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1 工程概况

1.1 总体介绍

融科智地联想园区B座综合办公楼等4 项工程位于北京市海淀区科学院南路6号，是联想控股下联想园区的收官之作，本工程建成后将成为中关村的标志性建筑。工程建筑外形呈六边形，且其中4 个立面为双向倾斜面，造型富有建筑美感与特色，施工质量要求高。

本工程地下4 层、地上18 层，总建筑面积为96 983 m2，其中包括主塔楼、裙房及纯地下车库，建筑高度80 m。B3、B4层为汽车库，B1、B2层是集餐饮、影院、购物于一体的高档商业区。地上部分是高端商务写字楼。

1.2 环梁施工概况

塔楼及整体地下车库B3～B1层包含大量圆形钢管混凝土柱，为增加结构稳定性，在钢管混凝土柱与混凝土梁（板）连接处增设了圆形钢管柱环梁节点，每一层设置38个圆形钢管柱环梁节点，共计114 个。

本节点（图1）包括环筋绑扎、混凝土梁纵筋锚固、环形支模、自密实混凝土浇筑等工序，通过受力钢筋与圆形钢管柱的焊接以及与框架梁钢筋的锚固，形成稳固的框架结构体系。

图1 典型节点大样

2 环梁节点设计方法及难点分析

2.1 梁端剪力传递

框架梁梁端剪力传递到钢管混凝土柱，主要通过3 个途径[1-4]。途径之一为通过环梁混凝土与钢管柱上抗剪环之间的局部承压作用力，将剪力由环梁传递到钢管柱抗剪环上；途径之二为环梁混凝土与钢管之间的粘结作用；途径之三为梁端弯矩引起环梁上（或下）端挤压钢管混凝土柱而产生的静摩擦力。

2.2 梁端弯矩传递

框架梁端弯矩作用于环梁上，使环梁产生扭矩。框架梁端部一般为负弯矩，该负弯矩分解为环梁上部和下部的一对拉力和压力，拉力由环梁上部环筋与楼板共同承担，压力由环梁下部的混凝土承担并传递扩散至钢管混凝土柱上。

本工程中，采用下述方法设计环梁节点：

（a）环梁的上表面与框架梁的上表面平，环梁比框架梁高50 mm，以便环筋和框架梁钢筋在高度方向的布置；

（b）环梁宽度应满足框架梁纵向钢筋的锚固要求；

（c）环梁的环筋和箍筋数量根据框架梁纵筋数量确定，且箍筋应满足竖向抗剪的要求，环梁箍筋沿径向放射布置；

（d）在环梁底部和中下部至少各设置1 道抗剪环，可通过混凝土的局部承压以及焊缝强度来满足竖向抗剪要求确定。

2.3 环梁节点施工重难点

环梁节点施工难度较高，重点在于控制环梁钢筋绑扎过程中环筋、箍筋、框架梁纵筋绑扎的先后顺序和定位，其次该区域由于环梁钢筋与框架梁钢筋布置较密，要做好混凝土浇筑时的振捣工作，保证施工质量。

3 环梁施工工艺流程

环梁钢筋加工制作→定位弹线→环梁及框架梁底模支设→环筋套入钢管柱[5]→安装环梁钢筋骨架→安装框架梁钢筋→支框架梁、环梁侧模→浇筑自密实混凝土→养护

3.1 环梁钢筋施工

3.1.1 一般情况下的环梁钢筋绑扎[6-8]

（a）将环梁环状纵向钢筋（以下简称“环筋”）全部套进钢管柱，再将所有纵向钢筋集中在一起，并用铁丝绑扎。

（b）将箍筋套子在环筋集中区域套入进环筋 （以下简称“套子”）。箍筋套入环筋后等角度分散成3 堆。

（c）将环筋焊接接头位置分散成3 处，接头位置分别落在3 堆套子之间，上下相邻的2 根环筋接头相互错开。从里往外，单面焊焊接环筋接头，要求焊接长度满足10d。

（d）环筋接头焊完后，经验收合格，再调整环铁和套子就位，用扎丝将套子绑紧。整体流程如图2所示。

3.1.2 有连接器的环梁钢筋绑扎

有连接器的环梁钢筋绑扎顺序为：先进行连接器与钢管柱的焊接，然后再进行环梁钢筋的绑扎，待环梁验收合格后，再进行框架梁中与连接器相连的纵向钢筋绑扎，与连接器连接的框架梁钢筋就位后，再进行该框架梁其他纵向钢筋绑扎。

为保证钢筋接驳器与钢管柱连接可靠，并保证接驳器焊接好之后框架梁的钢筋能够拧进接驳器且在钢筋水平方向不产生偏斜，对上述施工顺序每一个步骤作如下要求：

图2 环梁钢筋绑扎流程

（a）接驳器的定位要求准确，在钢管柱上用墨线放出交叉十字线。 将接驳器试套进钢筋的丝头上，完全拧紧之后做个记号，再旋出来测量Φ32 mm钢筋的进入接驳器的长度δ。

（b）接驳器套在钢筋上顶住钢管柱焊接时，钢筋必须用2 个木制支蹬支撑，使接驳器对准相应的十字线交叉点，保证钢筋水平，用钉子将支蹬固定在模板上、钢筋固定在支蹬上，再进行接驳器与钢管柱焊接。接驳器焊接顺序为，先下排，后上排，从左至右。

（c）焊缝没冷却至环境温度前，严禁踩踏或扰动钢筋。

（d）钢管柱环梁钢筋绑扎及下放过程中，不得撞击或碰到已经焊接在钢管柱上的接驳器。

（e）框架梁与接驳器连接的钢筋旋转拧进接驳器要注意，对准接驳器后，在钢筋上划1 条线，在这条线旁的位置不动的物体（比如钢筋或模板）对齐划1 条线，钢筋拧进接驳器长度不许超过δ。

3.1.3 与外墙相连部位的环梁钢筋绑扎

与外墙相连部位的环梁，先进行环梁钢筋绑扎，再进行该处外墙钢筋绑扎。该部位钢筋绑扎时注意，将柱身加劲板自底部向上切割高500 mm×宽200 mm，靠近柱身一侧加劲板留20 mm，环梁钢筋绑扎后，切割掉的加劲板纵向需采用坡口对接焊的形式复原，横向切口可不焊接。

3.1.4 环梁钢筋取样及验收程序

（a）钢筋接头试验：考虑到试验室的试验条件，圆弧状的试件无法做拉伸试验，采用模拟试验的方式制作环梁纵筋的连接接头试件。按照钢筋的直径为规格型号：每300 个焊接接头做1 组试件；每500 个直螺纹连接接头做1 组试件；钢筋连接器使用数量不超过55 个，做1 组试件。

（b）钢筋验收程序：钢管柱环梁纵向钢筋焊接时，现场必须有管理人员旁站监督。每个环梁钢筋焊接完成后，劳务分包质量员先自行验收，分包自检合格后请总包单位验收，最后请监理单位验收，按照“完成一道工序验一道工序”的原则逐个验收钢柱环梁。验收合格后，方能将环梁钢筋下降到图纸所标示的标高的位置。严禁未经验收就将环梁下降至图纸所标示的标高位置，进行下一道工序施工。

3.2 环梁模板施工

3.2.1 环梁模板设计

环梁底模采用厚15 mm木模板，环梁侧模采用厚5 mm三合板、木方、镀锌薄铁皮加工组成。

3.2.2 环梁模板施工

在下一层楼板及竖向结构施工完毕后，搭设满堂碗扣脚手架，同时根据环梁图纸的底面标高，支设环梁底模板，定位放线，确定环梁钢筋定位，然后绑扎环梁钢筋。

待环梁钢筋绑扎完毕并经过验收后，将环梁落至图纸标高位置，将框架梁钢筋锚入环梁后，支设环梁侧模[9]。环梁侧模预先在木工加工房加工成型，加工完成后，须先复查圆弧的弧度以及对中的准确度，然后逐块检查内外模半径值以及模板高度与设计高度的差值。最后用塔吊将环梁侧模吊运至环梁位置就位安装。

3.3 环梁混凝土施工

3.3.1 环梁混凝土配合比要求

环梁混凝土为C30微膨胀自密实混凝土。混凝土坍落度控制在160～180 mm。根据现场实际情况，每立方米各材料用量以千克计，分别约为水泥262 kg、砂777 kg、石1 030 kg、水173 kg、聚羧酸泵送剂8.61 kg、抗裂防水剂39 kg、粉煤灰40 kg、矿粉50 kg。

3.3.2 环梁混凝土浇筑与养护

环梁钢筋、模板验收通过后，开始浇筑混凝土。混凝土浇筑分别由汽车泵和混凝土输送泵进行。混凝土到达现场后，首先由试验员对其进行坍落度试验，符合要求的进行环梁浇筑，不符合要求的坚决退场。

由于节点处钢筋分布较密，在浇筑混凝土过程中要严格控制振捣施工。为了确保混凝土密实，环梁混凝土分层进行浇筑，施工过程中制作分层标尺杆用于控制混凝土的分层下料厚度，确保混凝土振捣密实，不过振和不漏振，确保混凝土的观感质量。

混凝土浇筑完毕后，对环梁上表面及时进行收光处理，及时采取塑料薄膜覆盖养护，定时洒水，保证混凝土表面湿润。

图3、图4为工程实施效果图。

4 结语

钢管混凝土柱环梁节点可以实现“强节点、弱构件”的抗震设计理念，增强了结构稳定性与抗震能力。该技术在过程中控制环筋的弧度，节约了施工时间，提升施工效率，为钢管柱向上及时安装提供了有利条件。钢管混凝土柱环梁节点施工技术可供其他类似工程参考借鉴，亦有潜力在同类工程中大力推广及广泛应用。施工简便，质量易保证，工序控制合理，尤其是环梁钢筋绑扎过程中，采用“先加工环筋、后绑扎落地”的方式，

图3 将框架梁钢筋锚入环梁

图4 环梁施工完成