烦琐，且与钢骨柱的绕外包连接结构复杂，生产、组装成本高；框架梁经环梁传递的剪切力、弯矩完全作用于环形钢牛腿上，环形钢牛腿环绕外包连接于钢骨柱外壁，环形钢牛腿塑性抗剪切、弯曲受力性能差，无法满足钢管混凝土柱节点的抗震设计要求；同时，框架梁的受力主梁穿过钢骨柱，仍存在钢管柱上连接节点处钢筋密集，节点脆性加强，抗震性能较差的问题。

发明内容

为了解决现有技术中框架梁直接经钢牛腿放射状连接于钢管柱上，以及由环形钢牛腿经环梁支承框架梁、框架梁的受力主梁穿过钢骨柱存在的节点脆性加强，抗震性能较差的问题，本发明提供了一种无须现场组装，施工方法便捷、安全、成本低，能兼顾框架梁与钢管柱连接节点钢筋密度和环梁支承框架梁受力的多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点施工方法。

本发明采用的技术方案是：一种多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点，节点包括多个放射状连接于钢管柱上的钢牛腿和一环梁，所述多个钢牛腿内端穿入钢管柱内且在钢管柱内相互焊接连接，多个钢牛腿外端穿接于环梁内，所述环梁包括环梁骨架和设置于环梁骨架内的混凝土环梁内芯，环梁骨架由两层环梁底筋、两层环梁顶筋和环梁箍筋组成，每层环梁底筋的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎；每层环梁顶筋的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎；两层环梁底筋和两层环梁顶筋经多个环梁箍筋绑扎；节点施工方法步骤为：

（1）钢管柱制作：按尺寸下料钢板卷制并焊接钢管柱，在钢管柱的外壁按环梁上多个框架梁平面设计位置焊接多个钢牛腿，多个钢牛腿的内端均伸入钢管柱内且焊接成一体，焊接完成后对焊接接点进行超声波探伤检测；

（2）环梁底筋铺设：在建筑工地已固定的下层钢管柱上套接两层环梁底筋，每层环梁底筋由多圈与步骤（1）钢管柱同心的钢筋圈组成；

（3）钢管柱对接：将步骤（1）钢管柱与下层钢管柱轴线对准，并按框架梁平面设计位置对应步骤（1）钢管柱的钢牛腿，焊接钢管柱与下层钢管柱，焊接完成后对焊接接点进行超声波探伤检测；

（4）环梁骨架铺设：提升两层环梁底筋，并采用吊环将两层环梁底筋临时固定在多个钢牛腿上，每层环梁底筋的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎；在两层环梁底筋下方安装环梁底模，在钢管柱上套接两层环梁顶筋，每层环梁顶筋由多圈与钢管柱同心的钢筋圈组成，两层环梁顶筋支承于多个钢牛腿上，每层环梁顶筋的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎；两层环梁底筋和两层环梁顶筋经多个环梁箍筋绑扎；在环梁骨架外侧安装环梁侧模；

（5）框架梁架设：对应钢管柱上多个钢牛腿设计位置架设框架梁支撑排架，在框架梁支撑排架上经框架梁底模搭设框架梁骨架，框架梁骨架的上部面筋穿设于两层环梁顶筋之间，框架梁骨架的下部面筋穿设于两层环梁底筋之间，在框架梁骨架侧边搭设框架梁侧模；

（6）环梁、框架梁浇注：向环梁骨架和框架梁骨架内浇注混凝土成型。

   进一步地，所述钢牛腿的截面呈工字型，环梁顶筋设置于钢牛腿上方，环梁底筋挂接于钢牛腿下方。

再进一步地，所述两层环梁顶筋之间穿接框架梁骨架上部面筋，两层环梁底筋之间穿接框架梁骨架下部面筋。

   采用以上技术方案，本发明达到的有益效果是：

1、钢管柱卷圆制作、接长焊接、钢牛腿制作与钢牛腿嵌入钢管焊接操作可在工厂制作完成，运送至现场只需进行钢管柱的水平焊接接长并竖向焊接架设，减少了现场焊接工作量，大大缩短了工期；多个钢牛腿放射状连接于钢管柱上且内端在钢管柱内连成一体，钢牛腿与钢管柱连接牢靠，有效确保钢牛腿受力传递钢管柱的均衡性，提高钢管柱以及钢牛腿的使用寿命；

2、环梁底筋的钢筋圈采用预制成形，先放后升的方法克服环梁底筋难以克服钢牛腿结构安装的困难，提高施工速度，缩短了工期；环梁底筋钢筋圈间、环梁顶筋钢筋圈间以及环梁底筋和环梁顶筋之间通过箍筋绑扎，两层环梁底筋和两层环梁顶筋经多个环梁箍筋绑扎，箍筋以及环梁箍筋采用焊接连接，箍筋绑扎牢靠，有利于提高环梁强度；环梁骨架底部采用定型钢模底模配合侧边多片弧形环梁侧模组装环梁浇模，组装、拆卸方便，模板可重复使用，节约成本；

3、将框架梁骨架的上部面筋穿设于两层环梁顶筋之间，框架梁骨架的下部面筋穿设于两层环梁底筋之间，环梁与框架梁上、下节点处平整、美观，框架梁在环梁节点处的受力依次经环梁骨架、混凝土环梁内芯、钢牛腿传递钢管柱，荷载传递稳定，能兼顾框架梁与钢管柱连接节点钢筋密度和环梁支承框架梁受力，节点内无密集钢筋、受力薄弱处。

本发明将钢管柱及多向穿心钢牛腿在厂内制作组装成半成品，在钢管柱吊装前先将预制的环梁底筋套入下层钢管柱的外侧，进行钢管柱吊装、定位，再将环梁底筋提升到环梁位置并架设环梁顶筋，同时进行钢管柱的现场焊接接长和环梁钢筋骨架的绑扎，然后将框架梁骨架穿接环梁钢筋骨架，最后支模浇筑混凝土完成节点施工，该节点结构简单，节点内无钢筋密集、脆性受力薄弱处，载荷传递稳定，能安全、稳定承载框架梁，具有施工便捷、周期短、成本低的优点，适用于高层及超高层建筑具有多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点的施工。

附图说明

图1为本发明节点结构示意图。

图中：钢管柱1，钢牛腿2，环梁底筋3，环梁顶筋4，混凝土环梁内芯5，箍筋6，环梁箍筋7，框架梁骨架8，上部面筋9，下部面筋10。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1所示，一种多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点包括多个放射状连接于钢管柱1上的钢牛腿2和环梁，钢牛腿2呈工字型，多个钢牛腿2内端穿入钢管柱1内且在钢管柱内相互焊接连接，多个钢牛腿2外端穿接于环梁内，环梁包括环梁骨架和混凝土环梁内芯5，环梁骨架由两层环梁底筋3、两层环梁顶筋4和环梁箍筋7组成，每层环梁底筋3的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋6绑扎和/或两层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎，环梁底筋3挂接于钢牛腿2下方；每层环梁顶筋4的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎，环梁顶筋4支承于钢牛腿2上方；两层环梁底筋3和两层环梁顶筋4经多个环梁箍筋7绑扎；框架梁的骨架8上部面筋9穿设于两层环梁顶筋4之间，框架梁的骨架8下部面筋10穿设于两层环梁底筋3之间。

多向穿心钢牛腿、环梁、钢管混凝土柱梁节点施工方法，包括以下步骤：

（1）、钢管柱制作：按尺寸下料钢板卷制并焊接钢管柱，在钢管柱的外壁按环梁上多个框架梁平面设计位置焊接多个钢牛腿，多个钢牛腿的内端均伸入钢管柱内且焊接成一体，焊接完成后对焊接接点进行超声波探伤检测；

（2）、环梁底筋铺设：在建筑工地已固定的下层钢管柱上套接两层环梁底筋，每层环梁底筋由多圈与步骤（1）钢管柱同心的钢筋圈组成；

（3）、钢管柱对接：将步骤（1）钢管柱与下层钢管柱轴线对准，并按框架梁平面设计位置对应步骤（1）钢管柱的钢牛腿，焊接钢管柱与下层钢管柱，焊接完成后对焊接接点进行超声波探伤检测；

（4）、环梁骨架铺设：提升两层环梁底筋，并采用吊环将两层环梁底筋临时固定在多个钢牛腿上，每层环梁底筋的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁底筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎；在两层环梁底筋下方安装环梁底模，在钢管柱上套接两层环梁顶筋，每层环梁顶筋由多圈与钢管柱同心的钢筋圈组成，两层环梁顶筋支承于多个钢牛腿上，每层环梁顶筋的多个钢筋圈同心且处于同一平面，每层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎和/或两层环梁顶筋的多个钢筋圈经多个箍筋绑扎；两层环梁底筋和两层环梁顶筋经多个环梁箍筋绑扎；在环梁骨架外侧安装环梁侧模；

（5）、框架梁架设：对应钢管柱上多个钢牛腿设计位置架设框架梁支撑排架，在框架梁支撑排架上经框架梁底模搭设框架梁骨架，框架梁骨架的上部面筋穿设于两层环梁顶筋之间，框架梁骨架的下部面筋穿设于两层环梁底筋之间，在框架梁骨架侧边搭设框架梁侧模；

（6）、环梁、框架梁浇注：向环梁骨架和框架梁骨架内浇注混凝土成型。