浅析如何在施工中提高钢筋混凝土框架结构抗震性能.doc

浅谈如何在施工中提高钢筋混凝土框架结构抗震性能摘要：我国是一个地震多发的国家，因此对建筑的抗震性能要求较高。钢筋混凝土框架结构由于整体性能好、抗震性能强等优势，从而得到了广泛的应用。本文就如何在施工中提高钢筋混凝土框架结构抗震性能进行了阐述和简要分析。关键词：混凝土框架；抗震性能；要点；措施；设计延伸性；Abstract: China is an earthquake prone country, so the requirements of seismic performance of building need to be higher. Reinforced concrete frame structure with good overall performance, good seismic performance and other advantages, which have been widely used. This paper discussed and took a brief analysis of how to improve the seismic performance of reinforced concrete frame structure in construction.Keywords: concrete frame; aseismic performance; main points; measures; design of extension;0 前言我国是一个地震多发的国家，需要考虑抗震设防的地域辽阔。2008年的汶川地震造成倒塌房屋超过500万间，死亡人数近7万人，多数遇难人员是因为房屋倒塌造成的。汶川大地震深刻地揭示，90以上的地震灾害的直接或间接损失是由于地震对建筑物、构筑物的破坏造成的，这次地震又一次使人们感受到抗震性能的重要性。血的教训提醒人们，抗震设计不可掉以轻心，如有失误就会付出沉重的代价。因此，在施工中要有意优化结构抗震性能。1 混凝土框架结构抗震性能的导向价值1.1 结构抗震性能结构抗震性能可描述为建筑结构在遭受一定水平地震作用下，结构的破坏不超过一个特定的状态。一栋建筑物结构的抗震性能是材料、设计、施工及维护水平的综合结果。1.2 导向价值相对于风雪等外界作用，地震作用对于建筑结构的破坏影响是最为严重的，汶川地震的震害，无疑是惨痛的教训。显然，从整个建筑结构性能来看，结构抗震性能处于核心价值位置。所以，建筑结构的施工质量监控必须以结构抗震性能为重要导向，统筹监控行为。1.3 缺陷目前主体结构施工质量监控的重要手段之一就是按照施工质量验收规范划分为分项(含检验批)、分部工程和单位工程三个不同阶段进行验收。我国主体结构的施工质量验收规范基于材料结构导向分为：钢筋混凝土结构验收规范、砌体结构验收规范、钢结构验收规范、木结构验收规范等。因其着眼点不同，未能充分体现结构抗震性能的导向作用。如楼梯构件在在混凝土结构验收规范中并不处于十分突出位置，而在结构抗震性能导向中因其为重要的逃生通道而上升为主要构件，必须加以重点监控验收。尽管我国有一系列的标准规范，但一般都是作为设计阶段的监控手段，完整统一的抗震性能监控验收规范还处于空白状态。因此，在施工质量监控中要有意突出结构抗震性能的验收导向价值，作为一条线索单元来贯穿整个建筑结构的施工质量监控，以此保证建筑结构的性能指标能满足相关规范标准。2 提高钢筋混凝土框架结构抗震性能的要点及措施2.1 施工原材料方面2.1.1 钢筋钢筋的性能指标直接关系到结构抗震性能，控制钢筋实际抗拉强度、屈服强度和强度标准值之间的关系，注意发挥钢筋的延性性能，避免超强过多，这样就有助于混凝土结构强柱弱梁、强剪弱弯要求的实现。建筑结构设计规范中规定，抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1/3；且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9。为此，应加强对抗震等级为一、二级的框架结构的纵向受力钢筋的检验抽查，确保其满足构造要求，从而保证建筑结构具有良好的抗震性能。2.1.2 混凝土在框架结构中，提高混凝土的强度等级可以减少梁柱的剪压比和柱的轴压比，有利于提高结构的刚度和延性。规范中规定，对于混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20。在施工设计时须引起注意。2.2 钢筋的制作与安装2.2.1 箍筋在钢筋混凝土构件中，箍筋既可以抵抗剪力，又可以对核心混凝土和纵向受压钢筋起约束作用，可以改善核芯混凝土的变形能力，又可防止纵向钢筋被压屈。还能保证混凝土框架结构具有良好的抗震性能，因此，对于箍筋的构造要求应满足以下几点：(1)当须满足抗震要求时，箍筋搭接处应做成135度弯钩，且平直段长度要大于等于10倍箍筋直径，在加工成型时应注意检查平直段长度是否符合要求，现场绑扎操作时，应认真按135度弯钩，尽量保证操作的标准化、规范化。(2)框架节点处箍筋加密区的箍筋及梁上有集中荷载处的附加吊筋或箍筋，不得漏放。(3)柱根部第一道箍筋应放在离结构结合部边缘50mm以内。当有刚性地面时，还要注意检查底层框架柱在刚性地面上下的加密情况。由于安装较困难，梁、柱交接处核心区箍筋往往未加密。正确做法应是在绑梁钢筋前先将柱箍筋套在竖筋上，穿完梁钢筋后再绑扎。(4)主次梁节点部位主梁箍筋应按加密要求通长布置。2.2.2 纵向钢筋锚固在发生强烈地震时，框架结构的梁端或柱端截面可能进入弹塑性状态，其纵向钢筋伸入梁柱节点内的锚固长度，将因钢筋与混凝土之间粘结破坏而部分失效。因此，框架的抗震设计应比非抗震设计有更严格、可靠的锚固长度及其锚固形式。（1）梁端节点钢筋的锚固一般分为有弯折的锚固和无弯折的锚固(锚固长度满足)。弯折锚固分为水平段和弯折段，在钢筋加工下料及安装过程中，应对照图纸，保证纵筋在柱内水平段满足大于等于0.4 Lae和弯折段大于等于15d的要求。（2）对于框架柱顶部节点，应分别检查边柱、中柱、角柱顶部节点梁柱钢筋的锚固。边柱、角柱外层钢筋与梁上部钢筋的相互锚固情况，应依据图纸抗震等级要求，结合施工缝留置，按照规范进行对照检查；中柱往往因屋面结构找坡而使层高增加，此时柱纵向钢筋可能因下料太短，锚固长度无法满足抗震性能要求，所以必须预先计算下料才能保证准确可靠，使结构具有有良好的抗震性能。2.3 混凝土的浇注施工(1)对节点部位不同混凝土的强度等级的浇筑顺序和浇筑混凝土的强度等级要进行严格检查，防止低等级混凝土注入高等级混凝土部位。柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过一级时，或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，但节点四周均有框架梁时，节点核心区的混凝土等级可与梁板相同；当不符合上述规定时，梁柱节点核心区的混凝土按柱子混凝土强度等级单独浇注，然后在混凝土初凝前浇捣梁板混凝土，并加强混凝土的振捣和养护。(2)验收时，有必要加强对框架结构节点核心区、构造柱的混凝土试块留置，以控制强度质量。2.4 框架填充墙及短柱2.4.1 框架填充墙近年来国内外几次强烈地震的震害表明，墙体材料尽管作为非结构构件，但仍参与承担了地震作用，而且往往是在中等地震作用下，主体框架结构还没有发生破坏，填充墙已遭受严重破坏。因此，框架填充墙质量的好坏，一定程度上关系到整个框架结构的抗震性能。(1)填充墙与柱的拉结一般是通过设置水平筋来联接的，在工程中往往表现为砌筑时拉结筋的锚固不牢，目前工程上大多采用拉结筋后置方式机械钻孔锚固于混凝土内，存在钻孔太浅或注胶不牢；拉结筋的位置与砌块模数不相符，拉结筋伸入砌体内的长度不足等。(2)填充墙除了设置水平拉结筋外，还应按照有关标准图集要求，填充墙中还须有设置混凝土连系构件的抗震构造。填充墙高度大于4m时，应在墙高一定部位设置水平的钢筋混凝土连系梁；在墙长大于5 m时，应在墙顶按1.5 m间距设置固定件，同时对墙长大于2倍层高时，还应在墙长中部设置构造柱(先砌墙后浇柱)。这样既可以通过纵向的柱、梁将大片墙体分割为小单元，增强抗震性能，也可以减少墙体面积过大，干缩变形后形成的收缩裂缝。(3)在一些填充墙体中，除门窗洞口外还经常附着一些配电箱和消防箱的洞口，这些预留洞深浅不一、高低错落，洞口之间也仅用很短的墙体相连接，墙体整体性、稳定性差，抗震性能可想而知。针对这种现象，要有抗震性能延伸设计意识，不能一味按图施工，而应该采取抗震加固构造的措施。(4)在一些框架结构主体工程中，经常能发现一些无约束端的单面墙体，墙体一端或两端均没有与其它构件相连接，有些甚至位于围护墙部位，抗震性能很差，对此应在无约束端参照规范中的做法加设钢筋混凝土边框来进行约束、加固，提升墙体的抗震性能。(5)填充墙砌体强度除与材料质量有关外，还与施工质量密切相关。施工砂浆强度偏低和易性差，灰缝砂浆不饱满，组砌不合理等都会降低砌体的强度。砌体强度不足，抗震性能差，经强烈地震时，墙体会出现压裂、压碎、剪断、拉裂甚至倒塌现象。2.4.2 短柱框架柱间的填充墙不到顶，或房屋外墙在混凝土柱间局部高度砌墙，使这些柱子处于短柱状态。所谓短柱，一般指Hn/b4(Hn为柱净高，b为柱截面的长边)的柱。一方面短柱能吸收较大的地震剪力；另一方面短柱只有极小的剪切变形，因此易造成剪切脆性破坏。当填充墙体需形成短柱时，应对柱全高加密箍筋。2.5 防震缝及施工缝2.5.1 防震缝防震缝作为抗震构造措施之一，施工时要严格按设计要求设置防震缝并保证其宽度，施工中应防止施工材料、杂物等落人防震缝内，浇注混凝土后的防震缝两侧模板应拆除，以保证地震时两独立建筑部分不引起碰撞、挤压，减少地震的破坏程度。对抗震设防烈度6度以上的房屋，所有的伸缩缝、沉降缝均应符合防震缝的要求。2.5.2 楼梯施工缝强烈地震下，楼梯作为重要的逃生通道，在地震来临时担任着重要的角色。楼梯的结构是直接或间接与主体结构相连的，梯段板在施工中往往存在施工接缝，接缝位置一般设在板跨长四分之一处，在施工中，若接缝处施工前泥砂、石块若未清除干净，混凝土交界面未处理好，接缝处极易形成薄弱部位，抗震性能就较差，在地震发生时，易引起事故，导致不必要的结构破坏，所以必须严格控制楼梯施工缝施工质量。3 提高抗震性能施工质量的设计延伸性由于目前混凝土框架结构的设计图纸主要采用平表图示法来表达，具体节点构造大样往往通过标准图集进行补充说明，而标准图集则是一个通用系统，因此在单位工程施工过程中就要对标准图集的构造节点大样有选择性的使用，具体问题还得具体分析，这一点反映了抗震性能施工质量的设计延伸性。例如框架结构顶层梁柱端节点的钢筋搭接问题，该节点是框架结构中比较特殊的部位，其受力状态较为复杂，特别是在地震作用下，该节点刚度易退化，对整个框架的整体抗震性能至关重要。标准中给出钢筋混凝土梁内搭接和柱内搭接两种方式，该结点存在两种方法的选择、具体做法不仅因柱外侧配筋率和其他边界条件不同在构造上有所变化外，而且还受钢筋加工、模板搭设、施工缝留设等施工因素影响。因此，施工质量监控中就要求对设计施工图纸进行延伸性设计。4 结束语总之，优化混凝土框架建筑工程的抗震性能措施很多，在此，多年的工作经验和研究分析总结了：施工原材料方面、钢筋的加工制作与安装、混凝土的浇注施工、框架填充墙及短柱、防震缝及施工缝等核心施工环节，这几点对优化混凝土框架抗震性能，具有积极的意义。因此，在施工过程中，必须要注意这些细节，在保证工程质量和施工进度的同时，还应确保结构具有良好的抗震性能，从而在取得良好的经济效益的同