張根明

(麗水市同德建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 麗水 323000)

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高層建筑不等墻梁柱節(jié)點(diǎn)的處理方法

張根明

(麗水市同德建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 麗水 323000)

根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)資料，并結(jié)合在施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不等強(qiáng)度混凝土的墻、柱、梁節(jié)點(diǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及安全可靠性和抗震性進(jìn)行分析，進(jìn)而為設(shè)計(jì)單位結(jié)構(gòu)工程師及施工企業(yè)的技術(shù)人員提出設(shè)計(jì)和施工建議。

梁柱節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)分析；設(shè)計(jì)；施工

1　不等墻梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1)從理論上說(shuō)，梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)既可同柱墻，也可同梁板，且同梁板時(shí)更便于現(xiàn)澆混凝土的施工。但國(guó)內(nèi)對(duì)于不等墻梁柱節(jié)點(diǎn)的研究及試驗(yàn)資料積累得不多，因此我國(guó)目前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)此沒(méi)有明確的計(jì)算公式或構(gòu)造規(guī)定(工程設(shè)計(jì)時(shí)一般控制柱、墻混凝土強(qiáng)度與梁、板混凝土強(qiáng)度之差≤10 MPa)。這樣，實(shí)際工程中節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土強(qiáng)度一般就高不就低，即多與柱、墻混凝土強(qiáng)度相同，而很少與梁、板混凝土相同。

2)若為了施工方便，節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度采用與梁、板混凝土相同的方案(即低強(qiáng)夾芯節(jié)點(diǎn)方案)，則必須計(jì)算節(jié)點(diǎn)處混凝土的折算強(qiáng)度，具體可以參考美國(guó)混凝土規(guī)范ACI 318—99或加拿大規(guī)范CSA A23.3—94的相關(guān)條文。美國(guó)混凝土規(guī)范ACI 318—99規(guī)定：如果柱混凝土強(qiáng)度為樓板的1.4倍以上，則應(yīng)采用下列措施之一。

①先澆柱節(jié)點(diǎn)混凝土，強(qiáng)度與柱相同，其部位要求見(jiàn)圖1。必須在節(jié)點(diǎn)混凝土初凝前澆筑樓板混凝土。

圖1　節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度

②節(jié)點(diǎn)處采用與樓層相同強(qiáng)度的混凝土(即節(jié)點(diǎn)與樓板同時(shí)澆筑)，如節(jié)點(diǎn)處強(qiáng)度不夠，可用插短筋加配螺旋箍的方法補(bǔ)足。

③當(dāng)柱四邊皆有高度近似相等的梁，可將節(jié)點(diǎn)與樓層梁板同時(shí)澆筑，并按下式計(jì)算節(jié)點(diǎn)處混凝土的折算強(qiáng)度。

(1)

加拿大規(guī)范CSAA23.3—94也有類(lèi)似規(guī)定，其計(jì)算公式為：

(2)

2　不等墻梁柱節(jié)點(diǎn)的施工

2.1施工縫的留置與處理

在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，為了保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體性，應(yīng)盡量不留或少留施工縫。由于施工技術(shù)的原因不得不留時(shí)，其留置原則為“預(yù)先確定，在受剪力較小且便于施工的部位”。對(duì)于重要的、復(fù)雜的工程，施工縫的位置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求留置。如果留置位置不當(dāng)或處理不好，將引起質(zhì)量事故，輕則開(kāi)裂滲漏，影響正常使用和建筑物的壽命；重則危及結(jié)構(gòu)安全，造成重大損失。因此，施工縫的留置位置與處理是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的一項(xiàng)關(guān)鍵工作。

筆者認(rèn)為，除了將施工縫的位置留置在剪力較小的部位外，還應(yīng)盡量減少施工縫的表面積，因此，最好的留茬形式是與梁軸線垂直。當(dāng)然，在防水混凝土工程中，為了延流路線并阻擋水的滲流，除埋設(shè)止水鋼板外，也常留踏步縫或凹凸縫。

2.2掛網(wǎng)澆筑混凝土

隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展和商品混凝土的推廣普及，以及混凝土緩凝劑、混凝土泵和泵車(chē)的廣泛運(yùn)用，梁板與柱墻交接處不等強(qiáng)混凝土的澆筑已能較好地解決，見(jiàn)圖2。將鋼絲網(wǎng)(孔眼15mm左右，過(guò)大攔不住，過(guò)小影響結(jié)合面石子的相互咬合)掛在距離柱邊500mm處(該距離可視混凝土坍落度的大小適當(dāng)調(diào)整)以攔截柱中高強(qiáng)度、高流動(dòng)性混凝土涌入梁中，然后在梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土初凝前澆筑梁混凝土即可。

圖2　掛網(wǎng)澆筑混凝土

需要注意的是，在滿足泵送要求的前提下應(yīng)控制柱混凝土的坍落度盡量小，如在160mm以內(nèi)。先下柱混凝土，若柱混凝土坍落度較大，柱頭混凝土應(yīng)待梁的混凝土卸料后再振搗，以避免柱混凝土漿液過(guò)多地透過(guò)鋼絲網(wǎng)流失到梁中。

為避免不同強(qiáng)度等級(jí)混淆，建議混凝土公司直接用混凝土本車(chē)上的布料桿輸送用量相對(duì)較少、強(qiáng)度相對(duì)較高的節(jié)點(diǎn)混凝土。

2.3節(jié)點(diǎn)混凝土替換技術(shù)

當(dāng)不具備以上商品混凝土供應(yīng)條件時(shí)，為了保證樓蓋混凝土的整體性，則需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)混凝土的替換。

2.3.1中柱節(jié)點(diǎn)

1)承載力足夠，可用梁的混凝土澆筑柱頭。

2)若承載力不足，可在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)插短筋并加配螺旋箍，此種方法不改變節(jié)點(diǎn)外形。

3)當(dāng)梁板結(jié)構(gòu)中梁寬小于柱寬的1/2，且梁柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)懸殊，或梁、柱鋼筋太密，可在節(jié)點(diǎn)周?chē)雠c梁同高的水平加腋，并配置適量的構(gòu)造鋼筋(圖3)，以加強(qiáng)對(duì)梁柱核心區(qū)的約束。

4)文獻(xiàn)[1]在未考慮環(huán)形箍筋對(duì)節(jié)點(diǎn)混凝土的約束作用時(shí)，采用八邊形箍筋加固方法(圖4),會(huì)增加箍筋的工作難度及構(gòu)造短鋼筋的用量，同時(shí)也增加了工人的作業(yè)量。如果考慮八邊形箍筋對(duì)節(jié)點(diǎn)混凝土的約束，則箍筋應(yīng)采用焊接環(huán)形，其間距應(yīng)為40～80mm。

圖3　水平加腋節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

圖4　八邊形箍筋加固方法

筆者認(rèn)為，最好不采用對(duì)節(jié)點(diǎn)加腋的做法，原因如下：

1)加腋會(huì)增加節(jié)點(diǎn)鋼筋的人工及材料消耗量，增加支模難度，同時(shí)減慢工程進(jìn)度；

2)加腋后如不吊頂，會(huì)使房間美感下降；吊頂則會(huì)降低房間凈空高度。

2.3.2邊、角柱節(jié)點(diǎn)

對(duì)于柱邊及角柱點(diǎn)又分為帶懸挑樓板和不帶懸挑樓板2種。帶懸挑樓板的邊、角柱，當(dāng)懸挑長(zhǎng)度大于2倍柱寬時(shí)可按中柱對(duì)待。不帶懸挑樓板的邊、角柱，可按美國(guó)有關(guān)試驗(yàn)得出的公式進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于邊柱：

(3)

(4)

對(duì)于角柱(不分有、無(wú)梁)：

(5)

根據(jù)不同的柱和不同的約束條件，按以上公式計(jì)算出的節(jié)點(diǎn)混凝土折算強(qiáng)度來(lái)核算節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的承載力(剪切、軸壓、偏壓)，根據(jù)對(duì)多棟工程的計(jì)算，一般皆能滿足要求。

如果邊、角柱荷載較大，或邊、角柱界面小于中柱，其承載力不足或不富余時(shí)，則可按圖5所示的方法，加大核心區(qū)面積，并配置附加鋼筋。

如果建筑設(shè)計(jì)不允許加腋，在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)插短筋并加配螺旋箍來(lái)加強(qiáng)核心區(qū)的承載力，或采用2.2節(jié)的掛網(wǎng)澆筑方法。

圖5　加大核心區(qū)面積

3　結(jié)　語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑工程事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，高層建筑越來(lái)越多，在工程中使用高強(qiáng)度混凝土越來(lái)越廣泛，如何處理建筑工程墻、柱、梁混凝土強(qiáng)度不同引起施工質(zhì)量問(wèn)題、施工難度問(wèn)題，需要有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師參與施工組織及方案設(shè)計(jì)的審查工作，并在結(jié)構(gòu)施工圖說(shuō)明及有關(guān)節(jié)點(diǎn)中重點(diǎn)說(shuō)明施工方法。在施工圖交底時(shí)要做特別說(shuō)明，防止施工企業(yè)因技術(shù)水平差異和責(zé)任心不強(qiáng)，使墻、梁、柱節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

[1]白紹良，楊媛，楊紅，等.從各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)比看我國(guó)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震能力設(shè)計(jì)措施的有效性[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2010.

Processing Method of the Beam-Column Joints on theUnequal Wall for the High-Rise Buildings

ZHANG Genming

2015-12-14

張根明(1963—)，男，浙江龍泉人，高級(jí)工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

TU375

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1008-3707(2016)06-0010-03