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關(guān)鍵詞:加強(qiáng)結(jié)構(gòu);鋼筋混凝土;框架結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào):TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1引言
大量震害和試驗(yàn)證明,結(jié)構(gòu)實(shí)際的抗震能力通常要大于其設(shè)計(jì)抗震能力,這種現(xiàn)象稱為超強(qiáng)(overstrength),超強(qiáng)系數(shù)則定義為結(jié)構(gòu)實(shí)際的抗震能力與其設(shè)計(jì)地震力的比值。超強(qiáng)為結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震中保持良好的性能起到了重要作用。結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)是一個(gè)設(shè)計(jì)效率的問題,所有嚴(yán)格執(zhí)行了規(guī)范的抗震結(jié)構(gòu)都包含著一定程度上的儲(chǔ)備強(qiáng)度,從一定程度上反映了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的安全度問題。結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)取決于很多因素,主要包括:(1)材料的實(shí)際強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度之間的差異;(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模數(shù)化和取值的離散化;(3)控制設(shè)計(jì)的其他因素,如一個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)不起控制作用,而是由構(gòu)造要求或抗風(fēng)設(shè)計(jì)等起控制作用。雖然加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的重要性已經(jīng)被認(rèn)識(shí)很長時(shí)間,且在某些國家的抗震規(guī)范中明確考慮了超強(qiáng)的影響,但迄今為止,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)仍然主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)確定,且大多數(shù)規(guī)范還沒有納入超強(qiáng)的影響,國外雖有人進(jìn)行了初步的研究,但距離成熟應(yīng)用的階段還很遠(yuǎn),而在我國如何考慮結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)問題還未見有報(bào)道。本文首先給出了嚴(yán)格按我國抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的幾個(gè)典型鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),然后利用大量經(jīng)過篩選的地震動(dòng)記錄,分別利用動(dòng)力時(shí)程分析法和Pushover方法考察了結(jié)構(gòu)在非彈性階段由于內(nèi)力重分布引起的超強(qiáng),得到了一些有意義的結(jié)論。
2 結(jié)構(gòu)模型、輸入地震動(dòng)及分析方法
2.1 結(jié)構(gòu)模型
首先嚴(yán)格按我國規(guī)范設(shè)計(jì)了4個(gè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的層數(shù)分別為4層、8層、12層和16層,結(jié)構(gòu)的平面均相同(見圖1),結(jié)構(gòu)的立面見圖2,各結(jié)構(gòu)均為規(guī)則結(jié)構(gòu),邊跨6m,中跨為3m,各層層高均為313m。。本文以上述結(jié)構(gòu)的橫向平面框架為研究對(duì)象,對(duì)應(yīng)的基本周期分別為018822s、116751s、210602s和215815s,采用中國建筑科學(xué)研究院編制的PKPM程序?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋計(jì)算,結(jié)構(gòu)滿足我國現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。結(jié)構(gòu)分析采用層模型,構(gòu)件的恢復(fù)力模型采用三線型模型。
本文對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析及Pushover分析采用的程序均是Buffalo大學(xué)Reinhorn等人編寫的程序。
2.2輸入震動(dòng)
本文共應(yīng)用了80條國內(nèi)外的重要強(qiáng)地震記錄,主要以文獻(xiàn)[14]給出的適用于一般重要性結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的地震動(dòng)記錄為主,并將這80條地震動(dòng)記錄按我國現(xiàn)行的抗震規(guī)范規(guī)定的場地分類方法分為四類,即I類場地(20條)、II類場地(20條)、III類場地(20條)、IV類場地(20條),記錄的詳細(xì)情況見文獻(xiàn)
2.3加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的分析方法
從加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的定義可以看出,計(jì)算結(jié)構(gòu)的超強(qiáng),關(guān)鍵一步是計(jì)算結(jié)構(gòu)實(shí)際的極限承載能力,而結(jié)構(gòu)實(shí)際的極限承載能力可以由結(jié)構(gòu)的整體能力曲線得到。本文將用靜力彈塑性方法(Pushover方法)和動(dòng)力時(shí)程分析法給出結(jié)構(gòu)的整體能力曲線,進(jìn)而分析兩種方法得到的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)系數(shù)的區(qū)別。確定結(jié)構(gòu)的極限承載力之后,結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)系數(shù)就可以利用結(jié)構(gòu)的極限承載力除以結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算得到。
3 結(jié)構(gòu)整體能力曲線
一個(gè)單自由度體系的抗震能力曲線是確定的,不論體系受動(dòng)力特性還是靜力荷載作用,它僅取決于體系本身的特性,但多自由度體系的能力曲線就是不確定的了,它不但取決于體系本身的特性,還取決于荷載過程。對(duì)于特定地震動(dòng),進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析得到能力曲線的方法如下:地震動(dòng)輸入強(qiáng)度較小時(shí),結(jié)構(gòu)的基底剪力與頂點(diǎn)位移基本保持線性關(guān)系,逐漸增加地震動(dòng)強(qiáng)度,使結(jié)構(gòu)充分發(fā)展塑性,這樣就可以得到相應(yīng)于各條地震動(dòng)的基底剪力與頂點(diǎn)位移的關(guān)系曲線,即:能力曲線。以本文給出的四類場地的80條地震動(dòng)記錄為基礎(chǔ),利用動(dòng)力時(shí)程分析法給出的4個(gè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的平均整體能力曲線見圖3,從圖中可以看出,在利用動(dòng)力時(shí)程分析法確定結(jié)構(gòu)的能力曲線時(shí),地震動(dòng)記錄的場地條件對(duì)結(jié)構(gòu)的能力曲線影響不大,誤差完全在可接受的范圍之內(nèi)。為簡化起見,本文將所有地震動(dòng)記錄給出的平均結(jié)構(gòu)能力曲線作為計(jì)算加強(qiáng)結(jié)構(gòu)系數(shù)的根據(jù),不考慮場地條件對(duì)結(jié)構(gòu)能力曲線的影響。
4結(jié)語
本文首先嚴(yán)格按我國規(guī)范要求設(shè)計(jì)了4個(gè)典型鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),分別利用動(dòng)力時(shí)程分析法和Pushover方法確定了結(jié)構(gòu)在非彈性階段由于內(nèi)力重分布而形成的超強(qiáng),得到了以下結(jié)論:(1)利用時(shí)程分析法建立結(jié)構(gòu)的整體能力曲線時(shí),地震動(dòng)記錄的場地條件對(duì)結(jié)構(gòu)的能力曲線影響不大,誤差完全在可接受的范圍之內(nèi)。(2)動(dòng)力時(shí)程分析法和Pushover方法給出的所有結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)系數(shù)均大于2,其中由動(dòng)力時(shí)程分析法給出的16層框架結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)系數(shù)達(dá)到了4。(3)對(duì)所有的結(jié)構(gòu),廣義乘方分布模式給出的超強(qiáng)系數(shù)都是最小的,倒三角形分布模式給出的超強(qiáng)系數(shù)次小;均勻分布模式和動(dòng)力時(shí)程分析法給出的超強(qiáng)系數(shù)隨結(jié)構(gòu)層數(shù)的不同而不同,當(dāng)層數(shù)較少時(shí),均勻分布模式給出的超強(qiáng)系數(shù)比動(dòng)力時(shí)程分析給出的超強(qiáng)系數(shù)大;隨層數(shù)的不斷增多,均勻分布模式和動(dòng)力時(shí)程分析法給出的超強(qiáng)系數(shù)之間差距不斷縮小,最終,動(dòng)力時(shí)程分析法給出的超強(qiáng)系數(shù)大于均勻分布模式給出的超強(qiáng)系數(shù),且高的程度隨層數(shù)的增多而增加。(4)動(dòng)力時(shí)程分析法和Pushover方法給出的超強(qiáng)系數(shù)的差別隨層數(shù)的增多而增大,這是由于當(dāng)層數(shù)較多時(shí),結(jié)構(gòu)的高振型效應(yīng)變得顯著,從而使得Pushover方法的應(yīng)用受到了限制。(5)在還沒有進(jìn)行大量細(xì)致的工作和研究之前,可以保守地認(rèn)為嚴(yán)格按我國抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)系數(shù)最小值為2。
參考文獻(xiàn)
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[論文摘要]在我國現(xiàn)在的多高層建筑中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用最普遍,其中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)GB 5002022002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和GB 5001122001 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)抗震等級(jí)的選取,振型組合數(shù)的合理選取,軸壓比限值等問題的計(jì)算容易被設(shè)計(jì)人員,進(jìn)行初步探討,并取得較好的效果,可供設(shè)計(jì)人員參考。
一、概述
在我國現(xiàn)在的多高層建筑中,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)形式。因?yàn)槠渚哂凶銐虻膹?qiáng)度,良好的延性和較強(qiáng)的整體性,目前廣泛用于地震設(shè)防地區(qū)。
在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中,筆者通過切身體會(huì),總結(jié)歸納了一些不符合規(guī)范要求的問題。較常見的有在結(jié)構(gòu)施工圖中將場地類別寫成了場地土類別,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限與建筑施工圖不一致,抗震措施和抗震構(gòu)造措施不明確,柱縱筋在基礎(chǔ)內(nèi)錨固長度不足,周期該折減而未折減等,應(yīng)引起足夠的重視。
二、框架結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)理
框架結(jié)構(gòu)主要是以壓彎構(gòu)件——豎向框架柱和以彎剪構(gòu)件——水平框架梁組成的。實(shí)際工程計(jì)算的例子表明,框架結(jié)構(gòu)的延性很大程度上取決于框架梁和框架柱構(gòu)件本身的延性和屈服彎矩。
在地震作用下,框架結(jié)構(gòu)每經(jīng)過一個(gè)循環(huán),加載時(shí)先是結(jié)構(gòu)吸收或儲(chǔ)存能量,卸載時(shí)釋放能量,但兩者不相等。兩者之差為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一個(gè)循環(huán)中的“耗失能量”(耗能) ,也即一個(gè)滯回環(huán)內(nèi)所含的面積。結(jié)構(gòu)吸收的地震能量可以由力——位移曲線所包圍的面積來表示。
三、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)注意問題
(一)抗震等級(jí)的選取
對(duì)于乙類建筑,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范3.1.322規(guī)定:地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求,但是抗震措施(主要體現(xiàn)為抗震等級(jí))在一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6度~8度時(shí),應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求。實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常發(fā)生抗震等級(jí)選錯(cuò)的情況,如:位于8度區(qū)的某乙類建筑,應(yīng)按9度由建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表6.1.2確定,為一級(jí)抗震等級(jí)。
(二)振型組合數(shù)的合理選取
應(yīng)按以下規(guī)則選取:對(duì)于較高層建筑,當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),振型數(shù)應(yīng)不小于3;當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí),宜取為3的倍數(shù)(由于程序按3個(gè)振型一頁輸出),但不能多于層數(shù)。當(dāng)房屋層數(shù)不大于2時(shí),振型數(shù)可取層數(shù)。對(duì)于不規(guī)則建筑,當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),振型數(shù)應(yīng)不小于9,但不能超過結(jié)構(gòu)層的3倍,只有定義彈性樓板且按總剛分析法分析時(shí),才可以取更多的振型。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在條文說明中明確指出:振型數(shù)可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量90%所需的振型數(shù)。
目前satwe等程序已有這種功能,這是一個(gè)重要指標(biāo)。如:對(duì)于某一建筑,選取的振型數(shù)為15,但振型參與質(zhì)量系數(shù)只有50%,說明振型數(shù)取得不夠,可能由于此建筑過于復(fù)雜或由于某些桿件不連續(xù)導(dǎo)致局部震動(dòng)引起的,應(yīng)仔細(xì)復(fù)核。
四、獨(dú)立基礎(chǔ)拉梁的問題
當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深,為了減小底層柱計(jì)算高度及底層側(cè)向位移,可在±0. 000附近設(shè)置基礎(chǔ)拉梁,但不宜按構(gòu)造設(shè)置,宜按照框架要求設(shè)計(jì),應(yīng)注意此時(shí)需將板厚取為0,定義彈性結(jié)點(diǎn),按總剛分析法分析計(jì)算,且基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)成短柱基礎(chǔ)。
五、構(gòu)造方面的若干問題
(一)框架梁的通常面積配筋率ρsv不滿足規(guī)范要求
GB 5001022002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范11.3.9明確規(guī)定了最小面積配筋率,容易被忽視。如:二級(jí)框架,500mm×800mm,C40,非加密區(qū)箍筋
(二)當(dāng)框架梁端縱向受拉筋配筋率大于2%時(shí),箍筋直徑?jīng)]有增大2mm
設(shè)計(jì)中經(jīng)常碰到梁端縱向受拉筋配筋率大于2%的情況,往往不注意GB 5001022002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范11.3.623的規(guī)定,導(dǎo)致箍筋直徑偏小。如:某二級(jí)框架梁截面尺寸為250mm×400mm,梁端負(fù)筋為4Φ25,混凝土為C30,箍筋為2%,故箍筋直徑應(yīng)至少為10mm,原配箍筋直徑偏小。
(三)框架梁加密區(qū)箍筋肢距不滿足規(guī)范要求
如:寬300mm框架梁,箍筋為
(四)框架柱縱筋間距和凈距不滿足規(guī)范要求
按GB 5001022002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范10.3.123和11.4.13的規(guī)定,框架柱縱筋的凈距不宜小于50mm,且當(dāng)柱截面尺寸大于400mm時(shí)縱筋的間距不宜大于200mm。邊柱有可能會(huì)遇到這種情況,特別是當(dāng)邊跨較長,柱的計(jì)算長度較長,沿邊跨方向框架的抗側(cè)剛度較弱時(shí)。這時(shí)框架柱邊跨方向計(jì)算配筋較大,另一方向配筋較小,如某框架柱高7.0m,截面尺寸為500mm×700mm,短邊配8Φ25,長邊配4Φ25,兩方向均不滿足規(guī)范要求。
(五)地下室頂板厚度不夠
按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.1.4的規(guī)定,當(dāng)作為上部嵌固部位時(shí),應(yīng)避免開大洞口,采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),且板厚不宜小于180mm,實(shí)際設(shè)計(jì)中在此種情況下經(jīng)常會(huì)忽視此條規(guī)定,導(dǎo)致板厚偏小。
(六)短柱位置未明確
樓梯平臺(tái)梁或者雨篷梁支撐在框架柱上,容易形成短柱,應(yīng)按要求全長加密箍筋??蚣芡鈬畛鋲﹂_窗,由于窗臺(tái)處砌體對(duì)框架柱作用,容易形成短柱,也應(yīng)全長加密。若不加密,可將砌體墻與框架柱設(shè)成柔性連接(如:墻柱之間留有縫隙,填充一些松散材料,但應(yīng)有鋼筋與柱拉結(jié)),或從邊框梁處出挑挑耳,上砌砌體填充墻,消除對(duì)框架柱的作用。
六、關(guān)于框架結(jié)構(gòu)電梯井的問題
由于在地震作用下高層框架結(jié)構(gòu)的位移較難控制,而多層框架結(jié)構(gòu)的位移控制要比其容易許多,故對(duì)于多層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)電梯井,完全可以采用框架加填充墻形式,只是這時(shí)應(yīng)加密填充墻構(gòu)造柱,且應(yīng)注意加強(qiáng)電梯井周圍的框架梁柱的配筋,因其剛度影響在計(jì)算中無法反映出來。若要將電梯井做成鋼筋混凝土形式,由于井筒會(huì)吸收較大地震力,相應(yīng)減少框架部分吸收的地震力,則框架部分偏于不安全,且井筒基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也較為困難,故應(yīng)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)按有無鋼筋混凝土井筒分別計(jì)算,取最不利結(jié)果配筋,且對(duì)井筒墻壁采取做薄墻厚、構(gòu)造配筋、開豎縫、開計(jì)算洞等辦法來弱化電梯井剛度。這樣的墻體布置,在地震作用下不至于由于電梯井筒的破壞,而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
[1]GB 5001022002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2]GB 5001122001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
【關(guān)鍵詞】偏心框架結(jié)構(gòu);抗震性能指標(biāo);鋼筋混凝土
1 偏心框架結(jié)構(gòu)性能研究
1.1 試驗(yàn)分析
試驗(yàn)了五棍試件,比較了三種支撐形式:單斜支撐、斜交叉支撐、k型支撐川,從試驗(yàn)過程及測得的結(jié)果可得出如下結(jié)論: (l)各試件的破壞都呈現(xiàn)出延性破壞特征,各試件滯回曲線以最大承載力下降15%所對(duì)應(yīng)的位移為極限位移計(jì)算的延性比均大于4,三種偏心支撐框架與相應(yīng)純框架的延性比相近,但偏心支撐框架的屈服位移,最大承載力點(diǎn)的位移都比純框架相應(yīng)的位移減小達(dá)50%左右。純框架測得開裂位移為2.3--2.5mm,偏心支撐框架的開裂位移為1.1--2.0mm。可見純框架達(dá)彈性位移限值時(shí)處于開裂狀態(tài),而偏心支撐框架仍處于彈性狀態(tài),有利于保證“小震不壞,中震可修”的抗震設(shè)防原則,避免了純框架抗側(cè)剛度不夠的不利影響。純框架測得的最大承載力位移為30--32mm,而偏心支撐框架最大承載力位移為8--26mm。所以純框架達(dá)最大承載力時(shí)已超過彈塑性位移限值,而偏心支撐框架最大承載力位移均小于彈塑性位移限值。故偏心支撐框架可充分發(fā)揮其承載力,而純框架由于有倒塌的危險(xiǎn)很難充分發(fā)揮其承載力。
1.2 性能分析
偏心支撐鋼筋混凝土框架柱的性能主要取決于鋼筋混凝土連系梁、支撐及框架柱。為此對(duì)連系梁及偏心支撐框架的性能進(jìn)行了分析。連系梁是指偏心支撐與梁柱節(jié)點(diǎn)間的梁段,其變形性能主要取決于該梁段的破壞性質(zhì)。經(jīng)計(jì)算分析,連系梁的破壞形態(tài)主要由其高跨比控制,當(dāng)高跨比大于3.5時(shí)發(fā)生彎曲破壞,當(dāng)高跨比小于3.5時(shí)發(fā)生彎剪破壞。這與規(guī)范專題組的研究基本一致,即高跨比大于3.5時(shí)約束梁的抗剪承載力基本不受高跨比的影響。按框架梁設(shè)計(jì)時(shí)高跨比選擇在(1/8一1/12)考慮,則框架梁在3分點(diǎn)處設(shè)置偏心支撐可滿足其彎曲破壞的要求,因由于加設(shè)支撐高跨比適當(dāng)減小。所以從連系梁的性能分析知框架設(shè)計(jì)中設(shè)置偏心支撐具有可能性??紤]連系梁的剪切斜裂縫影響,以及支撐梁、柱材料非線性、節(jié)點(diǎn)區(qū)錨固鋼筋的粘結(jié)滑移等因素,對(duì)偏心支撐鋼筋混凝土框架進(jìn)行了非線性分析,分析結(jié)果表明:(1)與純框架相比,粘結(jié)滑移對(duì)偏心支撐框架的變形影響減小,但同樣使承載能力略有降低。(2)當(dāng)結(jié)構(gòu)梁柱內(nèi)形成的塑性鉸數(shù)目使結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)時(shí),結(jié)構(gòu)的承載能力及變形均未達(dá)到極限狀態(tài),仍能提供抗力。在塑性鉸達(dá)極限狀態(tài)支撐壓屈后結(jié)構(gòu)才進(jìn)入下降段。(3)連系梁的變形性能對(duì)框架承載力及延性均有較大影響,對(duì)于支撐影響分別達(dá)9%和20%。(4)隨偏心支撐抗側(cè)剛度的增大,框架的承載力提高,而延性降低。
2 有關(guān)受壓構(gòu)件截面
基本的假設(shè),依據(jù)彈塑性力學(xué)原理,在已知材料本構(gòu)關(guān)系和構(gòu)件截面變形的條件下,從理論上講,就可以對(duì)任意構(gòu)件截面從開始受力到破壞的全過程進(jìn)行分析,但分析過程繁瑣,為便于分析,常做如下假定:(1)截面變形服從平截面假定。(2)鋼筋和混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為已知。(3)構(gòu)件的變形很小,不影響構(gòu)件的受力體系計(jì)算圖形和內(nèi)力值。(4)一般不考慮時(shí)間(齡期)和環(huán)境溫度、濕度等影響,即忽略混凝土的收縮、徐變和溫濕度變化引起的內(nèi)應(yīng)力和變形狀態(tài)。(5)忽略拉區(qū)的混凝土作用。
3 加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量的控制是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的重要環(huán)節(jié)
要提高框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,首要的是加強(qiáng)構(gòu)件的連接,使之能滿足傳遞地震時(shí)的強(qiáng)度要求和適應(yīng)地震時(shí)大變形的延性要求??蚣芄?jié)點(diǎn)是框架梁柱構(gòu)件的公共部分,在地震作用下,若節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不足,延性不夠,鋼筋錨固質(zhì)量差就會(huì)使結(jié)構(gòu)喪失整體性而造成破壞。因此必須加強(qiáng)框架節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量的控制,這也和“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固”的抗震設(shè)計(jì)原則是一致的,“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固”也理應(yīng)成為施工監(jiān)理的重要質(zhì)量控制點(diǎn)。
3.1 必須保證梁柱縱向鋼筋在框架節(jié)點(diǎn)區(qū)有正確可靠的錨固
眾所周知,框架結(jié)構(gòu)最佳的抗震機(jī)制是梁式側(cè)移機(jī)構(gòu),以達(dá)到消耗地震能量的作用。但梁正常工作和梁端塑性鉸形成的基本前提是保證梁縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)有可靠的錨固,不造成鋼筋的錨固破壞。若強(qiáng)震引起梁斷裂,只要梁端鋼筋的錨固未失效,懸索作用也能維持樓面不立即坍塌,以達(dá)到人員安全撤離的目的。因此施工監(jiān)理人員務(wù)必加強(qiáng)梁端鋼筋錨固質(zhì)量的檢查驗(yàn)收。梁端節(jié)點(diǎn)鋼筋的錨固一般分為有彎折的錨固和無彎折的錨固(錨固長度滿足)。彎折錨固分為水平段和彎折段兩部分。試驗(yàn)證明彎折錨固鋼筋的主要持力段是水平段,只有到加載后期水平段發(fā)生粘結(jié)破壞錨固力才轉(zhuǎn)移由彎折段承擔(dān)。
3.2 必須加強(qiáng)對(duì)框架節(jié)點(diǎn)區(qū)域箍筋的檢查驗(yàn)收和防震縫的監(jiān)督檢查
框架節(jié)點(diǎn)區(qū)域箍筋加密的作用不僅能承擔(dān)梁柱的剪力,而且能約束混凝土提高混凝土的抗壓強(qiáng)度及變形能力,增加其延性的效果,還能為縱向鋼筋提供支撐,防止縱筋壓曲,從而提高框架的抗震性能??蚣芄?jié)點(diǎn)鋼筋密集,箍筋設(shè)置困難,箍筋加密區(qū)長度及根數(shù)易被忽視,因此施工監(jiān)理人員必須加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)域箍筋的檢查驗(yàn)收。不僅要檢查梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域箍筋的直徑、間距、加密區(qū)長度、數(shù)量、箍筋形式和綁扎質(zhì)量,同時(shí)還要注意檢查梁的第一個(gè)箍筋距支座邊50 mm的要求。當(dāng)有剛性地面時(shí),還要注意檢查底層框架柱在剛性地面上下的加密情況。對(duì)有抗震要求的箍筋彎折角度應(yīng)為135°,彎折后平直長度不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍,且不小于75 mm。
4 抗震概念設(shè)計(jì)的原因與總結(jié)
抗震概念設(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。概念設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員從結(jié)構(gòu)的宏觀整體出發(fā),用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀點(diǎn),著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng),正確地解決總體方案、材料使用、分析計(jì)算、截面設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造等問題,力求得到最為經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。概念設(shè)計(jì)的提出是隨著抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的,它是地震災(zāi)害分析的總結(jié)。(1)荷載傳遞路徑不明確。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則是:結(jié)構(gòu)的簡單性;結(jié)構(gòu)的規(guī)則和均勻性;結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力;結(jié)構(gòu)的整體性。由于在設(shè)計(jì)中過分強(qiáng)調(diào)建筑物的造型,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的荷載傳遞路線復(fù)雜且不明確。(2)強(qiáng)度和剛度不連續(xù)有突變。由于沿豎向樓層質(zhì)量與剛度變化太大,使樓層變形過分集中而產(chǎn)生破壞。
5 結(jié)語
建設(shè)部領(lǐng)導(dǎo)多次強(qiáng)調(diào),今后對(duì)自然災(zāi)害中垮塌的建筑物必須審查有關(guān)單位貫徹執(zhí)行強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)情況,對(duì)違規(guī)者要追究法律責(zé)任。因此嚴(yán)格隱蔽工程的驗(yàn)收,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震的驗(yàn)收,嚴(yán)格質(zhì)量保證資料的審查,把抗震知識(shí)貫穿于建設(shè)的全過程。歷次地震經(jīng)驗(yàn)表明,只要經(jīng)過合理的抗震設(shè)計(jì)和良好的施工質(zhì)量,在一般烈度地區(qū)是可以保證安全的。相信在我們廣大建設(shè)者的共同努力下,我國的建筑工程質(zhì)量和抗震性能一定會(huì)大大提高。
參考文獻(xiàn):
[1]繆志偉,葉列平.鋼筋混凝土框架-聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)的地震能量分布研究[J].工程力學(xué), 2010, 27(2):130-140.
關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);鋼筋連接;施工;混凝土
Abstract: This paper analyzes the construction of reinforced concrete frame structure in reinforced connections, joints stirrups, concrete strength, concrete cover thickness and other quality problems in the process, and proposed control measures.Key words: frame structure; steel connection; construction; concrete
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2012)
1、前言
近年來,伴隨著設(shè)計(jì)和施工水平的提高,多層和高層建筑采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的形勢發(fā)展很好,由于現(xiàn)澆施工的框架具有整體性好、圍護(hù)墻體輕、抗震性好、施工速度快、布局靈活多樣,在許多工程中得到廣泛應(yīng)用。但是由于施工人員技術(shù)素質(zhì)存在差異,對(duì)操作規(guī)程了解較少,在施工中容易產(chǎn)生影響質(zhì)量的現(xiàn)象,這些狀況如重視不夠或解決不及時(shí),將會(huì)直接影響質(zhì)量。本文就鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工容易形成的質(zhì)量問題談幾點(diǎn)體會(huì)。
2、鋼筋連接
大直徑鋼筋(φ≥28)可采用鋼筋剝肋滾壓直螺紋套筒連接新技術(shù),即剝助鋼筋縱肋后滾壓直螺紋的套筒將預(yù)制的絲頭待連接鋼筋旋擰在一起達(dá)到鋼筋連接一體,實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度連接的目的。
它的機(jī)理是:
利用滾壓螺紋能使螺紋綜合機(jī)械性能大幅度提高的特性,同時(shí)利用螺紋連接傳力不均率與螺桿橫截面積變化率相協(xié)調(diào)對(duì)應(yīng)能夠降低螺桿抗拉應(yīng)力,改變連接過渡段內(nèi)力曲線形狀,降低變截面應(yīng)力集中影響的特性來彌補(bǔ)鋼筋剝肋和螺紋小徑對(duì)鋼筋橫截面積削弱影響達(dá)到鋼筋等強(qiáng)度連接。
技術(shù)特點(diǎn)是:
1.1接頭強(qiáng)度高,連接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。接頭性能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程))(JGJ107~96)中A級(jí)規(guī)定,實(shí)現(xiàn)與鋼筋母材等強(qiáng)度連接。
1.2鋼筋絲頭螺紋加工精度高。使工廠加工的套筒與施工現(xiàn)場加工的鋼筋絲頭配合性好,保證了鋼筋連接質(zhì)量。
1.3由于鋼筋端部的絲頭是對(duì)鋼筋柱體表面金屬強(qiáng)化后形成的螺紋,鋼筋芯部材質(zhì)和機(jī)械性能不發(fā)生任何變化,接頭的綜合機(jī)械性能高,特別是接頭的抗疲勞性能好,與鋼筋化學(xué)成分無關(guān)。
1.4銅筋絲頭加工過程中鋼筋搬運(yùn)次數(shù)少、操作簡單,加工速度快。一次裝卡即可完成鋼筋剝肋、滾壓螺紋兩道工序。
1.5鋼筋絲頭加工設(shè)備投入小,易耗件損耗低,一套滾絲輪可加工絲頭為0.8萬~1.2萬個(gè)。
1.6接頭連接施工方便,質(zhì)量容易控制。鋼筋絲頭用手即可旋入套筒,僅最后2~3扣時(shí)用管鉗或力矩扳手旋緊,只要鋼筋外露螺紋不超過1.5扣,即可保證接頭的等強(qiáng)連接。
1.7 適用范圍廣。不僅適用于直徑16~50mmⅡ、Ⅲ級(jí)鋼筋在各個(gè)方向和位置的同、異徑可旋轉(zhuǎn)鋼筋連接,還能適用于不可旋轉(zhuǎn)或軸向不能移動(dòng)鋼筋的連接。
3、梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工問題
3.1 一般施工做法的弊病
梁柱節(jié)點(diǎn)施工的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為:節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。鋼筋分布密集,操作人員高空作業(yè)。施工難度大,特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯(cuò),箍筋綁扎不便,采用整體沉梁時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)下部箍筋無法綁扎,致使梁柱節(jié)點(diǎn)部位不放或少放柱箍筋,留下嚴(yán)重隱患。部分施工人員意識(shí)到鋼筋骨架整體入模后柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋綁扎困難,便采用兩個(gè)開口箍筋拼臺(tái),然而在整個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)均采用開口箍筋顯然不符合規(guī)范規(guī)定。規(guī)范箍筋封閉和箍筋末端彎鉤的構(gòu)造要求,是保證箍筋對(duì)混凝土核心起有效約束作用的必要條件,但采用分層下箍法操作難度仍相當(dāng)大。必須將節(jié)點(diǎn)部分側(cè)模板拆除方能保證節(jié)點(diǎn)箍筋間距及綁扎牢固。若采用原位綁扎鋼筋(即先安裝梁底模,再直接在梁底模上綁扎梁筋、安裝側(cè)模板),其缺陷是:
3.1.1只安裝梁底模、不安裝側(cè)模板。板的模板無法安裝,造成整個(gè)模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)定,易發(fā)生模板倒塌事故;
3.1.2在框架結(jié)構(gòu)施工中,所有的鋼筋均在施工樓層堆放和二次運(yùn)輸。在這種開放的模板體系上堆放和搬運(yùn)鋼筋極其不安全;
3.1.3支模和綁鋼筋多次交叉作業(yè)。不利于施工組織管理,窩工現(xiàn)象較嚴(yán)重,工效較低。
3.2 改進(jìn)的對(duì)策
近年的作法是將梁板模板(含側(cè)模板)全部安裝完畢后才安裝梁板鋼筋并整體沉梁。該施工程序的優(yōu)點(diǎn)是鋼筋堆放、運(yùn)輸及綁扎較安全,交叉作業(yè)少。支模和綁鋼筋不沖突,工效較高。但若不采取特別措施,會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)箍筋少放或者箍筋間距無法保證的問題。對(duì)此,可采用如下措施解決:
3.2.1下料時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)增加若干根縱向短筋(可用細(xì)鋼筋);
(2)柱節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋現(xiàn)場焊接在縱向短筋上形成整體骨架。再將整體骨架套入柱縱筋并擱置在樓板模板面上,穿梁鋼筋并綁扎,為防止附加縱同短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難。附加縱向短筋應(yīng)偏離箍筋角部約5cm。采用該法可保證柱節(jié)點(diǎn)箍筋的間距與數(shù)量,實(shí)施效果較好。需要說明的是,當(dāng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜時(shí),采用該方法可能也會(huì)有困難,施工時(shí)要視具體情況而定。
4、混凝土保護(hù)層厚度問題
保護(hù)層厚度的規(guī)定是為滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性要求和對(duì)受力鋼筋有效錨固的要求。保護(hù)層厚度太小,無法滿足上述要求,太大則構(gòu)件表面易開裂,因此,《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204――1992)第3.5.8條《建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ301――1988)第5.2.10條、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范))(GB50204――2002)第5.5.2條均規(guī)定受力鋼筋保護(hù)層厚度梁拄允許偏差為±5mm。
在框架結(jié)構(gòu)施工中,由于樓面標(biāo)高是一致的,雙向框架梁同時(shí)穿越柱節(jié)點(diǎn)時(shí),必然造成一側(cè)框架梁面筋保護(hù)層厚度偏火(往往會(huì)超過40mm)。井字架梁節(jié)點(diǎn)也有同樣問題,這些問題無法避免,但需注意:一是梁箍筋的下料問題,由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過,若該向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋無法直接綁扎到箍筋上,對(duì)粱骨架受力不利,因此梁端箍筋下料時(shí)高度可減小20~30mm(儀一向框架梁端需要)。二是施工時(shí)以哪一向?yàn)橹鳎虮Wo(hù)層厚度增大,截面有效高度變小,正截面受彎承載能力減小(約5%),設(shè)計(jì)時(shí)是否考慮了這種影響,另一方面構(gòu)件表面容易開裂?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)(GB50010――2002)第9.2.4條規(guī)定:“當(dāng)梁、柱中縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度大干40mm時(shí),應(yīng)對(duì)保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施?!睂?duì)此須在設(shè)計(jì)時(shí)就明確以哪一向?yàn)橹鳎?duì)保護(hù)層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網(wǎng)以防表面開裂。
5、混凝土施工質(zhì)量控制
5.1 柱的“爛根” 和“夾渣”
現(xiàn)澆框架容易出現(xiàn)“夾渣爛根”現(xiàn)象,使根部混凝土漏漿,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)“露筋”和“孔洞”。其直接原因是柱模直接放在樓地板上,預(yù)先沒有在樓板上做找平層或加標(biāo)準(zhǔn)框澆出底面,更沒有留清掃口。當(dāng)層高>5m時(shí)中段未留澆筑口,進(jìn)料從頂部直接下。自由落差>3m,在柱內(nèi)鋼筋阻攔下料使粗細(xì)料分離,另因底部板面不平且未堵縫。導(dǎo)致水泥漿流失掉,也存在底面垃圾未清除凈、振動(dòng)棒長度不到位等因素,造成根部夾渣,爛根問題。保證質(zhì)量的措施應(yīng)在框架柱接頭外進(jìn)行,即上次燒筑后加相同規(guī)格的方框,并澆平框面,繼續(xù)上澆前支橫模從板面開始,澆筑時(shí)在頂灑一層l:0.4的水泥砂漿。并鋪l:2水泥25~30mm厚,在其上澆混凝土,可保證框架柱自然密實(shí),不會(huì)出現(xiàn)夾渣或爛根的質(zhì)量問題。
5.2 控制好混凝土質(zhì)量
對(duì)配合比的控制不容忽視,再準(zhǔn)確的配合比,現(xiàn)場不控制粗細(xì)骨料的含雜質(zhì)量和稱量,仍然會(huì)生產(chǎn)出不合格品。有的工地不做配合設(shè)計(jì),而套用別人的比例。對(duì)已澆成品不保護(hù),養(yǎng)護(hù)不及時(shí),尤其是夏天氣溫高的地區(qū)需要保養(yǎng),這是提高強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)。對(duì)混凝土框架柱的澆筑施工,必須遵守現(xiàn)行的施工規(guī)范,注意克服配料計(jì)量、拌和時(shí)間短,加水不控制,運(yùn)距長搖晃離析現(xiàn)象,更要注意不允許二次加水重拌及振搗不密實(shí)、過振、漏漿、跑模、不清除殘留木屑等現(xiàn)象。操作素質(zhì)低下所產(chǎn)生的后果將削弱支撐件的豎向荷載,影響結(jié)構(gòu)連接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作標(biāo)準(zhǔn),步步檢驗(yàn)認(rèn)證,按規(guī)范施工,框架工程質(zhì)量就會(huì)得到保證。
6、結(jié)語
在建筑工程中,現(xiàn)澆施工的框架具有整體性好、圍護(hù)墻體輕、抗震性好、施工速度快、布局靈活多樣的優(yōu)點(diǎn),在工程實(shí)踐中成為主要的結(jié)構(gòu)形式,工程技術(shù)人員在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和規(guī)范施工,確保工程質(zhì)量和安全。
參考文獻(xiàn):
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[2]劉永忠.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(19)
【關(guān)鍵詞】框架結(jié)構(gòu);鋼筋連接;施工;混凝土
建筑施工中,框架結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土主梁、次梁和柱形成的框架作為建筑物的骨架,梁和柱之間的連接為剛性結(jié)點(diǎn)。屋蓋、樓板上的荷載通過板傳遞給梁,由梁傳遞到柱,由柱傳遞到基礎(chǔ)??蚣芙Y(jié)構(gòu)的墻體全部為自承重墻,只起分隔和圍護(hù)作用,磚墻的重量通過梁、板傳給柱。有時(shí)填充墻的剛度大于豎向柱的剛度,對(duì)結(jié)構(gòu)抗震極為不利,所以不宜采用實(shí)心粘土磚作填充墻,減少結(jié)構(gòu)的自重和荷載,減弱隔墻的剛度??蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是不受樓板跨度的限制,能為建筑提供靈活的使用空間,但抗震性能差??蚣芙Y(jié)構(gòu)中梁柱構(gòu)件截面較小,因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低,它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁,樓層越高,水平位移越慢,高層框架在縱橫兩個(gè)方向都承受很大的水平力,這時(shí)樓面也作為梁共同工作的,裝配整體式樓面的作用則不考慮??蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)成:屋蓋與樓板、框架梁、框架柱、柱基礎(chǔ)、框架墻。
1 鋼筋連接
大直徑鋼筋(φ≥28)可采用鋼筋剝肋滾壓直螺紋套筒連接新技術(shù),即鋼筋縱肋后滾壓直螺紋的套筒將預(yù)制的絲頭待連接鋼筋旋擰在一起達(dá)到鋼筋連接一體,實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度連接的目的。
1.1 原理:利用滾壓螺紋能使螺紋綜合機(jī)械性能大幅度提高的特性,同時(shí)利用螺紋連接傳力不均率與螺桿橫截面積變化率相協(xié)調(diào)對(duì)應(yīng)能夠降低螺桿抗拉應(yīng)力,改變連接過渡段內(nèi)力曲線形狀,降低變截面應(yīng)力集中影響的特性來彌補(bǔ)鋼筋剝肋和螺紋小徑對(duì)鋼筋橫截面積削弱影響達(dá)到鋼筋等強(qiáng)度連接。
1.2 技術(shù)特點(diǎn):(1)接頭強(qiáng)度高,連接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。接頭性能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程))(JGJ107~96)中A級(jí)規(guī)定,實(shí)現(xiàn)與鋼筋母材等強(qiáng)度連接。 (2)鋼筋絲頭螺紋加工精度高。使工廠加工的套筒與施工現(xiàn)場加工的鋼筋絲頭配合性好,保證了鋼筋連接質(zhì)量。 (3)由于鋼筋端部的絲頭是對(duì)鋼筋柱體表面金屬強(qiáng)化后形成的螺紋,鋼筋芯部材質(zhì)和機(jī)械性能不發(fā)生任何變化,接頭的綜合機(jī)械性能高,特別是接頭的抗疲勞性能好,與鋼筋化學(xué)成分無關(guān)。 (4)銅筋絲頭加工過程中鋼筋搬運(yùn)次數(shù)少、操作簡單,加工速度快。一次裝卡即可完成鋼筋剝肋、滾壓螺紋兩道工序。(5)鋼筋絲頭加工設(shè)備投入小,易耗件損耗低,一套滾絲輪可加工絲頭為0.8萬~1.2萬個(gè)。(6)接頭連接施工方便,質(zhì)量容易控制。 (7)適用范圍廣。不僅適用于直徑16~50mmⅡ、Ⅲ級(jí)鋼筋在各個(gè)方向和位置的同、可旋轉(zhuǎn)鋼筋連接,還能適用于不可旋轉(zhuǎn)或軸向不能移動(dòng)鋼筋的連接。
2 梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工問題
2.1 一般施工做法的弊病
梁柱節(jié)點(diǎn)施工的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為:節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。鋼筋分布密集,操作人員高空作業(yè)。施工難度大,特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯(cuò),箍筋綁扎不便,采用整體沉梁時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)下部箍筋無法綁扎,致使梁柱節(jié)點(diǎn)部位不放或少放柱箍筋,留下嚴(yán)重隱患。部分施工人員意識(shí)到鋼筋骨架整體入模后柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋綁扎困難,便采用兩個(gè)開口箍筋拼臺(tái),然而在整個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)均采用開口箍筋顯然不符合規(guī)范規(guī)定。規(guī)范箍筋封閉和箍筋末端彎鉤的構(gòu)造要求,是保證箍筋對(duì)混凝土核心起有效約束作用的必要條件,但采用分層下箍法難度仍相當(dāng)大。必須將節(jié)點(diǎn)部分側(cè)模板拆除方能保證節(jié)點(diǎn)箍筋間距及綁扎牢固。若采用原位綁扎鋼筋(即先安裝梁底模,再直接在梁底模上綁扎梁筋、安裝側(cè)模板),其缺陷是: (1)只安裝梁底模、不安裝側(cè)模板。板的模板無法安裝,造成整個(gè)模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)定,易發(fā)生模板倒塌事故; (2)在框架結(jié)構(gòu)施工中,所有的鋼筋均在施工樓層堆放和二次運(yùn)輸。在這種開放的模板體系上堆放和搬運(yùn)鋼筋極其不安全; (3)支模和綁鋼筋多次交叉作業(yè)。不利于施工組織管理,窩工現(xiàn)象較嚴(yán)重,工效較低。
2.2 改進(jìn)的對(duì)策
近年的作法是將梁板模板(含側(cè)模板)全部安裝完畢后才安裝梁板鋼筋并整體沉梁。支模和綁鋼筋不沖突,工效較高。但若不采取特別措施,會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)箍筋少放或者箍筋間距無法保證的問題。對(duì)此,可采用如下措施解決: (1)下料時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)增加若干根縱向短筋(可用細(xì)鋼筋); (2)柱節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋現(xiàn)場焊接在縱向短筋上形成整體骨架。再將整體骨架套入柱縱筋并擱置在樓板模板面上,穿梁鋼筋并綁扎,為防止附加縱同短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難。附加縱向短筋應(yīng)偏離箍筋角部約5cm。采用該法可保證柱節(jié)點(diǎn)箍筋的間距與數(shù)量,實(shí)施效果較好。需要說明的是,當(dāng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜時(shí),采用該方法可能也會(huì)有困難,施工時(shí)要視具體情況而定。
3 混凝土保護(hù)層厚度問題
保護(hù)層厚度的規(guī)定是為滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性要求和對(duì)受力鋼筋有效錨固的要求。保護(hù)層厚度太小,無法滿足上述要求,太大則構(gòu)件表面易開裂。在框架結(jié)構(gòu)施工中,由于樓面標(biāo)高是一致的,雙向框架同時(shí)穿越柱節(jié)點(diǎn)時(shí),必然造成一側(cè)框架梁面筋保護(hù)層厚度偏火(往往會(huì)超過40mm)。井字架梁節(jié)點(diǎn)也有同樣問題,這些問題無法避免,但需注意:一是梁箍筋的下料問題,由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過,若該向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋無法直接綁扎到箍筋上,對(duì)粱骨架受力不利,因此梁端箍筋下料時(shí)高度可減小20~30mm(儀一向框架梁端需要)。二是施工時(shí)以哪一向?yàn)橹?因保護(hù)層厚度增大,截面有效高度變小,正截面受彎承載能力減小(約5%),設(shè)計(jì)時(shí)是否考慮了這種影響,另一方面構(gòu)件表面容易開裂。
4 混凝土施工質(zhì)量控制
4.1 施工質(zhì)量
框架容易出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象,直接原因是柱模直接放在樓地板上,預(yù)先沒有在樓板上做找平層或加標(biāo)準(zhǔn)框澆出底面,更沒有留清掃口。當(dāng)層高>5m時(shí)中段未留澆筑口,進(jìn)料從頂部直接下。自由落差>3m,在柱內(nèi)鋼筋阻攔下料使粗細(xì)料分離,另因底部板面不平且未堵縫,應(yīng)按照規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行。
4.2 控制好混凝土質(zhì)量
對(duì)配合比的控制不容忽視,再準(zhǔn)確的配合比,現(xiàn)場不控制粗細(xì)骨料的含雜質(zhì)量和稱量,仍然會(huì)生產(chǎn)出不合格品。有的工地不做配合設(shè)計(jì),而套用別人的比例。對(duì)已澆成品不保護(hù),養(yǎng)護(hù)不及時(shí),尤其是夏天氣溫高的地區(qū)需要保養(yǎng),這是提高強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)。對(duì)混凝土框架柱的澆筑施工,必須遵守現(xiàn)行的施工規(guī)范,注意克服配料計(jì)量、拌和時(shí)間短,加水不控制,運(yùn)距長搖晃離析現(xiàn)象,更要注意不允許二次加水重拌及振搗不密實(shí)、過振、漏漿、跑模、不清除殘留木屑等現(xiàn)象。操作素質(zhì)低下所產(chǎn)生的后果將削弱支撐件的豎向荷載,影響結(jié)構(gòu)連接及降低抗震能力。只要有健全的施工標(biāo)準(zhǔn),步步檢驗(yàn)認(rèn)證,按規(guī)范施工,框架工程質(zhì)量就會(huì)得到保證。
參考文獻(xiàn):