張根明

(麗水市同德建筑設(shè)計有限公司，浙江 麗水 323000)

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高層建筑不等墻梁柱節(jié)點的處理方法

張根明

(麗水市同德建筑設(shè)計有限公司，浙江 麗水 323000)

根據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料，并結(jié)合在施工現(xiàn)場的實踐和結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，對不等強度混凝土的墻、柱、梁節(jié)點的技術(shù)經(jīng)濟性及安全可靠性和抗震性進行分析，進而為設(shè)計單位結(jié)構(gòu)工程師及施工企業(yè)的技術(shù)人員提出設(shè)計和施工建議。

梁柱節(jié)點；節(jié)點分析；設(shè)計；施工

1　不等墻梁柱節(jié)點設(shè)計

1)從理論上說，梁柱節(jié)點區(qū)的混凝土強度等級既可同柱墻，也可同梁板，且同梁板時更便于現(xiàn)澆混凝土的施工。但國內(nèi)對于不等墻梁柱節(jié)點的研究及試驗資料積累得不多，因此我國目前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對此沒有明確的計算公式或構(gòu)造規(guī)定(工程設(shè)計時一般控制柱、墻混凝土強度與梁、板混凝土強度之差≤10 MPa)。這樣，實際工程中節(jié)點區(qū)的混凝土強度一般就高不就低，即多與柱、墻混凝土強度相同，而很少與梁、板混凝土相同。

2)若為了施工方便，節(jié)點區(qū)混凝土強度采用與梁、板混凝土相同的方案(即低強夾芯節(jié)點方案)，則必須計算節(jié)點處混凝土的折算強度，具體可以參考美國混凝土規(guī)范ACI 318—99或加拿大規(guī)范CSA A23.3—94的相關(guān)條文。美國混凝土規(guī)范ACI 318—99規(guī)定：如果柱混凝土強度為樓板的1.4倍以上，則應(yīng)采用下列措施之一。

①先澆柱節(jié)點混凝土，強度與柱相同，其部位要求見圖1。必須在節(jié)點混凝土初凝前澆筑樓板混凝土。

圖1　節(jié)點混凝土強度

②節(jié)點處采用與樓層相同強度的混凝土(即節(jié)點與樓板同時澆筑)，如節(jié)點處強度不夠，可用插短筋加配螺旋箍的方法補足。

③當柱四邊皆有高度近似相等的梁，可將節(jié)點與樓層梁板同時澆筑，并按下式計算節(jié)點處混凝土的折算強度。

(1)

加拿大規(guī)范CSAA23.3—94也有類似規(guī)定，其計算公式為：

(2)

2　不等墻梁柱節(jié)點的施工

2.1施工縫的留置與處理

在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，為了保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體性，應(yīng)盡量不留或少留施工縫。由于施工技術(shù)的原因不得不留時，其留置原則為“預(yù)先確定，在受剪力較小且便于施工的部位”。對于重要的、復(fù)雜的工程，施工縫的位置應(yīng)按設(shè)計要求留置。如果留置位置不當或處理不好，將引起質(zhì)量事故，輕則開裂滲漏，影響正常使用和建筑物的壽命；重則危及結(jié)構(gòu)安全，造成重大損失。因此，施工縫的留置位置與處理是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的一項關(guān)鍵工作。

筆者認為，除了將施工縫的位置留置在剪力較小的部位外，還應(yīng)盡量減少施工縫的表面積，因此，最好的留茬形式是與梁軸線垂直。當然，在防水混凝土工程中，為了延流路線并阻擋水的滲流，除埋設(shè)止水鋼板外，也常留踏步縫或凹凸縫。

2.2掛網(wǎng)澆筑混凝土

隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展和商品混凝土的推廣普及，以及混凝土緩凝劑、混凝土泵和泵車的廣泛運用，梁板與柱墻交接處不等強混凝土的澆筑已能較好地解決，見圖2。將鋼絲網(wǎng)(孔眼15mm左右，過大攔不住，過小影響結(jié)合面石子的相互咬合)掛在距離柱邊500mm處(該距離可視混凝土坍落度的大小適當調(diào)整)以攔截柱中高強度、高流動性混凝土涌入梁中，然后在梁柱節(jié)點混凝土初凝前澆筑梁混凝土即可。

圖2　掛網(wǎng)澆筑混凝土

需要注意的是，在滿足泵送要求的前提下應(yīng)控制柱混凝土的坍落度盡量小，如在160mm以內(nèi)。先下柱混凝土，若柱混凝土坍落度較大，柱頭混凝土應(yīng)待梁的混凝土卸料后再振搗，以避免柱混凝土漿液過多地透過鋼絲網(wǎng)流失到梁中。

為避免不同強度等級混淆，建議混凝土公司直接用混凝土本車上的布料桿輸送用量相對較少、強度相對較高的節(jié)點混凝土。

2.3節(jié)點混凝土替換技術(shù)

當不具備以上商品混凝土供應(yīng)條件時，為了保證樓蓋混凝土的整體性，則需要進行節(jié)點混凝土的替換。

2.3.1中柱節(jié)點

1)承載力足夠，可用梁的混凝土澆筑柱頭。

2)若承載力不足，可在節(jié)點核心區(qū)插短筋并加配螺旋箍，此種方法不改變節(jié)點外形。

3)當梁板結(jié)構(gòu)中梁寬小于柱寬的1/2，且梁柱混凝土強度等級懸殊，或梁、柱鋼筋太密，可在節(jié)點周圍做與梁同高的水平加腋，并配置適量的構(gòu)造鋼筋(圖3)，以加強對梁柱核心區(qū)的約束。

4)文獻[1]在未考慮環(huán)形箍筋對節(jié)點混凝土的約束作用時，采用八邊形箍筋加固方法(圖4),會增加箍筋的工作難度及構(gòu)造短鋼筋的用量，同時也增加了工人的作業(yè)量。如果考慮八邊形箍筋對節(jié)點混凝土的約束，則箍筋應(yīng)采用焊接環(huán)形，其間距應(yīng)為40～80mm。

圖3　水平加腋節(jié)點構(gòu)造

圖4　八邊形箍筋加固方法

筆者認為，最好不采用對節(jié)點加腋的做法，原因如下：

1)加腋會增加節(jié)點鋼筋的人工及材料消耗量，增加支模難度，同時減慢工程進度；

2)加腋后如不吊頂，會使房間美感下降；吊頂則會降低房間凈空高度。

2.3.2邊、角柱節(jié)點

對于柱邊及角柱點又分為帶懸挑樓板和不帶懸挑樓板2種。帶懸挑樓板的邊、角柱，當懸挑長度大于2倍柱寬時可按中柱對待。不帶懸挑樓板的邊、角柱，可按美國有關(guān)試驗得出的公式進行計算。

對于邊柱：

(3)

(4)

對于角柱(不分有、無梁)：

(5)

根據(jù)不同的柱和不同的約束條件，按以上公式計算出的節(jié)點混凝土折算強度來核算節(jié)點核心區(qū)的承載力(剪切、軸壓、偏壓)，根據(jù)對多棟工程的計算，一般皆能滿足要求。

如果邊、角柱荷載較大，或邊、角柱界面小于中柱，其承載力不足或不富余時，則可按圖5所示的方法，加大核心區(qū)面積，并配置附加鋼筋。

如果建筑設(shè)計不允許加腋，在節(jié)點核心區(qū)插短筋并加配螺旋箍來加強核心區(qū)的承載力，或采用2.2節(jié)的掛網(wǎng)澆筑方法。

圖5　加大核心區(qū)面積

3　結(jié)　語

隨著我國建筑工程事業(yè)的發(fā)展與進步，高層建筑越來越多，在工程中使用高強度混凝土越來越廣泛，如何處理建筑工程墻、柱、梁混凝土強度不同引起施工質(zhì)量問題、施工難度問題，需要有經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師參與施工組織及方案設(shè)計的審查工作，并在結(jié)構(gòu)施工圖說明及有關(guān)節(jié)點中重點說明施工方法。在施工圖交底時要做特別說明，防止施工企業(yè)因技術(shù)水平差異和責任心不強，使墻、梁、柱節(jié)點強度達不到設(shè)計要求。

[1]白紹良，楊媛，楊紅，等.從各國設(shè)計規(guī)范對比看我國鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震能力設(shè)計措施的有效性[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2010.

Processing Method of the Beam-Column Joints on theUnequal Wall for the High-Rise Buildings

ZHANG Genming

2015-12-14

張根明(1963—)，男，浙江龍泉人，高級工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

TU375

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1008-3707(2016)06-0010-03