現澆混凝土框架結構抗震性能研究

李振華

【摘 要】本文以現澆混凝土框架結構抗震性能為研究對象，針對相關問題進行了探討。文章首先闡述了現澆混凝土框架結構抗震問題的由來，然后總結了在實際施工過程中應注意的問題，最后分析了鋼筋混凝土框架結構震害特點。

【關鍵詞】現澆混凝土；框架結構；抗震性能

1.現澆混凝土框架結構抗震問題概述

鋼筋混凝土框架結構是多高層建筑廣泛采用的一種結構型式，他具有傳力明確、結構整體性好、抗震能力較強、工程造價較低、結構用鋼量較省等優點；由于不設承重墻，所以建筑平面布置靈活，可以形成較大開間，適用于各類公用建筑和民用住宅。按照施工工藝的不同，框架結構可以分為裝配式、裝配整體式和全現澆式?，F澆結構因為比裝配結構具有更好的抗震性能，同時施工比較簡便，在框架結構中具有更廣泛的應用。

在一般情況下，鋼筋混凝土結構都要求整體澆筑，但由于施工組織（如工人換班，待料等）和施工工藝（如安裝上部鋼筋、模板，限制支撐結構上的荷載等）上的原因，或者意外情況的發生（如停電，設備損壞等），往往無法實現混凝土的連續澆筑。當澆筑中的時間間隔超過混凝土的初凝時間時，就會在前后澆筑的混凝土接槎處形成施工縫。施工縫是現澆結構中不可避免的，他是保證結構構件質量、保證結構安全和整體性的重要因素，處理不好，極易成為結構上的薄弱部位，對結構抗震極為不利。

我國規范規定，鋼筋混凝土框架柱應在梁底標高以下20～30mm處或在梁、板面標高處留設水平施工縫，這樣設置主要是考慮到施工的方便。然而，這些部位正是柱受彎矩和剪力最大處，施工縫設在這些部位是否會對結構的整體性產生影響一直存在爭議。為保證框架結構能以較低的設防標準確定的截面承載力，在強烈地震中有較大的彈塑性變形能力和耗能能力，應當避免梁、柱、節點的剪切破壞，滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點弱構件”的抗震設計要求。對于經受側移的框架，要避免形成“柱側移破壞機構”，因此要求塑性鉸在梁端而不是柱端形成，這樣可以使結構受非線性影響的部分最小，同時保持承受豎向荷載的能力?？紤]到框架柱的水平施工縫恰好留設在鄰近節點的柱端，而梁柱節點處，受力又比較復雜，加之鋼筋比較密集，縱橫向鋼筋都交叉于此，因此各國規范對施工縫的設置和處理都有比較詳細的規定。尤其當梁、柱等結構構件的混凝土強度等級不同的時候，施工縫的處理要求更為嚴格。

2.在實際施工過程中應注意的問題

工程實體的質量是在施工過程中形成的。實際施工過程中建筑結構的施工質量受各種因素的影響多、變化復雜、質量控制的任務和難度大。雖然我國規范已對現澆混凝土框架結構施工縫的留設位置和處理方法做了較為詳細的規定，但仍無法滿足實際施工的需要。對于某些問題還存在著一些不同意見。

2.1施工縫的留設位置

2.1.1不應對施工縫的留設做過多限制

認為施工縫具有客觀性和任意性。隨著建筑物功能及美觀需要，“高、大、新”建筑物越來越多，由于混凝土澆筑、模板支設、施工操作等問題，使混凝土會分成若干段進行施工，只要對鋼筋混凝土構件的內力和抗滲問題有比較正確的認識，施工縫處理方法合理、科學，就不應當對施工縫設置做過多的限制[1]。施工縫的問題，主要是應該對施工縫的處理方法需要認真研究，謹慎從事[2]。

2.1.2嚴格控制施工縫留設位置的正確

隨著構件類型和受力狀況的不同（彎矩或剪力等），混凝土施工縫的留設位置和處理方法也不同?，F澆混凝土施工縫是保證結構構件質量、保證結構整體性和安全性的重要因素之一。施工縫處理不好，極易成為結構的薄弱部位，對結構抗剪，特別是抗震和防滲漏極為不利。因此認為施工縫不能隨意設置[3]，其位置必須在混凝土澆筑之前確定，嚴格控制施工縫留設位置的正確[4]。

2.2對施工縫危害性的兩種看法

一種看法認為，由于施工縫的存在，使混凝土有一道天然的縫隙，從而影響混凝土的抗拉和抗剪強度[5]，與一次性澆筑混凝土相比較而言，施工縫必然會削弱結構的接體性能。另一種看法認為，只要按照規范要求設置和處理施工縫，并認真施工，施工縫的存在就不會對結構承載能力產生不利影響，不會影響工程質量。

2.3混凝土抗壓強度未達到1.2MPa

《混凝土結構工程施工及驗收規范》規定：在施工縫處繼續澆筑混凝土時，已澆筑的混凝土，其抗壓強度不應小于1.2 MPa。但是，由于在工程施工現場缺少可靠的檢測手段和保證滿足這一條件的技術措施。實際上施工縫處的混凝土還未達到1.2MPa，就又繼續澆筑了。對這一問題，施工中普遍存在著重視不夠的現象，常常被忽略[6]?；炷脸跄?，過早在上面或附近澆筑新混凝土，會導致初凝混凝土內部結構的破壞，影響混凝土與鋼筋的粘結握裹，嚴重影響施工縫的質量。

3.鋼筋混凝土框架結構震害特點

在歷次大地震中，鋼筋混凝土房屋的震害都要比砌體房屋輕得多。但是未經設防的鋼筋混凝土框架建筑也存在著很多薄弱環節，在較高裂度地震作用下，這類建筑也產生了中等和嚴重破壞，甚至倒塌的情況[7]。

鋼筋混凝土框架結構的的震害如下：震害多發生在柱端，梁端、梁深的震害較少、較輕，節點的震害較少；就框架柱所在的位置而言，邊柱的破壞程度比中柱重；邊柱之中，又以角柱的破壞最重；就一根柱子而言，柱上端的震害往往重于下端，尤其帶有磚填充墻的框架，樓層柱的上端往往發生比較嚴重的破壞。

3.1柱頂

常見的震害現象有兩種：柱頂周圍有水平施工縫，有時柱四角混凝土壓裂，局部崩落，鋼筋外露彎曲；柱頂有斜裂縫或交叉裂縫，重者混凝土壓碎崩落，柱頭順斜裂縫下滑錯動，鋼筋順斜裂縫方向彎曲，嚴重者混凝土全部崩落，上部梁板下塌，柱內縱向鋼筋壓彎成燈籠形。

3.2柱底

常見的震害現象是在離地面100～400mm處柱有周圍水平裂縫，有部分柱在離地面0.8—1.2m處有周圍水平裂縫，在柱四角有混凝土壓碎。

3.3柱身

有的出現嚴重的X裂縫和斜裂縫（短柱），柱主筋壓彎，箍筋有頸縮和拉斷。

3.4施工縫

施工縫處常有一圈水平裂縫，下截面部分混凝土剝落，露出較為平滑的柱橫截面。

【參考文獻】

[1]吳留恩.鋼筋混凝士施工縫的特性與處理.電力建設，1994，15（7）：57-60.

[2]張玉堂.混凝土結構工程施工監理需要注意的兩個問題.建設監理，1999（5）：20-21.

[3]吳留恩.鋼筋混凝士施工縫的特性與處理.電力建設，1994.

[4]張玉堂.混凝土結構工程施工監理需要注意的兩個問題.建設監理，1999：20-21.

[5]林文.混凝土施工縫的質量控制與監督.福建建設科技，1998.

[6]叢志勇.混凝土施工縫的質量控制，工程質量管理與監測，2011.

[7]何子健.現澆混凝土結構施工縫的設置與做法.石油工程建設，2010.