框架结构混凝土施工缝处理方法探析(一)
基于新老混凝土连接试验和理论分析的科研成果,结合框架结构混凝土施工中存在的柱施工缝,提出了一种新的施工缝设置和连接处理方法,并探讨了其理论依据,可用于指导施工,提高施工质量。
关键词:混凝土施工缝的粘结性能延续
引言
大量的工程结构震害实例表明,框架结构的节点普遍破坏严重,往往导致结构破坏。中外学者的分析表明,这是由于各种原因造成的,包括设计错误、未能加强节点强度、节点锚固性强等。同时,施工质量存在弱点,难以保证预期的设计目标。新老混凝土的施工间隔、结合面的朝向、结合面的处理方法、新老混凝土的生、熟配料以及振捣控制的质量都对结合面的粘结强度有着密切的影响。因此,在框架结构的施工过程中,由于每层柱与下层柱之间必然存在施工缝,因此施工缝的留置和处理就显得尤为重要,这样既不会影响工程质量,又能保证混凝土结构的安全。
1。框架结构梁柱节点现行施工方法及缺陷
(1)一般框架结构施工前期,浇筑一层柱后,进行模板支撑,待模板安装完成后,再进行下道工序浇筑上梁混凝土。因此,根据工期、人、料、机等因素,新老混凝土连接的间隔时间不同,一般接缝(梁柱节点)在浇筑时跟随。
(2)随着科学研究的发展和施工水平的提高,特别是专业水平较高的大型建筑公司开始针对梁柱节点施工质量薄弱采取一系列措施。浇筑上部梁柱时,用钢钎凿毛,浇筑前对老混凝土浇水湿润,结合面用高标号水泥砂浆抹平。梁柱节点区混凝土强度等级一般采用柱(一般柱强度等级高)。浇筑接缝区时,加强振捣,严格控制水灰比。经过一系列处理措施,施工质量有所提高,但梁柱节点区混凝土仍是施工薄弱区,难以达到理想的连接效果。
(3)虽然对连接部位进行了处理,但其缺陷也是显而易见的:首先,用钢钎凿毛容易损伤老混凝土,使老混凝土产生初始微裂缝,严重影响新老混凝土的连接强度。而且凿毛处理很难控制处理的质量标准,浇筑前给连接部位浇水容易适得其反,增加了连接面混凝土的水灰比。但用高标号水泥砂浆铺接缝面很容易,因为高标号水泥砂浆和新拌混凝土浆的凝结收缩不同,使接缝面更容易产生初应力和初始微裂缝。但节点区混凝土强度等级与梁不同,这样柱-梁节点区实际上有四个界面区(梁与节点区虽然整体浇筑,但混凝土强度等级一般不同,也导致界面较弱)。施工中振捣密度和时间难以控制,振捣过深容易伤及老混凝土,或者水灰比相对较小的混凝土由于加强振捣会出现局部泌水现象,从而影响混凝土强度的增长,降低界面粘结强度。
2。梁柱节点区的破坏机理及抗震设计要求
从震害调查中可以看出,梁柱节点区的破坏大多是因为节点区没有或缺少箍筋。在剪压作用下,混凝土出现斜裂缝甚至挤压破坏,导致纵向钢筋屈曲成灯笼状。因此,保证接头区过早剪切破坏的主要措施是保证接头区混凝土的强度和密实度,并在接头区配置足够的箍筋。梁和柱的设计中经常使用不同等级的混凝土。施工时必须注意梁柱节点的混凝土标号应与柱混凝土标号相同或略低(相差不超过5M pa),以达到强节点的强锚固。在梁端柱端竖向压力、弯矩和剪力的作用下,节点区存在复杂的应力状态。
从北京市建筑设计院等单位进行的节点试验可以看出,节点的破坏过程大致可以分为两个阶段:第一阶段是开裂阶段。当作用于核心的剪力达到60 ~ 70%时,核心区出现贯通的斜裂缝,裂缝宽度约为0.1 ~ 0.2 mm,钢筋应力很小(不超过20M pa)。在这个阶段,剪力主要由混凝土承担。第二阶段是破裂阶段。随着重复荷载的逐渐增加和贯穿裂缝的加宽,剪力主要由混凝土承担,箍筋逐渐屈服并在混凝土被压碎前达到承载力。第二阶段用作设计中的极限状态。
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