梁柱節(jié)點不同強度等級混凝土的施工方法研究

在我們的工民建設(shè)計中，有“強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱桿件”的說法。對于這句經(jīng)驗理論可以概括為：“強柱弱梁，強剪弱彎”是從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計角度提出的一個結(jié)構(gòu)概念。就是柱子不先于梁破壞，因為梁破壞屬于構(gòu)件破壞，是局部性的，柱子破壞將危及整個結(jié)構(gòu)的安全——可能會整體倒塌，后果嚴重。所以我們要保證柱子更“相對”安全，故要“強柱弱梁”；“彎曲破壞”是延性破壞，是有預(yù)兆的，如開裂或下?lián)系龋凹羟衅茐摹笔且环N脆性的破壞，沒有預(yù)兆，瞬時發(fā)生，沒有防范，所以我們要避免發(fā)生剪切破壞。因此我們設(shè)計時要達到“強柱弱梁，強剪弱彎”的要求，人為地控制不利的、更危險的破壞發(fā)生。另外從設(shè)計到施工過程中，由于各方面原因，如經(jīng)濟條件問題，混凝土的價格等，我們很有必要在上述理論的基礎(chǔ)上進行施工。我們有以下的施工方案：

一、不同等級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)點比較復(fù)雜，根據(jù)荷載組合及內(nèi)力計算的結(jié)果。同一層的豎向結(jié)構(gòu)(柱、墻)混凝土強度等級要高于水平結(jié)構(gòu)(梁、板)的混凝土強度等級。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)件的混凝土同時澆搗。則柱頂不留施工縫。

二、梁柱不同強度等級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)場攪拌站泵送澆搗的情況，梁柱節(jié)點核心區(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、板混凝土時，應(yīng)重點控制高低強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，以縮小節(jié)點核心區(qū)高強度等級混凝土澆搗時間，避免高低強度等級混凝土的鄰接面形成冷縫。同時對梁柱節(jié)點鋼筋密集的核心區(qū)用小型插入振搗器加強振搗，杜絕漏振死角；對于鋼筋確實過分密集的情況，應(yīng)事先和設(shè)計單位聯(lián)系采取適當?shù)募夹g(shù)措施，確保節(jié)點核心區(qū)混凝土的密實性和設(shè)計強度。

2，梁柱節(jié)點處不同強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，故當柱子混凝土強度等級高于梁板混凝土強度等級不超過二級時，可考慮梁柱節(jié)點處的混凝土隨同梁板一起澆搗。但應(yīng)當指出：此時，梁柱節(jié)點處的混凝土強度如果取用梁板的混凝土強度。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。

三、控制和消除梁柱節(jié)點處裂縫的具體措施

1，產(chǎn)生梁柱節(jié)點不同混凝土強度等級處裂縫的原因

梁柱節(jié)點不同混凝土強度等級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)點處高低強度等級混凝土交界面附近出現(xiàn)微細裂縫。經(jīng)現(xiàn)場察看和討論分析認為，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)從嚴要求，分析原因，采取有效措施，盡量控制和消除這類裂縫，進一步提高工程質(zhì)量。其具體原因是：(1)梁柱節(jié)點處，混凝土的強度等級相差較大，相差兩個等級時，不同強度等級的混凝土，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，高低強度等級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，梁的截面相對較小，受柱子的強大約束，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，高強度等級混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也會導(dǎo)致高低強度等級混凝土交界附近產(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，對梁的抗收縮裂縫不利。

2，防止梁柱節(jié)點處裂縫的措施

根據(jù)上述原因分析，采取改進的具體措施如下：(1)要求混凝土攪拌廠調(diào)整配合比設(shè)計，在滿足強度等級及可泵性的條件下，對柱子混凝土，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，對粉煤灰和外加劑的用量也需作相應(yīng)的調(diào)整。(2)節(jié)點處的混凝土實行“先高后低”的澆搗原則，即先澆高強度等級混凝土，后澆低強度等級混凝土，嚴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，增強高低強度等級混凝土交接面的密實性，減少收縮。(4)在產(chǎn)生裂縫相對較多的梁的側(cè)面，增加水平構(gòu)造鋼筋，提高梁的抗裂性。(5)嚴格控制混凝土拌合物的坍落度，節(jié)點核心區(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，對每車混凝土都應(yīng)進行坍落度檢測。(6)加強混凝土的養(yǎng)護，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，可以用高壓水槍對梁進行澆水養(yǎng)護，并推遲梁側(cè)模的拆模時間。

對于高層建筑的框架結(jié)構(gòu)節(jié)點處，經(jīng)常會出現(xiàn)柱混凝土強度等級比同一層粱板高的情況，通常的施工方法是先澆節(jié)點處混凝土強度等級高的核心部分，然后于初凝前再澆梁板混凝土。只要采取的針對性措施到位，并精心施工，梁柱節(jié)點高低強度等級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)計和現(xiàn)場施工中，設(shè)計規(guī)范考慮到的梁柱配筋原則和現(xiàn)場施工梁柱節(jié)點處出現(xiàn)的裂縫原因。除對鋼筋配置的調(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)計施工的全方位有機結(jié)合。