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摘要：在钢筋混凝土结构中，高层建筑框架结构的梁柱节点比较复杂，有些工程因施工不当或没有相应措施,致使节点处处于薄弱地位或材料浪费,且这一情况并非个别现象,已成为框架结构的通病,值得引起施工单位和质检部门重视。本文作者浅谈实际工作中遇到此问题的几点体会。
关键词：框架节点、混凝土、钢筋代换
Abstract: in the reinforced concrete structure, the frame structure of the high-rise building joints is more complex, some engineering for construction undeserved or no corresponding measures, the nodes in the weak position or material everywhere waste, and the situation is not individual phenomenon, has become the common fault of the frame structure, is worth causing the construction units and quality inspection department attention. In this paper the authors discuss the problems encountered in practical work of some comments.
Keywords: framework node, concrete, steel substitution
中圖分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1.梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法
1.1 不同等级混凝土邻接面的留设
考虑地震作用组合的框架柱受轴压比控制,为避免柱子断面过大,影响使用功能,常取较高的混凝土强度等级,根据“强柱弱梁”的抗震设防概念,且为不使梁板出现过多的收缩裂缝,梁板的混凝土等级往往低于柱的混凝土强度等级,在《钢筋混凝土高屋建筑结构设计与施工规程》中,规定梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa,如超过时,梁柱节点区施工应作专门处理,使节点区混凝土强度与柱相同。
施工单位通常的处理方法是要求修改设计,使柱与梁板的混凝土强度等级相同,提高梁板的强度等级,但这样往往不经济,产生浪费。可以这样处理：钢筋混凝土框架结构，水平施工缝留于柱脚，柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣，则柱顶不留施工缝。
1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
根据高层建筑多数使用泵送商品混凝土的情况，梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法为：不管柱顶留或不留施工缝，均应先用混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施，确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
2.梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时（10N/mm2），可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用。
3、框架节点处钢筋的施工
3.1不应削弱节点处的钢筋强度
由于节点处的受力比较复杂,在节点处有拉力、压力、剪力、弯矩复合作用,有抗震设防的结构,要求做到“强节点、弱构件”,因此节点处的钢筋强度应比较高,以提高结构的抗震能力。
钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作,是由于混凝土硬化后,混凝土与钢筋之间产生了粘结力。它是由分子力、摩阻力和机械咬合力三部分组成,其中起决定作用的是机械咬合力。因此在施工中或将钢筋端部作成弯钩,或将钢筋焊成骨架或网,均可提高其粘结力。另外,在使用中为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋锈蚀,钢筋周围须具有足够的混凝土保护层。
为了保证节点处的强度,节点处的钢筋除应保证其自身强度以外,还应保证在节点处无接头,满足搭接长度。
3.2节点处钢筋的代换法
在施工中经常会遇到节点的截面较小,而钢筋在节点处较密的现象,这种情况下不利于混凝土的浇筑和振捣,势必要影响节点的强度和施工进度,为此对于一些钢筋较密较特殊的节点我们可以使用“钢筋代换”的方法减少钢筋的密度。
3.2.1代换原则：
对拉裂性要求高的构件，不宜用光面钢筋代换变形钢筋，钢筋代换时不宜改变构件中有效高度。凡属重要的结构和预应力钢筋，在代换时应征得设计单位的统一，代换后的钢筋用量不宜大于原设计用量的5%，亦不低于2%，且满足规范规定的最小钢筋直径、根数、钢筋间距、锚固长度等要求。
3.2.2钢筋代换方法：
当结构构件是按强度控制时，可按强度等同原则代换。称“等强度代换”。
式中 d1、n1、fy1——分别为原设计钢筋的直径、根数、设计强度
d2、n2、fy2——分别为拟代换钢筋的直径、根数、设计强度
上式有两种特例：
A.设计强度相同，直径不同的钢筋代换：
B.直径相同、设计强度不同的钢筋代换：
当构件最小配筋率控制时，可按钢筋面积相等的原则代换，称“等面积代换”
AS1＝AS2
当结构构件按裂缝宽度或扰度控制时，钢筋代换需进行裂缝宽度或扰度验算。钢筋代换后，有时由于受力钢筋直径加大或根数增多，而需要增加排数，则构件截面的有效高度h0减少，截面强度降低，此时需要核截面强度。对矩形截面的受弯构件，根据弯矩相等，按下式复合截面强度。
N1——原设计的钢筋拉力，即N1= AS1fy1
N2——代换钢筋拉力，即N2= AS2fy2
h01 h02——代换前后钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离（即构件截面的有效高度）
fcm——混凝土的弯曲抗压强度设计值
b——构件截面宽度
4. 梁柱节点处裂缝的原因及防止措施
4.1产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
根据高层建筑工程施工的实践，梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝，这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝，并不影响结构的安全使用。裂缝的具体原因有：
梁柱节点处，混凝土的强度等级相差较大，（相差两个等级）时，不同强度等级的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子体积大，水泥用量多，产生的水化热高，高低强度等级混凝土的收缩有差异，所以在其交界附近容易产生裂缝。
柱子断面大，刚度大，梁的截面相对较小，受柱子的强大约束，梁混凝土的收缩受限制，也容易产生裂缝。
商品混凝土配合比中，高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝。
现浇梁板的梁在板下，上面保养的水被板充分吸收，而梁得不到充足的养护水分，造成梁的内外不均匀收缩，也容易导致梁的两侧面产生裂缝。有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少，对梁的抗收缩裂缝不利。
4.2 防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析，采取改进的具体措施如下：
要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。严格控制混凝土拌合物的坍落度，节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送，以期降低坍落度。在现场，对每车混凝土都应进行坍落度检测。
加强混凝土的养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架未拆除之前，可以对梁进行浇水养护，并推迟梁侧模的拆模时间。
结束语
要保证“小震不坏、中震可修、大震不倒”这一原则, 就必须对框架结构节点处的施工加以重视。通常的施工方法是先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分，然后于初凝前再浇梁板混凝土。只要采取的针对性措施到位，并精心施工，梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到控制。
关键词：框架节点、混凝土、钢筋代换
Abstract: in the reinforced concrete structure, the frame structure of the high-rise building joints is more complex, some engineering for construction undeserved or no corresponding measures, the nodes in the weak position or material everywhere waste, and the situation is not individual phenomenon, has become the common fault of the frame structure, is worth causing the construction units and quality inspection department attention. In this paper the authors discuss the problems encountered in practical work of some comments.
Keywords: framework node, concrete, steel substitution
中圖分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1.梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法
1.1 不同等级混凝土邻接面的留设
考虑地震作用组合的框架柱受轴压比控制,为避免柱子断面过大,影响使用功能,常取较高的混凝土强度等级,根据“强柱弱梁”的抗震设防概念,且为不使梁板出现过多的收缩裂缝,梁板的混凝土等级往往低于柱的混凝土强度等级,在《钢筋混凝土高屋建筑结构设计与施工规程》中,规定梁柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa,如超过时,梁柱节点区施工应作专门处理,使节点区混凝土强度与柱相同。
施工单位通常的处理方法是要求修改设计,使柱与梁板的混凝土强度等级相同,提高梁板的强度等级,但这样往往不经济,产生浪费。可以这样处理：钢筋混凝土框架结构，水平施工缝留于柱脚，柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣，则柱顶不留施工缝。
1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工
根据高层建筑多数使用泵送商品混凝土的情况，梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法为：不管柱顶留或不留施工缝，均应先用混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝漏振死角，对于钢筋确实过分密集的情况，应事先和设计单位联系采取适当的技术措施，确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
2.梁柱节点随同楼面统一浇捣
梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时（10N/mm2），可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用。
3、框架节点处钢筋的施工
3.1不应削弱节点处的钢筋强度
由于节点处的受力比较复杂,在节点处有拉力、压力、剪力、弯矩复合作用,有抗震设防的结构,要求做到“强节点、弱构件”,因此节点处的钢筋强度应比较高,以提高结构的抗震能力。
钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作,是由于混凝土硬化后,混凝土与钢筋之间产生了粘结力。它是由分子力、摩阻力和机械咬合力三部分组成,其中起决定作用的是机械咬合力。因此在施工中或将钢筋端部作成弯钩,或将钢筋焊成骨架或网,均可提高其粘结力。另外,在使用中为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋锈蚀,钢筋周围须具有足够的混凝土保护层。
为了保证节点处的强度,节点处的钢筋除应保证其自身强度以外,还应保证在节点处无接头,满足搭接长度。
3.2节点处钢筋的代换法
在施工中经常会遇到节点的截面较小,而钢筋在节点处较密的现象,这种情况下不利于混凝土的浇筑和振捣,势必要影响节点的强度和施工进度,为此对于一些钢筋较密较特殊的节点我们可以使用“钢筋代换”的方法减少钢筋的密度。
3.2.1代换原则：
对拉裂性要求高的构件，不宜用光面钢筋代换变形钢筋，钢筋代换时不宜改变构件中有效高度。凡属重要的结构和预应力钢筋，在代换时应征得设计单位的统一，代换后的钢筋用量不宜大于原设计用量的5%，亦不低于2%，且满足规范规定的最小钢筋直径、根数、钢筋间距、锚固长度等要求。
3.2.2钢筋代换方法：
当结构构件是按强度控制时，可按强度等同原则代换。称“等强度代换”。
式中 d1、n1、fy1——分别为原设计钢筋的直径、根数、设计强度
d2、n2、fy2——分别为拟代换钢筋的直径、根数、设计强度
上式有两种特例：
A.设计强度相同，直径不同的钢筋代换：
B.直径相同、设计强度不同的钢筋代换：
当构件最小配筋率控制时，可按钢筋面积相等的原则代换，称“等面积代换”
AS1＝AS2
当结构构件按裂缝宽度或扰度控制时，钢筋代换需进行裂缝宽度或扰度验算。钢筋代换后，有时由于受力钢筋直径加大或根数增多，而需要增加排数，则构件截面的有效高度h0减少，截面强度降低，此时需要核截面强度。对矩形截面的受弯构件，根据弯矩相等，按下式复合截面强度。
N1——原设计的钢筋拉力，即N1= AS1fy1
N2——代换钢筋拉力，即N2= AS2fy2
h01 h02——代换前后钢筋的合力点至构件截面受压边缘的距离（即构件截面的有效高度）
fcm——混凝土的弯曲抗压强度设计值
b——构件截面宽度
4. 梁柱节点处裂缝的原因及防止措施
4.1产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
根据高层建筑工程施工的实践，梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝，这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝，并不影响结构的安全使用。裂缝的具体原因有：
梁柱节点处，混凝土的强度等级相差较大，（相差两个等级）时，不同强度等级的混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子体积大，水泥用量多，产生的水化热高，高低强度等级混凝土的收缩有差异，所以在其交界附近容易产生裂缝。
柱子断面大，刚度大，梁的截面相对较小，受柱子的强大约束，梁混凝土的收缩受限制，也容易产生裂缝。
商品混凝土配合比中，高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝。
现浇梁板的梁在板下，上面保养的水被板充分吸收，而梁得不到充足的养护水分，造成梁的内外不均匀收缩，也容易导致梁的两侧面产生裂缝。有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少，对梁的抗收缩裂缝不利。
4.2 防止梁柱节点处裂缝的措施
根据上述原因分析，采取改进的具体措施如下：
要求混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级及可泵性的条件下，对柱子混凝土，减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。
节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，事先作好技术交底和准备工作。
梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交接面的密实性，减少收缩。在产生裂缝相对较多的梁的侧面，增加水平构造钢筋，提高梁的抗裂性。严格控制混凝土拌合物的坍落度，节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送，以期降低坍落度。在现场，对每车混凝土都应进行坍落度检测。
加强混凝土的养护，特别是梁，除了板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架未拆除之前，可以对梁进行浇水养护，并推迟梁侧模的拆模时间。
结束语
要保证“小震不坏、中震可修、大震不倒”这一原则, 就必须对框架结构节点处的施工加以重视。通常的施工方法是先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分，然后于初凝前再浇梁板混凝土。只要采取的针对性措施到位，并精心施工，梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到控制。