框架(框剪等)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工時(shí),梁柱節(jié)點(diǎn)外存在的問(wèn)題最多,主要表現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋過(guò)密和梁柱混凝土強(qiáng)度不同而帶來(lái)的施工質(zhì)量問(wèn)題。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的好壞,是直接影響結(jié)構(gòu)安全性能的重要因素之一。梁柱鋼筋的排列方式通常按平法標(biāo)注進(jìn)行表示,節(jié)點(diǎn)區(qū)不同強(qiáng)度混凝土的澆注順序按施工規(guī)范進(jìn)行操作,施工的難易程度及施工質(zhì)量很少為結(jié)構(gòu)工程師所關(guān)心,造成結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)安全存在隱患。下面談?wù)劰?jié)點(diǎn)施工的一些問(wèn)題,探討如何保證節(jié)點(diǎn)區(qū)的施工質(zhì)量。
1、節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋綁扎
設(shè)計(jì)上一般是按照規(guī)范要求取節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋與箍筋加密區(qū)相同,包括箍筋的規(guī)格、直徑和間距等;縱筋錨固也要求滿足規(guī)范規(guī)定,包括伸入支座的直段及彎鉤長(zhǎng)度。實(shí)際施工中常常出現(xiàn)的問(wèn)題是:節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋缺少綁扎、數(shù)量不足、間距不分,或者幾個(gè)箍筋全堆在一起,或者空空的一長(zhǎng)段沒(méi)有箍筋;而縱筋則可能會(huì)因彎鉤被燒短燒斷導(dǎo)致錨固長(zhǎng)度不夠。究其原因,一方面是部分施工管理、監(jiān)理人員素質(zhì)較低,對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)的重要性缺乏認(rèn)識(shí),質(zhì)量意識(shí)比較淡薄;另一方面則是施工所采取的工藝流程限制,使得要做到節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋完全符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求十分困難,甚至是根本不可能。
工程實(shí)踐中最常見(jiàn)的框架梁柱施工做法有兩種:一種是將每層柱包括柱身、加密區(qū)和節(jié)點(diǎn)區(qū)的箍筋一次全部按要求綁扎好,然后裝柱模板、在梁底下5~10㎝處留施工縫澆灌柱砼,柱側(cè)模拆除后接著裝柱頭節(jié)點(diǎn)模板和梁底模(或者包括梁一邊側(cè)模),然后綁扎框架梁鋼筋。這種做法節(jié)點(diǎn)箍筋影響了柱砼的澆灌作業(yè),砼工往往不得不解開(kāi)扎絲,從側(cè)面敲打已綁好的節(jié)點(diǎn)箍筋以打開(kāi)一個(gè)大口子讓砼比較順利地流入柱內(nèi)。這樣一來(lái),節(jié)點(diǎn)區(qū)的箍筋就被打亂了,要恢復(fù)原狀很不容易,而且要多費(fèi)工時(shí)。在澆灌柱砼時(shí)部分鋼筋還會(huì)被水泥漿污染,影響與砼的粘結(jié)。此外,節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋綁扎好后再穿梁底筋將會(huì)很麻煩,尤其是穿帶彎鉤(如在邊支座)的底筋十分困難。這時(shí)是鋼筋工不得不敲打已綁好的節(jié)點(diǎn)箍筋,甚至?xí)米詿龜鄰濄^造成縱筋的錨固不夠。
另一種是用所謂“沉梁法”綁扎框架梁鋼筋,即在綁扎柱箍時(shí)留下節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋不綁,等木工將節(jié)點(diǎn)模板、梁模板和樓板底模都安裝好后,再在樓面上綁扎梁鋼筋,綁完后拆除臨時(shí)支架將梁鋼筋骨架落到梁模內(nèi)。這種做法很容易漏掉節(jié)點(diǎn)區(qū)的柱箍筋,就是放了也往往是無(wú)法綁扎、數(shù)量不足、間距不分又難以調(diào)整。實(shí)踐中,也有些項(xiàng)目提出采取改進(jìn)的辦法在箍筋四個(gè)角設(shè)導(dǎo)筋,將節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋按要求間距綁在導(dǎo)筋上固定成短鋼筋籠,然后再隨梁骨架沉入模板內(nèi);或者采用兩個(gè)“U”形開(kāi)口箍套疊,再焊成封閉箍。實(shí)際上,只要是先把模板都安裝好了再沉梁,無(wú)論是使用導(dǎo)筋還是“U”形開(kāi)口箍,都難以很好地解決問(wèn)題,尤其是高層建筑當(dāng)柱比較大采用的是比較復(fù)雜的復(fù)合箍筋時(shí),就根本不可能做到滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
2、節(jié)點(diǎn)區(qū)的模板安裝
節(jié)點(diǎn)支模一般都比較麻煩,工效低。施工實(shí)踐中最常見(jiàn)的是采用現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)散裝的做法,容易出現(xiàn)尺寸偏差過(guò)大、拼縫不嚴(yán)密、表面平整度及接駁垂直度較差等通病,要拆除再重裝往往十分麻煩,不便于進(jìn)行節(jié)點(diǎn)內(nèi)的雜物清理和節(jié)點(diǎn)箍筋的調(diào)整處理。結(jié)合節(jié)點(diǎn)箍筋的綁扎順序,在裝梁底模、穿梁底筋再綁扎節(jié)點(diǎn)箍筋后才安裝節(jié)點(diǎn)模板,可以采取框架梁寬度范圍以外(框架梁端頭梁底以下的節(jié)點(diǎn)模板作為梁底模的支承在裝梁底模時(shí)已一起安裝)的節(jié)點(diǎn)模板采用工具式定制模板的改進(jìn)做法。其具體要點(diǎn)如下:
(1)在弄清每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的梁柱、樓板的幾何尺寸及相互位置關(guān)系后,對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類編號(hào)。
(2)根據(jù)各個(gè)編號(hào)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)幾何數(shù)據(jù)確定節(jié)點(diǎn)模板的制作方案。矩形節(jié)點(diǎn)框架梁寬度范圍以外的模板一般由四個(gè)側(cè)面的各一至兩片矩形板組成,模板下部與柱的搭接長(zhǎng)度取40㎝便于固定。結(jié)合節(jié)點(diǎn)模板的組合方式確定每片模板的具體尺寸并編號(hào)后,繪制出各節(jié)點(diǎn)的模板制作圖。
(3)安排熟練木工根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的模板制作圖預(yù)制節(jié)點(diǎn)工具式模板,并做好相應(yīng)的標(biāo)識(shí)。模板可用18㎜厚夾板制作,用40㎜×50㎜(柱截面大于1000㎜時(shí)可用50㎜×100㎜)木枋做背楞,背楞間距不超過(guò)300㎜。裝模專用的夾具也預(yù)先加工好,矩形柱采用鋼管夾具,圓形柱采用扁鐵圓箍夾具,緊固對(duì)拉螺栓采用Ф12圓鋼。
(4)隨施工進(jìn)度,現(xiàn)場(chǎng)安裝節(jié)點(diǎn)模板。先用鐵釘將相應(yīng)的模板在柱身初步固定,檢查安裝標(biāo)高及垂直度,調(diào)整合適后安裝夾具并初步收緊螺栓,再?gòu)?fù)查無(wú)誤后用力收緊螺栓完成安裝。另外,視情況可將節(jié)點(diǎn)模板與梁板模連結(jié)加固。
3、節(jié)點(diǎn)區(qū)的砼澆灌
框架梁柱節(jié)點(diǎn)作為梁的支座本身屬于柱的一部分,所以節(jié)點(diǎn)砼強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與柱相同。在工程實(shí)踐中,多層框架設(shè)計(jì)上一般都取梁板砼與柱砼強(qiáng)度等級(jí)相同;若原設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明的柱與梁板砼強(qiáng)度僅相差5MPa,一般也會(huì)在圖紙會(huì)審時(shí)將梁板砼強(qiáng)度等級(jí)改為與柱相同。這種情況的節(jié)點(diǎn)區(qū)砼施工只需與梁板一起澆筑并注意振搗密實(shí)即可。
而在高層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,為了滿足框架柱的軸壓比要求又避免柱子截面尺寸過(guò)大,往往需要取框架柱的砼強(qiáng)度等級(jí)比梁板砼高出2個(gè)或2個(gè)以上的5MPa。這種情況,施工時(shí)就要采取特別措施保證節(jié)點(diǎn)砼的質(zhì)量。比較成熟有效的做法是:在梁柱節(jié)點(diǎn)附近離開(kāi)柱邊≥500㎜,且≥1/2梁高處,沿45°斜面從梁頂面到梁底面用5㎜網(wǎng)眼的密目鐵絲網(wǎng)分隔(做為高低等級(jí)砼的分界),先澆高標(biāo)號(hào)砼后澆低標(biāo)號(hào)砼,即先澆節(jié)點(diǎn)區(qū)砼后澆節(jié)點(diǎn)區(qū)以外的梁板砼。應(yīng)注意的是:
(1)節(jié)點(diǎn)區(qū)砼與梁板砼應(yīng)連續(xù)澆筑,不得將高低強(qiáng)度等級(jí)砼交界處留成施工縫或出現(xiàn)冷縫。
(2)應(yīng)確定合理的砼配合比,嚴(yán)格控制施工配料,并在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控砼坍落度,加強(qiáng)對(duì)砼的養(yǎng)護(hù),以防梁端高低等級(jí)砼交界附近出現(xiàn)砼收縮裂縫。節(jié)點(diǎn)區(qū)高強(qiáng)度等級(jí)的砼宜采用坍落度比較小的非泵送砼配合比,使用塔吊運(yùn)輸,可減少水泥用量和用水量,降低砂率,從而減小砼的收縮量。節(jié)點(diǎn)和梁的砼澆筑宜采用二次振搗法,以增強(qiáng)砼的密實(shí)性,減少收縮。
4、結(jié)語(yǔ)
(1)當(dāng)梁節(jié)點(diǎn)區(qū)負(fù)彎矩筋為2排時(shí),將第2排鋼筋布置在翼緣板內(nèi)以減少鋼筋的排數(shù),方便節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的澆注,并采取一定的構(gòu)造措施。
(2)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋進(jìn)行加密。在施工圖紙上給出節(jié)點(diǎn)配筋詳圖,對(duì)框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋水平間距、箍筋形式等作出詳細(xì)說(shuō)明。
(3)建議修改通用的混凝土節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施,給出不同板厚時(shí)梁側(cè)翼板內(nèi)可以排放的鋼筋數(shù)量和箍筋構(gòu)造形式,及梁柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差較大時(shí)統(tǒng)一采用加密節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋的技術(shù)措施。