梁柱混凝土强度等级不同的框架节点施工工艺

梁柱混凝土强度等级不同的框架节点施工工艺1前言在高层建筑中，为了满足柱子轴压比的要求，同时要控制柱截面不能过大。柱子采用较高等级混凝土是一种必然，而对于受弯为主的楼层梁板，过高的混凝土强度等级是不需要且是不适宜的。《高层建筑混凝土结构技术规程》对梁柱节点区混凝土的设计及施工并未作出明确的规定，国内对节点区受力性能的研究也不是很全面，提出的施工方法不仅难于施工，而且强度也得不到很好的保证，取得的效果往往是事倍功半，存在很大的质量隐患。因为节点处钢筋纵横交错，且梁端柱端和节点区钢筋都需要加密，这就给传统的梁柱混凝土强度等级不同的节点施工方法带来难度。传统做法是在距柱端1倍梁高处采用45o快易收口网进行分隔，然后将节点区与柱混凝土一起浇注，在柱混凝土初凝之前再浇注梁板混凝土。这种方法存在的问题是有：①45o搭接面很难实现，②在浇注梁板混凝土之前柱混凝土已经过了初凝时间。而一旦这个分隔的搭接面做的不好，则很容易在梁端发生剪切破坏。而在高层建筑混凝土结构的设计与施工中，这一问题又是不可能回避的。因此，有必要对梁板柱混凝土强度不同的节点承载能力、变形能力、耗能能力进行进一步的研究。针对这一问题，江苏省***局确定了《高层大跨组合混合结构的施工控制研究》研究课题，经过***大学试验证明夹心节点具备一定的承载和变形能力，能够在一定条件下取代传统的节点施工方法下，我公司在江苏省建设管理综合楼和南京***中进行应用。使得每个分项施工环节均达到质量控制标准。2.工法特点传统的施工方法是下层柱的高强度混凝土浇至梁板顶面，在距柱端1倍梁高处采用45o快易收口网进行分隔，工人施工操作麻烦。本工法先将节点核芯区部分的箍筋做成箍筋笼，然后下层柱的高强度等级混凝土只需浇到本层梁底，本层的梁板和节点核芯区都采用楼层梁板的较低强度等级混凝土统一浇筑。这样就可以避免梁柱分隔面施工不当以及不同强度等级混凝土同时浇筑等问题。这种施工方法比传统的施工方法快捷、保证质量易操作。3.适用范围框架结构节点施工（包括框架剪力墙结构节点和框架核心筒结构的框架节点）。4.工艺原理框架结构的梁柱节点核芯区，受到直交梁板和柱的约束作用，尤其是节点核芯区部分的箍筋笼对其混凝土强度的提高作用，其混凝土有效抗压强度和抗剪强度都得到显著的提高。最终核芯区混凝土的有效强度归结为四项因素组成，即：楼盖混凝土强度、上下柱高强混凝土的约束作用、核芯区箍筋笼的约束作用、楼盖中水平钢筋提供的约束作用。核芯区箍筋是做成一个箍筋笼，将柱纵筋拢入笼内，φ12的钢筋作为附加纵筋置于箍筋外围的每边中部，按要求的箍筋间距将箍筋与附加纵筋点焊成箍筋笼，梁纵向构造筋（腰筋）伸入与其所在位置对应的箍筋笼。在这几种因素的共同作用下，核芯区虽然采用了较低强度等级的混凝土，但实际所得到的强度将大大地提高。经东南大学实验研究当梁柱节点为中节点，柱的混凝土强度等级与梁板的混凝土强度等级相差在10MPa以内时，则可以在框架节点区采用与梁板相同的低强度混凝土进行浇筑。当梁柱节点为边节点，柱的混凝土强度等级与梁板的混凝土强度等级相差在5MPa以内时，则可以在框架节点区采用与梁板相同的低强度混凝土进行浇筑。当梁柱节点为角节点时，节点区同柱混凝土等级。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点核芯区箍筋笼的施工方法1、节点区箍筋做成一个箍筋笼，将柱纵筋拢入笼内。箍筋笼的具体做法是：1）按结构图中要求的箍筋规格尺寸加工成型；2）将φ12的钢筋作为附加纵筋置于箍筋外围的每边中部；3）按要求的箍筋间距将箍筋与附加纵筋点焊成箍筋笼；4）节点箍筋笼高度以每个节点处最大的梁高为准。2、在梁位上布置几根短圆钢，作为支撑梁钢筋的骨架。将梁下部钢筋分别套入设计要求的梁箍，从梁底高程由低到高进行梁下部钢筋的设置，将梁底钢筋伸入与其高程所在位置对应的箍筋笼处。3、梁纵向构造筋（腰筋）伸入与其所在位置对应的箍筋笼。4、按照梁顶高程由低到高穿入梁顶纵筋，且保证主梁的顶部纵筋在次梁顶部纵筋的上面。然后将纵筋伸入节点区箍筋笼内。5、按设计要求的梁箍筋间距将梁箍筋均匀摊开，并绑扎成梁钢筋骨架。梁如果有纵向构造钢筋和S形联系箍筋也应绑扎到梁箍上分别勾住梁箍的竖肢。6、核对完梁的钢筋规格后，卸掉支撑梁筋的短圆钢，将梁筋和节点箍筋笼一起沉入模内。7、用铅丝将箍筋笼与柱纵筋绑扎起来。混凝土的运输1、根据运输线路里程，确定混凝土搅拌运输车的数量。2、混凝土搅拌运输车要保证良好的工作状态，并且有备用以应急调度之用。混凝土的泵送1、现场按施工方案要求布管，布管前检查管内是否有混凝土残留物，如有要及时清理，为减少泵送的压力损失管道固定要牢靠，尤其是斜管和垂直管。2、泵送前先用清水润湿管道，再用水泥砂浆润滑管道及泵机。3、泵机料斗前专人值班检查拌合物中的大块石头和杂物，在泵送过程中，料斗的混凝土量保持不低于上口20cm，以免泵机吸入率低或因吸入空气而堵塞。4、暂时中断泵送时应采取倒泵措施，保证管中混凝土的流动性。5、在泵管架设部位铺设竹胶板通道，预防接拆泵管时混凝土散落造成对钢筋污染；转动布料机时，应用编织袋包裹好出料端，以免污染布料机旋转范围内未浇筑的梁板钢筋。混凝土的浇捣1、先浇筑竖向墙、柱，再浇筑水平梁、板、节点核芯区，有高低跨时，先浇筑低跨部位混凝土，在其初凝前浇筑高跨部位混凝土。当低跨部位有墙、柱高强度等级混凝土时，应先浇筑至低跨的板顶部位。2、采用Φ50加长插入式振捣器振捣梁柱混凝土，对于节点区采取Φ30加长插入式振捣器振捣。3、振捣器应该快插慢拔，每振捣点停留时间需要20～30秒，振捣间距不大雨50㎝，振捣棒应插入下一层50㎝深。4、施工区域划分原则：以区域内浇筑的高、低等级的混凝土最后浇筑时间差不超过凝结时间扣除2h为宜。施工时，为确保混凝土施工缝接槎质量，采用塔吊机动进行施工缝接槎的浇筑，以控制混凝土初凝时间的不稳定性。5、严格控制混凝土拌和物的坍落度，由专人对混凝土进行坍落度检测，每隔1.5小时请监理现场旁站测定一次，并作书面记录。对不符合要求的，予以退货，并做好记录。6、由专人负责跟班跟踪检查并负责工作面转移，在每个工作面转移时及时插挂记时牌，标明浇筑面转移时间，塔吊吊料补浇时间、记录人姓名等。以便于及时调度浇筑面补浇混凝土接搓，避免出现冷缝。7、浇筑墙、柱混凝土时，应分层浇筑振捣。在混凝土初凝前，随之浇筑梁板。浇筑时对墙梁、柱梁节点钢筋密集的核心区、不同强度混凝土交界处，应加强振捣，杜绝漏振现象，确保节点核芯区混凝土的密实性和设计强度，减少高低强度混凝土之间收缩裂缝的产生。混凝土的养护1、混凝土浇筑完毕后，表面养护应根据构件外型选定，采取覆盖塑料薄膜加盖草袋洒水养护，防止混凝土内部水分蒸发，并保持混凝土表面湿润。2、对于楼板混凝土初凝前终凝后应加强二次抹面，封闭表面干缩裂缝；终凝后表面应加强覆盖，特别注意保水养护，养护期不少于14天。3、混凝土浇筑完毕后至养护前注意避免太阳光暴晒。4、对于墙板混凝土，在浇筑混凝土前就在模板外侧悬挂湿草帘或草袋，防止水分散发，同时确保模板不吸水、不漏浆。混凝土终凝后，除保持两侧草帘潮湿以外，应不断从顶面浇水养护，养护龄期不少于14天，模板拆除不早于5天。5、在已浇筑的混凝土强度未达到1.2Mpa以前，不得在其上面踩踏或安装模板、支架等。材料及设备6.1主要材料1、商品混凝土C50、C45、C40、C35、C30。2、钢筋Ф12～Ф28、Ø6.5～Ø12用于墙柱、梁板钢筋的绑扎。3、1.2㎝多层板以及竹胶板、Φ48×3.5㎜钢管用于模板的支设。6.2主要施工机械设备序号机械或设备名称型号规格数量1塔吊QTZ80G1台2混凝土输送泵1台3布料机1台4平板振动器器2台5插入式振动器Φ506根6插入式振动器Φ304根7质量要求7.1所执行的标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《混凝土结构施工质量验收规范》GB50204-2002《建筑抗震设计规范》GB50011-20017.2保证项目7.2.1钢筋的保证项目：1、钢筋的材质、规格及焊条类型应符合钢筋工程的设计施工规范，有材质及产品合格证书和物理性能检验，对于进口钢材需增加化学性能检定，检验合格后方能使用。2、钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头位置、保护层厚度必须符合设计要求和施工规范的规定。3、焊工必须持相应等级焊工证才允许上岗操作。4、在焊接前应预先用相同的材料、焊接条件及参数，制作二个抗拉试件，其试验结果大于该类别钢筋的抗拉强度时，才允许正式施焊，此时不可再从成品抽样取试件。5、钢筋、骨架绑扎，缺扣、松扣不超过应绑扎数据的10%，且不应集中。6、钢筋弯钩的朝向正确，绑扎接头符合施工规范的规定，搭接长度不小于规定值。7、所有焊接接头必须进行外观检验，其要求是：焊缝表面平顺，没有较明显的咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及气孔，严禁有裂纹出现。7.2.2混凝土的保证项目1、结构实体检验用同条件养护试件进行强度检验，对标准立方体试件强度逐层分批验收，标准立方体强度需满足保证率95%的要求。2、混凝土浇筑质量不能出现振捣不实和蜂窝麻面等现象。3、混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施。4、混凝土在高标号柱浇完后与低标号混凝土浇筑时间间隔不大于2h。7.3节点钢筋构造要求为了保证夹心节点在使用过程中，具备足够的承载能力和变形能力，必须对节点处纵横交错的梁柱纵筋的搭接和锚固构造作一些明确的规定。 假设X方向为主框架，在节点区，Y方向的梁的上部和下部钢筋，必须从必须从X方向的梁的上部钢筋的下面和下部钢筋的上面穿过。梁的钢筋伸进梁柱节点区，必须避开柱的竖向钢筋和箍筋。钢筋在节点区的锚固长度必须满足规范要求。各节点中，梁柱纵筋在节点区的锚固形式如下图所示。8安全措施8.1进入施工现场戴好安全帽，高空作业系好安全带。8.2绑扎钢筋和安装钢筋不得将工具、箍筋随意放在脚手架或模板上。8.3绑扎立柱和墙体钢筋时，不得站在钢筋骨架上或攀登骨架上下。8.4在高空使用铁钎及捣棒等工具捣固混凝土时，必须拿稳，不用时应放置于可靠地方，以防落下伤人。8.5混凝土浇筑好后，覆盖养护物时，应先清理场地，将有朝天钉的木模集中，孔洞应加以围栏或盖板，以防钉子戳脚和坠落。8.6在离地3米以上的地方浇筑混凝土时，不准站在木模横档、搭头上进行操作，以免发生坠落危险。9效益分析在南京***家居广场工程中，梁柱混凝土强度等级不同，通过采用此工法，我公司顺利完成了这项工程。我们在江苏省***管理综合楼工程中也抽取了十层应用了此工法。9.1因为省去了在梁端设45o搭接面这道工序，我们大大的缩短了工期；9.2在核心区采用与梁板混凝土强度相同的低强度混凝土，减少了高强混凝土的使用量；9.3保证了梁端支座剪力较大处抗剪能力的满足；9.4减少了在施工过程中所产生的施工冷缝，保证了结构的整体性。鉴于以上这些优点，在高层建筑梁柱混凝土强度等级不同的框架节点中，使用此工法，不仅能够满足结构的安全性能，同时节约工期、节省成本。具有良好的经济效益和社会效益，得到业主和管理单位的认同。10应用实例10.1南京***09、10栋工程于2002年4月18日开工，2003年7月3日竣工。框架商住楼，地下一层、地上十二层，建筑面积28000㎡。墙柱混凝土标号为C40、梁板混凝土标号为C30。经济效益：按以前做法梁柱结点处C40需286.5m3，C40每m3价格为241元，用现在的做法C30每m3价格为221元，这样材料上可节约5730元。以前做法每层需4个人工用来绑扎固定施工缝钢丝网片。每个人工为45元，这样45×12×4=2160元。工程共节约7890元。安全性：到目前为止未发现任何裂缝等不安全情况。10.2南京***家居广场工程于2003年8月31日开工，2004年12月16日竣工。本工程为框架结构，地下1层，地上4层，建筑面积50000㎡。墙柱混凝土标号为C40，梁板混凝土标号均为C30。经济效益：按以前做法梁柱结点处C40需926.2m3，C40每m3价格为241元。用现在的做法C30每m3价格为221元，这样材料上可节约（241-221）×926.2=18524元。以前做法每层需16个人工用来绑扎固定施工缝钢丝网片。每个人工为50元，这样50×9×12=5400元。工程共节约23924元。安全性：到目前为止未发现任何裂缝等不安全情况。10.3江苏***综合楼工程于2005年5月28日开