摘要:对于框架结构,梁柱交叉点处为节点,节点承受由梁柱传递来的轴心、弯矩、剪力的共同作用,受力状态很复杂,其破坏形态主要为剪切破坏,在地震力反复作用下将形成多种交叉裂缝,把节点核心区分为若干混凝土块体,将大幅度降低节点区域的混凝土强度,为此,施工时应确保节点处的强度。文章对框架结构中梁柱节点施工技术的若干关键问题进行了探讨。
关键词:框架结构梁;梁柱节点施工;框架结构;施工技术
在建筑工程施工中,框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽,如剪力墙结构的暗梁与柱的交汇点、框架的梁柱交汇点等。节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力,受它们共同作用且受力状态复杂。因此,节点要求具有足够的强度,以抵抗相邻构件承受的各种荷载
一、节点处的钢筋与施工缝
1.梁柱柱内往往竖向钢筋非常多,而梁内上下横向钢筋也按锚固要求弯曲插入柱内。一般情况下,柱内竖筋和梁内钢筋的规格数量及锚固长度,都是在现场加工区或预制厂按图成型,现场绑扎的。该处的钢筋往往非常密集,会引起施工人员的重视,通常情况下,不会出现差错(特别是主筋)。但由于节点区附近钢筋非常密,加之钢筋与模板的工序配合问题,应在固定模板之前将箍筋绑扎完毕,如果绑扎梁筋前固定模板,则必须加密的箍筋。由于不好绑扎,也往往不能加密。因此,该处模板应当在箍筋加密完成后,再进行固定。浇筑柱混凝土之前将同一层内的柱、梁钢筋固定就位完成。
2.对于现浇高层框架结构,限于钢筋的敷设、模板的支设,以及下层混凝土强度未达龄期强度等工序和技术上要求,常常不能进行上部混凝土的连续浇筑施工,不留施工缝是不现实的。同一次性现浇结构相比,施工缝对结构的整体性带来一定的危害。这是由于第一次表面已终凝第二次浇筑时在原界面上存在冷缝,新旧界面粘结力受到削弱,不可避免地对结构整体性造成影响,降低结构的承载能力。假若施工缝留设及处理措施不当,这种危害将成为潜在的隐患。设计上根据框架节点的受力特点,常考虑使用不同等级混凝土浇筑,而决定着施工时的施工缝的留设。施工缝留设遵循的原则应是首先保证结构强度,而后考虑施工方便
3.出于工序上的原因,施工缝也经常留设在节点的上部或下部,此位置承受着较大的剪力,是结构的薄弱环节。施工缝的存在影响节点混凝土强度。在节点处有不同等级混凝土需浇筑情况下,应将施工缝留在梁顶柱底处。如将缝留在柱顶梁底,则在浇筑水平梁板混凝土时,需二次浇筑节点处柱等级的混凝土,增加施工麻烦,还会造成梁内节点上部钢筋不能伸入柱内,使节点主梁钢筋锚固长度不够,故浇筑混凝土之前应将同一层内的柱、梁钢筋固定就位完成,并采取柱顶留施工缝。
二、梁柱节点的模板施工
1、工具式定制节点模板的改进技术
高层建筑框架梁柱节点的模板支设也是施工中的一个重点。梁柱节点模板若在现场散支散拼,易出现拼缝不严、尺寸偏差大、表面平整度差等问题,要拆除再重装往往十分麻烦,不便于进行节点内的杂物清理和节点验筋的调整处理。所以结合节点摘筋的绑扎顺序,在装梁底模、穿梁底筋再绑扎节点箍筋后才安装节点摸板,框架梁宽度范围以外(框架梁端头梁底以下的节点模板作为梁底模的支承在装梁底模时已一起安装)的节点模板采用工具式定制棋板的改进做法。其具体要点如下:
(1)在弄清每个节点处的梁柱、楼板的几何尺寸及相互位置关系后,找出解决办法并对节点进行分类编号。
(2)根据各个编号节点的相关几何数据确定节点模板的制作方案。矩形节点框架梁宽度范围以外的棋板一般由四个侧面的各一至两片矩形板组成。
模板下部与柱的搭接长度取40cm便于固定。结合节点模板的组合方式确定每片模板的具体尺寸并编号后,绘制出各节点的模板制作图。
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(3)安排熟练的木工
根据各节点的模板制作图预制节点工具式模板,并做好相应的标识。模板可用18mm厚的优质夹板制作,用40mm×50mm(柱截面大于1o00mm时可用50mm×100mm)木杭做背楞,背楞间距不超过300mm。装模专用的夹具也预先加工好,圆形柱采用扁铁圆箍夹具,紧固对拉螺栓采用φ12圆钢,矩形柱采用钢管夹具。
(4)随着施工进度,现场安装节点模板。
先用铁钉将相应的模板在柱身初步固定,检查安装位置、标高及垂直度,调整合适后安装夹具并初步收紧螺栓,再复查无误后用力收紧螺栓完成安装。另外,视情况可将节点模板与梁板模连结加固。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、不易变形、接驳垂直、拼缝严密,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。
2、节点模板的排水措施
通常框架柱顶混凝土的施工缝设在梁的底面,此处柱顶模板应留20排水孔,同时柱顶施工缝处的混凝土应浇成斜向排水孔的模倾斜面以便于排水,在节点混凝土浇筑之前将排水孔堵塞这样可避免由于柱顶积水造成节点施工缝处混凝土强度的削弱。
三、节点区的混凝土浇灌
框架梁柱节点作为梁的支座本身属于柱的一部分,节点混凝土强度等级应与柱相同。在工程实践中多层框架设计上一般都取梁板混凝土与柱混凝土强度等级相同;若原设计图纸上标明的柱与梁板混凝土强度仅相差5mpa,一般也会在图纸会审时将梁板混凝土强度等级改为与柱相同。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。
1、节点区混凝土与梁板混凝土应连续浇筑,不得将不同混凝土强度等级在交界处留成施工缝或出现冷缝。
2、应确定合理的混凝土配合比,严格控制施工配料,并在现场测控混凝土坍落度加强对混凝土的养护,以防梁端不同强调等级混凝土交界附近出现混凝土收缩裂缝。节点区高强度等级的混凝土宜采用坍落度比较小的非泵送混凝土配合比,使用塔吊运输,可减少水泥用量和用水量、降低砂率,从而减小混凝土的收缩量。节点和梁的混凝土浇筑宜采用二次振捣法,以增强混凝土的密实性,减少收缩。
四、梁柱节点处裂缝的防治措施
根据上述原因分析,采取的具体防裂措施如下:
1.在满足强度等级及可泵性的条件下,对柱混凝土,减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量,以减少混凝土的收缩量。
2.节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则,即先浇高强度等级混凝土,后浇低强度等级混凝土,严格控制在先浇柱混凝土初凝后继续浇捣梁板的混凝土,事先作好技术交底和准备工作。
3.混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,特别是梁,除了板面浇水外,还应在板下梁侧浇水,这样既可减少温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。
4.增加梁的侧面水平构造钢筋,提高梁的抗裂性。
五、结束语
只要采取的针对性措施到位,对症下药,并精心施工,梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到最大限度的控制。要彻底消除裂缝现象,尚有待不断提高施工技术和不断积累施工经验,采用更为科学的解决方法。
论文作者:李强
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签:节点论文; 混凝土论文; 梁柱论文; 模板论文; 强度论文; 钢筋论文; 等级论文; 《基层建设》2017年2期论文;