高層建筑鋼筋混凝土框架結構梁柱節(jié)點核心區(qū)施工技術
高層建筑鋼筋混凝土框架結構梁柱節(jié)點核心區(qū)施工技術
陸總兵陸艷輝
南通新華建筑集團有限公司
【摘要】對于高層建筑鋼筋混凝土框架結構，梁柱交叉點處為節(jié)點，節(jié)點承受由梁柱傳遞來的軸心、彎矩、剪力的共同作用，受力狀態(tài)很復雜。對于鋼筋混凝土框架結構的施工，有關規(guī)范雖已有詳細規(guī)定，但仍有若干問題沒有明確具體作法，給工程質量留下隱患。本文針對粱柱節(jié)點鋼筋施工、混凝土強度等級等方面在實際施工中容易出現(xiàn)的的常見問題，提出了相應的解決措施進行探討。
【關鍵詞】框架結構；梁柱節(jié)點；不同強度；施工技術
一、梁柱節(jié)點鋼筋的施工
在實際施工中，梁柱節(jié)點區(qū)鋼筋密集，構造復雜，特別是處于結構中間部位的柱子，梁柱鋼筋縱橫交錯，梁的縱向受力鋼筋要放在柱縱向鋼筋內部，呈井子形交叉，這樣柱子的箍筋綁扎就很不方便。在框架結構施工中，施工單位普遍采取先安裝梁板模板，再綁扎安裝梁鋼筋，待梁鋼筋安裝結束，然后整體沉梁，那么節(jié)點區(qū)箍筋就無法綁扎，致使梁柱節(jié)點區(qū)出現(xiàn)不放、少放或者即使放也是雜亂的擠在一起，這樣就會給節(jié)點區(qū)質量留下安全隱患。由于意識到這個問題對工程質量的影響，有些施工單位施工人員就采取用兩個開口箍筋對向拼合的方法，然而這種做法顯然是不符合規(guī)范規(guī)定的。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，為保證箍筋對混凝土核心區(qū)起到約束作用，箍筋要封閉、末端要有彎鉤。還有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋綁扎好，然后和梁一起下落，由于箍筋與柱縱筋摩擦且下落不平衡，使得箍筋不能下落出現(xiàn)施工人員強力往下打的現(xiàn)象，不但把箍筋打得變形，而且也不能使得箍筋到位。這樣做的結果是箍筋沒有得到封閉綁扎且雜亂變形，間距更不會滿足規(guī)范要求。以上兩種方法都不能解決節(jié)點核心區(qū)箍筋施工的問題。具體可采取以下措施：
第一，在鋼筋下料加工的時候，就考慮增加若干根與箍筋同級別的短鋼筋；具體長度根據(jù)節(jié)點區(qū)箍筋高度確定，箍筋開口處先焊接好，然后把柱箍筋按照設計間距用短鋼筋焊接，可以在箍筋每邊或兩邊相對焊接即可，加工成上下開口四周封閉的整體骨架。
第二，在安裝梁鋼筋之前，把整體骨架套入柱縱筋并用墊木擱置在樓板模板面上，然后穿梁縱向鋼筋并綁扎，待梁鋼筋安裝完沉梁時，節(jié)點區(qū)骨架就與梁整體下落，且不會出現(xiàn)變形、開口的問題。這種方法可保證節(jié)點區(qū)箍筋的間距與數(shù)量，實施效果很好，使得節(jié)點區(qū)箍筋能夠滿足規(guī)范要求。
二、梁柱節(jié)點不同強度等級混凝土的施工
出于結構和經濟方面的考慮，柱和梁板的混凝土強度等級往往是不同的。如果在混凝土施工中不認真分析考慮，盲目地施工，極易引起質量事故。從設計角度看梁柱節(jié)點處的混凝土強度如果取用梁板的混凝土強度，會引起柱在豎向荷載作用下的承載力不足，以及地震作用下節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力不足。從施工角度看，節(jié)點區(qū)域選用較高強度混凝土也是必要的。施工規(guī)范要求在梁柱混凝土強度等級差異較大時，應使節(jié)點混凝土強度等級與柱相同。
1、不同等級混凝土鄰接面的留設
在鋼筋混凝土結構中，高層建筑框架結構的梁柱節(jié)點比較復雜，由于荷載組合及內力計算的結果，要求同一層的豎向結構(柱、墻)混凝土強度等級高于水平結構(梁、板)的混凝土強度等級。鋼筋混凝土框架結構，水平施工縫通常留于柱腳，柱頂若要留水平施工縫則應留于梁底。若同層的豎向構件和水平構件的混凝土同時澆搗，則柱頂不留施工縫。
2、梁柱不同強度等級混凝土分別澆搗的施工
根據(jù)高層建筑多數(shù)使用商品混凝土或現(xiàn)場攪拌站泵送澆搗的情況，梁柱節(jié)點核心區(qū)的混凝土澆搗方法，不管柱頂留或不留施工縫，均應先用塔吊吊斗或混凝土泵輸送柱等級的混凝土就位，分層振搗，在樓面梁板處留出45°斜面。在混凝土初凝前，隨之泵送澆筑樓面梁板的混凝土。采用這種方法澆搗樓層柱、墻、梁、板混凝土時，應重點控制高低強度等級混凝土的鄰接面不能形成冷縫，故宜在柱頂梁底處留設施工縫，以縮小節(jié)點核心區(qū)高強度等級混凝土澆搗時間，避免高低強度等級混凝土的鄰接面形成冷縫。同時對梁柱節(jié)點鋼筋密集的核心區(qū)用小型插入振搗器加強振搗，杜絕漏振死角，對于鋼筋確實過分密集的情況，應事先和設計單位聯(lián)系采取適當?shù)募夹g措施，確保節(jié)點核心區(qū)混凝土的密實性和設計強度。
3、梁柱節(jié)點隨同樓面統(tǒng)一澆搗
梁柱節(jié)點處不同強度等級混凝土采用分別澆搗的施工方法，給施工帶來不便，且容易形成鄰接面的冷縫，故當柱子混凝土強度等級高于梁板混凝土強度等級不超過二級時(10N/mm２)，可考慮梁柱節(jié)點處的混凝土隨同梁板一起澆搗。但應當指出：此時，梁柱節(jié)點處的混凝土強度如果取用梁板的混凝土強度，會引起柱在豎向荷載作用下的承載力不足，以及地震作用下節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力不足，所以一般不應采用。施工時先澆節(jié)點處混凝土強度等級高的核心部分，然后于初凝前再澆梁板的較低等級混凝土，原則是保證節(jié)點處的強度不被削弱。
三、梁柱節(jié)點處混凝土產生裂縫的原因
梁柱節(jié)點不同混凝土強度等級均按先柱后梁的次序澆搗，也會有少數(shù)樓層在梁柱節(jié)點處高低強度等級混凝土交界面附近出現(xiàn)微細裂縫。其裂縫的具體原因是：
1．梁柱節(jié)點處，混凝土的強度等級相差較大，(相差兩個等級)時，不同強度等級的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同混凝土在硬化過程中，由于水分蒸發(fā)，體積逐漸縮小，產生收縮，高低強度等級混凝土本身的收縮有差異，共交界附近容易產生裂縫。
2．柱子斷面大，剛度大，梁的截面相對較小，又受柱子的強大約束，梁體混凝土的收縮受限制，也容易在較薄弱的交界附近產生裂縫。
3、商品混凝土配合比中，高強度等級混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，混凝土澆搗后又未及時澆水養(yǎng)護，混凝土在較高溫度下失水收縮。水化熱釋放量較大，而又未及時得到水分的補充。因而在硬化過程中，受到支座的約束，勢必產生溫度應力而出現(xiàn)裂縫，這些裂縫也首先產生在較薄弱的高低強度等級混凝土交界部位。
4、現(xiàn)澆梁板的梁在板下，上面保養(yǎng)的水被板充分吸收，而梁得不到充足的養(yǎng)護水分，造成梁的內外不均勻收縮，也容易導致梁的兩側面產生裂縫。
5、有的梁側面水平方向的構造鋼筋太少，對梁的抗收縮裂縫不利
高等級混凝土初凝后澆搗低等級混凝土。雖然微裂在混凝土中是很難避免的，但是應從嚴要求，分析原因，裂縫如不是荷載作用下的結構裂縫一般不影響結構安全使用。但盡量控制和消除這類裂縫，進一步提高工程質量。
四、梁柱節(jié)點處裂縫的防治措施
根據(jù)上述原因分析，采取的具體防裂措施如下：
1．要求混凝土攪拌廠調整配合比設計，在滿足強度等級及可泵性的條件下，對柱混凝土，減少水泥用量、減少含砂率、增加石子含量、減少坍落度、減少用水量，并對粉煤灰和外加劑的用量也需作相應的調整以減少混凝土的收縮量。
2．節(jié)點處的混凝土實行“先高后低”的澆搗原則，即先澆高強度等級混凝土，后澆低強度等級混凝土，嚴格控制在先澆柱混凝土初凝后繼續(xù)澆搗梁板的混凝土，事先作好技術交底和準備工作。
3、梁板的混凝土采用二次振搗法，即在混凝土初凝前再振搗一次，增強高低強度等級混凝土交接面的密實性，減少收縮。
4、在產生裂縫相對較多的梁的側面，增加水平構造鋼筋，提高梁的抗裂性。
5、嚴格控制混凝土拌合物的坍落度，節(jié)點核心區(qū)柱子部位混凝土采用塔吊輸送，以期降低坍落度。在現(xiàn)場，對每車混凝土都應進行坍落度檢測。
6．混凝土養(yǎng)護是整個施工過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)，忽視對混凝土的養(yǎng)護，既會降低混凝土的強度，又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產生裂縫，尤其在高溫下施工，更應經常澆水養(yǎng)護，特別是梁，除了板面澆水外，還應在板下梁側澆水，這樣既可減少溫度產生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產生的約束應力，有效控制裂縫。
7．增加梁的側面水平構造鋼筋，提高梁的抗裂性。
只要采取的針對性措施到位，對癥下藥，并精心施工，梁柱節(jié)點高低強度等級混凝土交界處附近的裂縫可以得到最大限度的控制。要徹底消除裂縫現(xiàn)象，尚有待不斷提高施工技術和不斷積累施工經驗，采用更為科學的解決方法。
五、結束語
高層建筑的框架結構節(jié)點處，經常會出現(xiàn)柱混凝土強度等級比同一層梁板高的情況，通常的施工方法是先澆節(jié)點處混凝土強度等級高的核心部分，然后于初凝前再澆梁板混凝土。只要采取的針對性措施到位，并精心施工，梁柱節(jié)點高低強度等級混凝土交界處附近的裂縫完全可以得到避免。
參考文獻
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[2]03G101.混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖
