钢筋混凝土框架结构施工技术

闫伟东

（黑龙江省三建建筑工程有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046）

在建筑施工中，框架结构是由钢筋混凝土主梁、次梁和柱形成的框架作为建筑物的骨架，梁和柱之间的连接为刚性结点。屋盖、楼板上的荷载通过板传递给梁，由梁传递到柱，由柱传递到基础。框架结构的墙体全部为自承重墙，只起分隔和围护作用，砖墙的重量通过梁、板传给柱。有时填充墙的刚度大于竖向柱的刚度，对结构抗震极为不利，所以不宜采用实心粘土砖作填充墙，减少结构的自重和荷载，减弱隔墙的刚度。框架结构的特点是不受楼板跨度的限制，能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。框架结构中梁柱构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑。框架结构构成：屋盖与楼板、框架梁、框架柱、柱基础、框架墙。

1 施工前准备工作

高层钢框架结构安装前的准备工作,除了一般性的准备工作,还包括:钢结构构件预检和配套、钢柱基础检查、安装流水段的划分、安装机械的选择等。钢构件在加工厂的制作程序为:首先进行编制构件制作指示书和原材料的矫正;然后进行放样、下料、切割等施工;制孔并进行边缘加工;经过组装和焊接,仔细对端部加工和磨擦面处理并严格执行除锈和涂装步骤,最后验收和发运即可。

2 测量定位

测量定位的过程不仅是对钢结构变形的控制需要准确的进行定位,更重要的是在整体钢结构安装的质量和进度过程中与测量工作的好坏密切相关,所以在钢结构施工工程中应积极采用先进的测量仪器,主要针对高层钢结构工程施工的难点和重点,充分应用工程施工的经验,并密切结合高层钢结构施工的特点,对钢结构的吊装和焊接质量进行正确的引导和实时监控。

2.1 测量控制内容

钢框架结构安装测量工作的主要内容:验收土建平面控制基线或红线界桩点及标高基准点的位置正确,并作好书面记录;基础埋件的放线就位及标高等;设置并控制好垫板组、构件安装的标高和轴线;主轴线网的合理建立;平面控制网的测放;标高的引测;H型钢柱和箱形柱的校正等。

2.2 测量控制基本方法

钢柱测控:采取全站仪复核轴线偏差、经纬仪校正垂直度两种方法相结合的控制

方法;高程传递:可用大盘尺直接进行高程传递的常规测量方法;平面控制网的测放:根据施工现场通视条件,首先测设主控制轴线,然后加密各建筑轴线;平面控制网的垂直引测:使用激光铅直仪垂直引测已测设好的轴线控制点。

3 钢筋连接

大直径钢筋(φ≥28)可采用钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接新技术,即钢筋纵肋后滚压直螺纹的套筒将预制的丝头待连接钢筋旋拧在一起达到钢筋连接一体,实现等强度连接的目的。

3.1 原理：利用滚压螺纹能使螺纹综合机械性能大幅度提高的特性,同时利用螺纹连接传力不均率与螺杆横截面积变化率相协调对应能够降低螺杆抗拉应力,改变连接过渡段内力曲线形状,降低变截面应力集中影响的特性来弥补钢筋剥肋和螺纹小径对钢筋横截面积削弱影响达到钢筋等强度连接。

技术特点：(1)接头强度高,连接质量稳定可靠。接头性能达到行业标准钢筋机械连接通用技术规程))(JGJ107～96)中A级规定,实现与钢筋母材等强度连接。(2)钢筋丝头螺纹加工准度高。使工厂加工的套筒与施工现场加工的钢筋丝头配合性好,保证了钢筋连接质量。(3)由于钢筋端部的丝头是对钢筋柱体表面金属强化后形成的螺纹,钢筋芯部材质和机械性能不发生任何变化,接头的综合机械性能高,特别是接头的抗疲劳性能好,与钢筋化学成分无关。(4)铜筋丝头加工过程中钢筋搬运次数少、操作简单,加工速度快。一次装卡即可完成钢筋剥肋、滚压螺纹两道工序。(5)钢筋丝头加工设备投入小,易耗件损耗低,一套滚丝轮可加工丝头为0.8万～1.2万个。(6)接头连接施工方便,质量容易控制。(7)适用范围广。不仅适用于直径16～50mmⅡ、Ⅲ级钢筋在各个方向和位置的同、可旋转钢筋连接,还能适用于不可旋转或轴向不能移动钢筋的连接。

4 梁柱节点箍筋施工问题

4.1 一般施工做法的弊病

梁柱节点施工复杂，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多,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台,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,但采用分层下箍法难度仍相当大。必须将节点部分侧模板拆除方能保证节点箍筋间距及绑扎牢固。

4.2 改进的对策

近年的作法是将梁板模板(含侧模板)全部安装完毕后才安装梁板钢筋并整体沉梁。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：(1)下料时每个节点增加若干根纵向短筋(可用细钢筋)；(2)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,为防止附加纵同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。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。

5 混凝土保护层厚度问题

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。在框架结构施工中,由于楼面标高是一致的,双向框架同时穿越柱节点时,必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏火(往往会超过40mm)。井字架梁节点也有同样问题,这些问题无法避免,但需注意:一是梁箍筋的下料问题,由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过,若该向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋无法直接绑扎到箍筋上,对粱骨架受力不利,因此梁端箍筋下料时高度可减小20～30mm(仪一向框架梁端需要)。二是施工时以哪一向为主,因保护层厚度增大,截面有效高度变小,正截面受弯承载能力减小(约5%),设计时是否考虑了这种影响,另一方面构件表面容易开裂。

6 混凝土施工质量控制

6.1 施工质量

框架容易出现夹渣现象,直接原因是柱模直接放在楼地板上,预先没有在楼板上做找平层或加标准框浇出底面,更没有留清扫口。当层高>5m时中段未留浇筑口,进料从顶部直接下。自由落差>3m,在柱内钢筋阻拦下料使粗细料分离,另因底部板面不平且未堵缝，应按照规程严格执行。

6.2 控制好混凝土质量

对配合比的控制不容忽视,再准确的配合比,现场不控制粗细骨料的含杂质量和称量,仍然会生产出不合格品。有的工地不做配合设计,而套用别人的比例。对已浇成品不保护,养护不及时,尤其是夏天气温高的地区需要保养,这是提高强度的重要环节。对混凝土框架柱的浇筑施工,必须遵守现行的施工规范,注意克服配料计量、拌和时间短,加水不控制,运距长摇晃离析现象,更要注意不允许二次加水重拌及振捣不密实、过振、跑模、不清除残留木屑等现象。

[1]李必瑜著.房屋建筑学[M].武汉理工大学出版社.2003年.

[2]沈蒲生著.混凝土结构设计原理[M].高等教育出版社，2003年.