钢筋混凝土框架结构梁柱节点若干施工问题及裂缝成因分析与控制

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【摘 要】框架结构节点是整个结构体系的枢纽，是框架结构抗震设防的重要部位。节点承受着来自梁端及柱端传递的剪力、轴力和弯矩，实际受力情况复杂。节点破坏主要是钢筋锚固破坏和剪切破坏，严重时会导致整个框架结构的倒塌。框架结构的震害大多发生在梁柱节点，因此我国规范强调“强节点、强锚固”的设计原则，严格规定节点箍筋和混凝土强度的设计要求，要求节点具有足够的强度和刚度，抵抗来自相邻梁柱各种荷载不利组合作用，保证整个框架结构体系安全性和可靠性。但是在工程实践中，结构设计师对节点细部构造设计不深入、施工技术人员对施工质量重视不足，专业监理工程师对施工质量控制不到位，极易给工程质量留下各种质量隐患，本文就框架结构节点若干施工问题及裂缝成因进行剖析。

【关键词】框架结构梁柱节点钢筋锚固箍筋加密混凝土裂缝措施

1、节点钢筋锚固

梁柱节点的锚固按位置分有中间层端节点、中节点和顶层端节点、中节点，框架梁柱节点的静力设计主要是构造设计，节点区有纵梁、横梁、柱的纵向钢筋三向交叉，且钢筋密集，给工程施工带来较大难度，但是工程实践必须按照相关规范和设计文件要求组织施工。

在边柱节点上，为了保证钢筋的锚固长度，结构设计师在结构施工图纸文字说明中仅注明最小锚固长度，很少注解最小水平锚固长度及垂直锚固长度的规定。如苏州大学文正学院某教学楼项目，某边柱节点在施工图设计说明中规定最小锚固长度la=35d，柱截面b*h=500mmx5O0mm，d=25mm，则最小锚固长度值la=35*25=875mm，其水平段锚固长度为：500mm-25mm=475mm>O.45la，如果不考虑垂直锚固段长度，钢筋则延伸至柱外。

而有些柱截面偏小也会出现满足不了锚固长度水平段>O.45la最小水平锚固长度的要求。如苏州大学文正学院某学生宿舍楼项目，在施工图设计说明中规定最小锚固长度la=35d，某框架柱截面为300mmx5O0mm，d=25mm，则最小锚固长度值la=35*25=875 mm，其水平段锚固长度为：300mm-25mm= 275mm

节点多条梁交汇，梁纵向钢筋插入节点区出现多层梁纵向钢筋叠加，如苏州大学本部某实验楼在某框架梁柱节点有三条较大跨度框架梁，梁底排纵筋直径均为32mm，梁底保护层为25mm，由于三条梁底标高相同，因此就出现另外两条梁保护层分别为57mm和89mm，较厚的素混凝土层易产生微裂，梁截面有效高度h0减小从而降低构件的承载力。

因此施工单位在梁柱各种梁钢筋制作时，应满足规范对最小锚固长度、最小水平锚固长度及垂直锚固长度的规定，在梁钢筋翻样、制作时发现钢筋锚固问题，及时提出并会同结构设计师解决。结构设计师应该细化节点细部构造详图设汁和节点处钢筋位置关系，充分认识节点钢筋位置关系对受力的影响，并兼顾施工方便。同时施工管理人员和监理员都应该加强钢筋锚固质量意识，避免留下工程质量隐患。

2、节点箍筋加密

框架梁柱节点核心区箍筋对混凝土具有约束作用，增强节点抗剪强度。箍筋间距愈小，约束作用愈大，节点受剪承载力也愈高。为提高柱子的承载力，避免主筋受剪切弯曲破坏，规范明确规定框架梁柱节点核心区箍筋量不应小于柱端加密区箍筋的实际配箍量。可是有些结构设计师和施工技术人员对梁柱节点箍筋加密重要性认识不足，质量意识比较淡薄，结构设计师没有进行节点内力分析，甚至忽视了按最小体积配箍率做构造配筋。对于施工技术人员和技术工人而言，梁柱节点核心区梁柱钢筋纵横交织，按正常绑扎已感困难，要求设置加密箍筋则施工难度更大，在施工图纸无明确标注的情况下，也就很少能满足规范要求，少放、几个箍筋全堆在一起、漏放或根本就不放梁柱核心区加密箍筋已是司空见惯。

这将直接影响到节点的强度和承载能力，直接影响到钢筋混凝土结构的抗裂性能。下面介绍一种梁柱节点核心区加密箍筋施工方法：

铺设梁板的底模设置不同方向梁底纵筋和梁箍筋。施工中一般均采用先抬高位于板底模板面以上制作梁钢筋笼，等全部制作完毕再放入梁模板槽内就位安放梁柱节点核心区加密箍筋，并将梁柱节点核心区加密箍筋现场制作成箍筋笼。箍筋笼必须按照梁的不同高度通过计算进行制作，同一梁柱节点核心区按照最高梁设置加密区箍筋笼。加密区箍筋笼在不同方向梁钢筋绑扎时暂不与柱钢筋焊接，可以采用绑扎于柱纵向钢筋临时固定绑扎制作所有梁钢筋，设置钢筋保护层塑料定位件，直至全部验收通过解除梁钢筋临时支撑体系和梁柱节点核心区箍筋笼临时固定，将梁钢筋会同加密区箍筋笼一起滑入应有的位置。

3、节点不同强度等级混凝土浇筑

而在框架结构的抗震设计中，为了满足框架柱的轴压比要求又避免柱子截面尺寸过大，在满足结构承载条件下并减少工程造价，通常取框架柱的混凝土强度等级比梁板混凝土高出1个或2个以上的5MPa。

（1）混凝土邻接面的留设

在钢筋混凝土框架结构中梁柱节点受力复杂，由于荷载组合及内力计算的结果，要求同一层的竖向构件混凝土强度等级高于水平结构混凝土强度等级。框架结构水平施工缝一般设置于柱顶梁底标高以下20～30mm处或柱脚，同时浇筑同层竖向构件和水平构件则柱顶可不留水平施工缝。

（2）梁、柱混凝土浇筑

规范要求框架梁柱的混凝土强度等级有异时，节点处应按强柱弱梁、强剪弱弯原则，梁柱核心区混凝土强度等级应与柱相同采用强度较高的混凝土。

框架梁柱核心区的混凝土浇筑一般方法：先用塔吊吊斗（不采用泵送可降低砼坍落度）竖向运输柱混凝土，柱混凝土范围为始于梁柱节点离开柱边大于1/2h处，止于离柱边≥500㎜、且≥h处，沿45°斜面从梁顶面到梁底面，斜面采用5mm网眼密目铁丝网作为高低等级混凝土的分隔，分层浇捣节点区高标号混凝土，在柱混凝土初凝前，再泵送浇捣梁板低标号混凝土。

（3）在梁柱节点核心区混凝土浇筑前，应及时对水平施工缝按规范要求进行处理。

框架柱模板封闭之前要及时清理模板底泥砂、焊渣木屑等杂物，及时清除松动的石子和施工缝区浮浆等软弱层，再用清水冲洗框架柱面层混凝土；框架柱混凝土浇筑前对框架柱顶面预先浇一层高标号水泥浆，保证新旧混凝土良好结合；框架柱底层模板接缝处采用专用密封条，以防漏浆形成蜂窝麻面或烂根现象；梁柱节点处钢筋密集振捣困难，以防出现漏浆、蜂窝、麻面或跑模现象。

因此梁柱节点特别需要精心施工，防止框架柱施工缝处出现水平裂缝、松散夹层或蜂窝麻面跑模，影响梁柱节点的外观，降低节点强度。

（4）在结构设计时应根据实际情况综合考虑，尽可能统一框架柱与框架梁板混凝土强度等级，以方便施工和质量控制。降低梁柱节点混凝土强度，降低节点的强度就会降低，竖向荷载作用下柱的承载力就会降低，地震作用下节点核心区抗剪承载力就会降低。提高梁板混凝土强度等级，就会抬高工程造价造成浪费。

4、节点处裂缝原因分析

现浇框架结构的节点为刚性节点，在工程实践，曾发现少数梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。经现场察看和讨论分析认为，这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝，并不影响结构的安全使用。虽然微裂在混凝土中是很难避免的，但应从严要求，分析原因，采取有效措施，尽量控制和消除这类裂缝，进一步提高工程质量，其具体原因是：

（1）梁柱节点处，混凝土强度等级相差较大（相差两个等级）时，不同强度等级混凝土，其水泥用量、水灰比、用水量均不同，柱子体积较大，水泥用量多、产生的水化热高，高低强度等级混凝土收缩有差异，所以在其交界处易产生裂缝。

（2）柱子断面大刚度大，梁的截面相对较小且受柱子的强大约束，梁混凝土的收缩受限制，也易产生裂缝。

（3）商品混凝土配合比中高强度等级混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率、坍落度偏大，也会导致高低强度等级混凝土交界处产生裂缝。

（4）现浇梁板的梁位于板下，上面养护充足且水份易被板砼充分吸收，而梁难以得到充足的水分养护，造成梁内外侧不均匀收缩，也易导致梁两侧产生裂缝。

（5）有的较高梁侧面水平方向构造配筋太少，不利于抗收缩裂缝。

5、节点裂缝控制措施

（1）混凝土搅拌厂调整配合比设计，在满足强度等级和可泵性条件下，对柱子混凝土减少水泥用量、减少含砂率、增大粗骨料含量、减少坍落度、减少用水量，并对粉煤灰和外加剂的用量作相应的调整，可减小混凝土的收缩量。

（2）节点处混凝土实行“先高后低”浇捣原则，即先浇高强度等级混凝土，后浇低强度等级混凝土，严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土，减少冷缝。梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣，

（3）梁板的混凝土采用二次振捣法，即在混凝土初凝前再振捣一次，增强高低强度等级混凝土交界面的密实性，减少收缩。

（4）在产生裂缝相对较多的梁侧面，增加水平构造配筋，提高梁抗裂性能。

（5）节点核心区柱部位混凝土采用塔吊输送，可降低坍落度。在现场增加坍落度检测频次，严格控制混凝土拌合物坍落度。

（6）加强混凝土养护特别是梁，除板面浇水外，还应在板下梁侧浇水，在满堂承重脚手架拆除前，可用高压水枪对梁进行浇水养护，推迟梁侧模拆模时间。

（7）梁柱混凝土强度级差小于等于5MPa，由于梁对节点约束作用及梁筋纵横穿过节点区和节点区筋的加密等作用完全可以实现强节点原则，为方便施工，与结构设计师联系可将节点与梁板一起用梁板混凝土浇筑，以减少冷缝。

（8）梁柱混凝土强度级差10MPa或以上，节点应采用柱混凝土，步骤也可为：先将竖向快易收口网绑扎在距柱边500mm或h（两者中大者）处，用塔吊吊斗浇筑节点混凝土（非泵送可降低坍落度），节点混凝土稍露出楼面暂不振捣；再先浇筑靠快易收口网分界部位梁板混凝土，基本达到标高后，先振捣节点区混凝土，然后振捣梁板混凝土。所有振捣均需在混凝土初凝前完成且两边时间差应在2小时内，可减少冷缝。

（9）宜在梁底柱顶处留设水平施工缝，缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间，避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣，杜绝振捣死角，对于钢筋过分密集的情况，应事先和结构设计师联系采取技术措施，确保节点核心区混凝土密实性和设计强度。

6、结束语

当地震发生时，节点应具有足够的强度和必要的延性，即使在强烈地震作用下，在梁的塑性铰充分发挥作用前，框架节点也不应发生破坏。当前一些施工企业和施工技术人员恰恰对框架节点部位施工操作不够重视，节点施工质量控制不严，节点部位存在大量施工质量隐患。

明确钢筋锚固构造要求、节点核心区箍筋加密要求；正确掌握节点柱混凝土强度等级比同一层梁板混凝土强度等级施工方法。提高对抗震节点重要性认识，严格管理精心施工，采取合理的施工措施，梁柱节点的施工质量可以达到设计及规范的要求、梁柱节点附近的裂缝完全也可以避免。

作者简介：

王维柱（1970.10-）， 男，汉族 ，安徽省舒城县人，本科，工学学士，工程师职称，1996年7月毕业于苏州科技学院（原苏州城建环保学院），毕业后一直在苏州大学后勤管理处从事基本建设管理工作，曾担任苏州大学后勤管理处施工管理科副科长，现任苏州大学后勤管理处计划科科长。