框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的檢測與加固探討

劉 偉

(山東協(xié)和學(xué)院，山東 濟(jì)南 250107)

1 節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度的檢測和計(jì)算取值

混凝土的抗壓強(qiáng)度檢測種類較多，當(dāng)前我們常用的主要是兩種，回彈法和鉆芯法。但是在實(shí)際運(yùn)用中我們發(fā)現(xiàn)鉆芯法在施工中限制較多，例如，梁柱節(jié)點(diǎn)位置一般鋼筋分布相對密集，用鉆芯法進(jìn)行取樣時(shí)樣品中含有較多鋼筋成分，可能會(huì)影響檢測精度，除此之外，節(jié)點(diǎn)處結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，取樣也相對困難，基于此，采用回彈法對節(jié)點(diǎn)處混凝土抗壓強(qiáng)度檢測更為合理，檢測結(jié)果也更為準(zhǔn)確。

在對節(jié)點(diǎn)處混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)提前做好預(yù)測，例如節(jié)點(diǎn)處混凝土強(qiáng)度取值以及梁板應(yīng)力下回彈法是否能順利進(jìn)行。當(dāng)前，我國對節(jié)點(diǎn)混凝土取值尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際操作中可借鑒國外相關(guān)規(guī)范。在計(jì)算取值方面，對節(jié)點(diǎn)處的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行取值應(yīng)采用更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，例如，可采用“折算強(qiáng)度”方式，該方式是北京建筑設(shè)計(jì)研究院提出，相關(guān)原理參考了梁板對節(jié)點(diǎn)處混凝土的應(yīng)力作用，基于此可將節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行折算，可作為節(jié)點(diǎn)處混凝土的取值要求，在混凝土抗壓、抗剪的驗(yàn)算中較為常用。

2 節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理和破壞類型

節(jié)點(diǎn)在建筑物中不可或缺，在梁柱連接處起著受力的關(guān)鍵作用，根據(jù)不同建筑物的實(shí)際情況，其節(jié)點(diǎn)受力情況也不同，在實(shí)際工程中我們常見的主要是節(jié)點(diǎn)區(qū)域的彎矩在鋼筋等應(yīng)力情況下合力成為力偶。節(jié)點(diǎn)區(qū)域在達(dá)到一定力偶程度時(shí)壓力與拉力在對角線處同時(shí)出現(xiàn)，如果兩者超過承受范圍可形成剪切力，導(dǎo)致建筑物混凝土出現(xiàn)裂縫，對建筑物節(jié)點(diǎn)的破壞類型根據(jù)受力機(jī)理可分為以下幾種：

首先，脆性破壞中的柱端壓彎破壞。其形成機(jī)理是頂部混凝土受混合力影響造成損壞，進(jìn)而造成頂端的混凝土中鋼筋形狀發(fā)生變化，造成箍筋異常。這種情況在嚴(yán)格按照規(guī)章進(jìn)行施工中發(fā)生率較小，但是也不能完全排除在節(jié)點(diǎn)發(fā)生明顯異常前發(fā)生，具有一定隱蔽性，造成的后果也比較嚴(yán)重。

其次，脆性破壞中的粘結(jié)錨固破壞。在對建筑物進(jìn)行澆筑過程中，鋼筋與混凝土共同形成粘結(jié)錨固，產(chǎn)生的力可維持建筑物中鋼筋不變形，進(jìn)而保障整體建筑的受力穩(wěn)定性。其形成機(jī)理是在結(jié)構(gòu)多次過載的情況下可導(dǎo)致混凝土與鋼筋之間錨固力異常，進(jìn)而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，直接結(jié)果是鋼筋變形、移位或者蹦出。

再次，梁端壓彎破壞。該種破壞類型在發(fā)生前有較為明顯的異常，例如結(jié)構(gòu)塑形發(fā)生變化。其作用機(jī)理是如果結(jié)構(gòu)塑形出現(xiàn)變化可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的延性破壞，受不均勻拉力影響可能會(huì)導(dǎo)致梁端異常，當(dāng)混凝土承受了過載的力時(shí)會(huì)遭到損壞，外墻保護(hù)層出現(xiàn)大面積剝離，需要注意的是該類型的破壞中節(jié)點(diǎn)基本不會(huì)出現(xiàn)剪切性損傷。

最后，脆性破壞中節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的剪切性破壞。其作用機(jī)理是當(dāng)節(jié)點(diǎn)荷載異常必然會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)承受能力下降，梁柱之間產(chǎn)生斜向縫隙導(dǎo)致混凝土保護(hù)層剝落，鋼筋出現(xiàn)變形或者位移。

3 節(jié)點(diǎn)的加固方法

首先，截面增大加固法。采用該種方法可減少對建筑物的整體影響，具體可采用同型號水泥和制作工藝制作的混凝土對原有結(jié)構(gòu)的界面進(jìn)行擴(kuò)張?jiān)黾悠錂M截面進(jìn)而達(dá)到強(qiáng)化承載力的作用。這種加固方法實(shí)際效果相對明顯，但是也存在一定制約性，如凈空間減少或者加固面與原有面出現(xiàn)分離等。

其次，外包鋼加固法和粘鋼加固法。該種方法主要是采用建筑結(jié)構(gòu)膠對結(jié)構(gòu)面外層粘貼鋼板，從而達(dá)到提升承載力的目的，在實(shí)際施工中，該種加固方法一般被運(yùn)用于受彎構(gòu)件節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損壞的情況下，使用效果較為理想，同時(shí)也具有操作便捷應(yīng)用廣泛的優(yōu)勢，但是也應(yīng)該特別注意在施工過程中對工藝要求的嚴(yán)格遵守，否則會(huì)容易導(dǎo)致鋼板脫落從而造成施工隱患。

再次，外加預(yù)應(yīng)力拉桿加固。該種方法是結(jié)合節(jié)點(diǎn)收到破壞的發(fā)生機(jī)制，通過外力減少構(gòu)件中的拉應(yīng)力，從而避免或者減少混凝土裂縫的發(fā)生，進(jìn)而達(dá)到增加承載力的作用。這種加固方法對減少結(jié)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的破壞也有很好的作用，但是受外力影響也容易導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生形變。

最后，采用灌漿、填充等方式對現(xiàn)有裂縫進(jìn)行填充，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)承載力的作用。

除了上述幾種常用的節(jié)點(diǎn)加固方式以外，采用新型建筑材料來實(shí)施節(jié)點(diǎn)加固是當(dāng)前研究中的熱門課題。例如，碳纖維具有超強(qiáng)的抗拉性和延展性，將其應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)加固中，可利用其獨(dú)特優(yōu)勢提高構(gòu)件的受力強(qiáng)度，可起到優(yōu)異的加固效果。除此之外，碳纖維還具有其他產(chǎn)品所不具備的獨(dú)特作用，例如抗腐蝕性和耐久性都非常好，且其熱傳導(dǎo)性較低，可起到一定的防火作隔離用，且制造成本目前得到有效降低，當(dāng)前將其運(yùn)用到建筑領(lǐng)域中是完全可行的。