王紅珠
(大豐市職業(yè)技術(shù)教育中心,江蘇 鹽城 224000)
目前,框架結(jié)構(gòu)體系在工程中應(yīng)用非常普遍,控制好體系的質(zhì)量尤其重要,而框架柱是框架結(jié)構(gòu)體系中非常重要的受力構(gòu)件之一,因此,控制好框架柱及梁柱核心區(qū)鋼筋的施工質(zhì)量,對(duì)保證整個(gè)框架體系的質(zhì)量有著關(guān)鍵性的作用。現(xiàn)通過(guò)框架柱縱向鋼筋、箍筋的選用、配料、加工、復(fù)合、連接要求、構(gòu)造要求等方面的內(nèi)容,對(duì)框架柱鋼筋如何施工及其質(zhì)量控制要求做如下闡述:
在鋼筋正式制作前的重要工作之一就是進(jìn)行鋼筋原材料的選用,根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求,應(yīng)選用符合設(shè)計(jì)要求的鋼筋,包括鋼筋的規(guī)格和級(jí)別;在鋼筋規(guī)格和級(jí)別確定后,應(yīng)進(jìn)行鋼筋外觀質(zhì)量的最終確認(rèn),對(duì)鋼筋表面不潔凈,有粘著油污、泥土、浮銹等質(zhì)量缺陷的鋼筋應(yīng)進(jìn)行分隔,并不得使用;必須使用時(shí),鋼筋表面必須清理干凈,針對(duì)浮銹可采用鐵刷或結(jié)合冷拉工藝進(jìn)行除銹處理。
框架柱縱向鋼筋配料時(shí)下料長(zhǎng)度主要考慮鋼筋接頭設(shè)置的位置,依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)常用節(jié)點(diǎn)圖集》(蘇G01-2003)的要求和《砼結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求進(jìn)行確定。
框架柱底層縱向鋼筋接頭以下下料長(zhǎng)度為:
框架柱底層縱向鋼筋接頭以下下料長(zhǎng)度為:
樓層框架柱縱向鋼筋接頭上下料長(zhǎng)度為:
式中,Lae:基礎(chǔ)內(nèi)錨固長(zhǎng)度;
Hn:基礎(chǔ)頂面至上層框架梁底部的凈高度;
l:鋼筋連接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開的距離(不同接頭形式
錯(cuò)開高度有不同的要求,應(yīng)相應(yīng)接頭形式進(jìn)行取值計(jì)算,具體詳見(jiàn)第3點(diǎn));
H:上部各樓層的層高。同一框架柱底層縱向鋼筋接頭以下下料長(zhǎng)度計(jì)算時(shí),縱向鋼筋數(shù)量的一半按(1)式進(jìn)行計(jì)算,另一半按(2)式進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)的要求,除焊接封閉式箍筋外,箍筋的末端應(yīng)作彎鉤,彎鉤形式應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:①箍筋彎鉤的彎折角度:對(duì)一般結(jié)構(gòu),不應(yīng)小于90 °;對(duì)有抗震等要求的結(jié)構(gòu),應(yīng)為135 °;②箍筋彎鉤的彎弧內(nèi)直徑除應(yīng)滿足不小于鋼筋直徑的4倍,同時(shí)不小于受力鋼筋直徑的要求;③箍筋彎后平直部分長(zhǎng)度:對(duì)一般結(jié)構(gòu),不宜小于箍筋直徑的5倍;對(duì)有抗震等要求的結(jié)構(gòu),不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍。
箍筋下料長(zhǎng)度=箍筋內(nèi)周長(zhǎng)+箍筋調(diào)整值+彎鉤增加長(zhǎng)度。
應(yīng)根據(jù)框架柱縱向鋼筋的具體數(shù)量確定所采用的箍筋形式,常用的矩形復(fù)合箍筋的基本復(fù)合方式如下:①沿復(fù)合箍周邊,箍筋局部重疊不宜多于兩層。以復(fù)合箍筋最外圍的封閉箍筋為基準(zhǔn),柱內(nèi)的橫向箍筋緊挨其設(shè)置在下(或在上),柱內(nèi)縱向箍筋緊挨其設(shè)置在上(或在下);②柱內(nèi)復(fù)合箍可全部采用拉筋,拉筋須同時(shí)鉤住縱向鋼筋和外圍封閉箍筋;③為使箍筋外圍局部重疊不多于兩層,當(dāng)拉筋設(shè)在旁邊時(shí),可沿豎向?qū)⑾噜弮傻拦拷畎雌涓髯云矫嫖恢媒诲e(cuò)放置。
框架柱箍筋設(shè)置基礎(chǔ)要求是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)置,根據(jù)《砼結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求,同時(shí)應(yīng)該滿足如下要求:①所有外圍轉(zhuǎn)角處的框架柱箍筋應(yīng)全高進(jìn)行加密設(shè)置;②底層框架柱下部箍筋加密區(qū)高度應(yīng)不小于基礎(chǔ)頂面至上層框架梁底部?jī)舾叨鹊?/3;③底層框架柱上部箍筋加密區(qū)高度及其他各樓層框架柱頂部和底部的加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)該取1/3框架柱凈高度、大于等于 500 mm、大于等于柱長(zhǎng)邊尺寸的三者最大值;④各樓層框架柱縱向鋼筋采用綁扎連接方式進(jìn)行接長(zhǎng)的,在連接區(qū)段范圍內(nèi),箍筋應(yīng)進(jìn)行加密設(shè)置。
根據(jù)施工工藝的不同,常分為如下3種形式:綁扎連接、機(jī)械連接(又可分為套筒連接、錐螺紋連接等)、焊接連接(又可分為電碴壓力焊連接、閃光對(duì)焊連接、搭接焊連接、綁條焊連接等,但電碴壓力焊僅適用于垂直構(gòu)件的縱向鋼筋連接)。
在上述3種連接方式中,工程中均有應(yīng)用,尤其以綁扎連接、機(jī)械連接中的套筒連接和電碴壓力焊焊接連接為主,在此3種連接方式中,中小直徑鋼筋以綁扎連接應(yīng)用最為廣泛,中大直徑鋼筋以電渣壓力焊連接應(yīng)用最為廣泛,不同的連接形式均有相應(yīng)的質(zhì)量要求。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)的要求,綁扎連接時(shí),框架柱縱向鋼筋的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于錨固長(zhǎng)度的1.2~1.6倍,具體取值應(yīng)根據(jù)搭接鋼筋的百分率進(jìn)行確定,當(dāng)受力鋼筋搭接百分率為50%時(shí),取值為1.4,同時(shí)綁扎搭接的鋼筋在搭接位置的兩端及中間應(yīng)分別進(jìn)行綁扎牢固。
根據(jù)《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ18-2003)的要求,電渣壓力焊焊接接頭的外觀質(zhì)量應(yīng)滿足如下要求:①四周焊包凸出鋼筋表面的高度不得小于4 mm;②鋼筋與電極接觸處,應(yīng)無(wú)燒傷缺陷;③接頭處的彎折角不得大于3 °;④接頭處的軸線偏移不得大于鋼筋直徑的0.1倍,且不得大于2 mm。
框架柱縱向鋼筋在選用接頭連接形式時(shí)應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、施工人員業(yè)務(wù)水平、施工作業(yè)環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮后進(jìn)行確定,選擇質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、操作方便、技術(shù)成熟的鋼筋接頭連接形式。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)和《砼結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求,框架柱縱向鋼筋的連接要求如下:①對(duì)底層框架柱,接頭設(shè)置位置應(yīng)在距基礎(chǔ)頂面至上層框架梁底部 1/3凈高度以上;②對(duì)二層以上的各樓層框架柱縱向鋼筋接頭位置在距樓面的距離取:應(yīng)設(shè)置大于等于1/3凈高度、大于等于500 mm、大于等于柱長(zhǎng)邊尺寸的三者最大值;③框架柱縱向鋼筋接頭設(shè)置時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮相連縱向鋼筋連接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開,在同一截面內(nèi)鋼筋接頭面積百分率不應(yīng)大于50%。
工程施工的基本依據(jù)是設(shè)計(jì)圖紙,在基礎(chǔ)定位放線施工時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)框架柱的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位,并用色線或油漆進(jìn)行顯目標(biāo)注,同時(shí)標(biāo)注出相應(yīng)位置框架柱的幾何截面尺寸和配筋的規(guī)格、數(shù)量以及箍筋規(guī)格和數(shù)量,確定框架柱的正確方向和幾何截面尺寸,在符合設(shè)計(jì)圖紙要求的前提下進(jìn)行框架柱鋼筋的施工。
框架柱鋼筋在基礎(chǔ)中施工時(shí)應(yīng)采取可靠的措施進(jìn)行鋼筋的固定,柱腳固定可采用焊接方式進(jìn)行,同時(shí)在基礎(chǔ)混凝土中應(yīng)根據(jù)要求設(shè)置2道或3道箍筋,確保框架柱縱向鋼筋的成型和直立,以保證框架柱縱向鋼筋的正確位置,不發(fā)生偏位現(xiàn)象,垂直度能夠滿足要求。
根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)常用節(jié)點(diǎn)圖集》(蘇G01-2003)的要求,基礎(chǔ)中框架柱箍筋的數(shù)量按圖1進(jìn)行設(shè)置。
圖1 基礎(chǔ)中框架柱箍筋的數(shù)量設(shè)置圖
框架結(jié)構(gòu)體系中框架梁柱節(jié)點(diǎn)是該體系中受力的重點(diǎn)和關(guān)鍵部位,剪力、彎矩和抗震性能等均在此部位有很高的要求,因而該部位鋼筋的正確施工顯得尤其重要。根據(jù)《砼結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求,在框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)部位的框架柱箍筋全部進(jìn)行加密設(shè)置。
對(duì)截面尺寸沒(méi)有變化的框架柱,施工時(shí)在核心區(qū)重點(diǎn)注意核心區(qū)框架柱箍筋的加密設(shè)置。
但對(duì)截面尺寸變化的框架柱,不僅要注意核心區(qū)框架柱箍筋的加密設(shè)置,同時(shí)還應(yīng)控制好變截面框架柱縱向鋼筋的構(gòu)造處理,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)和《砼結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求,框架柱鋼筋在梁柱核心區(qū)的布置應(yīng)能滿足圖2的要求。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)和《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求,框架結(jié)構(gòu)體系中頂層混凝土框架柱邊柱鋼筋的構(gòu)造應(yīng)能滿足圖3的構(gòu)造要求。
圖2 核心區(qū)框架縱向鋼筋設(shè)置圖
圖3 頂層框架邊柱鋼筋構(gòu)造圖
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)和《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)的要求,頂層混凝土框架柱中鋼筋的構(gòu)造應(yīng)滿足圖4的構(gòu)造要求。
圖4 頂層框架中柱鋼筋構(gòu)造圖
在框架結(jié)構(gòu)體系中,框架柱是承受上部全部荷載的主要構(gòu)件,承受著所有垂直荷載、外部水平荷載、內(nèi)部彎矩、剪力等,同時(shí)起著傳遞所有荷載至基礎(chǔ)的作用,因此框架柱在該體系的作用尤其重要,框架柱在受力過(guò)程由其內(nèi)部鋼筋和混凝土共同協(xié)作工作,其內(nèi)部鋼筋彌補(bǔ)了混凝土抗拉強(qiáng)度很小的缺點(diǎn),在該體系中承受著各種因素引起的拉力,所以通過(guò)框架柱鋼筋的認(rèn)真施工同時(shí)滿足相應(yīng)的技術(shù)要求,可有力地保證工程質(zhì)量。
通過(guò)上述諸多方面的闡述,混凝土框架柱的施工過(guò)程、質(zhì)量要求、構(gòu)造要求等已了然于胸,從而對(duì)混凝土框架柱的施工有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和系統(tǒng)的較為全面的感知,也為今后的理論教學(xué)和實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)
2 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)
3 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ18-2003)
4 《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(03G101-1)
5 05系列江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《建筑結(jié)構(gòu)常用節(jié)點(diǎn)圖集》(蘇G01-2003)
6 中等職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《建筑結(jié)構(gòu)》.高等教育出版社,2005.4