框架節(jié)點(diǎn)部位施工質(zhì)量保證措施

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對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工工藝,應(yīng)該說(shuō)相對(duì)成熟了,然而框架節(jié)點(diǎn),梁柱交接處的部位卻很少被人注意。有些工程因施工不當(dāng)或沒(méi)有相應(yīng)措施,致使節(jié)點(diǎn)處處于薄弱地位或材料浪費(fèi),且這一情況并非個(gè)別現(xiàn)象,已成為框架結(jié)構(gòu)的通病,值得引起施工單位和質(zhì)檢部門(mén)重視。
 　　1、梁柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的施工處理
 　　考慮地震作用組合的框架柱受軸壓比控制,為避免柱子斷面過(guò)大,影響使用功能,常取較高的混凝土強(qiáng)度等級(jí),根據(jù)“強(qiáng)柱弱梁”的抗震設(shè)防概念,且為不使梁板出現(xiàn)過(guò)多的收縮裂縫,梁板的混凝土等級(jí)往往低于柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí),在《鋼筋混凝土高屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中,規(guī)定梁柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差不宜大于5MPa,如超過(guò)時(shí),梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)施工應(yīng)作專(zhuān)門(mén)處理,使節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度與柱相同。
 　　施工單位通常的處理方法是要求修改設(shè)計(jì),使柱與梁板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同,提高梁板的強(qiáng)度等級(jí),但這樣往往不經(jīng)濟(jì),產(chǎn)生浪費(fèi)。
 　　可以這樣處理:在板底以下30mm處留施工縫,梁與板分開(kāi)澆搗。梁與柱用相同的混凝土強(qiáng)度等級(jí),包括板內(nèi)與柱子截面相同的區(qū)域(這部分區(qū)域與梁一起澆搗)。若梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)全部提高,勢(shì)必增加造價(jià)較多,僅梁的強(qiáng)度等級(jí)提高(與柱強(qiáng)度等級(jí)相同或低5MPa),因梁的工程量一般占梁板工程量的30%以?xún)?nèi),增加造價(jià)不多。以2006年底市場(chǎng)信息價(jià)計(jì),3.88元/m2,這個(gè)價(jià)格在高層建筑的造價(jià)中(1000-1400元/m2)是很小的,即使不考慮裝修,僅按主體結(jié)構(gòu)造價(jià)(600-700元/m2)考慮也是建設(shè)單位所能承受的,采用這樣的方法,使建設(shè)單位增加很少的投入就滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求的節(jié)點(diǎn)區(qū)強(qiáng)度及延性,避免板出現(xiàn)過(guò)多的收縮裂縫,也有利于施工,重要的還是符合了施工規(guī)范的要求及避免了施工中的隱患。
 　　2、框架節(jié)點(diǎn)處箍筋的施工
 　　2.1施工中不應(yīng)削減框架節(jié)點(diǎn)部位的箍筋
 　　柱的箍筋除了固定縱筋位置,形成鋼筋骨架處,主要是防止縱筋壓曲,提高柱的承載力,有抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu),還要求節(jié)點(diǎn)的承載力不低于其連接構(gòu)件的承載力,避免剪切先于彎曲破壞,需要在柱端和梁端加密箍筋,以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。
 　　(1)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范對(duì)柱箍筋有具體的規(guī)定和要求
 　　a.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.3.3條一規(guī)定柱中箍筋應(yīng)用封閉式,條二對(duì)柱中箍筋的最大間距作了明確規(guī)定。第8.4.10條要求在抗震設(shè)計(jì)中,將柱上下兩端的箍筋加密,并對(duì)加密區(qū)長(zhǎng)度、加密區(qū)和非加密區(qū)箍筋的間距、直徑作了規(guī)定。
 　　b.《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》第5.2.15條——5.2.22條對(duì)框架柱箍筋也有類(lèi)似的規(guī)定。
 　　c.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.6.13條指出,框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋量不宜小于柱端加密區(qū)的實(shí)際配箍量。
 　　d.《混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》第3.3.4條給出了可供采用的箍筋彎鉤形式。
 　　(2)有些工程和框架節(jié)點(diǎn),因穿筋困難影響工效不嚴(yán)格按圖施工,在梁柱交接部位不放或少放柱箍筋,使得框架柱縱向鋼筋特別是縱向較大長(zhǎng)度內(nèi)沒(méi)有橫向約束,這樣在荷載作用下,將導(dǎo)致縱筋過(guò)早向外壓屈而降低結(jié)構(gòu)的承載力,特別是削弱結(jié)構(gòu)的抗震能力。
 　　(3)有些施工人員意識(shí)到梁的鋼筋骨架整體入模后,綁扎柱箍筋的困難,便采用拼合箍筋。我認(rèn)為這種形式不符合《規(guī)范》第7.3.3條一規(guī)定,若作為個(gè)別的、局部的補(bǔ)救措施,則無(wú)可非議,過(guò)多的采用是不適宜的。
 　　2.2節(jié)點(diǎn)處柱箍筋綁扎的分層套箍法
 　　1996年在秋林商廈施工中采用分層套箍法,較好地解決了框架節(jié)點(diǎn)的柱箍筋綁扎困難問(wèn)題,使施工速度加快,分層套箍法的施工順序:
　　(1)計(jì)算自縱梁底筋的只數(shù),在梁模上方的墊木上鋪放縱梁底筋(如縱橫梁底標(biāo)高相同,即放橫梁底筋),注意底筋問(wèn)題。
 　　(2)逐層交替套柱箍筋和放縱梁上方鋼筋,綁扎縱梁鋼筋骨架,穿橫梁鋼筋并綁扎骨架。
 　　(3)校正后,縱橫梁鋼筋骨架與柱箍筋同時(shí)入模(柱筋保護(hù)層厚度不宜偏小,以免增加入模難度)。
 　　(4)調(diào)整箍筋間距,自上而下綁扎柱箍筋有的下部箍筋需要單手操作。
 　　針對(duì)以上四點(diǎn)特別指出,如果柱的截面相對(duì)較小或梁上部鋼筋較多時(shí),綁扎有一定難度,需要技術(shù)熟練并有責(zé)任心的技術(shù)人員操作,并加強(qiáng)檢查。
 　　秋林商廈有的縱梁較深,對(duì)于較深的梁縱筋較密的柱子以及梁柱節(jié)點(diǎn)處梁上部負(fù)彎矩筋過(guò)密等情況,需要模板工配合,應(yīng)有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)組織措施,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工,認(rèn)真做好框架節(jié)點(diǎn)鋼筋的隱蔽檢查和驗(yàn)收工作,確保框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量
3、框架節(jié)點(diǎn)處鋼筋的施工
 　　3.1不應(yīng)削弱節(jié)點(diǎn)處的鋼筋強(qiáng)度
 　　由于節(jié)點(diǎn)處的受力比較復(fù)雜,在節(jié)點(diǎn)處有拉力、壓力、剪力、彎矩復(fù)合作用,有抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu),要求做到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”,因此節(jié)點(diǎn)處的鋼筋強(qiáng)度應(yīng)比較高,以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。
 　　鋼筋與混凝土兩種不同性質(zhì)的材料能有效地共同工作,是由于混凝土硬化后,混凝土與鋼筋之間產(chǎn)生了粘結(jié)力。它是由分子力、摩阻力和機(jī)械咬合力三部分組成,其中起決定作用的是機(jī)械咬合力。因此在施工中或?qū)摻疃瞬孔鞒蓮濄^,或?qū)摻詈赋晒羌芑蚓W(wǎng),均可提高其粘結(jié)力。另外,在使用中為保證鋼筋與混凝土之間的可靠粘結(jié)和防止鋼筋銹蝕,鋼筋周?chē)毦哂?5—30mm厚的混凝土保護(hù)層。
 　　為了保證節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度,節(jié)點(diǎn)處的鋼筋除應(yīng)保證其自身強(qiáng)度以外,還應(yīng)保證在節(jié)點(diǎn)處無(wú)接頭,滿(mǎn)足搭接長(zhǎng)度。
 　　3.2節(jié)點(diǎn)處鋼筋的代換法
 　　在施工中經(jīng)常會(huì)遇到節(jié)點(diǎn)的截面較小,而鋼筋在節(jié)點(diǎn)處較密的現(xiàn)象,這種情況下不利于混凝土的澆筑和振搗,勢(shì)必要影響節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和施工進(jìn)度,為此對(duì)于一些鋼筋較密較特殊的節(jié)點(diǎn)我們可以使用“鋼筋代換”的方法減少鋼筋的密度。
 　　3.2.1代換原則
 　　鋼筋被代換之后,節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度,變形與裂縫寬度,有關(guān)的構(gòu)造要求都應(yīng)符合原設(shè)計(jì)的要求。因此,需具有如下原則:
　　a.滿(mǎn)足強(qiáng)度要求,即A1f1= A2f2
　　A1------設(shè)計(jì)圖中鋼筋的截面面積
 　　f1-------設(shè)計(jì)圖中鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度
 　　A2------代換后鋼筋的截面面積
 　　f2-------代換后鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度
 　　由上式可以看出對(duì)于級(jí)別相同,只有直徑不符合要求時(shí),可按等截面代換,即A1=A2。
 　　b.滿(mǎn)足變形及裂縫寬度要求,鋼筋的截面面積,鋼筋的表面形狀及直徑大小,對(duì)節(jié)點(diǎn)的變形及裂縫寬度均有影響,因此鋼筋的代換應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)的變形及裂縫寬度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
 　　c.滿(mǎn)足構(gòu)造上要求,鋼筋代換后均應(yīng)滿(mǎn)足各方面的構(gòu)造要求。
 　　3.2.2代換時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)
 　　a.代換時(shí)按上式計(jì)算選用為A2只能增大(約5%)不能減少。
 　　b.代換后的鋼筋截面配筋度如小于最小配筋率時(shí)應(yīng)按最小配筋率計(jì)算。
 　　c.對(duì)各級(jí)鋼筋的搭接和錨固均有不同的規(guī)定。因此,鋼筋互相代換后,應(yīng)根據(jù)構(gòu)造要求,將鋼筋搭接和錨固長(zhǎng)度予以縮短或伸長(zhǎng)。
 　　3.3節(jié)點(diǎn)處柱的間接配筋
 　　在柱中,鋼筋有時(shí)被用來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗壓能力,它常用的配置方法是順壓力方向配置縱向鋼筋,但在航天大廈的施工中在節(jié)點(diǎn)處對(duì)柱的鋼筋使用一種新型方法,即在垂直于壓力方向配置橫向的鋼筋網(wǎng)和螺旋箍筋,以阻止混凝土在壓力作用下的側(cè)向膨脹,使混凝土處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài),從而增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力,值得指出的是此種方法應(yīng)特別注意混凝土的收縮和徐變的影響。
 　　最后,強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是,通過(guò)對(duì)若干框架結(jié)構(gòu)建筑物的震害調(diào)查表明,要保證“小震不壞、中震可修、大震不倒”這一原則,避免由于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋數(shù)量不足,在剪力和壓力共同作用下,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土出現(xiàn)斜裂縫,箍筋屈服甚至被拉斷,柱的鋼筋被壓曲等現(xiàn)象出現(xiàn),就必須對(duì)節(jié)點(diǎn)處的施工加以重視