在我們的工民建設(shè)計(jì)中,有“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的說法。對(duì)于這句經(jīng)驗(yàn)理論可以概括為:“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎”是從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)角度提出的一個(gè)結(jié)構(gòu)概念。就是柱子不先于梁破壞,因?yàn)榱浩茐膶儆跇?gòu)件破壞,是局部性的,柱子破壞將危及整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全――可能會(huì)整體倒塌,后果嚴(yán)重。所以我們要保證柱子更“相對(duì)”安全,故要“強(qiáng)柱弱梁”;“彎曲破壞”是延性破壞,是有預(yù)兆的,如開裂或下?lián)系龋?ldquo;剪切破壞”是一種脆性的破壞,沒有預(yù)兆,瞬時(shí)發(fā)生,沒有防范,所以我們要避免發(fā)生剪切破壞。因此我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎”的要求,人為地控制不利的、更危險(xiǎn)的破壞發(fā)生。另外從設(shè)計(jì)到施工過程中,由于各方面原因,如經(jīng)濟(jì)條件問題,混凝土的價(jià)格等,我們很有必要在上述理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工。我們有以下的施工方案:
一、不同等級(jí)混凝土鄰接面的留設(shè)
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)巾。高層建筑框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)比較復(fù)雜,根據(jù)荷載組合及內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果。同一層的豎向結(jié)構(gòu)(柱、墻)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要高于水平結(jié)構(gòu)(梁、板)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),水平施工縫通常留于柱腳,柱頂若要留水平施工縫則應(yīng)留于粱底。若同層的豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件的混凝土同時(shí)澆搗。則柱頂不留施工縫。
二、梁柱不同強(qiáng)度等級(jí)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(chǎng)攪拌站泵送澆搗的情況,梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土澆搗方法為:1,不管柱頂留或不留施工縫。均應(yīng)先用塔吊吊斗或混凝土泵輸送柱等級(jí)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?xí)r,應(yīng)重點(diǎn)控制高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的鄰接面不能形成冷縫,故宜在柱頂梁底處留設(shè)施工縫,以縮小節(jié)點(diǎn)核心區(qū)高強(qiáng)度等級(jí)混凝土澆搗時(shí)間,避免高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的鄰接面形成冷縫。同時(shí)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集的核心區(qū)用小型插入振搗器加強(qiáng)振搗,杜絕漏振死角;對(duì)于鋼筋確實(shí)過分密集的情況,應(yīng)事先和設(shè)計(jì)單位聯(lián)系采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施,確保節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的密實(shí)性和設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
2,梁柱節(jié)點(diǎn)處不同強(qiáng)度等級(jí)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(dāng)柱子混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過二級(jí)時(shí),可考慮梁柱節(jié)點(diǎn)處的混凝土隨同梁板一起澆搗。但應(yīng)當(dāng)指出:此時(shí),梁柱節(jié)點(diǎn)處的混凝土強(qiáng)度如果取用梁板的混凝土強(qiáng)度。會(huì)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(diǎn)核心區(qū)的抗剪承載力不足,所以一般不應(yīng)采用。
三、控制和消除梁柱節(jié)點(diǎn)處裂縫的具體措施
1,產(chǎn)生梁柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)處裂縫的原因
梁柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)均按先柱后粱的次序澆搗,也曾發(fā)現(xiàn)少數(shù)樓層在梁柱節(jié)點(diǎn)處高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界面附近出現(xiàn)微細(xì)裂縫。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)察看和討論分析認(rèn)為,這些裂縫不是荷載作用下的結(jié)構(gòu)裂縫,并不影響結(jié)構(gòu)的安全使用。雖然微裂在混凝土中是很難避免的,但是應(yīng)從嚴(yán)要求,分析原因,采取有效措施,盡量控制和消除這類裂縫,進(jìn)一步提高工程質(zhì)量。其具體原因是:(1)梁柱節(jié)點(diǎn)處,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)相差較大,相差兩個(gè)等級(jí)時(shí),不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,其水泥用量、水灰比、用水量都不同,柱子體積大,水泥用量多,產(chǎn)生的水化熱高,高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的收縮有差異,所以在其交界附近容易產(chǎn)生裂縫。(2)柱子斷面大,剛度大,梁的截面相對(duì)較小,受柱子的強(qiáng)大約束,梁混凝土的收縮受限制,也容易產(chǎn)生裂縫。(3)商品混凝土配合比中,高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的水泥用量偏多,水灰比、含砂率、坍落度偏大,也會(huì)導(dǎo)致高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界附近產(chǎn)生裂縫。(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(hù)水分,造成梁的內(nèi)外不均勻收縮,也容易導(dǎo)致梁的兩側(cè)面產(chǎn)生裂縫。(5)有的梁側(cè)面水平方向的構(gòu)造鋼筋太少,對(duì)梁的抗收縮裂縫不利。
2,防止梁柱節(jié)點(diǎn)處裂縫的措施
根據(jù)上述原因分析,采取改進(jìn)的具體措施如下:(1)要求混凝土攪拌廠調(diào)整配合比設(shè)計(jì),在滿足強(qiáng)度等級(jí)及可泵性的條件下,對(duì)柱子混凝土,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,對(duì)粉煤灰和外加劑的用量也需作相應(yīng)的調(diào)整。(2)節(jié)點(diǎn)處的混凝土實(shí)行“先高后低”的澆搗原則,即先澆高強(qiáng)度等級(jí)混凝土,后澆低強(qiáng)度等級(jí)混凝土,嚴(yán)格控制在先澆柱混凝土初凝前繼續(xù)澆搗梁板的混凝土,事先做好技術(shù)交底和準(zhǔn)備工作。(3)粱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(qiáng)高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交接面的密實(shí)性,減少收縮。(4)在產(chǎn)生裂縫相對(duì)較多的梁的側(cè)面,增加水平構(gòu)造鋼筋,提高梁的抗裂性。(5)嚴(yán)格控制混凝土拌合物的坍落度,節(jié)點(diǎn)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(chǎng),對(duì)每車混凝土都應(yīng)進(jìn)行坍落度檢測(cè)。(6)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù),特別是梁。除了板面澆水外,還應(yīng)在板下梁側(cè)澆水,在承重腳手架未拆除之前,可以用高壓水槍對(duì)梁進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),并推遲梁側(cè)模的拆模時(shí)間。
對(duì)于高層建筑的框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)比同一層粱板高的情況,通常的施工方法是先澆節(jié)點(diǎn)處混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(duì)性措施到位,并精心施工,梁柱節(jié)點(diǎn)高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界處附近的裂縫完全可以得到避免。
所以,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工中,設(shè)計(jì)規(guī)范考慮到的梁柱配筋原則和現(xiàn)場(chǎng)施工梁柱節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)的裂縫原因。除對(duì)鋼筋配置的調(diào)整外,還應(yīng)該注意上述施工方案的操作,一棟結(jié)構(gòu)布局合理、經(jīng)久耐用的建筑物要通過多方面的協(xié)調(diào)才能建成,需要設(shè)計(jì)施工的全方位有機(jī)結(jié)合。