论提高高层钢混框架结构质量的设计方案

摘要：高层建筑由于钢筋密集，钢筋施工极易出现质量问题，由于钢筋构造不当往往造成结构受力情况与设计偏差，从而季引起工程质量问题，针对由于结构设计、施王过程中极易发生的节点钢筋设计不当、钢筋偏位、变形、绑扎错误、进行了理论分析并提出了处理钧方案，有效地保证了施工质量，取得了良好的经济和社会效益；本文对我国高层建筑混凝土框架结构破坏的方式进行简要论述，并结合钢筋结构各个方面的设计环节进行了探讨。

关键词：高层钢筋混凝土结构

设计关系

随着科学技术的发展，为高层建筑发展创造了前所未有的机遇，高层建筑也成为城市空间中一道独特的风景，而高层建筑结构形式趋于多样化，高层建筑的表现形式也多种多样，但随之所带来的弊端也越来越多的表现出来，高层建筑设计成为了一个重要的任务。由于目前没有钢筋混凝土结构钢筋细部节点的统一做法，造成设计单位或施工单位在节点钢筋设计的容易出现钢筋配筋率过大或者钢筋锚固不足等现象的出现，设计单位应该考虑在某些节点钢筋实际操作的困难及由此产生的对结构的影响。

一、我国高层混凝土框架结构破坏的方式

随着我国近年房地产业的蓬勃发展，高层混凝土框架结构形式得到了广泛应用。在地震荷载作用下，框架结构破坏的情况主要有：

①框架柱的压弯破坏、剪切破坏、弯曲裂缝；

②框架梁的斜截面破坏、正截面破坏、锚固破坏；

③板四角的斜裂缝和平行于梁的通长裂缝；

④框架节点核芯区钢筋配置不当导致的破坏。

施工单位虽然对钢筋材质、钢筋连接、钢筋加工方面给予了重视，并取得了不少的成果和进步，但由于目前施工图纸中没有明确框架结构的节点设计，各种施工资料也没有明确的阐述，造成某些钢筋的节点设计与构造措施不能满足抗震设计的要求或设计的节点形式不能顺利实现，容易出现上述框架梁的斜截面破坏、锚固破坏和框架节点核芯区的脆性破坏等情况，需要引起施工单位的高度重视，会同设计单位共同完成钢筋的节点设计，保证节点钢筋设计的合理性。

二、梁柱受力主筋位置的设计

1、在以下两种情况下，框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置发生矛盾：

(1)框架梁的截面宽度等于框架柱的边长。

(2)框架梁的一边和框架柱重合。

2、

节点设计的原则：框架结构设计的原则是“强剪弱弯、强柱弱梁”，首先保证框架柱受力主筋的位置。

3、设计对策：

(1)框架梁主筋在框架柱内侧通过。

(2)为保证框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱侧四角增加4根钢筋作为架立钢筋。

4、经济效果分析：通过上述方法保证了框架结构受力构件的受力主筋的位置，得到了设计师的认可，便于施工。

三、墙梁节点钢筋设计

1、在框架剪力墙结构中，框架梁或者次梁直接搁置在核心筒墙体暗梁或过梁上，如果框架梁的截面和暗梁或过梁的截面高度相等，就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或过梁主筋位置互相矛盾。

2、节点设计的原则：

根据固定端框架梁的弯距形式，框架梁在支座位置上铁受拉，下铁受压；墙体暗梁或过梁受扭。尽量保证暗梁或连梁箍筋的完整性。

3、设计措施：

(1)

过梁下铁设置不超过六根主筋分为两排布置，框架梁下铁布置在过梁下铁第一排和第二排钢筋之间且框架梁的接头位置全部位于支座附近，接头按照50％的比例错开。

(2)框架梁上铁直接搁置在过梁上铁上，保证框架梁主筋的锚固长度满足规范要求。根据GB50204 2000规范中规定，过梁的箍筋尺寸取负误差，框架梁箍筋的尺寸取正误差，从而保证过梁和框架梁保护层厚度。

(3)将过梁或暗梁截面降低或减小5cm，框架梁上铁直接锚固在过梁上，保证框架梁及楼板钢筋的保护层的厚度。

4、效果分析：

(1)通过调整框架梁下铁受力主筋接头位置，确保了过梁箍筋不被破坏。得到了设计师的认可。

(2)在规范许可范围内，征得设计师确认将过梁及暗梁截面降低5cm同时应用正负误差原理，避免了工程上通常出现得核心筒墙体根部混凝土超高的问题。在节约商品混凝土的同时为精装修提供了条件。

四，主梁和次梁节点：

在框架剪力墙结构中，主梁和次梁的节点非常重要，主次梁钢筋的设计位置就成为我们关注的焦点。根据常规做法，次梁上铁钢筋在主梁钢筋之上，板筋在次梁主筋之上，如果主次梁节点钢筋设计不合理，就会造成板筋或次梁上铁钢筋保护层厚度过小，不利于结构的抗震。

五、主梁延伸出的悬挑梁和主梁上的次梁的关系

1、次梁的上层钢筋在主梁钢筋的上侧，由主梁延伸出的悬挑梁上层钢筋自然就在次梁的下侧，从而造成悬挑梁构件钢筋保护层厚度过大；因为钢筋设计和操作工人控制等因素造成现场悬挑梁构件上铁钢筋保护层过大，对悬挑构件的受力显然是不合理的。悬挑构件钢筋保护层厚度是是施工控制的关键；

2、但现场施工对于上铁钢筋的保护层厚度的保证存在一定困难，故在结构设计时需要考虑悬挑梁保护层厚度过大的不利因素同时施工单位需要密切注意悬挑梁的上铁保护层，尽量做到误差最小。

六、劲性柱主筋和框架梁主筋的锚固长度的关系

1、随着我国钢结构的发展，劲性混凝土结构在工程的应用中越来越广泛。框架梁主筋和H型钢柱的节点设计成为结构工程施工节点设计的重点。

2、

因为施工条件的限制，现场施工中某些部位的钢筋锚固长度不能满足施工规范要求的锚固长度，故必须根据现场实际情况进行节点深化设计。实例如下：

框架梁通过框架端柱，其锚固长度不能满足规范要求的最小直锚长度，现场施工必须进行弯锚或采取机械锚固措施，因为该框架柱上层钢筋的连接点在跨中部位，由于弯锚端钢筋过长(施工现场挡安全措施距离结构面仅50cm)使该钢筋的连接现场不能实现。故上层钢筋不能进行弯锚，否则现场施工很难操作。

3、解决的办法：现场施工采取了两种解决办法，都是采用机械锚固措施：一是图集中明确规定的焊接同直径钢筋的方法(见图3)，二是在钢筋端部增设直螺纹连接套筒，增加钢筋的握裹能力，通过现场制作试拉钢筋混凝土试块，结果表明端部增设直螺纹套筒的施工方法满足施工规范的要求且施工方便。

总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。