钢筋混凝土结构与新增钢结构节点优化设计

钢筋混凝土结构与新增钢结构节点优化设计

徐兰芳

福建龙净环保股份有限公司  福建龙岩 364000

摘要：混凝土建筑建造过程可大致分为两个部分：第一部分是在工厂中利用标准化的模具进行预制件的制造；第二部分是对做好的预制件在工地进行实地组装。而在第二部分的工艺中，决定建筑质量的关键便是节点的性能高低。本文对钢筋混凝土结构与新增钢结构节点优化设计进行分析，以供参考。

关键词：钢筋混凝土；钢结构节点；优化设计

引言

现阶段，在经济发展时期，建筑行业起到了一个重要的作用，人们对于建筑行业的要求持续提升，特别是房屋建筑施工质量得到了社会各界的高度重视。对于建筑企业来说，需要选择合理的方法使用钢筋混凝土结构施工技术，实现提升施工的安全性和可靠性，确保可以更好地保障建筑施工质量，进而促进建筑行业的发展。

1概述

钢筋混凝土结构是建筑工程施工当中最常见的一种建筑结构，其结构设置是否合理，对于整个建筑工程的质量都有着十分重要的影响。在钢筋混凝土结构当中，梁柱节点是其受力的主要部分，同时也是发生地震时，最容易受到损害的部位。钢筋混凝土结构的梁柱节点是位于建筑框架柱体与顶梁相结合的部位，还包含与此节点相连接的顶梁端和柱体端，是钢筋混凝土结构设计中最为关键的部位。在GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中多次提到节点的承载力，这主要是由于在地震来临时，建筑结构受到地震荷载作用，梁柱端受力，梁受到最严重的破坏，而加强钢筋混凝土结构的构造，可以加强节点的承载力，进而使构件先于节点受到破坏，减小建筑受损程度，因此，重视梁柱节点的抗震设计具有重要的现实意义。通过大量地震灾后钢筋混凝土的实际情况调查数据可以得出，梁柱节点在发生地震时，受到的地震强度不同，出现的破坏形式也不同，但无论是哪一种地震强度，梁柱节点都是最不容易修复的部位。

2节点

2.1焊接节点

焊接节点作为节点的一种，其节点处钢材的连接主要由焊接完成。虽然焊接节点的各项性能与现浇较为接近，但由于焊接工艺需要复杂的现场作业，其质量往往难以得到保证。设计出了一种新型预制钢骨混凝土框架节点组合体，并对其完成了拟静力加载试验。结果表明该预制钢骨混凝土框架节点相较于钢筋混凝土框架节点具有更好的强度与延性，在加载试验中表现出较好的塑性变形能力与耗能能力。同时该试验也表明不同的轴压比下该节点的破坏形式没有明显差异，但位移延性系数却呈现负相关关系。在同级荷载作用下，当其轴压比相同时，预制钢骨混凝土试件的刚度退化速度更慢，更能够保持其结构刚度。

2.2螺栓连接节点

螺栓连接节点是节点中应用比较多的一种，其节点主要用螺栓进行连接。该节点形式虽然刚度较现浇节点弱，但是便于施工的特性在很多工程中具有巨大优势。目前已有国内外的实验与研究都表明了螺栓连接节点的力学性能相较于现浇节点不具备明显优势，但由于螺栓连接节点施工便捷、装配效率高，所以适合建筑的实际工程应用。如果能在节点核心区内合理预埋连杆并加以可靠锚固，那么节点延性将会得到显著提高。螺栓连接节点在延性与承载力上可以超过现浇节点。

3钢筋混凝土结构施工技术的使用方式

3.1钢筋绑扎连接施工

首先，需要正确固定箍筋，可以选择使用定性磨具等配件根据有关的设计需求来完成对于钢筋的固定，并且需要仔细地审查钢筋固定的情况，保障钢筋位置的稳定性，防止由于钢筋转动影响后续施工。其次，要正确进行钢筋焊接施工，焊接钢筋的过程中，针对直径较大的钢筋需要绑扎或焊接接头，并严格控制焊接距离。在进行高层建筑剪力墙施工的时候，因为钢筋使用量较大，所以梁柱的节点相对密集，因此需要正确控制梁柱节点的位置和具体的施工顺序，防止由于施工顺序不合理进而影响到整体的施工质量。最后，在钢筋绑扎连接的时候，需要仔细审查施工图纸，确定各个施工细节，保障后续施工的顺利进行。

3.2混凝土施工技术

一是要严格地控制混凝土材料的质量，防止由于材料问题进而造成建筑整体框架产生结构问题，如此也会影响房屋建筑的结构抗震性能。二是要正确控制混凝土配合比，确保混凝土材料可以满足相关的设计需求。三是在浇筑混凝土的时候，需要先仔细地清理存在的各种杂质，正确控制混凝土的浇筑顺序。四是等到混凝土浇筑完毕，需要及时进行混凝土养护工作，可以选择洒水等方法防止由于混凝土表面温度较高而产生裂缝的情况。要想增强房屋建筑的混凝土结构强度，可以选择使用体外预应力的方法来处理预应力，实现减小磨损程度。这项技术在混凝土大跨度结构中可以起到一个良好的效果，不仅可以有效地增强房屋建筑质量，而且可以显著提升施工效率。五是在开展钢筋混凝土结构浇筑施工的时候，需要严格控制浇筑高度和浇筑速度，而且需要选择合理的措施来应对混凝土浇筑时期的汲水等问题，防止影响到整体的浇筑质量。

4钢筋混凝土结构与新增钢结构设计

有效结合钢骨混凝土结构设计规范标准，在条文当中明确指出，在某种特殊状态下，需要将翼缘部分进行开孔处理时，必须保证型钢截面的缺损率控制在20%之内，还需要充分保证型钢达到全塑性弯矩设计工作标准，不能产生明显的破坏性问题。经过设计计算分析后，充分考虑实际型钢在使用过程中存在的剪切力以及轴向应力产生的影响，考虑使用钢材强化阶段的不稳定性因素、翼缘缺损率在20%以内，保证型钢材料在达到全塑性弯矩条件下，不会产生明显的破坏性问题。本次工程施工型钢结构上翼缘部分，会直接影响混凝土工程施工质量，充分考虑型钢上翼缘部分开混凝土的进料口和振捣口，根据上述分析得出型钢材料翼缘部分的缺损率控制在20%以下，因此开孔直径大小需要小于40mm，符合标准的规范设计工作要求。该框架结构上部钢筋和下部型钢翼缘部分受到外部压力作用相对较大，翼缘部分的上开孔对于抗弯效果会产生不利影响，在上部翼缘开孔部分需要对型钢梁一端1/3范围内进行控制，考虑开挖工孔后的集中应力的影响。混凝土工程施工完成后需要补强处理。

5增加搭筋板节点优化设计

通过BIM模型分析可以得出，梁体结构上部纵筋一侧方向上的扭筋无法有效穿过型钢腹板位置，如果在型钢腹板表面直接焊接搭筋板，需要将框架梁结构从纵向钢筋和扭筋部分直接焊接在搭筋板表面，保证钢筋和钢柱之间形成一个整体，使得锚固能力更安全可靠。但在框架梁受力过程中，由于上部结构钢筋的拉应力，可以全部传递到钢柱的腹板位置，钢柱腹板只能承受来自横向方向上受到的剪应力作用。轴向方向上的拉力对腹板的作用力相对较大，会对腹板的结构稳定性产生影响，纵向钢筋和扭筋的拉应力不能通过腹板直接进行承受，需要通过钢筋自身的锚固能力来进行承担。搭筋板的设置工作需要保证在两端的同一标高进行，纵向钢筋和拉筋板的焊接属于双面焊接形式，焊接缝的有效厚度作为主筋直径大小的30%，焊缝的有效高度为主筋直径的80%。在腹板两侧区域同时设置标高搭筋板后，作为不参与框架梁结构的内部受力钢筋，受到的拉应力全部通过锚固段进行承受。

结束语

在对建筑工程中的钢筋混凝土结构梁柱节点抗震性能的研究中，通过分析建筑整体结构的受力性能与形变性能的变化趋势，得出与结构抗震性能相关的结论。

参考文献

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