型钢高强混凝土梁柱节点的设计模拟与分析

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1、型钢高强混凝土梁柱节点的设计模拟与分析DesignSimulationandAnalysisofProfileSteelReinforcedHigh—StrengthConcreteColumnBeamJoints郑建文上海市建工设计研究院有限公司200050摘要：针对上海某工程型钢高强混凝土梁柱节点施工中的钢筋与型钢发生碰撞、控制构件的裂缝等难题，通过事先进行的模拟，并借助现代全新的BIM技术，控制了整个项目的进度及质量。同时，根据模拟柱施工的结果，通过对正式施工图节点设计构造进行调节，使得工程既保证了施工质量，又节省了返

2、工费用。关键词：型钢混凝土柱梁柱节点设计模拟BIM施工控制中图分类号：TU756．4，文献标识码B【文章编号l1004—1001(2012)02-0126-03部加强区的最大墙厚也达到了1300mm。1工程概况很多研究表明，混凝土表面温度随外界温度波动而波本工程位于上海浦东新区，建筑高度220m，共49层，动，但内部的导温性能很差，所以在外界温度骤降时将引起采用框架一核心筒结构体系，其中框架柱为型钢混凝土很大的温度梯度，进而在厚度方向上的拉应力发展很快，这柱，框架梁与核心筒为钢筋混凝土。本工程采用的结构体系极易引起全断面拉应

3、力的产生。所以，相对较大的竖向构件既可充分利用钢筋混凝土与型钢的材料特性，又可节省土需要采用C60高强混凝土。因此，要求施工单位在施工中采建造价，具有极高的性价比。取何种措施，以防止控制构件的裂缝产生就成了该工程另一难点。2工程特点及难点3解决方案：模拟柱及BIM节点模拟方法的引入2．1梁柱节点复杂在结构设计中，不仅应强调结构整体的承载力验算，而对于本项目，既有框架柱中的型钢与框架梁中的主筋且还应从满足“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计发生碰撞的问题，又有高强混凝土的问题。为解决这些难原则出发，重视节点设计。题，我们

4、参照工程桩施工时，预先进行试桩的概念，提出了通常情况，框筒体系的高层和超高层建筑，多采用梁预先进行框架柱(墙)的施工模拟的方案——简称“模拟柱”和柱同时设置型钢的设计方案，而本工程为达到经济实用方案。进行模拟柱的目的，可以预先选择工程中1～2个典的效果，仅在框架柱和核心筒的4个角部设置了型钢，而框型的梁柱节点，做预先模拟，事先找出可能遇到的问题，并架梁则仍为钢筋混凝土。这势必造成梁柱节点核心区内较找出解决问题的方法。多的主梁钢筋与柱内型钢发生碰撞，如果处理不好，既不能一般情况，钢结构的施工前还有一个图纸深化的过程。保证框架梁

5、主筋的锚固，影响节点处混凝土的浇捣，又削弱钢结构深化和钢筋放样是由不同分包的工作人员各自完成了节点处的强度，于抗震不利，因此，梁柱节点的处理显得的，其在做各自的工作过程中可能不了解其它工种的情况，格外重要。这就会造成钢筋放样及钢结构加工结束后，在施工过程中2．2高强混凝土的抗裂缝要求发生钢筋和钢柱碰撞的问题。因此，在做模拟柱的过程中我为了减小构件的尺寸，我们对竖向构件的混凝土强度们又引入了BIM的概念。BIM(BuildingInformationMod—等级采用C60。即使如此，由于本项目的高度及规范要求，eling)即建

6、筑信息模型，建筑工程项目的各项相关信息数所以竖向构件的构件尺寸还是较大，如框架柱在底部的最据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。此技术在通常情大尺寸达到了2000mmx2000mm，核心筒的剪力墙在底况下，一般用于建筑，结构和综合管线的模拟，但是对于本工程如此复杂的梁柱节点，也可以借助BIM的概念和方法，在深化设计阶段就介入，利用计算机建立复杂的梁柱节点作者简介：郑建文(1980一)，女，本科，一级注册结构，工程师。的3D模型，通过另一种模拟形式即计算机的模拟方式，将作者地址：上海市武夷路150号(200o50)。收稿日期：

7、2011-12—12梁柱节点，钢柱和钢筋的走向预先进行三维碰撞分析，针对l26l2012·2hm曲喀的养护措施，以减少或避免裂缝。我们对测温设备采用了多点温度微机测量系统。混凝土测温测点布置见图9。具体测温方法为：在2500mm高度范围内的3个标高处各设3个测温点，劲性柱内部设测点共9个，中心位置布置6个(分两组}拟柱侧边布置1组。测温的时间规定如下：自混凝土浇捣开始，多点温度微图7柱梁节点处型钢与钢筋碰撞机测量系统即进行实时温度测试。升温阶段每隔2h测温1次，降温阶段每隔4h测温1次。图8墙梁节点处型钢与钢筋碰撞lA，lB

8、．1('测轴地沟通和协调，并且根据规范的要求，及时调整了节点构造图9混凝土测温测点布置做法：(1)当连接型钢混凝土柱之间的混凝土框架梁的主筋从模拟柱混凝土浇筑后的实际测温结果来看，混凝土与型钢混凝土柱腹板正交相碰，且不满足规范钢筋最小水内部最高温升一般在浇筑后的第2d-4d出现峰值。混凝平