高层抗震混凝土框架结构施工技术

摘要：钢筋的材质、梁柱纵筋的连接(焊接)位置和质量、梁柱加密区箍筋安装质量、梁柱节点内箍筋安装和钢筋锚固的施工质量、 顶层梁柱钢筋的搭接和锚固质量等是保证结构抗震的关键。
关键词：框架结构；抗震设计；承载力；钢筋绑扎
Abstract: The reinforced material, rib beam connection ( welding ) location and quality, beam column encryption area stirrup installation quality, beam column node within the stirrup installation and reinforcement anchorage construction quality, top beam column lap steel bar and anchoring quality all these are the key of guarantying the anti-seiic structure.
Keywords: frame structure; seiic design; bearing capacity; reinforced banding
2095-2104（2012）
结构抗震设计
抗震结构的设防要求是“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”。抗震结构要采用延性好的材料, 合理配置成延性性能好的延性构件, 当结构遭受罕见烈度的地震作用时, 结构依靠屈服后有足够的延性而使结构能够保存下来, 不致发生倒塌。同时也能在弹性后的大变形过程中吸收和耗散地震能量。框架结构设计时, 应遵循以下原则:
(1) 强柱弱梁: 保证塑性铰出现在粱端而不是柱端,形成梁铰机制, 利用适筋梁良好的变形能吸收和耗散尽可能多的地震能量。目的就是保证梁必须先于柱破坏, 梁的破坏不会导致建筑物的倒塌, 而柱的破坏很容易导致倒塌。中框架结构建筑, 倒塌以后很多建筑物的梁还是好好的, 就是没有遵循“强柱弱梁”的原则, 其中可能就有施工的原因。
(2) 强剪弱弯: 保证构件(包括梁柱) 受弯破坏, 而不是受剪破坏, 使构件处于良好的塑性变形性能下, 尽可能多地吸收和耗散地震能量。
(3) 强节点弱构件: 保证结构的整体性, 使构件的破坏早于节点破坏, 从而保证了梁柱的纵向钢筋的有效锚固。
(4) 强压弱拉: 保证梁、柱各构件的受拉钢筋屈服早于混凝土的压溃, 并保证形成塑性铰。
钢材选择
按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GBl499有关规定和设计要求：I级钢用HPB235，(Ф)f。=210N／mm2；II级钢用HPB335，(Ф)f。=300N／mm2；III级用HPB 400，(Ф)fv=360N／mm2；吊环及受力预埋件的锚筋一律用HPB235(Q235)热扎钢筋，严禁采用冷扎钢筋。
进场钢筋要检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。对钢筋的要求是其延性要好, 钢筋的级别越高其延性越差, 因此不能用级别高的钢筋替代原设计中级别低的钢筋。对抗震设防要求的框架结构, 其纵向受力钢筋的强度应满足设计要求；当设计无具体要求时, 对

一、二级抗震等级, 检验所得的强度实测值应符合下列规定:

(1) 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25。其目的是使构件出现塑性铰后, 以免钢筋过早拉断而提前结束该塑性铰的转动能力, 降低构件的延性和变形能力。
(2) 钢筋的屈服强度实测值与强度标准值不应大于

1.3。其目的是避免改变原设计的破坏形态, 使构件的延性受影响。

结构施工工艺

3.1 受力钢筋连接区段

(1) 纵向受力钢筋机械连接(或焊接连接) 接头区段的长度为35d, 且不小于500 mm；纵向受力钢筋搭接接头连接区段的长度为1.3LlE (LlE为抗震搭接长度) 。凡接头中点位于该连接(焊接) 区段内的接头均属于同一连接(焊接) 区段, 在同一连接(焊接) 区段内接头百分率按设计要求和施工验收规范确定。抗震结构宜优先采用焊接接头或机械连接接头。
绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径,且不应小于25mm。这是为了保证搭接钢筋传力的需要,但在实际施工中几乎都是将两根搭接钢筋绑在一起的,搭接钢筋间没有规定的间距,因此施工中应注意。
(2) 在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内,应按设计要求配置箍筋, 当设计无具体要求时, 应符合下列规定:
①箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。
②受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100 mm。
③受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于200 mm。
④当柱中纵向受力钢筋直径大于25 mm时,应在搭接接头两个端面外100 mm范围内各设置两个箍筋, 其间距宜为50mm。在实际施工中,很多工程未按以上要求设置箍筋,应引起重视,因为搭接区段内的箍筋对约束混凝土,保证搭接钢筋传力至关重要。__

3.2 柱内纵向钢筋接头位置及箍筋加密区

(1) 为了提高柱端(柱的上、下两端) 塑性铰区的变形能力,提高混凝土的极限压应变,防止混凝土过旱压碎和受压纵筋被压屈,必须在柱端设置加密箍筋。其作用是约束混凝土,防止柱纵向钢筋被压屈,增加其塑性铰出现后的变形能力。柱端箍筋加密区高度: 取Hn /6 (Hn为柱净高)、柱的长边尺寸(园柱为直径) 、500 mm三者中的大值；底层柱下端箍筋加密区高度为Hn/3(底层柱净高Hn为基础顶面嵌固部位至梁底的高度)。抗震结构中的箍筋末端应弯135°弯钩,弯钩端头直段长度不应小于10d,或采用焊接箍筋。对末端弯钩的要求是保证箍筋的锚固。
(2) 纵向柱钢筋焊接(或机械连接)接头的中点和绑扎连接接头区段(注意是绑扎连接接头区段,不是绑扎连接接头中点)应设在柱端加密箍筋(包括梁柱节点) 范围之外,避开受力最大处,目的是保证柱端箍筋加密区范围有良好的延性。中破坏的柱子有一些就是柱端加密箍筋的施工质量问题和柱主筋连接质量问题导致的。

3.3 梁内纵向钢筋接头位置及箍筋加密区

(1) 梁内纵向钢筋接头应设在受力较小的位置: 梁面纵筋设在跨中Ln /3 (Ln为相临两梁中净跨度的大值)区段内,梁底纵筋设在跨

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中Ln/3区段以外。
(2) 箍筋可以约束混凝土变形、提高梁的抗剪承载力和增大延性, 改善梁的抗震性能。当结构遇强震时,梁端出现塑性铰,加密箍筋可增加梁铰的变形性能、吸收和耗散更多的能量,还可以防止纵向钢筋被压屈。梁端箍筋加密区的的范围是: 一级抗震为2倍梁高,且不小于500 mm的范围；二级以下抗震为

1.5倍梁高,且不小于500 mm的范围。

3.4 梁柱节点

抗震结构要求节点具有足够的抗剪承载力。由于延性框架的塑性铰出现于梁端和柱端,所以要求节点不得早于构件破坏,梁柱节点区的地震破坏,大都是由于节点区的箍筋过少,节点区出现交叉斜裂缝,甚至混凝土被压碎,箍筋被拉断,梁主筋被拉出,纵向柱筋被压屈而破坏。