框架结构施工中梁柱节点质量的控制

框架结构施工中梁柱节点质量的控制

摘 要：本文分析了混凝土框架结构梁柱节点的破坏形式及原因，并在节点钢筋制作、箍筋施工、混凝土施工质量控制等工艺中提出相应措施，以控制加强梁柱节点的质量。

关键词：结构 节点 质量

在建筑工程施工中，混凝土框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽，如框架的梁柱交汇点、剪力墙结构的暗梁与柱的交汇点等。节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力，受它们共同作用且受力状态复杂。特别是梁柱节点，其施工质量对整个结构体系的承载能力、变形适应能力起着举足轻重的作用。因此节点要求具有足够的强度，以抵抗相邻构件承受的各种荷载，保证整个结构体系坚固和安全可靠。然而在实际工程中，我们发现节点细部构造设计不细致，施工不精心。容易给工程质量留下隐患。本文就混凝土框架结构梁柱节点在使用中所出现的问题及其产生的原因进行论述，并重点探讨了框架结构施工中梁柱节点的质量控制。

1.梁柱节点破坏形式及原因

1.1 梁柱节点的破坏形式主要有以下三种：

（1）梁端受弯破坏：在受拉钢筋屈服的同时,受压区混凝土被压碎。 混凝土保护层剥落, 梁端形成塑性铰。核心区剪切破坏 ,在水平力作用下,抗剪强度不足的核心区,逐渐产生斜向交叉裂缝。严重情况时混凝土成块剥落,箍筋外鼓甚至可能崩断。

（2）柱端压弯破坏：在轴力和弯矩的共同作用下, 柱端混凝土受压发生破坏, 柱筋压曲, 最后塑性铰在柱端形成。

（3）锚固破坏：梁受力钢筋锚固长度不足导致破坏。

1.2 梁柱节点破坏的主要原因有以下几点:节点核心区箍筋配置不足、梁筋锚固长度不足、混凝土缺少足够的约束、混凝土保护层厚度不足、施工质量不良等。 这些原因导致节点核心区强度与延性不能满足抗震要求。 2.施工中梁柱节点的质量控制的具体措施

2．1 钢筋制作方面

节点配筋构造主要包括节点区箍筋的设置及粱筋在节点区的锚固。 箍筋对核心区混凝土具有约束作用，对提高节点的抗剪强度起着重要作用。箍筋间距越小，对混凝土的约束作用就越大，节点受剪承载力也越高，尤其是抗震设防地区。节点区的箍筋必须加密，有些设计人员通常只对柱端、梁端的箍筋加密，而未对节点区作明确的标明。节点区有纵梁、横梁、柱的纵向钢筋三向钢筋相互交叉，且钢筋密集，配置箍筋在施工上有一定的难度。常用的施工方法是在支完粱板的模板后放入梁的钢筋骨架，再放节点箍筋。由于钢筋的安装绑扎难度较大，加上怕麻烦的心理，因此经常出现不放或少放箍筋或箍筋绑扎不牢等问题，直接影响到混凝土结构的抗裂性能。因此，节点区的箍筋可以考虑先按设计要求制成钢筋笼，套入柱的纵向钢筋，并绑扎或焊接牢固，再放梁的钢筋，以确保构件的抗裂性能，特别要注意做好对工人的技术质量交底，严格按施工要求和规范进行安装绑扎。

节点区也常出现多根梁交汇，梁钢筋穿入节点区，出现多层钢筋霍层，如框架结构中一节点区出现4根不同方向的大跨度梁支于同一根柱上．粱底排钢筋均为F25，梁底保护层厚度为25mm，由于4根梁底标高相同。因此就出现另外3根粱保护层分别为50 mm、75 mm和100mm，如此厚的素凝土层很容易产生裂缝，同时梁的有效高度减小会降低其承载力。因此，设计入员应该审视节点细部构造的详图设计，明确节点处的钢筋布置，避免留下工程质量隐患。

另外，为了为了保证锚固长度，主梁纵向钢筋须弯折插入节点区域，当水平锚固长度较短时，多出现侧面鼓胀裂缝，致使核心区混凝土斜向劈裂或压碎破坏。因此，规范对节点区钢筋的最小锚固长度、水平锚固长度及垂直锚固长度都作了明确的规定，要求柱的施工缝宜留设在梁底标高下20mm ～30mm，或留设在梁板面标高处，其原则是施工缝宜留在结构受力较小且便于施工的位置。在实际中，有些设计人员虽然对锚固长度作了规定，但取值时却忽略了梁柱的实际尺寸，致使施工时难以办到。另外，施工缝留设位置不合理也可造成锚固长度不足，施工时为方便柱身混凝土下料和振捣，习惯于在梁内钢筋未绑扎前进行柱身混凝土浇筑，并将施工缝留在梁底，以致梁内节点上部钢筋不能伸入柱内，造成节点主梁受力钢筋的锚固长度不足，削弱了结构的抗震能力。

2．2 梁柱节点箍筋在施工方面的质量控制

《混凝土结构设计规范》明确规定：框架节点核心区内箍筋量，不应小于柱端加密区的实际配箍量。这可以提高柱子的承载力，避免主筋受剪切弯曲破坏。可是有些设计、施工入员对加密节点钢箍的必要性认识不足，设计人员未考虑节点内力分析，甚至忽视了按最小体积配箍率做构造配筋，在节点核心区也无明确标注。梁柱节点施工的复杂性主要表现为：节点构造复杂，钢筋分布密集，操作人员高空作业，施工难度大，特别是中间柱子钢筋纵横交错，箍筋绑扎不便，采用整体沉梁时节点区下部箍筋无法绑扎，致使梁柱节点部位不放或少放柱箍筋，留下严重隐患。部分施工人员意识到钢筋骨架整体入模后柱节点内箍筋绑扎困难，便采用两个开口箍筋拼合，然而在整个节点区均采用开口箍筋显然不符合规范规定。规范对箍筋封闭和箍筋末端弯钩的构造要求，是保证箍筋对混凝土核心起有效约束作用的必要条件。

下面介绍一种节点处箍筋加密区的施工程序，其作法是将梁板模板(含侧模板全部安装完毕后才安装梁板钢筋并整体沉梁。该施工程序的优点是钢筋堆放、运输及绑扎较安全交叉作业少，支模和绑钢筋不冲突，工效较高。但若不采取特别措施，会出现节点箍筋少放或者箍筋间距无法保证的问题。

对此，可采用如下措施解决：下料时每个节点增加若干根纵向短筋(可用细钢筋)；柱节点区箍筋现场焊接在纵向短筋上形成整体骨架，再将整体骨架套入柱纵筋并搁置在楼板模板面上，穿梁钢筋并绑扎， 图1.

为防止附加纵向短筋位置与柱纵筋冲突而造成套箍困难，附加纵向短筋应偏离箍筋角部约5cm(图1)。采用该法可保证柱节点箍筋的间距与数量，实施效果较好。需要说明的是，当结构较复杂时，采用该方法可能也会有困难，施工时要视具体情况而定。

2．3 混凝土方面

混凝土强度等级的选择：柱混凝土设计强度高于梁板，且随建筑物高度增大， 两者的设计强度差距会越大。JGJ3 一 1991 第 5.2.l 条规定: 梁柱混凝土强度等级相差不宜大于 5MPa，如超过时，梁柱节点区施工时应作专门处理， 使节点区混凝土强度等级与柱相同，强调节点核心区的混凝土强度等级要与柱相同，不能与梁板混凝土强度等级相同。而现行规范 JGJ3 －2002 第 l3.5.7 条规定，

当柱混凝土设计强度高于梁、楼板的设计强度时，应对梁柱节点混凝土施工采取有效措施，虽未强调节点核心区混凝土强度等级要与柱相同，但无论梁柱混凝土强度等级相差多少都要保证节点强度，两者均旨在保证 “强节点” 的设计原则。

混凝土施工：现实中，为满足结构承载的要求，节约工程造价，通常存在设计中对上、下柱或柱与梁板的混凝土选择不同强度等级，然而未对结构的点区域的混凝土强度作出明确说明。 柱的混凝土施工通常在梁底标高以下 20mm ～30mm 处留设施工缝，与梁板同时施工，而施工人员为图方便而使用同样强度等级的混凝土施工，降低节点的强度。节点受力破坏形态主要为剪切破坏，节点区域的剪力由混凝土及箍筋共同承担，因此应该保证节点区域的混凝土具有足够的强度。按施工规范要求，当梁柱的混凝土强度等级不同时，节点处应按“强柱弱梁”的原则，节点区域的混凝土强度等级应与柱一样采用强度较高的混凝土。 在梁柱交汇处侧面设垂直施工缝是不符合规范要求的，混凝土浇筑时，按在梁柱接头周边用钢网或小板定位， 并先浇筑梁柱接头的混凝土， 随后浇筑梁板混凝土，这样既不便于施工，其质量也得不到保证。有些施工人员为了方便而将梁与柱使用强度等级相同的混凝土，这样既提高了工程造价，又造成浪费。因此，在结构设计时应作综合考虑，根据实际情况将柱与梁板选择相同的混凝土强度等级，以方便施工。

混凝土保护层厚度：保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度太小，无法满足上述要求，太大则构件表面易开裂，因此，《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204一1992)第3．5．《建筑工程质量检验评定标准》(GBJ30l一1988)第5．2．10条、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)第5．5．2条均规定：受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为±5mm。施工时须严格按规范和设计要求保证混凝土保护层厚度，但实际施工时很难做到。在高层建筑中，由于柱箍筋直径较大，间距较密，肢数较多，加工难度较大，安装时内外箍筋很难做到完全重叠，只能部分外突部分内凹，外突箍筋使模板无法安装，为此施工单位总是有意识地将箍筋做小一点以便安装模板，但会造成柱纵筋保护层偏大，解决该问题有赖于提高现场加工精度。 3.结语

钢筋混凝土框架结构施工、管理过程中，经常会出现梁柱节点箍筋施工、钢筋锚固长度和混凝土强度等级不同等存在的质量问题，但只要现场施工、管理人员加强质量控制，认真贯彻“预防为主” 的质量方针，吃透设计人员意图和规范要求，以工作人员的工作质量控制工程质量，全面控制施工过程、重点控制工序质量，认真执行 “自检、 互检、 交接检” 的 “三检” 管理制度，措施到位，精心施工，钢筋混凝土框架结构施工中存在的质量问题是完全可以得到避免的。 参考文献

[1]GBJ 50300-88，建筑工程质量检验评定标准[S].

[2]钢筋砼框架结构工程质量控制[期刊论文]-甘肃科技 2009(12). [3]GB 5001072002.混凝土结构设计规范.

[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002).