[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 建筑设计 阅读：3886次
摘要: 本文就某写字楼框架结构柱混凝土强度等级为C40、梁及现浇楼板混凝土强度等级为C30,梁柱混凝土强度等级不同时节点施工的几个问题的处理进行了分析。
关键词: 建筑框架结构；节点施工；几个问题1 引言
为了较合理的控制强震作用下钢筋混凝土框架结构的破坏机制和破坏形态,提高变形能力,必须将框架结构设计成延性结构,合理的设计梁、柱、节点,防止构件过早发生脆性破坏,控制构件破坏的先后顺序,在结构设计中是十分重要的。《建筑抗震设计规范》体现了能力控制设计的概念,并区别不同抗震等级,在一定程度上实现“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震概念设计要求。结构的延性不能、也不是通过计算能够达到的,而是通过合理选择结构体系、合理布置结构、对结构构件采用必要的内力调整,对其连接节点采取各种抗震构造措施等多方面努力才能实现。不容忽视的是施工质量是保证体系的最后1个环节,施工质量的好坏对结构延性的影响也是很大的,尤其在施工中当梁柱混凝土强度等级不同时对节点的处理更是体现了对结构延性的影响。
框架结构具有建筑平面布置灵活,可任意分割房间,容易满足生产工艺和使用要求,在工业与民用建筑中获得广泛应用。但要克服这类结构在强震作用下由于侧向刚度比较小而容易产生较大位移的缺点,必须将钢筋混凝土框架房屋设计成延性结构,合理的设计梁、柱、节点,防止构件过早发生脆性破坏,控制构件破坏的先后顺序,这样“大震不倒”的抗震设防目标才有了保证。施工质量是框架结构延性形成的关键环节,也是抗震概念设计的重要组成部分,按照本文所分析的方法对钢筋混凝土框架结构梁柱混凝土强度等级不同时的节点进行处理,完全符合“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震设计原则,更体现了施工质量对结构延性的完善和保证,值得借鉴。
2 节点施工的几个问题分析
2．1 柱C40和梁C30混凝土的混用问题
对混凝土当其组成材料的品种、规格一致时,其混用问题就是混凝土的配合比问题。混凝土作为人工合成材料,其配合比一定强度等级就是一定的,只有“错用”(如将C40配成了C30)，或施工错误(如将C40与C30浇筑时不加区别一起浇筑)产生新的强度,这和水泥混用完全不同,本文讨论的是主动进行C40与C30的混合产生新强度混凝土的可能性。用同品种、同强度等级的水泥配出不同强度的两种混凝土在施工中是可以结合的,其结合部处的混合结果是产生新的混凝土强度。故不存在混用问题。
2．2 两种混凝土结合部位的处理
两种混凝土结合部位的处理是否属于施工缝范畴。施工缝系指混凝土浇筑的间歇时间超过一定期限而初凝,混凝土达到一定强度后再浇混凝土,新旧混凝土结合面会形成施工缝。施工缝的存在对构件或结构抗剪能力产生不利的影响,无法满足“强剪弱弯”的设计原则,会过早发生剪切破坏。施工中C40及C30混凝土只要同时浇筑,其结合部位就存在一个从C30混凝土向C40混凝土的强度过渡区,就不会产生施工缝,不会对受力产生不利的影响。
2．3 两种混凝土结合部位的设置
必须保证节点核芯区混凝土强度与柱相同,所以应将混凝土结合部设置在梁上,梁的强度均满足C30的要求,这样做不会产生降低设计强度和安全标准的问题;而降低节点核芯区及柱的混凝土强度是不允许的。结合部无须紧靠柱壁,亦可设在梁端负弯矩区内。
2．3.1 符合“强柱弱梁”的抗震设计原则
首先结合部设置在梁上,可满足“强柱弱梁”和“强节点”的设计要求。若将结合处留在柱上,使柱在每个楼层处产生1个C30混凝土浇筑的低强度区,不利于抗震,地震时可能导致柱各层间节点被压屈而过早破坏,使上部结构变成几何可变体系,违反了地震时首先在梁上出现塑性铰和节点破坏晚于梁柱本身的原则。再者,对1根梁的混凝土强度而言,当其有用C30混凝土浇筑的区段,相对于C40的柱就是弱梁,那么只要将结合部放在梁上就能保证形成弱梁。使地震时塑性铰出现在梁上,从而保证框架结构仍为几何不变体系。
2．3.2 符合“强剪弱弯”的抗震设计原则
结合部设置在梁上,这一结合区段的混凝土强度一定在C40和C30之间,而强度在C30以上的混凝土又会对抗剪更有利,因此结合部远离柱更能保证“强剪弱弯”的设计原则。必须明确该模板只是临时封挡,在节点C40 混凝土浇筑后立即浇筑周边梁C30混凝土,适时将封堵混凝土用的模板拆除,使C40与C30混凝土混合。这样就会产生大于C30的新的混凝土强度,对梁的抗剪强度会有提高。从而保证梁实现“强剪弱弯”的设计原则。www.tmgc8.com
2．3.3 符合“强节点、弱构件”的设计要求
坚持“强节点、弱构件”的抗震设计原则,必须保证延性结构的要求,在梁端、柱端出现塑性铰前节点不应发生破坏。因此,保证节点核芯区混凝土的强度是框架节点设计中防止节点核芯区发生剪切破坏的措施之一。
2．3.4 符合抗震设计对柱混凝土强度提出的其他要求
2.3.4.1 抗震概念设计原理要求选择抗震结构体系时,宜具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。所以为抵抗竖向力和水平力作用,都要求柱的刚度和强度保持一致。
2.3.4.2 计算框架柱正截面承载力计算,对轴压比(柱的平均轴向压应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值)要加以限制,轴压比是影响柱破坏形态和变形能力的重要因素。若其增大则柱的延性将急剧下降,为此,柱的抗压承载力要留有富余空间,当柱截面尺寸及配筋不变时,其抗压承载力与混凝土强度成正比。降低混凝土强度使轴压比增大,将使柱延性下降而导致剪切破坏。
2.3.4.3 对梁柱进行斜截面承载力计算,首先要限制剪压比(横截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值)，这是防止箍筋屈服前混凝土过早发生剪切破坏的措施,也即限制梁柱的截面最小尺寸,以满足“强剪弱弯”的设计原则,当截面尺寸一定时,提高混凝土强度对抗剪有利。
3 结束语
在“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计原则下,钢筋混凝土框架结构都应该设计成延性结构,合理的设计梁、柱、节点,防止构件过早发生脆性破坏,控制构件破坏的先后顺序,在一定程度上实现“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震概念设计要求。本文从混凝土强度等级不同时梁柱施工中节点的处理来叙述施工质量对结构延性设计的完善和保证。
参考文献
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[3]周立斌.混凝土强度等级不同的梁柱节点处理的几个问题[J].
