鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點施工技術(shù)應(yīng)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(guān)鍵詞：梁主筋;框架結(jié)構(gòu);錨固

1.工程概況

某高層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)商業(yè)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(jié)點區(qū)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(shè)或設(shè)置不到位

保證框架節(jié)點抗剪強度的主要因素是節(jié)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(jié)點抗剪強度就取決于節(jié)點箍筋的配置情況，所以梁柱節(jié)點處的箍筋設(shè)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(guī)施工程序，梁柱節(jié)點要與本層的梁板一起澆筑，節(jié)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(fù)合筋，所以鋼筋非常難定位和綁扎，現(xiàn)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(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，由于梁筋的直徑多為25、28、32mm，且多數(shù)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(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002中嚴格要求，梁上部縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于30mm和115d（d"為鋼筋最大直徑），下部縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于25mm和d。在實際施工中，節(jié)點內(nèi)梁的上下縱向鋼筋排距卻達不到規(guī)范要求的凈距，特別是邊節(jié)點錨固下彎豎向鋼筋甚至有“把子筋”現(xiàn)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(jié)力，降低結(jié)構(gòu)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(xiàn)在邊節(jié)點。按照現(xiàn)行規(guī)范要求，中間層邊節(jié)點內(nèi)的上部鋼筋錨固長度應(yīng)符合LaE=1115La，并應(yīng)伸過節(jié)點中心線不小于5d;當縱向鋼筋在邊節(jié)點內(nèi)的水平錨固長度不夠時，沿柱節(jié)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(jié)構(gòu)荷載較大，梁內(nèi)配筋較多，這樣縱筋錨固下彎長度會超過節(jié)點范圍高度較多。按照常規(guī)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(xiàn)了錨固下彎筋不能就位的現(xiàn)象;為方便施工，時常有截短錨固長度的情況發(fā)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(zhì)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(jié)點內(nèi)折彎后的垂直段長度不能達到規(guī)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(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002規(guī)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(shè)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(gòu)件與水平構(gòu)件分兩批集中澆筑，梁柱節(jié)點被作為水平構(gòu)件但又作為柱的組成部分，有“強節(jié)點”的要求，要用柱高強度混凝土澆筑，這就產(chǎn)生了同一澆筑層梁板與節(jié)點混凝土強度等級不一致的問題。如果按照規(guī)定要求梁柱節(jié)點處不采用梁板混凝土，而要單獨澆筑，則可能會產(chǎn)生一系列問題。首先是節(jié)點混凝土的供應(yīng)量和澆筑時間不易控制，會導致質(zhì)量事故。在較大面積的樓板澆筑中一次供應(yīng)的高強度等級混凝土量不易準確把握，如果把全部節(jié)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(jié)點混凝土終凝以前澆灌梁板混凝土，勢必造成柱節(jié)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(jié)點混凝土不能及時進行振搗。因為即使按照常規(guī)做法設(shè)置45°金屬板網(wǎng)，由于鋼筋穿插較多，遮擋不會很嚴密，振搗時同樣會使節(jié)點混凝土大部分流竄到梁內(nèi)，導致核心區(qū)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(jié)點四周澆筑后再一同振搗，此時的節(jié)點混凝土有可能已初凝，會影響節(jié)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(nèi)混凝土的混合，不能保證節(jié)點質(zhì)量。

3.解決措施

3.1"節(jié)點加密箍筋設(shè)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(guī)定的間距插入并焊接封閉。

（2）方法2：①將節(jié)點分成若干組，每組指定1"名專業(yè)技術(shù)人員負責指導鋼筋安裝;②提前認真核對通過每個節(jié)點的鋼筋量，畫出節(jié)點的鋼筋安裝順序圖并做好技術(shù)交底;③按照提前考慮好的順序?qū)⒖v橫梁的底筋、節(jié)點箍筋、梁腰筋、梁上部各層筋在節(jié)點處就位（此時要注意位于梁的2層負彎矩筋間的節(jié)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(diào)整就位節(jié)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(jié)點內(nèi)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(jié)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(jīng)過試驗驗證，卻是參照國外的成熟方法EG固定板法設(shè)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(jié)點鋼筋安裝，不足之處是鋼筋就位后需進行焊接作業(yè)。

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(jié)點的梁鋼筋，按照規(guī)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(jié)點的排列安裝圖（見圖3），對不同長度的鋼筋進行編號;③設(shè)技術(shù)人員專門負責此類節(jié)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(jié)點的排列安裝圖

3.3"對于節(jié)點不同強度等級的混凝土澆筑

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

3.3.2"節(jié)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(jié)點可隨梁板一同澆筑。但此時可能會引起節(jié)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(qū)別情況采取一定的補足措施，并要征得設(shè)計人員的同意。

（1）當節(jié)點混凝土強度相差2"級（10MPa）時考慮節(jié)點箍筋、縱筋的約束作用，混凝土的強度可比設(shè)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(qū)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(jù)節(jié)點所處的部位及與梁板混凝土強度相差級別的多少增設(shè)不同數(shù)量的短鋼筋來補足混凝土強度（中柱節(jié)點比角柱節(jié)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(jié)點內(nèi)增設(shè)型鋼，增加節(jié)點范圍內(nèi)的復(fù)合箍筋;③節(jié)點水平加腋;④節(jié)點處增設(shè)X形鋼筋，并確保其錨固長度。

3.3.3"邊節(jié)點混凝土強度相差4"級（20MPa）及以上，中間節(jié)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(jié)點區(qū)外梁上用金屬網(wǎng)分隔，嚴密組織，精心施工，確保節(jié)點混凝土質(zhì)量。

4.總結(jié)語

實踐表明，梁柱節(jié)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(guān)鍵是技術(shù)人員要提前考慮好節(jié)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(jīng)試驗驗證，但從充分發(fā)掘節(jié)點的抗壓潛力，并考慮現(xiàn)場施工方便性的角度而言，它是可行且科學的。

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