梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的設(shè)計(jì)原理及施工措施

梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的設(shè)計(jì)原理及施工措施甘肅一建第七工程公司魏萬(wàn)勇關(guān)鍵詞：極限設(shè)計(jì)強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎和更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土施工措施在建筑結(jié)構(gòu)施工中，很多施工人員和監(jiān)理對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的施工往往容易忽視，缺乏必要的監(jiān)督和管理。由于梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同，施工有一定的難度，再加上對(duì)梁柱的受力機(jī)理及破壞形式認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土與梁板同等級(jí)混凝土同時(shí)澆筑對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大，施工時(shí)梁柱節(jié)點(diǎn)的混凝土澆筑時(shí)和梁板同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土一起澆筑，結(jié)果造成梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)降低，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪能力降低，地震破壞時(shí)框架結(jié)構(gòu)有可能發(fā)生樓層倒塌事故。由于結(jié)構(gòu)主體混凝土強(qiáng)度實(shí)體檢測(cè)時(shí)，梁柱節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度無(wú)法檢測(cè)，結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果顯示混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，但實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)不一定很安全。為了引起施工人員的重視，保證今后施工結(jié)構(gòu)的安全，我就柱墻、梁板的結(jié)構(gòu)受力及破壞形式，梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的施工方法談?wù)勎业目捶?、極限設(shè)計(jì)的原理在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同，實(shí)質(zhì)表現(xiàn)的時(shí)柱墻、梁板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同。通常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)柱墻、梁板時(shí)依據(jù)極限設(shè)計(jì)的原理和強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎和更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則。對(duì)于配有高延性抗震鋼筋的超靜定結(jié)構(gòu)體系（高層建筑框架結(jié)構(gòu)），由于梁和柱組成的剛架中，當(dāng)梁段鋼筋屈服而出現(xiàn)塑性餃時(shí)，盡管截面已經(jīng)“破壞”但結(jié)構(gòu)仍能承載，。直到荷載增加使梁中間截面也屈服而形成塑性餃以后，才可能因?yàn)榱憾螐澱鄱鴨适С休d能力，這種破壞形式稱為“梁機(jī)構(gòu)”如果梁的抗力很高而柱的抗力相對(duì)小，則在荷載作用下柱端現(xiàn)于梁中而屈服。當(dāng)上、下柱端出現(xiàn)塑性餃以后，框架結(jié)構(gòu)可能因側(cè)移失控而倒塌，這種破壞形式稱為“柱機(jī)構(gòu)”上述結(jié)構(gòu)極限分析說(shuō)明了延性的重要性。同時(shí)也說(shuō)明設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)調(diào)整梁的支座和跨中配筋的比例；通過(guò)調(diào)整梁和柱的配筋比例，控制塑性餃出現(xiàn)的荷載和先后次序，達(dá)到使抗震結(jié)構(gòu)延性破壞而比較安全可靠的目的。但是要做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理安全，又要造價(jià)較小，結(jié)構(gòu)極限設(shè)計(jì)是不能滿足實(shí)際要求的。2、強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎和更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則從上述可以看出，“梁機(jī)構(gòu)”的破壞只影響局部，結(jié)構(gòu)具有較好延性；而“柱機(jī)構(gòu)”破壞則意味著結(jié)構(gòu)的延性較差，從結(jié)構(gòu)荷載的傳力途徑而言，柱的重要性顯然要強(qiáng)于梁。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)主動(dòng)控制節(jié)點(diǎn)附近梁端和柱端的承載力設(shè)計(jì)值，使柱的設(shè)計(jì)比梁的的設(shè)計(jì)值高，這樣就可以控制柱的破壞不致在梁的破壞前發(fā)生，這就是“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于荷載組合及內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果，要求同一層的豎向結(jié)構(gòu)（柱、墻）混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于水平結(jié)構(gòu)（梁、板）的混凝土強(qiáng)度等級(jí)就是體現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。連接框架梁、柱的節(jié)點(diǎn)受力比較復(fù)雜，且容易發(fā)生非延性破壞。作為承載受力關(guān)鍵部位的梁柱節(jié)點(diǎn)，其破壞將引起更為嚴(yán)重的后果。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)更加保證節(jié)點(diǎn)的承載力，使其不在相鄰梁端、柱端之前失效。這就是“更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的設(shè)計(jì)原則。“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)剪弱彎”和“更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的設(shè)計(jì)原則與傳統(tǒng)根據(jù)荷載效應(yīng)的被動(dòng)設(shè)計(jì)不同，帶有“主動(dòng)控制”的性質(zhì)。對(duì)于墻柱、梁板的受力機(jī)理及破壞形態(tài)、梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞的嚴(yán)重后果有了正確的認(rèn)識(shí)，接下來(lái)談一談梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的施工問(wèn)題。3、梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的常見(jiàn)施工方法（1）不同等級(jí)混凝土鄰接面的留設(shè)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，高層建筑框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)比較復(fù)雜，由于荷載組合及內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果，要求同一層的豎向結(jié)構(gòu)（柱、墻）混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于水平結(jié)構(gòu)（梁、板）的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，水平施工縫通常留于柱腳，柱頂若要留水平施工縫則應(yīng)留與梁底。若同層的豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件的混凝土同時(shí)澆筑，則柱頂不留施工縫。（2）梁柱不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土分別澆搗施工根據(jù)高層建筑多數(shù)使用商品混凝土或現(xiàn)場(chǎng)攪拌站泵送澆搗的情況，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土，不管柱頂留或不留施工縫，均應(yīng)先用塔吊吊斗或混凝土泵送柱等級(jí)的混凝土就位，分層振搗，使混凝土在樓面梁板處留出45°斜面。在混凝土初凝前，隨之泵送澆筑樓面梁板的混凝土。采用這種方法澆搗樓層柱、墻、梁、板混凝土施工時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)控制高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的鄰接面不能形成冷縫，故宜在柱頂梁底處留設(shè)施工縫，以減少節(jié)點(diǎn)核心區(qū)高強(qiáng)度等級(jí)混凝土澆搗時(shí)間，避免高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的鄰接面形成冷縫。同時(shí)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集的核心區(qū)用小型插入振搗器加強(qiáng)振搗，杜絕漏振死角，對(duì)于鋼筋確實(shí)過(guò)分密集的情況，應(yīng)事先和設(shè)計(jì)單位聯(lián)系采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，確保節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的密實(shí)性和設(shè)計(jì)強(qiáng)度。對(duì)于同層的豎向結(jié)構(gòu)（墻、柱）和水平構(gòu)件（梁、板）同時(shí)澆筑的，應(yīng)先澆（墻、柱）等級(jí)的混凝土，待（墻、柱）等級(jí)的混凝土澆筑完，在樓面梁板處留出45°斜面（為了防止混凝土流淌過(guò)長(zhǎng)，好控制混凝土斜面，可以在梁端設(shè)置一些細(xì)而密的鋼絲網(wǎng)，又加設(shè)一層網(wǎng)眼較大的鋼板網(wǎng)，其后在加鋼筋作支撐）在混凝土初凝前，隨之泵送澆筑樓面梁板的混凝土。4、控制和消除梁柱節(jié)點(diǎn)處裂縫的具體措施（1）梁柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)均按先柱后梁的次序澆搗，可能會(huì)出現(xiàn)少數(shù)樓層在梁柱節(jié)點(diǎn)處高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界面附近出現(xiàn)微細(xì)裂縫（通常設(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差一個(gè)等級(jí)，一般不會(huì)出現(xiàn)微細(xì)裂縫）。這些裂縫雖然不是荷載作用下的結(jié)構(gòu)裂縫，并不影響結(jié)構(gòu)的使用安全，但還是應(yīng)從嚴(yán)要求，分析原因，采取有效措施，盡量控制和消除這類裂縫，進(jìn)一步提高工程質(zhì)量。其具體原因如下：Q梁柱節(jié)點(diǎn)處，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)相差較大（相差兩個(gè)等級(jí)）時(shí)，不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子體積大，水泥用量多，產(chǎn)生的水化熱高，高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的收縮有差異，所以在其交界處容易產(chǎn)生裂縫：Q柱子斷面大，剛度大，梁的截面相對(duì)較小，受柱子的強(qiáng)大約束，梁混凝土的收縮受限制，也容易產(chǎn)生裂縫；Q商品混凝土配合比中，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、塌落度偏大，也會(huì)導(dǎo)致高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界附近產(chǎn)生裂縫；Q現(xiàn)澆梁板的梁在板下，上面保養(yǎng)的水被板充分吸收，而梁得不到充足的養(yǎng)護(hù)水分，造成梁的內(nèi)外不均勻收縮，也容易導(dǎo)致梁的兩側(cè)面產(chǎn)生裂縫；Q有的梁側(cè)面水平方向的構(gòu)造鋼筋太少，對(duì)梁的抗收縮裂縫不利。(2)防止梁柱節(jié)點(diǎn)處裂縫的措施根據(jù)上述原因，采取改進(jìn)的具體措施如下：Q要求混凝土攪拌廠調(diào)整配合比設(shè)計(jì)，在滿足強(qiáng)度等級(jí)及可泵性的條件下，對(duì)柱子混凝土，減少水泥用量、減少含砂率、增加石子含量、減少塌落度、減少用水量，并對(duì)粉煤灰和外加劑的用量也做相應(yīng)地調(diào)整；Q節(jié)點(diǎn)處的混凝土實(shí)行“先高后低”的澆筑原則，即先澆高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，后澆低強(qiáng)度等級(jí)混凝土，嚴(yán)格控制在先澆柱混凝土初凝前繼續(xù)澆搗梁板的混凝土，事先做好技術(shù)交底和準(zhǔn)備工作；Q梁板的混凝土采用二次振搗法，即在混凝土初凝前再振搗一次，增強(qiáng)高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界面的密實(shí)性，減少收縮；Q在產(chǎn)生裂縫相對(duì)多的梁的側(cè)面，增強(qiáng)水平構(gòu)造鋼筋，提高梁的抗裂性；⑨嚴(yán)格控制混凝土拌合物的塌落度，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)柱子部位混凝土采用塔吊輸送，以期降低塌落度。在現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)每車混凝土都應(yīng)進(jìn)行塌落度檢測(cè)；Q加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)