梁柱节点区域与梁板混凝土强度不同时的施工工艺探讨

摘要：对于框架结构，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，其破坏形态主要为剪切破坏，在地震力反复作用下将形成多种交叉裂缝，把节点核心区分为若干混凝土块体，将大幅度降低节点区域的混凝土强度，为此，施工时应确保节点处的强度。文章对梁柱节点区域与梁板混凝土强度不同时的施工方法的若干关键问题进行了探讨。
　　关键词：高层建筑，梁，柱，节点，施工方法
　　
　　
　　１．引言
　　近年来，随着建筑业的飞速发展，高层超高层建筑不断增加，在高层或超高层建筑中，往往要求底层或较低层柱有较高的承载力，同时又要求减小柱子截面，增大使用面积，这样高强度等级的混凝土就被应用（如C60、C70）。但是各层中梁的混凝土可能均为强度等级较低的混凝土（如C30、C40）。这就使得梁柱的强度等级产生差别。另外，工程中对高层或超高层建筑的抗震性能有一定的要求，为了到达较好的抗震性能，结构需做到“强柱弱梁，节点更强”。因此，梁柱混凝土强度等级不同可能造成设计中梁柱节点与同层梁板的混凝土强度等级不一致的现象，这给相对重要的梁柱节点区的施工带来了一定的困难，若处理不好，将严重影响工程质量，存在重大的工程隐患。本文就梁柱混凝土强度等级不同时，梁柱节点区域如何施工的问题进行探讨，给出了几点施工建议，以便于解决实际工程中类似的问题。
　　２．解决方法
　　按照常规的施工方法，节点区域的混凝土要和同一层的梁板一起浇筑，根据以往的计算分析和实际的经验，对于节点区域混凝土强度等级与梁板混凝土强度等级不同的情况，可按以下方法进行施工：
　　（1）当节点区域混凝土的强度等级与梁板混凝土强度等级相差较小（≤5MPa）时，可忽略此差别，直接按照梁板混凝土的强度等级，同时浇筑。
　　（2）当节点区域混凝土的强度等级与梁板混凝土强度等级相差10MPa以下时，考虑到节点区域箍筋约束对混凝土强度的提高，可在同设计人员商议讨论后，按照梁板混凝土的强度等级，将节点与梁板的混凝土同时浇筑。
　　（3）当节点区域混凝土的强度等级与梁板混凝土强度等级相差10MPa以上时，需按各自的混凝土进行浇筑。节点区域与梁板中的施工缝设置在节点区外，如图1所示。
　　a)中柱节点
　　
　　b)边柱或角柱节点
　　图1不同强度混凝土的施工缝
　　在节点区域与梁板不同强度混凝土的交界处，须设置45度的角度，需设置金属网分隔。施工时应认真施工，精心安排施工组织，保证工程质量。交界处所处的位置应设置在梁端，因为这样可以确保强柱弱梁，节点更强。另外，交界面应保证距柱边的距离不小于1倍的梁高（如图1所示）。这点是根据大量的试验研究和理论分析得出的，试验研究和理论分析表明，框架结构的震损多发生在梁端1倍梁高以内，即塑性角形成的位置。因此要将不同混凝土的交界面位置设置在1倍梁高以外。
　　3．防止不同强度混凝土交界处裂缝出现的措施
　　3.1．不同强度混凝土交界处裂缝出现的原因
　　若节点区域与梁板混凝土分别浇筑，则在其交界处经常会出现裂缝，这些裂缝主要由以下几点原因引起：
　　（1）不同强度等级的混凝土，其配合比不同，这导致用水量，水泥量等均不同，因此，两种混凝土的收缩性能不同，一般来说，高强混凝土的收缩较大。这样两种混凝土均产生收缩，使得交界处裂缝出现。
　　（2）分批浇筑时，振捣会影响先前浇筑的质量，容易将先前浇筑的混凝土产生局部不均匀，因此在交界处产生裂缝。
　　3.2．防止裂缝出现的措施
　　根据上述分析的原因，为防止和减小裂缝出现的几率，可采取以下的施工措施：
　　（1）在不影响混凝土强度的情况下对混凝土的配比适当调整，可适当掺入膨胀剂，使得收缩尽可能地减小。也可在交界面多配置些钢丝网或钢筋以控制裂缝。
　　（2）在节点处，对强度等级高的混凝土先振捣，对强度等级低的混凝土后振捣，然后再重复振捣强度等级高的混凝土，事先做好技术交底和准备工作。
　　（3）严格控制混凝土的坍落度，保证节点核心区混凝土的密实。
　　（4）对混凝土进行精心地养护，确保在养护期间不出现收缩裂缝，在拆模时要格外小心，避免拆模时产生裂缝。
　　4．节点核心区的钢筋
　　在现浇框架结构梁柱边节点或角节点核心区域，梁中和柱中的钢筋均无法直通，必须在节点区域进行搭接、锚固以满足规范要求。在施工图中，必须给出详细的搭接锚固做法。但是在很多时候，设计单位并没有给出详细地施工做法，而施工单位就按常规做法进行施工。为了满足搭接锚固长度，需要将钢筋弯折，为了避免节点混凝土被斜压和局压破坏，钢筋弯折的角度不能太小。
　　抗震设计时，为了确保钢筋混凝土框架节点区域的混凝土强度，节点区域的钢筋需加密，配筋量不应小于柱端加密去的配筋量。箍筋末端应做135度的弯钩，平直段不得小于10倍的钢筋直径。节点区域的钢筋比较多，比较复杂，在实际施工中，施工和监理部门都必须严格把关，确保相对重要的节点区域的施工质量。
　　5．结论
　　本文以实际工程为背景，就施工中常见的梁柱混凝土强度等级不同，造成节点区域混凝土强度等级与同层梁板混凝土强度等级不同的问题进行了阐述，提出了切实可行的解决施工中节点区域不同强度等级混凝土施工的措施，并给出了如何防止裂缝出现的具体做法，最终解决了实际问题，可供实际工程参考。可以看出，本文从实际出去，解决实际问题，具有一定的意义。
　　
　　参考文献
　　[1]陈肇元，朱金铨，吴佩刚.高强混凝土及其应用[M].北京：清华大学出版社，1992
　　[2]丁大钧.高性能混凝土及其在工程中的应用[M].北京：机械工业出版社，2007
　　[3]唐九如.钢筋混凝土框架节点抗震[M].南京：东南大学出版社，1989
　　[4]陆浩亮，李思明，金国芳.梁柱不同混凝土强度的高层框架节点试验和有限元分析[J].力学季刊，2004，25（1）：129~134
　　