淺析高層框剪結(jié)構(gòu)中鋼筋構(gòu)造問(wèn)題

哈爾濱五建工程有限責(zé)任公司 150076

摘要：簡(jiǎn)要闡述了在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》及設(shè)計(jì)方法的實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的幾項(xiàng)影響受力性能的構(gòu)造問(wèn)題，結(jié)合對(duì)這兩項(xiàng)新規(guī)范的深入理解和試驗(yàn)研究，運(yùn)用新的結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行受力分析，并提出正確做法，以期促進(jìn)設(shè)計(jì)和施工方法的日趨完善。

關(guān)鍵詞：高層建筑；框剪結(jié)構(gòu)；受力分析

近年來(lái)，隨著《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002和建筑結(jié)構(gòu)施工圖平面整體設(shè)計(jì)方法03G101的配套實(shí)施，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工取得了很大的科技進(jìn)步。但由于許多施工圖設(shè)計(jì)少節(jié)點(diǎn)詳圖和施工技術(shù)人員缺乏結(jié)構(gòu)理論知識(shí)等方面原因，出現(xiàn)了若干影響受力性能的構(gòu)造做法。

1 主次梁相交處次梁頂部縱筋保護(hù)層問(wèn)題

1.1 錯(cuò)誤現(xiàn)象及受力分析

（1）為滿足保護(hù)層厚度要求，局部增加主次梁相交處的混凝土厚度，出現(xiàn)局部凸出板面的現(xiàn)象，導(dǎo)致梁截面高度突變，產(chǎn)生應(yīng)力集中，且使樓板飾面施工時(shí)無(wú)法處理凸出部位。

（2）縮小主梁鋼筋骨架截面高度，用以滿足次梁頂部縱筋保護(hù)層厚度要求。使主梁結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形中的負(fù)彎矩有效截面高度h′0減小，導(dǎo)致負(fù)彎矩抗力削弱，易產(chǎn)生撕裂裂縫而加劇應(yīng)力延伸，嚴(yán)重降低承載力。

1.2 正確做法

主梁施工有效截面高度h02=主梁設(shè)計(jì)截面高度h01+次梁頂部縱筋直徑。即主梁底模安裝時(shí)，將梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高下降1個(gè)次梁頂部縱筋直徑，這樣做既增加了主梁h0的高度，又保證了h′0設(shè)計(jì)計(jì)算圖形的合力中軸位置不變，并同時(shí)滿足次梁頂部縱筋保護(hù)層厚度要求，經(jīng)濟(jì)科學(xué)，便于施工。

2 縱向受力筋綁扎搭接接頭的形式問(wèn)題

2.1 錯(cuò)誤現(xiàn)象

新規(guī)范規(guī)定，縱向受力筋綁扎搭接接頭中鋼筋的橫向凈距不應(yīng)小于鋼筋直徑，且不應(yīng)小于25mm。但施工中依舊按傳統(tǒng)的并筋綁扎搭接接頭形式施工。

2.3 正確做法

除軸心受拉、小偏心受拉桿件和直徑大于28mm的鋼筋之外，當(dāng)施工需要時(shí)均可按下列做法進(jìn)行搭接接頭施工，即可滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

（1）板、墻類(lèi)構(gòu)件及梁、柱類(lèi)構(gòu)件的非角部縱向受拉鋼筋，均應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的分離式綁扎搭接接頭形式施工，以滿足標(biāo)準(zhǔn)搭接長(zhǎng)度條件下的抗力要求。

（2）梁、柱類(lèi)構(gòu)件的角部縱向受拉鋼筋無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離式綁扎搭接形式，因角部縱筋必須與箍筋角部靠攏綁牢，以防受力筋合力中軸移位。因此，為便于施工和滿足搭接區(qū)段的抗力要求，可采用并筋式接頭形式，但必須通過(guò)加大搭接區(qū)段長(zhǎng)度來(lái)滿足承載力要求。

3 剪力墻外側(cè)水平筋在約束柱節(jié)點(diǎn)處的錨固問(wèn)題

3.1 錯(cuò)誤現(xiàn)象

由于新設(shè)計(jì)規(guī)范未涉及到剪力墻與約束柱外側(cè)面平齊的結(jié)構(gòu)形式，但建筑設(shè)計(jì)為強(qiáng)調(diào)外立面協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果，往往采用外圍剪力墻與約束柱外平齊的方案，從而使此節(jié)點(diǎn)施工時(shí)的錨固做法無(wú)據(jù)可依，出現(xiàn)了如下2種常見(jiàn)的錯(cuò)誤做法。

（1）將剪力墻外側(cè)面水平筋綁扎于約束柱外側(cè)縱筋外。

（2）將剪力墻外側(cè)水平筋按1：6的坡度彎折后穿入約束柱外側(cè)縱筋內(nèi)做錨固。

3.2 受力分析

（1）剪力墻與約束柱在地震水平荷載作用時(shí)，猶如一上下反復(fù)受彎剪的梁板式結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，按錯(cuò)誤做法1施工的此節(jié)點(diǎn)，當(dāng)產(chǎn)生向外的地震水平推力時(shí)，作為“板”下部縱向受拉筋的剪力墻水平分布筋，由于沒(méi)與約束柱做適量長(zhǎng)度錨固，在彎剪傳力過(guò)程中，使保護(hù)層脫落，水平筋拉脫而破壞。

（2）錯(cuò)誤做法2，因剪力墻截面厚度較小，水平筋向內(nèi)煨折后，較大地削弱了支座邊緣的抗剪強(qiáng)度，且此處剪力墻水平筋的保護(hù)層厚度均>40mm，通常出現(xiàn)因混凝土收縮應(yīng)力集中而導(dǎo)致的豎向開(kāi)裂現(xiàn)象；如采取附加抗裂鋼筋的措施，不符合施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的原則，且施工難度大，質(zhì)量難以保證。

3.3 正確做法

將剪力墻外側(cè)水平分布筋從約束柱縱筋外貫通支座后，再將其與約束柱箍筋每端做≥10d長(zhǎng)度的單面可靠焊接即可。這種間接錨固措施既不削弱剪力墻在支座邊緣的抗剪強(qiáng)度，又滿足了此節(jié)點(diǎn)的傳力錨固要求，并方便施工。

4 剪力墻暗柱箍筋的布置問(wèn)題

4.1 錯(cuò)誤現(xiàn)象

剪力墻鋼筋施工中，在“L”形和“T”形暗柱節(jié)點(diǎn)處，均出現(xiàn)縱橫2道暗柱箍筋及剪力墻水平筋三并筋現(xiàn)象。

4.2 受力分析

鋼筋在混凝土中之所以能夠共同受力，是依靠混凝土的粘結(jié)錨固而維持的。當(dāng)出現(xiàn)上述三并筋狀態(tài)時(shí)，由于粘結(jié)面積的減小，就會(huì)大大削弱其重疊區(qū)段應(yīng)有的抗力，即相當(dāng)于3d的等效直徑鋼筋的抗力，且會(huì)導(dǎo)致重疊區(qū)段應(yīng)力集中而劈裂，在受力性能上不合理。

4.3 正確做法

當(dāng)箍筋綁扎時(shí)，可采用起步點(diǎn)相互拉開(kāi)的做法加以解決。如箍筋和剪力墻水平筋設(shè)計(jì)間距均為100mm時(shí)，可以現(xiàn)澆板上平為起步點(diǎn)，使其2層箍筋和剪力墻水平筋的中距均分，即100/3=33mm，依次類(lèi)推向上綁扎。這樣既不改變暗柱箍筋和剪力墻水平筋的設(shè)計(jì)間距，又防止了并筋現(xiàn)象，并使箍筋均勻受力，大大提高圍箍效應(yīng)。

5 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋的設(shè)置問(wèn)題

5.1 錯(cuò)誤現(xiàn)象

梁柱節(jié)點(diǎn)處于四邊均有梁連接時(shí)，柱箍筋按加密區(qū)箍筋全部設(shè)置，由于此節(jié)點(diǎn)處梁縱筋、復(fù)合箍筋和拉筋密集，且縱橫交錯(cuò)，導(dǎo)致梁縱向鋼筋難以穿插和位移及節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土難以澆搗密實(shí)的現(xiàn)象。

5.2 受力分析

此節(jié)點(diǎn)由于受到周邊梁端約束而形成強(qiáng)大的圍箍效應(yīng)，故柱內(nèi)縱筋不存在壓曲的可能性。

5.3 正確做法

四邊均有梁連接的梁柱節(jié)點(diǎn)，可只配置沿柱周邊的外圍箍筋，取消復(fù)合筋和拉筋。這樣既能保證此節(jié)點(diǎn)對(duì)核心區(qū)域混凝土的有效約束，又便于梁縱筋的布設(shè)和混凝土的澆筑，有利于保證節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量。

6 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土強(qiáng)度問(wèn)題

在強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，柱混凝土強(qiáng)度一般高于梁混凝土強(qiáng)度1～2級(jí)，由此帶來(lái)了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土澆筑的做法問(wèn)題。

6.1 錯(cuò)誤做法

不論節(jié)點(diǎn)核心區(qū)處于何種約束狀態(tài)，均自梁的負(fù)彎矩筋端頭以?xún)?nèi)澆筑與柱相同等級(jí)的混凝土。

6.2 受力分析

（1）四邊均有梁連接的梁柱節(jié)點(diǎn)，由于梁端的約束和柱內(nèi)梁縱筋對(duì)核心區(qū)的強(qiáng)化作用，足以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則。

（2）混凝土強(qiáng)度分界線設(shè)置在梁負(fù)彎筋端頭部位，無(wú)形中強(qiáng)化了負(fù)彎矩區(qū)段的抗彎強(qiáng)度，導(dǎo)致在地震荷載作用時(shí)，塑性鉸產(chǎn)生滯后，不利于梁端延性的發(fā)揮和地震能的吸收，會(huì)因應(yīng)力集中而使核心區(qū)剪切開(kāi)裂，有違于強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)意圖。

6.3 正確做法

（1）四邊均有梁連接的梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，可采用與梁板相同的混凝土連續(xù)澆筑。這樣既不影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的強(qiáng)化，又方便了施工。

（2）除上條的約束條件外，如設(shè)計(jì)梁、柱混凝土的強(qiáng)度相差1個(gè)等級(jí)時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心還可采用與梁板相同的混凝土連續(xù)澆筑；如設(shè)計(jì)梁柱混凝土強(qiáng)度相差2個(gè)及以上等級(jí)時(shí)，可從柱結(jié)構(gòu)外邊緣以外50mm處作為混凝土強(qiáng)度分界線，采用密目鋼絲網(wǎng)分隔，在梁板混凝土澆筑完畢，分界處混凝土初凝前，采用與柱相同的混凝土澆筑節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，并采取二次振搗工藝，以防2種強(qiáng)度的混凝土因收縮差異而導(dǎo)致界面區(qū)開(kāi)裂。這樣既實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)意圖，又方便了施工。

7 主次梁相交處附加箍筋的設(shè)置問(wèn)題