混凝土框架结构梁柱节点的施工技术与质量控制

混凝土框架结构梁柱节点的施工技术与质量控制

周怀鑫

(南京江浦工程建设监理有限责任公司)

摘要:目前钢筋混凝土框架结构中,节点用着联系整个结构体系的纽带,不仅是承受梁、柱、板等各种荷载的受力点,还是模板、钢筋、混凝土工程等多种交汇施工的重要部位,在实际施工过程中存着各种隐患。必须在施工中提高对抗震节点重要性的认识,进行严格管理,采取合理的施工措施,保证施工质量达到设计及规范的要求,不留隐患。

关键词:高层建筑混凝土;框架结构;梁柱节点;施工;模板;施工工艺

现在钢筋混凝土框架结构梁柱节点同时称节点核芯区,是主体结构的主要组成部分。框架结构的震害多数发生在柱与梁柱节点核芯区,节点破坏重点是以剪切破坏及钢筋锚固破坏,严重时会把整个框架倒毁。我国新、老规范均强调了“强节点”的设计要求,对节点的箍筋与混凝土强度做出了较严格的规定。但是,我们在工程实践中却对节点的施工重视不够,节点施工质量也控制不严。下面就对节点施工的一些问题进行探讨,如何保证节点区的施工质量。

工程简介

南京市浦口区高旺仪表厂办公楼,主体9层地下一层,建筑总高度37.3m,建筑面积11872m2,本工程为钢筋混凝土框架结构,下面就对高层建筑混凝土框架结构梁柱节点与施工工艺质量管理的具体方法进行讨论、总结。

1梁柱节点的钢筋必须注意问题点

重要注意以下两点:

(1)箍筋的间距问题。

(2)纵筋的锚固问题。

从设计上一般都是按照规范要求取节点区箍筋和箍筋加密区相同,也包括箍筋的规格、直径与间距等等;纵筋锚固也必须满足规范规定,包括伸入支座的直段与弯钩长度。现场施工中常常出现的问题是:节点区箍筋缺少绑扎、数量不足、间距不分,或者是几个箍筋全部堆在一起,或空空的一长段没有箍筋;而纵筋则也可能会因弯钩被烧短烧断造成锚固长度不够。原因是,一个方面部分施工管理和监理人员素质比较低,缺失认识节点区的重要性,质量意识也比较肤浅;另一个方面则是施工所采取的工艺流程有限制,使要做到节点区钢筋(尤其是箍筋)完全符合设计和规范要求较困难,甚至是根本不可能。

实践过程中比较常见的框架梁柱施工做法有两种:一种是把每层柱包括柱身、加密区及节点区的箍筋一次全部按照要求绑扎好,然后才进行装柱模板、在梁底下5~l0cm处留施工缝浇灌柱混凝土,柱侧模拆除以后接着装柱头节点模板与梁底模(或包括梁一边侧模),最后绑扎框架梁钢筋。不过这种做法节点箍筋影响了柱混凝土的浇灌作业,混凝土工往往不会不解开扎丝,可以从侧面敲开己经绑好的节点箍筋进行打开一个大口子才让混凝土能较顺利地流入柱内。这样一来,节点区的箍筋就被打乱了,如果要恢复原状就很不容易,而且要浪费很多工时。在浇灌柱混凝土时部分钢筋可给会被水泥浆污染,影响和混凝土的粘结。此外,节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋是会很麻烦,尤其是穿带弯钩(比如在边支座)的底筋十分困难。这时候是钢筋工不得不进行敲打已绑好的节点箍筋,甚至还会擅自烧断弯钩导致纵筋的锚固不够。

还有一种方法是用所谓“沉梁法”绑扎框架梁钢筋,即时在绑扎柱箍时留下了节点区箍筋不绑,要等木工把节点模板、梁模板以及楼板底模都安装好以后,再在楼面上绑扎梁钢筋,绑完后拆除临时支架把梁钢筋骨架落到梁模内。此种做法很容易漏掉节点区的柱箍筋,也许放好了也是无法绑扎、数量不足、间距不分很难调整。实践过程中,也有一些项目要求采取改进的办法在箍筋四个角设导筋,将节点区箍筋按照要求间距绑在导筋上固定成短钢筋笼,最后才随着梁骨架沉入模板内;或是使用两个“U”形开口箍套叠,再次焊成封闭箍。实事上,只要先把模板都安装好了再进行沉梁,不管用导筋或是“U”形开口箍,都很难以很好地解决问题,目前是高层建筑柱比较多采用的是比较复杂的复合箍筋时,是不可能做到满足设计与规范要求。

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箍筋问题要求施工班组整改。但是,此时往往模板都已安装完毕,如果不拆除节点区模板,根本是不可能整改到符合规范要求的。遗憾的是:实际上不少工程最后都是在“尽可能整改”中马虎过去。

实践中证明:只有把工艺流程细分,进行合理安排工作顺序,木工与钢筋工紧密配合,才可以确保节点区钢筋符合设计和规范要求。做法就是把柱的箍筋分段绑扎:先将柱箍绑到梁底下;其次才穿好框架梁底筋后绑扎节点区箍筋;最后才将绑完框架梁钢筋后再梁面上加一道节点(定位)箍筋。

2节点区的模板安装

梁柱节点支模通常都比较麻烦,工效也底。施工实践过程中常见的是采用现场临时散装的做法,这样容易出现尺寸偏差过大、拼缝处也不够严密、表面上平整度也很差等等通病,要拆除后再重装十分麻烦,不便清理节点内的杂物以及节点箍筋的调整处理。可以结合节点箍筋的绑扎工作顺序,在安装梁底模、穿梁底筋才绑扎节点箍筋以后才进行安装节点模板,可以使用取框架梁宽度范围以外的节点模板用工具式来定制模板的改进做法。具体要点如下:

(1)弄清楚每个节点处的梁柱、楼板的几何尺寸以及相互位置关系后,对节点进行分类编号。

(2)然后根据各个编号节点的相关几何数据来确定节点模板的制作方案。除了矩形节点框架梁宽度范围以外的模板,都是由四个侧面的各一至两片矩形板组成,模板下部及柱的搭接长度一般取40cm方便固定。可以结合节点模板的组合方法确定每片模板的具体尺寸并且编号后,然后根据各节点绘制出模板图。

(3)安排熟手木工根据各节点的模板制作预制节点工具式模板,并且要做好相应的标识。模板可以采用18mm厚夹板制作,可以用40mm×50mm(要是柱截面大于1000mm时可以用50mm×100mm)木杭做背楞,背楞间距不能超过300mm。装模专用的夹具也要先加工好,矩形柱使用钢管夹具,圆形柱使用扁铁圆箍夹具,紧固对拉螺栓使用Φ12圆钢。

(4)随着施工进度,现场进行安装节点模板。先要用铁钉将相应的模板在柱身初步进行固定,然后检查安装标高及垂直度,调整合适后才进行安装夹具并且初步收紧螺栓,再次复查无误以后用力收紧螺栓完成安装。另外,可以把节点模板与梁板模相连结加固。

使用工具式来制定节点模板体系,节点模板重复使用8次左右,可以节省人工及材料;提前制作,又能节省现场作业时间,加快进度。

3节点区的混凝土浇灌

框架梁柱节点都是梁的支座也属于柱的一部分,所以节点混凝土强度等级应该和柱相同。在工程实践过程中,多层框架设计上都会采取梁板混凝土和柱混凝土强度等级相同;如果原设计图纸上标明的柱和梁板混凝土强度仅相差5MPa,可能也会在图纸会审时将梁板混凝土强度等级改为和柱相同。此种情况的节点区混凝土施工只需要与梁板一起浇筑并且注意振捣密实即可。

在高层框架结构的抗震设计中,为了能满足框架柱的轴压比要求还要避免柱子截面尺寸过大,可能需要取框架柱的混凝土强度等级比梁板混凝土高出2个或者2个以上的5MPa。这种情况,施工时就需要采取特别措施确保节点混凝土的质量。比较成熟有效的做法是以下:在梁柱节点的附近需要离开柱边≥500mm,并且≥1/2梁高处,沿45o斜面从梁顶面至梁底面用5mm网眼的密目铁丝网进行分隔(做为高低等级混凝土的分界),先要浇高标号混凝土后才浇低标号混凝土,即才先浇节点区混凝土后浇节点区以外的梁板混凝土。应该注意的是以下:

(1)节点区混凝土与梁板混凝土应该连续进行浇筑,不能把高低强度等级混凝土交界处留为施工缝或者出现冷缝。

(2)应该确定合理的混凝土配合比,必须严格控制施工配料,现场进行测控混凝土坍落度,要加强对混凝土的养护,预防梁端高低等级混凝土交界处出现混凝土收缩裂缝。节点区高强度等级的混凝土可以采用坍落度较小的非泵送混凝土配合比,用塔吊进行运输,可以减少水泥用量与用水量,还能降低砂率,从而减少混凝土的收缩量。节点及梁的混凝土浇筑可以采用二次振捣法,进行增强混凝土的密实性,减少收缩。

节点区周围常常会出现柱混凝土强度等级比同一层梁板都还要高的情况,一般的施工方式是先进行浇节点处混凝土强度等级高的部分,最后初凝前再次进行浇梁板混凝土。只要针对性的措施采取到位,只要精心施工,交界区周围的裂缝是可以得到避免。

4结束语

框架结构梁柱节点的施工质量不容忽略,必须提高对节点重要性认识,要严格管理,需要采取合理的施工措施,保证施工质量能达到设计及规范的要求,不留隐患。本文总结权当能为同行业者提供一个参考。

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