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房屋建筑工程越来越广泛,框架结构作为房屋建筑工程中应用量大、使用面广的一种结构形式,在当前及今后一段时间内都将被广泛运用本文主要对框架结构梁柱节点施工质量控制进行了探究,通过对房屋建筑中关键节点工程进行有效的质量控制,以提高框架结构房屋建筑工程质量
【关键词】框架结构;梁柱节点;箍筋;质量控制 引言: 房屋建筑框架结构的梁柱节点作为联系整个建筑结构的枢纽,起到承上启下的作用
梁柱节点是承受梁、板、柱等各种荷载的受力点的重要部位,由于在施工过程中会受到各种因素的影响,往往会存在一些安全隐患
因此,我们在施工时要做好各个环节的质量控制,消除梁柱节点处的施工问题,以提高房屋建筑主体结构的施工质量
1、框架结构梁柱节点施工过程常见问题 1.1 梁柱节点箍筋施工问题 《节点箍筋规范》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
但由于梁柱节点箍筋的钢筋分布密集,节点构造复杂,操作人员高空作业,施工难度大,特别是中间柱子钢筋纵横交错,箍筋绑扎不便,采用整体沉梁时节点区下部箍筋无法绑扎
致使实际施工中常常出现的问题是:节点区箍筋缺少绑扎、间距不分、数量不足,或者几个箍筋全堆在一起,或者空空的一长段没有箍筋;而纵筋则可能会因弯钩被烧短烧断导致锚固长度不够,完全不符合《节点箍筋规范》的要求,留下严重后患
1.2 混凝土施工问题 为满足结构承载的要求,保证工程质量的同时节约工程造价
在设计时通常对上、下柱或梁板选择不同强度等级的混凝土,但是对结构节点区域的混凝土强度往往不作明确说明
施工人员在施工的过程中,往往会贪图方便而使用同一强度等级的混凝土,从而导致节点强度的降低
另外,由于振捣、石子等因素,柱头施工缝区域一般浮浆较多,在浇筑混凝土前要按规范要求对施工缝进行处理;由于表向混凝土层比较软弱,应在安装接点模板之前及时清除软弱的混凝土层,并在模扳安装完成后,清理杂物、小屑、泥砂等,以防止浇筑混凝土时出现松散夹层或水平裂缝
为了保证新旧混凝土能够良好的结合为一体,在浇筑混凝土前,还要先浇一层同混凝土相同强度标号的水泥砂浆
精心施工以保证工程质量
1.3 钢筋制作方面的问题 节点配筋构造主要包括梁筋在节点区的锚固及节点区箍筋的设置
箍筋对提高节点的抗剪强度起着重要作用,并对核心区混凝土具有约束作用,箍筋的间距越小,其对核心区混凝土的约束作用就会越大,节点抗剪承载力也就越高,尤其是在地震区
因此,我们在设计时必须对节点区的箍筋加密,以确保节点的受剪承载力
节点区箍筋制作常用的施工方法是在支完梁板的模板后放入梁的钢筋骨架,然后再放节点箍筋
由于钢筋的安装绑扎比较困难,再加上施工人员图省事的心理,经常会出现少放甚至不许箍筋,或者箍筋绑扎不牢固等问题,混凝土结构的抗裂性能受到了直接的影响
在边柱节点上,梁钢筋必须要弯折后插入节点区域,才能保证梁钢筋的锚固长度,而在设计的时候往往忽视设垂直锚固长度和最小水平锚固长度,只在图纸上明确规定最小锚固长度
节点区也常出现多根梁交汇,梁钢筋穿入节点区,出现多层钢筋叠层,厚的混凝土层很容易产生裂缝,同时梁的有效高度减小也会降低其承载力
因此,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
2、框架结构梁柱节点施工质量控制的要点 2.1 节点处的钢筋绑扎质量控制 节点处的钢筋绑扎一定要注意两点:一是纵筋的锚固;二是箍筋的间距
规范要求在设计时取节点区箍筋(箍筋的规格、直径和间距等)要与加密区箍筋相同;纵筋锚固(弯钩长度及伸入支座的直段)也要求满足规范规定
而在实际施工中往往会出现诸多问题,我们要做好节点处钢筋绑扎质量控制,才能消除质量隐患
在工程实践中一定要细分工艺流程,合理安排工作顺序,钢筋工和木工紧密配合,才可能保证节点区钢筋符合设计及规范要求,才能有效的进行质量控制
具体做法:首先将柱箍筋绑在梁底下;其次在穿好框架梁底筋后绑扎节点区箍筋;最后在绑完框架梁钢筋后再在梁面上加一道节点柱箍筋,用来定位
2.2 节点处的混凝土浇灌质量控制 《高层建筑混凝土结构规范》(JGJ3-1991)规范规定,应保证节点核心区的混凝土强度等级与柱相同,但又未对节点区的施工范围进行明确规定,因此有很多做法
框架梁柱节点作为梁的支座本身就属于柱的一部分,按照《规范》规定节点混凝土强度等级应与柱相同
在房屋建筑工程实践中,严格按照《规范》要求设计多层框架结构中的梁板混凝土与柱混凝土强度等级相同,哪怕显示在原设计图纸上的梁板混凝土与柱混凝土强度仅有5MPa的差距,在最终确定的图纸上也会将梁板与柱混凝土强度等级改为相同
在施工的过程中,只需将节点区混凝土与梁板一起浇筑并振捣密实即可,但需要注意的是:节点区与梁板混凝土应连续浇筑,不得将不同高低强度等级的混凝土交界处留成施工缝;要严格控制施工配料,合理确定混凝土的配合比,并加强现场养护,严格测控坍落度,以防柱边高低等级混凝土交界附近出现混凝土收缩裂缝
为方便施工,可直接在柱边设置垂直交界面,可避免在板内设置交界面,使施工难度降低;但为防止交界面形成施工冷缝,可以采取同时浇筑的办法,梁板混凝土采用泵送,而节点区混凝土则可采用塔吊用漏斗浇筑
此外,梁板与梁柱节点区分开浇筑时,若现场组织措施不够严密的,其接茬处易形成冷缝(施工缝),施工缝的存在影响节点混凝土的强度,因此对于出现的这种施工缝也要进行质量控制
首先在设计上应根据框架节点的受力特点,使用不同等级混凝土浇筑,合理确定施工时施工缝的留设位置
一般来说施工缝留设应遵循首先保证结构安全,而后考虑施工方便,有时也考虑工序原因,将施工缝留设在节点的上部或下部,此位置是结构的薄弱环节,往往承受着较大的剪力
对于梁柱节点处混凝土的施工质量,设计者应该充分考虑现实施工中可能遇到的情况,尽量使程序简化;施工单位也要充分领略设计意图,科学合理的组织施工
2.3 节点钢筋施工质量控制 框架节点部位施工是保证框架结构质量的重要方面,因此,在施工的过程中施工工人要对钢筋的制作安装质量引起高度的重视,以保证节点钢筋施工的质量
在施工前,技术人员一定要制订详细的钢筋安装操作措施,并进行技术交底,工人按操作规程来安装操作,确保加密箍筋放置到位;设计单位的施工图纸上一定要有详细的节点构造大样,结构说明清晰,施工单位一看要一目了然
在施工的过程中,要确保节点下层柱内钢筋伸到上层楼面时位置固定不发生位移;顶层边柱节点部位钢筋锚固长度足够长;框架节点内部的柱子箍筋按设计要求绑扎、安放;箍筋的弯钩角度不小于135°,钩端平长度不短于10d;柱、柱边部的箍筋加密区直径、间距、长度要按设计规范的构造要求施工,不可拉大间距少放箍筋
3、结束语 框架结构梁柱节点的施工质量至关重要,应该提高对节点施工工程重要性的认识
及时采取合理的施工技术措施,进行有效的施工过程质量控制,确保施工质量能达到设计及规范的要求
参考文献: 【1】徐日辉.高层框架结构梁柱节点施工注意事项【J】,建筑技术,2009. 【2】张功新,莫海鸿,曾庆军.关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题【J】建筑技术,2005. 【3】蔡小超,隋聚艳.框架结构梁柱节点施工的质量控制【J】,河南建材,2010. 我国的国土面积在世界排名第三,土地辽阔,涵盖多种地貌,时常发生强弱不等的地震,同时我国又是人口大国,即使在如此辽阔的领土上,人口密度也是相当可观
因此,建筑的抗震性能成为了人们的关注点
混凝土框架结构作为当代建筑不可或缺的一种建筑形式,其抗震性能在不断地被研究和改善
本文简要的介绍了混凝土框架的结构设计和抗震设计
【关键词】混凝土框架;框架结构设计;抗震设计 1、混凝土框架结构的设计 1.1框架梁的设计 “上梁不正下梁歪”有着一定的建筑意义,框架梁、柱中心线必须重合才能保证框架的稳定性
当发现框架梁、柱中心线不重合时,设计人员应从以下几个方面考虑:第一,梁、柱偏离中心对受力节点及连接方式的不良影响;第二,框架梁重量对柱子的影响
当梁柱的中心偏移距离大于偏移方向柱宽的1/4时,应该采取相应措施进行加固
另外,通过在现场整体浇筑的楼盖方式可以降低扭转引起的不利影响
设计师在设计框架梁时应该考虑框架梁端部与钢筋接触产生的压力,用相关公式计算梁端受压区高度
1.2框架柱的设计 设计师在设计框架柱时可以参照《建筑抗震设计规范》的相关内容,降低框架柱的轴压比以确保框架结构的延展性
建筑过程中经常使用箍筋对框架柱进行约束,这样就能提高框架柱混凝土的抗压强度,确保框架结构的延展性
在进行抗震设计时,框架角柱的设计需要在正截面上,根据相应构件所受承载力进行设计
1.3楼、屋盖的设计 如今现场整体浇筑的楼盖结构得到了建筑行业的青睐
现场整体浇筑的楼盖混凝土强度等级要求尽量不要低于C20,也不要高于C40
钢筋要尽量采用高强度等级,一般采用直径8mm至12mm的受力钢筋
板厚与钢筋间距也有一定的关系:当板厚不大于15cm时钢筋间距不大于20cm;当板厚大于15cm时钢筋间距不大于1.5倍板厚,且不宜大于25cm
分布筋的截面积容易受到集中荷载和温度的影响,集中荷载增大或温度影响增大时,分布筋的截面积应适当增加,且间距应适当减小,且其间距不宜大于20cm
在考虑顶层抗裂问题时,应保证板上筋不断或部分交错,拉通筋均按受力位置的分布来搭接主体钢筋
1.4 填充墙和隔墙 在混凝土框架结构中,填充墙和隔墙是必不可少的部分,它们经常是轻质墙体
过梁大多数采用现浇梁带,只有极少数采用预制混凝土过梁
设计师在设计填充墙和隔墙时要标注清楚使用的填充墙和隔墙的制作方法和相应图样
当过梁与柱搭接在一起时,应遵循柱甩筋,过梁现浇的规律
在增加抗震功能的要求时,砌体填充墙的布置也有一定的规律:首先,填充墙的上、下层刚度保持一致或类似,尽量降低抗侧刚度偏心引起的扭转问题发生概率;其次,砌体填充墙和隔墙虽然有一定的自身稳定性,但仍需采取一定措施保证它们的稳定性
电梯井壁的四角需要加构造柱来保证其安全性和稳定性,楼层较高的建筑可以在电梯井壁门洞上方位置增加圈梁
2、混凝土框架结构的抗震設计 2.1构造措施要加强 建筑物大多采用钢筋混凝土结构,最重要的是要保证其构造措施
第一,构造措施要与时俱进、不断改善,不能故步自封,尤其是在建筑行业突飞猛进的当今社会,过去的结构措施对现今建筑行业已经不适用了,例如2001年版的结构措施规范已经废止,现行的结构措施规范为2010年版
第二,自改革开放以来,我国的综合实力不断提高,国民生产总值也不断发展,人们对结构措施提出了更高的要求,结构措施要加强就应运而生
第三,构造措施决定了未来建筑的使用寿命和安全系数,所以要严格遵守相关的规定指标
要想加强结构措施,就要在以下几个方面进行加强:首先,就框架结构的楼梯间设计举例来说,楼梯间的框架柱属于抗震设计重点部位,它的长短取决于楼梯平台框架梁与框架柱连接关系,如果所在的框架柱是短柱,那就要对框架柱箍筋的全高加密
其次,框架结构长度应符合相关规定,如果框架结构长度稍微超过规定长度而建筑设计又不允许设置缝隙时,就应采取相应措施来补救
结构设计师在设计钢筋混凝土结构框架时,不能仅考虑强度因素,还要考虑框架结构有一定的抗震能力,提高建筑的安全系数
2.2 构造措施的研究 构造措施包括梁的构造措施、柱的构造措施、节点构造措施和剪力墙的构造措施,这些结构措施的研究需满足塑性转动与耗能能力
以下是上述四种结构措施的简要分析: (1)梁的抗震构造措施
影响梁塑性铰截面延伸性的因素有多种,故梁的构造措施有相关的规范标准,例如梁的受压区高度和有效高度之比一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35
(2)柱的抗震构造措施
柱属于压弯型受力构件,柱的轴压比要符合相关规范,否则会影响到柱的塑形变形能力和框架的抗倒塌能力
中柱、边柱的柱纵筋配筋率在一级抗震要求为0.9%,二级为0.7%,三级为0.6%,四级为0.5%
柱截面的宽度和高度,四级或不超过2层时不宜小于300mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm;圆柱的直径,四级或不超过2层时不宜小于350mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm
只有当柱子的各项参数符合相关规范时才能保证柱的质量,增大结构的整体抗震性能
(3)节点的抗震构造措施
节点作为框架梁、柱钢筋的锚固部分,对建筑结构抗震性能起着很大的作用
如果发生地震时,节点核心区的剪压比较低,就无法发挥建筑的抗震能力
通过为节点核心区提供相应约束,可以很大程度的提高建筑的抗震能力
一、二、三级框架的节点核心区应进行抗震验算
(4)剪力墙的抗震构造措施
剪力墙的边缘构件有着相关标准,只要剪力墙的边缘构件符合标准就能提高其抗震能力,即使发生地震都不会产生大的裂缝
此外剪力墙的墙肢轴压比一级为0.5,二、三级为0.6,抗震墙的厚度,一、二级不应小于160mm且宜小于层高或无支长度的1/20,三、四级不应小于140mm且不宜小于层高或无支长度的1/25;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无支长度的1/16,三、级不宜小于层高或无支长度的1/20
合理控制好轴压比及设置边缘构件就能提高剪力墙的抗震能力
2.3 加大底层柱截面及提高混凝土强度等级 只有底盘稳才能保证结构的整体稳定性,这里的底盘可以通过加大底层柱截面来实现
此外,加强混凝土的强度等级可以提高建筑物的抗震能力
综上可得加大混凝土框架底层柱截面和提高混凝土强度等级这两种方法,均能通过提高承载能力的形式来提高建筑物的抗震能力,也是相对简单,容易实现的措施
2.4 控制底层柱的高度 地下停车库的层高可以通过底层柱的高度来确定
底层柱高度越低,底层的侧向刚度就越高,整体结构的侧移变形也就越小,抗震性能越好
这也是只有底盘稳才能保证结构整体稳定性的体现
结语: 在建筑领域,安全始终是第一要求
这不仅仅是对建筑行业的负责,更是对业主的承诺
; 努力提高建筑物质量,增强其抗震性能,无论何时都是建筑设计师需要研究和改善的问题,建筑行业在国内的发展仍任重道远
参考文献:
【1】肖桂清.建筑结构抗震设计的若干对策及改进建议【D】.武汉大学,2004.
【2】程新俊.框架结构的时变易损性和全寿命费用研究【D】.广州大学,2014.
【3】于晓辉.钢筋混凝土框架结构的整体概率抗震能
国企信托-XX泾河专项债权投资X号