摘 要:在建筑施工中,框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點是聯(lián)系整個結(jié)構(gòu)體系的樞紐,節(jié)點承受由梁端和柱端傳遞來的各種荷載的共同作用且受力復(fù)雜。因此,節(jié)點要求具有足夠的強(qiáng)度,以保證整個結(jié)構(gòu)體系的安全可靠。本文針對框架節(jié)點處理技術(shù)的基礎(chǔ)理論及在施工中的應(yīng)用問題進(jìn)行探討,并提出應(yīng)注意的幾個問題。以期通過本文的闡述對促進(jìn)高層建筑施工質(zhì)量,提高施工進(jìn)度提供理論支持。
關(guān)鍵詞:框架節(jié)點;理論;施工技術(shù);高層建筑
1 框架節(jié)點處理技術(shù)的基礎(chǔ)理論
鋼筋混凝土框架節(jié)點的受力機(jī)理指通過合理的計算假定模式,描述由梁、板、柱傳來的內(nèi)力(M,N,V,T)在框架節(jié)點核心區(qū)的傳遞和由此產(chǎn)生的各種破壞形式。
從節(jié)點混凝土強(qiáng)度方面看,混凝土強(qiáng)度直接影響框架節(jié)點抗剪承載力,對于承受一定荷載的框架節(jié)點,混凝土強(qiáng)度越高,則梁、柱的截面尺寸越小,框架節(jié)點核心區(qū)混凝土的承剪截面也相應(yīng)減小,在一定配箍率下,對其抗震性能反而不利。從節(jié)點配筋角度看,在框架節(jié)點內(nèi)配置水平封閉箍筋,一方面對框架節(jié)點核心區(qū)混凝土產(chǎn)生有利約束,增強(qiáng)傳遞軸向荷載的能力;另一方面承擔(dān)部分水平剪力,提高框架節(jié)點的抗剪承載力。在水平反復(fù)荷載作用下,框架節(jié)點核心混凝土出現(xiàn)交叉斜裂縫后,剪力的傳遞由斜壓桿作用過渡到水平箍筋承擔(dān)水平分力、柱縱向鋼筋承擔(dān)豎向分力以及平行于斜裂縫的混凝土骨料咬合力所構(gòu)成的桁架抗剪機(jī)制,設(shè)置豎向箍筋可承擔(dān)框架節(jié)點剪力的豎向分量,減少混凝土的負(fù)擔(dān),從而提高框架節(jié)點的抗剪承載力,但施工不便。柱縱向鋼筋通常按抗彎要求設(shè)置,沿柱截面的高度方向,按構(gòu)造規(guī)定也相應(yīng)配置一定數(shù)量的縱向鋼筋。這些縱筋與水平箍筋聯(lián)合對框架節(jié)點核心區(qū)混凝土形成雙向約束。
2 框架節(jié)點處理技術(shù)在施工中的應(yīng)用
2.1 梁柱節(jié)點隨柱、梁、板統(tǒng)一澆搗的施工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)重點控制高低強(qiáng)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(shè)施工縫。
2.2 梁柱節(jié)點只隨同樓面統(tǒng)一澆搗的施工梁柱節(jié)點處不同強(qiáng)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(dāng)柱子混凝土強(qiáng)度等級高于梁板混凝土強(qiáng)度等級不超過二級時(10N/mm�2),可考慮梁柱節(jié)點處的混凝土隨同梁板一起澆搗。但應(yīng)當(dāng)指出:此時,梁柱節(jié)點處的混凝土強(qiáng)度如果取用梁板的混凝土強(qiáng)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(yīng)采用。
考慮到梁柱節(jié)點區(qū)需要處理的都在高層建筑的下部,該區(qū)段的柱主筋配筋率一般接近或略大于1%,因此根據(jù)現(xiàn)場施工技術(shù)經(jīng)驗,可將節(jié)點區(qū)的施工措施歸納如下:當(dāng)梁板與柱的混凝土強(qiáng)度等級僅相差5MPa 時,節(jié)點區(qū)完全可以與樓蓋一起澆筑。
當(dāng)梁板比柱的混凝土強(qiáng)度等級分別低10MPa 和15MPa 時,節(jié)點區(qū)需增設(shè)豎向短筋,其數(shù)量分別為柱主筋配筋量的50%和100%。
當(dāng)梁板比柱的混凝土強(qiáng)度等級低20MPa 及20MPa 以上時,再靠增設(shè)節(jié)點區(qū)豎向短筋來提高其抗壓強(qiáng)度是不可行的,其原因一是無法布筋,二是短筋數(shù)量太大。此時節(jié)點區(qū)需采用與柱同等級混凝土單獨澆筑,雖然有一定的施工難度且需有較嚴(yán)密的施工組織措施,但所占的分量不是很大,仍可以接受。
偏心受壓計算公式中沒有體現(xiàn)節(jié)點區(qū)各方向水平梁對其提高強(qiáng)度的影響,事實上該影響是存在且有效的,尤其中柱節(jié)點通常有兩向梁對其約束產(chǎn)生的效果較為顯著。
3 施工中應(yīng)注意的問題
3.1 鋼筋制作方面的問題及處理方法節(jié)點配筋構(gòu)造主要包括節(jié)點區(qū)的箍筋及受力主筋在節(jié)點內(nèi)的錨固。箍筋對核心區(qū)內(nèi)的混凝土起到約束作用,箍筋間距越小,節(jié)點抗剪強(qiáng)度即受剪承載力也越高。節(jié)點區(qū)內(nèi)有縱梁、橫梁、柱的縱向鋼筋三向交叉,且鋼筋密集,配置箍筋在施工上有一定的難度。常用的施工方法是在支完梁板的模板后放入梁的鋼筋骨架。再放節(jié)點箍筋。但是由于鋼筋的安裝綁扎難度較大,有些施工人員因此經(jīng)常出現(xiàn)不放或少放箍筋,或箍筋綁扎不牢等問題,直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。因此,節(jié)點區(qū)的箍筋可以考慮先按設(shè)計要求制成鋼筋籠,套入柱的縱向鋼筋,并綁扎或焊接牢固,再放梁的鋼筋,以保證構(gòu)件鋼筋的安裝質(zhì)量,特別要注意做好對工人的技術(shù)質(zhì)量交底,嚴(yán)格按施工要求和規(guī)范進(jìn)行安裝綁扎。
在邊柱節(jié)點上,為了保證鋼筋的錨固長度,梁鋼筋須彎折插入節(jié)點區(qū)域,設(shè)計人員往往只較重視其最小錨固長度在圖紙上作出明確的規(guī)定,而忽視了最小水平錨固長度及垂直錨固長度。設(shè)計人員應(yīng)該審視節(jié)點細(xì)部構(gòu)造的詳圖設(shè)汁,明確節(jié)點處的鋼筋布置,避免留下工程質(zhì)量隱患。
3.2 節(jié)點箍筋加密的問題及處理方法規(guī)范明確規(guī)定:框架節(jié)點核心區(qū)內(nèi)箍筋量,不應(yīng)小于柱端加密區(qū)的實際配箍量。這可以提高柱子的承載力。避免主筋受剪切彎曲破壞?墒怯行┰O(shè)計、施工人員對節(jié)點箍筋加密的必要性認(rèn)識不足:設(shè)計人員未考慮節(jié)點內(nèi)力分析。在節(jié)點核心區(qū)也無明確標(biāo)注;對于施工人員而言,節(jié)點區(qū)縱橫交叉的鋼筋本來就很密集,按正常綁扎鋼筋已感困難,要求加密難度更大,在施工圖無明確標(biāo)注的情況下,也就很難按照規(guī)范要求進(jìn)行箍筋安裝綁扎。
4 結(jié)束語
隨著城市建設(shè)的發(fā)展,高層建筑越來越多,工程質(zhì)量越來越受到人們的重視,采用此施工技術(shù),對梁柱節(jié)點區(qū)的處理,有效地解決了混凝土澆筑的不便,既做到抗震結(jié)構(gòu)“三強(qiáng)”,即“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)節(jié)點、強(qiáng)錨固”的設(shè)計準(zhǔn)則,又使施工簡便,不但保證工程質(zhì)量,而且施工進(jìn)度明顯加快。