1、多高层结构设计在实际施工中的常见通病分析【摘要】在工业与民用建筑中,多高层结构是较常见的建筑形式。其中,钢筋工程是质量控制的关键点。多高层混凝土结构施工过程中,钢筋的绑扎由于工序衔接、钢筋密集,给施工带来很多不便;另外,施工单位对结构设计意图的认识不清而导致钢筋误放,少放等问题常有发生。本文结合多高层结构钢筋施工过程中经常遇出现的质量缺陷,根据施工实践,对施工中应注意的几点问题进行了分析并提出相应的预防措施和处理办法。 【关键词】工业与民用建筑 多高层 钢筋工程 质量缺陷 预防措施 中图分类号:TU208.3 文章编码 在工业与民用建筑中,多高层结构是较常见的建筑形式。也是大多数多层公共建筑普
2、遍采用的建筑形式。汶川大地震给了我们血的教训,对多高层建筑应该加强抗震设计,重视钢筋工程施工质量,保证钢筋混凝土构件整体工作性能,努力确保建筑达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。现阶段,结构设计多为电算程序,很多设计人员对一些构造细节问题考虑不周,仅注明采用图集做法,对一些可选择性的做法指令不够明确,加之施工单位技术人员虽对混凝土结构工程施工质量验收规范比较熟悉,但对混凝土结构设计规范GB50010-2010 学习理解不够,混凝土结构理论知识偏少,以至于不能更好地理解或者完全误解结构设计意图。其次,由于实际工程中混凝土结构的配尽量越来越大,导致结构某些部位钢筋密集,绑扎不便,给
3、施工带来了巨大困难,对实际问题的处理完全依赖参建各方技术人员的经验和能力,这些都给建筑结构质量安全留下隐患。下面,本文结合多高层结构施工过程中经常遇出现的质量缺陷,根据施工实践,对施工中应注意的几点问题进行了分析并提出相应的预防措施和处理办法。 1 梁柱节点区箍筋安装质量差,数量不足 表现现象:当采用梁双面侧模支设完毕后,用沉梁方式绑扎钢筋,难以保证钢筋节点质量,沉梁时,梁筋受到柱纵筋的阻挡,结果不是柱纵筋产生位移,就是梁纵筋受到挤靠,节点处箍筋传统的套箍法绑扎困难,特别是设计配置复合箍、井字箍时,更无法进行,另外由于节点区钢筋交错重叠,柱箍筋间距不易满足,造成数量不足。 处理办法:柱节点区箍
4、筋应在梁筋就位后再行绑扎,箍筋采用双“U”型箍套叠,或焊成封闭箍。在采用后补箍筋的施工方法过程中应改变在梁双面侧模支完后再装梁的办法。先立一面侧模,再安装梁钢筋,再用上述箍筋形式处理节点箍筋。另外还可根据情况适当调整间距或则会加大箍筋直径。采用上述办法既可以保证节点区柱箍筋的设置,又可减少梁柱主筋的相互挤压。 2 钢筋锚固长度不足,箍筋弯勾不规范 表现现象:由于节点区钢筋密集,操作人员为了施工方便或者其他原因,有的甚至将已按规格要求配好的伸入柱内梁的锚筋长度割短,从而导致锚长不足;对于梁柱箍筋的弯勾形式不满 135,其平直部分小于10d。 处理办法:首先要提高施工人员的专业知识水平,认真做好技
5、术交底工作,树立质量第一的思想。对于梁筋锚长不足,可根据实际情况,采用附加短筋或加焊锚板方式来提高梁纵筋的锚固能力,对于箍筋弯勾不足 135可进行补弯,对平直部分长度不够,根据实际情况可将箍筋焊接封闭。 3 框架结构楼梯是结构抗震的重要组成部分,但往往遭到忽视 表现现象:汶川地震给予我们血的教训,在地震作用时,楼梯是人群疏散的重要求生通道。汶川地震震后调查中显示,楼梯间是汶川地震中损坏最突出的部位,在地震中,楼梯部位都出现了不同程度的破坏,一方面是设计的原因:没有通过空间分析考虑楼梯对结构周期和规律性的影响;令一方面施工方对楼梯位置的忽视也难逃其责:楼梯位置的梯柱容易形成效应,箍筋应全高加密,
6、梯梁和梯柱的搭接节点箍筋间距不能满足抗震构件要求等,许多施工技术人员都疏忽的当一般位置钢筋绑扎则以。 处理办法:2010 新实施的建筑抗震规范GB50011-2010 6.1.15新增内容提及到:楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算。另外在构造上,梯柱由于平台梁和平台板作用影响容易造成短柱效应,对抗震十分不利,因此梯柱应该采用全柱箍筋加密给予加强,柱端及节点的箍筋加固,另外梯板作为支撑构件面筋要贯通等这些构造上的要点往往都会由于施工单位的贪图施工方便或者偷工减料而遭到忽视,给结构安全埋下了较大的安全隐患。 梯柱与梯梁相交节点发生破坏,
7、箍筋间距不能满足抗震构件要求。 层间梁与楼梯平台梁或其他梁相连接,形成短柱,破坏程度一般较严重。 4 设计或者施工过程中忽略容易开裂的部位的加强 表现现象:对已建的正在使用民用和工业建筑的回访调查中发现,结构中某些部位的混凝土结构板梁开裂严重,这些质量通病,有的缩短了建筑物的使用年限,有的直接影响了建筑物的使用安全,有的影响了建筑物的使用功能,这些部分主要集中表现在屋面板、露台板、厕所、以及室内外角板的位置。 处理办法:广东省住宅工程质量通病防止技术措施二十条中提及到屋面板、阳台板、厕所板以及2m 的多跨连续单向板均宜设置通长面筋。建筑外转角处的室内角部板块和井式梁角部板宜按 7.1a 和 7
8、.1b配筋。 图 7.1.a 图 7.1.b 另外,借鉴过往过程实际经验笔者认为室内外角板应设放射筋,如图. 天面层由于昼夜温差有时比较大更容易开裂,因此,天面层应加设温度收缩钢筋图,这也是很多施工技术人员容易忽略或者贪图施工方便而直接忽视的,另外同样有效方便的方法就是选择把天面层面筋都全部通长配置,而钢筋不足的地方再局部补筋加强,这样就省去了钢筋截断带来的麻烦。 5 框架-剪力墙结构中,与框架平面重合的剪力墙未设置端柱和梁(暗梁)。 原因分析:框架-剪力墙结构中,剪力墙的布置形式有多种多样。框架和剪力墙既可分开布置,也可混合布置,还可以在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙,成为带边框剪力墙。带边框
9、的剪力墙应保留框架柱,位于楼层标高处的框架梁也应保留,使剪力墙受到纵横两个方向的约束,提高剪力墙的延性和耗能能力。框架-剪力墙结构中的带边框剪力墙是该类结构中的主要抗侧力构件,它承受着大部分地震作用。对比试验表明,无边框的剪力墙的正截面及斜截面受力性能、变形能力均减弱较多。为保证其延性和承载力,规范对边框柱和边框梁的设计作了具体规定。 改进措施:高规JGJ3 第 8.2.2 条规定:与剪力墙重合的框架梁可保留,亦可做成宽度与墙厚相同的暗梁,暗梁截面高度可取墙厚的 2倍或与该框架梁截面等高,暗梁的配筋可按构造配置且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求;剪力墙截面宜按工字形设计,其端部的纵向
10、受力钢筋应配置在边框柱截面内;边框柱截面宜与该榀框架其他柱的截面相同,边框柱应符合有关框架柱构造配筋规定;剪力墙底部加强部位边框柱的箍筋宜沿全高加密;当带边框剪力墙上的洞口紧邻边框柱时,边框柱的箍筋宜全高加密。 需要注意的是:(1)与剪力墙平面重合的框架梁宜通过剪力墙,或在剪力墙内设置暗梁;而与框架平面不重合的剪力墙内是否设置暗梁,可根据结构具体情况而定。 (2)单片剪力墙中的边框柱,是墙平面内墙体的组成部分,不再按框架柱考虑;此类边框柱在墙平面外属于框架柱,支承框架梁并共同组成抗侧力结构。边框柱在墙平面内按墙计算确定纵向钢筋,平面外则按框架柱计算纵向钢筋,并满足相应的构造措施。 6 剪力墙墙
11、肢与其平面外方向的楼面主梁连接时,梁端与剪力墙按固接设计而未采取其他措施。 原因分析:剪力墙平面外刚度远小于平面内刚度,平面外抗弯能力很小,楼面主梁梁端与剪力墙按固接(特别是仅在墙的一侧连接)时,使得剪力墙平面外产生很大的弯矩,当超过剪力墙平面外的抗弯能力时,会造成墙体开裂甚至破坏。在很多情况下,剪力墙平面外受力的问题未引起结构设计人员的足够重视,因而没有采取相应的措施。 改进措施:应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,为减小梁端部弯矩对墙的不利影响,按高规JGJ3 第 7.1.7 条的规定,应至少采取以下措施之一: (1)沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙,以抵抗
12、该墙肢平面外弯矩,如图 8.6.2(a)所示; (2)当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时,宜在墙与梁相交处设置扶壁柱,扶壁柱宜按计算确定其截面及配筋,如图 8.6.2(b)所示; (3)当不能设置扶壁柱时,应在墙与梁相交处设置暗柱,并宜按计算确定其截面及配筋,如图 8.6.2(c)所示; (4)必要时,剪力墙内可设置型钢,如图 8.6.2(d)所示; (5)对截面较小的楼面梁一般可将梁与墙的连接做成铰接,并宜在墙梁相交处设置构造暗柱; (6)将楼面梁设计成变截面梁,减小梁端截面以减小梁端弯矩; (7)通过调幅减小梁端弯矩,相应加大梁跨中弯矩。 无论采取上述哪种措施,都应保证梁的纵向受力钢筋伸入墙内并有可靠锚固。 7 结束语 本文结合多高层结构施工过程中经常遇出现的质量缺陷,根据施工实践,对施工中应注意的几点问题进行了分析并提出相应的预防措施和处理办法,在实际施工过程中,类似问题更是还有不少数,为建筑施工安全埋下安全隐患,只有我们足够的重视才能减少问题的发生,做出安全,舒适,经济的建筑。 参考文献 1GB50010-2010,混凝土结构设计规范S. 2建筑结构构造资料集M.北京:中国建筑工业出版社,2001. 3 广东省住宅工程质量通病防治技术措施二十条,2005