框架結(jié)構(gòu)在設計與施工中常見問題及處理措施

劉傳玉

【提要】

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為一種結(jié)構(gòu)形式廣泛的用于工業(yè)與民用建筑中，由于其具有良好的承受豎向荷載的結(jié)構(gòu)能力及其靈活的布局，在多層建筑中使用越來越廣。因此，框架結(jié)構(gòu)的計算引起了設計人員的足夠重視，但在構(gòu)造方面卻未引起足夠的重視。由于這方面的原因以及施工的疏忽而造成的質(zhì)量問題也時有發(fā)生。本文就框架結(jié)構(gòu)在設計與施工中容易發(fā)生的問題進行分析，并提出相應的處理措施。

【關(guān)鍵詞】

抗震等級 框架節(jié)點 保護層厚度 分布筋

1 確定框架抗震等級的問題

框架抗震等級確定的正確與否直接涉及到結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施，與結(jié)構(gòu)的安全緊密相關(guān)。有的設計人員，對于抗震等級的確定還比較模糊，有的竟然不知道如何確定。結(jié)果要么抗震等級定低了，導致結(jié)構(gòu)留下安全隱患；要么抗震等級定高了造成不必要的浪費。

對于抗震等級的如何確定，首先進行正確的抗震設防分類，再根據(jù)場地類別確定采用的抗震設防烈度，按照《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）第6.1.2條、6.1.3條確定其抗震等級。特別注意：表6.1.2中的設防烈度為提高后的設防烈度；還應注意一種特殊情況即《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）第3.3.3條所列的情況。

2 框架節(jié)點問題

框架節(jié)點鋼筋過密，給鋼筋的綁扎與混凝土的振搗帶來了困難，容易發(fā)生下列問題：

2.1 鋼筋間距太小，不符合構(gòu)造要求，甚至多根鋼筋并排放置，鋼筋與混凝土之間的粘接強度不能保證，不能充分發(fā)揮鋼筋的抗拉強度，造成理論與實際相差較大。

2.2 節(jié)點核心區(qū)處的鋼筋縱橫交錯，混凝土振搗困難，易在核心區(qū)形成蜂窩和空洞。

2.3 梁端上部鋼筋過密，阻止了保護層上的混凝土自由下沉，在上部鋼筋處易形成通長的裂縫。

2.4 施工單位漏掉節(jié)點核心區(qū)柱中箍筋，導致節(jié)點受剪不滿足。

針對上述問題，可采取下列措施：

2.5合理的設計梁截面，保證梁上部鋼筋及下部鋼筋滿足構(gòu)造要求，并較之規(guī)范的規(guī)定的間距有適當?shù)挠嗔?。即上部鋼筋的凈距不小?0mm，且不小于1.5d，下部鋼筋的凈距不小于25mm，且不小于1d（d為縱向受力筋的最大直徑），因為在節(jié)點處經(jīng)常出現(xiàn)節(jié)點左右縱筋交錯放置問題，鋼筋當為兩排鋼筋時，應避免交錯。

2.6 對豎向荷載作用下的梁端負彎距，可考慮塑性內(nèi)力重分布予以降低 ，一般對于現(xiàn)澆樓板取0.8～0.9，預制樓板取0.7～0.8，以減少梁端上部鋼筋的數(shù)量，達到方便施工，保證質(zhì)量的目的，保證梁端的延性，以滿足強柱弱梁的設計原則。

2.7 根據(jù)規(guī)范要求，框架結(jié)構(gòu)的剪力主要依靠箍筋及混凝土承擔，在框架結(jié)構(gòu)中一般不設彎起鋼筋，減少框架節(jié)點的鋼筋數(shù)量，方便施工。

2.8在梁支座處 ，左右兩跨的鋼筋直徑盡量取得相同，左右貫通，避免在支座處左右搭接，當左右兩跨配筋的數(shù)量相差較大時，按配筋較小的一側(cè)定出受力鋼筋且左右拉通，配筋較大一側(cè)的其余部分鋼筋可以在支座處截斷，但要滿足支座錨固要求。

2.9 在鋼筋的制作和綁扎過程中，受力鋼筋要均勻布置，避免出現(xiàn)有的鋼筋間距過大，有的鋼筋間距不滿足構(gòu)造要求的情況出現(xiàn)，尤其是在多支箍的梁中，一定要先確定主筋的位置，再根據(jù)主筋位置來確定箍筋的幾何尺寸。

2.10 施工單位應認真閱讀標準圖集，精確掌握圖集內(nèi)容。

3 鋼筋的混凝土保護層厚度問題

混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發(fā)生銹蝕，并保證鋼筋的粘結(jié)錨固性能，直接影響混凝土構(gòu)件的耐久性和鋼筋的受力性能 ，應引起足夠的重視。但設計圖紙中由于規(guī)定的不明確或者由于設計人員的不重視，常會出現(xiàn)以下問題：

3.1 主、次梁交叉處，主梁 次梁和板的鋼筋關(guān)系處理不明確，造成板負筋保護層厚度不足或構(gòu)件的有效截面高度降低，直接影響構(gòu)件的安全性。

3.2 在梁或柱中，只注意到主筋的保護層厚度，而忽視了箍筋的保護層厚度，造成箍筋外露或保護層厚度不足。

3.3 地上部分與地下部分的柱子因所處的環(huán)境條件不同，根據(jù)規(guī)范要求，應采用不同的保護層厚度。設計人員常忽略這一差別，不進行專門處理，施工時會出現(xiàn)兩種情況：一是按正常環(huán)境條件處理，造成地下部分混凝土保護層厚度不足；二是地下部分按基礎(chǔ)的環(huán)境條件處理，地上部分按正常環(huán)境條件處理，由于地下部分的保護層厚度比地上部分的保護層厚度大，結(jié)果造成鋼筋出地面后外撐，地下部分的柱子有效高度減小，嚴重影響結(jié)構(gòu)的安全性。

針對上述問題，可采取下列措施：

3.4 正確處理構(gòu)件內(nèi)各類鋼筋的相互關(guān)系，按鋼筋的正確位置確定保護層厚度及構(gòu)件的有效截面高度，進行截面設計，確保構(gòu)件的安全性。具體方法為：首先根據(jù)規(guī)范要求確定梁柱內(nèi)箍筋的保護層厚度，即確定箍筋的正確位置，若箍筋的保護層厚度為C，箍筋的直徑為D，則主筋的保護層厚度可取為C+D，且其值應大于規(guī)范規(guī)定的最小厚度，依此來確定主筋的正確位置；主次梁交叉部位的鋼筋位置可以用同樣的方法確定；然后根據(jù)各種鋼筋的正確位置，確定相應構(gòu)件的有效高度并進行配筋計算。且不可對交叉部位的主次梁在下列兩種情況時取用同一保護層厚度：一是梁頂相平的梁上部鋼筋的計算；二是梁底相平的下部鋼筋的計算。對于交叉部位的鋼筋，在施工圖中應畫出節(jié)點大樣，圖中標出相關(guān)構(gòu)件中鋼筋的相互位置關(guān)系，以免施工中出現(xiàn)問題。

3.5 要正確區(qū)分同一構(gòu)件所處的環(huán)境條件，區(qū)別對待同一構(gòu)件在不同環(huán)境條件下的混凝土保護層厚度。對于處在地下部分或腐蝕環(huán)境中的柱子，可將其截面適當加大 （或進行后處理，掛鋼絲網(wǎng)抹砂漿等），以滿足保護層厚度要求，同時保證柱中鋼筋上下位置的一致性，確保構(gòu)件的安全。

4 梁 、柱和板的混凝土強度等級不一致現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)中易形成安全隱患。

在現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)中，因結(jié)構(gòu)計算的要求，梁、柱和板的混凝土強度等級常采取不同的強度等級。從構(gòu)件的結(jié)構(gòu)重要性和受力性能來看，這樣處理比較合理。但從實際情況看，往往是弊多利少，這樣做易出現(xiàn)下列問題 ：

4.1 在一個澆注平面內(nèi)出現(xiàn)三種強度不同的混凝土，增加了施工難度，延長了施工工期 ，很可能由于管理不善，會出現(xiàn)低強度等級的板澆注了高強度混凝土，而高強度等級的梁柱卻澆注了底強度混凝土，造成質(zhì)量隱患。

4.2 會出現(xiàn)一塊樓板上四周設置施工縫，梁端部設置施工縫等不正確的施工工藝，處理不當，不但增加施工難度，而且造成質(zhì)量隱患。

針對上述問題，采取下列措施：

4.3 結(jié)構(gòu)設計時最好采用同一強度等級的混凝土，以簡化施工工藝，保證施工質(zhì)量，這樣做雖多用一些材料，但省人工費用，但從總體來考慮，對造價的影響很小。

4.4 柱采用一種強度的混凝土，梁和板采用另一種強度等級的混凝土，只在節(jié)點處采用特殊的處理措施，比如用鐵絲網(wǎng)分割等方法，以保證節(jié)點處混凝土強度等級與柱的混凝土強度等級一致。在施工過程中，應由專人負責節(jié)點處的混凝土攪拌澆注和振搗。

5在構(gòu)造上不要太迷信設計軟件

現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的計算大都采用軟件進行，從計算的準確度上看，經(jīng)無數(shù)的工程實例證明沒有什么問題，但在構(gòu)造上仍然存在問題。主要體現(xiàn)在鋼筋間距、箍筋直徑、體積配筋率等。對于上述情況，設計人員應進行必要的復核。

7 結(jié)束語

總之，對于框架結(jié)構(gòu)的設計，即要重視框架結(jié)構(gòu)的計算，又要重視框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，二者缺一不可；而在施工過程中，要嚴格按施工規(guī)范進行，確保工程質(zhì)量。

參考文獻及資料

1.《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50010-2010）