高层建筑不等墙梁柱节点的处理方法

张根明

(丽水市同德建筑设计有限公司，浙江 丽水 323000)



高层建筑不等墙梁柱节点的处理方法

张根明

(丽水市同德建筑设计有限公司，浙江 丽水 323000)

根据国内有关资料，并结合在施工现场的实践和结构设计经验，对不等强度混凝土的墙、柱、梁节点的技术经济性及安全可靠性和抗震性进行分析，进而为设计单位结构工程师及施工企业的技术人员提出设计和施工建议。

梁柱节点；节点分析；设计；施工

1　不等墙梁柱节点设计

1)从理论上说，梁柱节点区的混凝土强度等级既可同柱墙，也可同梁板，且同梁板时更便于现浇混凝土的施工。但国内对于不等墙梁柱节点的研究及试验资料积累得不多，因此我国目前的混凝土结构设计规范对此没有明确的计算公式或构造规定(工程设计时一般控制柱、墙混凝土强度与梁、板混凝土强度之差≤10 MPa)。这样，实际工程中节点区的混凝土强度一般就高不就低，即多与柱、墙混凝土强度相同，而很少与梁、板混凝土相同。

2)若为了施工方便，节点区混凝土强度采用与梁、板混凝土相同的方案(即低强夹芯节点方案)，则必须计算节点处混凝土的折算强度，具体可以参考美国混凝土规范ACI 318—99或加拿大规范CSA A23.3—94的相关条文。美国混凝土规范ACI 318—99规定：如果柱混凝土强度为楼板的1.4倍以上，则应采用下列措施之一。

①先浇柱节点混凝土，强度与柱相同，其部位要求见图1。必须在节点混凝土初凝前浇筑楼板混凝土。

图1　节点混凝土强度

②节点处采用与楼层相同强度的混凝土(即节点与楼板同时浇筑)，如节点处强度不够，可用插短筋加配螺旋箍的方法补足。

③当柱四边皆有高度近似相等的梁，可将节点与楼层梁板同时浇筑，并按下式计算节点处混凝土的折算强度。

(1)

加拿大规范CSAA23.3—94也有类似规定，其计算公式为：

(2)

2　不等墙梁柱节点的施工

2.1施工缝的留置与处理

在现浇钢筋混凝土结构中，为了保证结构或构件的整体性，应尽量不留或少留施工缝。由于施工技术的原因不得不留时，其留置原则为“预先确定，在受剪力较小且便于施工的部位”。对于重要的、复杂的工程，施工缝的位置应按设计要求留置。如果留置位置不当或处理不好，将引起质量事故，轻则开裂渗漏，影响正常使用和建筑物的寿命；重则危及结构安全，造成重大损失。因此，施工缝的留置位置与处理是现浇钢筋混凝土结构施工的一项关键工作。

笔者认为，除了将施工缝的位置留置在剪力较小的部位外，还应尽量减少施工缝的表面积，因此，最好的留茬形式是与梁轴线垂直。当然，在防水混凝土工程中，为了延流路线并阻挡水的渗流，除埋设止水钢板外，也常留踏步缝或凹凸缝。

2.2挂网浇筑混凝土

随着施工技术的不断发展和商品混凝土的推广普及，以及混凝土缓凝剂、混凝土泵和泵车的广泛运用，梁板与柱墙交接处不等强混凝土的浇筑已能较好地解决，见图2。将钢丝网(孔眼15mm左右，过大拦不住，过小影响结合面石子的相互咬合)挂在距离柱边500mm处(该距离可视混凝土坍落度的大小适当调整)以拦截柱中高强度、高流动性混凝土涌入梁中，然后在梁柱节点混凝土初凝前浇筑梁混凝土即可。

图2　挂网浇筑混凝土

需要注意的是，在满足泵送要求的前提下应控制柱混凝土的坍落度尽量小，如在160mm以内。先下柱混凝土，若柱混凝土坍落度较大，柱头混凝土应待梁的混凝土卸料后再振捣，以避免柱混凝土浆液过多地透过钢丝网流失到梁中。

为避免不同强度等级混淆，建议混凝土公司直接用混凝土本车上的布料杆输送用量相对较少、强度相对较高的节点混凝土。

2.3节点混凝土替换技术

当不具备以上商品混凝土供应条件时，为了保证楼盖混凝土的整体性，则需要进行节点混凝土的替换。

2.3.1中柱节点

1)承载力足够，可用梁的混凝土浇筑柱头。

2)若承载力不足，可在节点核心区插短筋并加配螺旋箍，此种方法不改变节点外形。

3)当梁板结构中梁宽小于柱宽的1/2，且梁柱混凝土强度等级悬殊，或梁、柱钢筋太密，可在节点周围做与梁同高的水平加腋，并配置适量的构造钢筋(图3)，以加强对梁柱核心区的约束。

4)文献[1]在未考虑环形箍筋对节点混凝土的约束作用时，采用八边形箍筋加固方法(图4),会增加箍筋的工作难度及构造短钢筋的用量，同时也增加了工人的作业量。如果考虑八边形箍筋对节点混凝土的约束，则箍筋应采用焊接环形，其间距应为40～80mm。

图3　水平加腋节点构造

图4　八边形箍筋加固方法

笔者认为，最好不采用对节点加腋的做法，原因如下：

1)加腋会增加节点钢筋的人工及材料消耗量，增加支模难度，同时减慢工程进度；

2)加腋后如不吊顶，会使房间美感下降；吊顶则会降低房间净空高度。

2.3.2边、角柱节点

对于柱边及角柱点又分为带悬挑楼板和不带悬挑楼板2种。带悬挑楼板的边、角柱，当悬挑长度大于2倍柱宽时可按中柱对待。不带悬挑楼板的边、角柱，可按美国有关试验得出的公式进行计算。

对于边柱：

(3)

(4)

对于角柱(不分有、无梁)：

(5)

根据不同的柱和不同的约束条件，按以上公式计算出的节点混凝土折算强度来核算节点核心区的承载力(剪切、轴压、偏压)，根据对多栋工程的计算，一般皆能满足要求。

如果边、角柱荷载较大，或边、角柱界面小于中柱，其承载力不足或不富余时，则可按图5所示的方法，加大核心区面积，并配置附加钢筋。

如果建筑设计不允许加腋，在节点核心区插短筋并加配螺旋箍来加强核心区的承载力，或采用2.2节的挂网浇筑方法。

图5　加大核心区面积

3　结　语

随着我国建筑工程事业的发展与进步，高层建筑越来越多，在工程中使用高强度混凝土越来越广泛，如何处理建筑工程墙、柱、梁混凝土强度不同引起施工质量问题、施工难度问题，需要有经验的结构工程师参与施工组织及方案设计的审查工作，并在结构施工图说明及有关节点中重点说明施工方法。在施工图交底时要做特别说明，防止施工企业因技术水平差异和责任心不强，使墙、梁、柱节点强度达不到设计要求。

[1]白绍良，杨媛，杨红，等.从各国设计规范对比看我国钢筋混凝土建筑结构抗震能力设计措施的有效性[M].重庆：重庆大学出版社，2010.

Processing Method of the Beam-Column Joints on theUnequal Wall for the High-Rise Buildings

ZHANG Genming

2015-12-14

张根明(1963—)，男，浙江龙泉人，高级工程师，从事建筑结构设计工作。

TU375

B

1008-3707(2016)06-0010-03