框架结构在设计与施工中常见问题及处理措施

刘传玉

【提要】

鋼筋混凝土框架结构作为一种结构形式广泛的用于工业与民用建筑中，由于其具有良好的承受竖向荷载的结构能力及其灵活的布局，在多层建筑中使用越来越广。因此，框架结构的计算引起了设计人员的足够重视，但在构造方面却未引起足够的重视。由于这方面的原因以及施工的疏忽而造成的质量问题也时有发生。本文就框架结构在设计与施工中容易发生的问题进行分析，并提出相应的处理措施。

【关键词】

抗震等级 框架节点 保护层厚度 分布筋

1 确定框架抗震等级的问题

框架抗震等级确定的正确与否直接涉及到结构的构造措施，与结构的安全紧密相关。有的设计人员，对于抗震等级的确定还比较模糊，有的竟然不知道如何确定。结果要么抗震等级定低了，导致结构留下安全隐患；要么抗震等级定高了造成不必要的浪费。

对于抗震等级的如何确定，首先进行正确的抗震设防分类，再根据场地类别确定采用的抗震设防烈度，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.1.2条、6.1.3条确定其抗震等级。特别注意：表6.1.2中的设防烈度为提高后的设防烈度；还应注意一种特殊情况即《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.3.3条所列的情况。

2 框架节点问题

框架节点钢筋过密，给钢筋的绑扎与混凝土的振捣带来了困难，容易发生下列问题：

2.1 钢筋间距太小，不符合构造要求，甚至多根钢筋并排放置，钢筋与混凝土之间的粘接强度不能保证，不能充分发挥钢筋的抗拉强度，造成理论与实际相差较大。

2.2 节点核心区处的钢筋纵横交错，混凝土振捣困难，易在核心区形成蜂窝和空洞。

2.3 梁端上部钢筋过密，阻止了保护层上的混凝土自由下沉，在上部钢筋处易形成通长的裂缝。

2.4 施工单位漏掉节点核心区柱中箍筋，导致节点受剪不满足。

针对上述问题，可采取下列措施：

2.5合理的设计梁截面，保证梁上部钢筋及下部钢筋满足构造要求，并较之规范的规定的间距有适当的余量。即上部钢筋的净距不小于30mm，且不小于1.5d，下部钢筋的净距不小于25mm，且不小于1d（d为纵向受力筋的最大直径），因为在节点处经常出现节点左右纵筋交错放置问题，钢筋当为两排钢筋时，应避免交错。

2.6 对竖向荷载作用下的梁端负弯距，可考虑塑性内力重分布予以降低 ，一般对于现浇楼板取0.8～0.9，预制楼板取0.7～0.8，以减少梁端上部钢筋的数量，达到方便施工，保证质量的目的，保证梁端的延性，以满足强柱弱梁的设计原则。

2.7 根据规范要求，框架结构的剪力主要依靠箍筋及混凝土承担，在框架结构中一般不设弯起钢筋，减少框架节点的钢筋数量，方便施工。

2.8在梁支座处 ，左右两跨的钢筋直径尽量取得相同，左右贯通，避免在支座处左右搭接，当左右两跨配筋的数量相差较大时，按配筋较小的一侧定出受力钢筋且左右拉通，配筋较大一侧的其余部分钢筋可以在支座处截断，但要满足支座锚固要求。

2.9 在钢筋的制作和绑扎过程中，受力钢筋要均匀布置，避免出现有的钢筋间距过大，有的钢筋间距不满足构造要求的情况出现，尤其是在多支箍的梁中，一定要先确定主筋的位置，再根据主筋位置来确定箍筋的几何尺寸。

2.10 施工单位应认真阅读标准图集，精确掌握图集内容。

3 钢筋的混凝土保护层厚度问题

混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀，并保证钢筋的粘结锚固性能，直接影响混凝土构件的耐久性和钢筋的受力性能 ，应引起足够的重视。但设计图纸中由于规定的不明确或者由于设计人员的不重视，常会出现以下问题：

3.1 主、次梁交叉处，主梁 次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件的有效截面高度降低，直接影响构件的安全性。

3.2 在梁或柱中，只注意到主筋的保护层厚度，而忽视了箍筋的保护层厚度，造成箍筋外露或保护层厚度不足。

3.3 地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采用不同的保护层厚度。设计人员常忽略这一差别，不进行专门处理，施工时会出现两种情况：一是按正常环境条件处理，造成地下部分混凝土保护层厚度不足；二是地下部分按基础的环境条件处理，地上部分按正常环境条件处理，由于地下部分的保护层厚度比地上部分的保护层厚度大，结果造成钢筋出地面后外撑，地下部分的柱子有效高度减小，严重影响结构的安全性。

针对上述问题，可采取下列措施：

3.4 正确处理构件内各类钢筋的相互关系，按钢筋的正确位置确定保护层厚度及构件的有效截面高度，进行截面设计，确保构件的安全性。具体方法为：首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度，即确定箍筋的正确位置，若箍筋的保护层厚度为C，箍筋的直径为D，则主筋的保护层厚度可取为C+D，且其值应大于规范规定的最小厚度，依此来确定主筋的正确位置；主次梁交叉部位的钢筋位置可以用同样的方法确定；然后根据各种钢筋的正确位置，确定相应构件的有效高度并进行配筋计算。且不可对交叉部位的主次梁在下列两种情况时取用同一保护层厚度：一是梁顶相平的梁上部钢筋的计算；二是梁底相平的下部钢筋的计算。对于交叉部位的钢筋，在施工图中应画出节点大样，图中标出相关构件中钢筋的相互位置关系，以免施工中出现问题。

3.5 要正确区分同一构件所处的环境条件，区别对待同一构件在不同环境条件下的混凝土保护层厚度。对于处在地下部分或腐蚀环境中的柱子，可将其截面适当加大 （或进行后处理，挂钢丝网抹砂浆等），以满足保护层厚度要求，同时保证柱中钢筋上下位置的一致性，确保构件的安全。

4 梁 、柱和板的混凝土强度等级不一致现浇的框架结构中易形成安全隐患。

在现浇框架结构中，因结构计算的要求，梁、柱和板的混凝土强度等级常采取不同的强度等级。从构件的结构重要性和受力性能来看，这样处理比较合理。但从实际情况看，往往是弊多利少，这样做易出现下列问题 ：

4.1 在一个浇注平面内出现三种强度不同的混凝土，增加了施工难度，延长了施工工期 ，很可能由于管理不善，会出现低强度等级的板浇注了高强度混凝土，而高强度等级的梁柱却浇注了底强度混凝土，造成质量隐患。

4.2 会出现一块楼板上四周设置施工缝，梁端部设置施工缝等不正确的施工工艺，处理不当，不但增加施工难度，而且造成质量隐患。

针对上述问题，采取下列措施：

4.3 结构设计时最好采用同一强度等级的混凝土，以简化施工工艺，保证施工质量，这样做虽多用一些材料，但省人工费用，但从总体来考虑，对造价的影响很小。

4.4 柱采用一种强度的混凝土，梁和板采用另一种强度等级的混凝土，只在节点处采用特殊的处理措施，比如用铁丝网分割等方法，以保证节点处混凝土强度等级与柱的混凝土强度等级一致。在施工过程中，应由专人负责节点处的混凝土搅拌浇注和振捣。

5在构造上不要太迷信设计软件

现在结构的计算大都采用软件进行，从计算的准确度上看，经无数的工程实例证明没有什么问题，但在构造上仍然存在问题。主要体现在钢筋间距、箍筋直径、体积配筋率等。对于上述情况，设计人员应进行必要的复核。

7 结束语

总之，对于框架结构的设计，即要重视框架结构的计算，又要重视框架结构的构造要求，二者缺一不可；而在施工过程中，要严格按施工规范进行，确保工程质量。

参考文献及资料

1.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）