论文部分内容阅读
摘要：随着国民经济建设以及中国城市化的进程的快速发展，高层建筑的在建项目越来越来多，其中关于高层建筑的各项施工方案目前也越来越受到人们的广泛关注。本文主要是结合多年工作的实际情况和设计、施工规范，分析了梁柱节点混凝土施工的技术措施，希望能为广大同行提供一些帮助和参考。
关键词：高层建筑；施工；分析；梁柱节点
引言
梁柱节点是高层建筑框架中比较特殊的部位，其受力状态较复杂。作为柱的一部分它既起到向下传递内力的作用，同时又是梁的支座，接受本层梁传递过来的弯矩和剪力，有时还有扭矩。在实际施工中，常会遇到以下4个问题:①框架结构顶层端节点的钢筋采用何种形式搭接，特别是当伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积大于柱外侧全部纵向钢筋截面面积的65%时，梁柱钢筋如何搭接;②梁柱混凝土强度相差大于一个等级时，节点区混凝土的施工问题;③梁柱节点处的防裂问题。④梁柱节点由于施工过程中，钢筋由于多而密，混凝土在浇注中如何保证其密实。梁柱节点处的施工是高层建筑框架施工中的一个重点，本文结合施工现场实际，叙述施工中应注意的问题。
一、框架结构顶层端节点的钢筋搭接方法选择
框架结构顶层端节点钢筋的搭接方法主要有梁内搭接和柱顶搭接两种。
1.梁柱钢筋的梁内搭接
若施工现场竖向构件与水平构件分开浇筑，混凝土的施工缝设置在梁底截面，梁柱钢筋的搭接可在梁高度范围内进行。搭接接头区段沿节点外侧及梁顶布置，搭接长度不小于1. 5laE，且伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面不小于柱全部纵向钢筋截面面积的65%。梁宽以外的柱外侧纵筋，宜沿节点顶部伸至柱内边向下弯折8d( d 为钢筋直径) 后截断。当柱有两层配筋时，位于柱顶第2 层的钢筋可不向下弯折而在柱边切断。当柱顶有现浇板且厚度≥80mm、混凝土强度等级不低于C20 时，梁宽以外的柱外侧钢筋可伸入板内锚固。梁上部纵向钢筋要沿节点上边及外侧延伸弯折，至梁底处截断(见图1)。
2.梁柱钢筋的柱顶搭接
采用柱顶搭接时，搭接区段基本上为直线段，由于接头面积为100%，且位于高应力区，钢筋下伸的搭接长度取1. 7laE，柱筋伸至柱顶后向节点内弯折后切断，水平段投影长度不小于12d(见图2)。
3.框架结构顶层端节点钢筋搭接法的选择
在实际施工中，梁内搭接法较常用。但当一些柱宽与屋面梁的宽度相差较大时，若采用梁内搭接法，伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积会小于柱外侧全部纵向钢筋截面面积的65%，此时即可考虑采用柱顶搭接法。但柱顶搭接法又不适合于梁宽大于柱宽的扁梁框架结构，因该情况下扁梁的部分钢筋有时无法在柱内搭接。当采用柱顶搭接时，若竖向构件与水平构件分开浇筑，则混凝土的施工缝要设置在柱上部梁底截面以下，可能造成施工缝靠近柱的中部，相当于柱分两次浇筑，对柱以后受力不利，因此采用柱顶搭接时，竖向构件与水平构件要同时浇筑。
二、梁柱节点处混凝土的浇筑
1.结构设计和施工中存在的问题
高层建筑混凝土结构的柱混凝土设计强度高于梁板设计强度的情况十分常见，且随着建筑物高度增大，两者的设计强度差距越来越大。该区段主要存在于高层建筑的下部。为满足柱的轴压比，要求同时控制柱的截面不过大，柱须采用较高等级的混凝土;然而对以受弯为主的梁板而言，过高的混凝土强度等级是不需要和不适宜的，一方面对梁板的抗弯承载力的贡献不明显，另一方面对构件承受混凝土收缩应力、温度应力等也不利。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 对梁柱节点区混凝土的设计及施工均未作出明确的规定，但梁柱节点区混凝土的浇筑在实际施工中也是一个常见问题。一般设计要求:当梁柱混凝土的强度等级相差5MPa 时，梁柱节点区的混凝土可按低等级施工;当梁柱混凝土强度相差10MPa 及以上时，梁柱节点区的混凝土按高等级施工。
2.梁柱节点处混凝土施工的技术措施
梁柱节点区与梁板分开浇筑时，若现场没有较严密的组织措施，接槎处易形成冷缝。为保证梁柱节点处混凝土的施工质量，设计者应该充分考虑现实施工中可能遇到的困难，尽量使程序简化;施工单位也要充分领会设计意图，科学合理地组织施工。
1)结构设计方面对高层建筑混凝土结构的竖向构件和水平构件的混凝土强度等级，要进行合理取值。一是整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不应过多，且与竖向构件截面的变化要错层同步;二是水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求，同时要与竖向构件相匹配，使实际施工简单化，尽量减少梁柱节点区单独浇筑混凝土。
2)现场施工方面为做好梁柱两个不同等级混凝土在同一浇筑面的接槎，在组织流水段浇筑时，要根据浇筑面的宽度和浇筑速度，分别算出梁板混凝土和梁柱节点区混凝土的体积，妥善安排两种等级混凝土的用车量并计算各自的浇筑时间，以确保两种混凝土接槎在2h内完成。另外，还要确保低等级混凝土不能流入高等级混凝土中。一般可分2 个班组进行施工，一个班组随输送泵浇筑梁板，一个班组用塔式起重机浇筑柱(梁柱节点区)，要在梁板混凝土接近柱边前，先浇筑柱(梁柱节点区)混凝土。为避免梁板混凝土因流动太快而造成低等级混凝土流入梁柱节点区，可在柱外侧30cm 位置处采取用快易收口网进行隔离(见图3)。
3）在混凝土浇筑过程中，由于节点位置钢筋比较密，为确保混凝土的浇筑密实，首先设置节点区内的振动棒的插入点，使振动棒在插入点周围不造成钢筋的变形，其次应选择棒头直径较小的35型混凝土振动棒操作，并且在保证混凝土强度不变的基础上，在混凝土配料中添加外加剂增加混凝土的和易性和流动性。
3.梁柱节点处的防裂措施
一定厚度的混凝土保护层，对钢筋的黏结锚固作用是有益的，而且混凝土的碱性环境可使包裹在里面的钢筋表面形成钝化膜而不易锈蚀，是结构耐久性的必备条件;但过厚的保护层容易引起梁柱节点处的混凝土裂缝。在施工时，一般可通过增加构造钢筋，来提高梁柱节点处的抗裂性。
1)框架角节点处的防裂措施高层框架结构的顶层角节点处，由于钢筋实际加工的原因，一般会出现角节点外侧钢筋保护层过厚的情况，此时应加设钢筋网片，以提高角节点处的抗裂性(见图4)。
2)梁边与柱边平齐时梁侧的防裂措施框架柱与梁相交时，柱的纵筋必须包梁的纵筋，即梁的纵筋要在柱纵筋的内侧。特别是当梁边与柱边平齐时，为保证柱的纵筋位置，梁的上下层外侧纵筋到柱位时要沿水平方向稍加弯折，放在柱筋内侧，这时要在弯折处加设附加2Фl0 的钢筋(见图5)。
四、梁柱节点的模板施工
高层建筑框架梁柱节点的模板支设也是施工中的一个重点。梁柱节点模板若在现场散支散拼，易出现尺寸偏差大、拼缝不严、表面平整度差等问题，故宜采用場外预先制作定型模板的方法。例如可根据柱的四个角用方木和18mm厚胶合板，制成4 片M形的定型模板，亦可根据柱和梁截面的宽度用方木和18mm 厚胶合板，制成4 片U 形定型模板。在梁柱节点处，采用定型模板既可保证节点区的施工质量，又可提高模板的周转次数并节省人工。
五、结束语
以上所述，高层建筑的梁柱节点施工措施是一项涉及多工种操作及施工手段多样化的施工方案，所以我们必须要采取科学创新手段来务实工作，在高层施工中明确适合本工程施工技术措施方案，依次从技术管理人员到施工工人层层进行技术交底，并在实际施工中认真落实并保质保量的完成。以提高工作效益和社会经济效益，节约成本，建造优质工程。
注：文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开
关键词：高层建筑；施工；分析；梁柱节点
引言
梁柱节点是高层建筑框架中比较特殊的部位，其受力状态较复杂。作为柱的一部分它既起到向下传递内力的作用，同时又是梁的支座，接受本层梁传递过来的弯矩和剪力，有时还有扭矩。在实际施工中，常会遇到以下4个问题:①框架结构顶层端节点的钢筋采用何种形式搭接，特别是当伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积大于柱外侧全部纵向钢筋截面面积的65%时，梁柱钢筋如何搭接;②梁柱混凝土强度相差大于一个等级时，节点区混凝土的施工问题;③梁柱节点处的防裂问题。④梁柱节点由于施工过程中，钢筋由于多而密，混凝土在浇注中如何保证其密实。梁柱节点处的施工是高层建筑框架施工中的一个重点，本文结合施工现场实际，叙述施工中应注意的问题。
一、框架结构顶层端节点的钢筋搭接方法选择
框架结构顶层端节点钢筋的搭接方法主要有梁内搭接和柱顶搭接两种。
1.梁柱钢筋的梁内搭接
若施工现场竖向构件与水平构件分开浇筑，混凝土的施工缝设置在梁底截面，梁柱钢筋的搭接可在梁高度范围内进行。搭接接头区段沿节点外侧及梁顶布置，搭接长度不小于1. 5laE，且伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面不小于柱全部纵向钢筋截面面积的65%。梁宽以外的柱外侧纵筋，宜沿节点顶部伸至柱内边向下弯折8d( d 为钢筋直径) 后截断。当柱有两层配筋时，位于柱顶第2 层的钢筋可不向下弯折而在柱边切断。当柱顶有现浇板且厚度≥80mm、混凝土强度等级不低于C20 时，梁宽以外的柱外侧钢筋可伸入板内锚固。梁上部纵向钢筋要沿节点上边及外侧延伸弯折，至梁底处截断(见图1)。
2.梁柱钢筋的柱顶搭接
采用柱顶搭接时，搭接区段基本上为直线段，由于接头面积为100%，且位于高应力区，钢筋下伸的搭接长度取1. 7laE，柱筋伸至柱顶后向节点内弯折后切断，水平段投影长度不小于12d(见图2)。
3.框架结构顶层端节点钢筋搭接法的选择
在实际施工中，梁内搭接法较常用。但当一些柱宽与屋面梁的宽度相差较大时，若采用梁内搭接法，伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积会小于柱外侧全部纵向钢筋截面面积的65%，此时即可考虑采用柱顶搭接法。但柱顶搭接法又不适合于梁宽大于柱宽的扁梁框架结构，因该情况下扁梁的部分钢筋有时无法在柱内搭接。当采用柱顶搭接时，若竖向构件与水平构件分开浇筑，则混凝土的施工缝要设置在柱上部梁底截面以下，可能造成施工缝靠近柱的中部，相当于柱分两次浇筑，对柱以后受力不利，因此采用柱顶搭接时，竖向构件与水平构件要同时浇筑。
二、梁柱节点处混凝土的浇筑
1.结构设计和施工中存在的问题
高层建筑混凝土结构的柱混凝土设计强度高于梁板设计强度的情况十分常见，且随着建筑物高度增大，两者的设计强度差距越来越大。该区段主要存在于高层建筑的下部。为满足柱的轴压比，要求同时控制柱的截面不过大，柱须采用较高等级的混凝土;然而对以受弯为主的梁板而言，过高的混凝土强度等级是不需要和不适宜的，一方面对梁板的抗弯承载力的贡献不明显，另一方面对构件承受混凝土收缩应力、温度应力等也不利。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 对梁柱节点区混凝土的设计及施工均未作出明确的规定，但梁柱节点区混凝土的浇筑在实际施工中也是一个常见问题。一般设计要求:当梁柱混凝土的强度等级相差5MPa 时，梁柱节点区的混凝土可按低等级施工;当梁柱混凝土强度相差10MPa 及以上时，梁柱节点区的混凝土按高等级施工。
2.梁柱节点处混凝土施工的技术措施
梁柱节点区与梁板分开浇筑时，若现场没有较严密的组织措施，接槎处易形成冷缝。为保证梁柱节点处混凝土的施工质量，设计者应该充分考虑现实施工中可能遇到的困难，尽量使程序简化;施工单位也要充分领会设计意图，科学合理地组织施工。
1)结构设计方面对高层建筑混凝土结构的竖向构件和水平构件的混凝土强度等级，要进行合理取值。一是整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不应过多，且与竖向构件截面的变化要错层同步;二是水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求，同时要与竖向构件相匹配，使实际施工简单化，尽量减少梁柱节点区单独浇筑混凝土。
2)现场施工方面为做好梁柱两个不同等级混凝土在同一浇筑面的接槎，在组织流水段浇筑时，要根据浇筑面的宽度和浇筑速度，分别算出梁板混凝土和梁柱节点区混凝土的体积，妥善安排两种等级混凝土的用车量并计算各自的浇筑时间，以确保两种混凝土接槎在2h内完成。另外，还要确保低等级混凝土不能流入高等级混凝土中。一般可分2 个班组进行施工，一个班组随输送泵浇筑梁板，一个班组用塔式起重机浇筑柱(梁柱节点区)，要在梁板混凝土接近柱边前，先浇筑柱(梁柱节点区)混凝土。为避免梁板混凝土因流动太快而造成低等级混凝土流入梁柱节点区，可在柱外侧30cm 位置处采取用快易收口网进行隔离(见图3)。
3）在混凝土浇筑过程中，由于节点位置钢筋比较密，为确保混凝土的浇筑密实，首先设置节点区内的振动棒的插入点，使振动棒在插入点周围不造成钢筋的变形，其次应选择棒头直径较小的35型混凝土振动棒操作，并且在保证混凝土强度不变的基础上，在混凝土配料中添加外加剂增加混凝土的和易性和流动性。
3.梁柱节点处的防裂措施
一定厚度的混凝土保护层，对钢筋的黏结锚固作用是有益的，而且混凝土的碱性环境可使包裹在里面的钢筋表面形成钝化膜而不易锈蚀，是结构耐久性的必备条件;但过厚的保护层容易引起梁柱节点处的混凝土裂缝。在施工时，一般可通过增加构造钢筋，来提高梁柱节点处的抗裂性。
1)框架角节点处的防裂措施高层框架结构的顶层角节点处，由于钢筋实际加工的原因，一般会出现角节点外侧钢筋保护层过厚的情况，此时应加设钢筋网片，以提高角节点处的抗裂性(见图4)。
2)梁边与柱边平齐时梁侧的防裂措施框架柱与梁相交时，柱的纵筋必须包梁的纵筋，即梁的纵筋要在柱纵筋的内侧。特别是当梁边与柱边平齐时，为保证柱的纵筋位置，梁的上下层外侧纵筋到柱位时要沿水平方向稍加弯折，放在柱筋内侧，这时要在弯折处加设附加2Фl0 的钢筋(见图5)。
四、梁柱节点的模板施工
高层建筑框架梁柱节点的模板支设也是施工中的一个重点。梁柱节点模板若在现场散支散拼，易出现尺寸偏差大、拼缝不严、表面平整度差等问题，故宜采用場外预先制作定型模板的方法。例如可根据柱的四个角用方木和18mm厚胶合板，制成4 片M形的定型模板，亦可根据柱和梁截面的宽度用方木和18mm 厚胶合板，制成4 片U 形定型模板。在梁柱节点处，采用定型模板既可保证节点区的施工质量，又可提高模板的周转次数并节省人工。
五、结束语
以上所述，高层建筑的梁柱节点施工措施是一项涉及多工种操作及施工手段多样化的施工方案，所以我们必须要采取科学创新手段来务实工作，在高层施工中明确适合本工程施工技术措施方案，依次从技术管理人员到施工工人层层进行技术交底，并在实际施工中认真落实并保质保量的完成。以提高工作效益和社会经济效益，节约成本，建造优质工程。
注：文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开