钢筋混凝土和框架结构【钢筋混凝土框架结构施工中若干问题探讨】

　　 摘要: 钢筋混凝土框架结构在国内许多高层建筑等基础设施中等到广泛的应用，其结构施工的质量直接关系到工程的整体质量。本文通过对施工和设计规范要求的分析，针对钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题进行探讨，提出相关的解决措施。供施工人员参考与借鉴。
　　关键词: 钢筋混凝土；框架结构；节水点；保护层
　　中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
　　 我国社会经济建设步伐的加快促进了高层建筑的发展，采用钢筋混凝土框架结构的形式，能够形成内部大空间以及进行灵活的建筑平面布置，在结构设计中应用十分广泛。但是，在钢筋混凝土框架结构施工过程中，由于钢筋配置绑扎等原因，经常会出现梁柱节点核心区水平箍筋不放、少放或间距不合适；钢筋的混凝土保护层厚度过大或过小; 钢筋连接的接头位置不符合规范要求等问题，给建筑工程的质量构成极大的威胁。因此，有必要通过对施工和设计规范要求的分析，需找有效的措施解决此类问题。
　　1 梁柱节点核心区水平箍筋配置
　　框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,在框架结构设计和施工中，由于柱端箍筋加密区要保证箍筋最小配箍特征值的要求，为保证满足节点核心区最小体积配箍率，设计尽管根据不同抗震等级采用不同的箍筋形式。但梁柱节点核心区钢筋还是很密集，且构造复杂，特别是当抗震等级为一、二级时，处于结构中间部位的梁柱接头部位，梁柱钢筋主筋纵横、垂直交错，柱子的箍筋绑扎很不方便。在实际施工中，施工单位往往普遍采取先安装梁底模，柱子箍筋先套在柱主筋上，再绑扎安装梁纵筋，造成节点区箍筋难能及时调位和正确绑扎，甚至出现梁柱节点核心区不放箍筋或少放或者箍筋间距不符合设计图纸要求，给节点核心区质量留下安全隐患。
　　框架结构节点的关键区域的受力情况较为复杂，为使梁、柱纵向受力钢筋在节点处有可靠的锚固条件，框架梁柱节点核心区的混凝土应具有良好的约束作用和抗剪能力，节点核心区应配置水平箍筋。在有抗震设防要求的框架节点，需要保证“强柱弱梁，节点更强”的设计思想。因此，JGJ3－2002《高层建筑混凝土结构技术规程》中第6．4．10 条不但规定了框架节点核心区应配置水平箍筋且特别规定一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不小于0.12，0.10和0.08，且箍筋体积配箍率分别不宜小于0.6%，0.5%，0.4%。当柱剪跨比不大于2 的框架节点核心区的配箍特征值不宜小于核心区上、下柱端配箍特征值中的较大值。节点核心区内箍筋的作用与柱端有所不同，其构造要求与柱端有所区别，虽然箍筋会比较密集，给施工带来不方便，但为了保证节点核心区的安全，施工中应按施工图设计文件的要求配置，不得随意减少，对无抗震设防的框架结构节点核心区内的水平箍筋，构造要求相对可松一些，当节点四边都有框架梁时，箍筋的做法也可以简单些。具体原则和要求如下:
　　1) 框架节点核心区柱内均必须设置水平箍筋，如图1 所示。
　　
　　图1 节点核心区水平箍筋配置
　　2) 有抗震设防要求的框架节点核心区中水平箍筋，应按施工图设计文件中的要求配置。特别应注意抗震等级为一级和二级时，柱剪跨比不大于2时采用复合箍或井式箍，其体积配箍率不应小于1. 2%，当设防烈度为9度时，不应小于1. 5%。对一级抗震箍筋肢距应≤200mm，二、三级应≤250mm和20倍箍筋直径的较大值。箍筋最大间距一级时≤6d且≤100mm，二级时≤8d且≤100mm。箍筋最小直径一级时≥10mm，二级时≥8mm。
　　3) 无抗震设防要求的框架节点核心区，箍筋的间距不宜大于250 mm，且不应大于15倍纵向受力钢筋的最小直径(不包括顶层端节点)。对于四边有框架梁与柱相连的节点核心区，可仅沿节点周边设置矩形箍筋，如图2所示。其他情况应按设计图纸要求设置水平箍筋。
　　
　　图2 节点核心区水平箍筋配置
　　2 钢筋的混凝土保护层厚度
　　钢筋混凝土保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。相关规范对钢筋的混凝土保护层厚度规定如下。
　　1) 纵向受力的普通钢筋，其混凝土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直径。
　　2) 梁、柱中箍筋、构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。
　　3) 板、墙中分布钢筋保护层厚度为表1 中相应数值减10mm，在任何情况下，保护层厚度不应小于10mm。
　　埋在地面以下的混凝土柱环境类别与地面以上的不同，钢筋保护层厚度也不相同，一般地下环境为二类或三类。柱最小保护层厚度除在二b类环境要求为35mm，三类环境为40mm外，与其他环境类别下要求的30 mm 差别不大。对处于有侵蚀介质作用环境的构件，保护层还应加厚，并符合有关标准的规定。GB 50010－2002《混凝土结构设计规范》对纵向受力钢筋保护层厚度的规定是强制性条文，并且是最小厚度的要求。当梁和柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大于40mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施，如图3所示; 当保护层厚度差别不大时，柱纵向受力钢筋的保护层厚度，当无地下室时，±0.000以下柱段满足地下环境的最小保护层厚度要求，一般采用外扩附加保护层厚度的方法，使柱主筋在同一位置不变。当有地下室时，在地下室顶层节点内改变保护层厚度，当保护层厚度相差较大时，地下层柱的保护层厚度满足地下环境的最小保护层厚度，仍采用外扩附加保护层厚度的方法，使柱主筋在同一位置不变。
　　
　　图3 保护层防裂构造措施
　　框架结构施工中，在主次梁交叉部位和梁柱侧平时，由于钢筋设置要求，不能同时满足各方向纵向受力钢筋最小保护层厚度要求。在主次梁交叉部位，由于次梁面筋需从主梁面筋顶上穿过，导致主梁面筋保护层厚度加大，梁柱侧平时，梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向受力钢筋的内侧，导致梁一侧钢筋保护层厚度加大，如图4所示。当梁钢筋的混凝土保护层厚度大于40mm 时，应对保护层采取有效的防裂构造措施。
　　
　　图4 梁柱侧平混凝土保护层厚度示意
　　1) 接头应尽量设置在受力较小处，抗震设计时避开梁端、柱端箍筋加密区范围。
　　2) 在同一受力钢筋上，宜少设连接接头，不宜设置2个或2个以上接头。
　　3) 接头位置应互相错开，在连接范围内，接头钢筋面积百分率应限制在一定范围内。
　　4) 在钢筋连接区域应采取必要的构造措施，在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，箍筋间距应加密。
　　5) 轴心受拉及小偏心受拉杆件(如桁架和拱的拉杆)的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。
　　6) 当受拉钢筋的直径d＞28mm 及受压钢筋的直径d＞32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。
　　绑扎搭接、机械连接和焊接的连接机理和特点,见表1。
　　表1 绑扎搭接、机械连接和焊接的特点
　　
　　目前，梁、柱主筋采用绑扎搭接方法已很少，焊接连接、机械连接用得最多，隐蔽验收时发现的主要问题是接头位置不正确。钢筋的接头位置要设在受力较小处，施工人员应掌握一定的力学知识，知道梁跨中正弯矩较大，支座附近负弯矩、剪力较大，柱端在水平力作用下弯矩较大，应尽量避开这些位置，事先要计算好钢筋下料长度，梁上部纵筋接头尽量靠近跨中，下部纵筋尽量远离跨中(建议设在梁箍筋加密区外且离支座ln/4 的范围内)。当有抗震要求时，纵向受力钢筋连接接头的位置应避开梁端、柱端箍筋加密区，当无法避开时，应采用满足等强度要求的高质量机械连接接头(机械连接接头等级不低于Ⅱ级) 。
　　4 结语
　　综上所述，框架结构施工中存在的问题很可能会影响建筑工程的整体质量。因此，要加强施工过程中的监控力度，施工人员要加强工作责任心，说明要具体、明确，对重要部位要认真进行交底。同时，施工人员还应提高自身的综合技能，熟悉掌握施工规范。只有这样，才能够提高钢筋混凝土框架结构的施工水平，从而保证工程的整体质量。
　　参考文献
　　[1] 彭武，关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题[J].中国建设信息,2006.02
　　[2] 王贵春等, 关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题[J].河北建筑工程学院学报,2005.03
　　
　　
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