淺析高層框剪結構中鋼筋構造問題

哈爾濱五建工程有限責任公司 150076

摘要：簡要闡述了在《混凝土結構設計規范》和《混凝土結構工程施工質量驗收規范》及設計方法的實施過程中出現的幾項影響受力性能的構造問題，結合對這兩項新規范的深入理解和試驗研究，運用新的結構理論進行受力分析，并提出正確做法，以期促進設計和施工方法的日趨完善。

關鍵詞：高層建筑；框剪結構；受力分析

近年來，隨著《混凝土結構設計規范》GB50010-2002、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002和建筑結構施工圖平面整體設計方法03G101的配套實施，使結構設計和施工取得了很大的科技進步。但由于許多施工圖設計少節點詳圖和施工技術人員缺乏結構理論知識等方面原因，出現了若干影響受力性能的構造做法。

1 主次梁相交處次梁頂部縱筋保護層問題

1.1 錯誤現象及受力分析

（1）為滿足保護層厚度要求，局部增加主次梁相交處的混凝土厚度，出現局部凸出板面的現象，導致梁截面高度突變，產生應力集中，且使樓板飾面施工時無法處理凸出部位。

（2）縮小主梁鋼筋骨架截面高度，用以滿足次梁頂部縱筋保護層厚度要求。使主梁結構計算圖形中的負彎矩有效截面高度h′0減小，導致負彎矩抗力削弱，易產生撕裂裂縫而加劇應力延伸，嚴重降低承載力。

1.2 正確做法

主梁施工有效截面高度h02=主梁設計截面高度h01+次梁頂部縱筋直徑。即主梁底模安裝時，將梁底設計標高下降1個次梁頂部縱筋直徑，這樣做既增加了主梁h0的高度，又保證了h′0設計計算圖形的合力中軸位置不變，并同時滿足次梁頂部縱筋保護層厚度要求，經濟科學，便于施工。

2 縱向受力筋綁扎搭接接頭的形式問題

2.1 錯誤現象

新規范規定，縱向受力筋綁扎搭接接頭中鋼筋的橫向凈距不應小于鋼筋直徑，且不應小于25mm。但施工中依舊按傳統的并筋綁扎搭接接頭形式施工。

2.3 正確做法

除軸心受拉、小偏心受拉桿件和直徑大于28mm的鋼筋之外，當施工需要時均可按下列做法進行搭接接頭施工，即可滿足設計規范的要求。

（1）板、墻類構件及梁、柱類構件的非角部縱向受拉鋼筋，均應按設計規范規定的分離式綁扎搭接接頭形式施工，以滿足標準搭接長度條件下的抗力要求。

（2）梁、柱類構件的角部縱向受拉鋼筋無法實現分離式綁扎搭接形式，因角部縱筋必須與箍筋角部靠攏綁牢，以防受力筋合力中軸移位。因此，為便于施工和滿足搭接區段的抗力要求，可采用并筋式接頭形式，但必須通過加大搭接區段長度來滿足承載力要求。

3 剪力墻外側水平筋在約束柱節點處的錨固問題

3.1 錯誤現象

由于新設計規范未涉及到剪力墻與約束柱外側面平齊的結構形式，但建筑設計為強調外立面協調統一的效果，往往采用外圍剪力墻與約束柱外平齊的方案，從而使此節點施工時的錨固做法無據可依，出現了如下2種常見的錯誤做法。

（1）將剪力墻外側面水平筋綁扎于約束柱外側縱筋外。

（2）將剪力墻外側水平筋按1：6的坡度彎折后穿入約束柱外側縱筋內做錨固。

3.2 受力分析

（1）剪力墻與約束柱在地震水平荷載作用時，猶如一上下反復受彎剪的梁板式結構受力狀態，按錯誤做法1施工的此節點，當產生向外的地震水平推力時，作為“板”下部縱向受拉筋的剪力墻水平分布筋，由于沒與約束柱做適量長度錨固，在彎剪傳力過程中，使保護層脫落，水平筋拉脫而破壞。

（2）錯誤做法2，因剪力墻截面厚度較小，水平筋向內煨折后，較大地削弱了支座邊緣的抗剪強度，且此處剪力墻水平筋的保護層厚度均>40mm，通常出現因混凝土收縮應力集中而導致的豎向開裂現象；如采取附加抗裂鋼筋的措施，不符合施工方便、經濟合理的原則，且施工難度大，質量難以保證。

3.3 正確做法

將剪力墻外側水平分布筋從約束柱縱筋外貫通支座后，再將其與約束柱箍筋每端做≥10d長度的單面可靠焊接即可。這種間接錨固措施既不削弱剪力墻在支座邊緣的抗剪強度，又滿足了此節點的傳力錨固要求，并方便施工。

4 剪力墻暗柱箍筋的布置問題

4.1 錯誤現象

剪力墻鋼筋施工中，在“L”形和“T”形暗柱節點處，均出現縱橫2道暗柱箍筋及剪力墻水平筋三并筋現象。

4.2 受力分析

鋼筋在混凝土中之所以能夠共同受力，是依靠混凝土的粘結錨固而維持的。當出現上述三并筋狀態時，由于粘結面積的減小，就會大大削弱其重疊區段應有的抗力，即相當于3d的等效直徑鋼筋的抗力，且會導致重疊區段應力集中而劈裂，在受力性能上不合理。

4.3 正確做法

當箍筋綁扎時，可采用起步點相互拉開的做法加以解決。如箍筋和剪力墻水平筋設計間距均為100mm時，可以現澆板上平為起步點，使其2層箍筋和剪力墻水平筋的中距均分，即100/3=33mm，依次類推向上綁扎。這樣既不改變暗柱箍筋和剪力墻水平筋的設計間距，又防止了并筋現象，并使箍筋均勻受力，大大提高圍箍效應。

5 梁柱節點核心區箍筋的設置問題

5.1 錯誤現象

梁柱節點處于四邊均有梁連接時，柱箍筋按加密區箍筋全部設置，由于此節點處梁縱筋、復合箍筋和拉筋密集，且縱橫交錯，導致梁縱向鋼筋難以穿插和位移及節點核心區混凝土難以澆搗密實的現象。

5.2 受力分析

此節點由于受到周邊梁端約束而形成強大的圍箍效應，故柱內縱筋不存在壓曲的可能性。

5.3 正確做法

四邊均有梁連接的梁柱節點，可只配置沿柱周邊的外圍箍筋，取消復合筋和拉筋。這樣既能保證此節點對核心區域混凝土的有效約束，又便于梁縱筋的布設和混凝土的澆筑，有利于保證節點施工質量。

6 梁柱節點核心區混凝土強度問題

在強柱弱梁設計原則的指導下，柱混凝土強度一般高于梁混凝土強度1～2級，由此帶來了節點核心區混凝土澆筑的做法問題。

6.1 錯誤做法

不論節點核心區處于何種約束狀態，均自梁的負彎矩筋端頭以內澆筑與柱相同等級的混凝土。

6.2 受力分析

（1）四邊均有梁連接的梁柱節點，由于梁端的約束和柱內梁縱筋對核心區的強化作用，足以實現強化節點的設計原則。

（2）混凝土強度分界線設置在梁負彎筋端頭部位，無形中強化了負彎矩區段的抗彎強度，導致在地震荷載作用時，塑性鉸產生滯后，不利于梁端延性的發揮和地震能的吸收，會因應力集中而使核心區剪切開裂，有違于強剪弱彎的設計意圖。

6.3 正確做法

（1）四邊均有梁連接的梁柱節點核心區，可采用與梁板相同的混凝土連續澆筑。這樣既不影響節點核心區的強化，又方便了施工。

（2）除上條的約束條件外，如設計梁、柱混凝土的強度相差1個等級時，節點核心還可采用與梁板相同的混凝土連續澆筑；如設計梁柱混凝土強度相差2個及以上等級時，可從柱結構外邊緣以外50mm處作為混凝土強度分界線，采用密目鋼絲網分隔，在梁板混凝土澆筑完畢，分界處混凝土初凝前，采用與柱相同的混凝土澆筑節點核心區，并采取二次振搗工藝，以防2種強度的混凝土因收縮差異而導致界面區開裂。這樣既實現了強化節點、強剪弱彎的設計意圖，又方便了施工。

7 主次梁相交處附加箍筋的設置問題