框架梁柱节点柱箍筋安装施工技术研究

程 扬

（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）

0 引言

框架结构节点核心区在水平荷载作用下的受力状态很复杂，抗震设计的框架节点，需要保证“强柱弱梁、节点更强”的设计理念，框架梁柱节点核心区设置框架柱水平箍筋的目的就是为了保证节点核心区混凝土具有良好的约束性，为梁柱受力钢筋提供可靠的锚固条件［1］。G101 图集对节点核心区箍筋的设置进行了明确的要求，要求节点核心区水平箍筋按框架柱箍筋加密范围内箍筋配置［2］，不得随意减少，发挥其提高构件受剪承载力、加强对节点核心区混凝土的约束、地震作用下防止纵向钢筋压屈的重要作用，防止现浇结构的重要部位形成安全隐患。

1 工程概况

保定市主城区城中村改造中阳安置区位于保定市莲池区杨庄乡，规划用地面积 161 亩，安置住房 2 432 套，总建筑面积为 39.27 万 m2，包含 17 栋高层住宅，住宅楼地下 3 层，地上最高 26 层，檐口高度 79.85 m，住宅楼结构形式为剪力墙结构，基础形式为 CFG 桩复合地基+筏板基础，地下车库结构形式为框架—剪力墙结构［3］，层高 3.7/3.9 m，建筑面积共计 98 785.6 m2，柱截面尺寸为 600 mm×600 mm，柱钢筋制作与安装共计 3 457.5 t，钢筋工程体量大、周期长、成本投入占比高，是制约本项目整体进度的关键点之一。

2 节点区柱箍筋现有工艺阐述与分析

常规做法是，待梁柱模板支设完毕后对梁钢筋进行模板绑扎，绑扎完毕后搁置在模板相应位置中。节点区域柱箍筋安装一般采用预绑扎节点区箍筋笼的方法，以解决节点区钢筋密集不宜施工的问题，具体步骤是，首先穿布框架梁下部钢筋，柱箍筋四角分别利用 1 根Φ10 附加筋作为导筋，按设计间距与箍筋点焊或绑扎固定，形成一个箍筋笼；将箍筋笼套入框架柱纵筋，梁的上下层钢筋分别位于箍筋笼的上下两端，绑扎完毕后将梁钢筋和箍筋笼整体沉梁入模［4］，如图1 所示。

图1 框架节点柱箍筋笼示意图

此方法在现场实际应用中，仍存在很多不足和缺陷。

1）增加了附加筋消耗及箍筋笼制作人工成本，导筋与柱箍筋绑扎易松扣滑移或变形，采取点焊方式则对受力钢筋造成咬边及烧伤，箍筋有效截面减小产生应力集中，影响其受力性能。

2）此方法中，需要先安装柱箍筋笼，然后才能穿设梁的上部钢筋。然而，当梁上部的纵筋数量超过 2 排时，纵横向的梁纵筋无法方便地穿插到箍筋笼的中间位置。特别是在端支座、梁变截面等部位，需要对梁的端部钢筋进行弯折处理。而如果先穿梁的下部纵筋再穿梁的上部纵筋，将会对梁箍筋的布设造成不便。

3）柱箍筋一般是把所有的柱纵筋都束缚起来的复合箍，只能固定外围箍筋的柱箍筋的四角导筋，沉梁入模过程中容易产生复合箍筋滑移歪斜，存在箍筋间距不均的缺陷；除非增加导筋数量以约束所有复合箍筋，但这样做一方面加大了附加筋的消耗，同时导致节点区内钢筋更加密集，加大沉梁入模的操作难度。

4）柱箍筋笼与框架梁钢筋未能有效绑扎成一体，导致梁钢筋与柱箍筋下落过程不同步，实际上柱箍筋笼是在梁上部纵筋“挤压”下进入节点核心区的，极易出现节点区箍筋离散或堆积的缺陷，难以无法保证柱箍筋的设计间距。

5）柱纵筋尺寸和箍筋尺寸相近，存在明显的摩擦卡挂作用，导致安装箍筋笼很难套入柱纵筋并平稳下落，往往需要人工辅助强行使其就位，容易造成节点区箍筋变形偏位，改变了柱箍筋在构件中的位置及受力状态，进入梁柱模板后箍筋间距再难调整恢复原状，影响其对节点核心区混凝土的约束功能，成为传统施工方法一直存在的质量缺陷。

3 框架节点柱箍筋安装关键技术

3.1 关键技术核心点

框架柱箍筋提前焊制为整体复合箍筋网片，穿布梁纵向钢筋时，将节点区内的柱箍筋网片套到柱纵筋上；绑扎框架梁钢筋的同时，按设计间距将箍筋网片逐根平移就位，利用柱两侧框架梁的第一道箍筋与箍筋网片绑扎牢固，使箍筋与框梁钢筋进行整体绑扎固定；梁钢筋绑扎完毕后整体沉梁入模，利用缩紧器收紧柱纵筋对角间距，防止柱箍筋与柱纵筋之间卡挂，将框架梁钢筋与柱箍筋整体落入梁、柱模板内，之后拆卸缩紧器，进入下一道工序。

3.2 工艺流程

测量放线→搭设绑扎支架→校正柱纵筋→柱箍筋网片与梁纵筋配合穿布→梁钢筋绑扎→柱箍筋网片绑扎→缩紧器收紧柱纵筋→整体沉梁入模→质量验收。

3.3 材料及工具制作

3.3.1 框架柱复合箍筋网片焊制

按照设计配筋图加工制作框架柱箍筋，一般要求箍筋末端弯钩的弯折角度为 135°，平直段长度≥10d（d为箍筋直径）［5］；外封闭大箍筋和内封闭小箍筋加工完成后，以外封闭大箍筋为基准，将内封闭小箍筋的横向双肢箍贴于其上部，纵向双肢箍贴于其下部，通过焊接连接固定成一个整体，即为预制的整体复合箍筋网片。箍筋的焊缝位于外封闭大箍筋和内封闭小箍筋重叠段的中部，焊缝长度为 5 d，焊缝高度为 4 mm，如图2 所示。

图2 柱复合箍筋网片示意图（单位：mm）

3.3.2 制作柱纵筋缩紧器

缩紧器以 M10 螺杆及 M10 花篮螺栓组合制作，组合后缩紧器长度为柱纵筋对角线长度，花篮螺栓中部螺杆之间预留 60 mm 伸缩量，柱纵筋缩紧器如图3 所示。

图3 柱纵筋缩紧器制作详图（单位：mm）

3.4 关键技术操作方法

3.4.1 测量放线

在梁侧模上画出梁箍筋间距，加密区及非加密区间距遵照设计要求，起步箍筋自柱箍筋边缘开始设置，在主次梁节点两侧的主梁上额外设置三道附加箍筋，箍筋间距为 50 mm；对梁板底模标高进行复核，在柱纵筋上引水平标高控制点，并做标识［6］。

3.4.2 搭设绑扎支架

校正柱纵筋，在柱上口绑扎一道限位箍筋，固定纵筋立直、间距准确；在主次梁模板上口铺设钢管横杆，并在模板上口搭设钢管支撑，作为框架梁钢筋模外绑扎的临时支架。

3.4.3 柱箍筋与梁纵筋配合穿布

按照框架梁配筋构造穿布梁纵向钢筋，先摆放主梁上部纵筋，连接接头后套入梁箍筋，与上部纵筋按间距绑扎，再穿主梁下部纵筋，再穿梁纵筋，套上箍筋［7］；框架梁钢筋穿布时同步分布框架柱复合箍筋网片，将节点区内所需复合箍筋按照其构造位置套到柱纵筋上，暂不绑扎；框架柱外围封闭箍筋开口处沿柱四角通转布置。

3.4.4 框架梁钢筋绑扎成型

需同时施工主次梁纵筋，次梁的纵向受力钢筋支承在主梁的纵向受力钢筋之上，可用Φ25 短钢筋垫在两层钢筋之间；梁纵筋钢筋接头不应采用绑扎连接，应采用机械连接，同时接头不应位于构件的最大弯矩处，接头位置至少应相互错开 35 d 的距离，接头在同一连接区段不应＞50 %；梁纵筋的箍筋应采用套扣法与纵筋绑扎牢固，箍筋弯钩叠合处在梁中应交错绑扎，绑扎丝头应朝向内侧；应在梁钢筋侧面、底面设置保护层垫块，底部间距控制在 600 mm 左右，侧面间距控制在 800 mm 左右，采用梅花型布置［8］。

3.4.5 绑扎柱复合箍筋网片

绑扎节点区周边的框架梁箍筋时，按设计间距将预先套好的柱箍筋网片逐根平移就位，利用柱两侧框梁的首根箍筋与柱箍筋网片进行牢固的绑扎，使柱箍筋整体与框梁钢筋绑扎形成整体；梁、柱钢筋连接处中各垂直面钢筋网交叉点应全部扎牢，以加强柱箍筋网片各侧边多方向的牢固性，确保节点区内柱箍筋间距准确、不变形不偏位。框架节点钢筋安装示意图如图4 所示。

图4 框架节点钢筋安装示意图

3.4.6 柱纵筋对角收紧

将 2 根柱纵筋缩紧器置于框架柱纵筋上部，M10 螺杆两端分别勾住框架柱对角纵筋，旋转 M10 花篮螺栓使缩紧器收紧，以缩小柱纵筋上口的整体尺寸，减小了柱箍筋与柱纵筋之间的摩擦力，有利于梁钢筋与柱箍筋整体落入模板，如图5 所示。

图5 框架节点钢筋安装三维示意图

3.4.7 整体沉梁入模

框架梁、柱钢筋绑扎完毕后整体沉梁入模，钢筋入模前，清理工作面杂物，用气泵将模板内的木屑吹净，然后拆卸临时绑扎支架，将梁钢筋支撑在模板上口的钢管横杆上，梁钢筋稍微抬起逐段抽出横杆，使梁钢筋与柱箍筋同步沉落于模内［9］。当框架梁截面较小时，采用人工抬起钢筋笼分段入模；梁截面较大时，利用手拉葫芦提起钢筋笼入模。钢筋安装就位后，拆卸柱纵筋缩紧器周转使用。

4 创新技术优势

1）通过将柱箍筋预先焊接加工成整体复合箍筋网片，提高了箍筋的刚度，防止发生形变，便于箍筋的安装入模，同时可防止复合箍筋沉梁入模过程中发生变形位移的缺陷，并可使柱箍筋转角位置勾紧柱纵筋，加强了柱箍筋对核心区混凝土的约束性。

2）解决了传统的纵横向的梁纵筋无法方便地穿插到箍筋笼中间位置的问题。本技术采取柱箍筋与梁纵筋同步穿布→绑扎梁纵筋→绑扎柱箍筋的优化方案，使其操作更加简化，便于梁纵筋纵横向排列，在钢筋安装绑扎时有效避免了相互干扰。

3）利用柱两侧框架梁的第一道箍筋与箍筋网片绑扎牢固，使箍筋与框梁钢筋进行整体绑扎固定，不需要增设附加筋，现场安装不需要焊接，操作简易，节材省时，避免受力筋点焊烧伤的安全质量隐患，并保证钢筋入模过程平稳同步，防止节点区箍筋离散或堆积，确保柱箍筋的设计间距。

4）框架柱纵筋上部通过缩紧器收紧后，减小了柱箍筋与柱纵筋之间的摩擦力，更利于梁钢筋与柱箍筋整体落入模板，确保节点区柱箍筋不变形不偏位，正常发挥其抗震构造功能。

5 经济效益分析

结合实际施工成本数据，对比本技术与预绑节点区箍筋笼方案的经济指标，本技术的节点区柱箍筋安装不需任何附加耗材，箍筋网片预先在加工场制作，现场装配式安装，简化工序，每个框架节点可节约人工 0.4 工日，折合节约成本 6.85 元/m2，经济效益显著。

6 结语

本文通过创新框架节点柱箍筋的新型安装方法，对促进钢筋隐蔽工程的质量控制及结构工程的质量提升起到推动作用，可为助推建筑企业科技创新提供参考。同时，该技术已受理“一种框架梁柱节点柱箍筋安装方法”发明专利，可广泛应用于工业与民用建筑框架结构节点核心区钢筋安装施工，对于推进标准化施工、推广精细化施工技术具有较好的实用价值。Q