【摘要】本文通過對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求和原則進(jìn)行深入闡述和分析，充分認(rèn)識到梁柱節(jié)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)中的重要作用，以及如何在施工中通過有效的技術(shù)措施確保該部位不同標(biāo)號混凝土施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；節(jié)點(diǎn)；不同標(biāo)號；混凝土；強(qiáng)度等級

隨著科技的進(jìn)步，高層及超高層建筑工程越來越多，為確保結(jié)構(gòu)安全及建筑使用功能，豎向構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要較高的強(qiáng)度等級，即設(shè)計(jì)時(shí)所遵循的“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的原則，同時(shí)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，它聯(lián)系著上下柱，起著傳遞、分配內(nèi)力和保證整體性的作用，是框架傳力的樞紐。節(jié)點(diǎn)一旦破壞，使結(jié)構(gòu)受力處于一個(gè)極不利的狀態(tài)，甚至導(dǎo)致坍塌。但在施工時(shí)梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑存在很大難度，并易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，因此為確保澆筑質(zhì)量，需要采取有效的技術(shù)措施和管理方法，無論從設(shè)計(jì)方面還是施工方面都應(yīng)嚴(yán)格控制。

一、梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級混凝土設(shè)計(jì)

在建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)的基本原則是“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”：所謂強(qiáng)剪弱彎就是使鋼筋混凝土構(gòu)件中與正截面受彎承載能力對應(yīng)的剪力低于該構(gòu)件斜截面受剪承載能力的設(shè)計(jì)要求，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在發(fā)生受彎破壞前不先發(fā)生剪切破壞，用以改善構(gòu)件自身的抗震性能。彎曲破壞”是延性破壞，是有預(yù)兆的--如開裂或下?lián)系?，而“剪切破壞”是一種沒有預(yù)兆的脆性的破壞，應(yīng)該予以避免。強(qiáng)柱弱梁就是控制梁柱的相對強(qiáng)度，要控制梁、柱的相對強(qiáng)度，使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，盡量避免或減少在柱中出現(xiàn)。因?yàn)樗苄糟q在柱中出現(xiàn)，很容易形成幾何可變體系而倒塌；更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)受剪承載力不得低于梁端和柱端的屈服承載力。一般為了滿足結(jié)構(gòu)延性、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、軸壓比要求。

特別在地震地區(qū)，在建筑設(shè)計(jì)中要求加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力，達(dá)到國家提出的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。如果發(fā)生地震時(shí)，結(jié)構(gòu)能維持承載能力而又具有較大的塑性變形能力，就稱為延性結(jié)構(gòu)。在地震區(qū)不但當(dāng)設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)，而且梁柱節(jié)點(diǎn)也應(yīng)當(dāng)具有足夠大的延性。對梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級的設(shè)計(jì)除滿足承擔(dān)上部荷載的同時(shí)，并應(yīng)達(dá)到強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固的構(gòu)造要求。其作用就是要提高建筑物的抗震能力。

軸壓比是抗震概念設(shè)計(jì)的一項(xiàng)指標(biāo)。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（50011-2010）中6.3.7和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（50010-2010）中11.4.16都對柱軸壓比規(guī)定了限制，限制軸壓比主要是為了控制結(jié)構(gòu)的延性。軸壓比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破壞呈脆性。簡單地說，柱軸壓比越大，配筋也相應(yīng)會很大。一般在抗震設(shè)計(jì)中，要控制軸壓比的上限，也就是要控制柱的軸力不能太大，過大的話要通過加大柱的面積來減小軸壓比以滿足規(guī)范限值。但軸壓比是通過試驗(yàn)及實(shí)際地震破壞情況得來的，發(fā)現(xiàn)軸壓比低的柱子延性比較好，地震的破壞程度遠(yuǎn)小于軸壓比高的柱子。因此規(guī)范設(shè)置了軸壓比上限，以保證柱子的延性，提高抗震性能。但設(shè)計(jì)時(shí)還要控制柱截面不要過大，以滿足建筑物功能性要求，柱子采用較高強(qiáng)度等級的混凝土是一種必然選擇。而對于以受彎為主的樓層梁板，過高的混凝土強(qiáng)度等級確實(shí)不需要且不適宜的，前者指對其抗彎承載力的貢獻(xiàn)不明顯，后者則指對構(gòu)件承受非荷載應(yīng)力（混凝土收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力等）不利，當(dāng)然也不經(jīng)濟(jì)?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第6.1.9條也做了如下規(guī)定：“現(xiàn)澆框架梁的混凝土強(qiáng)度等級不宜高于c40”，一般高層建筑梁板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C25至C35。由此可見，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度必然存在，而且隨著建筑物高度的增大，高層建筑的下部結(jié)構(gòu)梁柱混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度差距會越大。

二、梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級混凝土的施工方法

1.不同等級混凝土鄰接面的留設(shè)方法

梁柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土標(biāo)號時(shí)，通常的施工方法是：梁板與柱混凝土標(biāo)號相差較小時(shí)，可以按柱子的混凝土標(biāo)號同時(shí)澆筑柱、梁和樓板的混凝土；當(dāng)框架柱與框架梁的混凝土強(qiáng)度等級相差較大時(shí)，如采用框架梁混凝土強(qiáng)度等級澆筑時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的強(qiáng)度等級就會低于框架柱混凝土強(qiáng)度等級，抗剪能力就會下降甚至嚴(yán)重不足，影響結(jié)構(gòu)安全?？梢韵葷仓?，再澆筑梁、次梁和板混凝土?？梢园匆韵路椒粼O(shè)鄰接面：

（1）框架柱混凝土強(qiáng)度等級高于框架梁、板的混凝土強(qiáng)度等級不超過二級時(shí)，但節(jié)點(diǎn)四周均有框架梁時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)可按框架梁、板的混凝土強(qiáng)度等級同時(shí)澆筑。柱子水平施工縫可以留設(shè)在柱子根部，梁柱之間不設(shè)置鄰接面，而是一次澆筑成型。

（2）當(dāng)柱子混凝土強(qiáng)度等級比梁板混凝土強(qiáng)度等級超過兩級時(shí)，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)需設(shè)置鄰接面，柱子需單獨(dú)澆筑，再澆筑梁、次梁和板混凝土。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，水平施工縫通常留于柱腳，柱頂若要留水平施工縫則應(yīng)留于梁底。節(jié)點(diǎn)區(qū)不同標(biāo)號的混凝土鄰接面按以下方法留設(shè)：在梁鋼筋綁扎完成沉梁后，用收口網(wǎng)在梁頭附近封閉，收口網(wǎng)的位置圖紙應(yīng)標(biāo)注，用柱混凝土標(biāo)號的混凝土澆梁注節(jié)點(diǎn)，后用梁混凝土標(biāo)號混凝土澆梁板。收口網(wǎng)上口距柱子邊h/2（h為梁高），下口為喇叭口，收口網(wǎng)與梁成45度。也可以采用在鄰接面設(shè)置鋼筋插筋。

2.梁柱不同強(qiáng)度等級混凝土的施工

（1）梁柱節(jié)點(diǎn)隨同樓面一同澆筑

梁柱節(jié)點(diǎn)處不同強(qiáng)度等級同采用分別澆搗的施工方法，給施工帶來不便，且容易形成鄰接面的施工冷縫，故當(dāng)柱子混凝土強(qiáng)度等級高于梁板混凝土強(qiáng)度等級不超過二級時(shí)（10N/MM2），可考慮梁柱節(jié)點(diǎn)處的混凝土隨同梁板一起澆搗或柱子、梁、板一同澆筑。但梁板及梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土標(biāo)號應(yīng)隨柱子混凝土標(biāo)號。

（2）梁柱節(jié)點(diǎn)隨柱子一同澆筑

根據(jù)高層建筑多數(shù)使用商品混凝土或現(xiàn)場攪拌站泵送澆搗的情況，施工操作面一般采用布料機(jī)進(jìn)行布料，先澆筑柱子混凝土，分層振搗密實(shí)，當(dāng)混凝土面澆筑至梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)行第一次振搗，梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑高度應(yīng)略高于設(shè)計(jì)高度。在柱子混凝土初凝前，隨之泵送澆筑樓面梁板的混凝土，并對梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土進(jìn)行二次振搗。

三、不同強(qiáng)度等級混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處易產(chǎn)生的缺陷及控制措施

梁柱節(jié)點(diǎn)部位配筋比較集中，混凝土強(qiáng)度等級與梁板存在這較大差距，施工難度很大，如果措施不到位，往往會產(chǎn)生裂縫、混凝土振搗不密實(shí)、鋼筋保護(hù)層過小等質(zhì)量缺陷，這些缺陷或多或少地會對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響，因此，需要在施工中加強(qiáng)過程控制，制定出科學(xué)的技術(shù)組織措施，確保施工質(zhì)量。

1.不同強(qiáng)度等級混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處易產(chǎn)生的缺陷及原因分析

（1）梁柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土強(qiáng)度等級處產(chǎn)生裂縫

梁柱節(jié)點(diǎn)處混凝土產(chǎn)生裂紋或裂縫原因是多方面的，其具體原因是：

①梁柱節(jié)點(diǎn)處，混凝土的強(qiáng)度等級相差較大，不同強(qiáng)度等級的混凝土，其配合比、水泥用量，水灰比、坍落度、用水量都不同，柱子體積大，水泥用量多，產(chǎn)生的水化熱高，高低強(qiáng)度等級混凝土的收縮有差異，所以在其交界附近容易產(chǎn)生裂縫。②柱子截面大，剛度大，梁的截面相對較小，受柱子的強(qiáng)度約束，梁混凝土的收縮受限制，也容易產(chǎn)生裂縫。③梁柱節(jié)點(diǎn)部位鋼筋較為密集，在鋼筋重疊情況下，部分面筋保護(hù)層減小，以致混凝土表面產(chǎn)生裂紋或裂縫。

（2）混凝土振搗不密實(shí)

混凝土振搗不密實(shí)，主要有以下原因：

①上部面筋過于密集，混凝土無法澆筑，振動(dòng)棒難以插入，不僅下部柱子混凝土密實(shí)度受到影響，梁柱節(jié)點(diǎn)也產(chǎn)生漏振死角。②混凝土級配不良，坍落度過小，石子粒徑過大，混凝土難以下落。③技術(shù)和管理措施不到位。

（3）鋼筋保護(hù)層過小

梁柱鋼筋保護(hù)層過小幾乎成為了一個(gè)質(zhì)量通病，主要原因是下料時(shí)精確度不夠，計(jì)算不合理，沒有對梁筋按設(shè)計(jì)或規(guī)范采取彎折措施，或者彎折錯(cuò)位。

2.不同強(qiáng)度等級梁柱節(jié)點(diǎn)處質(zhì)量缺陷的控制措施

根據(jù)上述原因分析，采取改進(jìn)的具體措施如下：

（1）裂縫控制措施

①嚴(yán)格控制配合比設(shè)計(jì)，在滿足強(qiáng)度等級及可泵性的條件下，對柱子混凝土，減少水泥用量，減少含砂率、增加石子含量、適當(dāng)減小石子粒徑、控制坍落度、減少用水量，并對粉煤灰和外加劑的用量也需作相應(yīng)的調(diào)整。②點(diǎn)處應(yīng)先澆筑高標(biāo)號混凝土再澆筑低標(biāo)號混凝土，并嚴(yán)格控制在先澆柱混凝土初凝前繼續(xù)澆搗梁板的混凝土，以使鄰接面混凝土結(jié)合緊密。③梁板的混凝土采用二次振搗法，即在混凝土初凝前再振搗一次，增強(qiáng)高低強(qiáng)度混凝土交接面的密實(shí)性，減少收縮。

（2）混凝土不密實(shí)的控制措施

①技術(shù)措施要到位。在澆筑前應(yīng)如何確保柱子及梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土質(zhì)量制定出科學(xué)有效的控制措施，如在梁兩側(cè)留設(shè)振搗口及送料口，下部混凝土振搗密實(shí)后，進(jìn)行封堵，再澆筑上層混凝土?；虿捎眉娱L小型振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，使振動(dòng)棒有效插入到每一個(gè)部位等。②混凝土應(yīng)分層澆筑分層振搗，嚴(yán)格控制振搗間距（振動(dòng)棒輻射半徑）及時(shí)間，不留死角。

四、結(jié)語

高層建筑的梁柱節(jié)點(diǎn)處，設(shè)計(jì)當(dāng)中經(jīng)常會出現(xiàn)柱混凝土強(qiáng)度等級比同一層梁板高的情況，以提高結(jié)構(gòu)延性，達(dá)到強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的目的，通常的施工方法是先澆節(jié)點(diǎn)處混凝土強(qiáng)度等級高的核心部分，然后于初凝前再澆梁板混凝土。只要采取的切實(shí)可行的針對性措施，并組織到位，梁柱節(jié)點(diǎn)高低強(qiáng)度等級混凝土交界處質(zhì)量缺陷將會得到有效控制或避免。

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