对框架结构高层建筑梁柱节点的施工技术探讨

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　　【摘要】在高层建筑施工中，框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽，节点承受由梁端和柱端传递来的各种荷载的共同作用且受力复杂。因此节点要求具有足够的强度,以保证整个结构体系的安全可靠。本文针对框架节点处理技术的基础理论及在施工中的应用问题进行探讨，并提出应注意的几个问题。以期通过本文的阐述对促进高层建筑施工质量，提高施工进度提供理论支持。
　　【关键词】框架节点；理论；施工技术；高层建筑
　　
　　1 框架节点处理技术的基础理论
　　钢筋混凝土框架节点的受力机理指通过合理的计算假定模式，描述由梁、板、柱传来的内力（M，N，V，T）在框架节点核心区的传递和由此产生的各种破坏形式。
　　从节点混凝土强度方面看，混凝土强度直接影响框架节点抗剪承载力，对于承受一定荷载的框架节点，混凝土强度越高，则梁、柱的截面尺寸越小，框架节点核心区混凝土的承剪截面也相应减小，在一定配箍率下，对其抗震性能反而不利。从节点配筋角度看，在框架节点内配置水平封闭箍筋，一方面对框架节点核心区混凝土产生有利约束，增强传递轴向荷载的能力；另一方面承担部分水平剪力，提高框架节点的抗剪承载力。在水平反复荷载作用下，框架节点核心混凝土出现交叉斜裂缝后，剪力的传递由斜压杆作用过渡到水平箍筋承担水平分力、柱纵向钢筋承担竖向分力以及平行于斜裂缝的混凝土骨料咬合力所构成的桁架抗剪机制，设置竖向箍筋可承担框架节点剪力的竖向分量，减少混凝土的负担，从而提高框架节点的抗剪承载力，但施工不便。柱纵向钢筋通常按抗弯要求设置，沿柱截面的高度方向，按构造规定也相应配置一定数量的纵向钢筋。这些纵筋与水平箍筋联合对框架节点核心区混凝土形成双向约束。
　　在JGJ 3―2002高层建筑混凝土结构技术规程中，有关框架粱柱节点区混凝土的设计和浇筑有以下的条文内容及条文说明：
　　1.1 当柱混凝土设计强度高于梁、楼板的设计强度时，应对梁柱节点混凝土施工采取有效措施（第13.5.7条）；
　　1.2 高层建筑不同强度的梁、柱节点混凝土浇筑需要有关单位具体协商解决（条文说明）；
　　1.3 抗震设计时，一级、二级框架的节点核心区应按本规程附录c进行抗震验算；三级、四级框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区，可不进行抗震验算（第6.2.7条）；
　　1.4 凡是梁柱节点之混凝土强度低于柱混凝土强度较多者，皆必须仔细验算节点区的承载力，包括受剪、轴心受压、偏心受压等，并采取有效的构造措施（条文说明）。
　　2 框架节点处理技术在施工中的应用
　　2.1 梁柱节点随柱、梁、板统一浇捣的施工
　　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。
　　2.2 梁柱节点只随同楼面统一浇捣的施工
　　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。
　　考虑到梁柱节点区需要处理的都在高层建筑的下部，该区段的柱主筋配筋率一般接近或略大于1％，因此根据现场施工技术经验，可将节点区的施工措施归纳如下：当梁板与柱的混凝土强度等级仅相差5MPa时，节点区完全可以与楼盖一起浇筑。当梁板比柱的混凝土强度等级分别低10MPa和15MPa时，节点区需增设竖向短筋，其数量分别为柱主筋配筋量的50％和100％。当梁板比柱的混凝土强度等级低20MPa及20MPa以上时，再靠增设节点区竖向短筋来提高其抗压强度是不可行的，其原因一是无法布筋，二是短筋数量太大。此时节点区需采用与柱同等级混凝土单独浇筑，虽然有一定的施工难度且需有较严密的施工组织措施，但所占的分量不是很大，仍可以接受。
　　偏心受压计算公式中没有体现节点区各方向水平梁对其提高强度的影响，事实上该影响是存在且有效的，尤其中柱节点通常有两向梁对其约束产生的效果较为显著。正如抗剪验算中考虑“正交梁的约束影响系数”一样，同等条件下中柱的抗剪承载力是边柱、角柱的1.3倍左右。上述施工措施虽未将中柱、边柱、角柱加以区分，但事实上应有所不同。上述施工措施可以针对边柱和角柱节点区而言，如系中柱节点区，则可将各条措施中梁柱混凝土强度等级的差异各提高5MPa。该结论的依据虽是定性而不是定量的，但从充分发掘中柱节点的抗压潜力，并考虑现场施工方便性的角度而 言，它是可行且科学的。
　　3 施工中应注意的问题
　　3.1 钢筋制作方面的问题及处理方法
　　节点配筋构造主要包括节点区的箍筋及受力主筋在节点内的锚固。箍筋对核心区内的混凝土起到约束作用，箍筋间距越小，节点抗剪强度即受剪承载力也越高。节点区内有纵梁、横粱、柱的纵向钢筋三向交叉，且钢筋密集，配置箍筋在施工上有一定的难度。常用的施工方法是在支完粱板的模板后放人梁的钢筋骨架。再放节点箍筋。但是由于钢筋的安装绑扎难度较大，有些施工人员因此经常出现不放或少放箍筋.或箍筋绑扎不牢等问题.直接影响到混凝土结构的抗裂性能。因此，节点区的箍筋可以考虑先按设计要求制成钢筋笼，套人柱的纵向钢筋，并绑扎或焊接牢固，再放梁的钢筋，以保证构件钢筋的安装质量，特别要注意做好对工人的技术质量交底，严格按施工要求和规范进行安装绑扎。
　　在边柱节点上，为了保证钢筋的锚固长度，梁钢筋须弯折插入节点区域，设计人员往往只较重视其最小锚固长度在图纸上作出明确的规定，而忽视了最小水平锚固长度及垂直锚固长度。设计人员应该审视节点细部构造的详图设汁，明确节点处的钢筋布置，避免留下工程质量隐患。
　　3.2 节点箍筋加密的问题及处理方法
　　规范明确规定：框架节点核心区内箍筋量，不应小于柱端加密区的实际配箍量。这可以提高柱子的承载力。避免主筋受剪切弯曲破坏。可是有些设计、施工人员对节点箍筋加密的必要性认识不足：设计人员未考虑节点内力分析.在节点核心区也无明确标注；对于施工人员而言，节点区纵横交叉的钢筋本来就很密集，按正常绑扎钢筋已感困难，要求加密难度更大，在施工图无明确标注的情况下，也就很难按照规范要求进行箍筋安装绑扎。
　　4 结束语
　　随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，工程质量越来越受到人们的重视，采用此施工技术，对梁柱节点区的处理，有效地解决了混凝土浇筑的不便，既做到抗震结构“三强”，即“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固”的设计准则，又使施工简便，不但保证工程质量，而且施工进度明显加快。
　　参考文献：
　　[1]钟善桐，白国良.高层建筑组合结构框架梁柱分析与设计[M].北京：人民交通出版社，2006.
　　[2]沈薄生.高层建筑结构疑难释义[M]北京：中国建筑工业出版社，2003.

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