现浇混凝土框架结构抗震性能研究

李振华

【摘 要】本文以现浇混凝土框架结构抗震性能为研究对象，针对相关问题进行了探讨。文章首先阐述了现浇混凝土框架结构抗震问题的由来，然后总结了在实际施工过程中应注意的问题，最后分析了钢筋混凝土框架结构震害特点。

【关键词】现浇混凝土；框架结构；抗震性能

1.现浇混凝土框架结构抗震问题概述

钢筋混凝土框架结构是多高层建筑广泛采用的一种结构型式，他具有传力明确、结构整体性好、抗震能力较强、工程造价较低、结构用钢量较省等优点；由于不设承重墙，所以建筑平面布置灵活，可以形成较大开间，适用于各类公用建筑和民用住宅。按照施工工艺的不同，框架结构可以分为装配式、装配整体式和全现浇式。现浇结构因为比装配结构具有更好的抗震性能，同时施工比较简便，在框架结构中具有更广泛的应用。

在一般情况下，钢筋混凝土结构都要求整体浇筑，但由于施工组织（如工人换班，待料等）和施工工艺（如安装上部钢筋、模板，限制支撑结构上的荷载等）上的原因，或者意外情况的发生（如停电，设备损坏等），往往无法实现混凝土的连续浇筑。当浇筑中的时间间隔超过混凝土的初凝时间时，就会在前后浇筑的混凝土接槎处形成施工缝。施工缝是现浇结构中不可避免的，他是保证结构构件质量、保证结构安全和整体性的重要因素，处理不好，极易成为结构上的薄弱部位，对结构抗震极为不利。

我国规范规定，钢筋混凝土框架柱应在梁底标高以下20～30mm处或在梁、板面标高处留设水平施工缝，这样设置主要是考虑到施工的方便。然而，这些部位正是柱受弯矩和剪力最大处，施工缝设在这些部位是否会对结构的整体性产生影响一直存在争议。为保证框架结构能以较低的设防标准确定的截面承载力，在强烈地震中有较大的弹塑性变形能力和耗能能力，应当避免梁、柱、节点的剪切破坏，满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震设计要求。对于经受侧移的框架，要避免形成“柱侧移破坏机构”，因此要求塑性铰在梁端而不是柱端形成，这样可以使结构受非线性影响的部分最小，同时保持承受竖向荷载的能力。考虑到框架柱的水平施工缝恰好留设在邻近节点的柱端，而梁柱节点处，受力又比较复杂，加之钢筋比较密集，纵横向钢筋都交叉于此，因此各国规范对施工缝的设置和处理都有比较详细的规定。尤其当梁、柱等结构构件的混凝土强度等级不同的时候，施工缝的处理要求更为严格。

2.在实际施工过程中应注意的问题

工程实体的质量是在施工过程中形成的。实际施工过程中建筑结构的施工质量受各种因素的影响多、变化复杂、质量控制的任务和难度大。虽然我国规范已对现浇混凝土框架结构施工缝的留设位置和处理方法做了较为详细的规定，但仍无法满足实际施工的需要。对于某些问题还存在着一些不同意见。

2.1施工缝的留设位置

2.1.1不应对施工缝的留设做过多限制

认为施工缝具有客观性和任意性。随着建筑物功能及美观需要，“高、大、新”建筑物越来越多，由于混凝土浇筑、模板支设、施工操作等问题，使混凝土会分成若干段进行施工，只要对钢筋混凝土构件的内力和抗渗问题有比较正确的认识，施工缝处理方法合理、科学，就不应当对施工缝设置做过多的限制[1]。施工缝的问题，主要是应该对施工缝的处理方法需要认真研究，谨慎从事[2]。

2.1.2严格控制施工缝留设位置的正确

随着构件类型和受力状况的不同（弯矩或剪力等），混凝土施工缝的留设位置和处理方法也不同。现浇混凝土施工缝是保证结构构件质量、保证结构整体性和安全性的重要因素之一。施工缝处理不好，极易成为结构的薄弱部位，对结构抗剪，特别是抗震和防渗漏极为不利。因此认为施工缝不能随意设置[3]，其位置必须在混凝土浇筑之前确定，严格控制施工缝留设位置的正确[4]。

2.2对施工缝危害性的两种看法

一种看法认为，由于施工缝的存在，使混凝土有一道天然的缝隙，从而影响混凝土的抗拉和抗剪强度[5]，与一次性浇筑混凝土相比较而言，施工缝必然会削弱结构的接体性能。另一种看法认为，只要按照规范要求设置和处理施工缝，并认真施工，施工缝的存在就不会对结构承载能力产生不利影响，不会影响工程质量。

2.3混凝土抗压强度未达到1.2MPa

《混凝土结构工程施工及验收规范》规定：在施工缝处继续浇筑混凝土时，已浇筑的混凝土，其抗压强度不应小于1.2 MPa。但是，由于在工程施工现场缺少可靠的检测手段和保证满足这一条件的技术措施。实际上施工缝处的混凝土还未达到1.2MPa，就又继续浇筑了。对这一问题，施工中普遍存在着重视不够的现象，常常被忽略[6]。混凝土初凝后，过早在上面或附近浇筑新混凝土，会导致初凝混凝土内部结构的破坏，影响混凝土与钢筋的粘结握裹，严重影响施工缝的质量。

3.钢筋混凝土框架结构震害特点

在历次大地震中，钢筋混凝土房屋的震害都要比砌体房屋轻得多。但是未经设防的钢筋混凝土框架建筑也存在着很多薄弱环节，在较高裂度地震作用下，这类建筑也产生了中等和严重破坏，甚至倒塌的情况[7]。

钢筋混凝土框架结构的的震害如下：震害多发生在柱端，梁端、梁深的震害较少、较轻，节点的震害较少；就框架柱所在的位置而言，边柱的破坏程度比中柱重；边柱之中，又以角柱的破坏最重；就一根柱子而言，柱上端的震害往往重于下端，尤其带有砖填充墙的框架，楼层柱的上端往往发生比较严重的破坏。

3.1柱顶

常见的震害现象有两种：柱顶周围有水平施工缝，有时柱四角混凝土压裂，局部崩落，钢筋外露弯曲；柱顶有斜裂缝或交叉裂缝，重者混凝土压碎崩落，柱头顺斜裂缝下滑错动，钢筋顺斜裂缝方向弯曲，严重者混凝土全部崩落，上部梁板下塌，柱内纵向钢筋压弯成灯笼形。

3.2柱底

常见的震害现象是在离地面100～400mm处柱有周围水平裂缝，有部分柱在离地面0.8—1.2m处有周围水平裂缝，在柱四角有混凝土压碎。

3.3柱身

有的出现严重的X裂缝和斜裂缝（短柱），柱主筋压弯，箍筋有颈缩和拉断。

3.4施工缝

施工缝处常有一圈水平裂缝，下截面部分混凝土剥落，露出较为平滑的柱横截面。

【参考文献】

[1]吴留恩.钢筋混凝士施工缝的特性与处理.电力建设，1994，15（7）：57-60.

[2]张玉堂.混凝土结构工程施工监理需要注意的两个问题.建设监理，1999（5）：20-21.

[3]吴留恩.钢筋混凝士施工缝的特性与处理.电力建设，1994.

[4]张玉堂.混凝土结构工程施工监理需要注意的两个问题.建设监理，1999：20-21.

[5]林文.混凝土施工缝的质量控制与监督.福建建设科技，1998.

[6]丛志勇.混凝土施工缝的质量控制，工程质量管理与监测，2011.

[7]何子健.现浇混凝土结构施工缝的设置与做法.石油工程建设，2010.