抗震框架结构梁柱节点施工质量控制.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流抗震框架结构梁柱节点施工质量控制.精品文档.四、抗震框架结构梁柱节点施工应注意的问题该文献是针对总工办发布的2011年四季度项目部指导性学习计划中2011年11月份第一周培训内容提供的。前言：不等强梁柱节点问题（砼施工）强柱弱梁：柱比梁高12级，高层尤其是现柱C45C60，梁板C25C35.错误作法：与柱一样或与梁板一样浇筑节点区砼，范围不明确，分界不合理，分界面形式随意，有的离柱边50mm或500mm：有梁高h或负弯矩两端头，分界有垂直于梁轴或与梁轴成45角。正确作法：1、柱梁砼强度级差小于等于5Mpa，不管边节点或中节点。由于梁对节点约束作用及梁筋纵横穿过节点区和节点区筋的加密等作用完全可以实现强节点原则，方便施工，将节点与梁板一起施工用梁板砼。2、等级相差10MPa或以上，节点应采用柱一样砼，步骤：a、先将快易收口网绑扎在距柱边500mm或h（两者中大者）浇筑节点砼，可用塔吊不用泵送，这样可降低砼坍落度，节点砼稍落出楼面，暂不振荡。b、浇筑梁板砼，先浇筑靠分界部位，基本达到标高后，先震荡节点区砼，然后再震荡梁板砼这样可以两者防止混淆。注意，震荡应在砼初凝前完成，并且两边时间差应在2小时之内，防止冷缝。框架结构梁柱节点也称节点核心区，是主体结构的重要组成部分。在国内外历次地震中证明，框架结构的地震破坏大多发生在梁柱节点区，节点破坏主要是剪切破坏和钢筋锚固破坏，严重时会引起整个框架的倒毁。为此，我国新、老规范均强调了“强节点”的设计原则，对节点的箍筋和混凝土强度做了比较严格的规定。当地震发生时，节点应具有足够的强度和必要的延性，即使在强烈地震的作用下，在梁的塑性铰充分发挥作用前，框架节点也不应发生破坏。当前一些施工企业和施工技术人员恰恰对现浇框架节点部位的施工操作不够重视，节点施工质量控制不严，节点部位存在大量施工质量问题，无疑给工程质量留下了隐患。1 节点施工中的主要问题及解决办法1.1 节点区柱箍筋缺少绑扎、数量不足、间距不均表现为几个箍筋全堆在一起，或者空空的一长段没有箍筋；柱外圈箍筋满足要求，中间十字交叉箍筋缺少较多或没有；箍筋烧断；柱接茬混凝土未凿毛等。1)形成原因 部分施工管理、监理人员对节点区的箍筋重要性缺乏认识，认为节点区箍筋可有可无，质量意识比较淡薄；施工单位在施工中所采取的工艺流程限制，使得要做到节点区箍筋完全符合设计及规范要求十分困难，甚至是根本不可能。工程实践中最常见的框架梁柱施工做法有两种：一种是先将节点区的箍筋全部按要求绑扎好，然后绑扎框架梁钢筋。这种做法节点箍筋影响了框架梁钢筋绑扎，节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋将会很麻烦，尤其是穿带弯钩（如在边支座）的底筋十分困难。这时钢筋工不得不敲打已绑好的节点箍筋或解开扎丝，甚至会擅自烧断箍筋。另一种是用所谓“沉梁法”绑扎框架梁钢筋，即在绑扎柱箍筋时留下节点区箍筋不绑，等木工将节点模板、梁模板和楼板底模都安装好后，再在楼面上绑扎梁钢筋，绑完后拆除临时支架将梁钢筋骨架落到梁模内，这种做法很容易漏掉节点区的柱箍筋。实践中，即使是使用导筋或“U”形开口箍，都难以很好的解决问题，尤其是高层建筑中，当柱比较大，采用比较复杂的复合箍筋时，就根本不可能做到满足设计及规范要求。2)解决办法 提高操作人员认识，加强责任心为防止在地震发生时节点核心区发生剪切破坏，在设计上按照规范要求节点区箍筋一般与节点上下柱箍筋加密区相同，包括箍筋的规格、直径和间距等，设计采用复合箍筋时也是如此；细分工艺流程，合理安排施工顺序 只有木工和钢筋工紧密配合，才可能保证节点区箍筋符合设计及规范要求，做法是在穿好框架梁底筋后绑扎节点区箍筋；然后绑完框架梁钢筋后在梁面上加一道节点（定位）箍筋。具体施工流程为:拆除框架梁以下柱模安装框架梁底模柱头混凝土凿毛框架梁底筋绑扎节点箍筋绑扎框架梁梁面钢筋绑扎梁面上加节点（定位）箍筋一道节点区模板安装框架梁侧模及楼板底模安装。如果楼板底模用钢管做顶撑，也可以先搭顶撑架，利用它来做绑扎梁钢筋的操作架。1.2 梁纵筋有效锚固长度不足表现为梁纵筋未伸至远端柱边（柱纵筋内侧）或未过柱中线即弯钩，梁纵筋有效锚固长度0.4aE 或弯钩被人为烧短切断。1)形成原因 节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋，影响了框架梁钢筋绑扎，以至擅自烧断弯钩造成纵筋的锚固不够；施工人员认识不到位，认为直锚水平段满足长度=0.4aE 后拐直角弯15d即可，从而造成梁筋锚固长度不符合规范要求。2)解决办法 按正确施工流程解决钢筋绑扎中出现的问题；提高施工人员认识，直锚水平段长度 0.4aE 只是一个检验梁纵筋在端支座锚固的条件，并不是说可以取定直锚水平长度=0.4aE。在计算梁纵筋在端支座锚固的时候，首先是伸至柱对边（柱纵筋内侧），然后才比较直锚水平段长度 0.4aE。当直锚水平段长度aE时，可以不弯15d的直钩；反之，则必须弯15d的直钩。应当注意保证水平段 0.4aE非常必要，如果不能满足，应将较大直径的钢筋以“等强度或等面积”代换为直径较小的钢筋予以满足，而不应采用加长直钩长度使总锚长达aE的错误方法。当弯锚时，在弯折点处钢筋的锚固机理发生本质的变化，直钩长度到15d这个地方，已经没有内力作用，把直钩长度加大，只是浪费钢筋而已。1.3 梁纵筋在节点区连接以及梁筋净距不足表现为梁纵筋在节点区存在断点及接头，梁底筋扎堆，钢筋并排紧挨着，钢筋间存在现状通直内缝。1)形成原因 施工习惯做法错误 传统做法是将两边（等高）梁的下部筋并排锚入柱节点中，这是发达国家已经废弃的做法。混凝土里并排紧挨着的钢筋，存在现状通直内缝，这将会影响节点区的刚度，削弱节点的塑性变形能力，当地震受力时，线状通直内缝就可能发展成破坏裂缝，这对于抗震结构可能是严重隐患。即使两边梁（约80%的梁）的下部钢筋刚好满足钢筋的净距要求，相向并排锚入柱节点后，就不能满足钢筋的净距要求了。对梁、柱纵筋接头位置认识不正确 有人认为：集中标注的梁下部通长钢筋贯穿通过中间支座，而原位标注的下部钢筋是在中间支座锚固，这样的认识是不对的。也有人认为如果相邻跨的同一规格的下部钢筋都在中间支座锚固的话，这必然会增加支座的钢筋密度，对结构是不利的，这也违背了“能通则通”的原则。但如果采用一根钢筋贯穿通过中间支座，又受到钢筋定尺长度的局限，这时，抗震框架梁的下部纵筋在什么位置连接将是施工中经常遇到的问题，也是“平法梁”实际应用的一个普遍性问题。2)解决办法 改变施工习惯 下部钢筋一端是直锚固，另一端要“翘起”锚固1，要强力推广这种做法；加强理解 “能通则通”通常指支座上部钢筋，集中标注的梁下部通长筋与原位标注的构造相同，一律按“单跨”考虑，在中间支座锚固。当有短跨梁时，梁下部钢筋可采用一根钢筋贯穿通过中间支座。如梁下部筋在节点区连接，应按照高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20021（以下称规程）第6.5.1和6.5.3条的有关规定进行施工，由结构设计师出具设计变更。规程中的规定内容，基本明确了只有掌握结构内力实际分布情况的设计者才有可能确定下部纵筋宜在何处连接与如何连接，而不掌握结构内力实际分布情况的施工人员仅凭经验或直觉是难以判断的。1.4 柱变截面以及柱筋变化处纵筋施工方法错误 表现为同一纵向受力钢筋设置了两个接头以及节点混凝土施工完毕后才发现柱截面和柱筋变化。1)形成原因 施工人员对图纸阅读、理解不细。2)解决办法 施工人员应提前吃透图纸，看好图纸变截面以及柱筋变化处位置，并根据图集2第36、38页要求，提前做好施工准备。为了避免“下一层”柱纵筋出现两个连接点，钢筋工应在前一层钢筋下料时谋划好。如出现柱中部有一个钢筋接头，在柱上部又有一个钢筋接头，违背了“同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头”3的规定时，应由结构设计师出具处理意见。1.5 节点混凝土观感质量差表现为柱头混凝土存在夹渣、蜂窝、孔洞、露筋、截面尺寸偏差较大等观感质量问题。1）形成原因 梁柱节点区的模板支模安装一般都比较麻烦，工效低。施工实践中最常见的是采用现场临时散装的做法，容易出现尺寸偏差过大、拼缝不严密、表面平整度及垂直度较差，混凝土振捣时模板易变形等通病，要拆除再重装往往十分麻烦，同时不便于进行节点内的杂物清理和节点箍筋的调整处理。2）解决办法 结合节点箍筋的绑扎顺序，在装梁底模、穿梁底筋再绑扎节点箍筋后再安装节点模板，节点模板应采用工具式定制模板的改进做法。采用工具式定制节点模板体系，节点模板一般可以周转使用10次左右，可节省人工和材料；提前制作，又可节省现场作业时间，加快进度；工具式定制模板尺寸准确、拼缝严密、不易变形，质量比较有保障，可减少或杜绝节点装模的通病；而且，模板装拆比较灵活简便，配合了节点箍筋的绑扎，模板内杂物的清理等。1.6 节点区混凝土强度达不到设计要求 表现为结构抽测时节点区混凝土强度偏低。1)形成原因 梁、板、柱混凝土强度等级不同，施工人员不清楚节点区混凝土强度等级，节点区混凝土施工时与梁板采用同一强度等级的混凝土一起浇筑，从而造成节点区混凝土强度偏低。2)解决办法 框架梁柱节点作为梁的支座本身属于柱的一部分，所以节点区混凝土强度等级应与柱相同。在工程实践中，多层框架设计一般都取梁板混凝土与柱混凝土强度等级相同，这种情况的节点区混凝土施工只需与梁板一起浇筑并注意振捣密实即可。而在高层框架结构的抗震设计中，为了满足框架柱的轴压比要求，又避免柱子截面尺寸过大，往往需要取框架柱的混凝土强度等级比梁板混凝土高，施工时就要采取特别措施保证节点混凝土的质量。比较成熟有效地做法是：在梁柱节点附近离开柱边500mm，且1/2梁高处，沿45°斜面从梁顶面到梁底面用5mm网眼的密目铁丝网分隔（作为高低等级混凝土的分界），先浇高等级混凝土后浇低等级混凝土，即先浇节点区混凝土后浇节点区以外的梁板混凝土。应注意的是：节点区混凝土与梁板混凝土应连续浇筑，不得将高低强度等级混凝土交界处留成施工缝或出现冷缝。同时加强对混凝土的养护，以防梁端高低等级混凝土交界附近出现混凝土收缩裂缝。1.7顶层端节点钢筋制作、绑扎不符合要求 表现为梁柱钢筋互锚长度不足，钢筋绑扎混乱。1)形成原因 施工人员对标准理解不深； 在标准层钢筋施工中偏差较大，偏差累积形成。2)解决办法 加强施工人员对标准理解 采用文献2做法的，抗震边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造分两种类型：第一种类型是柱筋锚入梁中，当柱外侧纵向钢筋配筋率1.2%时，建议采用“B”节点做法，因为“B”节点是所有的边柱外侧纵筋不是伸进顶梁内、就是伸进顶板内，施工控制相对容易，但应注意框架顶层端节点处，梁上部纵向钢筋应伸至柱远边并向下弯折到梁底标高，对于角柱，两个邻边的柱纵筋肯定要交叉；如果采用顶梁上部纵筋伸入边柱外侧，即第二种类型会相对好些，但应注意，梁筋锚入柱时，梁筋从弯折处开始算起与柱筋搭接长度1.7aE，同时柱外侧纵向钢筋伸到柱顶后向内弯折的水平投影长度12d。加强日常施工中的质量控制 当采用第一种做法时，顶层柱筋下料不要过早，充分考虑到柱筋累计偏差后再进行钢筋加工，第二种做法是顶层边柱混凝土施工时要注意留够梁筋的锚固位置。在框架结构梁柱节点的施工中还经常见到诸如箍筋弯钩的弯折角度135°，箍筋弯后平直部分长度小于箍筋直径的10倍等一系列小问题，在此不再一一列举。实践中常见的情况是：在验收梁、板钢筋时，有关方面才发现和提出节点区钢筋绑扎等问题，要求施工班组整改，此时往往模板都已安装完毕，如果不拆除节点区模板，不可能整改到符合规范要求。2结语 建筑抗震设计规范GB50011-20084要求，抗震结构要求做到“三强”，即“强柱弱梁，强剪弱弯。强节点、强锚固“的设计准则。作为框架结构梁柱交汇点的节点是联系整个结构体系的枢纽。它联系着上下柱，起着传递、分配内力和保证整体性的作用，是提高整个抗震结构体系的延性，抵抗相邻构件间的最不利荷载组合，保证整个结构的关键部位，是框架传力的桥梁。在地震作用下，节点核心区经受着很大的水平剪力，一般约为柱子剪力的4-6倍，易产生剪切脆性破坏。同时，由于反复荷载的作用，导致钢筋粘结退化，发生钢筋锚固破坏，从而大大降低了节点的强度、刚度和耗能能力。节点一旦破坏，会使结构处于极为不利的受力状态，甚至导致整个结构的倒塌。在国内外历次地震中，结构破坏也往往发生在节点区。因此，节点应具有足够的强度和必要的延性，即使在强烈地震的作用下，也不应发生破坏。提高对抗震框架节点重要性的认识，严格管理，采取合理的施工措施，确保施工质量能达到设计及规范的要求，决不留下任何质量隐患。参考文献：【1】 中国建筑科学研究院.JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程【S】.北京：中国建筑工业出版社.2002。【2】 中国建筑标准设计研究院.03G101-1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【S】.北京：中国计划出版社.2006。【3】 中国建筑科学研究院.GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范【S】.北京：中国建筑工业出版社.2002。【4】 中国建筑科学研究院.GB50011-2001建筑抗震设计规范【S】.北京：中国建筑工业出版社.2002。