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【摘要】在建筑施工过程中需要采用钢筋混凝土结构,而高层建筑的框架结构梁柱节点又较为复杂,如何在高层建筑框架结构梁柱的节点区上符合要求标准地浇筑混凝土,是值得我们深入探究的问题。本文讨论了高层建筑梁柱节点施工过程中容易出现的问题,分析了常见的施工方法,讨论了对裂缝的处理方法,希望能够对高层建筑框架梁柱节点的混凝土施工有所帮助,提高施工质量。
【关键词】高层建筑框架梁柱节点混凝土
在混凝土施工过程中,有不同的设计强度,当柱的设计强度比梁、楼板高时,就应该在梁柱节点的混凝土施工中采取一定的措施,实现施工质量的监督控制管理。高层建筑有不同强度的梁柱节点混凝土设计,在浇筑时应该特别注意。
一、高层建筑梁柱节点易出现的问题
梁柱节点,是一个很特别的部位,它的受力情况非常复杂,在高层建筑框架中担任着多个重要的角色,起到很多作用。首先它是柱的一个部分,能够向下传递内力;同时,它又可作为梁的支座,承受本层梁所传递的弯矩、剪力和扭矩。在高层建筑梁柱节点施工过程中,往往会出现一些问题,其中最常见的问题有:1)框架顶层端节点钢筋的搭接形式问题;2)梁柱混凝土强度相差大于一个等级时,如何设计节点混凝土强度的问题;3)梁柱节点处的防裂问题[1]。
除了这些问题以外,我们还需注意在实际的施工过程中,梁柱节点区域结构复杂,特别是结构的中间部位,结构更是错综,钢筋纵横。梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部,呈现出“井”字型交叉的状态,这样一来,柱子的箍筋绑扎就会很麻烦。就现状来看,许多施工单位在框架结构的施工中采取的做法,普遍都是先安装梁板模板,然后绑扎梁钢筋并安装,再整体沉梁。这样的做法导致节点区的箍筋就无法绑扎,因此梁柱节点区常出现不放钢筋的现象,即使有也只是少量,而且摆放杂乱,节点区的施工质量令人堪忧。
考虑到这一点,有些施工单位采取的措施是用两个开口箍筋对向拼合,但是这种方法使不符合施工规范的。根据规定,箍筋必须封闭,末端还得带有弯钩,这样的箍筋才能对混凝土核心区起到真正的约束作用。还有一些施工单位想到的办法是在沉梁之前绑扎好柱箍筋,让箍筋与梁一起下落,但由于箍筋与柱纵筋的摩擦以及下落的不平衡,箍筋不能够顺利下落,需要施工人员强力往下打落,致使箍筋变形,而且箍筋也不能下落到位。这样的施工办法下,箍筋不是封闭绑扎的,又杂乱变形,间距也达不到标准。
以上这两种施工单位常用的解决方法其实并不能很好地解决问题。那么怎样才是符合规范又保证质量的解决办法呢?我们可以采取这种办法:首先,在下料加工钢筋时,可以根据节点区的箍筋高度,加工出与箍筋同级别的短钢筋若干,先焊接好箍筋的开口处,然后按照设计的间距,用短钢筋焊接柱箍筋,可在箍筋的每边或两边相对焊接,加工成上下开口四周封闭的整体骨架。其次,安装梁钢筋前,把加工好的整体骨架套入柱纵筋,用垫木放在楼板模板上,然后穿梁纵向钢筋,再进行绑扎,梁钢筋安装完成后再沉梁,这样整体骨架就会与梁一起顺利下落,不会开口、变形。这种施工方法能够完美地保证节点区的钢筋数量和间距,达到施工质量要求。
二、梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法
高层建筑结构的发展越来越快,高层建筑梁柱节点区不同强度等级的混凝土浇筑施工必须要符合抗震设计原则和结构设计要求,即“强柱弱梁、强剪弱弯”和“强节点、强锚固”,既要满足高层建筑的使用功能,又要保证观感质量。通过多年的工程实践和探究总结,形成了一些非常实用的施工方法。以下,我们选取几个重点方法详细介绍:
(一)不同等级混凝土邻接面的留设
我们知道,高层建筑框架结构梁柱节点的钢筋混凝土结构十分复杂,根据对荷载组合及内力的计算所得结果,同层的竖向结构(柱、墙)混凝土强度等级要比水平结构(梁、板)高一些。在钢筋混凝土框架结构中,水平结构施工时的施工缝留在柱脚,若柱顶要留施工缝,则应留在梁底。如果同层的竖向结构和水平结构同时浇捣钢筋混凝土,那么柱顶则不留施工缝[2]。
(二)梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
高层建筑无论是使用商品混凝土还是使用现场搅拌站泵送浇捣,在梁柱节点区这一核心区域的混凝土浇捣的方法应该是:无论柱顶预留施工缝与否,都应该先用用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土,使之就位,实行分层振捣的方式,在楼面梁板处设置钢丝网片,留出45°斜面。在混凝土初凝前泵送浇筑楼面梁板的混凝土。
若采用这种方法来浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土,最关键的地方就是控制高低强度等级混凝土的良好邻接,不能留下冷缝,所以最好是在柱顶梁底处留设施工缝,以此来缩短梁柱节点区强度等级高的混凝土的浇筑时间,避免冷缝的形成。
与此同时,在梁柱节点区进行振捣时,因钢筋密集,应该采用小型插入振捣器加强振捣,避免死角处有漏振的情况发生。如果钢筋过分密集,施工单位应提前与设计单位联系协商,采取恰当的措施,保证梁柱节点区混凝土的设计强度和密实程度。
(三)梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点区有不同强度等级的混凝土设计,如果分别浇捣不同等级的混凝土,会给施工造成诸多不便,这样邻接面也比较容易形成冷缝。为了避免这些问题,如果柱子混凝土强度的等级比梁板混凝土强度的等级差距不超过两级,可以考虑一下将梁柱节点区的混凝土与梁板一起浇捣。但必须要说明的是:用这种浇捣方式时,梁柱节点区的混凝土强度等级与梁板处一样,那么柱在竖向的荷载作用下的承载力不足,地震作用下的抗剪承载力也不足,所以一般情况下都不予采用。
三、控制和消除梁柱节点处裂缝的具体措施
(一)产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
即使按照不同的强度等级为序,先柱后梁浇捣混凝土,少数楼层在高低强度等级混凝土的交界附近还是会出现轻微裂缝。经过研究分析后,我们认为这并不是荷载作用下产生的结构裂缝,所以并不会对结构安全造成威胁。尽管这种情况难以避免且无大碍,但我们还是应该对工程质量严格要求,尽量找出裂缝产生的原因并控制和消除裂缝,尽最大努力提高工程质量。
经过分析,裂缝产生的原因大致有以下几种:
1.梁柱节点区浇捣的混凝土的强度等级差距较大,相差两级时,混凝土的水泥用量、水灰比、用水量都不同。柱子的体积大,需要大量的水泥,产生的水化热高,不同强度的混凝土的收缩不同,这样裂缝就产生了。
2.柱子的断面大,刚度大,相对而言,梁的界面较小。在柱子的强大约束下,梁的混凝土收缩会受到限制。
3.不同强度等级的混凝土的配合比不一样,高等级的水泥用量比较多,水灰比、含砂率、坍落度偏大。
4.现浇梁板的梁在板下,板充分吸收了上面保养的水,梁缺少水分的养护,造成梁的内外不均匀收缩。
5.梁的侧面水平构造使用的钢筋太少。
(二)防比梁柱节点处裂缝的措施
针对裂缝产生的原因,相对应的可以有下面的改进措施:
1.建议混凝土搅拌厂调整配合比,设计出合理的搅拌方案,在保证强度等级和可泵性的前提下,柱用混凝土,要减少水泥用量,降低含砂率、坍落度和用水量,提高石子含量,并调整粉煤灰和外加剂的用量。
2.采用“先高后低”的等级制节点区浇捣原则,并且在先浇筑的柱混凝土初凝前进行梁板混凝土的浇捣,事先一定要做好技术上的准备工作。
3.梁板混凝土在初凝前要进行二次振捣,增加水平构造的钢筋用量,采用塔吊输送柱混凝土,检测混凝土的坍落度[3]。
4.加强梁混凝土的水分养护,不仅在板面浇水,板下梁侧也要浇水。若承重脚手架还未拆除,则可用高压水枪来浇水,推迟拆除梁侧模的时间。
参考文献:
[1]刘全荣.高层建筑框架梁柱节点施工技术探讨[J].现代装饰(理论),2011,02:176+178.
[2]张立宾.浅谈高层建筑梁柱节点混凝土的施工[J].民营科技,2011,05:308.
[3]杨汉平.浅谈高层建筑框架结构梁柱节点的施工工艺及要点[J].企业导报,2011,11:250-251.