锦萧建筑科技有限公司 上海 200060
摘要：装配整体式结构设计的关键在于节点的标准化设计，充分考虑预制构件制作工厂化、施工节点简易化，提高工程质量和施工工效、减少现场人工耗费、降低环境污染，真正实现发展装配式建筑的初心。节点区柱纵筋与梁纵筋（多向）避让如果处理不当，将增加施工现场节点处理难度，后期的修补措施不当对结构安全留有隐患。本文结合上海新桥厂房项目实例，论述了装配式框架结构的梁柱节点处理技术应用要点，以后浇节点区施工简单为第一原则，在预制框架柱竖向连接、预制梁在框架柱内锚固、同向梁在框架内锚固、不同向梁相交时钢筋的避让等问题处进行了良好的构件出筋避让设计，在节点区满足钢筋锚固受力的同时，预制构件的迅速安装，确保项目的顺利进行。
关键词：装配式框架；梁柱节点；钢筋避让；钢筋构造处理技术
前言
装配整体式框架结构是指预制混凝土构件通过各种可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的混凝土结构，常用于多层公共建筑（学校、医院、商业建筑等）。目前国家标准、规程采用的“等同现浇”的设计理念，预制框架柱、叠合梁、叠合楼板与后浇砼接触面满足标准、规程构造要求，预制构件拆分以单个构件为主，方便制作及安装。
装配式混凝土结构成为近年来国家力推的建筑施工方式，各地纷纷出台地方标准和鼓励政策。节点施工是装配整体式框架结构的重要环节之一，装配整体式框架结构梁柱节点通常有角柱（柱-2梁）节点、边柱（柱-3梁）节点、中柱（柱-4梁）节点三种，节点区柱纵筋与梁纵筋（多向）避让处理不当，增加施工现场节点处理难度，后期的修补措施不当对结构安全留有隐患。本文结合已经投入使用的工程实例，对装配式框架结构梁柱节点钢筋处钢筋避让的方法进行介绍，并总结控制要点，为提高装配式框架结构的节点质量提供参考。
1 上海新桥厂房项目工程概况
本项目位于上海松江，由6个多层混凝土框架生产用房组成，各子项内考虑单梁悬挂吊车(5t/3t)。本项目装配式混凝土建筑单体采用预制装配整体式框架结构，框架抗震等级二级，装配式建筑面积约为5.2万平方米，本项目预制率满足40%要求。本项目所选预制构件为:板、梁、楼梯、柱共4种，预制框架柱通过竖向现浇节点，与预制叠合梁在竖向上连接成为整体。
在施工图设计阶段，提前对结构单体中全部梁柱节点钢筋避让优化，结合预制构件吊装顺序，以后浇节点区施工简单为第一原则，进行框架梁柱节点包络设计。常规设计节点包括：预制框架柱竖向连接，预制梁在框架柱内锚固、预制次梁与预制主梁连接三种。
2 预制框架柱竖向连接应用要点
本项目预制柱纵向受力钢筋在柱底采用套筒灌浆连接。根据国家标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014，柱箍筋加密区长度不应小于纵向受力钢筋连接区域长度与500mm之和，套筒上端第一道箍筋距离套筒顶部应小于50mm，详见图2.1。预制柱上表面设置粗糙面满足新旧混凝土的结合、下表面设置键槽与排气孔保证接缝处灌浆的密实。为保证预制构件安装方便，避免梁柱钢筋在节点区域碰撞，柱纵向受力钢筋筋优选大直径、少数量的布置方案。
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图2.1 钢筋采用套筒灌浆连接时柱底箍筋加密区域构造示意
本项目现浇柱与预制柱的连接采用在梁柱节点区域预埋竖向插筋，插筋与预制柱的纵向受力钢筋采用套筒灌浆连接，当插筋在节点区锚固长度不满足直锚要求时，可采用端部带螺栓锚头的措施减少直锚长度，详见图2.2。为避免梁柱钢筋在节点区域碰撞，可适当增大柱纵向受力钢筋间距，当纵向受力钢筋间距不满足规范要求时，可在受力钢筋之间附加纵向钢筋，详见图2.3。
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图2.2 端部带锚固头预埋插筋
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图2.3 柱纵向受力钢筋间距较大时附加纵筋
3 预制梁在框架柱内锚固应用要点
3.1 梁底纵向钢筋锚固形式
预制框架梁柱节点处钢筋纵横交错，操作空间小，施工难度较大。在其他项目施工中，预制框架梁柱节点处箍筋安装质量合格率低的主要原因为箍筋绑扎不到位。钢安装质量是影响主体结构施工进度的关键工序，对下一道施工工序质量有重要影响，为了不影响后续施工，亟需解决预制框架梁柱节点区箍筋绑扎不到位的问题。结合建筑施工质量控制理论和实践经验，设计需要从安装方法角度解决此问题。为方便现场绑扎节点区内箍筋，本项目梁纵筋在核心区采用直线锚固与末端带螺栓锚头的锚固方式，当采用末端带螺栓锚头的锚固方式时，其锚固长度应符合《钢筋锚固板应用技术规程》中的有关规定[2]。
3.2 梁底纵向钢筋在核心区内锚固情况分析
梁底纵向钢筋在核心区内锚固需要考虑两种情况：1、相交于同一节点的多梁纵筋与框架柱纵筋的避让。2、考虑（同向/不同向）梁筋的避让。梁纵筋与框架柱的纵筋避让相对简单，只需要保证梁、柱纵筋的位置满足钢筋误差（制作、安装）和混凝土浇捣要求即可。框架梁柱节点的框架梁纵筋避让，对于同向框架梁纵筋多采用水平偏位，不同向框架梁纵筋采用竖向偏位处理。对于梁底纵筋布置为两排及以上，结构工程师需考虑锚入柱内梁h0的减少，对梁配筋进行复核计算。
3.2.1 同向梁相交时钢筋的避让处理应用要点
同方向梁相交时，在梁柱节点核心区，同方向的梁底纵筋可以采用水平弯折避让或竖向弯折避让的方式进行钢筋的锚固，当柱截面尺寸较大且柱纵筋根数较少时，梁底纵筋可采取水平弯折的形式避让，此时梁端锚固形式宜采用直锚，当直锚长度不足时，为方便核心区箍筋绑扎，梁底纵筋采用末端带螺栓锚头的锚固方式。当柱截面尺寸较小且柱纵筋根数较多时，其中一根梁的纵筋采取竖向弯折的方式进行钢筋避让，在弯折处附加钢筋方便梁箍筋的绑扎。采取竖向避让时需在预制构件装配图中标明预制构件的吊装顺序，以防止吊装顺序出错造成现场的吊装返工。
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图3.1 同向梁底纵筋水平弯折避让
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图3.2 同向梁底纵筋竖向弯折避让
3.2.2 不同向梁相交时钢筋的避让处理应用要点
不同向梁垂直相交时，当两方向梁高度相等底部平齐时，若两方向底部纵筋均直接出筋，在吊装时一定会发生两方向梁底筋的碰撞问题，近而导致构件无法安装。在预制构件深化过程中应该将其中一方向的纵筋在竖向弯折，弯折范围处在梁纵筋下部应放置同数量的辅强钢筋，一方面方便梁内箍筋的绑扎，另一方面减少梁底纵筋计算高度减小带来的不利影响。同时也可以通过在方案设计阶段与结构工程师就不同向梁设置一适当的高差来解决此问题。
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图3.3 不同向梁底纵筋竖向弯折避让
4 主次梁相交时节点处理应用要点
对于框架结构，次梁非常适合预制。当次梁在主梁上搭接时，一般的做法即为在主次梁相交处预留次梁缺口，缺口的尺寸应比次梁的截面尺寸大20mm以消除生产误差。当主梁侧面有受扭钢筋时，预留缺口处扭筋不能截断，吊装时次梁纵筋会与主梁的扭筋碰撞而导致次梁无法安装，此时宜在主梁侧面预埋机械接头，在现场后拧钢筋与次梁钢筋进行搭接连接。对于同一方向的次梁在主梁处的连接可参照同方向主梁在节点区内钢筋的避让方法。
5 结论与展望
综上所述，本文对上述节点设计主要以同向、不同向梁纵筋避让为例进行阐述，其余节点设计参此延伸。同向梁钢筋的避让可采用大直径水平避让的方式，不同方向梁相交时，宜布置不同截面高度的梁，在高度的方向上进行钢筋出筋的避让。在深化时将能考虑到的问题进行处理，在整个工程的现场安装过程中，不会出现因设计的问题而出现的工期延误。
装配整体式结构设计的关键在于节点的标准化设计，充分考虑预制构件制作工厂化、施工节点简易化，提高工程质量、提高施工工效、减少现场人工、减少环境污染，真正实现发展装配式建筑的初心。
参考文献：
[1] GB50010-2010，《混凝土结构设计规范》[S].
[2] JGJ 256-2010,《钢筋锚固板应用技术规程》[S].
[3] JGJ 1-2014,《装配式混凝土结构技术规程》[S].
撰写日期：2020-3