高層建筑中鋼筋的設(shè)計(jì)與施工

關(guān)鍵詞: 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);鋼筋;設(shè)計(jì);施工 

　　隨著我國(guó)近年房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,唐山市作為抗震8度多震地區(qū),高層混凝土框架結(jié)構(gòu)形式也得到了廣泛應(yīng)用。在地震荷載作用下,框架結(jié)構(gòu)破壞的情況主要有:①框架柱的壓彎破壞、剪切破壞、彎曲裂縫;②框架梁的斜截面破壞、正截面破壞、錨固破壞;③板四角的斜裂縫和平行于梁的通長(zhǎng)裂縫;④框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)鋼筋配置不當(dāng)導(dǎo)致的破壞。施工單位雖然對(duì)鋼筋材質(zhì)、鋼筋連接、鋼筋加工方面給予了重視,并取得了不少的成果和進(jìn)步,但由于目前施工圖紙中沒(méi)有明確框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),各種施工資料也沒(méi)有明確的闡述,造成某些鋼筋的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造措施不能滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)的要求,或設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)形式不能順利實(shí)現(xiàn),容易出現(xiàn)上述框架梁的斜截面破壞、錨固破壞和框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的脆性破壞等情況,需要引起施工單位的高度重視,會(huì)同設(shè)計(jì)單位共同完成鋼筋的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),保證節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)的合理性。 

　　1梁柱受力主筋位置的設(shè)計(jì) 

　　1.1 在以下兩種情況下,框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置發(fā)生矛盾:(1)框架梁的截面寬度等于框架柱的邊長(zhǎng)。(2)框架梁的一邊和框架柱重合。 

　　1.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則:框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁”,首先保證框架柱受力主筋的位置。 

　　1.3 解決的辦法:(1)框架梁主筋在框架柱內(nèi)側(cè)通過(guò)。(2)為保證框架梁的截面尺寸,在框架梁靠近柱側(cè)四角增加4根鋼筋作為架立鋼筋。框架梁與框架柱主筋的關(guān)系及工程做法。 

　　1.4 經(jīng)濟(jì)效果分析:通過(guò)上述方法保證了框架結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的受力主筋的位置,得到了設(shè)計(jì)師的認(rèn)可,便于施工。 

　　2墻梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì) 

　　2.1 在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,框架梁或者次梁直接擱置在核心筒墻體暗梁或過(guò)梁上,如果框架梁的截面和暗梁或過(guò)梁的截面高度相等,就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或過(guò)梁主筋位置互相矛盾。 

　　2.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則: 

　　根據(jù)固定端框架梁的彎距形式,框架梁在支座位置上鐵受拉,下鐵受壓;墻體暗梁或過(guò)梁受扭。 

　　盡量保證暗梁或連梁箍筋的完整性。 

　　2.3 解決的方法: 

　　2.3.1 過(guò)梁下鐵設(shè)置不超過(guò)六根主筋分為兩排布置,框架梁下鐵布置在過(guò)梁下鐵第一排和第二排鋼筋之間,且框架梁的接頭位置全部位于支座附近,接頭按照50%的比例錯(cuò)開(kāi)。 

　　2.3.2 框架梁上鐵直接擱置在過(guò)梁上鐵上,保證框架梁主筋的錨固長(zhǎng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求。根據(jù)GB50204-2000規(guī)范中規(guī)定,過(guò)梁的箍筋尺寸取負(fù)誤差,框架梁箍筋的尺寸取正誤差,從而保證過(guò)梁和框架梁保護(hù)層厚度。 

　　2.3.3 將過(guò)梁或暗梁截面降低或減小5cm,框架梁上鐵直接錨固在過(guò)梁上,保證框架梁及樓板鋼筋的保護(hù)層的厚度。 

　　2.4 效果分析: 

　　2.4.1 通過(guò)調(diào)整框架梁下鐵受力主筋接頭位置,確保了過(guò)梁箍筋不被破壞。得到了設(shè)計(jì)師的認(rèn)可。 

　　2.4.2 在規(guī)范許可范圍內(nèi),征得設(shè)計(jì)師確認(rèn),將過(guò)梁及暗梁截面降低5cm,同時(shí)應(yīng)用正負(fù)誤差原理,避免了工程上通常出現(xiàn)的核心筒墻體根部混凝土超高的問(wèn)題。在節(jié)約商品混凝土的同時(shí)為精裝修提供了條件。 

　　3主梁和次梁節(jié)點(diǎn) 

　　在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中,主梁和次梁的節(jié)點(diǎn)非常重要,主次梁鋼筋的設(shè)計(jì)位置就成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)常規(guī)做法,次梁上鐵鋼筋在主梁鋼筋之上,板筋在次梁主筋之上,如果主次梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)不合理,就會(huì)造成板筋或次梁上鐵鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小,不利于結(jié)構(gòu)的抗震。 

　　某工程存在次梁支座在主梁上的情況,故現(xiàn)場(chǎng)主梁上鐵鋼筋的保護(hù)層厚度為:現(xiàn)澆樓板鋼筋保護(hù)層(本工程為15mm)+現(xiàn)澆樓板鋼筋ф10+次梁主筋直徑(28mm)=53mm>35mm(設(shè)計(jì)要求的鋼筋保護(hù)層厚度)。 

　　4主梁延伸出的懸挑梁和主梁上的次梁的關(guān)系 

　　4.1次梁的上層鋼筋在主梁鋼筋的上側(cè),由主梁延伸出的懸挑梁上層鋼筋自然就在次梁的下側(cè),從而造成懸挑梁構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大;因?yàn)殇摻钤O(shè)計(jì)和操作工人控制等因素造成現(xiàn)場(chǎng)懸挑梁構(gòu)件上鐵鋼筋保護(hù)層過(guò)大,對(duì)懸挑構(gòu)件的受力顯然是不合理的。懸挑構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度是施工控制的關(guān)鍵; 

　　4.2但現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)于上鐵鋼筋的保護(hù)層厚度的保證存在一定困難,故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮懸挑梁保護(hù)層厚度過(guò)大的不利因素同時(shí),施工單位需要密切注意懸挑梁的上鐵保護(hù)層,盡量做到誤差最小。 

　　5勁性柱主筋和框架梁主筋的錨固長(zhǎng)度的關(guān)系 

　　5.1 隨著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,勁性混凝土結(jié)構(gòu)在工程的應(yīng)用中越來(lái)越廣泛。框架梁主筋和H型鋼柱的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成為結(jié)構(gòu)工程施工節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 

　　5.2 因?yàn)槭┕�條件的限制,現(xiàn)場(chǎng)施工中某些部位的鋼筋錨固長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足施工規(guī)范要求的錨固長(zhǎng)度,故必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)。實(shí)例如下: 

　　框架梁通過(guò)框架端柱,其錨固長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足規(guī)范要求的最小直錨長(zhǎng)度,現(xiàn)場(chǎng)施工必須進(jìn)行彎錨或采取機(jī)械錨固措施,因?yàn)樵摽蚣苤�上層鋼筋的連接點(diǎn)在跨中部位,由于彎錨端鋼筋過(guò)長(zhǎng)(施工現(xiàn)場(chǎng)外圍擋安全措施距離結(jié)構(gòu)面僅50cm)使該鋼筋的連接現(xiàn)場(chǎng)不能實(shí)現(xiàn)。故上層鋼筋不能進(jìn)行彎錨,否則現(xiàn)場(chǎng)施工很難操作。 

　　5.3解決的辦法:現(xiàn)場(chǎng)施工采取了兩種解決辦法,都是采用機(jī)械錨固措施:一是圖集中明確規(guī)定的焊接同直徑鋼筋的方法(見(jiàn)圖3),二是在鋼筋端部增設(shè)直螺紋連接套筒,增加鋼筋的握裹能力,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)制作試?yán)�鋼筋混凝土試塊,結(jié)果表明端部增設(shè)直螺紋套筒的施工方法滿(mǎn)足施工規(guī)范的要求,且施工方便。 

　　6結(jié)束語(yǔ) 

　　本文作者根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)部分鋼筋節(jié)點(diǎn)作出了相應(yīng)的受力分析及不利因素的解決辦法,其中的做法值得設(shè)計(jì)師和施工單位進(jìn)行借鑒。 

　　參考文獻(xiàn): 

　　[1]朱伯龍,張琨聯(lián),等.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社. 

　　[2]沈蒲生,等.混凝土結(jié)構(gòu)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.