鋼纖維砼在鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用

【摘要】鋼筋砼就是鋼筋混凝土，被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。澆筑混凝土之前，先進(jìn)行綁筋支模，也就是用鐵絲將鋼筋固定成想要的結(jié)構(gòu)形狀，然后用模板覆蓋在鋼筋骨架外面。最后將混凝土澆筑進(jìn)去，經(jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后拆模，所得即是鋼筋砼。鋼纖維混凝土應(yīng)用于抗震框架節(jié)點(diǎn)， 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和抗震設(shè)防性能， 鋼纖維混凝土的配合比、拌制、澆筑進(jìn)行質(zhì)量控制。

【關(guān)鍵詞】框架結(jié)構(gòu)；鋼纖維混凝土；梁柱節(jié)點(diǎn)

框架節(jié)點(diǎn)是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)部位， 它在框架中起著傳遞和分配內(nèi)力， 保證結(jié)構(gòu)整體性的作用。框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力非常復(fù)雜， 結(jié)構(gòu)受力要求現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)， 梁板及柱的砼， 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的砼根據(jù)標(biāo)高不同而采取不同的強(qiáng)度等級(jí)。從結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)和重要性考慮， 無(wú)疑是合理和正確的， 但卻增加了施工過程及施工難度。若交接面處兩種不同強(qiáng)度等級(jí)的砼結(jié)合不好， 特別是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)低強(qiáng)度的砼代替高強(qiáng)度的砼， 不但違背了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)砼強(qiáng)度等級(jí)與柱相同的規(guī)范要求， 而且給工程帶來隱患和缺陷。節(jié)點(diǎn)的剛度主要取決于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的砼強(qiáng)度。某工程電信生產(chǎn)樓， 建筑面積23800m2 ， 框架結(jié)構(gòu)， 設(shè)防烈度8 度， 建筑類別乙類。主樓9 層， 高48.45m ， 局部13 層， 高66.5m ， 上部發(fā)射塔。根據(jù)審查報(bào)告、設(shè)計(jì)單位對(duì)本工程高度及豎向規(guī)則性超限采取的抗震設(shè)防設(shè)計(jì)變更之一， 就是所有梁柱節(jié)點(diǎn)砼改為鋼纖維砼， 以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和抗震設(shè)防性能。

1、鋼筋砼的結(jié)構(gòu)特性

目前，鋼筋混凝土為應(yīng)用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，占總數(shù)的絕大多數(shù)，同時(shí)也是世界上使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最多的地區(qū)?；炷潦撬嗯c骨料的混合物。當(dāng)加入一定量水分的時(shí)候，水泥水化形成微觀不透明晶格結(jié)構(gòu)從而包裹和結(jié)合骨料成為整體結(jié)構(gòu)。通?；炷两Y(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度。但是混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，通常只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會(huì)使其微觀晶格結(jié)構(gòu)開裂和分離從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。而絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部都有受拉應(yīng)力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨(dú)使用于工程。 相較混凝土而言，鋼筋抗拉強(qiáng)度非常高，一般在200MPa 以上，故通常人們?cè)诨炷林屑尤脘摻畹燃觿挪牧吓c之共同工作，由鋼筋承擔(dān)其中的拉力，混凝土承擔(dān)壓應(yīng)力部分。

2、鋼纖維砼的施工

2.1鋼纖維砼的配合比

鋼纖維砼性能的優(yōu)劣在很大程度上取決于砼材料的配合比。由于受攪拌的限制， 對(duì)于一般的施工工藝， 鋼纖維砼的纖維率一般不超過2 %， 高纖維率不宜大量使用。鋼纖維的長(zhǎng)徑比、體積率和幾何形狀是決定鋼纖維砼性能的重要參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)和工程施工經(jīng)驗(yàn)， 用于框架節(jié)點(diǎn)， 鋼纖維幾何參數(shù)， 長(zhǎng)度40-50mm ， 直徑0.4-0.8mm ， 長(zhǎng)經(jīng)比50-100 。鋼纖維砼采用的粗骨料粒徑不宜大于20mm 和鋼纖維長(zhǎng)度的2/3 ， 鋼纖維砼的鋼纖維體積率0.5-2 %， 鋼纖維砼的水灰比選用0.45 -0.50 ， 水泥用量宜為36-400kg ， 當(dāng)鋼纖維體積率較大時(shí)， 水泥用量可適當(dāng)增加， 但不應(yīng)大于500kg 。拌制選用優(yōu)質(zhì)減水劑， 以提高砼密實(shí)度，鋼纖維砼的塌落度一般應(yīng)明顯小于普通砼， 砂為中砂uf =2.45 含泥量不大于1 %， 石子粒徑5-20mm ， 級(jí)配良好， 含泥量不大于1 %， 拌合物塌落度20 -40mm 。

2.2鋼纖維的攪拌

鋼纖維砼施工的各個(gè)環(huán)節(jié)， 不論是投料、攪拌、運(yùn)輸還是澆注和振搗， 都要盡可能使鋼纖維在砼基體中均勻分布， 以保證材料的均質(zhì)性， 這是鋼纖維砼施工要注意的首要問題。攪拌是保證鋼纖維在砼中均勻分布的重要環(huán)節(jié)。拌制鋼纖維砼時(shí)若鋼纖維摻加不當(dāng)， 極易造成其在砼中分布不均勻， 纖維結(jié)團(tuán)結(jié)球， 大大降低鋼纖維砼的強(qiáng)度， 嚴(yán)重影響質(zhì)量。鋼纖維砼攪拌時(shí)， 采用機(jī)械攪拌。使用普通攪拌設(shè)備時(shí)一般將鋼纖維、水泥、砂、石子投入干拌1.5min 后再加水溫拌1.5min 。也可先拌砼， 然后均勻地撒入鋼纖維， 再攪拌2min 后出料。我們施工中采用后一種方法， 效果較好。

2.3鋼纖維砼的運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)

本工程普通砼采用了預(yù)拌砼泵送的方法， 用2臺(tái)HBT60 澆筑梁板砼， 梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼纖維砼采用塔吊垂直運(yùn)輸， 人工喂料入模澆筑梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼纖維砼， 以保證砼連續(xù)澆筑避免出現(xiàn)施工冷縫。砼運(yùn)輸盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間， 運(yùn)輸過程應(yīng)避免拌和料離析。鋼纖維砼的澆筑方法應(yīng)保證鋼纖維分布的均勻性和結(jié)構(gòu)的連續(xù)性， 拌和料從攪拌機(jī)出料到澆注完畢所需時(shí)間控制在不超過30min 。采用機(jī)械振搗， 保證砼密實(shí)。鋼纖維砼澆筑時(shí)的最佳塌落度在40mm ， 以振實(shí)為度， 振搗不實(shí)和振搗時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)引起離析。尤其是振搗時(shí)間過長(zhǎng)還會(huì)引起鋼纖維下沉而分布不均， 以表面水平、露出水泥漿， 無(wú)氣泡， 無(wú)顯著下沉為度， 時(shí)間控制在10 —30s 。在澆筑過程中嚴(yán)禁因拌合料干澀而加水。不同強(qiáng)度等級(jí)的砼在交接面接續(xù)應(yīng)連續(xù)施工，當(dāng)必須間歇時(shí)， 其間歇時(shí)間要短， 并應(yīng)在前一種砼凝結(jié)前， 將后續(xù)砼澆注完畢， 不能將交接面作為施工縫處理。節(jié)點(diǎn)砼按先高后低的原則澆筑， 在高低強(qiáng)度等級(jí)砼交界處， 設(shè)置鋼絲網(wǎng)， 以便控制澆筑范圍。為保證梁柱節(jié)點(diǎn)砼的質(zhì)量， 在梁柱節(jié)點(diǎn)處用竹膠模板配制了專用模具。抗震設(shè)計(jì)時(shí)為確保鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的強(qiáng)度， 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的鋼筋要加密， 配筋量不應(yīng)小于柱端加密區(qū)的實(shí)際配筋量， 施工時(shí)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)柱的鋼箍不可遺漏， 箍筋直徑不得小于8mm ， 間距不得大于150mm 。鋼纖維砼的養(yǎng)護(hù)， 鋼纖維砼的早期強(qiáng)度較高， 我們重視了早期濕度養(yǎng)護(hù)， 并保持一定的養(yǎng)護(hù)溫度。

2.4鋼纖維砼的質(zhì)量控制

①采用機(jī)械攪拌， 拌制前由中心實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)配合比設(shè)計(jì)試配， 進(jìn)行各種原材料的檢查和檢測(cè)。

②拌制中進(jìn)行投料監(jiān)察， 塌落度控制和鋼纖維體積率的水洗法檢測(cè)。

③砼強(qiáng)度等級(jí)掛牌編號(hào)， 標(biāo)識(shí)清楚， 以防搞錯(cuò)。并做好現(xiàn)場(chǎng)試件的制作。

④進(jìn)行技術(shù)交底，使管理者和操作者明確職責(zé)。由于采取以上措施， 工程進(jìn)展順利， 砼內(nèi)實(shí)外光， 節(jié)點(diǎn)砼幾何尺寸準(zhǔn)確， 經(jīng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)制作的試件28d 齡期強(qiáng)度均高于設(shè)計(jì)值和配合比實(shí)驗(yàn)值， 鋼纖維砼抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度全部合格。主體結(jié)構(gòu)施工達(dá)到了優(yōu)良。

對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量管理，項(xiàng)目部的有關(guān)人員必須對(duì)上述三個(gè)階段進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。認(rèn)真貫徹“預(yù)防為主”的質(zhì)量方針，以人的工作質(zhì)量控制工程質(zhì)量，嚴(yán)格控制投入品的質(zhì)量，全面控制施工過程、重點(diǎn)控制工序質(zhì)量，認(rèn)真執(zhí)行“自檢、互檢、交接檢”的“三檢”管理制度，對(duì)未經(jīng)驗(yàn)收或驗(yàn)收不合格的工序，嚴(yán)禁進(jìn)行下道工序施工。

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作者簡(jiǎn)介：

王淑成，山東信誠(chéng)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司。