影响钢筋混凝土框架节点抗震性能因素

钢筋混凝土框架节点结构质量的施工方法和措施

摘要：为了解决目前钢筋混凝土框架结构节点在设计与施工中存在的钢筋排布、连接、锚固以及由此引起的钢筋密集等问题，对框架柱传统施工缝的留设以及短柱短梁等问题进行了思考并提出一些改进意见和建议。文章从建筑抗震的角度阐述了节点结构在设计与施工中要注意解决的3 个问题, 分析了产生这些问题的

原因, 并提出了一些有利于保证节点结构质量的施工方法和措施。该成果对节点抗震设计与施工具有一定的参考价值和指导意义。

关键词：框架结构；节点；抗震；设计与施工；措施

The construction method and measure of joint structure quality for reinforced concrete frame Abstract:In order to solve existing at present in the design and construction of reinforced concrete frame joints reinforced arrangement, connection, anchor and reinforced the resulting dense problems, the traditional column frame construction joints design and short short column beam problems such as thinking and puts forward some opinions and suggestions for improvement. Article from the perspective of seismic design of buildings describes the node structure in the design and construction should pay attention to solve three problems, analyzes the causes of these problems, and puts forward the some to ensure the construction methods and measures for quality of joints. This result has certain reference value and guidance for the seismic design and construction of joints.

Keywords：Frame structure; joint; seismic design; design and construction; measure

1 概述

工程结构设计人员对建筑物的抗震设计比较重视, 随着建筑工程技术不断地提高,但钢筋混凝土框架的一些设计和施工仍有难题，如框架节点及相邻梁端和柱端的钢筋排布连接锚固等问题短柱短梁；施工缝留设位置与柱最大受力部位是否相符；钢筋过于密集对混凝土浇筑质量及钢筋与混凝土粘结强度的影响问题等，一直没有得到很好地解决，以数不同程度地影响着结构节点等部位的抗震能力。给工程结构抗震稳定性埋下质量隐患。因此, 要加强和提高抗震结构节点处的设计和施工质量。

2 节点处混凝土强度问题

2.1 节点处混凝土的强度问题在地震荷载作用下, 框架柱的破坏主要发生在接近节点处。对于框架结构, 节点承受由梁柱传递来的轴力、弯矩、剪力的共同作用, 受力状态极其复杂, 其破坏形态主要表现为剪切破坏, 在强烈地震荷载用下节点处核心区产生斜向X 形裂缝, 把节点核心区的混凝土分成若干混凝土块体, 大幅度降低节点区域的混凝土强度; 当节点区剪压比较大时, 箍筋未屈服混凝土就剪、压酥碎而破坏, 导致整个框架破坏。为此, 必须采用构造配筋措施来强化节点处的强度, 达到强节点目标。根据《建筑抗震设计规范》要求: 框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区, 混凝土的强度等级不应低于C30,构造柱、芯柱、圈梁及其他构件不应低于C20。从工程施工来看, 节点区域选用较高强度等级的混凝土也是必要的。施工规范要求在梁柱混凝土强度等级差异较大时, 应使节点混凝土强度等级与柱相同, 这样处理对于结构抗震也存在不利的因素, 如果强调节点处的混凝土与柱相同, 则必将在梁上、柱的侧面留设垂直施工缝, 而这些位置根据结构实际恰恰是剪切力最大的部位, 施工缝的留设是不符合规范要求的, 也难以保证结构构件的施工质量。为便于施工通常使梁板混凝土达到较高的强度等级, 但加大了水泥用量, 成本增加了。因此, 如果将墙柱、梁板的混凝土选择相同的强度等级, 设计人员设计时应作认真核算考虑, 使其在工程结构上和经济上都合理。

2.2 节点混凝土振捣不密实的问题

节点一般为梁柱交叉处, 因此, 节点处的纵横钢筋非常密集, 梁的主筋受拉钢

筋几乎都弯曲锚入节点内, 柱的主筋通过节点处也占一定位置, 还要必须配置

加密箍筋。这个位置连绑扎钢筋都很困难, 浇筑混凝土时下料和振捣是极其困难的。在节点处混凝土浇筑时, 虽然能引起施工人员的重视, 但混凝土浇筑时因插不进振捣棒而漏振或振不实, 形成松散、蜂窝、孔洞的严重情况是存在的, 不进行破坏检查不易发现。

2.3 施工缝的存在影响节点混凝土强度

施工缝一般是因为客观因素或技术因素, 造成构件混凝土的浇筑不能连续进行, 浇筑间歇时间超过混凝土的初凝时间时, 所造成新旧混凝土连接的薄弱部位。柱的施工缝一般留在梁的下面, 或吊车梁牛腿的下面, 无梁楼盖柱帽的下面等;

剪力墙的施工缝一般留在楼板的上下表面处。由上所述, 可看出节点处起着承启下的作用, 施工缝也经常留设在节点的上端或下部。此位置承受着较大的剪应力, 是整体结构的最薄弱环节。在每一层楼板上下表面处, 形成两道施工缝的柱、暗柱、暗梁及楼板就是框架结构及剪力墙结构中最薄弱的部位, 因此如果施工不当, 对节点抗震发挥作用影响极大。施工规范要求在施工缝处继续浇筑混凝土时, 应待混凝土的抗压强度不小于1.2MPa 方可进行; 在施工缝处浇筑混凝土之前,

应除去施工缝表面的水泥薄膜、松动的石子和软弱的混凝土层, 并加以充分湿润和冲洗干净, 不得积水。在浇筑混凝土前, 施工缝处宜先铺水泥浆( 水泥: 水=1: 0.4) , 厚度为10mm~15mm, 以保证接缝的质量。浇筑混凝土过程中, 施工缝处

应细致捣实, 使其紧密结合。

3 构造措施方面问题

3.1 框架结构抗震构造措施

3.1.1 框架梁

梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%, 且计入受压钢筋的梁端混凝土受压

区高度和有效高度之比, 一级抗震不应大于0.25, 二、三级抗震不应大于0.35。梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值, 除按计算确定外, 一级不小于0.5, 二、三级不小于0.3。在地震作用下, 梁端塑性铰区纵向钢筋屈服的范围

一般可达1.5 倍梁高左右。在梁端纵向钢筋屈服范围内, 加密封闭式箍筋, 可

以加强对节点核芯区混凝土的约束作用, 提高塑性铰区内混凝土的极限应变值,