高层建筑钢筋混凝土框架结构梁柱节点核心区施工技术

　　高层建筑钢筋混凝土框架结构梁柱节点核心区施工技术
　　陆总兵陆艳辉
　　南通新华建筑集团有限公司
　　【摘要】对于高层建筑钢筋混凝土框架结构，梁柱交叉点处为节点，节点承受由梁柱传递来的轴心、弯矩、剪力的共同作用，受力状态很复杂。对于钢筋混凝土框架结构的施工，有关规范虽已有详细规定，但仍有若干问题没有明确具体作法，给工程质量留下隐患。本文针对粱柱节点钢筋施工、混凝土强度等级等方面在实际施工中容易出现的的常见问题，提出了相应的解决措施进行探讨。
　　【关键词】框架结构；梁柱节点；不同强度；施工技术
　　一、梁柱节点钢筋的施工
　　在实际施工中，梁柱节点区钢筋密集，构造复杂，特别是处于结构中间部位的柱子，梁柱钢筋纵横交错，梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部，呈井子形交叉，这样柱子的箍筋绑扎就很不方便。在框架结构施工中，施工单位普遍采取先安装梁板模板，再绑扎安装梁钢筋，待梁钢筋安装结束，然后整体沉梁，那么节点区箍筋就无法绑扎，致使梁柱节点区出现不放、少放或者即使放也是杂乱的挤在一起，这样就会给节点区质量留下安全隐患。由于意识到这个问题对工程质量的影响，有些施工单位施工人员就采取用两个开口箍筋对向拼合的方法，然而这种做法显然是不符合规范规定的。根据规范的规定，为保证箍筋对混凝土核心区起到约束作用，箍筋要封闭、末端要有弯钩。还有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋绑扎好，然后和梁一起下落，由于箍筋与柱纵筋摩擦且下落不平衡，使得箍筋不能下落出现施工人员强力往下打的现象，不但把箍筋打得变形，而且也不能使得箍筋到位。这样做的结果是箍筋没有得到封闭绑扎且杂乱变形，间距更不会满足规范要求。以上两种方法都不能解决节点核心区箍筋施工的问题。具体可采取以下措施：
　　第一，在钢筋下料加工的时候，就考虑增加若干根与箍筋同级别的短钢筋；具体长度根据节点区箍筋高度确定，箍筋开口处先焊接好，然后把柱箍筋按照设计间距用短钢筋焊接，可以在箍筋每边或两边相对焊接即可，加工成上下开口四周封闭的整体骨架。
　　第二，在安装梁钢筋之前，把整体骨架套入柱纵筋并用垫木搁置在楼板模板面上，然后穿梁纵向钢筋并绑扎，待梁钢筋安装完沉梁时，节点区骨架就与梁整体下落，且不会出现变形、开口的问题。这种方法可保证节点区箍筋的间距与数量，实施效果很好，使得节点区箍筋能够满足规范要求。
　　二、梁柱节点不同强度等级混凝土的施工
　　出于结构和经济方面的考虑，柱和梁板的混凝土强度等级往往是不同的。如果在混凝土施工中不认真分析考虑，盲目地施工，极易引起质量事故。从设计角度看梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足。从施工角度看，节点区域选用较高强度混凝土也是必要的。施工规范要求在梁柱混凝土强度等级差异较大时，应使节点混凝土强度等级与柱相同。
　　1、不同等级混凝土邻接面的留设
　　在钢筋混凝土结构中，高层建筑框架结构的梁柱节点比较复杂，由于荷载组合及内力计算的结果，要求同一层的竖向结构(柱、墙)混凝土强度等级高于水平结构(梁、板)的混凝土强度等级。钢筋混凝土框架结构，水平施工缝通常留于柱脚，柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣，则柱顶不留施工缝。
　　2、梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
　　根据高层建筑多数使用商品混凝土或现场搅拌站泵送浇捣的情况，梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法，不管柱顶留或不留施工缝，均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施，确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
　　3、梁柱节点随同楼面统一浇捣
　　梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时(10N/mm２)，可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用。施工时先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分，然后于初凝前再浇梁板的较低等级混凝土，原则是保证节点处的强度不被削弱。
　　三、梁柱节点处混凝土产生裂缝的原因
　　梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，也会有少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。其裂缝的具体原因是：
　　1．梁柱节点处，混凝土的强度等级相差较大，(相差两个等级)时，不同强度等级的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发，体积逐渐缩小，产生收缩，高低强度等级混凝土本身的收缩有差异，共交界附近容易产生裂缝。
　　2．柱子断面大，刚度大，梁的截面相对较小，又受柱子的强大约束，梁体混凝土的收缩受限制，也容易在较薄弱的交界附近产生裂缝。
　　3、商品混凝土配合比中，高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，混凝土浇捣后又未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩。水化热释放量较大，而又未及时得到水分的补充。因而在硬化过程中，受到支座的约束，势必产生温度应力而出现裂缝，这些裂缝也首先产生在较薄弱的高低强度等级混凝土交界部位。
　　4、现浇梁板的梁在板下，上面保养的水被板充分吸收，而梁得不到充足的养护水分，造成梁的内外不均匀收缩，也容易导致梁的两侧面产生裂缝。
　　5、有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少，对梁的抗收缩裂缝不利
　　高等级混凝土初凝后浇捣低等级混凝土。虽然微裂在混凝土中是很难避免的，但是应从严要求，分析原因，裂缝如不是荷载作用下的结构裂缝一般不影响结构安全使用。但尽量控制和消除这类裂缝，进一步提高工程质量。
　　四、梁柱节点处裂缝的防治措施
　　根据上述原因分析，采取的具体防裂措施如下：
　　1．要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整以减少混凝土的收缩量。
　　2．节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝后继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
　　3、梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。
　　4、在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。
　　5、严格控制混凝土拌合物的坍落度，节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送，以期降低坍落度。在现场，对每车混凝土都应进行坍落度检测。
　　6．混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，这样既可减少温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。
　　7．增加梁的侧面水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。
　　只要采取的针对性措施到位，对症下药，并精心施工，梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到最大限度的控制。要彻底消除裂缝现象，尚有待不断提高施工技术和不断积累施工经验，采用更为科学的解决方法。
　　五、结束语
　　高层建筑的框架结构节点处，经常会出现柱混凝土强度等级比同一层梁板高的情况，通常的施工方法是先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分，然后于初凝前再浇梁板混凝土。只要采取的针对性措施到位，并精心施工，梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝完全可以得到避免。
　　参考文献
　　[1]GB50010-2002.混凝土结构设计规范.
　　[2]03G101.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图