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1、谈高层建筑框架梁柱节点的施工处理 摘要:在高层建筑框架结构的施工过程中会遇到梁柱节点施工困难的问题，文中根据《高规》的定性规定，经定量验算而总结出一种节点区简易处理方法，望能得到同行的认可和接受，并在实际工程中加以运用。关键词:高层建筑,梁柱节点,框架,施工,混泥土,强度等级 1.规范条文摘录JGJ3-XX高层建筑混凝土结构技术规程 抗震设计时,一、二级框架的节点核心区应按本规程附录C进行抗震验算;三、四级框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区,可不进行抗震验算(第条)。 凡是梁柱节点混凝土强度低于柱混凝土强度较多者,皆必须仔细验算节点区的承载力,包括受剪、轴心受压、偏心受压等
2、,并采取有效的构造措施(条文说明)。 由此可以看出,规程对梁柱节点区混凝土的设计及施工并未作出明确的规定,而在高层建筑混凝土结构的设计与施工中,这一问题是不可能回避的,因此寻求一种梁柱节点区混凝土合理设计和便利施工的方法正是本文的目标。 目前混凝土的浇筑施工大都是采用商品混凝土泵送工艺,而且习惯于将竖向构件与水平构件分两批集中浇筑(即节点区采用楼盖混凝土强度等级浇筑)。如果要求其中的梁柱节点单独浇筑,则首先是其供应量及浇筑时间不易控制而会导致质量事故,其次是节点区与梁板之间的分隔确实存在难度,故施工不希望采用此方法。 2.受剪、受压验算规律 考虑到现场施工的操作程序,同时又要满
3、足规范中对节点核心区承载力的要求,我们列举数例对典型节点区的受剪、轴心受压、偏心受压进行计算(其过程附后)。通过验算可得出以下规律: 1)按《高规》附录C进行受剪抗震验算,即使梁柱混凝土强度等级相差20MPa,而节点区用楼盖混凝土强度等级浇筑,其节点核心区截面的受剪承载力仍可以满足要求。 2)在偏心受压验算中,当梁板混凝土强度等级比柱低5MPa时,其受压强度可以满足要求;当两者的混凝土强度等级相差10MPa及10MPa以上时,其受压强度不满足要求。 3)当梁板比柱的混凝土强度等级低10MPa及10MPa以上而仍用梁混凝土浇筑节点区时,则必须对节点区采取措施。从偏心受压公式N≤(fc
4、Acor+fy′As′+2αfyAsso)中的3项抗压数值来看,第1项即节点区截面混凝土抗压强度是不可变更的;第3项即箍筋提供的抗压强度所占的比例最小,且一般设计不可能改变节点区的配箍规格;第2项即节点区竖向钢筋提供的抗压强度所占比例较大,且若采用HRB400钢(fy=360N/mm2)来增加节点区的竖向配筋率则可显著提高其抗压强度。 3.施工措施 考虑到梁柱节点区需要处理的都在高层建筑的下部,该区段的柱主筋配筋率一般接近或略大于1%,因此根据以上规律可将节点区的施工措施归纳如下: 1)当梁板与柱的混凝土强度等级仅相差5MPa时,节点区完全可以与楼层梁板一起浇筑; 2)当梁板比柱
5、的混凝土强度等级分别低于10MPa和15MPa时,节点区需增设竖向短筋,其数量分别为柱主筋配筋量的50%和100%; 3)当梁板比柱的混凝土强度等级低20MPa及20MPa以上时,再靠增设节点区竖向短筋来提高其抗压强度已不可行,其原因是:a.无法布筋;b.短筋数量太多。此时节点区需采用与柱同等级混凝土单独浇筑,虽然有一定的施工难度且需有较严密的施工组织措施,但所占的分量不是很大,仍可以接受(见表1)。 梁柱混凝土强度等级相差级别边柱、角柱节点、中柱节点 5MPa(一级)不需特殊处理 10MPa(二级)加插短筋(柱主筋数的50%) 15MPa(三级)加插短筋(柱主筋数的100%)
6、 20MPa(四级)需用柱混凝土强度等级浇筑,加插短筋(柱主筋数的100%) 25MPa(五级)需用柱混凝土强度等级浇筑 注:1)柱主筋采用Ⅱ,Ⅲ级钢筋,配筋率ρ≥1%;2)加插短筋采用Ⅲ级钢筋(fy=360N/mm2) 4.混凝土强度等级的合理取值 梁柱节点区的强度验算和施工处理同时也涉及到高层建筑混凝土结构中竖向构件和水平构件混凝土强度等级的合理取值问题,其合理与否必须符合以下原则: 1)整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不宜太多,一般为8层左右变1个等级,且与竖向构件截面的变化错层同步。 2)水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求,同时要与竖向构件相配,使施
7、工处理简单化,尽量避免或减少节点区单独浇筑混凝土。 5.经济分析 在经济指标方面,节点区加插短筋所增加的用钢量对于一个节点来说是微不足道的,如果摊销到整个工程则更是微乎其微。当然,节点区加插短筋所花费的费用要比节点区采用柱混凝土强度等级单独浇筑高一些,但正如前面所述,节点区混凝土单独浇筑存在许多困难,掌握不好还会导致混凝土质量事故,因此采取在节点区加插短筋的做法来保证节点区的承载力无疑是一种简易且科学的方法,设计方和施工方肯定乐
