鋼筋混凝土框架梁柱節點施工技術應用

摘要：本文分析了混凝土在施工過程中及梁主筋錨固存在的問題，提出解決建議。

關鍵詞：梁主筋;框架結構;錨固

1.工程概況

某高層鋼筋混凝土框架剪力墻結構商業寫字樓工程，地下2"層，地上12"層、局部18層，建筑檐口高度為6216m。地下部分柱截面為1000mm×1000mm，混凝土強度等級為C50，首層至3層柱截面為850mm×850mm，9層以下柱混凝土強度均為C50，梁板強度等級C30，梁截面450mm×450mm，采用泵送商品混凝土。本工程中梁柱節點區鋼筋很多，縱橫交錯，安裝箍筋和澆筑混凝土難度均非常大。

2.鋼筋混凝土施工存在的問題

2.1鋼筋施工

2.1.1加密箍筋不設或設置不到位

保證框架節點抗剪強度的主要因素是節點混凝土強度和加密箍筋的作用。在混凝土強度和梁縱筋固定之后，節點抗剪強度就取決于節點箍筋的配置情況，所以梁柱節點處的箍筋設置很重要，箍筋約束下的核心混凝土的軸心抗壓強度比素混凝土提高13%～43%。按照常規施工程序，梁柱節點要與本層的梁板一起澆筑，節點箍筋與本層梁板鋼筋一同安裝。因為該處縱橫梁和柱的縱筋交匯，另外加密箍筋又常常是井字復合筋，所以鋼筋非常難定位和綁扎，現實中操作人員只是保證了梁筋的位置，加密箍筋往往被丟掉或間距不能保證，也有的箍筋綁扎松扣、缺扣、貼不到主筋、彎鉤角度不夠等。這其中有些是工人怕麻煩，也有些是安裝確實困難。我們現場檢查發現，由于梁筋的直徑多為25、28、32mm，且多數又是雙層筋，而縱橫梁的標高又是一樣的，這樣即使不要求保證縱向鋼筋間的30mm凈距，梁上部縱橫向的4"排鋼筋緊貼著排時就已超過了100mm，超出了箍筋的加密間距，所以，像這樣部位的箍筋間距確實無法達到。

2.1.2"縱向受力鋼筋排距不勻

《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002中嚴格要求，梁上部縱向鋼筋的凈距不應小于30mm和115d（d"為鋼筋最大直徑），下部縱向鋼筋的凈距不應小于25mm和d。在實際施工中，節點內梁的上下縱向鋼筋排距卻達不到規范要求的凈距，特別是邊節點錨固下彎豎向鋼筋甚至有“把子筋”現象，這樣會造成澆筑后這種鋼筋不能被混凝土充分包裹，影響其握裹粘結力，降低結構的整體抗震性能。

2.1.3" 梁主筋的錨固

梁主筋的錨固問題常出現在邊節點。按照現行規范要求，中間層邊節點內的上部鋼筋錨固長度應符合LaE=1115La，并應伸過節點中心線不小于5d;當縱向鋼筋在邊節點內的水平錨固長度不夠時，沿柱節點外邊向下彎折，且彎折后水平投影長度不小于014LaE，垂直投影長度取15d（見圖1）。由于高層結構荷載較大，梁內配筋較多，這樣縱筋錨固下彎長度會超過節點范圍高度較多。按照常規施工方法，先澆筑柱混凝土到梁底標高下2～3cm，然后再綁扎梁鋼筋，此時出現了錨固下彎筋不能就位的現象;為方便施工，時常有截短錨固長度的情況發生，或施工人員直接下料取短達不到LaE。這樣，檢查人員稍有疏忽就會留下質量隱患。另外，對于梁筋直徑不大的鋼筋錨固，錨固長度總長要求小，在節點內折彎后的垂直段長度不能達到規范要求的15d（此時已滿足LaE），這樣在地震力的作用下垂直段會剔破保護層使節點提早破壞。

圖1" 梁主筋錨固示意

2.2"混凝土施工

高層框架結構由于受柱的軸壓比和截面的限制，下部幾層柱一般要采用高強混凝土，而梁板按照《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002規定不能超過C40。這是由于梁板主要受彎，不需要太高的混凝土強度，同時也為了避免采用高強混凝土帶來的梁板收縮裂紋。所以，設計時普遍采用柱混凝土強度等級高于梁、板2～4個等級的辦法。實際工程中樓板的合適混凝土強度為C25～C35，而計算的柱混凝土強度常達到C50或C60，本工程中柱為C50，梁板為C30，相差4個等級。

目前混凝土澆筑施工幾乎都采用商品混凝土泵送工藝，而且習慣于將豎向構件與水平構件分兩批集中澆筑，梁柱節點被作為水平構件但又作為柱的組成部分，有“強節點”的要求，要用柱高強度混凝土澆筑，這就產生了同一澆筑層梁板與節點混凝土強度等級不一致的問題。如果按照規定要求梁柱節點處不采用梁板混凝土，而要單獨澆筑，則可能會產生一系列問題。首先是節點混凝土的供應量和澆筑時間不易控制，會導致質量事故。在較大面積的樓板澆筑中一次供應的高強度等級混凝土量不易準確把握，如果把全部節點的混凝土一次進場澆筑，由于施工中不能很準確地做到節點混凝土終凝以前澆灌梁板混凝土，勢必造成柱節點與梁、板交接處形成冷縫或施工縫，降低了梁板的整體性。另外，先澆筑的節點混凝土不能及時進行振搗。因為即使按照常規做法設置45°金屬板網，由于鋼筋穿插較多，遮擋不會很嚴密，振搗時同樣會使節點混凝土大部分流竄到梁內，導致核心區高強混凝土量不足，需要多次補足;可是如果等梁板混凝土在節點四周澆筑后再一同振搗，此時的節點混凝土有可能已初凝，會影響節點的密實性。如果分批進場高強度混凝土，在使用1"臺布料機的情況下，還會造成泵管內混凝土的混合，不能保證節點質量。

3.解決措施

3.1"節點加密箍筋設置

（1）方法1：將封閉箍筋改為2個對口箍，在梁筋綁扎后按照規定的間距插入并焊接封閉。

（2）方法2：①將節點分成若干組，每組指定1"名專業技術人員負責指導鋼筋安裝;②提前認真核對通過每個節點的鋼筋量，畫出節點的鋼筋安裝順序圖并做好技術交底;③按照提前考慮好的順序將縱橫梁的底筋、節點箍筋、梁腰筋、梁上部各層筋在節點處就位（此時要注意位于梁的2層負彎矩筋間的節點箍筋也要就位），不要綁扎，局部可臨時固定;④按照準確位置綁扎縱橫梁筋;⑤調整就位節點部位的箍筋并綁扎。

3.2"鋼筋錨固

（1）方法1：①為避免彎鉤較多、節點內鋼筋太密，對梁底鋼筋錨固可在鋼筋端部綁條單面焊接3個同直徑的10d長的鋼筋頭，以擴大端部，增加錨固力;②上

部第2"層鋼筋仍采用彎鉤的形式;③最上面的鋼筋伸到節點外邊處并全部焊接到1"塊12～16mm厚的鋼板上（見圖2）。這種方法盡管未經過試驗驗證，卻是參照國外的成熟方法EG固定板法設計，它既可以避免彎鉤處的“把子筋”，又能保證鋼筋間距，方便節點鋼筋安裝，不足之處是鋼筋就位后需進行焊接作業。

圖2" 梁主筋焊鋼板錨固示意

（2）方法2：①提前認真核對進入節點的梁鋼筋，按照規范要求計算鋼筋需要彎折的量;②考慮滿足鋼筋凈距的要求，按照彎鉤逐漸后退的方法，畫出梁筋在節點的排列安裝圖（見圖3），對不同長度的鋼筋進行編號;③設技術人員專門負責此類節點的鋼筋下料和安裝檢查;④按照排列圖中的鋼筋下料長度，對同層鋼__筋進行不同長度的下料;⑤按照編號將鋼筋對號安裝到指定位置。

圖3" 梁筋在節點的排列安裝圖

3.3"對于節點不同強度等級的混凝土澆筑

3.3.1節點與梁板混凝土強度相差1"級（5MPa）節點可與梁板混凝土一起澆筑。

3.3.2"節點與梁板混凝土強度相差大于2"級（10MPa）而小于5"級（25MPa）梁柱節點可隨梁板一同澆筑。但此時可能會引起節點豎向承載力不足，以及地震作用時的抗剪能力不足，故采用上述方法時要區別情況采取一定的補足措施，并要征得設計人員的同意。

（1）當節點混凝土強度相差2"級（10MPa）時考慮節點箍筋、縱筋的約束作用，混凝土的強度可比設計值提高20%～50%;混凝土1年齡期的強度是其28d強度的1.2～1.35倍;再考慮周邊梁的約束，核心區混凝土的抗剪強度可提高50%～100%，故可直接用梁板混凝土澆筑而不用采取處理措施。

（2）當相差3"級（15MPa）及以上時可采取下列任一措施進行補足：①可根據節點所處的部位及與梁板混凝土強度相差級別的多少增設不同數量的短鋼筋來補足混凝土強度（中柱節點比角柱節點的短鋼筋用量可減少50%），此時要驗算縱向鋼筋的總配筋率是否超過3%，如超過要將箍筋焊接封閉;②在節點內增設型鋼，增加節點范圍內的復合箍筋;③節點水平加腋;④節點處增設X形鋼筋，并確保其錨固長度。

3.3.3"邊節點混凝土強度相差4"級（20MPa）及以上，中間節點混凝土強度相差5級（25MPa）及以上必須用柱混凝土澆筑。此時只能按照一般的方法，在節點區外梁上用金屬網分隔，嚴密組織，精心施工，確保節點混凝土質量。

4.總結語

實踐表明，梁柱節點處鋼筋綁扎難度大的問題只要制定合理的措施是可以解決的，實施的關鍵是技術人員要提前考慮好節點處的鋼筋安裝次序，制定切實可行的措施，并將措施落實。文中提出的個別措施雖是定性而不是定量的，未經試驗驗證，但從充分發掘節點的抗壓潛力，并考慮現場施工方便性的角度而言，它是可行且科學的。

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