1、对钢筋混凝土框架结构钢筋施工的思考和探索摘要：由于我国目前的混凝土设计原理基本上沿用早期的构件设计原理，在大空间上考虑的是两维而不是三维空间，在进行框架结构梁柱配筋设计时没有考虑与其相交叉梁柱的钢筋冲突问题，结果导致钢筋施工时林林总总的问题。再有节点等复杂部分钢筋密集，除了要满足锚固、搭接等基本构造要求，还要满足施工时容易操作、能够操作完成、后期混凝土浇筑和振捣能满足结构质量等一系列技术问题。 关键词：钢筋混凝土框架结构钢筋施工结构安全 中图分类号： TU391 文献标识码： A 混凝土结构使用至今已经有 1150 余年的历史，与钢、木和砌体结构相比， 由于它在物理力学性能及材料来源方面有许多
2、优点，所以其发展很快应用很广 泛。近年来，随着我国城市化发展水平的不断提高，建筑业迅猛发展，各类大跨度、大空间的建筑相继涌现。为了满足建筑平面布置的灵活性、多样性的要求，建筑工程在高层建筑上广泛采用了钢筋混凝土框架结构。 1、 框架柱节点核心区水平箍筋 框架节点核心区在水平荷载作用下的内力很复杂，特别在有抗震设防要求时要承担很大的剪力，很容易出现剪切脆性破坏，因此框架节点核心区的纵向主筋应该有很好的水平约束才能在地震来临时有效抵抗剪力。按照“强柱弱梁、节点更强”的抗震设防准则在进行结构设计时，设计师会按照规范及图集的要求在此处设置较密的水平箍筋。 1.1 施工现状及原因 此核心区处箍筋简化为两
3、根，即在梁上皮下返 50mm 设置一根，梁上皮上返 50mm 设置一根，其余的全部省掉。 笔者见过很多的施工作业人员，包括一部分技术管理人员对框架柱核心区水平箍筋的作用在思想上认识不够深刻。他们认为此处箍筋可以随意减少，一来柱子周围有框架梁横向支撑，提供一部分水平约束作用；二来箍筋对于纵向主筋的作用不会太大，抱有减少点没关系；当然最重要的原因就是如果该处箍筋减少便于混凝土下料和振捣施工。 1.2 问题症结及解决办法 核心区节点处存在的主要矛盾无非有两点：1、钢筋密集，各种钢筋相互“打架”绑扎不到位；2、混凝土浇筑时不便于下料和振捣密实。 解决办法：1、翻样时对钢筋排布进行优化，画出钢筋布置大样
4、图，在钢筋下料严格要求规格尺寸，利用大样图指导现场施工，尽量减少施工作业人员随意性施工并对现场问题及时反馈处理。2、和搅拌站联系优化核心区节点处混凝土配合比，采用流动性强的自密实混凝土，满足强度要求的前提下尽量减少粗骨料直径；采用溜槽和串通下料，利用小振捣棒进行振捣，必要时进行二次振捣。 框架柱箍筋肢距的深层理解 现行混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）第 11.4.15 条对抗震结构柱箍筋加密区内的箍筋肢距有明确的规定：“一级抗震等级不宜大于 200mm；二三级抗震等级不宜大于 250mm 和 20 倍箍筋直径中的较大者；四级抗震等级不宜大于 300mm。此外每隔一根纵向钢筋宜在
5、两个方向有箍筋或拉筋约束；当采用拉筋时拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住封闭箍筋。” 2.1 施工现状及问题 依据上述规定，对于一级抗震柱，设计人员一般会为了满足规范的要求，在绘制图纸时，往往只考虑箍筋肢距不大于 200mm 的要求，将复合箍筋或拉筋均匀分布，如图 1 所示。 监理单位往往要求施工单位照图施工即可通过验收，但是照图 1 所示的截面布置图施工时会给混凝土浇筑产生很大困难，难以保证施工质量。因为在混凝土浇筑时，为了防止混凝土分层离析，其从料斗卸落的自由高度一般不超过 2 米，特殊情况不得超过 3 米，否则需要采取溜槽、串筒进行下料。而按照图 1 所示根本放不下串筒和溜槽，若强行放置会使箍筋弯
6、折变形等情况，这点是设计人员没有想到的。 2.2 解决办法 以上问题如何解决，需要我们打破思维定势，对箍筋肢距重新思考和深层次理解。我们知道，对箍筋肢距的要求源于提高抗震柱加密区即塑性铰区箍筋对混凝土的约束作用，只要按照规范的要求在既满足一级抗震柱箍筋肢距不大于 200mm，又满足每隔一根钢筋在两个方向有箍筋或拉筋约束双重条件时，都应该算作符合设计和规范要求，如图 2 所示，在满足以上双重条件的前提下给柱子中部甩出足够空间用作串筒或溜槽下料位置。 梁纵向钢筋间距 钢筋混凝土梁纵向钢筋的水平和竖向最小净距在混凝土结构设计规范GB50010-2010 中有明确的规定，最小水平净距是为了保证混凝土对
7、钢筋有足够的握裹力，使两种材料能共同工作；竖向最小间距则是为了经过设计计算所确定截面有效高度问题，随意改变会影响钢筋混凝土梁的抗弯承载力。 混凝土结构工程施工质量验收规范也规定：受力钢筋间距允许偏差为10mm，受力钢筋排距允许偏差为5mm。 3.1 施工现状及原因 钢筋混凝土梁纵向钢筋，尤其是第一排钢筋间距不均匀，位移偏差超标；第一排与第二排钢筋间距偏大，有的第二排钢筋甚至固定在腰筋位置，使得钢筋混凝土梁抗弯承载力大大折扣。 3.2 问题症结及解决办法 目前很多高层钢筋混凝土框架结构中的框架结构都是密肋深梁，梁截面较大较高，钢筋布置不止一排。所以以上问题在粗放式施工的工地长期存在，主要原因是没
8、有统筹考虑钢筋之间的关系，箍筋下料尺寸偏差过大和施工作业人员素质不高等。 梁顶部受力钢筋位移控制 按照设计文件对该处钢筋间距的要求，我们制作了定位措施筋。梁上部受力钢筋上下两排筋的控制方法参照图 3，同时在上下两排钢筋之间设置 8 的拉筋（图 4） ，用绑丝绑扎牢固，措施筋的间距控制在 1.5m 左右即可保证相对位置固定。 梁底部受力钢筋位移控制 梁底部下排受力钢筋与底模、侧模之间按照常规设置混凝土垫块；在上下两排筋之间设置 25 短钢筋（当受力钢筋直径大于 25mm 时按照受力钢筋直径） ，在其上焊接 8 的 U 形钢筋头，基本同图 4，间距在1.5m 左右即可。 4、框架梁与框架柱宽度相同
9、时或一侧与框架柱平齐时的构造措施 工程中常会遇到框架梁与框架柱的宽度相同，或者框架梁与框架柱一侧平齐的情况，多出现在边跨。这个时候，框架柱的受力钢筋和框架梁的受力钢筋位置怎么排布就出现了矛盾。按照要求，框架柱纵向钢筋的保护层厚度最小为 30mm，梁的最小保护层厚度为 25mm，无论怎么优化，此处受力钢筋保护层厚度只能满足其一，不能两者兼顾。 4.1 节点设计的原则 按照框架结构抗震设计的原则是“强柱弱梁、强剪弱弯” ，框架柱作为框架梁的支座首先要保证框架柱受力主筋的位置。 4.2 解决的办法 当框架梁中纵向受力钢筋水平间距有富余时，可将外侧钢筋弯折后通过框架柱外侧纵向钢筋的内侧，坡度要小于 1
10、/6，在此区段内框架梁纵向钢筋保护层会大于 40mm，有效截面会削弱，依据混凝土结构施工质量验收规范的规定：当梁柱中纵向受力钢筋保护层大于 40mm 时，应对保护层采取有效的防裂构造措施。 基于以上论述，我们工地采取以下方法，得到设计师及监理单位认可： （1）框架梁外侧主筋以小于 1/6 坡度弯折后在框架柱主外侧主筋内侧通过。 （2）为保证框架梁的截面尺寸和保护层厚度的要求，在框架梁靠近柱侧角部各增加 1 根钢筋作为架立钢筋。见图 5：梁柱主筋关系及工程做法。 结束语：钢筋工程关系到工程结构的安全，施工单位在施工中必须认真按图施工，提高技术人员和操作工人的个人水平，加深对标准图集及验收规范的理解，充公了解设计意图，在对图纸理解有重大偏差的情况下，应及时和设计人员进行沟通，以保证钢筋工程质量。本文通过现场实践摸索总结出了一些有价值的施工方法，在施工过程中很好的指导了工程施工，提高了工效，有些地方涉及到设计单位常规设计而不利施工的情况为以后设计师在进行相关设计提供了借鉴。 参考文献： 1混凝土结构设计原理程文瀼康谷贻等 中国建筑工业出版社 2建筑结构抗震设计原理朱伯龙 张琨联等 同济大学出版社 3 混凝土结构沈蒲生等 中国建筑工业出版社 4混凝土结构设计规范 （GB50010-2010 ） 5混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002）
