【摘 要】高層框架結(jié)構(gòu)中的梁柱交叉點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)即是聯(lián)系整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的樞紐,也是模板、鋼筋、混凝土工程等多種交匯施工的重要部位,還要承受梁柱傳遞來(lái)的軸心、彎矩、剪力的共同作用,在實(shí)際施工中存在著各種隱患。本文剖析了高層框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)的若干關(guān)鍵問(wèn)題,并提出了相應(yīng)的解決策略。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;框架結(jié)構(gòu);梁柱節(jié)點(diǎn);施工
建筑施工中,框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)是模板、鋼筋、混凝土工程等多種交匯施工的關(guān)鍵部位,是框架結(jié)構(gòu)整體承受力性能的重要保障,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜、鋼筋綁扎密集,中間柱子縱橫交錯(cuò),與此同時(shí)高空作業(yè)也使得施工質(zhì)量面臨著巨大的困難和挑戰(zhàn)。根據(jù)世界地震實(shí)錄分析的數(shù)據(jù)顯示,大部分框架建筑的破壞都是由于節(jié)點(diǎn)的首先破壞而產(chǎn)生的連帶效應(yīng)。所以在施工中應(yīng)嚴(yán)格管理、科學(xué)規(guī)劃,采取合理的施工措施,確保施工質(zhì)量能達(dá)到另外,由于縱梁、橫梁還有柱的縱向鋼筋都在節(jié)點(diǎn)處交叉,排列密集,施工有一定難度。而且因?yàn)槭┕ぶ泄?jié)點(diǎn)箍筋通常是在梁的鋼筋骨架后放置的,有的人員礙于鋼筋綁扎的難度大或出于怕麻煩心理就出現(xiàn)少放甚至不放的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致捆扎不牢影響了混凝土的抗裂性能。因此較好的解決措施是先制成鋼筋籠,將柱的縱向鋼筋套入其中,綁扎焊牢后再放入梁的鋼筋,這樣減小了施工的難度,確保了抗裂性能的完好。對(duì)于相關(guān)施工人員一定要做好要求和交流,使其按照規(guī)范作業(yè),做好安裝綁扎工作。邊柱節(jié)點(diǎn)上,梁鋼筋只有在彎折后插入對(duì)應(yīng)區(qū)域才能保證鋼筋的錨固長(zhǎng)度,然而設(shè)計(jì)人員在圖紙上畫(huà)出的往往是最小錨固長(zhǎng)度,沒(méi)有注意到最小水平、垂直錨固長(zhǎng)度,和實(shí)際施工中的長(zhǎng)度有一定差距。另外,節(jié)點(diǎn)區(qū)容易有多根梁穿插交匯,梁鋼筋在進(jìn)入節(jié)點(diǎn)區(qū)后容易造成多層鋼筋重疊不均,混凝土層發(fā)生裂縫,梁的有效高度受此影響會(huì)造成承載力的降低。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重幾點(diǎn)細(xì)部的審查,充分做好這里的鋼筋布置。
。ǘ┕(jié)點(diǎn)箍筋加密。在實(shí)際施工中,如果框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)的箍筋量大于或等于柱端加密區(qū)的實(shí)際配箍率,可以有效增強(qiáng)柱子的承載力,防止柱筋發(fā)生彎曲破壞。但是部分人員對(duì)此缺乏必要認(rèn)識(shí),不能充分考慮節(jié)點(diǎn)的內(nèi)力分析,或者不按照最小體積配箍設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求,避免留下安全隱患。
一、高層框架機(jī)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)類型。
一般來(lái)說(shuō),根據(jù)節(jié)點(diǎn)位置的不同可以將高層框架機(jī)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)分為以下幾種:頂層、中層的邊柱節(jié)點(diǎn),頂層、中層的中柱節(jié)點(diǎn)和頂層、中層的角柱節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)所處位置不同,梁柱相交的形狀也不一樣,因此受力狀況都有很大差別。其中角柱節(jié)點(diǎn)在受力較大時(shí)是最為不利的,中柱節(jié)點(diǎn)因?yàn)樗闹苡辛旱姆謸?dān),相對(duì)有利,但是在地震等特大力的作用下,其核心區(qū)也容易被破環(huán)。對(duì)邊柱節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō),柱良好的抗彎能力滿足了強(qiáng)柱梁弱的建構(gòu)目標(biāo),但是梁筋和柱筋容易出現(xiàn)粘結(jié)滑移。而頂層邊柱節(jié)點(diǎn)的受力情況非常復(fù)雜,所以節(jié)點(diǎn)核心區(qū)比較脆弱。另外由于梁筋直通錨固,頂層中柱節(jié)點(diǎn)在水平力的荷載下,其抗彎能力相對(duì)梁來(lái)說(shuō)就弱得多,柱端容易造成塑性鉸。
二、節(jié)點(diǎn)破壞形式及原因。
節(jié)點(diǎn)破壞的形式主要有:梁端受彎破壞,受壓區(qū)的混凝土在鋼筋屈服的時(shí)候被壓碎,率對(duì)鋼筋進(jìn)行配制。他們認(rèn)為節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋本就又多又密、錯(cuò)綜復(fù)雜,正常綁扎尚且困難,若再加密難度更大,因此如果不是設(shè)計(jì)人員特別要求,很少會(huì)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范去做。事實(shí)上,按照傳統(tǒng)的做法是很難滿足箍筋加密的要求,但是具體做法中還是有技巧可循的,比如可以采取這個(gè)步驟,首先支設(shè)梁的底模,然后再擺放梁底筋、梁中箍筋,最后將制好的梁柱節(jié)點(diǎn)加密區(qū)的箍筋籠放進(jìn)去并與柱筋綁扎在一起。需要注意的箍筋籠的高度是按照梁的高度計(jì)算得來(lái)的,不能隨意綁扎。
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一般來(lái)說(shuō),為了節(jié)約工程造價(jià),也為了滿足結(jié)構(gòu)承載,混凝土的等級(jí)強(qiáng)度會(huì)根據(jù)上下柱或是柱與梁板來(lái)決定,然而對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土強(qiáng)度卻沒(méi)有明確說(shuō)明。由于柱的混凝土施工會(huì)在梁底20——30mm左右留下施工縫,點(diǎn)區(qū)域和梁板一起建造,這種情況下使用同樣等級(jí)的混凝土就可以大大減少施工強(qiáng)度,快速方便。但是節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度大大降低,容易造成剪切破壞,因此施工人員在施工時(shí)絕不能為了貪圖一時(shí)方便,應(yīng)該選擇具有足夠強(qiáng)度的混凝土建構(gòu)節(jié)點(diǎn)區(qū)域。施工規(guī)范明確指出,如果梁柱混凝土等級(jí)強(qiáng)度不等,那么節(jié)點(diǎn)應(yīng)按強(qiáng)柱梁弱的施工原則,選用與柱相同、強(qiáng)度相對(duì)較高的混凝土。同時(shí),梁柱交匯處側(cè)面的垂直施工縫也是不正確的,澆筑混凝土應(yīng)在梁柱接頭周邊定位,依次澆筑保護(hù)層剝落,使梁端出現(xiàn)塑性鉸。核心區(qū)剪切破壞,水平力作用時(shí),核心區(qū)由于抗剪強(qiáng)度不足造成斜向交叉裂縫。柱端壓彎破壞,柱端混凝土在軸力和彎矩的共同力下受到破壞,柱端形成塑性鉸。造成這些的原因主要是因?yàn),核心區(qū)箍筋不足、混凝土約束不足,還有一種是施工不精。
三、如何提高節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量
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節(jié)點(diǎn)處的鋼筋制作主要包括兩個(gè)方面,節(jié)點(diǎn)區(qū)的箍筋和節(jié)點(diǎn)區(qū)的梁筋錨固。箍筋的作用是提高節(jié)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度,箍筋間距的大小與混凝土的約束作用、節(jié)點(diǎn)受剪承載力成反比例關(guān)系,也即是間距越大,混凝土受到的約束越小,受剪承載力也就越小,所以箍筋加密,最大化的減少間距可以有效提高節(jié)點(diǎn)的受剪承受力。因此,施工中除了對(duì)柱端、梁端的箍筋加密,節(jié)點(diǎn)區(qū)的加密也是非常有必要的。具體施工中的加密數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)《混凝土設(shè)計(jì)及規(guī)范》11.6.2和11.6.8計(jì)算,以某個(gè)施工中二、三層的鋼筋制作為例,如表1所示,
梁柱接頭和梁板上的混凝土,這種做法保證了工程造價(jià)的同時(shí)也減少了施工難度,可以有效防止施工人員因怕麻煩的心理造成的施工隱患。因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙時(shí),應(yīng)事先根據(jù)柱與梁板情況綜合考慮混凝土的強(qiáng)弱等級(jí),在圖紙上注明,防止施工時(shí)應(yīng)沒(méi)有標(biāo)明造成的工人有意偷懶。
在澆筑節(jié)點(diǎn)處的混凝土?xí)r如果沒(méi)有提前做好施工縫的處理,可能會(huì)出現(xiàn)柱頭施工縫浮漿多造成表向混凝土土層的脆弱,所以要先清除石子和表層脆弱的混凝土層然后再進(jìn)行節(jié)點(diǎn)模板的安裝。安裝完后,對(duì)雜物、泥沙、石子等雜物應(yīng)及時(shí)清除,以免造成混凝土澆筑時(shí)水平裂縫的出現(xiàn),最好再澆一層水泥漿,使得新舊混凝土可以更好的融合在一起。對(duì)于混凝土的顆粒大小也要嚴(yán)格控制,防止因?yàn)楣?jié)點(diǎn)受力復(fù)雜、鋼筋密集造成的蜂窩現(xiàn)象降低了混凝土強(qiáng)度。
結(jié)束語(yǔ):
綜上所述,通過(guò)在鋼筋制作、箍筋加密、混凝土施工三個(gè)方面的嚴(yán)格管理、科學(xué)施工可以有效提高節(jié)點(diǎn)的承受強(qiáng)度,增強(qiáng)其抵抗相鄰構(gòu)件承受的各種荷載,從而保障整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的堅(jiān)固和牢靠。
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