框架結構梁柱節(jié)點施工方法.

1、大量工程結構震害實例表明 , 框架結構節(jié)點普遍破壞較重 ,往往導致結構失 效, 中外學者分析表明 , 這是多方面的原因 , 包括設計失誤 , 沒有加強節(jié)點強 度, 實現(xiàn)強 節(jié)點強錨固等原因。同時施工中也存在施工質量弱點 , 難于保證設 計預期目標。 施 工中新老混凝土施工間隔期 , 接續(xù)面方位 , 接續(xù)面處理方法 , 新 老混凝土生熟配料及 振搗控制質量都密切的影響著節(jié)點粘結強度 , 因此在框架 結構工程施工過程中 , 由 于每一層柱子施工中必然與下層柱子存在施工縫 , 怎樣 留置施工縫 , 怎樣處理施工 縫, 使工程質量不受影響 ,保證砼結構的安全性 , 更顯得尤為重要。1 當前框架結構梁柱

2、節(jié)點施工方法及缺陷(1 早期在一般的框架結構施工中 , 澆注完一層柱子后 , 進行支模 , 模板 安裝完成 后才進入下道工序澆注上層梁混凝土 , 因此根據(jù)施工工期及人 , 材, 機 等情況, 新老 混凝土接續(xù)間隔期長短不一 , 在澆注時一般節(jié)點 ( 梁柱交界處 隨 梁混凝土一起澆注 并且節(jié)點混凝土強度等級按梁進行施工。(2 隨著科研的發(fā)展及施工水平的提高 , 尤其是專業(yè)化水平較高的大建筑公 司開 始針對梁柱節(jié)點施工質量薄弱的特點采取一系列措施 , 在澆注上層梁柱時 用鋼釬進 行鑿毛處理 , 澆注前對老混凝土進行澆水濕潤 , 并用高標號水泥砂漿 鋪在交接面上 , 梁柱節(jié)點區(qū)混凝土強度等級一般采用

3、柱子 ( 一般柱子強度等級 高 ,在澆注節(jié)點區(qū)時 加強振搗并嚴格控制水灰比。經(jīng)過一系列處理措施后 , 施 工質量得到了提高 , 但梁 柱節(jié)點區(qū)混凝土仍舊是施工薄弱區(qū) , 很難取得理想的 接續(xù)效果。(3 雖然接續(xù)部位進行了處理 , 但其缺陷是很明顯的 : 首先用鋼釬進行鑿毛 處理, 極易傷及老混凝土 , 以致老混凝土產(chǎn)生初始微裂縫 , 嚴重影響新老混凝 土的接續(xù)強 度, 且鑿毛處理難于控制處理質量標準 , 澆注前對接續(xù)部位進行澆 水濕潤很容易適 得其反, 從而增大了交接面處混凝土的水灰比 , 而用高標號水 泥砂漿鋪在交接面上 很容易由于高標號水泥砂漿與新混凝土漿體凝結及收縮不 同, 從而使接續(xù)面

4、更容易 產(chǎn)生初應力和初始微裂縫。而節(jié)點區(qū)混凝土強度等級 區(qū)別與梁 , 從而使柱梁節(jié)點區(qū) 實際產(chǎn)生了四個界面區(qū) ( 雖然梁與節(jié)點區(qū)整體澆 注, 但混凝土強度等級一般不同 , 因而也造成了薄弱界面 , 在施工時很難控 制振搗密度與時間 , 很容易由于振搗過深 而傷及老混凝土 , 或者由于加強振搗 而使本來水灰比就比較小的混凝土產(chǎn)生局部泌 水現(xiàn)象, 從而影響混凝土強度的 增長, 降低界面粘結強度。2 梁柱節(jié)點區(qū)破壞機理及抗震設計要求由震害調查可見 , 梁柱節(jié)點區(qū)的破壞 , 大都是由于節(jié)點區(qū)無箍筋或少箍 筋, 在剪 壓作用下混凝土出現(xiàn)斜裂縫甚至擠壓破壞 ,造成縱向鋼筋壓屈成燈籠 狀。因此 , 保證 節(jié)

5、點區(qū)不過早發(fā)生剪切破壞的主要措施是保證節(jié)點區(qū)混凝土的強度及密實性 , 在節(jié)點區(qū)配置足夠的箍筋。設計梁柱常常采用不同等級的混凝 土, 施工時必須注意梁柱 節(jié)點部位混凝土等級應該和柱混凝土的等級相同或略 低 ( 相差不能超過 5M pa 。 從而實現(xiàn)強節(jié)點強錨固。在豎向壓力及梁端柱端彎矩, 剪力作用下 , 節(jié)點區(qū)存在較復雜的應力狀態(tài)。從北京市建筑設計院等單位進行的節(jié)點實驗可見 , 節(jié)點的破壞過程大致可 分為 二個階段 : 第一階段為通裂階段。 當作用與核心的剪力達到 6070% 時, 核 心區(qū)出 現(xiàn)貫通斜裂縫 , 裂縫寬度約為 0.10.2m m ,鋼筋應力很小 ( 不超過 20M pa ,這個階

6、段 剪力主要由混凝土承擔。第二階段為破裂階段。隨著反復荷 載逐漸加大 , 貫通裂縫 加寬, 剪力主要由混凝土承擔 , 箍筋陸續(xù)達到屈服 ,在 混凝土擠碎前達到最大承載能 力。設計時以第二階段作為極限狀態(tài)。3 規(guī)范對施工縫留置及處理要求為使混凝土結構具有較好的整體性 , 混凝土的澆注應連續(xù)進行。若因技術 或組 織的原因不能連續(xù)進行澆注 , 且中間的停歇時間有可能超過混凝土的初 凝, 則應在 混凝土澆注前確定在適當位置留設施工縫。施工縫就是指先澆混凝 土已凝結硬化 , 再繼續(xù)澆注混凝土的新舊混凝土間的結合面 , 它是結構的薄弱 部位, 因而宜留在結 構受剪力較小且便于施工的部位。柱應留水平縫 ,

7、梁板墻 應留垂直縫。當從施工縫處開始繼續(xù)澆筑混凝土時 , 須待已澆筑的混凝土抗壓強度達到 1.2N /m m 后才能進行 , 而且需對施工縫作一些處理 , 以增強新舊混凝土的連 接, 盡量 降低施工縫對結構整體性帶來的不利影響。處理過程是 : 先在已硬化的 混凝土表 面上, 清除水泥薄膜和松動石子以及軟弱混凝土層 , 并加以充分濕 潤, 沖洗干凈 , 且 不得留有積水 ; 然后在澆筑混凝土前先在施工縫處鋪一層水泥 漿或與混凝土內成 分相同的水泥砂漿 ; 澆筑混凝土時 , 需仔細振搗密實 , 使新舊 混凝土結合緊密。4 根據(jù)科研成果結合實際施工提出改進施工縫處理方法及理論依據(jù)(1 首先大量實驗表

8、明接續(xù)面進行粗糙處理可以明顯提高接續(xù)面粘結強度, 但粗糙度提高到一定程度后 , 接續(xù)面粘結強度的提高不再明顯。用普通鑿 毛方法存在明 顯缺陷, 而采用高壓水噴射處理可以得到較好的粗糙界面 , 并且 不傷及老混凝土 , 但 高壓水設備造價昂貴 , 技術含量高 , 在現(xiàn)階段從我國實際 施工技術及施工水平來看 , 應用高壓水處理較少數(shù)量的施工縫不太實際。因此本人提出在澆注下層柱子時 , 待混凝土初凝后用人工方法使柱子上表 面呈 現(xiàn)鋸齒狀 , 根據(jù)混凝土粗骨料粒徑大小 ( 一般為 24cm , 鋸齒深度為粘 結面老混凝 土最大骨料粒徑的 1/41/2;切槽的平均寬度為粘結面老混凝土最大 骨料粒徑的 1

9、1.5 倍。此法的最大優(yōu)點是便于控制施工質量 ,使粘結面上的粗 糙度具有良好的 均勻性。這樣既避開了鑿毛 , 避免傷及老混凝土結構 , 又實現(xiàn) 了接續(xù)面的粗糙 , 且容 易控制質量標準 , 在接續(xù)時只用剝離松動的粗骨料。(2 為了減少節(jié)點區(qū)薄弱界面數(shù)量 , 本人認為應在節(jié)點區(qū)二側把梁斷開澆注 ( 即 使不斷開 , 由于節(jié)點混凝土強度等級不同與梁混凝土 , 也會產(chǎn)生界面薄弱 層 , 而節(jié)點 連同上層柱子一起澆注 , 這樣使得節(jié)點區(qū)存在三個接續(xù)面 , 柱子只有一個接續(xù)面 ( 少了一個接續(xù)面 , 有利于提高柱子混凝土的抗剪能力 , 延緩 柱子斜裂縫的出現(xiàn)。同時也符合抗震要求的強柱弱梁原則 , 延緩柱

10、子屈服的時 間。 因而使節(jié)點區(qū)同上層柱子構成整體。(3 在留置梁施工縫時應留成斜向 45 °角 ( 梁底施工縫在柱子邊 , 這樣處理 的結 果一方面使節(jié)點區(qū)梁端剪力不與施工縫重合 , 有利于抗剪抗拉 , 延緩混凝 土裂縫出 現(xiàn)的時間。另一方面根據(jù)已有實驗研究結果表明 , 斜上補比斜下補粘 結面強度高 , 同理斜上補應比傳統(tǒng)施工方法中的側補強度高。最后 , 由于施工 縫呈 45°角, 從而擴 大了節(jié)點整體澆注區(qū)域 , 有利于實現(xiàn)強節(jié)點的要求。(4 有條件時可以應用修補界面劑 ( 比如減縮劑 , 已有實驗及理論分析表明 減縮 劑比膨脹劑好 , 由于經(jīng)濟及其他原因 , 實際工程施

11、工中在小面積施工縫中 很少使用 界面劑, 從大多數(shù)現(xiàn)行施工來看 , 應考慮改進并控制界面砂漿的應用。 根據(jù)已有實 驗結論及理論分析 , 本人建議應用同柱子水灰比一樣的素水泥漿做 界面劑。(5 根據(jù)本人多年的施工經(jīng)驗 , 由于節(jié)點部位梁柱鋼筋交叉通過及箍筋加 密, 錨 固等因素使得節(jié)點部位鋼筋稠密 , 難以施工 ,因此建議使用小直徑震動 棒 ( 比如 50 棒 振搗節(jié)點部位 , 這樣不容易傷及老混凝土結構 , 且容易控制振 搗質量 , 盡量減少泌 水量,改善結合面的微細觀結構 , 有利于提高施工縫的粘 結強度。5 結論與展望本文根據(jù)實驗及理論科研成果結合框架結構混凝土梁柱節(jié)點部位施工薄弱 區(qū) 進行探討 , 重點從現(xiàn)行工程實際出發(fā)并充分考慮經(jīng)濟及現(xiàn)實因素 , 提出了節(jié) 點部位 施工縫接續(xù)處理的新方法討論其理論依據(jù) , 并且已經(jīng)在部分工程中進行 實踐, 取得 了良好的接續(xù)效果。但有待于大量工程實踐證明其有效性 , 同時值 得進一