摘要:
本文利用新老混凝土接續(xù)實驗及理論分析的科研成果, 結(jié)合框架結(jié)構(gòu)混凝土施工中存在的柱子施工縫, 提出施工縫設置及接續(xù)處理的新方法并討論其理論根據(jù), 用于指導施工, 提高施工質(zhì)量。
0 引言
大量工程結(jié)構(gòu)震害實例表明， 框架結(jié)構(gòu)節(jié)點普遍破壞較重，往往導致結(jié)構(gòu)失效， 中外學者分析表明， 這是多方面的原因， 包括設計失誤， 沒有加強節(jié)點強度， 實現(xiàn)強節(jié)點強錨固等原因。同時施工中也存在施工質(zhì)量弱點， 難于保證設計預期目標。施工中新老混凝土施工間隔期， 接續(xù)面方位， 接續(xù)面處理方法， 新老混凝土生熟配料及振搗控制質(zhì)量都密切的影響著節(jié)點粘結(jié)強度， 因此在框架結(jié)構(gòu)工程施工過程中，由于每一層柱子施工中必然與下層柱子存在施工縫，怎樣留置施工縫， 怎樣處理施工縫， 使工程質(zhì)量不受影響，保證砼結(jié)構(gòu)的安全性，更顯得尤為重要。
1 當前框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點施工方法及缺陷
1) 早期在一般的框架結(jié)構(gòu)施工中， 澆注完一層柱子后， 進行支模， 模板安裝完成后才進入下道工序澆注上層梁混凝土， 因此根據(jù)施工工期及人， 材， 機等情況， 新老混凝土接續(xù)間隔期長短不一， 在澆注時一般節(jié)點( 梁柱交界處) 隨梁混凝土一起澆注， 并且節(jié)點混凝土強度等級按梁進行施工。
2) 隨著科研的發(fā)展及施工水平的提高， 尤其是專業(yè)化水平較高的大建筑公司開始針對梁柱節(jié)點施工質(zhì)量薄弱的特點采取一系列措施， 在澆注上層梁柱時用鋼釬進行鑿毛處理， 澆注前對老混凝土進行澆水濕潤， 并用高標號水泥砂漿鋪在交接面上， 梁柱節(jié)點區(qū)混凝土強度等級一般采用柱子( 一般柱子強度等級高) ，在澆注節(jié)點區(qū)時加強振搗并嚴格控制水灰比。經(jīng)過一系列處理措施后， 施工質(zhì)量得到了提高， 但梁柱節(jié)點區(qū)混凝土仍舊是施工薄弱區(qū)， 很難取得理想的接續(xù)效果。
3) 雖然接續(xù)部位進行了處理， 但其缺陷是很明顯的: 首先用鋼釬進行鑿毛處理， 極易傷及老混凝土， 以致老混凝土產(chǎn)生初始微裂縫， 嚴重影響新老混凝土的接續(xù)強度， 且鑿毛處理難于控制處理質(zhì)量標準， 澆注前對接續(xù)部位進行澆水濕潤很容易適得其反， 從而增大了交接面處混凝土的水灰比， 而用高標號水泥砂漿鋪在交接面上很容易由于高標號水泥砂漿與新混凝土漿體凝結(jié)及收縮不同， 從而使接續(xù)面更容易產(chǎn)生初應力和初始微裂縫。而節(jié)點區(qū)混凝土強度等級區(qū)別與梁， 從而使柱梁節(jié)點區(qū)實際產(chǎn)生了四個界面區(qū)( 雖然梁與節(jié)點區(qū)整體澆注， 但混凝土強度等級一般不同， 因而也造成了薄弱界面) ， 在施工時很難控制振搗密度與時間， 很容易由于振搗過深而傷及老混凝土， 或者由于加強振搗而使本來水灰比就比較小的混凝土產(chǎn)生局部泌水現(xiàn)象， 從而影響混凝土強度的增長， 降低界面粘結(jié)強度。
2 梁柱節(jié)點區(qū)破壞機理及抗震設計要求
由震害調(diào)查可見， 梁柱節(jié)點區(qū)的破壞， 大都是由于節(jié)點區(qū)無箍筋或少箍筋， 在剪壓作用下混凝土出現(xiàn)斜裂縫甚至擠壓破壞，造成縱向鋼筋壓屈成燈籠狀。因此， 保證節(jié)點區(qū)不過早發(fā)生剪切破壞的主要措施是保證節(jié)點區(qū)混凝土的強度及密實性， 在節(jié)點區(qū)配置足夠的箍筋。設計梁柱常常采用不同等級的混凝土， 施工時必須注意梁柱節(jié)點部位混凝土等級應該和柱混凝土的等級相同或略低( 相差不能超過5Mpa) 。從而實現(xiàn)強節(jié)點強錨固。在豎向壓力及梁端柱端彎矩， 剪力作用下， 節(jié)點區(qū)存在較復雜的應力狀態(tài)。
從北京市建筑設計院等單位進行的節(jié)點實驗可見， 節(jié)點的破壞過程大致可分為二個階段: 第一階段為通裂階段。當作用與核心的剪力達到60～70% 時， 核心區(qū)出現(xiàn)貫通斜裂縫， 裂縫寬度約為0.1～0.2mm ，鋼筋應力很小( 不超過20Mpa) ，這個階段剪力主要由混凝土承擔。第二階段為破裂階段。隨著反復荷載逐漸加大， 貫通裂縫加寬， 剪力主要由混凝土承擔， 箍筋陸續(xù)達到屈服，在混凝土擠碎前達到最大承載能力。設計時以第二階段作為極限狀態(tài)。