框架結構在設計與施工中常見問題及處理措施

劉傳玉

【提要】

鋼筋混凝土框架結構作為一種結構形式廣泛的用于工業與民用建筑中，由于其具有良好的承受豎向荷載的結構能力及其靈活的布局，在多層建筑中使用越來越廣。因此，框架結構的計算引起了設計人員的足夠重視，但在構造方面卻未引起足夠的重視。由于這方面的原因以及施工的疏忽而造成的質量問題也時有發生。本文就框架結構在設計與施工中容易發生的問題進行分析，并提出相應的處理措施。

【關鍵詞】

抗震等級 框架節點 保護層厚度 分布筋

1 確定框架抗震等級的問題

框架抗震等級確定的正確與否直接涉及到結構的構造措施，與結構的安全緊密相關。有的設計人員，對于抗震等級的確定還比較模糊，有的竟然不知道如何確定。結果要么抗震等級定低了，導致結構留下安全隱患；要么抗震等級定高了造成不必要的浪費。

對于抗震等級的如何確定，首先進行正確的抗震設防分類，再根據場地類別確定采用的抗震設防烈度，按照《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.1.2條、6.1.3條確定其抗震等級。特別注意：表6.1.2中的設防烈度為提高后的設防烈度；還應注意一種特殊情況即《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第3.3.3條所列的情況。

2 框架節點問題

框架節點鋼筋過密，給鋼筋的綁扎與混凝土的振搗帶來了困難，容易發生下列問題：

2.1 鋼筋間距太小，不符合構造要求，甚至多根鋼筋并排放置，鋼筋與混凝土之間的粘接強度不能保證，不能充分發揮鋼筋的抗拉強度，造成理論與實際相差較大。

2.2 節點核心區處的鋼筋縱橫交錯，混凝土振搗困難，易在核心區形成蜂窩和空洞。

2.3 梁端上部鋼筋過密，阻止了保護層上的混凝土自由下沉，在上部鋼筋處易形成通長的裂縫。

2.4 施工單位漏掉節點核心區柱中箍筋，導致節點受剪不滿足。

針對上述問題，可采取下列措施：

2.5合理的設計梁截面，保證梁上部鋼筋及下部鋼筋滿足構造要求，并較之規范的規定的間距有適當的余量。即上部鋼筋的凈距不小于30mm，且不小于1.5d，下部鋼筋的凈距不小于25mm，且不小于1d（d為縱向受力筋的最大直徑），因為在節點處經常出現節點左右縱筋交錯放置問題，鋼筋當為兩排鋼筋時，應避免交錯。

2.6 對豎向荷載作用下的梁端負彎距，可考慮塑性內力重分布予以降低 ，一般對于現澆樓板取0.8～0.9，預制樓板取0.7～0.8，以減少梁端上部鋼筋的數量，達到方便施工，保證質量的目的，保證梁端的延性，以滿足強柱弱梁的設計原則。

2.7 根據規范要求，框架結構的剪力主要依靠箍筋及混凝土承擔，在框架結構中一般不設彎起鋼筋，減少框架節點的鋼筋數量，方便施工。

2.8在梁支座處 ，左右兩跨的鋼筋直徑盡量取得相同，左右貫通，避免在支座處左右搭接，當左右兩跨配筋的數量相差較大時，按配筋較小的一側定出受力鋼筋且左右拉通，配筋較大一側的其余部分鋼筋可以在支座處截斷，但要滿足支座錨固要求。

2.9 在鋼筋的制作和綁扎過程中，受力鋼筋要均勻布置，避免出現有的鋼筋間距過大，有的鋼筋間距不滿足構造要求的情況出現，尤其是在多支箍的梁中，一定要先確定主筋的位置，再根據主筋位置來確定箍筋的幾何尺寸。

2.10 施工單位應認真閱讀標準圖集，精確掌握圖集內容。

3 鋼筋的混凝土保護層厚度問題

混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發生銹蝕，并保證鋼筋的粘結錨固性能，直接影響混凝土構件的耐久性和鋼筋的受力性能 ，應引起足夠的重視。但設計圖紙中由于規定的不明確或者由于設計人員的不重視，常會出現以下問題：

3.1 主、次梁交叉處，主梁 次梁和板的鋼筋關系處理不明確，造成板負筋保護層厚度不足或構件的有效截面高度降低，直接影響構件的安全性。

3.2 在梁或柱中，只注意到主筋的保護層厚度，而忽視了箍筋的保護層厚度，造成箍筋外露或保護層厚度不足。

3.3 地上部分與地下部分的柱子因所處的環境條件不同，根據規范要求，應采用不同的保護層厚度。設計人員常忽略這一差別，不進行專門處理，施工時會出現兩種情況：一是按正常環境條件處理，造成地下部分混凝土保護層厚度不足；二是地下部分按基礎的環境條件處理，地上部分按正常環境條件處理，由于地下部分的保護層厚度比地上部分的保護層厚度大，結果造成鋼筋出地面后外撐，地下部分的柱子有效高度減小，嚴重影響結構的安全性。

針對上述問題，可采取下列措施：

3.4 正確處理構件內各類鋼筋的相互關系，按鋼筋的正確位置確定保護層厚度及構件的有效截面高度，進行截面設計，確保構件的安全性。具體方法為：首先根據規范要求確定梁柱內箍筋的保護層厚度，即確定箍筋的正確位置，若箍筋的保護層厚度為C，箍筋的直徑為D，則主筋的保護層厚度可取為C+D，且其值應大于規范規定的最小厚度，依此來確定主筋的正確位置；主次梁交叉部位的鋼筋位置可以用同樣的方法確定；然后根據各種鋼筋的正確位置，確定相應構件的有效高度并進行配筋計算。且不可對交叉部位的主次梁在下列兩種情況時取用同一保護層厚度：一是梁頂相平的梁上部鋼筋的計算；二是梁底相平的下部鋼筋的計算。對于交叉部位的鋼筋，在施工圖中應畫出節點大樣，圖中標出相關構件中鋼筋的相互位置關系，以免施工中出現問題。

3.5 要正確區分同一構件所處的環境條件，區別對待同一構件在不同環境條件下的混凝土保護層厚度。對于處在地下部分或腐蝕環境中的柱子，可將其截面適當加大 （或進行后處理，掛鋼絲網抹砂漿等），以滿足保護層厚度要求，同時保證柱中鋼筋上下位置的一致性，確保構件的安全。

4 梁 、柱和板的混凝土強度等級不一致現澆的框架結構中易形成安全隱患。

在現澆框架結構中，因結構計算的要求，梁、柱和板的混凝土強度等級常采取不同的強度等級。從構件的結構重要性和受力性能來看，這樣處理比較合理。但從實際情況看，往往是弊多利少，這樣做易出現下列問題 ：

4.1 在一個澆注平面內出現三種強度不同的混凝土，增加了施工難度，延長了施工工期 ，很可能由于管理不善，會出現低強度等級的板澆注了高強度混凝土，而高強度等級的梁柱卻澆注了底強度混凝土，造成質量隱患。

4.2 會出現一塊樓板上四周設置施工縫，梁端部設置施工縫等不正確的施工工藝，處理不當，不但增加施工難度，而且造成質量隱患。

針對上述問題，采取下列措施：

4.3 結構設計時最好采用同一強度等級的混凝土，以簡化施工工藝，保證施工質量，這樣做雖多用一些材料，但省人工費用，但從總體來考慮，對造價的影響很小。

4.4 柱采用一種強度的混凝土，梁和板采用另一種強度等級的混凝土，只在節點處采用特殊的處理措施，比如用鐵絲網分割等方法，以保證節點處混凝土強度等級與柱的混凝土強度等級一致。在施工過程中，應由專人負責節點處的混凝土攪拌澆注和振搗。

5在構造上不要太迷信設計軟件

現在結構的計算大都采用軟件進行，從計算的準確度上看，經無數的工程實例證明沒有什么問題，但在構造上仍然存在問題。主要體現在鋼筋間距、箍筋直徑、體積配筋率等。對于上述情況，設計人員應進行必要的復核。

7 結束語

總之，對于框架結構的設計，即要重視框架結構的計算，又要重視框架結構的構造要求，二者缺一不可；而在施工過程中，要嚴格按施工規范進行，確保工程質量。

參考文獻及資料

1.《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）