对建筑工程梁柱节点混凝土强度的分析
2011-12-30方如海
方如海
(上虞市华兴建筑工程有限公司 ,浙江 上虞312300)
1 建筑工程结构施工中存在的问题
随着我国城市化进程的不断加快,多层及高层建筑在解决城市用地方面发挥着积极的作用,更多的高层建筑在外观、样式上获得了新的突破和发展。高层建筑的质量是根本,从高层建筑的设计到施工,会遇到很多的问题。其中,较为常见的梁柱混凝土强度等级造成的一些施工不便,需要我们进行深入的研究和处理,否则将会使得混凝土的强度降低,影响整个建筑的结构受力。在现浇柱混凝土框架结构的高层建筑施工过程中,为了有效的提升结构的抗震性能,一般通过"强柱弱梁"、强剪弱弯、强节点,强锚固的设计方法来进行设计。
因此,设计和施工的时候柱混凝土的强度等级,多数都高于梁板混凝土强度等级,并且随着建筑高度的不断增加,这两者的设计强度之间的差距会越来越大。这一区段主要存在于建筑物的下层结构。为了有效的满足柱的轴压比,需要同时做好截面的控制,不能让截面过大,柱需要通过使用高强度的混凝土来实现。但是,对于以受弯为主的梁板来讲,较高强度的混凝土是不合适也不需要的,首先较高强度的混凝土对梁板的抗弯承载力的贡献不是很明显,其次,较高强度的混凝土对构件承受混凝土收缩应力、温度应力等也会产生不利的影响。
2 梁柱节点不同强度混凝土的施工工艺
2.1 不同等级混凝土邻接面的留设
在建筑物钢筋混凝土的结构内部,框架结构的梁柱节点是非常复杂的,所以荷载组合与内力计算的结果,要求同一层的竖向结构其混凝土的强度级别,要比水平结构的混凝土的强度要高。在钢筋混凝土的框架结构施工中,水平施工缝躲在柱脚部位存留,柱顶部位如果要留出水平施工缝,那么要留在梁的底部。如果同层的竖向构件与水平构件是一起进行混凝土的浇捣,那么在柱顶则不需要留出施工缝。
2.2 梁柱节点的浇捣施工
在混凝土没有完全凝固以前,随着泵送浇筑楼面梁板的混凝土,通过这一方法浇捣楼层柱、墙、梁板时候,要做好高低强度等级混凝土相邻面冷缝的控制,适合在柱顶梁底的位置设置一定的施工缝,以有效的降低节点核心区域高强度混凝土的浇捣时间,减少因为混凝土高低强度产生的接面冷缝。并要对梁柱节点放进密集的核心区域,通过使用小型的插入振捣器来强化振捣的效果,有效的避免漏振造成的死角。在钢筋的确密集的条件下,要实现同设计部门取得联系,以更有利的措施,来保证节点核心位置混凝土的密实性与设计强度的实现。
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,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,所以较少使用这一技术。
3 有效控制和避免梁柱节点位置裂缝的策略
3.1 梁柱节点位置裂缝的成因
总结前期的施工经验,梁柱节点不同的混凝土强度都是按照先柱后梁的顺序进行浇捣的,也有少部分楼层在梁柱节点位置,高低强度等级的混凝土交界面位置产生细小的裂缝。通过仔细的研究和分析得出,这些细微的裂缝并不是荷载作用下产生的结构裂缝,这些裂缝的存在不影响整个建筑结构的安全性。这些细微的裂缝在混凝土施工中式特别难避免的,但是我们也要从严要求,找出产生裂缝的原因,通过有效控制措施的使用,最大程度上避免这些裂缝的产生。细微裂缝的成因有:
首先梁柱的节点位置,混凝土的强度等级存在较大的差别,如果出现两个以上等级差别时候,那么不同强度等级的混凝土,它的水泥的使用量、水灰的比例、拌制时的用水量都有差异,在柱子体积越大的情况下,水泥的用量就越多,产生的水化热将越多,就容易造成这些裂缝的产生。其次,柱子的断面大,刚度大,梁的截面就变的相对较小,受到柱子的强大约束,混凝土的收缩受到一定程度的限制,也会造成裂缝的产生。再次,在商品混凝土搅拌的过程中,由于高强度混凝土的水泥用量过大,水灰比例、含砂率以及坍落度过大,也会造成高低强度混凝土交界附近裂缝的产生。在现浇梁板的梁位于板的下面,保养的时候上面的水被板全部的吸收,使得梁不能获得足够的水分,导致梁的内外产生不均匀的收缩,也会造成梁的两个侧面产生一些裂缝。
3.2 避免梁柱节点裂缝产生的措施
首先,在混凝土搅拌厂要做好混凝土配合比的控制,在强度等级和可泵性实现的前提下,对柱子部位的混凝土降低水泥的用量,降低含砂率、提高石子的含量,降低混凝土的坍落度、减少混凝土的用水量,并通过调整煤灰和外加剂的比例来提高混凝土搅拌的质量。其次,节点位置的混凝土要按照先高后低的浇捣策略来施工,就是先进行高强度等级混凝土的浇注,再进行低强度等级混凝土的浇注,要对现浇柱混凝土初凝前的继续浇捣梁板混凝土进行严格的控制,在施工前做好准备和技术交底等工作。
其次,梁板的混凝土要通过二次振捣法进行施工,就是在混凝土初凝之前进行振捣,以实现高低强度混凝土交接面相互间的密实,降低收缩率。在容易发生裂缝的梁的侧面,要通过增加水平构造钢筋,来有效的提高梁自身的抗裂性能。要对混凝土拌合物的坍落度进行严格的控制,节点的核心柱子位置的混凝土使用塔吊来输送,以更好的降低混凝土的坍落度。在施工的现场,要做好每车混凝土的坍落度检测。施工的过程中,要做好混凝土的养护工作,尤其是梁,除了进行面板的浇水之外,还要在板下梁侧进行浇水。在满堂承重脚手架没有拆掉以前,通过高压水枪对梁做浇水养护,并科学的推迟梁侧模的拆除时间。
结语
综上所述,建筑物的框架结构的节点位置,经常会产生柱混凝土的强度等级,要大于相同梁板混凝土强度的情况,一般的施工方法是先对节点处得混凝土强度等级高的主要部分进行浇注,然后在混凝土初凝前再进行梁板混凝土的浇注。因此,这需要施工的时候采用有针对性的措施,做好施工质量的管理和控制,最大程度上避免梁柱节点高低强度等级混凝土交界位置的裂缝产生,提高混凝土施工的质量。
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