高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理

周东彪

【摘要】高层建筑工程是建筑行业的未来发展趋势，在城市建设与发展中发挥着至关重要的作用。在高层建筑工程建设过程中，施工人员一般都会采用节点混凝土浇筑的结构形式进行施工，这一形式不仅可以提高建筑工程的承载力，还能够降低工程的施工成本，为工程及企业创造更多经济效益，提高企业的竞争实力。本文就高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理进行分析，以供参考。

【关键词】高层建筑；框架结构；梁柱节点；强度验算；施工处理

建筑工程是人们提高生活水平与生活质量的基础，为了保证建筑工程的施工质量，我国建立了一系列法规，虽然法规的内容具有非常明显的区别，但是对于建筑工程的节点混凝土浇灌的结构施工与处理也有了明确的规定，施工人员可根据这一措施对建筑工程施工，有利于解决其中存在的各种问题。

一、高层建筑混凝土结构在设计与施工中存在的问题

1、高层建筑混凝土结构在设计中存在的问题

在对高层建筑混凝土结构进行设计的过程中，为了保证工程的质量，设计者一般会采用高质量的混凝土柱进行施工，对其柱截面进行全面控制，然后在对建筑楼层中梁板中的混凝土进行合理控制，采用强度合理的混凝土进行施工，并且在设计过程中对其承载力进行合理控制，以保证高层建筑物的质量。

高层建筑混凝土结构的设计也被列入到我国现行的相关规定中，有效的提高了其安全性。由此看来，高层建筑混凝土结构形式的设计直观重要，其强度设计更是不可忽视的重点，只有保证其设计强度，才能够有效的提高建筑工程的安全性与稳定性。

2、高层建筑混凝土结构在施工中存在的问题

随着城市的建设与发展，高层建筑工程不断增多，每一项高层建筑工程结构形式都有很大的差异，因此我们也就需要采用不同的混凝土进行浇筑与施工。例如泵送施工工艺等。并且为了保证节点混凝土浇灌的质量及性能，施工人员还对其进行了分批次处理，并且在施工过程中对施工现场不间断的供应材料，保证工程的连续性，提高了工程的施工质量与施工效率。

二、受剪、受压验算规律

在高层建筑工程设计与施工过程中，施工人员在计算其受压与受剪的过程中，首先需要对工程的实际情况进行全面分析，然后严格按照国家相关规定要求采用分阶段的方法进行处理，这样才能够提高高层建筑工程的承载力及安全性。

1、从我国现行的相关规定要求出发，设计者在对建筑工程受剪、受压及抗震能力进行验算的过程中，首先需要按照混凝土的强度等级进行合理的布置工作，然后在对这些节点区域按照强度等级进行浇筑，最后再对核心部分进行处理，使其承载力达到设计的要求

2、在对建筑工程的中心位置进行验算的过程中，我们需要将梁板之间的混凝土强度等级进行充分考虑，如果混凝土的强度等级小于5MPa，那么我们可以采用均衡性检测对其进行考虑，以此提高混凝土的受压能力。

3、在梁板之间混凝土的强度等级与普通混凝土的强度等级之间存在着一定的节点区域，因此施工人员需要采取有效的节骨措施对其进行处理，从而提高节点区域的受压能力，并保证各个部位受压能力的均衡性。

三、高层建筑工程框架梁柱节点的施工措施

我们哈知道，在对梁柱节点区域进行出的过程中，我们都需要对高层建筑的下部分进行施工与处理，其主要施工措施可以概括为以下几点：

1、当高层建筑中梁板与柱之间的混凝土强度等级相差不超过5MPa，那么施工人员不需要对节点区域重点处理，而是可以和楼盖一起浇灌并施工，可以提高该部分的受压能力及承载力。

2、当高层建筑中梁板与柱之间混凝土强度等级没有在10～15MPa之内时，那么施工人员可以在节点区域设置相应的短钢筋，并保证其设置方向为竖直方向。

3、当高层建筑中梁板与柱之间的混凝土强度相差超过20MPa，此时我们即使在其中增设短钢筋也无法保证其受压能力及承载能力，这就需要我们采用与柱相同强度等级的混凝土进行浇筑，这样才能够有效的保证其施工质量，达到设计要求。但是在其施工中，由于施工难度较大，这就需要施工人员在实际工作中严谨、细心。

偏心受压计算公式中虽然没有体现节点区在各方向水平梁对其提高强度的影响，但事实上该影响是存在且有效的，尤其中柱节点通常有两向梁对其约束产生的效果较为显著。正如抗剪验算中考虑“正交梁的约束影响系数”一样，同等条件下中柱的抗剪承载力是边、角柱的1.3倍左右。上述施工措施虽未将中柱、边柱、角柱加以区分，但事实上应有所不同。笔者认为，上述施工措施可以针对边柱和角柱节点区而言，如系中柱节点区，则可将各条措施中梁柱混凝土强度等级的差异各提高5MPa。

四、混凝土强度等级的合理取值

梁柱节点区的强度验算和施工处理同时也涉及到高层建筑混凝土结构中竖向构件和水平构件混凝土强度等级的合理取值问题，其合理与否必须符合以下原则：

1、整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不宜太多，一般为8层左右变1个等级，且与竖向构件截面的变化错层同步。

2、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配搭，使施工处理简单化，尽量避免或减少节点区单独浇注混凝土。

分析以上高层建筑混凝土强度等级的配搭，对于30层高层建筑，节点区需要加短筋的仅为1/4楼层；对于40层高层建筑，则为3/5楼层；对于55层高层建筑，第1方案节点区需单独浇注混凝土的为2/7，节点加短筋的为3/7，第2方案节点区需单独浇注混凝土的1/4，节点加短筋的为1/2（后一方案的优点在于混凝土强度等级种类最少，仅有4种且为完整等级）。至于节点区加短筋的做法，在柱顶梁底标高处预插短筋，其插入深度及突出梁面各300mm，位置首选复合箍筋的交叉点处，当交叉点少于短筋根数时则另加选取靠近柱主筋的内侧位置，布筋原则是均匀对称。

五、结语

总而言之，在高层建筑施工的过程中，我们需要综合考虑节点区域和钢筋的受压能力等方面的问题，为后期混凝土的浇筑过程提供方便，这在我国建筑施工中是特别需要重视的。此外，在高层建筑施工的造价方面，一般的混凝土要比单独的混凝土等级程度要高，但从正面的结构分析，依然存在着很多需要解决的问题，解决好这些问题，有助于提高节点的承载力和房屋质量，保证高层建筑施工的安全性。

参考文献

[1]谭晖.人工挖孔桩施工质量监督要点[J].铜业工程，2007（04）

[2]李大浪，左菊林.矩形钢管混凝土柱在华龙国际大厦的应用[J].有色冶金设计与研究，2005（04）

[3]李秉仁.混凝土結构用钢使用现状发展趋势和建议[J].中国冶金，2000（03）