高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理

概要：5.1 整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不宜太多，一般为8层左右变1个等级，且与竖向构件截面的变化错层同步。 5.2 水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求，同时要与竖向构件相配搭，使施工处理简单化，尽量避免或减少节点区单独浇注混凝土。 根据上述原则，有关混凝土强度等级的确定，对于诸如楼层数分别为30层（H ①30层：C40(C30)→C35(C30)→C30(C25)→C25(C25)；②40层：C50(C35)→C45(C35)→C40(C30)→C35(C30)→C30(C25)；③55层：C60(C35)→C55(C35)→C50(C35)→C45(C35)→C40(C30)→C35(C30)→C30(C25)；或C60(C40)→C60(C40)→C50(C40)→C50(C40)→C40(C30)→C40(C30)→

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　　5.1 整个工程的竖向构件混凝土强度等级种类不宜太多，一般为8层左右变1个等级，且与竖向构件截面的变化错层同步。 
　　5.2 水平构件的混凝土强度等级取值要符合规范要求，同时要与竖向构件相配搭，使施工处理简单化，尽量避免或减少节点区单独浇注混凝土。 
　　根据上述原则，有关混凝土强度等级的确定，对于诸如楼层数分别为30层（H ①30层：C40(C30)→C35(C30)→C30(C25)→C25(C25)；②40层：C50(C35)→C45(C35)→C40(C30)→C35(C30)→C30(C25)；③55层：C60(C35)→C55(C35)→C50(C35)→C45(C35)→C40(C30)→C35(C30)→C30(C25)；或C60(C40)→C60(C40)→C50(C40)→C50(C40)→C40(C30)→C40(C30)→C30(C30) →C30(C30)。 
　　分析以上高层建筑混凝土强度等级的配搭，对于30层高层建筑，节点区需要加短筋的仅为1/4楼层；对于40层高层建筑，则为3/5楼层；对于55层高层建筑，第1方案节点区需单独浇注混凝土的为2/7，节点加短筋的为3/7，第2方案节点区需单独浇注混凝土的1/4，节点加短筋的为1/2（后一方案的优点在于混凝土强度等级种类最少，仅有4种且为完整等级）。至于节点区加短筋的做法，在柱顶梁底标高处预插短筋，其插入深度及突出梁面各300mm，位置首选复合箍筋的交叉点处，当交叉点少于短筋根数时则另加选取靠近柱主筋的内侧位置，布筋原则是均匀对称。 
　　6、经济分析 
　　在经济指标方面，节点区加插短筋所增加的用钢量对于一个节点来说是微不足道的，如果摊销到整个工程则更是微乎其微。以8×8m柱网、柱截面bh=800×800，主筋配筋率为ρ=1%为例，则中柱、边柱、角柱单位面积所需的用钢量以及摊销到整个工程的用钢量如表2所示（摊销用钢量中，以中柱占2/6，边柱占3/6，角柱占1/6计）。 
　　从表2可以看出，节点区加插筋所增加的用钢量占整个工程用钢量的比例小至几乎可忽略不计，因此以消耗工地上一些准备弃用的边材废料而换取节点区浇注混凝土的方便，无论从哪个角度衡量都是值得的。当然，节点区加插短筋所花费的费用要比节点区采用柱混凝土强度等级单独浇注高一些，但正如前面所述，节点区混凝土单独浇注既存在许多困难，掌握不好还会导致混凝土质量，因此采取在节点区加插短筋的做法来保证节点区的承载力无疑是一种简易且科学的方法，设计方和施工方肯定乐于采用，即使是投资方，如能从大处着眼也应该是能够接受的。 表2 各柱位节点区用钢量计算结果 
　　单位面积用钢量（kg/m2） 整个工程摊销量（kg/m2）  
　　柱位置 中柱 边柱 角柱 30层 0.234 
　　① 0.468 0.936 1.872 40层 0.374 
　　② 0.936 1.872 3.744 50层 Ⅰ 0.267 
　　-- -- -- -- Ⅱ 0.468 
　　（注）①、②分别指插筋为主筋数量50%和100%的情况。 
　　7、计算实例 

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