高層建筑框架梁柱節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度驗(yàn)算和施工處理

周東彪

【摘要】高層建筑工程是建筑行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，在城市建設(shè)與發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在高層建筑工程建設(shè)過程中，施工人員一般都會采用節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工，這一形式不僅可以提高建筑工程的承載力，還能夠降低工程的施工成本，為工程及企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的競爭實(shí)力。本文就高層建筑框架梁柱節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度驗(yàn)算和施工處理進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；框架結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點(diǎn)；強(qiáng)度驗(yàn)算；施工處理

建筑工程是人們提高生活水平與生活質(zhì)量的基礎(chǔ)，為了保證建筑工程的施工質(zhì)量，我國建立了一系列法規(guī)，雖然法規(guī)的內(nèi)容具有非常明顯的區(qū)別，但是對于建筑工程的節(jié)點(diǎn)混凝土澆灌的結(jié)構(gòu)施工與處理也有了明確的規(guī)定，施工人員可根據(jù)這一措施對建筑工程施工，有利于解決其中存在的各種問題。

一、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計與施工中存在的問題

1、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計中存在的問題

在對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，為了保證工程的質(zhì)量，設(shè)計者一般會采用高質(zhì)量的混凝土柱進(jìn)行施工，對其柱截面進(jìn)行全面控制，然后在對建筑樓層中梁板中的混凝土進(jìn)行合理控制，采用強(qiáng)度合理的混凝土進(jìn)行施工，并且在設(shè)計過程中對其承載力進(jìn)行合理控制，以保證高層建筑物的質(zhì)量。

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計也被列入到我國現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)定中，有效的提高了其安全性。由此看來，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計直觀重要，其強(qiáng)度設(shè)計更是不可忽視的重點(diǎn)，只有保證其設(shè)計強(qiáng)度，才能夠有效的提高建筑工程的安全性與穩(wěn)定性。

2、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在施工中存在的問題

隨著城市的建設(shè)與發(fā)展，高層建筑工程不斷增多，每一項(xiàng)高層建筑工程結(jié)構(gòu)形式都有很大的差異，因此我們也就需要采用不同的混凝土進(jìn)行澆筑與施工。例如泵送施工工藝等。并且為了保證節(jié)點(diǎn)混凝土澆灌的質(zhì)量及性能，施工人員還對其進(jìn)行了分批次處理，并且在施工過程中對施工現(xiàn)場不間斷的供應(yīng)材料，保證工程的連續(xù)性，提高了工程的施工質(zhì)量與施工效率。

二、受剪、受壓驗(yàn)算規(guī)律

在高層建筑工程設(shè)計與施工過程中，施工人員在計算其受壓與受剪的過程中，首先需要對工程的實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，然后嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定要求采用分階段的方法進(jìn)行處理，這樣才能夠提高高層建筑工程的承載力及安全性。

1、從我國現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)定要求出發(fā)，設(shè)計者在對建筑工程受剪、受壓及抗震能力進(jìn)行驗(yàn)算的過程中，首先需要按照混凝土的強(qiáng)度等級進(jìn)行合理的布置工作，然后在對這些節(jié)點(diǎn)區(qū)域按照強(qiáng)度等級進(jìn)行澆筑，最后再對核心部分進(jìn)行處理，使其承載力達(dá)到設(shè)計的要求

2、在對建筑工程的中心位置進(jìn)行驗(yàn)算的過程中，我們需要將梁板之間的混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)行充分考慮，如果混凝土的強(qiáng)度等級小于5MPa，那么我們可以采用均衡性檢測對其進(jìn)行考慮，以此提高混凝土的受壓能力。

3、在梁板之間混凝土的強(qiáng)度等級與普通混凝土的強(qiáng)度等級之間存在著一定的節(jié)點(diǎn)區(qū)域，因此施工人員需要采取有效的節(jié)骨措施對其進(jìn)行處理，從而提高節(jié)點(diǎn)區(qū)域的受壓能力，并保證各個部位受壓能力的均衡性。

三、高層建筑工程框架梁柱節(jié)點(diǎn)的施工措施

我們哈知道，在對梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行出的過程中，我們都需要對高層建筑的下部分進(jìn)行施工與處理，其主要施工措施可以概括為以下幾點(diǎn)：

1、當(dāng)高層建筑中梁板與柱之間的混凝土強(qiáng)度等級相差不超過5MPa，那么施工人員不需要對節(jié)點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)處理，而是可以和樓蓋一起澆灌并施工，可以提高該部分的受壓能力及承載力。

2、當(dāng)高層建筑中梁板與柱之間混凝土強(qiáng)度等級沒有在10～15MPa之內(nèi)時，那么施工人員可以在節(jié)點(diǎn)區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的短鋼筋，并保證其設(shè)置方向?yàn)樨Q直方向。

3、當(dāng)高層建筑中梁板與柱之間的混凝土強(qiáng)度相差超過20MPa，此時我們即使在其中增設(shè)短鋼筋也無法保證其受壓能力及承載能力，這就需要我們采用與柱相同強(qiáng)度等級的混凝土進(jìn)行澆筑，這樣才能夠有效的保證其施工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計要求。但是在其施工中，由于施工難度較大，這就需要施工人員在實(shí)際工作中嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)心。

偏心受壓計算公式中雖然沒有體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)區(qū)在各方向水平梁對其提高強(qiáng)度的影響，但事實(shí)上該影響是存在且有效的，尤其中柱節(jié)點(diǎn)通常有兩向梁對其約束產(chǎn)生的效果較為顯著。正如抗剪驗(yàn)算中考慮“正交梁的約束影響系數(shù)”一樣，同等條件下中柱的抗剪承載力是邊、角柱的1.3倍左右。上述施工措施雖未將中柱、邊柱、角柱加以區(qū)分，但事實(shí)上應(yīng)有所不同。筆者認(rèn)為，上述施工措施可以針對邊柱和角柱節(jié)點(diǎn)區(qū)而言，如系中柱節(jié)點(diǎn)區(qū)，則可將各條措施中梁柱混凝土強(qiáng)度等級的差異各提高5MPa。

四、混凝土強(qiáng)度等級的合理取值

梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的強(qiáng)度驗(yàn)算和施工處理同時也涉及到高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級的合理取值問題，其合理與否必須符合以下原則：

1、整個工程的豎向構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級種類不宜太多，一般為8層左右變1個等級，且與豎向構(gòu)件截面的變化錯層同步。

2、水平構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級取值要符合規(guī)范要求，同時要與豎向構(gòu)件相配搭，使施工處理簡單化，盡量避免或減少節(jié)點(diǎn)區(qū)單獨(dú)澆注混凝土。

分析以上高層建筑混凝土強(qiáng)度等級的配搭，對于30層高層建筑，節(jié)點(diǎn)區(qū)需要加短筋的僅為1/4樓層；對于40層高層建筑，則為3/5樓層；對于55層高層建筑，第1方案節(jié)點(diǎn)區(qū)需單獨(dú)澆注混凝土的為2/7，節(jié)點(diǎn)加短筋的為3/7，第2方案節(jié)點(diǎn)區(qū)需單獨(dú)澆注混凝土的1/4，節(jié)點(diǎn)加短筋的為1/2（后一方案的優(yōu)點(diǎn)在于混凝土強(qiáng)度等級種類最少，僅有4種且為完整等級）。至于節(jié)點(diǎn)區(qū)加短筋的做法，在柱頂梁底標(biāo)高處預(yù)插短筋，其插入深度及突出梁面各300mm，位置首選復(fù)合箍筋的交叉點(diǎn)處，當(dāng)交叉點(diǎn)少于短筋根數(shù)時則另加選取靠近柱主筋的內(nèi)側(cè)位置，布筋原則是均勻?qū)ΨQ。

五、結(jié)語

總而言之，在高層建筑施工的過程中，我們需要綜合考慮節(jié)點(diǎn)區(qū)域和鋼筋的受壓能力等方面的問題，為后期混凝土的澆筑過程提供方便，這在我國建筑施工中是特別需要重視的。此外，在高層建筑施工的造價方面，一般的混凝土要比單獨(dú)的混凝土等級程度要高，但從正面的結(jié)構(gòu)分析，依然存在著很多需要解決的問題，解決好這些問題，有助于提高節(jié)點(diǎn)的承載力和房屋質(zhì)量，保證高層建筑施工的安全性。

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