2010-10-14 10:56 來源于網絡 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著經濟的高速發(fā)展,我國高層建筑發(fā)展迅速,設計思想在不斷更新,建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜,這就給高層結構設計和施工提出更高的要求。采用框架結構形式,可形成內部大空問,能進行靈活的建筑平面布置,因此,框架結構體系在結構設計中應用甚廣,特別是在高度不超過60m的高層建筑中,其優(yōu)勢更為明顯、突出。與此同時,對于高層建筑鋼筋混凝土框架結構設計和施工中的現(xiàn)實問題卻往往被忽視,給工程質量留下隱患。現(xiàn)結合自己多年的經驗,對工程施工的實際情況和現(xiàn)行有關規(guī)范進行討論。
1 現(xiàn)實問題
1.1 混凝土強度等級不同的問題
1.1.1 產生原因
為了滿足柱軸壓比的要求,同時又要滿足控制柱截面的要求,柱子采用較高強度等級的混凝土則成為一種必然。而對于以受彎為主的樓層梁板,過高的混凝土強度等級卻不必要且不適宜。首先,高強度等級混凝土對其抗彎承載力貢獻不明顯;其次,高強度等級混凝土對構件承受非荷載應力(混凝土收縮應力、溫度應力等)不利,正因為如此,才有“現(xiàn)澆框架的混凝土強度等級不宜高于C40”的規(guī)定。事實上,在實際工程設計中合適的樓蓋混凝土強度等級通常采用C20~C35。由此可見,高層建筑混凝土框架結構的柱混凝土設計強度高于梁板的設計強度必然存在,而且隨著建筑物高度的增大,兩者的設計強度差距會越大,此外,需特別說明的是,這種情況主要存在于高層建筑的下部。
目前,混凝土的澆筑施工幾乎都是用商品混凝土泵送工藝,而且習慣上,各施工單位通常將豎向構件與水平構件分批集中澆筑(即節(jié)點區(qū)采用樓蓋混凝土強度等級澆筑)。如果要求對其中的梁柱節(jié)點進行單獨澆筑,那么將導致兩方面的問題,首先是供應量及澆筑時間不易控制而導致質量事故,其次是節(jié)點區(qū)與梁板之間的分隔存在難度,故施工單位不希望大面積采用此方法。
1.1.2 處理措施
JGJ 3-2002高層建筑混凝土結構技術規(guī)程第13.5.7條規(guī)定:當柱混凝土設計強度高于梁、樓板的設計強度時,應對梁柱節(jié)點混凝土施工采取有效措施。可從以下兩個方面著手解決:
1)在結構設計方面:對高層建筑混凝土結構的豎向和水平構件的混凝土強度要進行合理取值。a.整個工程的豎向構件混凝土強度等級種類不應過多,且與豎向構件截面的變化要錯層 同步;b.水平構件的混凝土強度等級取值要符合規(guī)范要求,盡可能與豎向構件相匹配,使實際施工簡單化,盡量減少梁柱節(jié)點單獨澆筑混凝土。2)在現(xiàn)場施工方面:當梁板比柱的混凝土強度等級低5MPa時,節(jié)點區(qū)可用樓蓋混凝土強度等級澆筑,其節(jié)點核心區(qū)截面承載力一般仍能滿足要求;當梁板比柱的混凝土強度等級低10MPa及10MPa以上而仍用梁混凝土澆筑節(jié)點區(qū)時,則必須對節(jié)點區(qū)采取措施。處理措施可分兩種:a.當梁板比柱的混凝土強度等級分別低10MPa和15MPa時,節(jié)點區(qū)需增設豎向短筋,其數量分別為柱主筋配筋量的50%和100%;b.當梁板比柱的混凝土強度等級低20MPa及20MPa以上時,再靠增設節(jié)點區(qū)短筋來提高承載力已不可行,其原因一方面是無法布筋,另一方面是短筋數量太大。因此節(jié)點區(qū)需采用與柱同等級混凝土單獨澆筑,為防止交接面形成施工冷縫,建議施工時節(jié)點區(qū)混凝土采用塔吊用漏斗澆筑,梁板混凝土則采用泵送同時澆筑。
1.2 混凝土保護層厚度問題
1.2.1 施工中存在的問題
GB 50204—1992混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范第3.5.8條規(guī)定:受力鋼筋保護層厚度梁柱允許偏差為±5rflrfl。但是框架結構施工中,當梁邊與柱邊平齊時,柱的縱筋必須包梁的縱筋,即梁的縱筋要在柱縱筋的內側,此時,平齊的梁側往往容易開裂;另外高層框架結構的頂層角節(jié)點處,由于鋼筋實際加工的原因,一般會出現(xiàn)角節(jié)點外側鋼筋保護層過厚的情況,此處亦往往出現(xiàn)裂縫。
1.2.2 防裂措施
GB 50010—2002混凝土結構設計規(guī)范第9.2.4條規(guī)定:當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于4cm時,應對保護層采取有效的防裂構造措施。1)梁邊與柱邊平齊時梁側的防裂措施:在粱縱筋彎折處加設附加鋼筋41o。2)框架角節(jié)點處 的防裂措施:加設鋼筋網片,以提高角節(jié)點處的抗裂性。
1.3 梁柱節(jié)點箍筋施工問題
1.3.1 一般施工做法的弊病
梁柱節(jié)點施工的復雜性主要表現(xiàn)為:節(jié)點構造復雜,鋼筋分布密集,施工難度大,特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯,箍筋綁扎不便,采用整體沉梁時節(jié)點區(qū)下部箍筋無法綁扎,致使梁柱節(jié)點部位不放或少放柱子箍筋,留下嚴重后患。
1.3.2 改進的措施
柱子節(jié)點區(qū)箍筋現(xiàn)場焊接在縱向短筋上形成整體骨架,再將整體骨架套入柱縱筋并擱置在樓板模板面上,穿梁鋼筋并綁扎。為防止附加短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難,附加縱向短筋應偏離箍筋角部約5cm。
2 結語
對于高層建筑鋼筋混凝土框架結構的施工,有關規(guī)范雖已有詳細規(guī)定,但仍有若干問題沒有明確具體做法,通過以上幾種節(jié)點處理方法,解決梁柱節(jié)點處的施工問題,有利于提高和保證主體結構的施工質量。
參考文獻:
[1]JGJ 3—2002,高層建筑混凝土結構技術規(guī)程[s]。
[2]GB 50204—1992,混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范[S]。
[3]GB 50010—2002,混凝土結構設計規(guī)范[S]。
[4]陳翠榮.框架結構設計中應注意的幾個問題[J].山西建筑,2007。33(4):58-59。
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