[摘 要]國內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)和展害分析表明,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)多數(shù)破壞發(fā)生在主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接部位, 即節(jié)點(diǎn)區(qū)。節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)極其重要的部位,節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)保證整個框架結(jié)構(gòu)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)和施工方便。 因此必須重視節(jié)點(diǎn)區(qū)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造。本文對建筑結(jié)構(gòu)抗震節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)進(jìn)行淺了淺析。 

[關(guān)鍵詞]建筑結(jié)構(gòu);抗震節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì);施工技術(shù)
  引言 
  建筑結(jié)構(gòu)的安全性是指結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力,是結(jié)構(gòu)工程最重要的技術(shù)指標(biāo)。節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)梁、柱、板等受力構(gòu)件集中交匯的部位,是結(jié)構(gòu)中承受荷載、傳遞荷載的中樞,是維系整個抗震結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定發(fā)揮作用的重要環(huán)節(jié)。為了提高節(jié)點(diǎn)的抗震性能,在抗震設(shè)計(jì)及施工方面就顯得格外重要。工經(jīng)驗(yàn)和事故工程原因分析資料,提出抗震結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意的幾個問題。 
  1.混凝土強(qiáng)度方面的問題 
  1.1 混凝土強(qiáng)度等級選擇 
  在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,基于降低造價考慮,設(shè)計(jì)人員通常對墻柱和梁板混凝土分別選擇不同的強(qiáng)度等級,對于節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土強(qiáng)度等級未明確說明。施工人員則根據(jù)施工縫留設(shè)在梁底標(biāo)高以下20~30mm 慣例,想當(dāng)然地認(rèn)為節(jié)點(diǎn)混凝土與梁板混凝土為同一強(qiáng)度等級。這種缺乏依據(jù)的選擇是不安全。對于框架結(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)承受由梁柱傳遞來軸力、彎矩和剪力的共同作用,受力狀態(tài)十分復(fù)雜,其破壞形態(tài)主要為剪切破壞,在地震力反復(fù)作用下將形成多條交叉裂縫,把節(jié)點(diǎn)核心區(qū)分成若干混凝土塊體,大大降低了節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土強(qiáng)度,因此必須采用構(gòu)造配筋措施來提高節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度。節(jié)點(diǎn)區(qū)域采用高強(qiáng)度等級混凝土也是必要的,施工規(guī)范要求在梁柱混凝土強(qiáng)度等級相差較大,應(yīng)使節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級與柱相同,但這種選擇非常不利于施工。若強(qiáng)調(diào)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級與柱相同,則將在梁柱側(cè)面留設(shè)垂直施工縫,而這些位置根據(jù)結(jié)構(gòu)理論恰是剪切力最大的部位,施工縫留設(shè)不符合規(guī)范要求,也難于保證施工質(zhì)量。 
  1.2 澆筑混凝土?xí)r振搗不密實(shí) 
  節(jié)點(diǎn)區(qū)域是鋼筋非常密集部位,主梁受拉鋼筋全部彎折插入,柱中主筋也需占據(jù)一定空間,還有必須加密箍筋,這種情況連綁扎鋼筋都很不方便,澆筑混凝土?xí)r下料和振搗就更困難。施工人員往往就此忽視了節(jié)點(diǎn)區(qū)域的重要性,混凝土澆筑時漏振或振搗不充分,形成較多蜂窩或松散孔洞,嚴(yán)重降低了混凝土強(qiáng)度。 
  1.3 施工縫處理不當(dāng) 
  節(jié)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)體系中起著承上啟下的作用,而且施工縫通常也都是留設(shè)在節(jié)點(diǎn)的上下端部。此部位必須承受較大的剪力,是結(jié)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)。在每一層樓板高度處,形成兩道施工縫的暗梁及樓板就是剪力墻結(jié)構(gòu)中特別薄弱的部位,因此施工縫處理不當(dāng),對節(jié)點(diǎn)抗震性能的發(fā)揮有很大影響。規(guī)范要求施工縫接縫處應(yīng)先清除表面水泥膜和松動石子,或除去軟弱混凝土層(即鑿毛處理),充分濕潤后宜先澆50~100mm厚原配合比無石子砂漿或100~150mm厚減半石子混凝土,以利于結(jié)合良好;并加強(qiáng)接縫處混凝土振搗。 
  2.構(gòu)造配筋方面的問題 
  2.1 抗震墻中暗梁配筋設(shè)計(jì)問題 
  大多數(shù)設(shè)計(jì)人員習(xí)慣于將樓層標(biāo)高處的抗震墻暗梁設(shè)計(jì)得與墻同寬,由此進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)時,往往未考慮到暗梁鋼筋與墻中縱橫鋼筋以及暗柱鋼筋的相互關(guān)系。 
  抗震規(guī)范要求,暗梁外側(cè)縱向鋼筋端部必須彎折插入暗柱主筋內(nèi)側(cè),而因?qū)嶋H施工較困難,通常是直接將暗梁縱向鋼筋置于暗柱主筋內(nèi)側(cè),這就導(dǎo)致暗梁縱向鋼筋之間凈距不能滿足規(guī)范要求。由于寬度較實(shí)際尺寸小,箍筋也沒有緊密地箍牢縱向鋼筋,直接影響了構(gòu)件的抗裂性能。 
  暗梁設(shè)計(jì)與抗震墻同寬時,墻中豎向鋼筋與暗梁縱向鋼筋相撞,施工詳圖中將其置于梁兩側(cè)鋼筋內(nèi)側(cè)。但在暗梁外側(cè)縱向鋼筋內(nèi)移后,墻中豎向鋼筋仍然置于暗梁鋼筋內(nèi)側(cè),其結(jié)果不但使梅花形布置拉結(jié)筋失去作用,也降低了抗震墻強(qiáng)度。故而只得將墻中豎向鋼筋布置于暗梁縱向鋼筋外側(cè),暗梁一般與連梁設(shè)計(jì)成同一高度,高度較大,且暗梁上下端常為留置水平施工縫的部位,墻中豎向鋼筋必須承擔(dān)水平施工縫處全部剪力值,屬于水平和豎向鋼筋加強(qiáng)區(qū)。若在暗梁高度范圍內(nèi),墻中豎向鋼筋失去水平鋼筋約束,則極易產(chǎn)生混凝土保護(hù)層局部破壞。 
  2.2 框架節(jié)點(diǎn)箍筋加密問題 
  為確保鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)具有較高的核心強(qiáng)度,抗震設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)調(diào)框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋必須加密,其配箍量不應(yīng)小于柱端加密區(qū)實(shí)際配箍量,必要時還須進(jìn)行詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)內(nèi)力分析,并采取相應(yīng)的附加措施。設(shè)計(jì)人員從未考慮進(jìn)行節(jié)點(diǎn)內(nèi)力分析,甚至忽視了按最小體積配箍率作構(gòu)造配筋。通常在施工圖中只有柱端加密配箍量標(biāo)注,而節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)無明確標(biāo)注。對于施工人員而言,節(jié)點(diǎn)區(qū)縱橫交叉鋼筋本來就很密集,按正常情況綁扎鋼箍已感困難,要求加密難度更大,在施工圖無明確標(biāo)注的情況下,也就很少能滿足規(guī)范要求。 
  3.錨固長度問題 
  3.1 錨固長度不足 
  為保證錨固長度,主梁縱向鋼筋須彎折插入節(jié)點(diǎn)區(qū)域,其受力狀態(tài)復(fù)雜,當(dāng)水平錨固長度lh較短時,多出現(xiàn)側(cè)面鼓脹裂縫,致使核心區(qū)混凝土斜向劈裂或壓碎破壞。當(dāng)鋼筋彎后垂直段lv較短時,常因發(fā)生垂直鋼筋踢破保護(hù)層而破壞。因此規(guī)范對節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋最小錨固長度la或l aE、水平錨固長度lh 及垂直錨固長度lv都作明確的規(guī)定。 
  在實(shí)際中,有些設(shè)計(jì)人員對最小錨固長度la或laE的取值較為重視,卻很容易忽視節(jié)點(diǎn)中受拉鋼筋的lh 、lv,使受拉鋼筋的錨固可靠性得不到保證,其主要原因在于對la或laE取值時忽略梁柱實(shí)際尺寸的影響。例如,在設(shè)計(jì)說明中按抗震設(shè)計(jì)規(guī)范取最小錨固長度laE=la=35d ,在節(jié)點(diǎn)施工圖中僅示意了受拉鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)的錨固位置、彎折方向及錨固總長度(在標(biāo)準(zhǔn)層節(jié)點(diǎn)為laE,在頂層節(jié)點(diǎn)為1.2laE)。實(shí)際上,柱截面b×h=350mm×350mm,梁截面b×h =250mm×350mm,在標(biāo)準(zhǔn)層,d=22mm,laE=la=35d=770mm,實(shí)際水平段l h=320mm<0.45laE,必須采取附加錨固措施。 
  3.2 施工縫留設(shè)位置不合理 
  施工規(guī)范規(guī)定柱的施工縫宜留設(shè)在梁底標(biāo)高以下20~30mm,或留設(shè)在梁板面標(biāo)高處,其原則是施工縫宜留在結(jié)構(gòu)受力小且便于施工的位置。施工時為方便柱身混凝土下料和振搗,習(xí)慣于在梁內(nèi)鋼筋未綁扎前進(jìn)行柱身混凝土澆筑,并將施工縫留在梁底,以致梁內(nèi)節(jié)點(diǎn)上部鋼筋不能伸入柱內(nèi),造成節(jié)點(diǎn)主梁受力鋼筋的錨固長度不足。在上例工程中,laE=35d=770mm,lh=320mm,lv=450mm,要滿足此要求,則柱上端施工縫應(yīng)留設(shè)在梁底以下150mm處。 
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