一種結(jié)構(gòu)抗震性能的好壞主要依賴于自身的強度和延性,框架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)其優(yōu)越性能的基本保證是實現(xiàn)設(shè)計準(zhǔn)則“強柱弱梁,強剪弱彎,強節(jié)弱桿強錨固”。
一、施工中存在的問題
例如某高層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)商業(yè)寫字樓,地下2層,地上12層、局部18層,建筑檐口高度為62.6m。地下部分柱截面為1000㎜×1000㎜,混凝土強度等級為C50,首層至3層柱截面為850㎜×850㎜,9層以下柱混凝土強度均為C50,梁板強度等級C30,梁截面450㎜×450㎜,采用泵送商品混凝土。本工程中安裝箍筋和澆混凝土難度均非常大。
?。ㄒ唬╀摻钍┕?br/> 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后,節(jié)點抗剪強度就取于節(jié)點箍筋的配置情況,所以梁柱節(jié)點的箍筋設(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。
2、縱向受力鋼筋排距不勻?!痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002中嚴(yán)格要求,梁上部縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于30㎜和1.5d(d為鋼筋最大直徑),下部縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于25㎜和d。實際施工中,節(jié)點內(nèi)梁的上下縱向鋼筋排距卻不到規(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。
3、梁主筋的錨固。梁主筋的錨固問題出現(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=1.15La,并應(yīng)伸過節(jié)點中心線不小于5d,當(dāng)縱向鋼筋在邊節(jié)點內(nèi)向下彎折,且彎折后水平投影長度不小于0.4LaE,垂直投影長度取15d。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(biāo)高下2~3㎝,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。
(二)混凝土施工
高層框架結(jié)構(gòu)由于受柱軸壓比和截面限制,下部幾層柱一般采用高強混凝土,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)定不超過C40。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,習(xí)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,可能會產(chǎn)生一系列問題。首先節(jié)點混凝土的供應(yīng)量和澆筑時間不易控制,會導(dǎo)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(zhǔn)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(zhǔn)確地做到節(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。
二、解決措施
(一)節(jié)點加密箍筋設(shè)置
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。方法2:將節(jié)點分成若干組,每組指定1名專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)鋼筋安裝。提前核對通過每個節(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。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(fù)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。按照準(zhǔn)確位置綁扎縱橫梁筋,調(diào)整就位節(jié)點部位的箍筋并綁扎。
?。ǘ╀摻铄^固
方法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個直徑10d長的鋼筋頭,以擴大端部,增加錨固力。上部第2層鋼筋采用彎鉤的形式。最上面鋼筋伸到節(jié)點外邊處并全部焊接到1塊12~16㎜厚鋼板上。此方法盡管未經(jīng)過驗證,但卻是參照國外成熟方法EG固定板法設(shè)計,即可避免彎鉤處的“把子筋”,又能保證鋼筋間距,方便節(jié)點鋼筋安裝,不足是鋼筋就位后需進行焊接作業(yè)。方法2:認(rèn)真核對進入節(jié)點的梁鋼筋,按照要求計算鋼筋需要彎折的量。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,對不同長度的鋼筋進行編號。設(shè)計人員專門負(fù)責(zé)此類節(jié)點的鋼筋下料和安裝檢查。按照排到圖中的鋼筋下料長度,對同層鋼筋進行不同長度的下料。按照編號將鋼筋對號安裝到指定位置。
?。ㄈτ诠?jié)點為同強度等級的混凝土澆筑
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。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。
當(dāng)節(jié)點混凝土強度相差2級(10MP)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。當(dāng)相差3級(15MPa)及以上時,可采取下列任一措施進行補足:可根據(jù)節(jié)點所處的部位及與梁板混凝土強度相差別的多少增設(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;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;節(jié)點水平加腋。節(jié)點處增設(shè)X形鋼筋,并確保其錨固長度。
(四)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
此時必須用柱混凝土澆筑,只能按照一般的方法,在節(jié)點區(qū)外梁土上用金屬網(wǎng)分隔,嚴(yán)密組織,精心施工,確保節(jié)點混凝土質(zhì)量。應(yīng)遵照以上措施:攪拌站提供商品混凝土,并負(fù)責(zé)混凝土配合比的確定;制定嚴(yán)格的施工方案,根據(jù)澆筑進度確定不同強度混凝土進場順序和方量;混凝土運輸車要編號,并建立實時通訊聯(lián)系,在每車混凝土出場時要向現(xiàn)場專門負(fù)責(zé)的人員講明車號、混凝土強度等級、發(fā)車時間等內(nèi)容;梁板混凝土采用泵送,節(jié)點混凝土由塔吊用料斗調(diào)運;現(xiàn)場負(fù)責(zé)人要指揮混凝土車的的供混凝土次序、時間,強度不同的混凝土運于是到作業(yè)層時要及時通知;作業(yè)層由專人負(fù)責(zé)指揮澆筑,要確保節(jié)點混凝土先行澆筑,高強度混凝土澆筑時要留有余量,高出板面一部分,以備振搗時密實下沉;梁板混凝土在切點混凝土澆筑后及時進行澆筑;節(jié)點周邊梁板混凝土澆筑后,再振搗節(jié)點處,這樣可避免節(jié)點混凝土的流竄。
?。ㄗ髡邌挝唬浩吲_河七煤公司)