不同强度等级混凝土框架节点分类置换技术研发与应用.pdf

江苏建筑 2 0 1 3 年第 6期( 总第 1 5 9 期 ) 不同强度等级混凝土框架节点分类置换技术研发与应用 江 林 宗山 尧 ( 江苏 江 中集 团有 限公 司， 江苏 如皋2 2 6 5 3 3 ) 摘 要】 高层建筑常常对竖向结构( 柱) 与水平结构构件( 梁、 板) ， 采用不同强度等级的混凝土设计 为确 保 高层 建 筑 现 浇 框 架节点施工质量 ， 结合施工 实践 ， 我们对不同强度等级的现 浇框 架节点施工进行 了专题研究。 关键词】 高层框架节点； 施工新技术； 研究应用 中I T U 3 7 5 4 文献标识码 A 文章编号 l 0 0 5 6 2 7 0 ( 2 0 1 3 ) 0 6 0 0 2 8 0 2 De v e l o pme n t a nd Appl i c a t i o n o f Di ffe r e nt S t r e ng t h Gr a d e Co n c r e t e Fr a me No d e Cl a s s i fic a t i o n Re p l a c e me nt J I ANG L i n Z ONG S h a n - y a o ( J i a n g s u J i a n g z h o n g G r o u p L i m i t e d C o mp a n y ， R u g a o J i a n g s u 2 2 6 5 3 3 C h i n a ) Ab s t r a c t ： H i g h r i s e b u i l d i n g s o f t e n ri s e c o n c r e t e d e s i g n s o f d i f f e r e n t s t r e n g t h g r a d e f o r v e r t i c a l s t r u c t u r e( c o l - u m n ) a n d h o r i z o n t a l s t ruc t u r e ( b e a m， p l a t e ) T o e n s u r e t h e c a s t - i n - p l a c e f r a me w o r k n o d e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y o f h j g h - r i s e b u i l d i n g s ， t a k i n g c o n s t ruc t i o n i n t o c o n s i d e r a t i o n ， w e c o n d u c t e d a s p e c i a l s t u d y o n c o n s t ruc t i o n o f c a s t -i n- pl a c e f r a me wo r k n o d e wi t h d i f f e r e n t s t r e n g t h l e v e 1 Ke y wo r d s ：t all f r a me n o d e ； c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o g y ； r e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n O 前 言 在高层建筑框架结构中 为满足柱的轴压比要求 同时 尽量控制柱截面以增大房屋使用空间 柱设计采用较高强度 等级混凝土成为一种必然选择 而对于受弯为 主的楼层梁板 而言 选用较高强度等级的混凝土是不需要且不适宜的 高层建筑混凝 土结构技术规程 对梁柱节点 区混凝 土 的设计及施工并未作 出明确的规定 国内对 节点 区受力性 能的研究也 不是很全 面： 传统做法节点处钢筋纵横交错 且 梁端柱端 和节 点区钢筋都需要加密 不 仅难 以施工操作 而 且 混凝 土强度也得不 到很好 的保证 存在很 大的质量 隐患 传 统做法是在距 柱端 l倍梁高处采用 4 5 陕易收 口网 进行分隔 然后将节点 区与柱混凝土一起浇筑 在柱混凝土 初凝之前再浇筑梁板混凝土。 这种方法存在的问题是有 ： 4 5 搭接面很难实现， 在浇筑梁板混凝土之前柱混凝土已 经过了初凝时间 而一旦这个分 隔的搭接面做的不好 则很 容易在梁端发生剪切破坏。而在高层建筑混凝土结构 的设 计与施工 中 这一 问题又是不可能 回避的。因此 ， 有必要对 梁板柱混凝土强度不 同的节点承载能力 、 变形能力 、 耗 能能 力进行进一步的研究 针对这一问题 。 将其列为研究课题 ， 经东南大学试 验证 明 ： 置换节点具备一定 的承载和变形能力 ， 能够在 一定 条件 下取代传统 的节点施工方法 并在 山西晋商银行 工程 中得 到成功应用 1 工 程 概 况 山西晋商银行 工程 ， 地下 2层 、 地上 3 3层 ， 现 浇框 架一 简体结构 ， 建筑面积 1 0 6 5 0 0 m 2 。 其中高层建筑的混凝土强度等级分 区： 0 0 0以下 底 板 、外 墙 及 连墙 柱 为 C 4 5 ( 抗 渗 等级 PI O) ； 内剪力墙 、 框架柱为 C 5 0 ； 负 2层现浇梁板为 C 4 0 ： 负 1 层 ： 标 高一 1 1 0现浇梁板为 C 4 0 ( 抗渗等级 P 8 ) ： 标高一0 O 5现浇梁板为 C 4 0 ： 0 0 0以上 1 5层 剪力墙 、 框架 柱为 C 5 0 。 现浇 梁板 为 C4 0； 1 6层以上剪力墙 、 框架柱为 C 4 0 现 浇梁板为 C 3 5 。 2 施工 工 艺 原 理 及 特 点 2 1 不同强度 等级混凝土 的框架梁板柱节点浇筑 对于不 同强度等级混凝土的框架梁板柱节点 常规施 工方法是先将下层柱 的高强度等级混凝土浇筑至本层梁板 底面 在梁板柱节点 1 倍 梁高范 围内采 用 4 5 快 易收 口密 目钢丝 网进行分隔 在梁板柱节点 1 倍梁高范围 内浇筑高 强 度等级混凝土 ( 同柱 的混凝 土强度等级 ) ： 在梁 板柱节点 l 倍梁高范 围以外浇筑低强度等 级混凝土 ( 同梁板的混凝 收稿日 2 0 1 3 0 8 2 2 【 作者简介】 江 林 ， J ( 1 9 7 0 一 ) ， 江 苏 江 中 集 团 有 限 公 司 ， 高 级 工 程 师 从 事 建 筑 工 程 施 工 技 术 管 理 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 3年第 6期 ( 总第 1 5 9期 ) 土强度等级 ) 给施工工人 的操作造成极大 的麻烦 。 本技术利用建筑物重要结构局部加强 的原 理 对梁板 柱的角节点 区直接浇筑高强度等级混凝土( 同柱的混凝土 强度等级 ) ； 对非角梁板柱节点 区的箍筋制作成 封闭焊接箍 筋笼 下层 柱的高强度等级混凝土浇至本层梁板底 面 本层 非角梁板柱节点 区均 浇筑低强度 等级 混凝 土( 同梁板的混 凝土强度等级 ) 防止发生梁板柱节点分 隔的快 易收 口密 目 钢丝 网施工不 当及不 同强度 等级 混凝 土同时浇筑施工质量 不易控制 等施 工问题 ： 其施工快捷方便 、 易于保证施工操作 质量 。 2 2 梁板柱节点核 芯区浇筑 梁板 柱节点核芯 区 ， 由于受到梁 、 板 、 柱的垂直 汇交 的 约束 作用 特 别是节点核芯区制作安装形成的封闭焊接箍 筋笼对其混凝土强度的提高和加强作用 使节点核芯 区混 凝 土得有 效抗 压强度 、 抗剪强度均得 以显著提 高。 最终 节点 核芯 区混 凝土的有效强度归结为四项因素组成 即 ： 楼盖混 凝土强度 ： 上下柱高强度等级混凝 土的约束作用 ； 节点核 芯 区的封闭焊接箍筋笼的约束作用 ：楼盖 中水平钢筋提供 的 约束作用 在这 几种因素的共同作用下 节点核芯 区虽然浇 筑低 强度等级混 凝土 ( 同梁板 的混凝土强 度等级 ) 但 楼盖整 体 强度并未削弱 2 3 实验室多次试验和研究 当梁板柱节点为中节点 柱混凝土强度等级与梁 板混 凝土强度等级相差 1 0 MP a以内时 可在 梁板 柱节 点区浇筑 低强度等级混凝土 ( 同梁板 的混凝 土强度等级) 。 当梁板柱节点为边节点 柱混凝土强度等级 与梁板混 凝土强度等 级相差 5 MP a时 可在梁板柱节点 区浇筑低 强度等级混凝土 ( 同梁板 的混凝 土强度 等级 ) 。 当梁板柱节点为角节点时 节点区浇筑高强度 等级混 凝土 ( 同柱 的混 凝土强度等级 ) 。 3施工技术要点 3 1 节点核芯区的封闭焊接箍筋笼 ( 1 ) 先按结构 图中要求 的箍筋 规格 尺寸加工成型 ( 节点 箍筋笼高度 以每个节点处最大 的梁高为准 ) 然后将 下层柱 纵筋放在节点核芯 区的笼 内并在节点核芯 区的笼外 围的 每边 中部点焊附加纵筋 l 2 ， 形成 了封闭焊接箍筋笼 。 ( 2 ) 将 设计要求 的梁下部筋 由低到高 、 分 别插入 与其 标高对应的节点核芯 区的笼 内 ( 3 ) 梁纵向构造筋( 腰筋 ) 和 S形联系箍筋放在与其对应 的节点核 芯区的笼内 绑扎到粱箍上分别勾住梁箍的竖肢 。 ( 4 ) 将 设计要求 的梁顶纵筋 由高到低 、 分 别插入 与其 标高对应的节点核芯 区的笼 内且确保 主梁 的顶 部纵 筋在 次 梁 之 上 ( 5 ) 梁箍筋 按设计要 求的间距 均匀摊开 并 绑扎形成钢 筋骨架 ( 6 ) 最后用铅丝将节 点核芯区的笼与柱纵筋绑扎起来。 3 2 混凝土浇筑控制要点 ( 1 ) 先 浇筑 竖向结构墙柱 ， 再浇筑水平结构 梁 、 板 、 节点 核芯区 有高低跨时 在先浇筑的低跨 部位的混凝土初凝 前 、开始浇筑高跨 部位混凝 土。对于低跨 部位的竖向结构 墙 、 柱等高强度等级混凝 土， 应先浇筑至低 跨的部位的板顶 位置 。 ( 2 ) 对 于梁柱混凝土采用 5 O加长插入式 振捣器进行 振捣 对于节点 区混凝土采 取 3 O加长插入式 振捣器进行 振捣 。 ( 3 ) 混凝土初凝 时间控制原则 ： 以区域 内的高 、 低强度 等级 的混凝土最后浇筑浇筑时间差 混凝土初凝时间一 2 h 。 4节点核芯区的钢筋构造措施 为保证节点核芯 区钢筋混凝土结构具备足够 的承载能 力 和抗变形能力 必须对节点核芯 区处纵横交错 的梁柱钢 筋搭接及锚 固采取必要 的技术措施 ： ( 1 ) 主次梁筋穿插措施 在节点核芯 区， 次梁的上 部筋 和下部筋 必须分别从主 梁 的上部筋之下 和下部筋之上穿过 ( 或穿插 ) 。 ( 2 ) 梁筋穿过( 或穿插 ) 进 梁板 柱节 点区 。 注意避开柱纵 筋 和箍筋 ( 3 ) 钢筋在节点区的锚固长度和方法必须满足规范要求。 各节点 中 梁柱纵筋在节点区的锚 固形 式如 图 l 所示 。 x 方向粱 柱 粱 ( a ) 中间层中节点 ( b ) 中间层端节点 ( c )顶层中节 点 ( d )顶层端节点 图 1 梁柱纵筋在节点区的锚固形式 5 结语 在山西晋商银行工程中应用 了此技术。 总结了以下优点： ( 1 )因为省去 了在梁端设 4 5 o 搭接面工序 大大的缩短 了工期 ( 2 )在核心区采用与梁板 混凝 土强度相同的低强度混 凝土 。 减少 了高 强混凝土 的使用量 。 ( 3 ) 保证 了梁端支座剪力较大处抗剪能力的满足。 ( 4 ) 减少 了在施工过程 中所产生 的施工冷缝 保证 了结 构 的整体性 鉴于以上这些优点 在梁柱混凝土强度等级不同 的框 架节点 中， 使用分类置换技术 不仅 能够满 足结构的安全性 能 ， 同时节 约工期 、 节省成本。具有 良好 的经济效益和社会 效益 得 到业 主和管理单位 的认 同。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m